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运筹学在工程管理中的应用实用13篇

运筹学在工程管理中的应用
运筹学在工程管理中的应用篇1

运筹学,按照英国运筹学会的说法,它是“运用科学方法来解决工业、商业、政府、国防等部门里,有关人力、机器、物质、金钱等大型系统的指挥或管理中出现的复杂问题的一门学科”。而在中国,运筹的解释就是制定策略、进行策划。利用运筹学的思想处理问题,可以追溯到战国时期,齐王与田忌赛马就是一个典型的例子。其中心思想就是寻找一个最优策略来解决实际问题。随着近代战争中的各种复杂问题的出现以及相应的策略研究,运筹学的各种理论获得的长足发展,如线性规划、整数规划、动态规划、几何规划等规划论的建立,另外还有排队论、决策论、对策论、存储论、可靠性理论、图和网络计划、模型论、组合最优化论等近二十各分支。而现代计算机的发展,也使运筹学中的计算问题得到良好解决。因此在解决一类问题的众多方案中选择最优方案,已经不再是困难的事情。

将运筹学理论运用到工程检测实验室的管理,不仅能增强各项工作的计划性,也能令实验室的人员、设备配备更趋合理、高效。从样品的接收、派送到检测报告的发放等各个过程均可以通过综合计算,获得合理的优化方案。

2.工程检测实验室管理的原则、需求和工作程序

在当今各行业的工程建设中,工程检测实验室一直承担着检验工程质量的重任,如建筑材料、中间产品、基础工程以及结构工程等。各种工程可以通过合理频率的取样检测或现场检测来达到了解施工质量的目的,而建设单位、监督机构和监理单位对工程的验收也以检测单位出具的工程检测报告作为工程质量合格与否的主要依据,检测工作作为整个项目建设过程中一个至关重要的环节,是掌握和控制工程质量的重要手段。

为使工程检测实验室能客观、高效地发挥其重要作用,其管理的基本原则是公正、规范、高效、准确。质量管理要做到规范化、科学化,有足够的人员、技术、设备等资源,保证管理体系高效运行,不断提高检测工作质量和技术水平。以客观、公正的立场,提供准确的检测数据和清晰、明确的检测报告。通过优质高效的服务建立良好的口碑,树立专业、严谨的形象。

实验室管理的工作程序主要有:整体战略管理、合同与实验计划管理、样品接收和存储管理、人员与设备管理、环境控制、质量控制、财务管理等。这些工作都需要科学合理的安排,充分利用有限的人力、物力、财力,实现既订目标。

3.各工作程序中关于运筹学理论的运用和分析

3.1实验室发展战略管理

实验室战略管理是实验室在宏观层次通过分析、预测、规划、控制等手段,充分利用本实验室的人、财、物等资源,达到优化管理、提高管理水平和经济效益的目的。随着我国经济市场化的日益加深,工程检测市场竞争日趋激烈,工程检测实验室面临着更多环境因素的影响与冲击。检测实验室要求得生存与发展,必须运筹帷幄,长远谋划,根据自身的资源来制定最优的发展战略。实验室发展战略过程包括,明确发展目标,制定发展规划,作出和执行战略决策,并最后对战略作出评价。实验室发展战略管理作为企业管理形态的一种创新,应是以工程建设为导向的管理、是有关检测实验发展方向的管理、是面向未来的管理、是寻求内资源与外资源相协调的管理。现在,知识经济的时代正向我们走来,全球经济一体化的程度在加深,工程检测实验室不仅直接参与国内市场,还将直接面临与世界跨国检测公司之间的角逐,检测实验室间竞争日益激烈。面对更加复杂的竞争环境,工程检测实验室只有确定了宏伟的奋斗目标,才能使工程检测实验室凝集全部的力量,向一个共同方向努力,争取实现有限资源的最有效的利用。

3.2 检测实验计划管理

就目前的检测实验工作而言,工程检测实验室面对着众多的客户,一些实验工作必须到工程现场才能实施,而实验室的人员和设备条件往往不能在同一时间满足所有的检测需求。因此,制订合理的检测实验计划就显得非常必要。使用运筹学方法从总体上确定适应需求的检测设备和人员安排等计划,以谋求用最小的成本实现最大的经济和社会效益,运筹学主要用线性规划、整数规划以及模拟方法来解决此类问题。线性规划问题的数学模型是指求一组满足一个线性方程组(或线性不等式组,或线性方程与线性不等式混合组)的非负变量,使这组变量的一个线性函数达到最大值或最小值的数学表达式.

建立数学模型的一般步骤:

(1)确定决策变量(有非负约束);对于一个检测实验室来说,一般是需要检测的样品的计划数量。

(2)写出目标函数(求最大值或最小值)确定一个目标函数;

(3)写出约束条件(由等式或不等式组成). 约束条件包括指标约束需求约束、资源约束等;

(4)最后根据目标函数作出最合适的检测实验计划决策。

3.3 前台收样问题(排队论)

工程检测实验室常常会碰到前台收样的问题。首先是客户接待问题,客户送样品检测属于不定时、随机的到来,因此会出现排队现象。其次是样品编号问题,由于一些客户一次的送检量比较大,而样品也需要经过前期处理、编号后才能分发到各实验室进行实验,这个过程中也会出现排队现象。出现排队现象的原因是客户服务系统的服务能力不能满足顾客的需要。如果由于等待的时间过长,客户存在时间损失,可能会选择其他的检测服务机构,这对于检测机构来说也会造成损失。如果为解决排队现场而简单的增加服务设施或人员,这不仅需要增加成本,而如果服务设施的服务能力超过了实际需要,又会出现窝工现场造成经济损失。因此,需要运用排队论来解决这一问题。

首先对排队系统进行分析,以客户接待问题为例。这是一个简单的排队系统,即顾客从客源出发,到达服务机构前按照一定的顺序排队等待接受服务,服务结束后离开服务机构。这样的排队系统主要有三部分组成。一是输入过程。输入过程就是指顾客到达排队系统的规律。在检测实验室的服务系统中,客户主要以单个到达为主,而样品则以成批到达为主,属于一般独立输入,即客户相继到达间隔相互独立且服从相同分布。用数学模型来表示,则输入过程服从泊松分布(负指数分布):

二是排队规则。排队规则中有很多中服务规则。在检测实验室的服务系统中,主要按照等待制的先到先服务规则,按照客户到达的先后次序进行服务。

三是服务机构。一个服务机构中,服务台的数量可以一个或多个,服务的方式可以是单个服务或者成批服务,服务时间可以是随机的,也可以是非随机的。而在检测实验室的服务系统中,服务台的数量一般视规模而定,通常为一个到三个。服务的方式为单个服务,服务时间是随机的。用数学模型表示,服务时间也服从负指数分布。

检测实验室的服务系统可以归类为M/M/c排队系统。由此可以计算出:

(1)系统中的平均顾客数:

(2)排队等待的平均顾客数:

(3)顾客在系统中的平均逗留时间:

(4)在队列中顾客的平均等待时间:

利用该系统,可以合理地确定检测实验室的服务系统的服务台数量,最大限度的满足客户的服务需求。

3.4样品运送问题

工程检测实验室的样品运送一般是内部运送,一些收样点分布较广的实验室可能存在外部运送的问题,为了简明分析样品运送问题,这里以内部运送为例。内部运送是将样品从前台收发室分别派送到各个专业实验室的过程。对于一些规模较大的检测实验室而言,样品的派送也是一个比较繁琐费力的事情。用于派送的人员个工具有限,但有必须保障样品按时派送到位,否则将会影响检测实验,甚至造成一些负面后果。因此,样品的派送需要在人员、工具和路线上作好合理计划。这里可以用到物资配送中的节约法。

节约法的构思是将收发室记为派送中心,各个专业实验室为用户,人员和样品派送车为运输工具(一般为一人配一车)。约束条件为:(1)必须及时满足用户需求;(2)每车的派送量一定,且不可能装载所有的样品;(3)人员和车辆总数一定。

节约法的基本内涵是每辆车能够为尽可能多的用户送货。 典型的数学模型是节约公式:

其中:为派送中心到i点的距离;为派送中心到j点的距离;配送目标点i和j之间的距离。即为对配送目标点i和j分别派送于同时派送之间的可节约量;

运筹学在工程管理中的应用篇2

运筹学课程是教育部高等学校管理专业教学指导委员会指定的核心必修课程之一。不同于数学专业的运筹学课程,在管理专业中,该课程的定位是以运筹学理论为基础,以定量分析为支撑,以决策支持为目标的应用性课程。因此,我们对运筹学课程的教学设计突出了“工具性和应用性”的特点,以培养学生熟练应用决策理论和方法及计算机技术解决实际问题的实践创新能力为目标,强化对学生科学管理思维能力的训练,实现知识、能力与素质的协调发展。

一、运筹学课程现有教学模式分析

通过对国内外高校运筹学课程的教学现状进行调查,我们发现:运筹学课程在教学理念、教学内容和求解工具上正发生着巨大的变革,具体表现在以下三点:一是由数学理论为主转变为以管理决策为主,二是由理论研究为主转变为以应用方法为主,三是以手工或专业化方法求解为主转变为宽平台、普及型的求解方法为主,由此形成了以下三种典型教学模式。

1.重视理论基础的教学模式。这种类型的教学模式在内容和方法上都非常注重数学理论基础的讲授,基本概念都有严格的数学定义,定理都有推导证明过程。由于数学逻辑严密,因此对学生的数学基础知识要求较高。运筹学模型以手工求解为主,学生通过手工方式求解各分支模型,可以对运筹学的理论得到深刻的体会,这是进行运筹学理论学习和研究的好方法,但限制了运筹学的普及运用。

2.重视管理应用的教学模式。这种类型的教学模式注重以管理应用为主,数学理论基础知识的学习以应用需求为导向。同时提供了计算机求解软件,并将求解软件制作成规范的光盘同教材一起提供给学生,便于安装和操作。这从一定程度上改变了传统运筹学的教学风格,但这类教学中所采用的求解软件不统一,求解模型的规模相对较小,有些软件的操作还需要经过专门的培训,求解方法还有待于进一步完善。

3.重视求解方法(技术)的教学模式。这种类型的教学模式非常重视运筹学模型的求解方法。主要特点就是将各分支模型的求解方法统一到Excel电子表格平台之上,如美国各大学已经普遍采用Excel电子表格作为运筹学模型的求解工具。使用Excel电子表格不仅为推广运筹学的应用提供了一个较好的平台,而且已经成为管理运筹学发展的潮流和趋势。

二、管理专业运筹学课程的定位与培养目标

根据高等教育发展与改革的方向和社会发展对人才的需求,基于提升本科生实践创新能力的基本认知,我们将管理专业运筹学课程定位于“以管理学、经济学、高等数学、概率统计等先导课程为基础,将运筹学理论基础、管理应用与求解方法(技术)高度融合,提高该课程对项目管理、物流和供应链管理、服务管理、运营管理、营销管理、创新创业管理等各相关专业本科生实践能力和科研创新能力培养的支撑作用,最后达到学以致用,从而真正塑造学生的科研能力和创新能力。”

为此,我们一改过去“以运筹学模型的数学理论和数学推导及证明作为课堂教学的重点,解决运筹学模型的工具都是依赖于手工计算”的理念,树立“夯实理论基础、强化实践应用、突出能力、注重效果”的教学理念,将管理专业运筹学课程的教学目标不仅仅局限于使学生掌握现代科学决策的基本思想、理论和方法,更重要的是能够熟练应用现代科学决策理论和方法以及计算机技术去分析和解决管理当中的实际问题,进而提升学生的实践创新能力。

三、管理专业运筹学课程体系设计

在明确课程定位与培养目标的基础上,根据运筹学学科理论发展与实践创新,对管理专业运筹学课程体系进行了优化,将整个课程的教学内容按照运用运筹学模型实现管理最优化决策的基本特点,科学安排理论教学、实验教学和案例讨论等教学内容及学时分配,在掌握运筹学模型的基础上,突出数学建模能力的训练和计算机工具的应用,重视对实际管理问题的案例分析,从而形成如图1所示的以提升本科生实践创新能力为导向的管理专业运筹学课程体系。从图1可以看出,理论教学与课堂讲授、实验教学与上机操作训练、案例讨论与科研训练、实践活动的有机融合形成了科学的运筹学教学体系,有利于充分调动学生的学习热情和积极性,培养学生的实践创新能力。

该体系包括理论教学、实验教学和实践活动三部分。理论教学就是对图1中所给出的七类25个运筹学模型的基本理论和方法进行系统的讲解。在强化基础理论的同时,通过数学建模、案例讨论和参加大学生创新创业训练计划、国际企业管理挑战赛(GMC)、全国大学生创业设计暨沙盘模拟经营大赛、全国大学生管理决策模拟大赛等各种比赛,加强对学生实践活动的指导,形成多元化的实践教学体系。随着计算机技术的迅猛发展,使用Excel电子表格工具已经成为管理运筹学的一个明显潮流,为此,我们开发并制作了基于Excel电子表格平台的运筹学求解模板和求解程序各一套。运筹学课程的实验教学就是围绕基于Excel电子表格平台的运筹学求解模板和求解程序展开的。如图2所示,运筹学实验教学内容包括三部分。首先介绍Excel的相关基础知识,为不确定型决策模型和风险型决策模型的Excel求解奠定基础。其次是Excel中的插件Solver的功能使用。该插件功能强大,可用于工程上、经济学及其他一些学科中各种问题的优化求解,包括(但不局限于)线性规划、非线性规划、线性回归、非线性回归等问题,为线性规划及其拓展模型的求解奠定基础。最后一部分内容是引导学生编制基于Excel电子表格平台的运筹学模型的求解模板。在实验教学过程中,不仅要求学生掌握应用Excel电子表格平台求解运筹学模型的基本技术,更为重要的是培养学生如何把实际管理问题概括为计算机能识别的数学模型以及如何分析和理解计算机输出的信息,并对这些信息进行灵敏度分析和优化调整,以解决实际管理问题。

运筹学在工程管理中的应用篇3

运筹学是二战以后发展起来的一门新兴的应用学科,它运用分析、试验、量化的方法对人、物、财等有限资源进行统筹安排,为管理人员做决策提供科学的依据,以实现最有效的管理。20世纪50年代中期钱学森、许国志等教授将运筹学由西方引入我国。随着战后世界社会经济的迅速发展,运筹学的应用由主要在军事领域,转向市场销售、生产计划、库存管理、运输、财务和会计、人事管理、设备管理、工程的优化设计、计算机和信息系统、城市管理等民用领域,产生了多种多样的运筹理论。从应用的对象领域来看,有工业运筹学、农业运筹学、交通运输运筹学、公共事业运筹学、军事运筹学、金融、市场、保险运筹学等;从其与自然科学、人文科学的交叉来看,则又有计算运筹学、工程技术运筹学、管理运筹学、生命科学运筹学等等。基于此,对于运筹学的教育实践,也引起了运筹学工作者和教育者的广泛关注,尤其是作为运筹学研究、教育、推广的主力军,各个高校花费了大量的人力、物力,进行了大量的研究,其主要内容主要集中在以下几个方面:

1.对运筹学的发展历史和趋势进行回顾和展望;

2.基于运筹学学科的教育实践从现行学科专业制度的角度探讨交叉应用学科专业的发展困境及其出路;

3.基于运筹学课程的教学实践,对教学模式、教学内容进行研究;

4.基于不同专业下开设的运筹学课程的教学实践,对工业运筹学、农业运筹学、交通运输运筹学、公共事业运筹学、军事运筹学、管理运筹学等课程的教学模式、教学内容进行研究;

5.基于matlab、lingo、lindo、excel等,对运筹学的实验教学和应用(案例)教学进行探讨;

6.以运筹学课程为平台对课程系列的设置进行整体优化。例如天津大学管理学院以部级精品课程建设为契机建立了运筹学课程平台和课程系列。

在我国现行的学科专业制度下,运筹学作为专业科目在高校中设置在数学院(系)里,同时,在管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理、工业工程等专业运筹学也是人才培养中必修的专业基础课程之一。立足现实、展望未来,为了满足、适应不同专业和层次对运筹学的教学不同的需求,必须认清、重视以下一些关系:

一、分清楚运筹学科学发展和运筹学教学特别是本科教学之间的关系

就技术发明对战争的影响或就未来事件的策划来说,运筹学可认为是起源于朴素的运筹问题和运筹思想。科学家正是从统筹、多阶段决策、多目标优化、合理运输、选址问题、都市规划、资源合理等思想中发展新的数学内涵,并运用已有的数学概念和方法解决实际问题。运筹学科学发展是从实践到理论的过程,而非运筹专业本科生学习运筹学的目的是解决实际问题,是从理论到实践的过程。运筹学从本世纪30年代末产生以来,经过半个多世纪的发展,已经成为具有坚实的理论基础、完善的体系结构的科学方法,形成了一系列分支,包括数学规划(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、模糊规划等)、图论与网络、排队论、存贮论、决策论、对策论、可靠性理论等。随着金融工程、网络科学、生命科学、服务科学等新兴领域的迅猛发展,运筹学本身也有了很大的发展,例如在智能计算方面形成了诸如遗传算法、模拟退火、禁忌搜索、粒子群算法、蚁群算法、dna计算等影响广泛的研究计算工具。运筹学一方面分支众多,另一方面发展迅速。因此,分清楚运筹学科学发展和运筹学教学特别是本科教学之间的关系对于运筹学教学内容的选取、教学体系的设置等等都有十分重要的意义。

二、要分清专业方向和课程建设的关系

对于非运筹学专业需要学习运筹学的专业,在运筹学的本科教学方面普遍面临着以下一些问题:首先,出于专业发展的需要,作为专业基础课的运筹学,教学学时严重不足,并且有进一步减少的趋势;其次,运筹学的教学内容和专业课的教学内容重叠,并且运筹学的某一分支是某一门后续课程的重要基础和工具;另外,课程采用专业归口,因此

筹学普遍由数学系的老师讲授。分清专业方向和课程建设的关系,根据专业方向选取教学内容,从专业课程建设出发以课程群的方式构建运筹学教学体系,选择和培养合适的教师队伍是组织运筹学教学、提高教学质量不容回避的内容。

三、要理顺理论教学与实践需要之间的关系

运筹学教材是运筹学教学的基础。其中以清华大学《运筹学》教材编写组编写清华大学出版社出版的《运筹学》为代表,按照运筹学分支构成进行编写,内容非常全面。依托此类教材进行教学,教学的重要内容是数学建模和数学求解思维、方法和步骤。本科生教学主要内容为单纯形法和表上作业法等。而本科生毕业以后,在工作中运用运筹学解决实际问题的过程,基本上是建模、求解、对结果进行分析以辅助制定决策。问题的结果比数学求解思维、方法和步骤重要的多。而且在现代化的今天,知识量激增,不可能在短短几年中将所有的知识“灌输”给学生,对学生的学习能力、思维能力、创造能力的培养比知识传授本身更加重要。因此,理顺理论教学与实践需要之间的关系,这对于运筹教材编写、选用,运筹学实验、实践教学的组织和开展都具有重要的意义。

基于上述分析,以下以工业工程专业运筹学的本科教学为例,对非运筹学专业运筹学的本科教学进行探讨。

1.运筹学教学内容设置。“运筹学”是工业工程专业的重要理论基础课程,主要通过定量分析方法解决经济管理中的各类决策问题,为后续许多课程提供理论依据。工业工程是一门涉及人、物、料、设备、信息和能源等要素的集成规划、设计、改善、控制和创新的技术与管理相结合的边缘学科。它采用系统化、专业化和科学化的思维方法,为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率的管理目标提供有力支撑。从“运筹学”在工业工程专业中的应用来看,工业工程专业的学生需要掌握运筹学的所有分支内容。考虑到48个教学学时的限制,我们选用清华大学《运筹学》教材编写组编写的运筹学教材为蓝本;以与运筹学相互关联的课程群为载体,以各分支的内容、层次和课程间的相互衔接为基础;以课堂教学和自学相结合的方式;以让学生在大学本科四年内基本掌握运筹学所有的分支内容为目标,对运筹学教学的内容进行了如下设置:

其中,自学的内容(动态规划和解的搜索理论)的基本思想要在教学过程中有所体现,并对学生的自学进行引导和关注。

2.结合工业工程专业实际,重视基础理论,同时增加案例教学。尽管对于工业工程的本科生来说,教师在教学上主要应集中于学生由实践到理论和由理论到实践这些环节的能力培养上,但绝对不能忽视基础理论,反而应该想方设法让学生把基础理论学会、学扎实。因此,教师在教学上就要更加努力钻研。首先,在理论教学过程中,当牵涉到数学论证时,力求精练,尽量采用一些形象、简单的证明方法使学生容易理解,强调让学生课外自学定理、问题的数学推导。其次,要注重各章节的内容理论上的内在统一性,把单纯形法的求解思路、解的搜索原理、最优性原理贯通整个理论教学过程。此外,在教学过程中,着重引入一些实际案例,引导学生以总体的观点考虑问题,建立模型。

3.增加实验教学环节,强化分析、求解及应用能力的综合培养。运筹学教学的目的,是使学生熟悉和掌握运筹学分析问题、解决问题的思想和方法,培养和提高学生根据实际问题建立模型、求解模型及进行分析和评价的能力,树立起系统效益观念。这仅靠课堂教学是不够的,有必要引入实践环节。另外,学生在做运筹学习题时,由于决策变量的个数不仅仅是两个,所以线性规划模型的求解就不能统统利用图解法来求解,而是要利用单纯形法来求解,这必然造成表格多、计算量大的问题。而且,即便解题方法、计算步骤和原理都正确,仅仅由于表格中的某一个数字计算错误,经常造成最终计算结果错误,这不仅打击了学生的学习积极性,还会使学生对自己计算能力的正确性发生了动摇。当决策变量的个数比较多,数学模型的结构比较复杂时,求解过程就变得更长,更容易出错。为了应对这种问题,达到提高教学质量的目的,我们利用excel软件的规划求解功能模块开设了运筹学实验。之所以选择excel软件是因为我们所选取的课堂教学内容尽管在传统求解方法上有很大的区别,但就建模而言,都可以用线性规划模型解决;而且,excel易得易学,不会因为软件问题增加学生的负担,

造成教学“失焦”。

通过前期系统的理论学习,加上计算机软件以及大量生动案例的分析和讨论,有助于全面提高学生分析和解决问题的能力,经过如此的锻炼为学生参与校内外的科研创新积累一定的经验,同时为毕业设计打好基础。

参考文献:

[1]钱颂迪,等.运筹学[m].北京:清华大学出版社,2005,(06).

[2]胡晓东,亚湘章,祥荪.运筹学发展的回顾与展望[j].中国科学院院刊,2012,(02).

[3]刘小强,左勇华.现行学科专业制度下交叉应用学科专业的发展困境及其出路——以运筹学为例[j].江西师范大学学报(哲学社会科学版),2012,(2)04.

[4]孔繁森.工业工程专业人才培养模式探索[j].工业工程,2009,(10).

运筹学在工程管理中的应用篇4

运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中的人力、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,以实现最有效的管理[1],其核心是研究优化的理论与方法。运筹学内容丰富、分支众多,已经形成了三个不同的发展领域:运筹学应用、运筹学科学和运筹学数学[2]。教育部1998年颁布的“本科专业目录和专业介绍”中,将运筹学课程列为经济、管理专业的主干课程。运筹学课程已逐渐成为应用数学、管理科学、工程管理、系统科学、信息管理、计算机、机械制造、交通运输等专业的基础课程之一。因此运筹学课程必须既能满足理工类专业的教学需要,又能兼顾经管类等专业的要求。

运筹学具有以下几个特点[3]:(1)定量分析。运筹学使用各种数学工具和逻辑判断方法,对实际问题中提炼出来的模型进行定量分析, 为管理和决策提供定量化的决策支持。(2)最优性。所谓最优,包含两方面的含义:一是从空间上来讲,寻求整体最优;二是从时间上来讲,寻求全过程最优。(3)实用性。运筹学是一门实践性很强的学科。运筹学广泛应用于经济、管理、工程优化设计、工程优化控制、计算机和信息系统、城市规划和管理、资源综合利用, 环境治理等。(4) 多分支性。由于运筹学是面向实际问题的,因此运筹学形成了很多分支,而且还在不断的向前发展。运筹学的分支包括线性规划、整数规划、非线性规划、目标规划、图与网络模型、存储论、排队论、对策论、排序与统筹方法、决策分析、动态规划、预测、搜索论、随机服务理论和可靠性理论等。(5)以计算机为工具求解问题。由于实际问题通常变量较多,运用运筹学理论手工解决实际问题时,计算工作量非常大,且常常容易出现错误, 因此应该借助于计算机工具求解。实际上,计算机技术的快速发展,为运筹学的进一步发展以及在实践中的应用都起到了促进作用。

二、教学现状分析

目前,本校的运筹学课程授课对象为理科专业(包括数学与应用数学、统计学专业)、管理学科专业(包括管理科学、工程管理、房地产经营管理、市场营销、物流管理、工商管理、金融管理专业)以及工科专业(信息管理与信息系统、金融工程专业)的本科大学生。理工科专业学生是理科生源,管理类专业中除部分专业为文科生源,其余专业又为文理生源兼有。相比而言,理科生源学生数学基础较好,文科生源的数学基础相对较差,如何做到在同一时空内,让学生们都能认识、理解、领会和掌握该门课程,并能实现理论和实践的结合,从而解决实际问题,真正达到这门课程的学习目的,需要在教学过程中做一些尝试与改革。目前,我校在运筹学课程教学过程中往往容易出现以下一些普遍存在的问题和不足:

1.学生学习的积极性不高,厌学现象较普遍。随着年龄的增长,大学生学习动机的功利性日益增强,只对他们认为有用的课程感兴趣,而对其它课程则仅仅追求达到学分要求。学习的主动参与性不够,课堂气氛不够活跃,很难主动和教师形成互动,整体学习效果一般。他们将学习重点放在对课本知识的死记硬背上,甚至连计算方法和步骤也采用死记的方法。

2.教学方法的科学性有待加强。运筹学是一门实用性课程,很多老师在授课时,采用传统的板书讲授法,教学手段不够灵活,信息量少,如讲解线性规划中的单纯形方法时,一节课画一张单纯形表,解一道迭代三次的题目时间可能就不够用了,教师只在黑板上孤立的画表格,学生在课堂上被动接受,师生互动性差,教与学信息反馈不及时,很难提高学生的兴趣和调动学生学习的积极性。

3.实验教学和案例分析重视不够。由于大部分教师是重点高校数学专业出身,在给本科生上运筹学课程时,过多注重定义的解释,定理的推导,手工演算的培训上,对应用运筹学的理论、方法分析问题、解决问题讲授不多,从而造成学生对运筹学的基本理论、模型求解方法多有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却都显得茫然无措。很少有运用运筹学解决实际问题的案例,不会用运筹学优化软件(如lingo、lindo、mathematic、matlab等)求解最基本的运筹优化问题,更难去解决实际问题。

4.课程考核方法比较单一。通常是以学生平时作业加期末考试成绩作为考核学生学习运筹学课程效果的考核方式,导致学生只会套用书上算法,机械的进行手工计算,忽视了运筹学课程培养学生解决实际问题的能力的目的,偏离了运筹学的本质。

三、教学改革建议

1.分专业教学,体现专业特色。不同的专业,需

[1] [2] [3] 

要不同的运筹学知识,应根据专业培养目标和专业特点明确教学目的,分类设置教学内容,科学设计教学方法,并有所侧重,如应用数学专业更应强调运筹学数学和运筹学科学,在教学过程中应侧重算法的证明和原理推导,还应具有一定的编写计算机程序解决问题的能力,使他们掌握运筹学的基本优化理论和优化方法,掌握课程各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用;经管类专业运筹学更应强调运筹学应用和运筹学科学,教学目的重点应放在学生对基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的应用上,使学生通过运筹学课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理、方法分析和解决问题同时加强实践教学,采取多种灵活多变的实践方式,解决实际应用领域中的某些实际问题,为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础。

.对教学手段、方式进行改革。

()采用启发式教学。学生的学习态度直接影响教学质量,因此在教学过程应积极发挥学生的主体作用,如采用启发式教学,充分发挥学生的聪明才智,激发他们的学习热情。例如在讲解整数规划的分支定界法时,对于举例求解约束条件只有两个的例子时,可以选两个层次不同的同学当堂练习,启发学生用图解法求解,从而鼓励学生举一反三,畅所欲言,充分发表自己的观点与想法。

()改革教学手段,运用最新科技成果,突出应用性。传统教学模式的板书时间,对学生来说也是一段休息、思考准备的时间,但有时显得单调和低效、课堂信息量少,而且可观性差。对于运筹学这类内容丰富、信息量大、推理和运算复杂的综合性学科的教学活动,还应该充分应用现代化教学手段,通过与现代化教育技术的组合应用,实现运筹学课程教学的优化须借助多媒体、互联网等最新现代教育技术手段,并充分利用网络教学资源加强对学生进行交互式教育,使学生及时了解运筹学发展动态,领悟新思路、掌握新方法,增强运筹学课程的前瞻性和应用性。应用这些最新科技成果辅助教学可以大大提高教学效率,增加学生接触实际问题的机会,提高解决实际问题的能力,使教学更好地为实际应用服务。

()改进教学方式。变传统单一的课堂讲授为课堂讲授、专题讲座、计算机实验、参与社会实践等多种形式相结合。举办专题讲座能较好地开阔学生的视野,使学生了解运筹学的发展方向与前沿动态,为培养具有全球化视野的国际性人才打下基础;开展计算机实验可培养学生创新能力,这主要是通过创建计算机能识别的运筹学模型、编写运筹学算法程序和运用计算软件去求解模型这三个环节去实现;参与社会实践则能增强学生的实践能力,让学生运用所学运筹学知识去解决实际问题,在社会生产实践的活动中接受检验,使学生亲身感受学习本课程的实践需要和社会价值,在实践中增长见识和才干、获得成就感。

()建立多种联系方式和学习平台。建立基于校园网的交互式网络平台以学校的校园网络为基础,建立起师生交互式的网络交流平台,教师将电子教案和其他教学资源放在网络系统里,供学生查阅、复习或下载。充分利用现代科技技术,给学生任课教师的联系方式,通过QQ,E-Mail等现代科技技术加强联系,及时解答学生在学习中遇到的问题,激发学生的兴趣。

.加大案例分析和建模培训力度。单纯的讲解教材中的基本理论和例题,会给学生造成一种错觉:运筹学在理论上很完美,但不能解决实际问题。因此, 在教学的过程中需加强案例教学。案例教学具有以下鲜明特点:第一,目的性。第二,真实性。第三,结果的优化性。加强案例教学,可以加深学生对运筹学概念的理解与应用;加强案例教学有利于学生创造性能力的培养;通过案例教学,可以提高学生们动用所学知识和方法分析问题的能力、合作共事的能力和沟通交流的能力。

运筹学在工程管理中的应用篇5

运筹学是经济管理类专业的专业基础必修课,主要是学习与管理类专业课程有密切关系的各种优化方法。学生应通过该课程的学习,熟练掌握运筹学的基本理论及解题技巧,灵活运用运筹学的思想、原理、方法去分析和解决管理工作中大量存在的最优化问题,为进一步学习专业课及从事管理、科研工作奠定基础。

经济管理类运筹学研究的主要领域是管理决策问题,基本手段是建立数学模型,通过定量模型求解,结合定性分析找到管理问题的决策方案。因此经济管理类运筹学课程的教学目标应该着重在运筹学基本概念的理解、基本原理的掌握及基本方法的应用上。具体地说教学目标就是熟练掌握运筹学的基本理论、原理及计算技能;能把在经济管理中遇到的一些实际问题抽象为运筹学模型,运用运筹学方法予以优化;能利用计算机对大型管理决策模型进行优化。

二、教学中存在的问题

1.教学目标不明确。

开设每门课程都有它的目的。那么,经济管理类运筹学课程的教学目的应该是什么呢?是运筹学的数学理论,还是运筹学的应用?目前,经济管理类运筹学课程的教学中存在重理论轻应用的倾向,使得学生只会算题,而不善于解决面临的大量实际问题。

运筹学的教学实践中,受传统教学观念的影响,无论教材和课堂教学都是通过少量例子引入数学模型,突出数学模型的求解,计算量庞大。这种教学方法不能开阔学生的眼界,学生也没有太大兴趣,模糊了学科的教学目的。例如运筹学中最基本的线性规划中的单纯型算法,计算量非常大,如果重点讲授计算过程,使学生非常疲惫,也丧失了对运筹学的兴趣。

2.教学方法侧重计算。

目前许多管理类专业运筹学的教学方法仍然停留在传统的粉笔加黑板板书的模式上。教学内容过于注重定义的解释、定理的推导、手工演算的教学上,将运筹学上成了一门数学课。而缺乏运筹学的应用及分析问题、解决问题方法的讲授,更没有实践性环节,教师使尽浑身解数,学生终于把数学模型和相关的求解方法理解了,然而却把它原本所代表的管理问题和经济含义忽略了。学生对运筹学的基本理论、模型及其求解方法都有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却又显得茫然无措、无从下手,甚至许多学生在学了运筹学之后,却感觉不到运筹学的实际应用价值。

3.考核方式比较单一。

运筹学是管理类专业学生的一门学科基础课程,考核方式一般采用试卷考试的形式衡量学生学习效果。考核是教学工作中的一个重要环节,是检验学生学习情况、评价教学质量的一个重要手段,也是引导学生如何学习的重要方式。单一的闭卷考试,教师按照固定模式和题型出卷,考核的重点也就是学生对概念的理解和计算能力。这种考核方式,极大限制了学生的创造性,只能反映学生对理论知识的掌握情况和解题技能水平,难以体现学生解决实际问题的能力。

单一的考核方式往往导致学生善于解题,而拙于解决实际问题,习惯于仅仅进行理论学习和算法求解,怠于对实际问题的思考和分析,缺乏进行实践的积极性,不利于学生解决实际问题能力的培养和提高。

三、运筹学教学改革的几点措施

1.注重案例教学方法,理解运筹学的原理和应用背景。

传统的运筹学课程教学方法大多先介绍有关理论,然后举例说明理论的运用情况。这种方法难以调动学生的学习趣,也就难以取得较好的理论学习效果,而管理类本科生应从应用操作层面,强调初步解决问题的能力。教师可以事先选定好贯穿某个知识模块全过程的大型案例,然后详细介绍案例背景,使学生如身临其境般发现案例中存在的问题,并进行分析探讨。为了找到解决方法,再进一步引入相关运筹理论,随着案例的分析深入,运筹理论也逐步加深。

这种方法让学生由被动接受变成了主动学习,可以有效提高学生的学习兴趣,提升学生分析问题和解决问题的能力。另外,模型来源于实际问题,模型分析的结果也应该应用于管理实践。案例教学中应尤其注意对计算结果的解释,让定量分析的结果指导管理实践。

本科生缺乏实际操作能力,与MBA等有经验人士的案例开设不同,应选择本科学生易于理解的生活问题或易于感受的管理问题作为案例进行教学。另外,案例虽然是实际问题的抽象,但不易简化过头,丢失原有的应用背景。

2.多媒体课件与传统板书相结合。

运筹学课程例题长、内容多、理论多、方法多、步骤多,非常适合多媒体教学。但全部使用多媒体教学,频繁的幻灯片切换让学生应接不暇,没有时间消化和思考。因此,可以采用多媒体课件与传统板书相结合的方式,将教材上的例题和有针对性的收集的课外习题制作成多媒体课件。辅以适当的板书及提问,以活跃学生的思维,缓解学生的疲劳。这样,既节省了大量板书、理论推理及解题技巧的讲授时间,节约了大量重复过程的书写,又以层层递进的原则将解题思路一步一步展开,使问题化繁为简,极大地提高了课堂效率。

3.充分运用计算机软件,突出模型的分析评价方法。

实际问题的不确定性和复杂性往往导致数学模型非常复杂,手工计算根本无法求解。这就需要借助一些计算机辅助软件来实现。因此,有必要在课堂上引入MATLAB和LINGO软件,开展计算机辅助教学。这样不仅可以做到理论与实践相结合,而且可以培养学生的动手能力,极大地提高学生的积极性,更可以节省教师和学生在解题技巧锻炼和作业上耗费的大量时间和精力,将一堂原本枯燥的数学课变得生动有趣。

运筹学模型解的分析评价,对深化问题的认识、完善模型有重要意义。比如,过去对模型的参数进行灵敏度分析,都要经过很繁琐的数学分析。因此,培养学生运用计算机软件对模型进行分析评价是运筹学教学发展的一个重要取向。

4.考核方式多样化。

运筹学是经济管理专业学生的专业基础课,它的作用在于让学生将这门课程运用到专业知识中去,解决实际问题。那么,实际案例的分析能力就应该作为考核重点。同样,要解决实际问题,除了建立模型之外,还少不了计算机辅助工具的使用,上机实验就应该作为一个考核项目。综上所述,可以将平时作业、理论知识考核、案例考核和上机实验相结合的考核方式作为运筹学的最终考核方式。

运筹学教学的科学发展,要以学生为本。要全面协调,统筹兼顾,重点突出模型建立、模型分析评价、模型应用等方面,以有利于学生形成可持续发展的能力。

参考文献:

[1]程理民,吴江,张玉林.运筹学模型与方法教程[M].清华大学出版社,2001.

运筹学在工程管理中的应用篇6

运筹学起源于20世纪30年代,通常认为运筹学的应用是第二次世界大战早期从军事部门开始的。运筹学发展至今已形成了较完整的学科体系,并在社会经济各个方面都有着广泛的应用。例如军事、能源、生态与环境、运输、城市规划、教育、工业、农业、商业等各个系统都用到运筹学的各种方法进行规划管理。近年来,由于计算机快速发展,运筹学能够解决规模更大、更复杂的问题。随着运筹学的广泛应用,运筹学的各种理论、方法不断地丰富,并形成了运筹学的许多分支。

本文根据以上运筹学的应用性和发展趋势,简单介绍了运筹学的内容和特点,并重点探讨了运筹学教学内容和讲授方式的改革问题。

一、运筹学的内容和特点

1.运筹学的内容

一般来说,运筹学可分为规划理论、决策理论、随机理论。其中规划理论包括线性规划、非线性规划、目标规划、动态规划等,主要解决资源的优化利用和配置、最佳路线的确定、非线性系统的优化等问题。决策理论包括对策论、决策论、图与网络、网路计划技术等,主要解决管理领域的各种复杂的决策问题。随机理论包括的领域更加广泛,如排队论、存储论、仿真技术、为序更新理论、可靠性和质量管理等分支,它主要解决随机系统、模糊系统以及不确定系统的复杂问题。由此可见,运筹学是具有许多分支、方法和应用广泛的一门学科。

2.运筹学的特点

(1)运筹学是基于数学的一门学科。运筹学实际上是用数学方法研究在一定的约束条件下,具有某些目标的优化问题。如经济、管理和国防等部门在内外环境的约束条件下合理分配人力、物力、财力等资源问题。它是充分利用数学工具,将实际系统的复杂问题尽量做到定量化,实现决策的科学化。

(2)运筹学的发展与实际应用息息相关。运筹学的产生起源于军事问题,后来逐渐形成自己的理论体系,同时被应用到社会、经济、工业、农业等各个领域。

(3)运筹学是一门边缘学科。运筹学在发展过程中,吸收了很多其他学科的成果,如系统工程、管理科学、计算机技术等学科的思想、方法和技术,不断丰富了自己的内容,形成了较完善的边缘学科体系,与很多学科的关系变得越来越紧密。

(4)运筹学的领域越来越大。近20年来,随着计算机的发展,出现了许多运筹学的新分支及新算法,例如规划论中的随机规划和模糊规划及线性规划的一些新算法,决策支持系统及专家系统、mrp理论、模拟技术、遗传算法等。运筹学正在加快扩展自己的应用领域。

(5)运筹学的发展促进了很多相关学科的发展。从前,运筹学的应用领域一般局限在军事、工业、农业等有限的部门,但目前逐渐扩展到社会、文化、服务等领域,如生态与环境、城市规划、服务行业、教育部门等各个系统都利用运筹学的各种方法进行定量的规划,这些部门不断的吸收运筹学的思想和方法,把定性和定量相结合,实现现代化和科学化。

二、运筹学教学的改革

1.运筹学教学改革的必要性

由于运筹学具有上述的内容和特点,国内外大学的很多院系将运筹学作为必修课,运筹学已成为大学管理类的核心课程和其他课程的基础。但我国各大专院校所开设的运筹学课程,其内容庞杂,授课方法陈旧,很难适应快速发展的学科建设和应用需要。因此,必须对大学运筹学的教学内容和教学方法进行改革。

(1)因为运筹学发展迅速,分支内容越来越多,新理论和算法层出不穷,所以必须对讲授内容进行一定的取舍。取舍的标准应放在有利于学生的思维方式、分析和应用能力的培养和提高,以及对解决实际问题有指导意义,在后续课程使用较多的内容上,即在实际应用中,以比较常用为标准。

(2)因为运筹学的各种应用范围不断扩大,必须对运筹学的内容进行调整和改革。

(3)随着计算机技术等高新技术的发展,教学手段也越来越先进和丰富,特别是像运筹学这样的理论推导繁琐、各种算法的计算过程复杂,更应该使用先进的教学手段和方法来提高授课的效率,即应该对现行的教学方法进行改革。

2.运筹学的改革内容

(1)根据运筹学应用情况的统计调查,对运筹学分支的调整和取舍。不同的年代,运筹学的应用情况也不同。20世纪六、七十年代是运筹学开始普及和迅速发展的时期,这个时期运筹学应用情况的排序是数学规划、排队论、决策论、存储论、网络计划技术、可靠性理论等。我国现行的大部分教材基本上按以上的排序形成体系,并安排内容。例如使用较广泛的运筹学教材《运筹学》(清华大学出版社)、《运筹学教程》(清华大学出版社)的主要内容都是包括线性规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术、排队论、存储论、对策论、决策分析等章节。但是,20世纪80年代以后,特别是90年代这些排序已发生了很大变化。据统计,90年代运筹学的应用排序为数学规划、统计方法、模拟技术、排队论、决策分析、随机过程、网络分析、建模技术等,而且目前人工智能和专家系统得到越来越广泛的应用。因此,在教学过程中,为了紧跟时展及解决实际问题的需要,对运筹学分支进行及时的调整和取舍。如减少排队论的理论课时,增加统计方法和模拟技术的课程时数,确保让学生及时了解现代运筹学的应用情况和发展趋势。

(2)根据运筹学的应用需要,对运筹学每个分支的讲授内容进行调整。线性规划是运筹学的一个重要分支,也是应用最广泛的一个分支。但具体讲授时,在线性规划的众多内容中,将侧重点放在哪里是一个重要的问题。因此,在讲授中,在保持线性规划体系的基础上,应强调影子价格和灵敏度分析的内容。因为影子价格在经济分析中具有重要意义,应讲清影子价格的概念及其在经济分析中的应用。在实际的线性规划模型中,其系数经常会随着条件的改变而变动,这些系数变动对最优解和决策影响较大,灵敏度分析及参数线性规划就是解决此类问题的方法。但在现行运筹学教材和大纲中,对这些内容强调的不够,而且很多教师讲课时都忽略这部分内容,这是不可取的。

(3)根据专业的特点,强调运筹学的应用。管理专业的主要任务是应用运筹学等各种理论和方法来解决复杂的管理问题。因此,在运筹学的讲授中应特别强调运筹学的应用。如实际问题的线性规划模型建立、整数规划和目标规划及运输问题的应用。随机规划和模拟技术的引入和介绍都是为了强调让学生重视理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力。

(4)注重定性和定量方法相结合。由于许多系统涉及到技术、经济、心理、偏好等综合因素,解决这类问题光靠定量方法是不够的。应该将运筹学等常用的定量方法和非数学方法(定性)相结合,才能够很好的解决实际问题。层次分析法就是一种定性和定量相结合的一种决策方法。这些看起来简单和粗糙的方法,对解决一些结构不十分明确、复杂的问题来说确实是一种可行和有效的方法。对于这些新思想和新方法,在运筹学教学中应给以足够的重视。在教学过程中将这些定性方法介绍给学生,以便拓宽学生的应用知识范围。

(5)强调计算机模拟技术在运筹学中的作用。近年来运筹学的应用已扩展到大规模复杂系统问题的领域,如大型能源规划、生态与环境规划、区域经济规划等很多领域。对于这类复杂系统建立严格的数学模型、求解都比较困难。用计算机模拟来解决这些问题是一种非常有效的方法。运用计算机对系统进行模拟,容易得到多种可行方案和相应的系统性能指标,为决策服务。尽管模拟不是一种很精确的技术,其提供的仅仅是一个统计估计,而不是一个精确解,但计算机模拟耗费时间短,费用较低,对那些无法用解析方法解决的问题可以得到解决。因此,强调和注重计算机模拟技术在运筹学中的应用非常重要。

3.运筹学教学方面的改革

(1)保持教学严格性的同时,重点解决学生的理解和应用。数学的严格性众所周知,运筹学的理论也是如此。但如果片面地追求严格性,对于管理专业的学生来说接受困难,可能产生负面影响。因此,在具体讲课时,对于重要的定理采取严格的讲授,对于次要的定理尽量避免繁琐的推导,而强调这些定理的内容理解和实际应用。如在线性规划中,单纯形法是一种有效的算法,单纯形法原理及对偶理论需要讲清讲透应该让学生掌握,因为它是灵敏度分析的基础。而对灵敏度分析、整数规划等内容强调其基本思想和应用,减少不必要的数学推导,可得到事半功倍的效果。

(2)通过案例的分析和讨论,提高学生的理解程度和分析能力。运筹学是一门应用性很强的学科,它具有较丰富的实际案例。如果将这些实例和教学相结合定能得到良好的效果。如动态规划是研究多阶段决策过程最优化的一种方法,许多实际问题都可以化为一个多阶段决策过程,所以在解决一些实际问题时,动态规划经常被使用。但在教学过程中发现,学生普遍感到建立动态规划模型比较困难,因为对于一个实际问题,如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程没有一般方法。为了解决这个问题,可以精选典型案例,多组织案例分析课,通过这些案例,学生可以正确掌握如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程。

案例分析是国外先进国家经常采用的教学方法,有很好的教学效果。我国的教材体系也重视教学案例的组织和完善。

(3)在教学中,强化计算机的应用。运筹学的大部分问题算法复杂、计算量大,靠人工计算非常困难,而计算机具有计算速度快、准确等优点,它是解决运筹学问题的重要工具。目前已有很多解决运筹学问题的计算机软件。因此,将运筹学的问题变成计算机模型,具有重要意义。在教学中,要把实际问题转化成运筹学模型作为重点,增加讲授使用计算机软件的课时,以便使学生尽快用计算机进行求解。

参考文献

1 吴育华、何雁群.运筹学在工业工程中的应用[j].工业工程,1999(4)

2 《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)[m].北京:清华大学出版社,2005

运筹学在工程管理中的应用篇7

当前的工商管理专业《管理运筹学》课程教学主要存在以下问题:一是教学目的不明确,教学方式单一。多数讲授《管理运筹学》课程的教师是学数学出身,缺乏必要的工程技术和管理知识,使得目前《管理运筹学》教学普遍存在着偏重教学理论与解题技巧的传授,将《管理运筹学》当作一门纯数学学科进行教学。这与工商管理专业培养要求相脱节,学生在学习过程中感受不到《管理运筹学》在管理中的应用。在教学方式上,也一直延用传统单一的传授方式,当学生运用所学知识去分析和解决实际问题时,显得茫然无措,无从下手。二是学生学习兴趣不浓厚。《管理运筹学》研究问题的基本手段是建立数学模型,并较多地运用各种教学工具。学习《管理运筹学》课程,需要有良好的数学基础;其前期必修课程包括微积分、线性代数、概率论、概率论与数理统计。可以说《管理运筹学》是软科学中“硬度”较大的一门学科,兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质。工商管理类专业的学生绝大多数是文科生源,不少学生害怕数学。比如线性规划的单纯形法及对偶理论,要想完全领会其原理,需要大量运用线性代数的工具进行推理,因而非常抽象。在课时总体压缩的背景下,教师要在较短时间内讲授完抽象数学原理的推导,学生听不懂只好放弃这门课程的学习,进而也打击了学生学习《管理运筹学》的兴趣。三是教学内容不恰当。《管理运筹学》课程包括若干分支,而教学时数有限,因而《管理运筹学》教学不可能囊括所有分支。目前在《管理运筹学》课程的教学中,教学内容的选择存在一定的随意行和盲目性,甚至存在教学内容因人而设或因教材而设的现象。四是教学方法不科学。主要表现在讲授方法单一,教学手段不灵活。老师讲,学生听,学生缺乏思考及案例的讨论,掌握知识不能做到融会贯通,更不能做到灵活应用,考试方法、考试内容传统,对于学生学完课程是否能够运用《运筹学》来解决实际问题,教室较少顾及。五是实践教学环节薄弱。如果在《管理运筹学》教学中缺少足够的实践环节,学生在学习中即使掌握了《管理运筹学》的建模方法和手工运算能力,但在遇到一些变量较多的数学模型时,也只能一筹莫展。由于缺少上机实践机会,学生不能利用相应软件求解模型,从而大大降低了课程应用的可操作性。

3《管理运筹学》课程教学创新实践改革的必要性

人类社会正在经历从资本经营到知识经济时代的转移,知识经济的迅速发展将引起教育内容和教学方法的重大变化。根据知识经济对企业管理模式产生的重大影响,应该对管理科学模型方法课程的教学内容、教学手段、教学方法和教学目标不断进行改革和创新。强化学生的创新意识,主动预见变化、适应变化、管理变化,并根据内容和外部环境不断更新观念,设计未来;重视信息,学会与人合作,讲究团队精神;重视素质教育,培养复合型人才;掌握领导科学,提高管理能力;增加社会实践,改革教学模式;教学以培养学生建模和解决实际问题的能力为主线;要求学生掌握相关软件操作,接触企业决策试验;培养学生信息检索能力,组织小组研读论文,培养学生具备初步的理论研究能力;课外关注应用案例,引导培养其对课程的兴趣爱好;并最终以大型作业的形式进行知识的综合运用与总结提高。社会经济的发展向《管理运筹学》提出了严峻的挑战,很多实际问题,如风险管理、冲突分析、多目标决策以及对未来变化的预测和驾驭等,都迫切需要分析研究和解决,而按照传统的教学计划和方法,学生没有机会接触《管理运筹学》这些新的分支。《管理运筹学》内容丰富多彩,可以分成数学理论、建立模型、计算机软件的重点都放在讨论有限的数学理论方面,因而学生在有限的数学计划学时内无法学习了解《管理运筹学》形形的模型和算法,从而使学生对许多实际问题缺乏联想。在科学技术迅速发展,知识激增的情况下,教师不仅要向学生传授知识,更重要的是要帮助学生提高获取知识的能力,特别是观察、联想、思考、锐意创新等方面的能力。对于《管理运筹学》这门多学科交叉的课程,如果教师在教学时只按传统的方法向学生灌输一些概念、理论和方法,就会降低学生的学习积极性,以至达不到《管理运筹学》教学的目的。随着社会的发展和科学技术的进步,社会更需要复合型管理人才,《管理运筹学》以其内容丰富、覆盖面宽、应用范围广和多学科交叉性等特点,为学生提供管理和决策技能,提供解决实际问题的途径和方法。《管理运筹学》教学体系和方法应随着教学对象和社会发展的变化而进行适时调整和革新。

4PBL教学法概述

PBL的全称是“Problem-BasedLearning”,即以问题为基础的学习法,由美国的神经病学教授Barrow于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创。PBL的基本热点是以教师为引导,以学生为中心,通过解决问题来学习。在PBL的学习方法中,学生由知识的被动接受者转变为求索者,同时在实践PBL过程中养成发现问题、解决问题的学习技能,对其终身教育具有深远影响。PBL教学法在西方国家得到广泛的推广和应用,而在我国则处于实验性探索阶段。我院对2006级工商管理专业学生实验性地实施了PBL教学法,收到了较好的效果。比较而言,我们认为PBL教学法既是一种比较先进的教学方法和理念,也是和我国目前所倡导的素质教育的教育思想和目标相一致的。PBL教学法的优点可概括为:(1)强调学生学习能力的培养,使学生在学习过程中,通过查找所需的信息源,培养终身学习的能力;(2)充分发挥学生学习的主动性,使学生的学习按需要来驱动;(3)有利于培养学生解决问题的能力和自学能力;(4)加强了各学科间的联系,同时避免了学科间不必要的重复,有利于学生将不同学科信息进行综合;(5)密切了师生间、同学间的关系,培养了学生人际交流、沟通和合作共事的能力。PBL教学法的特点为:(1)以重能力培养代替重知识传授;(2)以综合课代替以学科为基础的课程;(3)以学生为中心代替以教师为中心:(4)以小组讨论代替班级授课;(5)以“提出问题、建立假设、收集资料、论证假设、总结”的五段教学法代替“组织教学、复习旧课、上新课、巩固新课、布置作业。”鉴于这些特点,世界上许多国家,尤其是发达国家有相当一部分商学院都在应用这一教学方法。而且实践表明,这一教学方法在商学教育领域中的应用非常成功,正如美国哈弗大学校长ToslesonD教授所说,“PBL教学法是一种有效果的和高效率的教学方法”。

5基于PBL教学法的《管理运筹学》课程教学改革与实践的思考

综上所述,改革《管理运筹学》课程的“学方法,应该从突出课程的应用型入手。这样,PBL教学法就特别适合应用于《管理运筹学》的课程教学中。依据PBL教学法的基本理论,全面改革该课程的各个教学环节,重新整合各个知识点,提出以问题为基础的《管理运筹学》课程启发式教学法,必将能够解决现实教学中存在的问题,显著地改善教学效果。

(1)教材的选用应根据PBL教学法的特点选择合适的教材。我们更换了原有的教材,新教材以教案为中心,突出实际问题的提出、分析和解决方法,强化计算机的应用,弱化数学理论的推导。虽然新教材并不是为PBL教学法设计的,但其教学理念与PBL教学法同出一辙,为顺利实施PBL教学法奠定了基础。同时,我们针对教材中存在不足,还自编了部分教学内容。

(2)问题的设计。设计问题是PBL教学法的基础。在传统的教学过程中,教学内容与实际严重脱节。教学中所提的问题仅仅是为了组织教学,说明相关的数学理论。而PBL教学法则从实际问题出发来组织教学,将数学理论隐含在解决实际问题的过程中,从而达到让数学理论服务于培养学生解决实际问题能力的目的。因此,每个问题的提出都应该有明确的目的和要求,要与生活和科学实践的真实情景联系,与教学要求的基本概念、基本结论和基本方法联系;问题还应具有一定的复杂性和难度,能够激发学生的探索精神,锻炼学生的团队合作精神。问题主要涉及生产计划、销售计划、运输计划、投资计划、设备管理和存贮策略等管理领域。

(3)学习活动的设计。学习活动主要包括以下几方面:①组建团队。根据自愿原则,由学生组成2-3人的研究团队,团队中各成员根据自身的特长在问题分析、数学理论、计算机应用、论文撰写等方面进行分工合作。②选题。每个团队根据自身的特点和兴趣,从老师提出的多个实际问题中,选择其中的两个问题进行研究。③查阅文献、学习数学理论。每个团队在确定研究的问题后,通过互联网、图书馆、现场调查、咨询相关业务专家等方法获取和研究相关文献资料。团队成员通过讨论的方法对问题进行分析研究,在解决问题的过程中,学习所涉及的数学理论和数学方法,为解决问题奠定基础。④建立数学模型。根据问题的类别确定相应的数学方法,在合理的假设和抽象归纳的基础上,运用数学理论和方法建立数学模型。⑤求解数学模型。通过计算机编程求解数学模型,可以训练学生的计算机应用能力,为在今后工作中更好地运用计数机打好基础。⑥撰写论文。问题解决后,要求撰写论文,对解决问题的过程进行总结。除了包括数学模型的建立和求解必要内容外,还要写出研究和学习过程中存在的问题和体会。⑦课堂报告。各个团队在课堂上要向全体同学报告自己的研究成果,老师和其它同学通过提问及质疑的方式参加讨论。⑧总结。学生根据报告过程中发现的问题,完善和修改论文,最后提交给老师。这些论文将作为平时成绩计入考试成绩中。

运筹学在工程管理中的应用篇8

运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中的人力、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,以实现最有效的管理[1],其核心是研究优化的理论与方法。运筹学内容丰富、分支众多,已经形成了三个不同的发展领域:运筹学应用、运筹学科学和运筹学数学[2]。教育部1998年颁布的“本科专业目录和专业介绍”中,将运筹学课程列为经济、管理专业的主干课程。运筹学课程已逐渐成为应用数学、管理科学、工程管理、系统科学、信息管理、计算机、机械制造、交通运输等专业的基础课程之一。因此运筹学课程必须既能满足理工类专业的教学需要,又能兼顾经管类等专业的要求。

运筹学具有以下几个特点[3]:(1)定量分析。运筹学使用各种数学工具和逻辑判断方法,对实际问题中提炼出来的模型进行定量分析, 为管理和决策提供定量化的决策支持。(2)最优性。所谓最优,包含两方面的含义:一是从空间上来讲,寻求整体最优;二是从时间上来讲,寻求全过程最优。(3)实用性。运筹学是一门实践性很强的学科。运筹学广泛应用于经济、管理、工程优化设计、工程优化控制、计算机和信息系统、城市规划和管理、资源综合利用, 环境治理等。(4) 多分支性。由于运筹学是面向实际问题的,因此运筹学形成了很多分支,而且还在不断的向前发展。运筹学的分支包括线性规划、整数规划、非线性规划、目标规划、图与网络模型、存储论、排队论、对策论、排序与统筹方法、决策分析、动态规划、预测、搜索论、随机服务理论和可靠性理论等。(5)以计算机为工具求解问题。由于实际问题通常变量较多,运用运筹学理论手工解决实际问题时,计算工作量非常大,且常常容易出现错误, 因此应该借助于计算机工具求解。实际上,计算机技术的快速发展,为运筹学的进一步发展以及在实践中的应用都起到了促进作用。

二、教学现状分析

目前,本校的运筹学课程授课对象为理科专业(包括数学与应用数学、统计学专业)、管理学科专业(包括管理科学、工程管理、房地产经营管理、市场营销、物流管理、工商管理、金融管理专业)以及工科专业(信息管理与信息系统、金融工程专业)的本科大学生。理工科专业学生是理科生源,管理类专业中除部分专业为文科生源,其余专业又为文理生源兼有。相比而言,理科生源学生数学基础较好,文科生源的数学基础相对较差,如何做到在同一时空内,让学生们都能认识、理解、领会和掌握该门课程,并能实现理论和实践的结合,从而解决实际问题,真正达到这门课程的学习目的,需要在教学过程中做一些尝试与改革。目前,我校在运筹学课程教学过程中往往容易出现以下一些普遍存在的问题和不足:

1.学生学习的积极性不高,厌学现象较普遍。随着年龄的增长,大学生学习动机的功利性日益增强,只对他们认为有用的课程感兴趣,而对其它课程则仅仅追求达到学分要求。学习的主动参与性不够,课堂气氛不够活跃,很难主动和教师形成互动,整体学习效果一般。他们将学习重点放在对课本知识的死记硬背上,甚至连计算方法和步骤也采用死记的方法。

2.教学方法的科学性有待加强。运筹学是一门实用性课程,很多老师在授课时,采用传统的板书讲授法,教学手段不够灵活,信息量少,如讲解线性规划中的单纯形方法时,一节课画一张单纯形表,解一道迭代三次的题目时间可能就不够用了,教师只在黑板上孤立的画表格,学生在课堂上被动接受,师生互动性差,教与学信息反馈不及时,很难提高学生的兴趣和调动学生学习的积极性。

3.实验教学和案例分析重视不够。由于大部分教师是重点高校数学专业出身,在给本科生上运筹学课程时,过多注重定义的解释,定理的推导,手工演算的培训上,对应用运筹学的理论、方法分析问题、解决问题讲授不多,从而造成学生对运筹学的基本理论、模型求解方法多有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却都显得茫然无措。很少有运用运筹学解决实际问题的案例,不会用运筹学优化软件(如lingo、lindo、mathematic、matlab等)求解最基本的运筹优化问题,更难去解决实际问题。

4.课程考核方法比较单一。通常是以学生平时作业加期末考试成绩作为考核学生学习运筹学课程效果的考核方式,导致学生只会套用书上算法,机械的进行手工计算,忽视了运筹学课程培养学生解决实际问题的能力的目的,偏离了运筹学的本质。

三、教学改革建议

1.分专业教学,体现专业特色。不同的专业,需要不同的运筹学知识,应根据专业培养目标和专业特点明确教学目的,分类设置教学内容,科学设计教学方法,并有所侧重,如应用数学专业更应强调运筹学数学和运筹学科学,在教学过程中应侧重算法的证明和原理推导,还应具有一定的编写计算机程序解决问题的能力,使他们掌握运筹学的基本优化理论和优化方法,掌握课程各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用;经管类专业运筹学更应强调运筹学应用和运筹学科学,教学目的重点应放在学生对基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的应用上,使学生通过运筹学课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理、方法分析和解决问题同时加强实践教学,采取多种灵活多变的实践方式,解决实际应用领域中的某些实际问题,为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础。

2.对教学手段、方式进行改革。

(1)采用启发式教学。学生的学习态度直接影响教学质量,因此在教学过程应积极发挥学生的主体作用,如采用启发式教学,充分发挥学生的聪明才智,激发他们的学习热情。例如在讲解整数规划的分支定界法时,对于举例求解约束条件只有两个的例子时,可以选两个层次不同的同学当堂练习,启发学生用图解法求解,从而鼓励学生举一反三,畅所欲言,充分发表自己的观点与想法。

(2)改革教学手段,运用最新科技成果,突出应用性。传统教学模式的板书时间,对学生来说也是一段休息、思考准备的时间,但有时显得单调和低效、课堂信息量少,而且可观性差。对于运筹学这类内容丰富、信息量大、推理和运算复杂的综合性学科的教学活动,还应该充分应用现代化教学手段,通过与现代化教育技术的组合应用,实现运筹学课程教学的优化须借助多媒体、互联网等最新现代教育技术手段,并充分利用网络教学资源加强对学生进行交互式教育,使学生及时了解运筹学发展动态,领悟新思路、掌握新方法,增强运筹学课程的前瞻性和应用性。应用这些最新科技成果辅助教学可以大大提高教学效率,增加学生接触实际问题的机会,提高解决实际问题的能力,使教学更好地为实际应用服务。

(3)改进教学方式。变传统单一的课堂讲授为课堂讲授、专题讲座、计算机实验、参与社会实践等多种形式相结合。举办专题讲座能较好地开阔学生的视野,使学生了解运筹学的发展方向与前沿动态,为培养具有全球化视野的国际性人才打下基础;开展计算机实验可培养学生创新能力,这主要是通过创建计算机能识别的运筹学模型、编写运筹学算法程序和运用计算软件去求解模型这三个环节去实现;参与社会实践则能增强学生的实践能力,让学生运用所学运筹学知识去解决实际问题,在社会生产实践的活动中接受检验,使学生亲身感受学习本课程的实践需要和社会价值,在实践中增长见识和才干、获得成就感。

(4)建立多种联系方式和学习平台。建立基于校园网的交互式网络平台以学校的校园网络为基础,建立起师生交互式的网络交流平台,教师将电子教案和其他教学资源放在网络系统里,供学生查阅、复习或下载。充分利用现代科技技术,给学生任课教师的联系方式,通过qq,e-mail等现代科技技术加强联系,及时解答学生在学习中遇到的问题,激发学生的兴趣。

3.加大案例分析和建模培训力度。单纯的讲解教材中的基本理论和例题,会给学生造成一种错觉:运筹学在理论上很完美,但不能解决实际问题。因此, 在教学的过程中需加强案例教学。案例教学具有以下鲜明特点:第一,目的性。第二,真实性。第三,结果的优化性。加强案例教学,可以加深学生对运筹学概念的理解与应用;加强案例教学有利于学生创造性能力的培养;通过案例教学,可以提高学生们动用所学知识和方法分析问题的能力、合作共事的能力和沟通交流的能力。

一年一度的全国大学生数学建模竞赛是全国高校规模最大的课外科技活动之一,而数学建模的主要方法都来自于运筹学的内容。目前来说,建模竞赛几乎受到了所有高校的高度重视,我校从组队参加全国大学生数学建模竞赛以来,虽然取得了不错的成绩,但是和兄弟院校相比还有一定的差距。因此教师可以结合本校实际,将数学建模带入课堂,适当介绍建模竞赛的历年考题,鼓励学生积极参加各级竞赛,通过竞赛来带动运筹学的教学。

4.改变考核方式。考试是检测教学效果和促进教学的一种有力手段,但是传统考试方式考核的只是理论知识与解题技巧,而运筹学的考核重点应该是学生的优化意识和解决实际问题的能力。所以,与其他课程相比,运筹学的考核方式应该是开放的、多样化的。课程的考核方式应当既要体现学生对基本知识的掌握能力,还要突出学生的实践能力与创新意识,因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核用来加强学生对基本理论、算法的理解及应用,主要是通过学生对每堂课的课后习题作业的完成情况来考察;实践能力考核主要考核学生初步的数学建模、应用运筹学理论解决简单实际问题的能力,要求学生做几道应用型的题目,并且只建模不必非求出解;创新能力考核主要是通过布置几道优化方面的数学建模案例,引导学生用学过的优化方法求解,不仅要建立数学模型,还要能运用相关优化软件求解出精确的结果。

5.适当介绍分支由来和现今理论前沿。不同的运筹学分支有各自的特点和经典方法,如线性规划的单纯形法、非线性规划的kuhn-tucker条件,对策论的划线法,这些经典方法都有着各自的创始人和来龙去脉,通过对各分支名人和历史的介绍有助于学生把握运筹学的发展史,从宏观上对运筹学各个分支有整体的认识。同时,通过名人的介绍还有助于开阔学生视野,提高学习兴趣,活跃课堂气氛,提高教学效果。

四、结束语

运筹学的主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据,是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。随着我国高等教育改革的不断深化,要求在教学中提高学生运用运筹学解决具体问题的实践能力。我们相信通过对运筹学课程教学做一系列的改革,针对不同专业的学生,设置不同的教学目的和教学内容,采用不同的教学方法和教学手段,将教师的主导作用、学生的主体作用以及现代教学技术的辅助作用紧密结合起来,使学生能既掌握基本的理论与方法, 又具有较强的实际应用能力,取得令人较满意的教学效果。

参考文献:

运筹学在工程管理中的应用篇9

生产与物流管理各领域都存在大量优化问题,求解优化问题最有效方法是建立运筹优化模型来求解,而目前相关的课程与教材很少使用这种方法,即使采用这种方法也只是泛泛而谈,只给出一个粗略的模型,并没有写出详细的建模思路、布置以及编程求解的方法。因此,本研究把这一点作为主要抓手,主要工作是基于运筹优化技术(主要在运筹学课程里面讲述)对生产与物流管理各领域关键问题的教学环节进行改革,具体改革内容主要包括:(1)分析生产与物流类课程群内各门课程的重要内容模块,在课程群的宏观层面理清各重要内容模块之间的内在联系,精简各门课程的冗余内容,调整侧重点的分布,并从各门课程中提炼出生产过程管理各领域的一系列有一定关联性的典型问题。(2)筛选生产过程管理的若干典型问题,根据学生的接受能力对其进行合理化的抽象,根据实际情况确定复杂程度适中的考虑因素和限制条件,并选择合适的运筹学模型(整数规划、0-1规划、目标规划、动态规划或二次规划等数学规划模型)对典型问题进行建模。(3)基于以上运筹优化模型,根据学生的实际情况构造情景引导式的教学案例和上机实验指导书,循序渐进地引导学生学习运筹优化模型的设计理论及其建模过程,引导学生透过这些模型理解生产过程管理问题的本质,并通过采用运筹优化软件求解模型来获得生产过程管理问题的最优解决方案。(4)通过行业应用案例加深学生对问题与方法的理解,设计开放式的综合作业,鼓励学生选择生产过程管理的实际问题,综合运用本研究提出的方法进行建模并编程求解,巩固教学改革的效果。生产与物流类课程群教学的改革目标是:(1)研究生产与物流类课程群内各课程之间的融合方法与机制,促进课程之间的交叉渗透,以生产过程管理系列典型问题的定量最优化模型为范例进一步完善运筹优化技能的培养体系。(2)通过生产过程管理系列典型问题的教学方法改革来培养学生运用运筹优化技术求解最优方案的能力,包括运筹优化模型的选择能力、建模技巧与建模能力、求解能力和分析能力。(3)调整生产与物流类课程群理论环节和实践环节的层次结构与比例关系,培养学生运用主流商用运筹优化软件(比如ILOGOPL或Xpress)求解生产过程管理典型问题的运筹优化模型的能力,通过上机实验培养集合化思维方式和编程求解实际专业问题的能力。(4)使学生全面掌握生产与物流类课程知识点之间的逻辑关系,增强理论联系实际的能力,为达到培养复合应用型人才的目标探索新途径。

3实施方案

本研究主要依托生产与物流类课程群的核心教学环节,结合毕业设计等教学环节,沿用理论分析、模型提炼与编程实验相结合的方法展开研究。实施方案主要分为以下几个阶段:

3.1理清生产与物流类课程群各课程的重点问题之间的层次结构和逻辑关系。

生产与物流类课程群各课程以运筹学为基础,其他课程都有部分内容与运筹学相关,而这些课程相互之间又有或多或少的联系。因此,有必要分析生产与物流类课程群各课程之间的具体联系,找出课程之间重复部分的内容,理清各课程的各部分重要内容之间的层次结构和紧密关系,对各课程的教学重点重新进行系统的规划、调整。

3.2提炼生产与物流管理各领域的典型问题并建立运筹优化模型。

总结生产与物流管理相关专业课程中所涉及的重要生产过程管理问题(如图2所示),把它们分门别类,划分其知识层次、学习阶段,并提炼其本质的运筹优化问题,再根据运筹优化问题的特点选择最合适的运筹优化模型进行建模。以物流与设施规划教学为例,选择物流流程优化、基于作业单位相互关系的生产设施布局这两类核心问题进行抽象建模,改革教学方法。物流流程优化采用线图、多产品工艺过程图、从至表等图表化工具进行描述,优化的本质目标都是对不同工序、设备的顺序进行安排,其实质是运筹学的排序问题;因此借助定量的运筹学数学规划模型对这类问题进行抽象并建模描述。基于作业单位相互关系的生产设施布局包括基于物流量的生产设施布局、基于非物流关系的生产设施布局以及基于综合关系的生产设施布局等典型问题,其本质是对多个作业单位在给定范围内进行布局,安排它们的位置,使整个系统的物流成本最小化或者密切关系程度高的作业单位之间的距离尽量缩小。这类问题的实质是运筹学的二次分配问题,因此借助运筹学的二次规划模型对其进行抽象并建模描述。把生产与物流管理相关问题转化为定量模型,这是一个从文字语义描述到数学公式的转化过程,此环节是教学的重点,也是解决问题的基础。在教学设计中注重针对问题的具体形式选择合适的规划模型表示形式进行建模(包括定义变量、构造约束和目标函数等环节),避免选择太难太复杂的规划模型导致学生有心理负担,丧失学习兴趣。

3.3运用运筹优化软件求解典型问题所对应的模型,积累教学案例与实验素材。

由于建立的模型通常规模不小,因此需要使用专业软件求解。选择OPL专业运筹优化软件来求解模型。运筹优化软件编程是从数学模型到专业的计算机程序代码的转化过程。商用运筹优化软件的建模语言是解释性、描述性语言,虽然它们的语法没有C++等高级语言复杂,但是其编程逻辑比较独特,采用集合化编程思维,因此在设计教案时要突出这一点,刻意培养学生“集合化”的编程思维方式和使用习惯。结合生产与物流管理典型问题的图文描述、运筹优化模型、程序及运行结果综合编制理论教学与实验教学案例。与常用高级语言编程相比,运筹优化软件编程的一个显著特点是采用集合化运算。集合化运算对学生而言是一种全新的编程方式,因此应充分利用软件使用手册的例子并有针对性地设计例子引导学生循序渐进地适应集合化运算的思维方式和编程方式。集合化运算是商用优化软件解决大规模优化问题的技术手段,因此学习时要习惯用集合的思想来定义数据、变量和约束。统筹考虑整个模型的所有组成部分,定义若干个底层的基本集合,其他集合均由这些基本集合运算、衍生得到,再利用这些集合来编写业务逻辑模型。

3.4与传统解决方法进行详细对比分析,改善模型。

对基于运筹优化模型的方法与传统的生产与物流管理问题解决方法从求解步骤、求解效果、运算时间效率、适用范围等多个角度进行对比。通过对比结果进一步优化模型,减少变量和约束的数量,缩短求解时间,降低模型的时间复杂度和空间复杂度。通过大量案例与传统解决方法作对比,充分突出基于运筹优化模型方法的优势。

3.5教学实践与持续改进。

在教学中尝试结合基于运筹优化模型的方法设置理论介绍、案例讨论和实验环节。在教学实践中注重培养学生把实际问题抽象为数学问题的能力,增强学生的建模与分析能力,力图使学生在掌握生产过程管理问题求解技能的同时巩固“运用运筹优化技能”的观念,鼓励学生自主提出并解决由生产过程管理基本问题所衍生的相关问题,促进学生从理论到实践的全面学习。在采用新的教学方式教学的过程中,遵循工业工程学科提倡的P.D.C.A.方法和基本步骤,即Plan(计划)、Do(实施)、Check(检查)、Action(改善),根据新发现的问题进行持续的调整、改进、完善。

4实施结果

在课程群教学改革过程中设计生产与物流管理应用问题与运筹优化技术的结合方法,由浅入深地设置多层次教学体系,引导学生接受、适应这种融合运筹优化技能的教学方式,掌握生产计划与调度、物流流程优化、生产设施布局等典型问题的建模、求解及分析方法,并主动采用这种思维方式去解决生产过程管理领域的其他优化问题。教学的关键是针对大部分学生的实际情况因材施教,控制好建模的难度和复杂度,在培养解决问题能力的同时注重培养思维方式和思维品质;同时面向学习能力强的学生有针对性地设计开放性的行业实际案例,发掘他们的潜力,给予他们自由发挥、创新的空间。教学改革方案通过长期的实施,获得一定的成果:(1)为生产与物流类课程的核心环节教学提供创新性的支撑材料,为改进物流与设施规划、运筹学等课程的实践教学环节提供重要案例,为学生学习运筹优化技术提供合适的学习资料,并为工业工程专业调整运筹优化技能的教学内容提供参考依据。(2)由于运筹优化应用技能是工业工程教学中日益重要的一类新兴技能,因此本研究为工业工程乃至管理科学工程学科其他专业课程和毕业设计等实践环节与运筹优化技能的融合提供范例,使学生培养模式更适合产业发展和地方经济向集约化转型的实际需求。(3)项目研究成果可在地方性院校的工业工程教学中交流、推广,也可供各类普通工科院校借鉴,具有一定的实践推广价值和示范作用。

运筹学在工程管理中的应用篇10

运筹学是20 世纪新兴的学科之一,近年来,运筹学作为一门学科,在理论和应用方面,无论就广度还是深度来说都发展很快。1998年教育部颁布的《本科专业目录和专业介绍》中,将运筹学课程列为经济管理专业的主干课程。

信息管理与信息系统专业(以下简称信管专业)是管理科学与工程下的一个二级学科,我校的信管专业隶属于信息工程学院,运筹学一直被定为专业基础必修课列入培养方案,有多年的教学历史。我在运筹学课程的教学过程中,探索适应信管专业培养目标和学生特点的教学方法,积累了一些想法并进行了尝试,取得了初步的效果。

二、信管专业和运筹学的特点及关系

信息管理与信息系统专业培养具备现代管理学理论基础、计算机科学技术知识及应用能力,掌握系统思想和信息系统分析与设计方法以及信息管理等方面的知识与能力,能在国家各级管理部门、工商企业、金融机构、科研单位等部门从事信息管理以及信息系统分析、设计、实施管理和评价等方面的高级专门人才。本校的信管专业学生的培养目标是成为既懂技术又懂管理的企事业单位信息化建设急需的复合人才。

运筹学的基本特点是:多学科交叉性、应用性、最优性和多分支。

(1)多学科交叉性。运筹学具有多学科交叉性的特点,综合应用经济学、管理学、数学、物理学、化学等学科的科学方法,这些学科相互渗透,综合应用。

(2)应用性。运筹学是一门应用科学,它起源于二战期间的军事问题,二战以后应用于经济管理领域。

(3)最优性。运筹学强调最优决策。运筹学则提供了以数量化为基础的方法,寻求各种实际问题的最优方案,大大提高了信息管理的水平,增强了决策的科学性。

(4)多分支。运筹学包括各个分支,主要有:线性规划、目标规划、整数规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存贮论、排队论、对策论等。

结合本校的信管专业特点及上述运筹学特点,我认为信管专业学生学习运筹学的目的是综合各学科的知识,利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模,掌握一定的算法,并能运用计算机工具对问题进行求解,以达到使生活、生产和管理等方面的各类问题获得最优解决。

三、传统教学中存在的问题及改进措施

从前面的分析可以看出,运筹学作为信管专业的基础课程,能够为信管专业的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果,有时却达不到预期的水平,下面针对传统教学过程中存在的问题提出了一些改进的想法。

1.教学目的的改进

传统的运筹学教学,仍然存在重理论、轻应用的倾向,教学的目的在于让学生理解和掌握运筹学的各类算法。结果是过分偏重数学,而不是应用,加上信管专业学生本身数学功底不深,致使很多同学在学习过程中产生畏惧心理,甚至放弃学习。

我认为运筹学的教学应该是理论和实践相结合,算法是运筹学的重要组成部分,是运筹学思想的精髓,完全放弃算法学习不可取,完全将运筹学变成算法课也不可取,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,根据问题类型建立数学模型的能力,能用一些经典算法求解简单问题,并能用运筹学的软件求解复杂问题。用经典算法的思想来开拓学生的思维,用运筹学软件的使用来提高学生的应用能力,最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力提升的作用。

2.教学内容的改进

传统的运筹学教学内容以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的模型,并着重分析数学模型的形式,算法和模型中参数的变化。这些内容的学习需要具备相当的数学基础,对于本身数学基础不佳的我校信管学生来说很容易产生畏难情绪,时间一长会产生厌学心理,进而导致学习效果不佳。

根据上面教学目的的改进措施,我在运筹学的教学过程中将教学重点放在问题的分析和建模中。在讲解算法时,我也突出讲解算法的设计思路,并积极引导学生来改进经典算法。在理论学习之余,我校的运筹学课程还安排了专门的实践教学内容,在实践课中,学生通过学习运筹学软件的使用,例如Excel的规划求解工具、WINQSB、LINGO,使学生能灵活运用计算机工具来解决一些复杂的运筹学问题,真正提升学生的运筹学的应用能力。

3.教学方法改进

运筹学以数学为主要工具,一些理论和算法比较复杂,讲解难度较大,如果教师按部就班,平铺直叙,较少结合案例,就会让学生觉得枯燥乏味,晦涩难懂,从而丧失学习动力,影响教学效果。

针对上述情况,我在运筹学的教学过程中,对运筹学的教学方法进行了如下的尝试:

(1)加强了加强案例教学。给出大量经济管理中的问题,引导学生用运筹学的理论和方法去解决,提高学生学习的兴趣,培养学生的思维能力。

(2)加强互动,鼓励学生参与教学,发表自己的观点与想法。

(3)在实践教学环节,我组织学生以小组为单位,自行选择实际问题作为研究课题,并通过小组成员的合作完成问题的数据收集,问题的详细描述,以及选择合适的运筹学方法来建立问题的模型,并用运筹学软件来求解问题。这样,让学生真正体验到运筹学在实际中应用的完整过程,并且培养了学生的团队合作能力。

(4)通过建立运筹学的课程网站,为学生提供了良好的课余学习环境,以及丰富了学生和老师之间的课外交流渠道。在课程网站中为学生提供了丰富的教学资源,并且设置专门的学生在线答疑功能,老师或其他同学都可以回答。通过课程网站的使用还可以完成课后作业的布置和在线批改,丰富了学生完成课后作业的途径。

4.与相关专业课的结合

国内院校在设计信管专业课程体系时,一般是在传统的经济管理课程基础上,拼合统计、运筹和信息技术等课程。现实情况就是许多课程简单堆砌,缺乏紧密配合,运筹学的教学也经常会与相关专业课脱节。

所以应注意在教学内容上使运筹学与相关专业课的有效衔接,将运筹学的教学自然地融入整个专业课程体系。如运筹学中图论的教学,要和数据结构、离散数学中的有关章节相结合;网络计划中的关键路线法,对后继课程项目管理有很大的价值;网络计划的优化部分讨论有限资源的合理分配,这一思想在生产管理课程中也有所体现;存贮论直接指导ERP中库存订货点的管理。总之要把运筹学和各相关专业课有机结合起来,才能促进运筹学的教学和信管专业的建设。

四、改革效果分析和总结

经过近一年的运筹学教学改革,初步取得了一定的成果,学生对运筹学的学习兴趣逐渐提高,学习效果也有所改进,从学生完成的作业和考试情况来看都有所提高。在以后的教学过程中,我还将对课程的考核方式,学生的课外兴趣小组的组织以及学生竞赛方面进行积极的探索和尝试。争取使运筹学在信管专业的学生中成为一门受欢迎的课程。

参考文献:

[1]胡运权.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,2003

[2]胡运权.运筹学基础及应用[M].北京:高等教育出版社,2011

运筹学在工程管理中的应用篇11

(二)物流学

物流作为一门科学也是始于二战期间,美国根据当时军事的需要,对军火的运输、补给和存储等过程进行全面的管理,并首次使用了“LogisticsManagement”一词。其后对于物流的概念不断演变发展,内容也逐渐完善。我国在2001年8月1日开始实施的国家标准《物流术语》中对物流作了如下规定:物流即物品从供应地向接收地的实体流动过程,根据实际需要,将运输、存储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机的结合。

(三)运筹学与物流学

运筹学与物流学作为一门正式的学科都始于二战期间,从一开始,两者就密切地联系在一起,相互渗透和交叉发展。与物流学联系最为紧密的理论有:系统论、运筹学、经济管理学,运筹学作为物流学科体系的理论基础之一,其作用是提供实现物流系统优化的技术与工具,是系统理论在物流中应用的具体方法。二战后,各国都转向快速恢复工业和发展经济,而运筹学此时正转向经济活动的研究,因此极大地引起了人们的注意,并由此进入了各行业和部门,获得了长足发展和广泛应用,形成了一套比较完整的理论,如规划论、存储论、决策论和排队论等。而战后的物流并没像运筹学那样引起人们及时的关注,直到上世纪60年代,随着科学技术的发展、管理科学的进步、生产方式和组织方式等的改变,物流才为管理界和企业界所重视。因此,相比运筹学,物流的发展滞后了一些。不过,运筹学在物流领域中的应用却随着物流学科地不断成熟而日益广泛。

二、运筹学在物流领域中主要应用的概况

运筹学作为一门实践应用的科学,已被广泛应用于工业、农业、商业、交通运输业、民政事业、军事决策等组织,解决由多种因素影响的复杂大型问题。目前,在物流领域中的应用也相当普遍,并且解决了许多实际问题,取得了很好的效果。以下总结一些当前运筹学在物流领域中应用较多的几个方面。

(一)数学规划论

数学规划论主要包括线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划和动态规划。研究内容与生产活动中有限资源的分配有关,在组织生产的经营管理活动中,具有极为重要的地位和作用。它们解决的问题都有一个共同特点,即在给定的条件下,按照某一衡量指标来寻找最优方案,求解约束条件下目标函数的极值(极大值或极小值)问题。具体来讲,线性规划可解决物资调运、配送和人员分派等问题;整数规划可以求解完成工作所需的人数、机器设备台数和厂、库的选址等;动态规划可用来解决诸如最优路径、资源分配、生产调度、库存控制、设备更新等问题。

(二)存储论

存储论又称库存论,主要是研究物资库存策略的理论,即确定物资库存量、补货频率和一次补货量。合理的库存是生产和生活顺利进行的必要保障,可以减少资金的占用,减少费用支出和不必要的周转环节,缩短物资流通周期,加速再生产的过程等。在物流领域中的各节点:工厂、港口、配送中心、物流中心、仓库、零售店等都或多或少地保有库存,为了实现物流活动总成本最小或利益最大化,大多数人们都运用了存储理论的相关知识,以辅助决策。并且在各种情况下都能灵活套用相应的模型求解,如常见的库存控制模型分确定型存储模型和随机型存储模型,其中确定型存储模型又可分为几种情况:不允许缺货,一次性补货;不允许缺货,连续补货;允许缺货,一次性补货;允许缺货,连续补货。随机型存储模型也可分为:一次性订货的离散型随机型存储模型和一次性订货的连续型随机存储模型。常见的库存补货策略也可分为以下四种基本情况:连续检查,固定订货量,固定订货点的(Q,R)策略;连续检查固定订货点,最大库存的(R,S)策略;周期性检查的(T,S)策略以及综合库存的(T,R,S)策略。针对库存物资的特性,选用相应的库存控制模型和补货策略,制定一个包含合理存储量、合理存储时间、合理存储结构和合理存储网络的存储系统。

(三)图(网络)论

自从上世纪50年代以后,图论广泛应用于解决工程系统和管理问题,将复杂的问题用图与网络进行描述简化后再求解。图与网络理论有很强的构模能力,描述问题直观,模型易于计算实现,很方便地将一些复杂的问题分解或转化为可能求解的子问题。图与网络在物流中的应用也很显著,其中最明显的应用是运输问题、物流网点间的物资调运和车辆调度时运输路线的选择、配送中心的送货、逆向物流中产品的回收等,运用了图论中的最小生成树、最短路、最大流、最小费用等知识,求得运输所需时间最少或路线最短或费用最省的路线。另外,工厂、仓库、配送中心等物流设施的选址问题,物流网点内部工种、任务、人员的指派问题,设备更新问题,也可运用图论的知识辅助决策者进行最优的安排。

(四)排队论

排队论也称随机服务理论,主要研究各种系统的排队队长、等待时间和服务等参数,解决系统服务设施和服务水平之间的平衡问题,以较低的投入求得更好的服务。排队现象现实生活中普遍存在,物流领域中也多见,如工厂生产线上的产品等待加工,在制品、产成品排队等待出入库作业,运输场站车辆进出站的排队,客服务中心顾客电话排队等待服务,商店顾客排队付款等等。根据系统排队的服务设施数量、系统容量、顾客到达时间间隔的分布、服务时间的分布等特征,可分为(M/M/1/∞),(M/M/1/k),(M/M/1/m),(M/M/s/∞),(M/M/s/k),(M/M/s/m)几种不同的情况,不同情形套用相应的模型可以求解。

(五)对策论、决策论

对策论也称博弈论,对策即是在竞争环境中做出的决策,决策论即研究决策的问题,对策论可归属为决策论,它们最终都是要做出决策。决策普遍存在于人类的各种活动之中,物流中的决策就是在占有充分资料的基础上,根据物流系统的客观环境,借助于科学的数学分析、实验仿真或经验判断,在已提出的若干物流系统方案中,选择一个合理、满意方案的决断行为。如制定投资计划、生产计划、物资调运计划、选择自建仓库或租赁公共仓库、自购车辆或租赁车辆等等。物流决策多种多样,有复杂有简单,按照不同的标准可化分为很多种类型,其中按决策问题目标的多少可分为单目标决策和多目标决策。单目标决策目标单一,相对简单,求解方法也很多,如线性规划、非线性规划、动态规划等。多目标决策相对而言复杂得多,如要开发一块土地建设物流中心,既要考虑设施的配套性、先进性,还要考虑投资大小问题等,这些目标有时相互冲突,这时就要综合考虑。解决这类复杂的多目标决策问题现行用的较多的,行之有效的方法之一是层次分析法,一种将定性和定量相结合的方法。

三、运筹学在物流领域中的进一步应用与发展

前面介绍了目前运筹学理论在物流领域中应用较多的几个方面,下面对其在物流领域中的进一步运用和发展作了一些思考。

(一)运筹学理论结合物流实践

虽然运筹学的理论知识很成熟,并在物流领域中的很多方面都有实用性,可现行许多物流企业,特别是中、小型物流企业,并没有重视运筹学理论的实际应用,理论归理论,遇到实际问题时许多还是凭几个管理者的主观臆断,并没有运用相关的数学、运筹学知识加以科学的计算、论证、辅助决策。因此,对于当前许多企业、部门,应该加强对管理者、决策者的理论实践教育,使之意识到运筹学这门有用的决策工具。

(二)扩大运筹学在物流领域中的应用范围

现行的运筹学知识在物流领域中的应用主要集中在以上的几个方面,运筹学作为一门已经比较成熟的理论,应该让其在物流领域中的发挥更大的作用,进一步探索,尽量把物流领域中数字模糊化、量化不清的方面数字化、科学化,运用运筹学的知识准确化、优化。

(三)把运筹学知识融合在其他物流管理软件中

把运筹学在物流领域中应用的知识程序化,编制成相应的软件包,使得更多不懂运筹学知识的人也能运用运筹学的软件辅助决策。目前运筹学的软件比较多,但是具体到物流领域中应用的还寥寥无几,因此针对物流领域中常用的运筹学软件应大力开发。另外,把运筹学的部分功能融合在其他物流管理软件中,也是一个很好的发展方向,能引起管理者和主管部门的重视,提高企业的管理水平,取得比较好的经济效益。

(四)立足物流现实,改进运筹学理论应用不足之处

运筹学的理论虽然在物流领域中应用很多,并在某些领域演绎出了许多经典的模型和公式,但其中有些模型是基于一些假设条件基础之上的,和实际生活中的情形相差很大。如存储论中的一些模型,Q、R、S、T都是一个精确的值,而现实生活中由于需求的变化独立于人们的主观控制能力之外,因此在数量和时间上一般无法精确,其随机性和不确定性使得库存控制变得复杂。因此随着理论的日益成熟和对实际情况的了解,对其不足之处应加以改进和完善。

五、结语

物流学主要研究物流过程中各种技术和经济管理的理论和方法,研究物流过程中有限资源,如物资、人力、时间、信息等的计划、组织、分配、协调和控制,以期达到最佳效率和效益,而现代物流管理所呈现的复杂性也不是简单算术能解决的,以计算机为手段的运筹学理论是支撑现代物流管理的有效工具。物流业的发展离不开运筹学的技术支持,运筹学的应用将会使物流管理更加高效。

【参考文献】

[1]熊义杰.运筹学教程[M].北京:国防工业出版社,2004.

[2]宋伟刚.物流工程及应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]汝宜红.物流学[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[4]王转,程国全,冯爱兰.物流系统工程[M].北京:高等教育出版社,2004.

[5]储雪俭.现代物流管理教程[M].上海:上海三联书店,2002.

运筹学在工程管理中的应用篇12

产生战争时期的运筹学如今在经济、生产、管理等领域的应用日益广泛.经过近几十年的发展,运筹学的分支几乎扩展到生产实践、管理科学的各个领域,是现代管理科学的基础理论和重要方法及工具.它是抽象的数学理论和实践相结合的“桥梁”,它既为从事应用领域研究的人们提供了完整的数学方法,又为从事数学理论研究的人们展现了广阔的应用前景.

运筹学是数学的一个重要分支,其核心是研究优化的理论和方法,是数学与应用数学专业必修课;同时运筹学又以定量分析的方法研究管理、生产实践等领域的问题,将系统思想、工程思想和管理思想相结合,应用数学的方法,通过建立数学模型、求解数学模型解决实际应用问题,为决策者提供定量化的分析结果,辅助决策.运筹学是现代管理科学的理论基础之一,因此也是经济、管理等专业的主干课程.在运筹学教学中,应该根据管理类专业和应用数学专业的不同专业特点、学生知识基础等情况区别对待,切实达到应有的教学目的和效果.

2培养目标及教学目的比较

1.专业培养目标的比较.

一般地,管理专业要培养掌握坚实的专业基本理论和系统的专业知识,具有从事专业领域决策、管理和研究工作能力的人才.学生毕业后主要在企业、政府管理、经济研究等部门工作.

应用数学专业要培养学生具备扎实的数学基础和一定的理论研究能力;在强调基础知识的前提下,强调理论与实践相结合,培养学生分析问题、运用数学方法解决实际问题的能力;熟练的计算机应用能力.充分体现“宽口径,厚基础,多选择”的培养理念,适应社会需求多样化和学生兴趣与发展方向个性化的要求.学生毕业后应能在科研、经济等部门从事研究或在生产经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作.

2.运筹学教学目的的比较.

虽然很多专业都需要学习运筹学,但各专业的培养目标不同决定运筹学教学的目的必然不同.

运筹学作为现代管理科学的基础理论之一,是现代管理科学不可缺少的方法、手段和工具.管理专业的学生通过运筹学知识的学习和训练,目的是开发和启迪学生的独立思考能力和创造能力,培养其运用系统的思想、定量分析的方法解决生产、管理等实际应用方面的问题,学生运用数学的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,使其发挥最大的经济效益.通过运筹学的学习可以提高管理者的素质,提高管理的质量.

这些学生毕业后多数是从事生产实践等方面的管理工作,而非优化理论的研究工作,因而从其任职的需要来说,运筹学学习的重点应放在应用性方面.

运筹学是数学的一个重要分支,经过半个多世纪的发展,已经形成了比较完备的学科知识体系.对应用数学专业,通过运筹学课程的教学,目的是让学生掌握这门学科有关的基本理论,打好扎实的理论基础;另一方面,运筹学毕竟是一门应用性学科,学生还应学会用数学模型的方法解决实际应用中的优化问题,这也是运筹学的精髓所在.

3运筹学教学内容与重点的分析

1.管理专业运筹学课程应侧重应用.

根据以上分析,加之一般管理类学生数学基础较弱,对于基础理论部分感到晦涩难懂,兴趣不大.因此,这类专业的运筹学教学应以应用为主,重点介绍各种类型的运筹模型和求解模型的计算软件,要求学生掌握数学模型的建立、优化思想、求解(计算机求解)及对解的经济分析和评价.数学模型方法是定量化、科学化决策的重要工具.

运筹学的各个分支都是在研究不同领域的实际应用中逐步发展起来的,因此运筹学的方法几乎涵盖各个领域的管理决策问题,例如制定生产计划、规划交通网络、设计产品参数、控制工艺过程、预报经济增长、确定投资方案等都可以用适当的数学模型表示并加以解决.因此应让学生充分了解模型的类型、不同模型的特点与应用,以便今后将运筹学方法运用到实际中去解决问题,可以使得管理更加科学、有效.这部分内容是学生今后进一步学习专业课以及从事经济管理工作要用到的基础知识,所以要求学生要深刻理解、准确把握,并侧重理论联系实际的应用.

管理专业运筹学课时一般都不多,因此可以选择线性规划、对偶理论、运输问题、整数规划及动态规划等基本内容进行讲授.还有一些难度较大的内容(如排队论、存储论等),根据课时情况可作简单介绍,通过典型案例,让学生了解其实际应用.当在实际中确实碰到这类问题时可通过具有不同知识结构的人员通过团队合作的方式加以解决.

2.数学专业运筹学课程应理论、应用并重.

虽然运筹学是一门应用性较强的学科,但它有相应的理论基础,而且这是一门比较年轻的学科,其理论还在不断地发展完善之中.理论来自实践,还要回到实践中去,实际应用要在相应的理论指导下进行,因此运筹学的理论也很重要.

数学专业的学生与管理专业的学生相比,他们的数学基础较好,逻辑思维的能力较强,因此理科的学生应该掌握这门课程的有关理论知识,可以为今后从事理论研究打下基础.

另一方面,理科的学生通常存在重理论、轻应用的现象,而将理论应用于实践,转化成实际的生产力或经济效益才是理论研究的目的,否则只能是纸上谈兵.事实上,通过实践中的应用,还可以发现新的问题,在解决新问题的过程中又可以丰富理论、发展理论.因此学生除了学习有关的理论外,还应该注重联系实际的应用,避免眼高手低.在当前严峻的就业形势下,应用型人才是非常受欢迎的.应用数学专业在课时较充足的情况下,学生的数学基础较好,除了前面提到的管理专业所讲授的基本内容外,还可以讲授难度稍大的排队论、存储论等内容.

3.计算机应用能力的培养.

计算机技术的发展日新月异,计算机的使用也已渗透到社会生产、生活的各个方面,实践中的很多问题都要借助于计算机来解决,计算机在求解数学模型方面也有着强大的功能,是不可或缺的角色.因此在求解运筹学模型方面,除了掌握不同模型的求解思想和方法,还要结合实验教学,介绍求解运筹学模型的数学软件,如lindo,lingo,mathematica等.给学生提供上机实践,使学生学会使用有关的数学软件求解数学模型.

运筹学在工程管理中的应用篇13

产生战争时期的运筹学如今在经济、生产、管理等领域的应用日益广泛.经过近几十年的发展,运筹学的分支几乎扩展到生产实践、管理科学的各个领域,是现代管理科学的基础理论和重要方法及工具.它是抽象的数学理论和实践相结合的“桥梁”,它既为从事应用领域研究的人们提供了完整的数学方法,又为从事数学理论研究的人们展现了广阔的应用前景.

运筹学是数学的一个重要分支,其核心是研究优化的理论和方法,是数学与应用数学专业必修课;同时运筹学又以定量分析的方法研究管理、生产实践等领域的问题,将系统思想、工程思想和管理思想相结合,应用数学的方法,通过建立数学模型、求解数学模型解决实际应用问题,为决策者提供定量化的分析结果,辅助决策.运筹学是现代管理科学的理论基础之一,因此也是经济、管理等专业的主干课程.在运筹学教学中,应该根据管理类专业和应用数学专业的不同专业特点、学生知识基础等情况区别对待,切实达到应有的教学目的和效果.

2培养目标及教学目的比较

1.专业培养目标的比较.

一般地,管理专业要培养掌握坚实的专业基本理论和系统的专业知识,具有从事专业领域决策、管理和研究工作能力的人才.学生毕业后主要在企业、政府管理、经济研究等部门工作.

应用数学专业要培养学生具备扎实的数学基础和一定的理论研究能力;在强调基础知识的前提下,强调理论与实践相结合,培养学生分析问题、运用数学方法解决实际问题的能力;熟练的计算机应用能力.充分体现“宽口径,厚基础,多选择”的培养理念,适应社会需求多样化和学生兴趣与发展方向个性化的要求.学生毕业后应能在科研、经济等部门从事研究或在生产经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作.

2.运筹学教学目的的比较.

虽然很多专业都需要学习运筹学,但各专业的培养目标不同决定运筹学教学的目的必然不同.

运筹学作为现代管理科学的基础理论之一,是现代管理科学不可缺少的方法、手段和工具.管理专业的学生通过运筹学知识的学习和训练,目的是开发和启迪学生的独立思考能力和创造能力,培养其运用系统的思想、定量分析的方法解决生产、管理等实际应用方面的问题,学生运用数学的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,使其发挥最大的经济效益.通过运筹学的学习可以提高管理者的素质,提高管理的质量.

这些学生毕业后多数是从事生产实践等方面的管理工作,而非优化理论的研究工作,因而从其任职的需要来说,运筹学学习的重点应放在应用性方面.

运筹学是数学的一个重要分支,经过半个多世纪的发展,已经形成了比较完备的学科知识体系.对应用数学专业,通过运筹学课程的教学,目的是让学生掌握这门学科有关的基本理论,打好扎实的理论基础;另一方面,运筹学毕竟是一门应用性学科,学生还应学会用数学模型的方法解决实际应用中的优化问题,这也是运筹学的精髓所在.

3运筹学教学内容与重点的分析

1.管理专业运筹学课程应侧重应用.

根据以上分析,加之一般管理类学生数学基础较弱,对于基础理论部分感到晦涩难懂,兴趣不大.因此,这类专业的运筹学教学应以应用为主,重点介绍各种类型的运筹模型和求解模型的计算软件,要求学生掌握数学模型的建立、优化思想、求解(计算机求解)及对解的经济分析和评价.数学模型方法是定量化、科学化决策的重要工具.

运筹学的各个分支都是在研究不同领域的实际应用中逐步发展起来的,因此运筹学的方法几乎涵盖各个领域的管理决策问题,例如制定生产计划、规划交通网络、设计产品参数、控制工艺过程、预报经济增长、确定投资方案等都可以用适当的数学模型表示并加以解决.因此应让学生充分了解模型的类型、不同模型的特点与应用,以便今后将运筹学方法运用到实际中去解决问题,可以使得管理更加科学、有效.这部分内容是学生今后进一步学习专业课以及从事经济管理工作要用到的基础知识,所以要求学生要深刻理解、准确把握,并侧重理论联系实际的应用.

管理专业运筹学课时一般都不多,因此可以选择线性规划、对偶理论、运输问题、整数规划及动态规划等基本内容进行讲授.还有一些难度较大的内容(如排队论、存储论等),根据课时情况可作简单介绍,通过典型案例,让学生了解其实际应用.当在实际中确实碰到这类问题时可通过具有不同知识结构的人员通过团队合作的方式加以解决.

2.数学专业运筹学课程应理论、应用并重.

虽然运筹学是一门应用性较强的学科,但它有相应的理论基础,而且这是一门比较年轻的学科,其理论还在不断地发展完善之中.理论来自实践,还要回到实践中去,实际应用要在相应的理论指导下进行,因此运筹学的理论也很重要.

数学专业的学生与管理专业的学生相比,他们的数学基础较好,逻辑思维的能力较强,因此理科的学生应该掌握这门课程的有关理论知识,可以为今后从事理论研究打下基础.

另一方面,理科的学生通常存在重理论、轻应用的现象,而将理论应用于实践,转化成实际的生产力或经济效益才是理论研究的目的,否则只能是纸上谈兵.事实上,通过实践中的应用,还可以发现新的问题,在解决新问题的过程中又可以丰富理论、发展理论.因此学生除了学习有关的理论外,还应该注重联系实际的应用,避免眼高手低.在当前严峻的就业形势下,应用型人才是非常受欢迎的.应用数学专业在课时较充足的情况下,学生的数学基础较好,除了前面提到的管理专业所讲授的基本内容外,还可以讲授难度稍大的排队论、存储论等内容.

3.计算机应用能力的培养.

计算机技术的发展日新月异,计算机的使用也已渗透到社会生产、生活的各个方面,实践中的很多问题都要借助于计算机来解决,计算机在求解数学模型方面也有着强大的功能,是不可或缺的角色.因此在求解运筹学模型方面,除了掌握不同模型的求解思想和方法,还要结合实验教学,介绍求解运筹学模型的数学软件,如lindo,lingo,mathematica等.给学生提供上机实践,使学生学会使用有关的数学软件求解数学模型.

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