01--第1章物流与运筹学

第一讲物流运筹学方法导论缪兴锋教授/高级工程师联系方法：13802924378E-mail:[e-mail]广东轻工职业技术学院2013重信诺、重诚意讲义气、宽待人—缪兴锋—一位成功企业家的做人信条周易八字与人生命运观思想决定你的行为行为决定你的习惯习惯形成你的性格性格决定你的命运木水火土金至理名言师不必贤于弟子，弟子不必不如师青出于蓝而胜于蓝三人行，必有我师焉。择其善者而从之，其不善者而改之。见贤思齐焉，见不贤而内自省也。）引导思考为什么要学物流运筹技术与方法这门课？01.本课程特点及要求目的：不仅掌握优化理论方法的专业知识，更重要的是提高分析问题和解决问题的能力。方法：强调思路、观点及弄清概念，掌握一定的理论推导能力，但不搞纯数学公式。02.运筹学简述名称由来OperationResearch运筹于帷幄之中，决胜于千里之外发展历程数学游戏题假如你是一个公司老板，你为让工人为你工作7天，报酬每天一付。如果你现在只有一根金条，并且只能将这根金条切割两次。问：你该如何切割才能满足每天必须付工人报酬的需要？该题曾是许多跨国公司、大型企业用过的一道面试题？一种可能的答案：将金条两次切割成：1/7；2/7；4/7。第一天给工人：1/7。第二天给工人：2/7，让工人找回1/7。第三天再给工人：1/7。第四天给工人：4/7，让工人找回那两块1/7和2/7的金条。第五天再给工人：1/7。第六天再给工人：2/7，让工人找回1/7。第七天给工人：1/7。假设有70艘油轮向70个港口运货，已知每艘油轮驶向每个港口的费用，油轮公司需制订出最优运输方案。采用全枚举法（穷举法）需计算方案数为70!(大于10100）；IBM公司当时生产的大计算机1秒种大约可算出109（即10亿）个方案。若要逐个算出全部方案，则需调用占有空间为1050个地球一样大的IBM公司生产的众多大计算机同时计算几百亿年以上。而在这种大机器上用线性规划的单纯形法计算只需几秒钟（这是整数规划问题）。可见，将运筹学与计算机科学及其它科学结合应用，将会产生更好的效果。03.运筹学在科学技术体系中的地位Let’sgetonwithit.IwanttofindoutaboutthisORstuffrightnow!TotheORmaterial第一章物流运筹学认知任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任1.任任任2.任任任3.任任4任任任任(任任任任任任任任任任)5任任任任6任任任任任任任WinQSB任任任任WinQSB任任任任任任WinQSB任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任任1.任任任任任任任任2.任任任任任任3.任任任任任任任任4.任任任任任任任任任5.任任任任任任6.任任任任任任任任7.任任任任任任任任任任8.任任任任任任任任9.任任任任任任任任任任10.任任任任任任任任【学习目标】知识目标1.了解中国古代的运筹学思想。2.了解运筹学的定义及学科的形成。3.掌握运筹学的主要内容及研究分析问题步骤。4.掌握物流运筹学基本理论及运筹学在物流管理中的应用。5.掌握运筹学的WinQSB软件的操作方法。能力目标1.能够运用运筹学方法研究物流管理领域的问题。2.能够应用运筹学方法研究如何选择物流操作最佳方案进行有效决策。3.能够在工业生产和物流系统的设计和管理中采用科学决策理论与方法应用。【项目导入】人生职业通路的运筹规划方向学习我国古代的运筹思想，要系统地研究和整理我国古代丰富的文化遗产，用马克思主义的立场、观点、方法批判其糟粕，吸取其精华，引以为鉴，这就是“古为今用”。正如毛主席教导：“在中华民族的开化史上，有素称发达的农业和手工业，有许多伟大的思想家、科学家、发明家、政治家、军事家、文学家和艺术家，有丰富的文化典籍。”当然，发展现代的运筹学主要是通过深入实际，在以满足社会物质需求为主体的生产活动中，总结他们的有关经验，并使之上升到理论。对于我们每个人来说，人在成长的过程中，并非只有单一的职业规划，它将根据不同的成长阶段随之发生改变，它是一个人从学校踏入社会开始所经过的一系列岗位或职位的集合。对于每个人来说，要实现人生价值的追求，就应为自己设计职业生涯发展通路。职业通路设计有纵向职业通路、横向职业通路和沿着核心度Z方向的多种通路，并指明可能的发展方向和机会，如图1所示。研发系列技术系列管理系列生产系列基层人员组长级主管级经理级研发经理技术经理行政经理生产经理研发经理技术经理行政经理生产经理高级高级高级高级……………………初中高级级级X项目Y专业Z行政图1-1员工三维职业通路结构图每个人在追求人生价值过程中至少可以有以下四种发展方向：Z向发展——在同一专业上向行政高度发展，成为行政专家。这是传统意义上的发展之路，它主要体现个人在社会组织内部职位（或头衔）的上升。随着扁平化观念的深入人心，组织内层级逐步减少，管理幅度相对增大。这意味着对于绝大多数人而言，Z向发展是一条淘汰率极高的发展路线，它不可能成为个人职业发展的主要通路。X向发展——在不同专业之间转换，成为项目专家。在这一维度上，组织会根据员工的特长进行工作轮换，通过轮岗发展员工的多重职业技能。X向发展是组织中有利于大部分人持续发展的一种通路。Y向发展——在同一专业上向纵深发展，成为技术专家。即从一般部门职员发展成为技术专家，这种发展又称为“职级”发展。比如，科研人员从研究实习员、助理研究员到副研究员，再到研究员；人力资源管理人员从人力资源管理员到人力资源管理师再到人力资源管理专家等等，技术水平的提升不断将员工推向职业发展的顶点。ZX向发展——在行政和项目两个维度上发展，成为项目行政专家。这种发展是个人经过多次轮岗以后，在掌握了多种职业技能的基础上，加深对项目运行方式的全面了解，在项目管理领域沿着行政高度继续发展。善于应用运筹学的思想，通过这种通路发展的人，既全面了解项目运行情况，又拥有一定的行政权力，是项目完成的有力保障。作为在校的青年学子，面对未来激烈的竞争，你准备好了吗？【古代经典案例】高超治河高超，宋朝人，河工。宋仁宗庆历年间(1041—1048)，黄河在北都(今太原)商胡地区决口，很长时间都没有堵上决口。朝廷派三司度支副使(官职名)郭申锡亲自前往监督工程进行，凡是堵决口将要合拢的时候，都要在决口中间压上一埽(用树枝、芦苇、石头等捆紧做成圆柱形)，叫做“合龙门”，这是成败的关键。当时好几次压埽都合不上，那时合龙门用的埽长六十步(步，古代的长度计量单位)。有个叫做高超的水工献策说：“埽身太长，人力压不住，埽到达不了水底，所以水流不断，应当把六十步的埽身分为三节，每节长二十步，中间用绳索连起来，先放下第一节，等它到了水底，再压第二节、第三节。”老河工和他争论，认为不可行，说：“二十步的埽不能阻断水流，白白使用三节埽，浪费好几倍成本，而决口依然堵不上”。高超对他说：“第一节河水确实没有被阻断，但是水势必然被削弱一半，压第二节时只用一半的力气，水就算没有被阻断，也不过是很少往外漏出，第三节就是在平地上施工，足以能够让人使出全部力气，压完第三节以后，上两节自来就被浊泥淤积，不用再麻烦人力来加固它们了”。郭申锡遵照从前的方法，不采纳高超的建议，当时魏公(爵位名)贾将军镇守北门(地名)，只有他认为高超的话是对的，暗地派遣几千人在下游收集漂下来的埽，而上游的埽压上以后，果然被水冲走了，黄河的决口更加大，郭申锡因此被贬官。最后还是采用了高超的建议，才堵上了商胡地区的决口。这种分阶段作业优于一次作业的分析与论证，是古代运筹学思想的典型范例。任务一：运筹学概述运筹学是一门解决实际问题的新兴学科，它在国民经济和科学技术的各个领域有着广泛的应用;特别是在企业经营管理、产品营销、资源分配、财政金融、优化服务等方面产生了巨大的经济效益，从而也极大地促进了学科的发展。任何一门学科或理论都是为解决一些客观实际问题而出现并得以发展的，为了更好地理解和掌握今天的运筹学，有必要首先了解一下运筹学发展的简史。一、中国古代的运筹学思想中国《史记》中的“运筹策于帷幄之中，决胜于千里之外”表达了中国古代运筹学思想，在中国古代有许多运筹学思想的应用案例，如:丁谓修宫、田忌赛马、沈括运粮、李冰修堰、围魏救赵等，都蕴藏着神奇的运筹学思想，这些案例至今仍有很高的参考和借鉴价值。我国古代劳动人民通过长期的实践，积累了许多宝贵经验这在一些政治家、军事家和科学家的著作中多有记载，其中不少颇富于运筹思想。1.在军事方面的运筹思想公元前四世纪战国时期齐国的将军田忌与齐王赛马的故事。双方各遣三马一对一比赛。孙膑发现田忌的马虽然不如齐王的，但相差不多。于是献策：以下马对齐王的上马，以上马对齐王中马，以中马对齐王下马，结果田忌以二比一获胜。今天来讲，这就是简单的对策论。另外，当时著名的“围魏救赵”与“减灶之法”也都充分体现了如何运用筹划兵力，选择最佳时间、地点，趋利避害，集中优势兵力以弱克强的运筹思想。沈括运粮沈括生于北宋时期，是我国历史上著名的科学家，曾率兵抗击过西夏军队的侵扰。在他为后世留下的《梦溪笔谈》这一鸿著中，记有他运用定量分析的方法研究军队的人数及其行军的天数与所需粮食数和运粮的民夫数之间关系的具体实例。沈括认为，自运军粮花费颇大且难以远行，因此夺取敌军的粮食至关重要，从而做出“因粮于敌”的决策。尽管沈括运用的定量分析方法与现代运筹学方法相差很大，但仅就其成功运用该法于运筹实践因而较早体现了运筹学的这一显著特点而言，已堪为运筹史上率先垂范之举，况且其所作结论与一千多年前《孙子兵法》中“食敌一盅，当吾三十盅”的精辟论断一脉相承，彰显出我国古典军事运筹学的卓越思想和悠久历史。第二次世界大战中的案例1.巧妙避开德军潜艇2.准确判定日舰行驶路线3.理智撤回援法飞机4.算准深水炸弹爆炸深度2.在生产方面的运筹思想北魏时期的科学家贾思勰在公元533—544年写成的《齐民要术》一书，不仅是我国古代农业科学一部杰出的学术著作，也是一部蕴含丰富运筹思想的宝贵文献。它记载了我国古代如何根据天时、地利和生产条件去合理筹划农事的经验。它提出在考虑天时、地利等条件筹划农事方面,书中强调“顺天时、量地利,则用力少而功多，任情返道,劳而无获”；又指出“凡种高下田，不问春秋，必须燥湿得所为佳，若水早不调,宁燥勿湿”。李冰修堰—都江堰建于公元前256年，是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。都江堰水利工程由创建时的鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口引水口三大主体工程和百丈堤、人字堤等附属工程构成。科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题。3.在运输方面的运筹思想在明代著作《增广智囊补》中，也记有颇具运筹思想的物资合理运输问题。近代运筹学中早期研究的课题之一就是合理运输问题，后来又提出了选址问题。而我国远在公元前，就考虑了粮食的运输和常平仓的设置，这很值得重视。如明代嘉靖年间（公元1522—1567年），修建宫室时运送巨石，原先用民工拖运旱船，动用了2万民工，走了28天，耗银11万多两；后采用新方案，建造了16辆大车，用1800头骡子拖运，结果行程缩短为22天，用银不足7000两，不论从时间或运费来说，都较旧方案大为节省。丁谓修宫宋真宗时（公元1008-1017）宫廷失火，需要重建。采取了如下方案：先在通向宫殿的大道上就近取土，取土后大道形成深沟,于是引入汴水,成为人工小河。由此基建材料可由水路运入工地；宫殿修成后，又将基建废料弃置沟中，重新建成大道。这一方案取土近、弃土近、运输便，是工程的优化。4.在工程选址方面的运筹思想西汉（公元前206一公元8年)的首都长安的城市规划。根据从1956年秋开始的大规模勘察和发掘的资料，可以看出,西汉长安的规划和修建是从实际出发，结合地形等全面考虑进行整个城市的合理布局的，集合许多大小建筑组群的宫城——未央宫位于城区西南的高地上，可以控制全城。从未央宫北面宫门向北有全城的主干道，长安城主要的“九市”都分布在主干道的