运筹学排队论范例

运筹学排队论范文1

1、前言

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、、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。。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,属于一般输入,即客户相继到达间隔相互且服从相同分布。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;

利用这一节约公式,我们可以推导出派送中心到各个专业实验室的最大节约量,从而得出最佳的派送方案。现今,节约法已经编制成软件,在计算机上很容易实现,即使情况变化也不难调整。节约法虽然不具有运筹学中模型与方法的习惯形式,但以其理念朴素、方法易行、效果理想等优点闪烁出运筹学的光彩。它在检测实验室的样品运送问题上能发挥重要作用。

运筹学排队论范文2

论文摘要：结合运筹学的课程特点，本文探讨了信息管理类专业运筹学教学现状和存在的问题，并从明确教学目的、确定教学内容、改进教学方法和教学手段、加强实践教学、调整考核方式等方面提出了若干合理化建议和对策，有助于优化课程结构和教学内容，提高运筹学教学效率。

    信息管理专业是地方型院校的新专业，主要学习经济、管理、数量分析、信息管理、计算机及信息系统方面的基本理论和基本知识，得到系统分析和设计方面以及信息管理方法的基本训练。运筹学课程不仅是信息管理专业的必修课，同时也是许多理工科专业的必修、限选或者任选课程。如何根据不同专业特征来优化课程结构和教学内容，提高运筹学的教学效率，是目前众多高校重点研究的课题之一。国内外不少高校己经推出了一些积极举措，包括组织编写或者翻译能够反映新需求的高水平教材、丰富教学环节、改革教学内容等。如清华大学组织出版了美国著名的《introduction to operations 。

1教学现状、存在的问题

1.1教学目的不够明确

    目前，多数运筹学课程的教材存在着重理论、轻应用的倾向，罗列了一大堆定理、公式和算法，很少有运用运筹学解决实际问题的案例。。

1.2教学内容选择不够恰当

    目前许多高校在运筹学教材和教学内容的选择上存在着一定的随意性，甚至存在着教材因人而定，教学内容因人而选，实验课因人而开的现象。运筹学具有多个理论分支，每一个分支用于处理不同的问题，各分支之间处理问题的方法差别较大。。

1.3教学方法不够灵活

    运筹学是一门综合性和应用性很强的课程，而目前许多高校的授课老师大部分是从数学或其它专业中调整过来的，授课时大多采取的是讲授法，教学手段不够灵活，考核方法比较传统。。

2教学改革思路

2.1明确学习目的，端正学习动机

    好的开头是成功的一半，第一堂课的绪论教学重点介绍运筹学产生的背景、运筹学思想在我国古代搏奕中的应用、运筹学在信息管理中的应用，让学生认识到本门课程对未来从事管理工作的重要作用，充分调动学生的好奇心和求知欲。平时教学中可以结合管理科学的前沿，介绍一些最新的发展动态，如供应链管理、erp等，使学生认识到管理科学的最新发展大多都运用了运筹学做工具等，结合己学过的计算机等相关知识应用，来更好地激发学生学习的兴趣。

2.2精选教学内容，提高学习效果

    运筹学的分支很多，各个分支自成体系，涉及的领域非常广泛。每个分支解决的问题、建立的模型、解题的方法截然不同，面对这么多的内容，凭有限的课时是无法讲完的，应有所侧重的选取授课内容。从实际应用情况来看，线性规划、整数规划、目标规划、动态规划等运筹学分支应用较广，应作为一般专业必须学习的内容。另外，根据信息管理专业的要求以及教学时数的情况，可适当增加其它分支的内容，如决策论、对策论、图论与网络、排队论、存储论等等。

    针对信息管理类专业，运筹学教学内容安排上应注意前后课程的衔接关系，注意课程内容是否存在交叉环节来进行教学内容的取舍。如运筹学中图论在数据结构、离散数学等课程中有关章节已有介绍，针对图与网络模型中最短路问题、最小树问题、中国邮路问题和最大流问题存在交叉，这就需要任课教师之间要相互交流，有所侧重的介绍相关教学内容。

    由于运筹学学科研究的核心是利用数学模型的手段去解决经济管理中的问题，所以管理问题应该作为教学内容的重点和主导方向，运用运筹学模型去进行人力资源管理、生产管理、设备管理、决策管理等方面的分析。如在线性规划的对偶理论教学中应突出对偶问题的应用、影子价格和市场价格的对比分析，突出对偶理论的核心是对资源的恰当估价;网络计划中的关键路线法和存贮论，分别对后继课程如项目管理和 erp中库存订货点管理有很大的价值，应重点进行探讨。

    此外，在教学中需要密切注意运筹学研究的最新动向和最新成果，及时以新的研究成果补充或替代不完整的或陈旧落后的内容。

2.3改革教学方法，重视能力培养

      (1)抓住突出问题，采用互动的启发式教学。在运筹学授课过程中要抓住突出问题。运筹学教学中，线性规划部分是重点内容，也是基础内容。其他如运输问题，整数规划，图与网络分析等部分，都是在线性规划的基础上延伸出来的，因此，线性规划这部分内容学习效果的好坏，严重关系到这门课程的整个教学效果。另外，坚持启发式教学有明显效果。如讲授运筹学整数规划的分支限界法时，将算法分析与设计课程中的详细分解步骤与具体问题的图形解法结合起来，层层深入，充分引导学生积极思考，让学生在课堂上保持兴趣盎然的学习状态，可激活学生的思维，利于触类旁通。

      (2)适当运用多媒体课件。与传统板书讲授进行有机的结合，根据运筹学课程讲授内容的特点适当运用多媒体课件进行辅助教学，是运筹学教学的一大特点。如对于线形规划问题的图解法、动态规划问题、网络最大流问题等内容的讲授，通过多媒体课件，能减少大量重复过程的书写，并通过动画效果、交互按钮等工具将问题化繁为简，使之生动形象;但是课件的放映切换无法确保问题求解的连贯性，运筹学教学过程中存在很多求解过程长、步骤多、前后衔接性强的问题，如单纯形法、运输问题的表上作业法等，由于每张幻灯片的内容篇幅有限，频繁地切换易于让学生眼花缭乱、应接不暇，难以有停顿思考、消化吸收的时间，讲授这些知识点采用传统板书讲授为有效，更利于学生理解和消化。

      (3)积极引入案例教学。通过案例教学，可以使学生对该学科有更为感性的认识，加深对运筹学概念的理解与应用，锻炼学生应用能力和应变能力。如讲解排队论时，以改进高速公路收费系统为背景案例，引导学生学习排队论的理论知识，然后解决实际问题。又如在讲背包问题时，以物流配送系统为背景，分别探讨在重量受到、体积受的情况下，引导学生得到一维背包问题的启发式算法:先计算各种物品的价值重量比，然后按比值从大到小，依次选取。进一步可以将送货时间受等因素介入探讨，具体算法又将有较大变化，因势利导，启发学生的思维。

2.4加强实践环节

    运筹学主要是用于解决复杂大系统的各种最优化问题，涉及的变量非常多，约束条件非常复杂，实际的运筹学模型往往非常庞大，必须借助于计算机才能够完成问题的求解。定期安排上机实验，主要强调如何使用电子表格软件microsoft excel建立运筹学模型并求解，以及使用undo, lingo, matlab等软件来解决计算问题。。

    另外，充分利用现有的网络应用条件，提供网上练习、模拟试题库，进行网上互动答疑等多种形式也是对运筹学教学的一个有效补充。

2.5与数学建模竞赛紧密结合

    运筹学所要解决的问题要通过描述问题一建立模型一求解一检验一对解的控制一方案的实施这样的步骤来解决。要想把理论和实践很好的结合起来，就应该在建立模型上多下功夫。数学建模竞赛的主要工具就是运筹学和计算机，为了能让更多的大学生锻炼自己解决实际问题的能力，同时扩大参赛选手的选择面，我们在运筹学的教学内容中有选择地增加数学建模竞赛的一些典型赛题。也可成立兴趣小组，鼓励学生积极参与各种课外学术、社会实践活动。如:挑战杯大赛、数学建模大赛、社会调查等。学生相互支持、相互配合，使其自身和整体以最优的方式来运转，增强自信心。

运筹学排队论范文3

关键词：运筹学；课程建设；教学研究；教学方法；教学改革

中图分类号：G20文献标识码：A文章编号：1674-120X（2016）17-0076-02收稿日期：2016-04-21

基金项目：本文系“中国传媒大学教学改革项目”（2014 No32）的研究成果。

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运筹学主要研究系统最优化问题，从实际问题出发，应用数学理论和方法建立数学模型，然后给出求解这些数学模型的各种最优化方法[1]。运筹学主要研究的是线性最优化问题，其内容有线性规划、目标规划、整数规划、动态规划、图与网络分析、排队论、存储论、对策论、决策论和启发式方法[2]。。通过对“运筹学”课程的调研和课程教学的亲身体会，发现目前“运筹学”教学过程中存在许多问题亟待解决，还有很多方面达不到“运筹学”课程的培养目标。为此我们探索和研究了“运筹学”课程教学的规律和特点，找出了解决问题的一些积极有效的方法。下面从“运筹学”课程培养目标、教学现状和存在的问题、教学改革措施、教学改革方法几个方面讨论了“运筹学”课程教学改革研究的重要性。

一、“运筹学”课程建设目标

“运筹学”课程的实际应用非常广泛，涉及很多专业知识，要求学生系统掌握运筹学的基本数学模型、基本概念、基本理论、基本算法和数据处理的基本能力。本课程建设的具体目标如下：

（1）要求学生掌握“运筹学”课程中的线性规划与单纯形法、对偶理论和灵敏度分析、运输问题的数学建模和表上作业法、目标规划的数学模型和解目标规划的单纯形方法。

（2）要求学生系统地掌握整数规划求解的分支定界法和割平面法，掌握0-1型整数规划数学模型及其求解方法，能够熟练求解指派问题。

（3）要求学生掌握动态规划方法、图与网络优化方法，系统掌握排队论、存储论、对策论、决策论的基本概念和求解方法。

（4）培养学生能够从实际问题中抽象出运筹学问题，并借助于计算机得以解决，提高学生分析和解决实际问题的能力。

（5）培养学生的创新性意识，让他们善于发现问题、分析问题和解决问题。

二、“运筹学”课程教学现状和存在的问题

1教学内容过于陈旧和教学重点不突出

在目前高等学校教学改革的大环境下，现阶段开设的“运筹学”课程教学内容偏重于经济管理专业所使用的“运筹学”，而且内容主要是线性最优化问题。线性优化问题对非线性科学不再实用。随着科学技术的发展，特别是信息科学的发展，非线性问题越来越多，与此相适应则需要非线性最优化方法去求解非线性最优化问题。只有这样才能适应高等学校的教学改革要求，才能使“运筹学”课程教学富有活力，进而实现“运筹学”的课程建设目标。

2教学手段过于单调，没有创新性

目前“运筹学”课程教学以多媒体教学授课方式进行，缺少板书教学。利用多媒体教学，仅仅显示PPT的内容，没有有针对性地对部分定理给出一些数学推导过程。学生们获得的信息非常枯燥、非常有限，讲课的速度过快，学生很难跟上主讲教师的思路与节奏，同时也没有更多的时间去思考，最终导致课堂教学效果比较低。比如单纯形法求解线性规划问题、表上作业法求解产销平衡运输问题、分支定界法求解整数线性规划问题，在讲解过程中过于重复，缺乏创新性的内容。

3教学内容的取舍与侧重点不明晰，主次选择不恰当

讲授“运筹学”课程的大多数教师是数学出身，不太熟悉计算机软件的使用，教学过程中偏重于理论分析与解题方法的讲解，不注重算法的实现和程序的编写，也很少安排上机实习。结果大部分学生认为“运筹学”课程比较抽象，对本课程的学习缺乏兴趣。目前“运筹学”课程中的主要教学内容有线性规划、整数规划、运输问题、目标规划和动态规划、图论与网络等，而大部分高校设置的教学课时是48学时。由于受教学课时的，在教学中不可能讲完所有的内容。对于不同专业、不同学科和不同类型课程的学生如何选取教学内容，以满足教学改革和教学内容创新的需求，需要我们进一步探索。

4教学方法需要更新，考核方法要科学合理

如何在本课程的教学过程中更多地激励学生去主动积极地学习课程内容，提高课堂的教学效果是值得探讨的一个重要问题。为此，我们教师要突破传统的教学理念，改变以往的教学方法，引进和学习国内外具有创新思想的教学理论和方法。对学生学习情况进行合理的考核是提高学生学习积极性的重要环节。“运筹学”课程主要培养学生创造性地分析问题、建立模型并解决问题的能力，但教学结果的考核常采用传统的闭卷笔试的模式，主要考查一些概念和定理与计算方法，致使学生死记硬背“运筹学”的理论、概念和方法，这导致多数学生考完试后就忘记所学内容，谈不上“运筹学”的实际应用能力的提高。为此，我们要对“运筹学”采取闭卷考试和上机实验环节测试的考核方法，其目的在于寻找更科学、更适合学生们的教学方法。

三、“运筹学”课程教学改革措施

1优化“运筹学”课程教学内容

不同专业的培养目标一般是不同的，不同专业的学生对“运筹学”课程知识点的需求也是不一样的。因此，我们对教学内容的选取要按照不同的专业进行取舍。选取以学生需求为导向的教学内容，这样不仅满足了不同专业学生的培养目标要求，而且还做到了因专业施教，提高了“运筹学”课程的教学效果。

2建立科学合理的“运筹学”课程体系

选择教学内容是教学过程的重要环节，在这个重要环节中，我们要注重引进新的教学内容、教学理念与教学方法，建立合理的课程体系。我们应该按照“运筹学”课程的培养目标，力求使课程内容的设置和难度的确定符合大学生的认知规律。“运筹学”应用范围广，涉及专业多，不同专业学生的知识基础千差万别，对“运筹学”的要求也有所不同。对信息与计算科学、数学与应用数学两个专业的本科生开设“运筹学”课程，要较系统地讲解“运筹学”的理论知识和应用方法，使他们掌握基本的数学规划方法，线性规划、整数规划、0-1规划的数学模型、基本概念、基本理论、基本算法和实际应用。而对于统计学专业的本科生来说，所开设的“运筹学”课程要与“经济数学实验”课程相结合，介绍经济管理和生产管理实际问题建模的案例及Matlab、Lingo等计算软件的使用和编程的技术和方法，增加实践教学过程，使学生能够解决经济领域中的现实问题，同时也为学生从事该方向的继续学习与深入研究打下基础等。

3优化“运筹学”课程教学手段

合理使用多媒体教学，多增加板书内容。例如，在讲解图解法求解线性规划问题、整数规划问题时，应该使用多媒体课件技术将目标函数的等值线在约束域中沿着梯度方向平移，恰好离开约束域时即得到线性规划问题的最优解和最优值。用单纯形法求解线性规划问题时，不断更新单纯形表的过程是一个非常烦琐的过程，所以应该使用黑板讲解单纯形法的数学思想是Gauss迭代过程，从理论上要让学生明白单纯形方法是怎么得到的。这有助于学生在上机编程实现单纯形方法求解线性规划问题。在“运筹学”课程的教学过程中，合理运用多媒体技术，将黑板板书与其结合使用，让学生及时理解、消化课堂知识，从而提高教学质量。在“运筹学”课程的教学过程中， 合理应用案例教学。案例教学模式可以通过教师引导、学生参与，培养学生的分析问题和解决问题的能力。适当加入实验教学环节，“运筹学”课程中的数学模型问题涉及的决策变量数目一般比较多，约束条件也比较复杂，从而会使问题求解的计算量增加。为此可考虑利用计算机进行实验教学，使得学生掌握基本的计算工程软件如Matlab的操作。这样不但可以减少手工计算的烦琐性，而且节约了计算时间，将更多的时间和精力应用到数学建模、结果分析等方面，进而培养和提高学生解决实际问题的能力。

四、“运筹学”课程教学改革方法

运筹学的教学内容与教学方法，要满足数学与应用数学、统计学、信息与计算科学以及非数学类专业学生的需求。要突破传统的教学方法和教学模式，不断改革、不断创新，要在“运筹学”课程实践教学过程中探索新的教学规律和教学方法，进一步修订、完善教学课件，根据本课程的教学特点采用板书与课件有机结合的方式，增加新的教学内容，全面提高教学效果。要循循善诱、因材施教，不拘泥于呆板的教学方式，从各类专业的学生基础出发，激发所有学生的学习兴趣。主讲教师要积极主动地与学生形成一个互动式教学氛围，提高课堂的教学效率。要开发“运筹学模型求解教学辅助软件”，用来帮助指导学生掌握运筹学模型的求解方法和思路。要适当吸纳国际化课程教学方法，可以以英语教材为辅助教学材料，插入一些双语教学。

在课后定期开展一些专题讲座，讲座的形式可以多种多样，可以由学生来讲，也可以由与“运筹学”课程有关的教师来讲。第一阶段可以介绍运筹学领域的发展历史和发展现状，第二阶段主要介绍“运筹学”在经济领域的企业管理、生产管理、库存管理、物流管理、科学管理工程等中的应用，第三阶段主要介绍“运筹学”领域的前沿问题和最新动态。。

参考文献：

[1]朱永贵“运筹学”课程建设探讨教师，2012，（11）：31―32.

运筹学排队论范文4

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，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，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。

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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

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（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：

[1]　 董振宁,刘洪伟. 管理类专业运筹学教学存在的问题及对策[J].中山大学学报论丛,2006(1):32-35.

[2]　 胡发胜 刘桂真. 国家精品课程运筹学的教学改革与实践[J]. 中国大学教学,2006(7):9-10.

[3]　韩伯棠.管理运筹学[M].北京:高等教育出版社，2005.

运筹学排队论范文5

【论文摘 要】本文分析了信息管理与信息系统的专业特点和运筹学的学科特点，探索了适应信息管理与信息系统专业运筹学教学方式，从运筹学的教学目的、教学内容、教学方式以及与专业相结合等方面对运筹学课程的教学改革进行思考和尝试，并对改革效果进行了一定的分析总结。

一、引言

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。。

。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。。

（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.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

[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）

运筹学排队论范文6

关键词：运筹学；规划论；EXCEL软件

中图分类号G2.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）10-0278-03

一、引言

运筹学是一门应用科学，可以为决策者选择最优决策提供定量依据。运筹学经过多年的发展已经成为体系，包括规划论（线性规划、整数规划、目标规划、动态规划和非线性规划）、图论与网络、排队论、存储论、对策论和决策论等[1]。传统的运筹学主要是以讲授理论为主，尤其是比较枯燥的数学理论。近年来，运筹学改革不断提高其应用性，减少枯燥的理论。此外，随着运筹学计算机支撑技术的迅速发展，运筹学应用得到极大的推动，运筹学实验教学提上日程，因此开设运筹学的实验课程势在必行。秦必瑜[2]和石磊[3]在运筹学的课程改革中都提出要增加软件应用。我院运筹学教学团队多年致力于运筹学的教改研究，在提出应用软件的基础上，进一步开设了除理论课程外的专门实践课程，将理论课上学习到的内容使用软件来进行求解。

国内运筹学的实验教学已经有很大进展，目前运筹学经常使用的软件主要有lingo[4][5]、WinQSB[6]、MATLAB[7]等。近年来，美国高校运筹学（管理科学）的思想、内容、方法和手段发生根本转变，开始使用“电子表格”这一全新的教学方法。在运筹学中使用EXCEL已经成为运筹学教学的一个新潮流。EXCEL软件使用方便，不需要重新安装和学习新软件的使用方法，一般的PC机上都安装有EXCEL软件，因此使用方便、应用广泛。但是目前将EXCEL在运筹学中的应用并不多，李雪虎[8]给出用EXCEL求解运输问题和网络最优化问题的例子；魏杰羽[9]阐述了用EXCEl求解运输问题的过程；而张辉[10]给出了使用EXCEL求解线性规划问题的例子。在运筹学的体系中，内容远远不止这些，即使规划论的内容也不止这些。本文中探讨将EXCEL应用于运筹学规划论的内容中。运筹学规划论包括线性规划、整数规划、目标规划、动态规划和非线性规划，由于非线性规划一般不属于本科教学的范围，因此这里主要用EXCEL求解线性规划、目标规划、整数规划、动态规划模型，其中每个部分的模型均来自清华大学编写的运筹学教材[1]，此为我院教学的教材。本文使用EXCEL求解教材中的案例，进行应用分析。

二、EXCEL在规划论教学中的应用

（一）使用EXCEL求解线性规划模型

Maxz=2x11+3x12

对于如下线性规划问题，模型1

s.t.x1+2x2≤84x1≤1x2≤16x1，x2≥0

第一步：模型输入

1.在EXCEL表格中输入数据，输入目标函数的系数和约束条件的系数

2.标识数据，可以用不同颜色标识不同类型的数据

3.计算中间数据，数据、公式分离，显示出完整模型

第二步：模型求解

1.安装“规划求解”工具。在“工具”中选择“加载宏”，选中“规划求解”，确定后，工具菜单中可显示“规划求解”选项，选择工具-规划求解。

2.设置参数，选择目标，输入约束条件；。

根据以上求解结果，可以知道两个决策变量的取值分别为4和2，目标值最优为14。

。得到线性规划的求解结果以及敏感性报告，可以在此基础上进行灵敏度分析，可与理论教学中的灵敏度分析进行对比，将理论教学与实践教学相结合。

根据上面的敏感性报告可以知道，此问题所需要的三种资源的影子价格分别是1.5，0.125和0，根据这个结果可知当最优情况下，第一和第二种资源已经全部用光。

运输问题是线性规划的一种特殊情况，因此用EXCEL求解运输问题的模型和过程是完全相同的，在此不做赘述。

（二）使用EXCEL求解整数规划模型

这里的整数规划其实指的都是整数线性规划，该模型与线性规划模型唯一的区别就是增加了整数约束，在求解过程中与线性规划模型的区别就在于约束条件上。比如模型1中，如果要求所有的变量均为整数，则在EXCEL中做如下设置：

（三）使用EXCEL求解目标规划模型

这里的目标规划主要是指线性目标规划，即其每个目标都是线性的，其所有约束也是线性的。线性目标规划的求解可以认为是一般线性规划的延伸，但是却与一般线性规划有很大区别。目标规划中的约束条件有优先顺序，而且不一定能够同时满足所有的目标，因此其求解过程需要考虑优先级，首先考虑第一优先级的偏差最小化作为目标函数，求出最优解。在第二步的时候将第二优先级的偏差最小化作为目标函数，并将第一目标的最优偏差作为约束条件放到第二步的模型中，以此类推直到最后一个目标。下面以模型2为例进行说明：

min P■d■■+P■d■■+P■（2d■■+d■■）

模型2

s.t.x1+x2+d■■+d■■=40x1+x2+d■■-d■■=50x1+d■■-d■■=24x2+d■■-d■■=30x1，x2，d■■，d■■≥0，i=1，L 4

在EXCEL求解过程中，首先求解第一优先级，以第一优先级作为目标，形成模型

min p1d■■

s.t.x1+x2+d■■+d■■=40x1+x2+d■■-d■■=50x1+d■■-d■■=24x2+d■■-d■■=30x1，x2，d■■，d■■≥0，i=1，L 4

这是一个典型的线性规划问题，可用EXCEL求解，基本模型如下图：

第一优先级可以获得最优，在此基础上求第二优先级，第二优先级的模型是在原模型基础上，将目标函数变化为第二优先级，并且将第一优先级的结果作为第二优先级计算的约束条件。

min p2d■■

s.t.x1+x2+d■■-d■■=40x1+x2+d■■-d■■=50x1+d■■-d■■=24x2+d■■-d■■=30d■■=0x1，x2，d■■，d■■≥0，i=1，L 4

使用EXDEL求解的过程如图所示：

以此类推，可以求得目标规划的满意解。

三、结论

该文介绍了如何使用EXCEL软件求解线性规划、目标规划、整数规划和动态规划，而运筹学中的内容不止这些，因此下一步工作是要将EXCEL用于求解运筹学中除了规划论外的其他模型。

参考文献：

[1]运筹学教材编写组.运筹学[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2]秦必瑜，付海燕.管理类专业运筹学课程教学改革研究[J].中国林业教育，2010，28（3）：57-59.

[3]石磊，蔡定教.关于运筹学课程教学改革的几点思考[J].广西教育学院学报，2010，（2）：108-110.

[4]梁桂航，王健，李栋，赵万胜，林红旗.Lingo软件在物流工程运筹学教学过程中的应用[J].物流技术，2010，（12）：226-228.

[5]万义国，游小青.优化建模软件LINGO在运筹学中的应用[J].山西建筑，2007，33（15）：367-368.

[6]许岩.浅谈《管理运筹学》课程教学中WINQSB软件的应用[J].现代计算机，2013，（3）0：28-31.

[7]张明，王文文.Matlab在经管类运筹学教学中的探索与实践[J].大学教育，2012，（7）：81-.

[8]李雪虎.EXCEl软件在物流运筹学教学中应用探索[J].物流科技，2012，（8）：108-111.

[9]魏杰羽.EXCEl在物流运筹课程中的应用[J].物流工程与管理，2012，（5）：201-203.

[10]张辉如何试用EXEL软件求解运筹学模型[J].现代企业文化，2009，（11）：144-145.