運籌學在系統工程理論中的地位及應用教育論文
運籌學在系統工程理論中的地位及應用教育論文
[摘 要] 運籌學在系統工程理論中的地位非常重要,作為定量分析的主要手段。它在實際應用時卻存在一定侷限性,本文列舉了主要運籌學理論的應用侷限性,並在文中介紹了“軟運籌學”概念,希望用定性和定量分析相結合的方法,解決實際問題。
[關鍵詞] 運籌學 系統工程 侷限性 軟運籌學
一、引言
目前,有些人把運籌學和系統工程混淆起來,甚至認為二者是一個內容。國外的運籌學與國內系統工程有相似的內容,因此被稱為“狹義系統工程”;而按錢學森教授所建立的系統科學體系,系統工程的基礎理論是運籌學、控制論和資訊理論等組成的一類技術科學,其基本工具是計算機以及為其提供計算方法的計算科學。
二、運籌學和系統工程理論的聯絡、區別
1.運籌學是從系統工程中提煉出來的基礎理論,屬於技術科學;系統工程是運籌學的實踐內容屬工程技術。
2.運籌學解決具體的“戰術問題”;而系統工程側重於研究戰略性的“全域性問題”。
3.運籌學只對已有系統進行最佳化;系統工程從系統規劃設計開始就運用最佳化的思想,是研究整個過程的理論。
4.運籌學是系統工程的數學理論,是實現系統工程實踐的計算手段,是為系統工程服務的;系統工程是方法論,著重於概念、原則、方法的研究,只把運籌學作為手段和工具使用。
三、常用運籌學方法應用時的侷限問題
1.數學規劃
不論哪種數學規劃問題,在實際應用中都有其侷限性。首先,數學規劃理論所要求的“系統”比較難以確定範圍;其次,理論中的約束條件要用數學表示式表示出來,實際問題中有些問題很難用定量的數學形式表達出來;再次,理論模型有限,很難將各種問題都加以解決。
2.動態規劃
動態規劃應用的侷限在於,階段的劃分導致動態轉移方程比較難以確定,階段間的聯絡難以形成量化的數學形式。常見的型別如資源分配問題、生產庫存問題和機器負荷等,一旦問題中的某些條件隨實際情況改變,則模型可能失靈,這些現實問題是很可能出現,但數學形式的求解方式卻很難快速“應變”。
3.庫存論
常見模型可分確定型不允許缺貨和允許缺貨、進貨方式分為一次進貨和持續進貨,不管是哪種分法,在實際應用中很難符合實際情況要求。比如除非對市場需求的預測非常準確,更多的實際情況是不確定型;還有為了形成“零庫存”狀態,我們需要隨時觀察出貨情況,再決定合理進貨時間和進貨量。
4.排隊論
排隊問題要求對顧客到達、服務情況等做定量分析,將各種情況概括成各種分佈模型。但實際應用時,隨機情況很多,系統的大小也未必會達到模擬的'要求,造成結果的誤差。
5.網路分析和網路計劃
應用過程中要求對整個“專案”的情況瞭如指掌,各個環節的銜接關係非常明確,網路圖的繪製就顯得非常重要,而工期的確定由於各個工作的隨機性存在,工作時間也有所變動,專案越大則工期變化越大。
6.決策論
決策的準則通常採用期望值的方式,由於採用“期望”的方式,所以它不是決策最後的實際益損值,故而與實際情況發生時有一定出入,這就要求決策人還要有一定“主觀判斷”的能力。
7.對策論
這種方法要求首先確定對策問題的贏得矩陣,這是一個定量化過程,本身就比較主觀,而且有限的模型同樣不能概括所以可能的對策型別。
鑑於運籌學存在的片面性,國內外學者提出了運籌學軟化的思想。軟運籌學研究的議題,本身存在爭議的問題,除了使用理性工具中的數學模型還包括為理請思路引入的概念模型,追求的是滿意解或可行且滿意的行動方案。
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