運籌學在中國-welcometoxiang-sunzhang'sresearch

1、運籌學在中國,中國運籌學會理事長章祥蓀,2024/3/10,運籌學在中國,本報告的目的,中國學界對運籌學的理解 中國運籌學會的基本情況 中國運籌學者最近在做些什么 促進中日兩國運籌學者的進一步交流和合作,運籌學在中國,中國古代運籌思想,Operations Research (Operational Research) 在中文里翻譯為“運籌”。來源——公元前三世紀楚漢相爭中，漢高祖劉邦的謀士張良常出謀獻策，為劉

2、邦打敗項羽，推翻秦朝，統(tǒng)一中國立下大功。劉邦稱譽他“運籌帷幄之中，決勝千里之外”。,運籌學在中國,運籌學的性質(zhì),運籌學是從本世紀三四十年代發(fā)展起來的一門新興學科，它的研究對象是人類對各種資源的運用及籌劃活動，它的研究目的在于了解和發(fā)現(xiàn)這種運用及籌劃活動的基本規(guī)律，以便發(fā)揮有限資源的最大效益，來達到總體、全局最優(yōu)的目標。這里所說的“資源”是廣義的，既包括物質(zhì)材料，也包括人力配備；既包括技術(shù)裝備，也包括社會結(jié)構(gòu)。,運籌學在中國,現(xiàn)代運籌學發(fā)

3、展簡史,真正作為一門新興學科的系統(tǒng)研究并予以正式命名的運籌學這段輝煌的創(chuàng)業(yè)史，是在二次大戰(zhàn)前后揭開的。二次大戰(zhàn)勝利后，美英各國運籌學的研究不但在軍事部門繼續(xù)予以保留，而且研究隊伍還進一步得到擴大和發(fā)展，同時在政府和工業(yè)部門也開始推行運籌學方法，籌建運籌學小組。,運籌學在中國,中國古代的對策論,公元前四世紀戰(zhàn)國時期齊國的將軍田忌與齊王賽馬的故事。雙方各遣三馬一對一比賽。孫臏發(fā)現(xiàn)田忌的馬雖然不如齊王的，但相差不多。于是獻策：以下馬對齊王

4、的上馬，以上馬對齊王中馬，以中馬對齊王下馬，結(jié)果田忌以二比一獲勝。今天來講，這就是簡單的對策論。,運籌學在中國,古代工程中的運籌思想,宋真宗時（公元1008-1017）宮廷失火，需要重建。采取了如下方案：先在通向?qū)m殿的大道上就近取土，取土后大道形成深溝, 于是引入汴水, 成為人工小河。由此基建材料可由水路運入工地；宮殿修成后，又將基建廢料棄置溝中，重新建成大道。這一方案取土近、棄土近、運輸便，是工程的優(yōu)化。,運籌學在中國,古代工程中的運

5、籌思想,宋朝沈括所著《夢溪筆談》中記載:“慶歷（公元1048）中,河決北都商胡,久之未塞。三司度支副使郭申錫親往董作。凡塞河決，垂合，中間一埽，謂之‘合龍門’，功全在此。是時屢塞不合。時合龍門埽長六十步。有工高超者獻議，以謂：‘謂埽身太長，人力不能壓，埽不至水底，故河流不斷，而繩纜多絕。今當以六十步為三節(jié)，每節(jié)埽長二十步，中間以索連屬之。先下第一節(jié)，待其至底，方壓第二、第三?！f工爭之，以為不可，云：‘二十步埽不能斷漏，徒用三節(jié)，所費當

6、倍，而決不塞?！^之曰：‘第一埽水信未斷，然勢必殺半。壓第二埽，止用半力，水縱未斷，不過小漏耳。第三節(jié)乃平地施工，足以盡人力。處置三節(jié)既定，即上兩節(jié)自為濁泥所淤，不煩人功?！赍a主前議，不聽超說。……既定而埽果流，而河決愈甚，申錫坐謫。卒用超計，商胡方定?！?運籌學在中國,現(xiàn)代運籌學在中國的興起,現(xiàn)代運籌學被引入中國是在五十年代后期。中國第一個運籌學小組在錢學森、許國志先生的推動下在1956年于中國科學院力學研究所成立。錢學森先

7、生在MIT取得碩士學位，在加州理工大學（California Institute of Technology）取得博士學位后成為該校的第一位Goddard講座教授。許國志先生在堪薩斯大學取得博士學位后，在馬里蘭大學流體力學和應(yīng)用數(shù)學研究所當研究員。他們兩人是第一個運籌學小組的領(lǐng)導者。,運籌學在中國,1959年，第二個運籌學部門在中國科學院數(shù)學研究所成立，這是大躍進中數(shù)學家們投身于國家建設(shè)的一個產(chǎn)物。力學所小組與數(shù)學所的小組于1960年合

8、并成為數(shù)學研究所的一個研究室，當時的主要研究方向為排隊論、非線性規(guī)劃和圖論，還有人專門研究運輸理論、動態(tài)規(guī)劃和經(jīng)濟分析（例如投入產(chǎn)出方法）。,運籌學在中國,1963年是中國運籌學教育史上值得一提的一年，數(shù)學研究所的運籌學研究室為中國科技大學應(yīng)用數(shù)學系的第一屆畢業(yè)生（58屆）開設(shè)了較為系統(tǒng)的運籌學專業(yè)課，這是第一次在中國的大學里開設(shè)運籌學專業(yè)和授課。,運籌學在中國,五十年代后期，運籌學在中國的應(yīng)用集中在運輸問題上，其中一個廣為流傳容易明白

9、的例子就是“打麥場的選址問題”，目的在于解決當時手工收割為主的情況下如何節(jié)省人力和實踐。國際上大家都知道的“中國郵路問題”（Chinese Postman Problem）模型也是在那個時期由管梅谷教授提出的。所以，現(xiàn)在非常熱門的“物流學”，在當時就有一些雛形的研究，但可惜中國的大工業(yè)落后，又不是市場環(huán)境，使我們在相當長的時期中遠離了當代“物流學”的發(fā)展主流。,運籌學在中國,中國運籌學會(ORSC),中國運籌學會于文化大革命后的1980

10、年成立，當時作為中國數(shù)學會的一個分會。第一屆全國大會在山東省濟南召開，華羅庚教授當然地被選為第一屆理事長，副理事長有許國志先生。,運籌學在中國,歷史回顧,中國運籌學會在1982年成為國際運籌學聯(lián)合會（IFORS）的成員。第二屆全國代表大會和學術(shù)會議于1984年在上海召開，越民義先生被選為該屆理事長。第三次全國會議于1988年在安徽省九華山召開，徐光煇先生任理事長。第五次全國代表大會和第六次全國代表大會分別于1996年和2000年在西安市

11、和湖南長沙舉行，章祥蓀教授出任理事長。,運籌學在中國,組織結(jié)構(gòu),中國運籌學會現(xiàn)有注冊會員1200多名。中國運籌學會下屬有多個專業(yè)分會：如決策科學分會；數(shù)學規(guī)劃分會；排序分會；圖論組合分會；排隊論分會；青年分會；可靠性分會；金融工程及金融風險管理分會；智能計算分會；企業(yè)管理運籌分會；經(jīng)濟數(shù)學分會等， 各分會定期或不定期進行學術(shù)交流。北京、陜西、山東、大慶等一些省市還有地區(qū)性運籌學會，部隊系統(tǒng)有軍事運籌學學會, 僅大慶油田運籌學會就有會員二

12、百多名，他們在許多領(lǐng)域應(yīng)用運籌學理論與方法， 取得了很好的經(jīng)濟效益與社會效益。,運籌學在中國,亞太運籌中心(APORC),中國運籌學會還負責組織及管理亞太運籌學研究中心(APORC---Asia-Pacific OR Center)的日常學術(shù)活動，APORC已組織四次國際學術(shù)會議并出版了四本論文集，日本運籌學家是每次最大的代表團。,運籌學在中國,運籌學在中國的一些近期應(yīng)用,（1）中國運籌學近期應(yīng)用的亮點是由華羅庚教授點燃的。在文化大革命

13、期間，身為中國數(shù)學會理事長和中科院院士的他，親自率領(lǐng)一個小組，大家稱為“華羅庚小分隊”，到農(nóng)村、工廠講解基本的優(yōu)化技術(shù)和統(tǒng)籌方法（PERT），使用于日常的生產(chǎn)和生活中。自1965年起的十年中，他到了約二十個省和無數(shù)個城市，受到各界人士的歡迎，他的工作得到了毛澤東主席的肯定和表揚。華羅庚先生這一時期的推廣工作播下了運籌學哲學思想的種子，大大推動了運籌學在中國的普及和發(fā)展。直到今天，許多中國公民還記得“優(yōu)選法”這個詞匯，但不一定知道“運籌學

14、”。,運籌學在中國,糧食產(chǎn)量預測,（2）中科院陳錫康教授提出了系統(tǒng)綜合因素方法預測糧食產(chǎn)量。關(guān)鍵技術(shù)包括投入占用產(chǎn)出分析、考慮邊際收益率遞減的非線性預測方程，以及最小絕對和方法。自1980年始，在每年的四月底成功地預測中國全年的糧食產(chǎn)量，五月初報送給中國政府主要領(lǐng)導以及相關(guān)的政府職能部門。 三個突出的特點：預測提前期在半年以上（一般預測方法提前期一般是2個月）；平均預測誤差為1.6%（一般預測方法的平均預測誤差為5-10%）；預報

15、糧食產(chǎn)量豐、平、欠方向正確。1999年陳錫康研究員等在北京召開的第十五屆IFORS大會上獲得一等獎。 陳錫康提供（xkchen@mail.iss.ac.cn）,運籌學在中國,金融管理與經(jīng)濟發(fā)展方面的運籌學應(yīng)用,（3）將優(yōu)化及決策分析方法，應(yīng)用于金融風險控制與管理、資產(chǎn)評估與定價分析模型等；例如陜西省運籌學會近年的一些運籌學應(yīng)用:證券投資： 滬深股市股指波動的交互影響效應(yīng)分析 深圳股市內(nèi)幕交易（例資產(chǎn)重組

16、）的實證分析經(jīng)濟發(fā)展（預測、評價、優(yōu)化）： 陜北果業(yè)發(fā)展決策的優(yōu)化分析 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型在陜北果業(yè)開發(fā)中的應(yīng)用 陜北水果生產(chǎn)基地戰(zhàn)略方針多層次分析決策模型 陜西省經(jīng)濟、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的相對有效性評價 陜西工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的評價及對策 徐渝提

17、供 （xuyu@pub.xaonline.com）,運籌學在中國,工程管理,基于多層次灰色決策模型的施工方案評價應(yīng)用灰色理論、方法結(jié)合工程實例建立了多層次灰色決策模型對工程施工方案進行綜合評價，得到了滿意的結(jié)果。建設(shè)項目投資風險的仿真分析結(jié)合贏利性民用建筑項目的特點，建立了經(jīng)濟模型及其投資回收期仿真模型，并對仿真模型進行了精度估計 徐渝提供（xuyu@pub.xaonline.com）,運

18、籌學在中國,社會保障與服務(wù)業(yè),1、運用排隊理論方法對超市收費系統(tǒng)進行分析，建立了在一定的顧客滿意度條件下超市的運營費用模型，按運營成本最小的目標進行了優(yōu)化；2、住院排隊系統(tǒng)病床配置調(diào)整方法的分析研究3、還應(yīng)用排隊理論建立了門診排隊模型與住院排隊模型，進行了某醫(yī)院的住院排隊系統(tǒng)計算機仿真，針對擴建、新建醫(yī)院建立了線性規(guī)劃決策模型。 徐渝提供（xuyu@pub.xaonline.com）,運籌學在中

19、國,現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理,供應(yīng)鏈上庫存協(xié)調(diào)的利益分享機制研究應(yīng)用庫存理論及其整合模型建立并分析了競爭型與協(xié)商型庫存協(xié)調(diào)的利益 分享模型，對其效率和特征進行了比較企業(yè)供應(yīng)鏈模型和采購滿意度評價研究與陜西省物資儲運總公司合作的《陜西省區(qū)域現(xiàn)代物流配送示范工程》項目可行性分析與初步設(shè)計 徐渝提供（xuyu@pub.xaonline.com）,運籌學在中國,最近的一些理論研究方向,(1) 數(shù)學規(guī)劃研究 ? 開展對非

20、線性規(guī)劃信賴域方法的深入和細致的研究(袁亞湘); ? 開展對非線性共軛梯度法進行深入研究工作者(戴域虹、袁亞湘、韓繼業(yè)、鄧乃揚、王長鈺等); ? 鄧乃揚教授提出一類使用PCG技術(shù)的不精確牛頓法，大型問題顯示出其巨大潛在作用; ? 研究求解變分不等式問題的一類投影和收縮算法(何炳生、孫德峰、修乃華、王長鈺、王宜舉等); ? 開展對求解變分不等式問題的非光滑算法研究，以及開展對求解變分不等式問題的非內(nèi)點光滑化算法研究

21、。 修乃華提供（nhxiu@center.njtu.edu.cn）,運籌學在中國,最近的一些理論研究方向,(2) 不確定性決策研究? 供應(yīng)鏈管理。主要研究基于信息更新下，供應(yīng)鏈模型的優(yōu)化和決策。? 隨機存儲模型。主要用博弈理論和隨機比較理論來研究供應(yīng)商和銷售商之間的協(xié)調(diào)問題。? 在不確定性環(huán)境下實時供應(yīng)鏈控制和應(yīng)急管理? 具有多類顧客到達的隨機排隊網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與設(shè)計。主要研究優(yōu)化與設(shè)計中最

22、基本的兩個問題，即具有多類顧客到達隨機排隊網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與擴散逼近。 張漢勤提供（hanqin@amath8.amt.ac.cn）,運籌學在中國,最近的一些理論研究方向,(3) 離散與組合優(yōu)化研究 基于判定樹計算模型的計算復雜性理論：Rivest-Vuillemin猜想(堵丁柱 dzd@cs.umn.edu, 高隨祥 sxgao@gscas

23、.ac.cn)近似算法：NP-難解問題的近似算法設(shè)計和分析Steiner樹問題：Steiner樹問題的幾何,網(wǎng)絡(luò)和各種推廣模型計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)：交換網(wǎng)絡(luò)，光纖網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)(堵丁柱 dzd@cs.umn.edu, 胡曉東 xdhu@public.bta.net.cn)排序問題：排序問題的在線，半在線和離線模型(何勇 heyong@math.zju.edu.cn)裝箱問題：裝箱問題的在線，離線和高維模型(張國

24、川 zgc@math.zju.edu.cn)  胡曉東提供（xdhu@amath3.amt.ac.cn）,運籌學在中國,最近的一些理論研究方向,(4)信息科學、生命科學中的運籌學研究 將全局最優(yōu)化、圖論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等運籌學理論及方法應(yīng)用于分子生物信息學中的DNA與蛋白質(zhì)序列比較、芯片測試、生物進化分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測等問題的研究；最近中科院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院成立了“生