运筹学课程的知识体系吴思杰 计算生物所运筹学是系统工程的最重要的理论基础之一。
运筹学所研究的问题,可简单地归结为一句话:“依照给定条件和目标,从众多方案中选择最佳方案”故有人称之为最优化技术。
运筹学在工商管理中的应用涉及几个方面:生产计划,运输问题,人事管理,库存管理,市场营销,财务和会计,另外,还应用于设备维修、更新和可靠性分析,项目的选择与评价,工程优化设计等。
运筹学的具体内容包括:规划论(包括线性规划、非线性规划、整数规划和动态规划)、图论、决策论、对策论、排队论、存储论、可靠性理论等。
对于规划问题,来源于生产和经营管理中经常提出如何合理安排,使人力、物力等各种资源得到充分利用,获得最大的效益。
当任务或目标确定后,如何统筹兼顾,合理安排,用最少的资源 (如资金、设备、原标材料、人工、时间等)去完成确定的任务或目标在一定的资源条件限制下,如何组织安排生产获得最好的经济效益(如产品量最多 、利润最大.)规划问题数学模型有三个要素:1.决策变量,2.目标函数,3.约束条件。
接下来将介绍规划论中的线性规划、非线性规划、整数规划和动态规划。
线性规划线性规划:运筹学的一个重要分支,广泛应用于军事作战、经济分析、经营管理和工程技术等方面。
为合理地利用有限的人力、物力、财力等资源作出的最优决策,提供科学的依据。
线性规划的特征:(1)问题的目标函数是多个决策变量的线性函数,通常是求最大值或最小值;(2)问题的约束条件是一组多个决策变量的线性不等式或等式。
线性回归的数学模型:线性规划问题的求解方法:1)图 解 法:两个变量、直角坐标 个变量、立体坐标。
其优点:只有两个决策变量的线性规划问题,这时可以通过图解的方法来求解。
图解法具有简单、直观、便于初学者窥探线性规划基本原理和几何意义等优点。
缺点是只适用于两个变量。
2)单纯形法:适用于任意变量、但必需将一般形式变成标准形式线性规划问题的标准形式:)21(j 0 )21(i )( Z (min) max 11n x m b x a x c j n j i j ij n j jj ⋅=≥⋅=≥⋅=≤=∑∑==特点:(1) 目标函数求最大值(有时求最小值)(2) 约束条件都为等式方程,且右端常数项b i 都大于或等于零(3) 决策变量x j 为非负。