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统计学和运筹学的关系十篇

发布时间:2024-04-29 12:11:25

统计学和运筹学的关系篇1

   此次交流会的人数虽少,但人员层次较高,内容范围较广。四天的会议内容非常丰富,既有用系统科学的思想和方法筹备和组织管理大型运动会的经验交流,又有机关行政办公如何运用系统科学思想和方法的探讨,也有院校如何培养系统科学人才的经验交流,还有学习和运用系统科学思想与方法的体会。大家还就如何进一步做好系统科学在体育系统的推广应用工作进行了热烈讨论。

   会议综述如下:

   1对推广应用系统科学的认识

   系统科学是现代管理科学的重要组成部分,系统科学的兴起是本世纪科学发展的重要事件之一。它为人类认识世界和改造世界提供了新的理论思维方式和现代管理方法。提高科学管理水平必须学习应用系统科学。

   大家认为,学习系统科学能够提高人们辩证的科学思维方式。江泽民总书记多次指出,发展社会生产力的决定因素是人的素质,特别是各级领导干部的科学文化素质。提高干部素质,首要的是要加强学习。马克思主义哲学从根本上提供了一种辩证的科学的思维方式,而系统科学则成为马克思主义哲学连结各种具体科学的桥梁。运用系统科学的思维方式去观察、研究和解决问题,能进一步促进工作决策的科学化、实施运作的程序化、分工的具体化、责任的明确化、关系协调的清晰化和完成效果的最佳化。

   大家认为,掌握了系统科学思想,才能树立总体观念、全局观念和战略观念;才能在观察问题时走出“就事论事”的圈子,“更上一层楼”;才能运筹帷幄,决胜千里;才能全局在胸,统筹兼顾;才能“弹好钢琴”,使管理工作达到1+1大于2的效果。

   大家认为,推广应用系统科学是社会发展的迫切需要。系统科学的思想方法能够有效地指导我们体育的各项工作。正确认识系统之间与层次之间的联系与区别,是搞好体育工作一项重要前提。如系统科学位置与层次的理论,使我们能正确地认识竞技运动与群众体育是体育工作系统中对立统一的两个方面,两者相互区别,相互渗透,相互促进而又相互制约。因而认识和划清了人民健身计划和奥运争光计划的区别与联系,是理顺体育工作重要的思想认识条件;竞赛是体育工作的杠杆。不同的子系统,不同层次的竞赛有不同的目标、性质与功能。如,全运会、省运会和市运会等,属于竞技运动系统,应提倡拔尖,提倡破记录,要体现更快、更高、更强,体现高名次、高水平;业训竞赛实质上是选才育才,不宜强调出成绩,争名次,目的在于发现人才,多出人才;群众性竞赛也应大大提倡,但不应用业训竞赛取代群众性竞赛。训练是一种动态的组合过程,有许多因素组成,用系统的思想把握得好,组合合理,则整体功能大于其各元素之和;系统科学能促使我们更全面、更深入地认识运动技术,启示我们要全面造就运动人才,全面认识和选拔德才兼备的干部,促使我们提高工作质量和效率。

   2用系统科学的思想和方法组织和管理大型、综合性运动会

   系统科学在体育工作的应用中,影响最大、最成功的就是组织和管理大型、综合性运动会。自运用系统科学的方法成功地举办第11届亚运会和申办2000年奥运会以来,已经举办和正在筹备举办的一些大型综合性运动会都在更自觉地运用系统科学的思想和方法,进行筹备、组织和管理。会议期间举办过大型、综合性运动会的省市体委用大量的事实,说明了用系统科学的思想和方法筹备和组织管理大型综合性运动会所取得的效益是明显的。天津市体委认为,首先要把大型综合性运动会当成一个系统工程来搞,而不仅是看成一个单纯的体育赛事。他们组织实施第43届世乒赛的做法是:根据总目标,首先,建立世乒赛系统工程树型结构,组委会设置了14个部室,实际包含了指挥、决策、竞赛技术,物质保障三个大的子系统,各部室明确其职责,分层管理,并通过预算保证世乒赛大系统的整体效应,制定了“第43届世乒赛筹备工作总体方案”。其次,严格遵循管理工作的动态过程组织实施。第三,采用计划网络技术组织管理,如,天津体育馆工程建设等。第四,进行空间、时间上的动态管理,采用了倒计时的方法,保证了世乒赛如期圆满举行。第五,坚持分合统一原则。筹备初期成立了4个部室,组委会成立后,工作全面辅开,扩展到14个部室,临近开幕时,又合成几个中心。第六,利用编发简报等手段及时反馈信息。第七,按照现代管理的原则,使用“下八律”管理方法。世乒赛组委会从秘书长到处长,直接领导的单元平均在4至5个,保证了领导的精力和效率。“二八”律管理思想,把握了一条,无论工作变化多大,在筹备过程中始终保持一支稳定的骨干队伍,从组织上保证了执行层的力量。

   江苏省体委认为,第三届城运会取得圆满成功的原因是多方面的,其中一个重要原因就是筹备和承办过程中,运用了系统科学思想和方法,实行科学管理。他们的做法是:(一)运用系统科学思想和方法,统筹规划城运会筹备工作,对整个筹备工作做出总体部署。拟订了《江苏省承办第三届全国城市运动会筹备工作总体方案(初稿)》和《第三届全国城市运动会计划网络图(初稿)》,对本届城运会的筹备工作做出了全面部署,对每个阶段筹备工作重点、工作进度、工作要求和相关部门之间的协调配合都作出了比较周密的安排。(二)运用系统科学思想和方法,精心组织城运会筹备工作,在《总体方案》、《计划网络图》的基础上,主要抓了几个环节:1、办赛、参赛两手抓,明确分工,分线作战。2、办赛准备工作由省统一部署、统一领导、统一组织实施。3、采取有效措施,加强各部门之间的协同配合。(三)运用系统科学思想和方法,切实加强城运会筹备工作的统一领导、统一指挥、统一管理。实行目标管理、分层管理、程序决策,强化组织领导。(四)充分发挥综合部门职能作用,积极当好领导的参谋助手。综合部门要解放思想,大胆实践,加强综合协调,加强工作的预见性,注重政策法规建设。他们认为,运用系统科学进行筹备和承办大型运动会存在的问题是,目前干部队伍素质跟不上形势的要求,普遍缺乏系统科学知识和应用现代科学技术的技能;习惯于传统的工作方法和手段,运用系统科学思想和方法的意识不强,自觉性不高。因此,建议国家体委有计划地组织培训或轮训,帮助地方体育部门培养运用系统科学思想和方法的工作骨干,使系统科学思想和方法在全国体育系统进一步推广、应用,使体育系统的科学管理水平适应新形势、新任务的要求。

   云南省民委和省体委的同志认为,第五届全国民运会具有鲜明的民族性、深刻的政治性、参与的群众性、广泛的影响性等特点,加上运动会项目自身的特点,带来了组织工作上的规格高、标准高、要求高、评判困难、协调困难、时间紧张的“三高两难一紧”的特点。因此他们在组织工作上力求按C3i系统的要求建立健全指挥系统。注重了三方面的工作:组织指挥的高度统一;方方面面的广泛协调;工作机构职责和权力的层次区分。具体做法是:(一)建立有权威的层次分明的指挥机构。(二)明确职责、严格分工、层层负责、一级抓一级。(三)严格计划管理、宏观控制主要工作进程,微观细化各项具体工作。(四)充分发挥电子计算机的作用,建立信息中心,形成信息网络。(五)注重搞好协调。(六)抓好热运行。(七)注重民运会的特殊性。他们认为计划网络法是组织大型活动中实现宏观决策、科学管理、统筹规划、既抓主要矛盾,又能照顾全局的现代管理的好方法。运用计划网络法组织大型活动的好处,一是有利于统一组织指挥,宏观控制全局;二是有利于按程序协调各部门工作;三是有利于抓主要矛盾;四是有利于调动各个系统的积极性;五是有利于各项工作落到实处。他们体会到:运用计划网络法组织大型活动必须抓好计划(统筹)、协调、热运行(试运转)三个主要环节。

   正在筹备举办第三届亚冬会的黑龙江省体委在会上进行书面交流。他们认为,系统科学的运用,为举办好第三届亚冬会提供了重要的科学管理的保证。从近两年来的筹备管理工作进展情况看,所带来的效益是明显的,达到了预期的目的。他们借鉴北京亚运会和申办奥运会的经验,运用系统科学的思想、方法和技术去组织管理筹备工作。做到了两个突破,一是思想方式上的突破;二是方法、技术运用上的突破。主要作法有:(一)突出筹备工作的整体性。首先在成立组委会和执委会之初,就力图体现系统科学“整体大于部分之和”的特点,为筹备工作运转一开始就从整体上考虑创造了条件。同时制定通过了亚冬会筹备工作总体方案,确定了总目标,并根据总目标的要求提出了12项具体任务,反映了筹备工作应从整体部分整体,再反馈到整体的科学过程,正确处理了整体和部分的关系。(二)注意考虑筹备工作的综合性。(三)明确统一的目的性。(四)科学管理。实行层次管理、动态管理、程序化管理,确保工作井然有序和最优化运行。(五)科学决策。分为三步:第一步是难点、结症把握法,第二步是分类决策法,第三步是效益反馈法。(六)采用系统工程技术,运用网络技术、流程图技术和类流程技术。他们认为,计划网络图是系统工程中一项极为有效的重要技术,着眼于解决系统内的宏观问题。它的主要优点是,可以对系统内的各项工作的运行过程在时间和空间上做出最佳安排,正确反映和描述各项活动的时间顺序和逻辑关系;可以反馈检查结果,便于对大系统中的各部分进行有效的控制,把握各事件中的联系,并以直观的图解形式表现出来;有利于决策和管理工作的科学化。他们在绘制中,学习“北京申办2000年奥运会工作计划网络图”,对几个基本要素进行特殊处理,采用时间等坐标方式,运用了倒计时显示法,确定了关键路线和关键节点,采用了奇数标号和模糊数学的概念,引入了反馈机制,标明了系统内在逻辑关系和事件联系多维网状结构。他们认为运用网络图技术,不仅仅在于它的编制,更重要的是执行。因此他们采取了三项措施:一是各部门根据总体网络图规定和任务目标,编制了本部门的二级计划网络图加以细化和充实,同时在关键阶段还制定了阶段工作计划细化网络图;二是每月制出月工作计划予以配合;三是强化反馈机制,在实行计划网络图常规检查的同时,增加了月工作计划检查,并定期以催办与落实的文件方式向各部通报。从而进一步突出了计划网络图的宏观调控的作用。

   刚刚开始筹备1999年全国第三届城运会的陕西省和西安市体委的同志,把草拟的筹备工作总体方案带到会上征求意见,与会同志根据各自的经验,提出了许多好的意见和建议,使此次会议的内容更加丰富、实在。

   3运用计划网络技术是体育界推广应用系统科学的突破

   与会者一致认为,中国体育界成功地运用系统科学思想与方法,举办了北京第11届亚运会,组织了2000年奥运会申办工作,建立一整套的科学管理体系,对亚运会筹备和奥运会申办工作进行管理、监督、协调、指挥,对筹备和申办工作的顺利进行起到了极大的作用,为我国大型体育活动的组织管理和科学决策方面起了直接示范性作用,积累了极其宝贵的经验。对全国体育工作的科学决策与现代化管理产生了巨大的推动作用。并受到国际、国内人士的高度评价,其中,《第11届亚运会筹备工作计划网络图》和《申办2000年奥运会工作计划网络图》发挥了重要的作用。计划网络技术是体育界推广应用系统科学的突破口。

   大家认为,系统科学是随着社会的发展和时代的进步而产生发展起来的,从我们体育系统来讲,在亚运会的组织和申办2000年奥运会工作中,运用系统科学思想和方法的成功经验,为体育科学管理起了示范作用。但应该认识到,系统科学在我们体育界的应用,不仅仅表现在大型运动会上,也不仅仅是采用了计划网络图的方法,系统科学的思想和方法更重要的具体体现在体育整体工作的方针、思想和战略上。比如,体育为国家中心任务经济建设服务,为基本路线服务的思想,协调发展的思想等。

   4运用系统科学的思想和方法指导机关行政办公工作

   近两年来,系统科学的思想和方法在体育界的推广应用向更宽的范围发展,不仅仅应用在大型运动会和大型活动上,在机关行政办公中也已经开始应用。

   天津市体委和国家体委训竞一司的同志认为,机关职能的转变对管理者提出新的要求,管理者应当树立新的观念,如工作效益、时间效益、总体统筹、以人为中心管理的观念等等。因此,首先要求管理者特别是在办公厅(室)这一类综合办事部门的干部,更应当学习、掌握系统科学的理论、方法,学习弄懂计划网络技术。

   天津市体委运用计划网络图的做法是:1、按照业务分工和总的要求,各部门将工作要点中属于本部门负责的大块工作分解成若干个具体的任务目标,突出任务的起始和完成时间,提出需要配合的协调的部门,报办公室。2、办公室从总体角度分析各项任务的构成,相互之间的关系和顺序,确定承担任务的主要部门、配合部门。3、综合协调,将没有落实到部门和有矛盾的任务反馈到各部商讨、协调、确定。4、按时间顺序编制全年任务分解表。5、报委主任办公会批准。6、绘制网络图。

   对于如何在机关行政办公中运用系统科学的方法进行管理,国家体委一司采用系统集成的方式开展工作,收效甚好。他们在学习北京亚运会和申办奥运会经验的基础上,总结了制度保障、程序决策、计划网络图、流程图、热运行、目标管理、层次管理、矩阵结构、倒计时和办公自动化管理等方法。

统计学和运筹学的关系篇2

关键词:信息与计算科学专业;运筹学;教学改革

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)33-0091-02

运筹学是近40年来发展起来的一门新兴学科。它的目的是为行政管理人员在做决策时提供科学的依据。因此,它是实现管理现代化的有力工具。运筹学在生产管理、工程技术、军事作战、科学实验、财政经济以及社会科学中都得到了极为广泛的应用[1,2]。我校的信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,运筹学一直被定为专业必修课列入培养方案,有多年的教学历史。笔者在运筹学课程的教学过程中,探索适应信息与计算科学专业培养目标和学生特点的教学方法,积累了一些想法并付诸于实践,取得了一定的效果。

一、信息与计算科学专业和运筹学的特点及关系

信息与计算科学专业是以信息领域为背景,数学与信息、管理相结合的交叉学科专业。该专业培养的学生具有良好的数学基础,能熟练地使用计算机,初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究,解决实际问题,设计开发有关软件的能力。毕业生适合到企事业单位、高科技部门、高等院校、行政管理和经济管理部门,从事科研、教学和计算机应用软件的开发和管理工作,也可以继续攻读信息与计算科学及相关学科的硕士学位。运筹学的基本特点是:(1)运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题,故其应用不受行业、部门之限制。(2)运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性,最终能向决策者提供建设性意见,并应收到实效。(3)它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。(4)多分支。运筹学的主要分支包括:线性规划、整数规划、目标规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存储论、排队论、对策论等。结合信息与计算科学专业特点以及上述运筹学特点,笔者认为信息与计算科学专业学生学习运筹学的目的是综合各学科知识,利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模,同时牢固掌握各种优化算法,并能利用各种编程工具将优化算法予以实现,从而达到提高学生解决实际问题的能力。

二、传统教学中存在的问题及改进措施

运筹学作为信息与计算科学的专业必修课程,能够为信息与计算科学的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果,却往往达不到预期的效果。下面将针对传统运筹学教学过程中存在的问题提出一些改进的方法。

1.教学目的的改进。由于我校信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,导致在传统的运筹学教学中,存在重理论与分析、轻应用与实现,即仅重视数学模型的构造以及解的存在性分析,而忽略了模型的有效求解,加之信息与计算科学专业学生本身动手能力不强,导致很多同学在运筹学的学习过程中进入了“运筹数学”层面[3]。笔者认为,运筹学教学应该是理论与实践相结合,算法是运筹学的重要组成部分,也是运筹学的精髓,但是仅仅注重构造数学模型和算法的设计,而忽略算法的编程实现是不可取的。运筹学的教学应该使学生在熟悉运筹学各类问题的基础上,重点培养学生分析问题,根据实际问题建立恰当的数学模型,并利用编程软件编程求解各种实际问题的能力。最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力的提升,应该成为信息与计算科学专业运筹学教学的目的。

2.教学内容的改进。传统的运筹学教学内容是以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的数学模型,并着重研究问题的求解算法以及算法的灵敏度分析。这些内容对于数学基础较好的信息与计算科学专业学生而言,学习起来并不是十分的困难。然而,由于运筹学的内容比较丰富,学习的课时有限,不可避免地导致忽略了运筹学的实践教学环节。这对于提高学生的动手能力是极为不利的[4]。根据上面教学目的的改进措施,笔者在运筹学的教学过程中将教学重点放在有关数学规划的算法设计章节,突出讲解算法的设计思路,并要求学生将传统的算法,如单纯形算法、分支定界算法、最速下降法等进行编程实现。该项措施能够保证在有限的教学课时内,充分发挥学生的能动性,不但掌握了运筹学的精髓部分,同时提高了学生的动手能力,真正提升学生运筹学的应用能力。

3.教学方法的改进。运筹学是以数学分析为主要的工具,如果在运筹学的教学中,教师按部就班,平铺直叙,忽视案例教学,就会让学生觉得运筹学与数学分析、高等代数一样,学习起来枯燥乏味,从而失去了运筹学的本质特征。针对上述情况,笔者在运筹学的教学过程中,对运筹学的教学方法的改进做了如下尝试:①加强案例教学。在每一章开始的部分,利用经济管理的实际问题,引出需要讲解的内容,引导学生利用所学的知识尝试解决该实际问题,而不是利用书本上较为抽象的例子给出讲解内容。该项措施提高了学生学习运筹学的兴趣,培养了独立解决实际问题的能力。②鼓励学生参与教学。传统的课堂教学以教师的讲授为主,学生极少参与课堂教学。结合运筹学的教学目的,笔者在运筹学的教学过程中积极鼓励学生参与课堂教学,发表自己的观点和想法。对于提出有创新性想法的同学,在期末考试时给予一定的额外加分。实践证明,该项措施切实提高了学生参与课堂教学的积极性,课堂氛围也有极大的改观。③加强实践教学环节。实践教学是运筹学教学的核心组成部分。笔者在运筹学的教学过程中对实践教学划分为两个部分:其一是要求学生将数学规划的有关算法进行编程实现,编程工具的选择上以C++为主,matlab为辅,同时严格验收过程;其二是组织学生以小组为单位,自行选择相关实际问题作为研究课题,完成问题描述、数据分析、数学建模以及选择合适的运筹学方法求解数学模型。这样,让学生真正体验到运筹学在实际应用上的完整流程,同时培养了学生的团队协作精神。④完善课后答疑。作为运筹学的初学者,学生不可能很快掌握运筹学的理论与方法。笔者所在学院为该课程配备了一名辅导教师,专门负责课后答疑以及实践环节的指导工作,使学生的疑问能够得到及时的解决。

4.加强与相关课程的联系。运筹学是信息与计算科学的专业必修课,针对信息与计算科学专业的专业特点,其教学需要学生牢固掌握数学分析、高等代数的相关理论与方法。因此,为了学生能够较好地学习运筹学,需要在运筹学相关章节讲授之前与相关专业课程进行有效的衔接,将运筹学的教学自然融入到整个课程体系。如线性规划的单纯形方法教学,要和高等代数中线性方程数的求解方法相结合;无约束优化问题的教学要和数学分析的极值条件相结合;有约束优化问题的教学要和数学分析中的Lagrange方法相联系;图论的教学要和离散数学、数据结构中的相关章节相联系等等。

总之,不能将运筹学的教学与信息与计算科学专业的整个课程体系相割裂,而是在运筹学的教学过程中,积极引导学生将所学章节与相关课程进行联系,从而强化运筹学在整个教学体系中的重要性。

三、教学改革效果分析

经过近四年的运筹学教学改革,取得了良好的效果。(1)学生对运筹学的学习兴趣得到了极大的提高,该点可以从学生上课的精神状态、完成作业以及考试情况得到体现。(2)极大提高了学生动手能力。通过运筹学实践教学环节,学生的动手能力得到了极大的提高,据不完全统计,信计专业有近30%的毕业生从事it行业,受到了用人单位的好评。每年都有it行业的公司到本院来招聘信计专业的毕业生。(3)每年信息与计算科学专业的毕业生有近10%考取985高校的硕士研究生。毕业生良好的综合素质得到了复试专家的一致好评。

在以后的运筹学教学过程中,我将对运筹学课程的考核方式、学生竞赛等方面进行积极的尝试,争取能够取得更大的成绩。

参考文献:

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学[m].第四版.北京:清华大学出版社,2012.

[2]胡运权.运筹学基础及应用[m].北京:高等教育出版社,2011.

[3]欧阳瑞,陈春华.在运筹学教学中要体现数学建模思想[J].长春教育学院学报,2011,(27).

[4]蔡天鸣.信息管理与信息系统专业运筹学教学改革研究[J].都市家教,2012,(9).

统计学和运筹学的关系篇3

[关键词]运筹学系统工程局限性软运筹学

一、引言

目前,有些人把运筹学和系统工程混淆起来,甚至认为二者是一个内容。国外的运筹学与国内系统工程有相似的内容,因此被称为“狭义系统工程”;而按钱学森教授所建立的系统科学体系,系统工程的基础理论是运筹学、控制论和信息论等组成的一类技术科学,其基本工具是计算机以及为其提供计算方法的计算科学。

二、运筹学和系统工程理论的联系、区别

1.运筹学是从系统工程中提炼出来的基础理论,属于技术科学;系统工程是运筹学的实践内容属工程技术。

2.运筹学解决具体的“战术问题”;而系统工程侧重于研究战略性的“全局问题”。

3.运筹学只对已有系统进行优化;系统工程从系统规划设计开始就运用优化的思想,是研究整个过程的理论。

4.运筹学是系统工程的数学理论,是实现系统工程实践的计算手段,是为系统工程服务的;系统工程是方法论,着重于概念、原则、方法的研究,只把运筹学作为手段和工具使用。

三、常用运筹学方法应用时的局限问题

1.数学规划

不论哪种数学规划问题,在实际应用中都有其局限性。首先,数学规划理论所要求的“系统”比较难以确定范围;其次,理论中的约束条件要用数学表达式表示出来,实际问题中有些问题很难用定量的数学形式表达出来;再次,理论模型有限,很难将各种问题都加以解决。

2.动态规划

动态规划应用的局限在于,阶段的划分导致动态转移方程比较难以确定,阶段间的联系难以形成量化的数学形式。常见的类型如资源分配问题、生产库存问题和机器负荷等,一旦问题中的某些条件随实际情况改变,则模型可能失灵,这些现实问题是很可能出现,但数学形式的求解方式却很难快速“应变”。

3.库存论

常见模型可分确定型不允许缺货和允许缺货、进货方式分为一次进货和持续进货,不管是哪种分法,在实际应用中很难符合实际情况要求。比如除非对市场需求的预测非常准确,更多的实际情况是不确定型;还有为了形成“零库存”状态,我们需要随时观察出货情况,再决定合理进货时间和进货量。

4.排队论

排队问题要求对顾客到达、服务情况等做定量分析,将各种情况概括成各种分布模型。但实际应用时,随机情况很多,系统的大小也未必会达到仿真的要求,造成结果的误差。

5.网络分析和网络计划

应用过程中要求对整个“项目”的情况了如指掌,各个环节的衔接关系非常明确,网络图的绘制就显得非常重要,而工期的确定由于各个工作的随机性存在,工作时间也有所变动,项目越大则工期变化越大。

6.决策论

决策的准则通常采用期望值的方式,由于采用“期望”的方式,所以它不是决策最后的实际益损值,故而与实际情况发生时有一定出入,这就要求决策人还要有一定“主观判断”的能力。

7.对策论

这种方法要求首先确定对策问题的赢得矩阵,这是一个定量化过程,本身就比较主观,而且有限的模型同样不能概括所以可能的对策类型。

鉴于运筹学存在的片面性,国内外学者提出了运筹学软化的思想。软运筹学研究的议题,本身存在争议的问题,除了使用理性工具中的数学模型还包括为理请思路引入的概念模型,追求的是满意解或可行且满意的行动方案。

参考文献

[1]董肇君:系统工程与运筹学[m].第2版.北京L国防工业出版社,2007.28~30

[2]梁迪:系统工程[m].北京:机械工业出版社,2005

[3]周德群:系统工程概论[m].北京:科学出版社,2004

[4]运筹学教材编写组:运筹学[m].第3版.北京:清华大学出版社,2005

统计学和运筹学的关系篇4

关键词:运筹学;运筹思想;建筑设计;设计方法

abstract:withtherapiddevelopmentofeconomyinourcountry,thedomesticallwalksoflifealsohasachievedgreatdevelopment,theconstructionindustryasourcountryisanimportantcontentofmodernurbanizationconstruction,todotokeeppacewiththetimes,inbuildingdesigninnovation,soastopromotethedevelopmentofsocialeconomyandtheconstructionofsocialisticharmonioussociety.andoperationsresearchasthenewsituationoftheproduct,hasbeenwidelyusedtopeoplefromallwalksoflifeplanningdesignandmanagementwork,thisarticlethroughtotheoperationalresearchandapplicationinbuildingdesignoftherelevantapplicationanalysis,andtheoperationalresearchthoughthasarchitecturaldesignmethodwasdiscussed.

Keywords:operationsresearch;Strategythinking;architecturedesign;Designmethod

中图分类号:tU2文献标识码:a文章编号:

运筹学作为现展的新形势下实现管理现代化的重要思想依据,在建筑设计方法上同样发挥着至关重要的作用。通常情况下,建筑设计方法是由项目工程设计人员通过对建筑实际情况的分析、解决之后,创造出满足建筑实际需要的活动。其本身包含很多内容,广义来讲,所有的建筑设计理论和方法,都是直接服务于建筑设计的,是建筑设计的科学基础,是建筑理论研究的重要依据,更是建筑设计的重要组成部分,其根本目的是满足人们需求,创造空间形式,而整个设计过程比较特殊,是一种创造行为,以满足建筑使用者的需要为出发点,受社会环境和经济文化影响,最终要经过实践检验。随着近年来我国社会主义市场经济的不断深入,人们对生活质量和生活方式也有了新的要求,越来越多的人对建筑的投入和对社会环境产生的影响有了崭新的思考,而在建筑设计的过程中,也需要更多的综合功能,其不仅需要由个人的专业技术和能力来完成,而且需要艺术的灵感融入其中。伴随着建筑设计不断革新,现代设计理念逐渐开放,在设计规模上也由传统的个体设计到现代门类学科团体设计,因此,在现代社会的发展中,对于现代建筑的设计研究更加具有重要的现实意义。

一、运筹学的基本含义

所谓运筹学,最早是借用司马迁《史记》中的话,“运筹策于帷幄之中,决胜于千里之外”,其具有较深的军事文化起源,范畴特别广,如在我国战国时期,齐国的大夫田忌与齐王赛马的故事,就蕴含了运筹学的有关道理。在赛马之前,经过一个深思熟虑的过程,进行筹划、安排,趋利避害,选择最优配置,以取得最好的效果,是典型的朴素古典运筹学范例。其次,运筹学在军事中运用最广泛,从古到今的各类战争情况都可以归纳到运筹学的范畴。而在今天,随着经济的进步,商业的发展,工商企业之间的竞争角逐日益激烈,因此,运筹学也就潜移默化地运用到了工商企业的角逐中,在企业竞争的资源配置、竞争等机理的深入研究和运用上越来越深入,并且逐渐形成了完备的理论体系,例如决策论、规划论等理论。后随着现代信息技术和网络技术的问世和普及,运筹学理论的应用范畴进一步扩大,不只局限于研究经济和军事活动,已经无声无息地深入到了人们的日常生活中。根据问题的具体要求,进行必要的数学分析和运算,在通过综合安排结果,趋利避害,权衡优劣,做最合适的选择。因此,运筹学不仅是一门理论基础,而且更是一门优化技术,可以解决各式各样的问题。依据现阶段运筹学的研究,其具体的研究方法可以归纳为以下几点:

1、从现实中抽取事物本质要素进行构造运筹学数学模型,从而探寻与决策目标结果。

2、探索求解的结构并且导出运算系统的求解过程,从可行方案中寻求最优结果。

可见,运筹学在研究的过程中,不仅要对研究对象进行必要的分析,还要对结果进行分析、考核及筛选,通过运筹学数学模型,能够说明事物的发展事实,而且可以对时间进行合理的预测,以科学的理论进行结果描述,利用数学方法进行数量分析和推理。因此,运筹学在现阶段的建筑设计方法研究中得到了十分广泛的运用,不仅可以通过运筹学对建筑设计的科学性进行分析考证,而且还有效地推动了建筑设计方法的升级。

二、传统的建筑设计方法评析

具体建筑设计方法是以图解思维和表达为主要手段,强调将存在于建筑设计者头脑中的空间形态用图式语言在图纸上进行表达,尤其强调在图解思考过程中“灵感”的突现作用从而完美地完成设计。这种建筑设计方法的运用使得很多设计者误认为建筑设计是建筑设计者个人的创作行为,陷入了建筑设计就是单纯艺术表现和造型的思想误区。显然,这种具体的设计方法存在很多的问题,这一点在建筑设计过程中已经有明显的反映。有的设计师面对设计任务书不知从何下手;有的将建筑设计当成构图技巧的表现,几何形体的拼接组合,点、线、面、体的随意解构,把有条件制约的建筑设计弄成随心所欲的平面构成游戏;有的则从杂志资料和既有建筑中寻找所谓“灵感”,不考虑特定设计的具体条件、规模等诸多因素,生硬地照搬、移植别的方案和处理手法;还有的则生硬地照套任务书,拼凑空间、房间、复核面积。这些建筑设计者主要着力于具体的设计阶段,即严格地按照给定的任务书依据图面的空间布局、功能组织、立面效果、表达技巧等完成设计任务,缺乏对设计方法的完整理解和应用。这些问题产生的根本原因,主要是由传统的建筑设计方法的单向直线过程的局限性所决定的,在面对功能复杂的大型现代建筑的时候,这种单向直线过程的设计方法显然是无法适应的。

三、引入建筑计划与使用后评估的建筑设计方法改良

建筑计划是以比较理性及客观的方法去了解、分析生活与建筑空间的关系,它的重心在于人和空间的关系上。计划方法不涉及建筑具体的形态,但它能使我们明确限制条件和方案发展的各种可能性,使设计沿正确的方向运行。建筑计划为建筑设计起控制导向作用,建筑设计是实现建筑计划的既定目标。建筑计划能使建筑师的设计思路清晰,努力地把无意识的建筑工作方法尽可能地提炼出来,使之转化为有意识的建筑工作方法。在建筑计划的分析方法中,注重把握事物的矛盾现象,注重把握生活、建筑方面的条件,努力地找出潜在的需求,把现象与生活、建筑方面的条件之间的关系看作是因果关系,然后,从潜在的需求导出空间构成的形态。

四、基于运筹学思想的建筑设计方法

首先,建筑实物缩尺模型或计算机3D虚拟模型的建立,在经济因素条件方面和建筑实物的建造相比较,它的投人是投资者或设计者完全可以接受的。在目前科技条件下,建筑实物缩尺模型或计算机3D虚拟模型的建立是可以快速的相对精确的做到。在许多实践项目中,为了展示设计的成果,建筑设计过程中都会建立各种建筑实物缩尺模型或计算机3D虚拟模型,这种模型为基于运筹学思想建筑设计方法中作运筹分析用途提供了现实基础和条件。也就是说,基于运筹学思想建筑设计方法的应用在财力上是并不需要更多地投人,它是在现有的条件中引入运筹学思想和方法到实践项目的设计过程中去。

其次,继承传统设计方法的优点,保持计划与使用后评估建筑设计方法的优点,同时增加了建筑设计过程的微循环反馈,体现了建筑设计的系统工程观念,使得建筑设计有了进行定性定量分析的基础。原来在建筑物建造完成并使用后才开始进行的建筑使用后评估在设计过程中就可以进行综合的定性定量的效果评价。建筑的效果评价使建筑设计过程可以根据建筑的既定使用要求运用运筹学思想方法进行效果评价,将使用者的需求作为效果评价标准,为设计提出科学合理的系统分析。建筑效果评价成果能为设计提供更为全面、客观的设计依据,为设计引入较准确的条件因素,使设计思维更加符合实际。建筑效果评价方法的引入,可以将设计决策的依据建立在调查研究和科学分析的基础上,以评价结果作为判断设计合理性的基本标准,能在一定程度上克服设计和决策的经验主义和主观主义,提高设计和决策的科学性和有效性,保证了建筑设计的客观性,提高了建筑设计方法的科学性和操作性。

另外,建筑计划的制定环节中,不仅采用建筑学常用的方法,而且采用运筹学的思想方法作为分析方法,从现实中抽出的建筑空间本质要素,为建筑设计提供合理的导向条件和控制方向。例如,在建筑设计中应用运筹学的多变量解析规划方法方面,注重把握量的现象,注重把握生活需求与建筑方面的变量条件,努力地将其作为模型来把握,把现象和生活需求与建筑方面的条件之间的关系看作是相关函数,然后寻求生活与空间的相互关系。

结束语:

建筑设计方法作为一门应用性很强的学科,是一种人为操作行为,不仅有助于促进我国建筑设计方法研究的发展,而且对建立和发展具有中国特色的社会主义和谐社会,也起着至关重要的作用,要创新符合我国国情的建筑设计,不仅要解决好研究的对象,而且在建筑设计内容和目的上,要充分运用运筹学,对整个设计进行完整地分析,通过系统的数学运算和科学的推断,得出符合条件的结果,再对设计方法进行最优选择。如此一来,不仅探索创新了建筑设计方法,而且为定性定量地进行建筑设计提高了科学的依据,尤其是如计算机3D模拟技术在建筑设计中的应用,不仅是一种有益的科学探索,更是我国建筑设计的前进动力,是社会经济发展,人们生活提高的重要内容。

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[8]杨晔.运筹学在建筑施工中的应用[J].山西建筑,2008,(18).

统计学和运筹学的关系篇5

关键词:物流工程;运筹学;库存控制

作者简介:谢逢洁(1974-),女,重庆人,西安邮电大学管理工程学院,讲师。(陕西西安710061)崔文田(1966-),男,陕西米脂人,西安交通大学管理学院,教授。(陕西西安710049)

基金项目:本文系教育部高等学校物流类专业教学指导委员会教改课题(课题编号:JZw2011013)的研究成果。

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)04-0110-02

随着电子商务近十年的迅速发展,我国物流企业如雨后春笋般成长起来。摊开一张中国物流地图,密密麻麻的干线、支线一团乱麻似的交织在一起。然而,中国物流每年30%左右的增长速度仍然难以满足每年100%速度增长的淘宝货运需求。那么,有效地利用现有资源进行优化配置,成为物流企业满足社会经济发展需求的重要途径,这无疑给物流专业的“运筹学”教学工作提出了前所未有的挑战。根据《教育部高等学校物流类专业教学指导委员会关于物流工程本科专业培养方案的指导意见》,“运筹学”是各高校物流工程专业必需开设的学科基础课程,建议课程学分为3分左右,其他学科基础课具体课程及学分由各高校自定。这充分说明了“运筹学”课程在物流工程专业教学中的基础性和重要性。那么,根据我国物流业发展中的实际问题,结合物流工程专业“运筹学”教学需求,探讨教学内容和教学方法的改革具有重要意义,但同时这也是摆在每个物流工程专业“运筹学”教学工作者面前的重要问题。

一、我国物流业的主要问题及其原因分析

在电子商务环境下,涌现出大量种类多、批量小、批次多、目的地分散的随机零散的物流需要,这与传统的粮食、燃料、建材等大宗物资运输需求有着明显的差别。大量的零散物流需求为我国物流业发展带来了契机,同时也暴露出其存在的问题。

首先,物流成本高是我国物流业一直以来存在的问题。随着电子商务环境下零散物流需求的激增,成本问题愈发显得严重。据国家发改委2011年12月1日披露的数据,2011年1月至10月,我国社会物流总费用6.4万亿元,同比增长18.7%。目前,中国的物流成本占GDp总量比重约为18%,而日本是11%,美国是8%,欧盟只有7%。究其原因,除了油价上涨以及物流运输中的各种乱收费现象外,每年以30%左右的速度发展起来的物流企业资质参差不齐,配送中心的选址、库存控制、车辆路径规划等有利于物流企业降低成本的优化途径在一些新建物流企业中并没有得到很好地应用。这是我国物流成本高的主观因素,也是物流专业“运筹学”教学需要重点关注的问题。

此外,在电子商务环境下,客户对产品可得性的心理预期增强,进而使得其对交货时间的要求远远高于传统物流货运的要求。而我国大多数物流企业尚未形成一个完整有效的物流系统,配送中心和运输系统缺乏协调,库存控制和车辆路径规划存在矛盾,长途运输和短途配送缺乏衔接等问题普遍存在。这无疑会导致物流企业货运时间的拖延,使得客户对交货时间的需求时常难以得到满足。因此,物流系统的协调优化也是“运筹学”教学需要重点关注的问题。

二、物流工程专业“运筹学”教学的主要内容

“运筹学”教材种类繁多,本文以清华大学出版社出版的《运筹学》章节划分为例进行相关内容的阐述。目前,我国各高校管理类本科层次的运筹学教学内容通常由线性规划与目标规划、整数规划、动态规划、图与网络、排队论等几部分构成,略有差异。非线性规划、存储论、对策论、决策论、启发式方法等则通常作为研究生阶段的教学内容。物流工程专业具有管理学科的一般属性,同时还具有本专业的一些特性。为了更好地满足我国快速发展的物流业对专业人才的需求,物流工程专业“运筹学”教学应在保持管理类运筹学教学内容广度的基础上,突出物流工程专业“运筹学”教学需要解决的一些重要问题,包括配送中心选址、库存控制、车辆路径规划以及物流配送系统协调优化等问题。

1.配送中心选址问题相关教学内容

配送中心选址问题是给定某一地区所有需求点的集合,要求从中选出一定数目的需求点建立配送中心,实现对所有需求点的配送,并使得总配送路径或配送费用最小。整数规划是目前应用最广泛也是最主要的定量选址技术,其求解方法包括分支定界法、割平面法和隐枚举法,其优点是能获得精确的最优解。但是对一些模型太复杂的情况,如对整个物流网络进行规划时的大型复杂选址问题,由于变量和约束条件众多、形式复杂,往往只能用启发式算法获得最优解。此外,多目标决策方法可以和启发式算法相结合进行配送中心的合理选址。

2.库存控制问题相关教学内容

库存控制问题是在保证生产或销售对物资需要的前提下,尽可能地减少资金占用,降低物资的库存成本。目前,库存控制研究已取得了丰硕的成果,形成了较为完整的库存控制理论——存储论,主要包括定常需求的库存控制、时变需求的库存控制、随机需求的库存控制、依赖于库存水平需求的库存控制以及多种物品的库存控制等。库存控制模型的求解主要利用高等数学中的微积分原理给出最优解的性质,并结合启发式算法给出最优值。

3.车辆路径规划问题相关教学内容

车辆路径规划问题是针对一系列发货、收货点,设计适当的行车路线,使车辆有序地通过它们,在满足规定的约束条件(如货物需求量、交发货时间、车辆容量、时间限制等)下,实现一定的目标(如路程最短、费用最低、时间尽量短、车辆尽量少等)。根据研究重点的不同,车辆路径规划问题的模型构造及算法有很大差别。但整数规划、动态规划和图论是车辆路径规划问题最常用的建模方法,启发式算法在车辆调度问题的求解中得到了广泛应用。

4.物流系统协调优化相关教学内容

配送中心选址、库存控制、车辆路径规划问题之间有着千丝万缕的关系,其中一个问题的决策往往影响到其他问题的决策,如果某一问题决策失败就无法获得整个物流系统的最优。因此,物流系统的协调优化越来越受到重视,配送中心选址与运输路线安排问题的集成建模、库存控制与车辆路径的集成建模、以及配送中心选址与库存控制的集成建模已经得到了广泛研究,主要涉及的运筹学方法有整数规划、非线性规划、动态规划和启发式算法等。

由以上分析可知,物流系统优化涉及的“运筹学”教学内容主要包括整数规划、非线性规划、动态规划、图论、存储论、多目标决策、启发式算法等,这分别对应于清华大学出版社《运筹学》教材中的第5章、第6~7章、第8~9章、第10章、第13章、第16章、第17章。其中,以整数规划和启发式算法的应用最为广泛。以此为依据,笔者建议对物流工程专业的“运筹学”教学内容作适当调整,打破以教材章节为依据划分本科和研究生教学内容的模式,在本科阶段教学中增加非线性规划、存储论、决策论、启发式算法的内容,在研究生阶段教学中进一步深化整数规划、动态规划、图论的内容,保证本科和研究生阶段课程的可延续性,并在教学深度上形成一定的梯度。本科阶段侧重于物流系统基本问题的建模和基本求解方法的掌握,研究生阶段则侧重于综合问题的建模和多种求解方法的结合应用以及优化理论的创新。

三、物流工程专业“运筹学”教学的实施手段

“运筹学”是一门以数学方法为基础寻求实际问题最优方案的应用科学,特别强调对实际问题的解决。应用运筹学解决现实生产、生活中的实际问题,需要针对实际问题的优化要求及面临的客观条件作必要的假设,抽象为数学模型,然后利用恰当的数学方法加以解决。根据《教育部高等学校物流类专业教学指导委员会关于物流工程本科专业培养方案的指导意见》,物流工程专业是一门实践性很强的专业,要求该专业的教学注重理论教学与实践教学相结合,课堂教学与课外活动和谐统一。因此,对于物流工程专业的“运筹学”教学,强调对物流系统中实际问题的解决则显得尤为重要。然而,由于“运筹学”本身所具有的明显的数学学科特征,加上“运筹学”教材的通用性特点,教师在教学实践中很容易产生偏重数理演算、忽略实践应用的倾向,在基本原理和手工演算的讲授上花费大量的课时,而对于如何从物流系统的实际问题出发,抽象出合理的数学模型以及如何应用先进的计算软件实现模型的求解则重视不够,甚至忽略。鉴于此,笔者建议对物流工程专业“运筹学”教学的实施手段做以下改革尝试。

1.讲述教学法和问题解决教学法相结合的课堂教学方式

由于“运筹学”既要求对基本理论和优化方法的理解,又强调应用理论方法解决实际问题的能力。因此,笔者建议采用讲述教学法和问题解决教学法相结合的课堂教学方式。

讲述教学法是指教师运用叙述的方式传递教材知识的教学方法,也是最为常用的一种教学方法。“运筹学”的基本理论和优化方法以数学为基础,对于物流工程专业的学生而言相对抽象和晦涩。如果在课堂讲述时利用高深的数学理论来推导一个定理,或者花费大量的时间手工求解一个问题,则违背了物流工程专业“运筹学”教学的应用目的,学生不仅难以接受讲述的内容,而且其学习积极性会受到打击。因此,笔者建议教师在课堂讲述中弱化“运筹学”中定理的推导以及手工演算过程,通过板书教学与多媒体教学相结合的讲述方式,根据课程内容的需要穿插一些动画、声音视频,充分调动学生的学习兴趣,使学生快速理解“运筹学”的基本理论和优化方法。在此基础上,结合问题解决教学法培养学生应用理论方法解决实际问题的能力。问题解决教学法是启发式教学方法的一种,是以学习者为中心的教学方法。教师可在教学中有目的地引导学生选择典型的物流系统优化案例,可以从简单的配送中心选址、库存控制以及车辆路径规划问题入手,协助学生对实际问题进行合理假设、抽象和建模,使学生逐步掌握运用“运筹学”解决物流系统优化问题的思维方式和方法。

2.课堂教学、计算实验和课外活动紧密配合

由于课堂教学中弱化了定理的推导和手工演算的过程,加上启发式算法在物流系统优化问题中的广泛应用,物流工程专业的“运筹学”教学应开设专门的实验课程,将课堂教学内容和上机实验紧密结合起来,帮助学生掌握winQSB、LinDo、LinGo、matHematiCa、matLaB等优化软件,利用计算机代替手工演算实现模型的求解。同时,注重培养学生不拘泥于课本上的算法与思维,努力尝试新方法,开拓新思路,提高自己的创造性思维能力,逐步引导学生将学习的重点放在对实际问题的分析建模和求解思路的设计上来。此外,可以鼓励学生积极参加全国大学生物流大赛,实现“运筹学”教学与物流优化实践的结合,提高学生应用运筹学解决物流企业实际问题的能力。

3.改革考核体系,突出教学重点

成绩考核是整个教学周期的最后环节,是评估教学质量和学习水平的关键。为了与物流工程专业“运筹学”教学内容和教学方式的调整保持一致,其成绩考核方式也应做相应的调整。首先,突出物流工程专业的“运筹学”教学目的,考核内容应围绕物流系统优化问题展开,比如配送中心选址、库存控制、车辆路径规划等都是重点考核内容,相应地弱化对其他专业的相关问题考核。其次,改变目前“运筹学”课程考核采取的形式单一的笔试方式,将平时课堂教学中的问题讨论和实验课程中的上机练习作为课程考核的一部分。比如,可以在课堂教学中定期地进行物流系统案例优化小测验,让学生在规定的时间内完成问题分析和模型构建,将评价结果记入课程考核,还可以在实验课程中设置一定的考核环节,检查学生利用计算机求解运筹学模型的能力,将评价结果记入课程考核。最后,在试卷考核中要注重检验学生掌握运筹学思维方式和方法的程度,即检验学生针对一个具体的物流系统优化问题展开分析,进行适当的假设和理论抽象,建立合理的数学模型的能力,避免学生把大量的时间花费到简单记忆和繁杂计算中。

四、结语

本文从电子商务环境下我国物流业存在的实际问题出发,确定物流工程专业“运筹学”教学需要重点关注的问题包括配送中心选址、库存控制、车辆路径规划以及物流系统协调优化。在此基础上,通过对这些重要问题的分析给出了物流工程专业“运筹学”教学的重点内容和章节,并对教学实施手段提出了改革建议。这些有针对性改革措施不仅有利于物流工程学生掌握运筹学的思维方式和方法,而且有利于培养学生应用运筹学解决物流系统优化问题的能力。

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统计学和运筹学的关系篇6

关键词:运筹学道路工程交通运输

中图分类号:C913.32文献标识码:a文章编号:

1引言

运筹学是用科学的方法规划和组织人力、物力、财力,通过最优途径的选择使人们的工作在一定期限内收到最合理、最经济、最有效的效果。所谓科学的方法就是从整体观念出发,通盘筹划,合理安排整体中的每一个局部,以求得整体的最佳规划、最优管理和最优控制,使每个局部都服从一个整体目标,做到人尽其才、物尽其用,以便发挥整体的优势,力求避免资源的损失和浪费。道路交通运输运筹学最主要的理论基础就是运筹学,运筹学既是一门理论科学,又是应用科学。运筹学所要解决的问题既是在既定条件下对系统进行全面规划、统筹兼顾,以期达到最优的目标。

2运筹学的特点

2.1主要使用数学方法

运筹学是一门以数学为主要工具、寻求各种实际问题最优方案的学科。它强调以量化为基础,使用许多数学工具和逻辑判断方法,来研究系统中人、财、物的组织管理、筹划调度等问题,以期达到最佳效率和效益。

2.2最优化思想是核心

运筹学是采用科学步骤和数学方法来制订最优决策的科学。运筹学强调最优性,在数学的理论研究中,也常常是以对象的“最优”为目标,这种最优化思想有两层含义:“①指所讨论问题的结论“最优”;②指解决问题的方法“最优”。它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案。

2.3多学科交叉

运筹学思想能够解决实际中提出的决策问题,为决策者选择理想方案提供科学依据,同时它综合运用化学、物理学、计算机科学等学科的理论及方法,既提供量化因素,也进行定性分析,最终能向决策者提供建设性意见。

3运筹学在道路交通运输系统中的应用

3.1物资供应问题的最优化

高速公路的物资供应与管理,有其显著的特点:远离基地,无物资储备设施;所需材料品种少、数量大;大部分材料是就地取材,其竞争性强,各种关系复杂,难于处理;公路施工线长、点多,且具有临时性。面对这些特点,要保证供应,确保质量,降低成本,必须摸索出一套与之相应的供应管理办法。在此,我们主要讨论根据现有的交通网,制订一个使物资运到各消费地点而总运费要最小的调运方案。其数学模型为:

已知有个生产地点,,,…。可供应某种物资,其供应量(产量)分别为,有个销地,,,…,,其需要量分别为,从到运输单位物资的运价(单位)为。若用表示从到的运量,那么在产销平衡即的条件下,要求得总运费最小的调运方案,可求解以下数学模型

(,,…,)

(,,…,)

这就是产销平衡运输问题的数学模型。

(2)实际问题中产销往往是不平衡的,应将其化成产销平衡的问题。

当产大于销,即时,就要考虑多余的物资在哪一个产地就地存储的问题。此时只要增加一个假想的销地,该销地总需要量为而在单位运价表中从各产地到假想销地的单位运价为,就转化为一个产销平衡的问题。

同理,当销大于产时,也可以转化为一个产销平衡的问题。

(3)对产销平衡的运输问题,一般采用表上作业法来求解,其步骤为:

①确定初始基可行解。

一般采用“最小元素法”确定初始基可行解,该方法的基本思想是就近供应,即从单位运价表中最小的运价开始确定供销关系,然后次小。一直到给出初始基可行解为止。用最小元素法得到的解必为基可行解,但未必是最优解。

②在表上计算空格的检验数,判别是否达到最优解。如是最优解,则停止计算,否则

转到下一步。

最优解判别的方法是计算空格(非基变量)的检验数。因运输问题的目标函数是要求实现最小化,故当所有的检验数大于0时,为最优解;当得到的表中还有负检验数,说明未得到最优解。一般用位势法求空格的检验数。

③确定换入变量和换出变量,找出新的基可行解。在表上用闭回路法调整。

一般选最最小的负检验数对应的空格为调入格,以该格为起点作闭路,从该空格开始,沿闭路在各处“+”“-”间隔标号,在所有标号处,选运量最小者为调整数,在标“+”号处加上,在标“-”处减去,把该空格改为数字格,把运量变为的格改为空格。

④重复②,③直到得到最优解为止。

3.2图论的应用

图论是一个古老的但又十分活跃的分支,在物流中的应用非常显著。其中最明显的应用体现在运输问题上,比如城市间的物资调运、车辆调度时运输路线的选择,为使某项任务完成的既快又好,各工序之间的衔接等。运用了图论中的最短路、最大流、最小费用最大流等知识,求解运输所需时间最少、路线最短、费用最省的路线等一系列实际问题。其中运用最多的是最短路和最大流问题。

最短路问题是网络分析中的一个基本问题,它不仅可以直接应用于解决生产实际的许多问题,如管道铺设、线路安排、厂区布局等,而且经常被作为一个基本工具,用于解决其它的优化问题。其定义是:

给定一个赋权有向图(),记D中每一条弧上的权为。给定D中一个起点和终点,设p是D中从到的一条路,则定义路p的权是p中所有弧的权之和,记为,求一条从到的路,使

式中对D的所有从到的路取最小,则称为从到的最短路,为从到的最短距离。在一个图()中,求从到的最短路和最短距离的问题就称为最短路问题。

其次,许多系统包含了流量问题。例如,交通系统有车流量,控制系统有信息流等。这类问题主要是确定系统网络所能承受的最大流量以及如何达到这个最大流量。在运输网络的实际问题中,对于流有两个基本要求:1)每个弧上的流量不能超过该弧的最大通过能力(即该弧的容量);2)中间点的流量为零,也就是说各中间点只起转运作用,它既不产出新的物资,也不得截留过境的物资。

4结束语

运筹学作为一门应用实践的学科,专门研究交通管理中有限资源的计划、组织、分配、协调和控制,以期达到最佳效率和效益。现代交通管理所呈现的复杂性不是简单算术能解决的,运筹学理论是支撑现代交通管理的有效工具。交通事业的发展离不开运筹学的技术支持,运筹学的应用将会使交通运输管理更加高效。

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统计学和运筹学的关系篇7

关键词:运筹学,教学改革,管理类专业

 

1.运筹学的性质与特点

运筹学是“运用科学方法、技术和工具来处理系统运行中的实际问题,使系统的控制得到最优解决方案,其目的是帮助决策者科学地决定方针和政策,以实现最有效的管理”。它是管理类专业的主干课程,运筹学教学的目的,是使学生掌握运筹学分析和解决问题的基本思想方法,掌握各种模型及其求解方法,为今后运用运筹学理论解决实际决策优化问题打下扎实的基础。论文大全。

运筹学作为管理类的专业基础课,有着非常鲜明的课程特点:

(1)系统性。运筹学的研究对象是各种管理系统,系统整体的观念是在教学中需要强调的。

(2)综合性。运筹学研究的问题来自于不同的学科领域,这使得学生感到运筹学非常有趣;分析和解决问题需要多学科知识的综合应用,这又使学生觉得运筹学很难。如果能充分调动学生的兴趣,降低其畏难情绪,教学就会有好的效果。

(3)应用性。运筹学是一门应用科学,其理论、方法、模型都只是工具,应用于解决实际问题才是运筹学的目的,因而在教学中,要培养学生面向实际的观念,树立数学的应用意识。

(4)多分支性。一般的运筹学课程中包括了数学规划、动态规划、图与网络、排队论等众多分支,各分支相对独立,教学中需要考虑如何合理选择和组织教学内容。

(5)数学方法的大量应用使得运筹学不同于专业课程,建立实际问题的数学模型并求解,是运筹学教学的主要内容,这要求在教学中要特别突出数学建模的思想,培养学生的数学思想及观察力、想象力、创造力;但运筹学又不同于数学课程,模型的求解并不代表问题的解决,这又要求在教学中不能片面地追求学生数学能力的提高,而要培养学生解决实际问题的能力。

2.运筹学教学中存在的问题

2.1教育观念滞后。

在科学技术突飞猛进、企业竞争日趋激烈、知识经济已见端倪的当今社会里,要求高等院校培养出的是能力高、知识丰富、素质好和有经验的全面发展型人才。

2.2教学中存在着重理论、轻应用的倾向。

有的教师热衷于讲授运筹数学的深奥,迷恋于数学模型的复杂和数学方法的精巧,而忘掉了运筹学的原有特色,忽略了运筹学多学科的横向交叉联系和运用运筹学解决实际问题的能力,使得学生只会算题,而不善于处理面临的大量实际问题。

2.3教学内容缺乏统一的标准与要求。

运筹学课程包括若干分支,而一般来讲,教学时数又有限,运筹学教学不可能囊括运筹学的所有分支。目前,在运筹学课程的教学中,教学内容的选择有着一定的随意性和盲目性,甚至存在着教学内容因人而设或因教材而设的现象,运筹学的实践需要跨学科交流,需要相关学科的配合研究。而目前我国运筹学从教材到教学普遍偏重解题技巧与定理论证,很少涉及到实践中发现问题、解决问题的环节。

总之,传统的运筹学教学模式以课堂教学为主,教师讲授,学生接受,教师在教学中居主导地位,学生则处于被动的地位。教学中重理论,轻应用;重知识,轻能力;重课内,轻课外;重解决已知问题的能力,轻创造性地解决实际问题的能力。课堂教学信息量小,教学方法单一,手段死板,考核评价系统陈旧等等一系列问题,这些问题显然不利于学生的培养,有必要进行教学改革。

3.管理类运筹学课程教学改革的思路

结合当前管理类运筹学教学中存在的突出问题,本文认为应从以下几方面进行运筹学教学的改革探索。

(1)以学生的专业为背景,根据讲授的相关理论,引入与该专业密切相关的大量案例来进行理论的讲授,以加深学生的印象,强化理论与实践的结合。论文大全。

(2)参考其他课程的实践方式,以课程设计为主线,以所学理论为基础,以实际问题为背景,要求学生结合理论来解决实际问题。为提高学生的重视程度,建议将该实践部分加入课程的最终考核中,而且可以适当加大该实践环节的权重。

(3)撰写学期论文,加强能力培养

在课余时间,鼓励学生阅读各种文章,查阅资料,对感兴趣的课题,刻苦钻研,写出具有一定深度的论文,为以后进一步的研究和学习打下良好的基础。通过多种教学方法的灵活应用,既能培养学生的理论涵养,又能锻炼学生的计算能力,进而提高学生解决实际问题的能力。

(4)改革考核体系,促进素质教育

通过考试方式的改变,引导学生从应试学习向提高素质和应用技能方向转变。论文大全。几年来我们从考核的各方面进行了探索和改革,从过去的单一卷面考试逐步改革为多元考核方式:平时作业成绩占10%;学期论文成绩占30%;成绩占60%。

运筹学作为管理类学生的专业基础课,对于管理类学生以及经济类学生有着重要的应用意义,而且课程本身难度较大。因此教师一定要努力探索教育教学规律,了解学生的心理及认知规律,认真把握课程的特点,以求获得活跃的课堂气氛、良好的教学效果。

4.结论

总之,通过运筹学教学改革,我们希望可以达到如下要求:利用案例化教学,提高学生学习本课程的积极性,以避免数学类课程的枯燥乏味;利用实用模型教学,提高学生解决实际问题的能力,使本课程更有实际意义;利用大型作业教学,培养学生综合分析、计算、评价的整体素质,以提高课堂难以达到效果。

参考文献:

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统计学和运筹学的关系篇8

关键词:信息管理运筹学对策论排队论

运筹学是一门应用科学,它广泛地运用现有的科学技术知识和数学方法,解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据。系统工程是一种设计、规划、建立一个最优化系统的科学方法,是一种为了有效地运用系统而采取的各种组织管理技术的总称。运筹学为系统工程奠定了重要的理论基础,提供了解决实际问题的有效方法。信息管理作为一个系统工程,无疑与运筹学有着极为密切的关系。因此,探讨运筹学与信息管理的关系显得尤为重要,为运筹学与信息管理的合作与交融起到了不可低估的作用。

一、运筹学的发展

operationResearch原来的意思是操作、作业、运用、作战等的研究,译作运筹学,来源于《史记》“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外”一语中“运筹”二字,既显示其军事的起源,也表明它在我国已早有萌芽。运筹学是一门应用科学,是应用分析、试验、量化的方法,它使用许多数学工具(包括概率统计、数理分析、线性代数等)和逻辑判断方法,来研究系统中人、财、物的组织管理、筹划调度等问题。它对管理系统中人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以期发挥最大效益。作为一门非常实用的学科,它在经济建设和管理中的前景是非常辉煌的。运筹学的思想方法在我国古代就有过不少的记载。如田忌赛马、沈括运军粮的故事就充分说明了,我国在早期不仅有过朴素的运筹思想,同时也在生产实践中实际运用了运筹方法。但运筹学作为一门新兴的学科是在第二次世界大战期间出现的,当时主要是用来解决复杂的战略和战术问题。二战之后,从事这项工作的许多专家转到了经济部门、民用企业、大学或研究所,继续从事决策的数量方法的研究,运筹学作为一门学科逐步形成并得以迅速发展。战后的运筹学主要在一下两方面得到了发展,其一为运筹学的方法论,形成了运筹的许多分支,如数学规划(线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划、动态规划、随机规划等)、图论与网络、排队论、存储论、维修更新理论、搜索论、可靠性和质量管理等。1947年由GerogeDantgigtichu的求解线性规划问题的单纯形法是运筹学发展史上最重大的进展之一。其二是由于电子计算机尤其是微机迅猛地发展和广泛地应用,使得运筹学的方法论能成功地即时地解决大量经济管理中的决策问题。世界上不少国家已成立了致力于该领域及相关活动的专门学会,美国于1952年成立了运筹学会,并出版期刊《运筹学》,世界其他国家也先后创办了运筹学会与期刊,1957年成立了国际运筹学协会。作为管理五大职能之一的决策过程,往往是通过定性或定量的方法来进行。为了提高管理者的决策能力,可以通过管理者的实践和经验的积累,不断提高其定性分析的能力。而其定量分析能力的提高则需要学习管理运筹学的思想与方法,管理者掌握了管理运筹学,并了解了管理运筹学在决策过程中的重要地位,这将对提高其决策的能力水平有极大的帮助。运筹学在管理中的应用,可以从两个方面来观察。一是运筹学的应用所涉及的方面;二是以企业实际使用的频率来看运筹学的应用情况。

二、运筹学与管理信息系统的联系

运筹学的专家们认为,管理信息系统的发展是促进运筹学发展的一个新的机会。从狭义上看,管理信息系统是一个运行系统,而运筹学主要面对运行系统,所以这种发展存在着可能性。管理信息系统的专家们认为,运筹学将成为推动管理信息系统的发展,并使其成为一门学科的基础理论,与运筹学的结合将大大有助管理信息系统科学化的过程:

第一,面向企业的战术执行层,如生产调度、供应与销售、财务管理、人力资源管理等。第二,以信息为运作对象,包括信息的收集、存储、加工、传输和使用。第三,是企业功能系统的一个映射,是由计算机硬件、软件、数据库及其管理系统、工作规程和操作人员组成的一个系统。

上述三点包含了管理、信息、系统三个要素,说明管理信息系统有三个理论支柱,即:管理科学、信息科学与技术及系统理论。

三、策论在信息管理中的应用举例

有两个信息服务部门:一个是新兴的、思想意识先进、具有开拓精神的一群人组成。我们称之为局中人1,另一个则是具有悠久历史、基础较好、有较好的固定投资的部门,我们称为局中人2。这两个部门都想开拓市场,为本地区1000家企事业单位提供信息服务。他们可以分别采用电话联系、登门拜访、网上联系这三个策略,而这三个策略又不能同时采用。且这1000家企事业单位只能接受一个局中人的信息服务,不能同时接受两个。我们把策略1代表电话联系,策略2代表登门拜访,策略3代表网上联系,则支付矩阵是:

在这里矩阵中的数字表示局中人的支付数目。比如局中人1采用第1种策略,局中人2采用第1种策略,矩阵的值a11=0,则表示局中人1和局中人2取得的信息服务用户相同。局中人1采用第1种策略,局中人2采用第2种策略,矩阵的值a12=-500表示局中人2比局中人1多拥有500个信息服务用户。以此类推。如果有n个信息服务部门,则是非合作n人对策,模型要复杂得多,在此不赘述。对策论的引入,是要提醒各信息服务部门抓住机遇,选好策略,抢占市场,否则就没有立足之地。

四、排队论在信息管理中的应用举例

某图书馆有读者5000,日来馆借书在100-300人次之间。该馆图书实行开架借阅。设置100个代书板,每人限拿一个代书板借书。则库内最多人数限为100名读者。每人平均在库内逗留时间为10分钟。则该馆日容纳读者量为100×60÷10×8=4800。就是说该图书馆基本上能满足全校读者同日到馆的情况。也就是说即使在人流最多的时候,也能满足接待任务。在这里100个代书板相当于100个排队系统。每个10分钟的逗留时间相当于服务时间的分布,也就是服务速度。这表明每10分钟该馆平均可接待读者100名。而每日读者来馆的人数只有100-300名。可见该馆读者稀少。造成资源闲置浪费。因此该馆应广开门路,吸引更多的读者。而该馆的还书口只有1人,设平均每分钟接待1名读者,则该馆日接待还书读者量为1×60×8=480。虽然该馆日还书接待能力只有借书接待能力的1/10,且读者的到馆时间也经常很集中,但从用户到馆的速度(a=10060×8-30060×8)和服务的速度(S=1)来看,S>a,服务设施可有1-aS的空闲时间。所以暂时还不需要增加还书设备和人力。

总之,运筹学是运用科学的数量方法,研究对有限的人、财、物、时、空、信息等资源进行合理筹划和运用,寻找管理及决策最优化的综合性学科。随着国民经济的发展,科学技术的飞跃,运筹学也不断的发展完善成为近代应用数学的一个重要分支,主要是将信息管理、管理信息系统等事件中出现的一些带有普遍性的运筹问题加以提炼,然后利用数学方法进行解决。运筹学将为决策者提供定量、定性分析结果,有助作出全局优化决策。

参考文献

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[2](美)哈姆迪・阿・塔哈著.运筹学[m].上海:上海人民出版社,1985

统计学和运筹学的关系篇9

关键词:运筹学教学改革教学理念

中图分类号:G642.0

文献标识码:a

文章编号:1004-4914(2013)07-231-02

一、运筹学课程的意义

运筹学“operationalResearch”(缩写为o.R.)起源于第二次世界大战初期的军事任务,成功地解决了许多重要作战问题,例如,组织适当的护航编队使运输船队损失最小;改进搜索方法,及时发现敌军潜艇;改进深水炸弹的起爆深度,提高了毁伤率;合理安排飞机维修,提高了飞机的利用率等,显示了科学的巨大威力。可以说,它从实践中得到发展,反过来又为实践而服务,是一门实践性、应用性很强的交叉学科。战后,科学家转向研究在民用部门应用运筹学方法的可能性,从而促进了运筹学在民用部门的发展,伴随着科学技术和生产的迅速发展,运筹学已渗入很多领域里,发挥了越来越重要的作用。例如,教育、环保、交通运输、人力资源管理问题等;还广泛应用于能源、预测、会计金融、销售、存储、计算机与信息系统、设计、城市服务系统、保健与医疗、电气、加工工业、第三产业等。因此,学习和研究运筹学不但具有理论意义,也具有实践意义。同时,运筹学本身也在不断发展,形成了数学规划、动态规划、图与网络分析、排队论、决策分析、存贮论、对策论、搜索论、计算机模拟等分支,已经成为具有坚实的理论基础和完善的体系结构的科学方法。

二、运筹学课程的特点

运筹学课程涉及的基础知识内容比较丰富、与实际问题结合比较紧密、发展很迅速,是一门综合性多学科交叉的科学分支,因此,很多的高等院校的数学系、管理学院、经贸学院以及工学院的一些专业都开设了运筹学。其具体特点可概括如下:

1.广阔性。运筹学理论方法已渗透到服务、经济、库存、搜索、人口、对抗、控制、时间表、资源分配、厂址定位、能源、设计、生产、可靠性等各个方面,并且不受行业、部门的限制。

2.最优性。运筹学以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。

三、运筹学课程教学中存在的问题

伴随着科学技术和生产的迅速发展,运筹学的理论方法和应用范围得到了深入和拓宽,对运筹学课程的教学内容及方法也提出了新的要求,同时也就使当前运筹学课程教学中存在的问题暴露出来。

1.没有明确的教学理念。教学理念是从事教学活动的指导思想和行动指南,可以说,有什么样的教学理念就会产生什么样的教学行为,教学行为受教学理念支配,明确表达的教学理念对教学活动有着极其重要的指导意义。很多教师教学重点是讲授复杂的运筹学数学模型和巧秒的数学方法,没有将重心放在加强学生运用运筹学方法解决实际问题的能力,这样的学生缺乏处理现实生活中的实际问题的能力。因此,在市场经济不断发展的今天,若不能以市场为导向进行施教,而在教学过程仅局限于课程的教学任务,那么课程本身也就失去了学习的价值。

2.没有适当的选择教学内容。运筹学是一门多学科交叉的学科,但教学时数是有限的。因此,教学内容的选择存在一定的盲目和随意,甚至存在着教学内容因教材而设或因教师而设的现象。这样的学生不会了解所学习的知识在今后专业课中的应用,就会感觉所学知识枯燥无味,只能被动地学习。

3.没有灵活的教学方法及手段。目前,很多运筹学教师仍采取“以教师为中心”的教学方法,虽然,在运筹学的教学中,现代化教学手段已逐渐开始应用,但有时过度依赖课件,并没有发挥现代化教学手段的优势,使学生疲于观看课件,没有思考时间,师生之间互动性差,很难调动学生学习的积极性。在传统的教学任务完成后,学生应用运筹学解决实际问题的能力很差,更难去解决实际问题。

4.没有重视实验教学。运筹学是一门实践性很强的学科,它涉及了很多的计算机软件,很多教师只重视推导理论性的定理,忽略模型应用的实验教学,结果是学生只会掌握书本上的定理及公式,不会应用运筹学优化软件(如lingo、lindo、matlab等)求解运筹优化的实际问题问题。

5.没有多样的课程考核方式。很多高校的运筹学课程是以学生平时作业分数加期末考试成绩作为考核学生学习的效果,这样的学生只会套用现成的算法,机械地计算,并没有实现运筹学课程的目的,偏离了运筹学教学的本质。

四、运筹学课程教学改革的思路和建议

1.以市场为导向,提升教学理念。运筹学是一门应用性、实践性很强的交叉学科。因此,教学理念不要局限于解题方法的传授甚至灌注,而要重点关注其在实际应用中的作用。在教学过程中,应当以科研项目为载体,发挥合作教育形式的教学理念,把书本知识、科研实践及实际应用经验结合起来进行知识的传播,更能加强培养学生从实际出发分析解决问题的能力。因此,以市场为导向的教学理念应当得到重视。

2.明确教学目的,调整教学内容。目前,运筹学教材的内容大都涵盖了规划论、动态规划、图论、存储论、决策论、排队论等内容,而各个高校的学生学习能力相差甚远,很难找到针对性较强的教材。因此,教师在运筹学的实际教学中,要根据学生的实际情况选取相应教材,并在授课内容上有所侧重。例如,对于线性规划、整数规划、动态规划、图与网络分析等基本内容,教师必须要讲授。管理学专业的学生可相应地增加库存论知识;金融专业的学生,可以根据当前股票市场,研究最优投资方案;道路交通专业的学生,应加强网络优化的内容。

3.调动学生学习积极性,探索新的教学方法和手段,为了调动学生的学习积极性,教师应主动抛弃“满堂灌”的教学方法,根据知识的传授适宜由浅入深,由直观到抽象的特点,宜采用启发式教学方法,案例式教学模式和现代化教学手段相结合的方式,使学生能够真正理解掌握运筹学的基本概念和思维方法,并从中获得学习上的乐趣。(1)采用启发式教学方法,发挥学生的主体作用。苏霍姆林斯基曾说:教师的语言修养,在极大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。运筹学课程的逻辑性很强,因此在讲授方法上应多采用启发式,如在讲授动态规划求最短路时,教师首先可以通过提出游戏,鼓励学生提出自己的观点与看法,讨论是否能用其他的方法来解决此问题,从而启发学生的逆向思维,并适当辅以课堂讨论,激发他们的学习热情。课堂讨论的主题应事先布置,然后学生以小组形式在课堂上进行汇报,充分发挥学生的主体作用。(2)引入案例式教学模式,体现数学建模思想。案例式教学是模拟实践的教学活动,是培养学生应用能力和实践能力的有效方法。因此,在教学过程中应该设计应用性较强的案例,在体现问题实践性的同时,也体现数学建模的思想,比如学校排队打水的优化模型,是否能快速地打到水是学生所关心的。因此,可以组织学生对本校水房的现状进行考察,然后利用数学的方法对考察结果进行分析和研究,提出合理化建议。通过案例提供现实背景,可以为教材上抽象的数学理论赋予现实的经济含义,使学生的理解更直观。通过亲自观察分析,学生不仅掌握了运用运筹学模型和方法解决实际应用问题的流程,而且学会了分析问题、解决问题的方法,体会了用科学知识解决实际问题的妙处。(3)适当运用多媒体课件,有效增加师生互动。运筹学课程的特点是“五多一少”,即表格多、模型多、图形多、案例多、算法多,理论推导少。教师如果在授课上花费很多时间画图、制表,不仅效率低、信息量少,而且可观性也差。因此,运筹学课程比较适合使用多媒体进行教学,但是多媒体课件的使用应遵循用之有度、用之有效、用之有时的原则。如图与网络分析适宜用多媒体进行教学,可观性比较好;但灵敏度分析,却适宜用板书的形式进行详细的讲解。将多媒体课件与板书讲授进行有机的结合,增加师生互动,体现多媒体现代教学技术在教学中的应用。

4.重视实验教学,提高学生实践能力。运筹学是一门实践性很强的学科,运筹学实际应用的模型解题运算量较大,重复劳动较多。伴随着计算机技术的迅速发展,许多数学软件都具有了优化计算的功能,在教学中应当增加实验教学,使学生了解数学软件的优化计算功能,增强学生的实践能力。

5.改变传统考核办法,培养学生的综合能力。根据运筹学课程的特点,应将传统的单一模式考试变为综合考试,即基础知识和实践能力考核相结合。基础知识考核侧重学生对基本理论和基本概念的理解与掌握,实践能力考核侧重平时的实践操作技能,对于平时的实践操作技能,可以让学生自己结合实践编写应用案例,并利用计算机软件或编制算法程序在规定的时间内给予解决。通过完成平时的作业,既加强了阶段性的训练,又为期末考试打下了较好的基础,从而改变只重结果不重过程的学习模式,培养了学生的综合能力。

随着互联网的快速发展,运筹学的教学还应该借助网络功能,教学大纲、教案、实验指导、教学录像等内容全部上网,便于学生随时上网学习和下载;开发网上答疑系统,学生可以在任何时候提出问题,教师的回答也可以为多个学生从信息共享中受益。同时为开阔学生的视野和知识面,培养学生的科研意识,还应介绍运筹学领域前沿的发展成果,让学生了解学科发展的动态,为本科生的毕业论文选题注入新鲜血液。

运筹学是一门理论与实践并重而且具有特殊重要地位的课程,虽然是一门年轻的应用学科,但是其发展速度却非常迅速,因此,其教学改革应该受到人们的重视。运筹学课程教学改革的目的在于既要重视运筹学基本理论和方法的掌握,又要加强学生解决实际问题能力的培养。这就需要我们不断地追寻能够提升学生学习积极性的素质教育方法,切实提高课堂教学质量,通过各环节各种形式的训练和考核,提高学生的综合素质与能力,真正实现学以致用。

[本文为黑龙江科技学院教研项目]

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统计学和运筹学的关系篇10

关键词:水文学及水资源专业;运筹学;教学内容与方法

中图分类号:G643;o22文献标志码:a文章编号:10052909(2012)06009303提高研究生教育质量一直是高校研究生教育工作的重中之重,如何培养高层次、高质量的研究生对中国科技发展、社会进步至关重要[1-2]。运筹学是水文学及水资源专业研究生的一门重要基础课程,加强其教学内容和教学方法的改革,“量身定做,因材施教”,对提高学生质量有着至关重要的作用。

一、运筹学教学中存在的问题

运筹学作为一门管理数学,已经广泛应用到国民经济建设的多种行业中。水文学及水资源专业与运筹学结合紧密,如水资源配置时需要线性规划、目标规划、动态规划等方面的知识[3];地下水数值模拟参数选取时经常需要应用诸如遗传算法等现代优化理论[4],分布式水文模型参数率定时需要现代优化算法[5];流域区域水资源管理中经常应用多目标规划、线性规划等理论;水库优化运行、地下水水源地优化运行经常用到多目标规划、动态规划、先行规划等方面的理论[6]。在研究生运筹学教学中,中国大多高校目前存在的问题主要集中在教学内容不科学、实践教学不足、教学方法不合理等方面[7-11]。

(一)教学内容不科学

随着现代优化理论与算法的发展,运筹学的内容不断增加,但由于教学课时有限,不可能涵盖运筹学的所有内容,需要根据专业要求合理地选择教学内容才能满足教学需要。首先,当前中国高校运筹学教学中,教学内容的选择带有一定的随意性,存在着因教师的专业背景不同而教学内容不同现象;其次,教学内容偏重理论知识与公式推导,轻视或忽略实际应用与能力培养,学生缺乏解决实际问题的能力。(二)实践教学不足

中国高校研究生在实践(实验)教学中,往往是教师先设置好上机实验内容,再让学生具体操作,这种方法导致学生缺乏实践想法,难以达到实践教学的目的。缺乏实例(文献)教学和文献阅读特别是英文文献阅读能力的培养是导致学生实践教学不足的另一原因。运筹学软件教学内容少且单一,学生不知道怎样根据自己的特点和爱好使用相关软件,诸如excel、matlab、DpS统计软件[12]、Lingo、Lindo、winQSB[13]等。

(三)教学方法不合理

不少高校在运筹学教学中还存在着“填鸭式”“灌输式”教学,在实际教学中没有发挥学生能动性,无法进行启发式教学。另外,板书教学存在信息量少、课堂效率低等缺点;多媒体教学在理论推导的时候会引起学生思路跟不上或注意力分散等缺点;需要进行多媒体加板书式教学,增加文献讨论课,促进教师与学生互动、学生与学生互动,以提高教学质量。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

平建华,等水文学及水资源专业研究生运筹学教学探索

二、教学内容改革

加强现代数学及现论优化算法诸如遗传算法、神经网络、模拟退火、禁忌搜索等算法和耗散论、博弈论的介绍与应用,以提高学生在今后科研和工作中应用现代优化理论与方法的能力,提高学生科研创新能力,拓宽学生知识面。

三、实例教学

在阐述运筹学教学内容时,结合具体的水文水资源学科实例,既重视基本概念和原理的讲述,又注重水文水资源学科的应用。实例教学有助于激发学习兴趣,提高其自学能力,有利于今后毕业设计选题的确立。

线性规划法在求解水文地质参数[14]、水库优化调度[15]、水资源配置[16]、水源地优化运行[17]等方面都有广泛应用。目标规划在水资源配置[18]、水库调度[19]、地下水资源管理[20]方面应用较多。动态规划在水库水电站优化调度[21]、水资源优化配置[22]、水资源系统优化运行[23]、水质-水量联合调度[24]、污水处理[25]等方面有很多运用。现代数学优化算法也有大量的应用实例,如神经网络应用于水环境质量评价、水资源系统优化计算、水电站优化运行、水文预报等方面,遗传算法应用于参数优化、水资源系统优化决策、水资源系统评价等方面。

在讲述耗散论、突变论、协同论、博弈论时,结合应用实例介绍其在水文学及水资源学科中的应用。

四、运筹学软件教学

excel(或其他背景下)的spreadsheet将所要解决的实际问题进行概念描述、数据处理、建立并求解模型,使运筹学的理论与方法变得易于理解和使用,推动了运筹学方法在科研和生产中的应用[26]。吴忠、江滨[27] 应用基于excel的spreadsheet举例求解了线性规划、目标规划和非线性规划;郑蕉、涂传清[28]应用excel解决了多目标规划问题并进行了灵敏度分析;海心[29]应用excel求解了动态规划问题;晶晶[30]应用excel中的随机函数模拟了多服务台单对列排队系统,提供了excel解决排队论的实例;付木亮、余小飞[31]应用excel结论了网络最短路问题的求解;excel在决策分析、存储论、随机模拟等方面也有大量的应用[32]。在教学中,介绍了各种基本规划的原理后,实验课运用excel实例教学,使学生加深了对基本原理的理解,并掌握应用软件求解优化问题的方法。

matlab(matrix Laboratory)是矩阵实验室简称,它是由美国mathworks 公司研制开发的一套高性能的集数值计算、算法开发、数据分析、信息处理、图形显示等于一体的可视化数学工具软件,目前已有8.0版本。相对于C或Fortran等语言,matlab的基本数据单位是矩阵,它的表达式与数学和工程中常用的形式十分相似,应用十分方便。matlab中包含多个功能强大的“工具箱”,如主工具箱(matlab main toolbox)、控制系统工具箱(control system toolbox)、优化工具箱(optimization toolbox)、神经网络工具箱(neural network toolbox)、小波工具箱(wavele toolbox)等,这些工具箱在解决线性规划、目标规划、动态规划等方面都有广泛的应用[33-34],在应用神经网络、遗传算法、模拟退火、蚁群算法等现代算法中也有大量的应用。教学过程中,结合matlab在优化管理方面的应用,使学生迅速掌握matlab求解优化问题的技术,提供学生解决实际问题的能力。

另外,国内自主开发的DpS统计软件、Lingo、Lindo、winQSB都可以作为运筹学教学软件使用。

五、结语

通过以上教学内容与方法上的改革,学生既加深了对运筹学理论的理解又掌握了运筹学在水文水资源学科中的应用,熟悉了一些运筹学专业软件的应用。总之,在水文学及水资源专业研究生运筹学教学中,教师要不断地探索新的理论知识和技术方法,推动教学改革,加强与学生的互动,调动他们的积极性,挖掘他们的潜力,提高教学质量,培养优秀专业技术与管理人才。

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