什么是运筹学?

[拼音]：yunchouxue

[外文]：operations research

用数学方法研究经济、民政和国防等部门在内外环境的约束条件下合理调配人力、物力、财力等资源，使实际系统有效运行的技术科学。它可以用来预测发展趋势、制定行动规划或优选可行方案。运筹学在英国称为operational research,在美国称为operations resea-rch,英文缩写是OR。中国科学工作者取“运筹”一词作为OR的意译，包含运用筹划、以策略取胜等意义。

operational research（运筹学）一词最早出现于1938年。当时英国波德塞雷达站负责人A.P.罗提出对整个防空作战系统的运行研究，以解决雷达站合理配置和整个空军作战系统协调配合来有效地防御德机入侵的问题。1940年9月英国成立了由物理学家P.M.S.布莱克特领导的第一个运筹学小组。后来发展到每一个英军指挥部都成立运筹学小组。1942年美国和加拿大都相继建立了运筹学小组。这些运筹学小组在确定护航舰队的规模、开展反潜艇战的侦察、组织有效的对敌轰炸等方面作了大量研究，为运筹学有关分支的建立作出了贡献。第二次世界大战后，在这些军事运筹学小组中工作过的科学家转向研究在民用部门应用运筹学方法的可能性,从而促进了在民用部门应用运筹学的发展。1947年G.B.丹齐克在研究美国空军资源配置问题时提出线性规划及其通用解法──单纯形法。50年代初用电子计算机求解线性规划问题获得成功。1951年P.M.莫尔斯和G.E.金布尔合著《运筹学方法》一书正式出版，标志着运筹学这一学科已基本形成。到50年代末，美国大企业在经营管理中大量应用运筹学。开始时主要用于制订生产计划，后来在物资储备、资源分配、设备更新、任务分派等方面应用和发展了许多新的方法和模型。60年代中期，运筹学开始用于服务性行业和公用事业。一些发达国家的企业、政府、军事等部门都拥有相当规模的运筹学研究机构，专门从事有关方法和建模的研究，为决策提供科学的依据。英国在1948年成立了运筹学俱乐部，1954年改名为英国运筹学会，出版《运筹学季刊》。美国在1952年成立了美国运筹学会，出版《运筹学》杂志。1957年在英国牛津大学召开第一届国际运筹学会议，以后每隔 3年举行一次。1959年成立国际运筹学会联合会(IFORS)。中国于1956年成立运筹学小组,1980年成立中国运筹学会。

运筹学研究的内容十分广泛，其主要分支有：线性规划、非线性规划、整数规划、几何规划、大型规划、动态规划、图论、网络理论、博弈论、决策论、排队论、存贮论、搜索论等。

应用运筹学处理问题时分为 5个阶段。

（1）规定目标和明确问题：包括把整个问题分解成若干子问题，确定问题的尺度、有效性度量、可控变量和不可控变量，以及用来表示变量界限和变量间关系的常数和参数。

（2）收集数据和建立模型：包括定义关系、经验关系和规范关系。

（3）求解模型和优化方案：包括确定求解模型的数学方法,程序设计和调试,仿真运行和方案选优。

（4）检验模型和评价解答：包括检验模型的一致性、灵敏度、似然性和工作能力，并用试验数据来评价模型的解。一致性是指主要参数变动时（尤其是变到极值时）模型得出的结果是否合理；灵敏度是指输入发生微小变化时输出变化的相对大小是否合适；似然性是指对于真实数据的案例，模型是否适应；工作能力则是指模型是否容易解出，即在规定时间内算出所需的结果。

（5）方案实施和不断优化：包括应用所得的解解决实际问题，并在方案实施过程中发现新的问题和不断进行优化。上述 5个阶段往往需要交叉进行，不断反复。

现代运筹学方法强调黑箱方法、数学模型和仿真运行。它重视系统的输入输出关系，即问题所处的环境条件和问题中主要因素与环境间的关系，而不追求系统内部机理，因而易于达到从系统整体出发来研究问题的目的。常用的数学模型有：分配模型、运输模型、选址模型、网络模型、计划排序模型、存储模型、排队模型、概率决策模型、马尔可夫模型等。模型求解往往成为应用计算机程序进行仿真运行。现在已有各种运筹学软件包供应，使运筹学可以处理相当复杂的大型问题。随着运筹学应用于社会大系统，仅靠定量分析已难以找到合理的优化方案，人们常采用定量与定性相结合、在定量分析的基础上进行定性分析的方法。因此，在许多情况下已很难划分运筹学、系统分析与政策分析的界限。

参考书目

P.M.Morse and G.E.Kimball，Methods of Operations Research, Wiley, New York, 1951.C.W.Churchman，R.L.Ackoff，and E.L.Arnoff，Introduction to Operations Research, Wiley， New York,1957.H.W.Wagner,Principles of Operations Research with Applications to Managerial Decisions, 2nd ed., Prentice－Hall，Englewood Cliffs，New Jersey,1975.