運籌學(xué)在系統(tǒng)工程理論中的地位及應(yīng)用

[摘 要] 運籌學(xué)在系統(tǒng)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(yīng)用時卻存在一定局限性，本文列舉了主要運籌學(xué)理論的應(yīng)用局限性，并在文中介紹了“軟運籌學(xué)”概念，希望用定性和定量分析相結(jié)合的方法，解決實際問題。

[關(guān)鍵詞] 運籌學(xué) 系統(tǒng)工程 局限性 軟運籌學(xué)

一、引言

目前，有些人把運籌學(xué)和系統(tǒng)工程混淆起來，甚至認為二者是一個內(nèi)容。國外的運籌學(xué)與國內(nèi)系統(tǒng)工程有相似的內(nèi)容，因此被稱為“狹義系統(tǒng)工程”；而按錢學(xué)森教授所建立的系統(tǒng)科學(xué)體系，系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論是運籌學(xué)、控制論和信息論等組成的一類技術(shù)科學(xué)，其基本工具是計算機以及為其提供計算方法的計算科學(xué)。

二、運籌學(xué)和系統(tǒng)工程理論的聯(lián)系、區(qū)別

1.運籌學(xué)是從系統(tǒng)工程中提煉出來的基礎(chǔ)理論，屬于技術(shù)科學(xué)；系統(tǒng)工程是運籌學(xué)的實踐內(nèi)容屬工程技術(shù)。

2.運籌學(xué)解決具體的“戰(zhàn)術(shù)問題”；而系統(tǒng)工程側(cè)重于研究戰(zhàn)略性的“全局問題”。

3.運籌學(xué)只對已有系統(tǒng)進行優(yōu)化；系統(tǒng)工程從系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計開始就運用優(yōu)化的思想，是研究整個過程的理論。

4.運籌學(xué)是系統(tǒng)工程的數(shù)學(xué)理論，是實現(xiàn)系統(tǒng)工程實踐的計算手段，是為系統(tǒng)工程服務(wù)的；系統(tǒng)工程是方法論，著重于概念、原則、方法的研究，只把運籌學(xué)作為手段和工具使用。

三、常用運籌學(xué)方法應(yīng)用時的局限問題

1.數(shù)學(xué)規(guī)劃

不論哪種數(shù)學(xué)規(guī)劃問題，在實際應(yīng)用中都有其局限性。首先，數(shù)學(xué)規(guī)劃理論所要求的“系統(tǒng)”比較難以確定范圍；其次，理論中的約束條件要用數(shù)學(xué)表達式表示出來，實際問題中有些問題很難用定量的數(shù)學(xué)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(tài)規(guī)劃

動態(tài)規(guī)劃應(yīng)用的局限在于，階段的劃分導(dǎo)致動態(tài)轉(zhuǎn)移方程比較難以確定，階段間的聯(lián)系難以形成量化的數(shù)學(xué)形式。常見的類型如資源分配問題、生產(chǎn)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(xiàn)實問題是很可能出現(xiàn)，但數(shù)學(xué)形式的求解方式卻很難快速“應(yīng)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(xù)進貨，不管是哪種分法，在實際應(yīng)用中很難符合實際情況要求。比如除非對市場需求的預(yù)測非常準(zhǔn)確，更多的實際情況是不確定型；還有為了形成“零庫存”狀態(tài)，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(wù)情況等做定量分析，將各種情況概括成各種分布模型。但實際應(yīng)用時，隨機情況很多，系統(tǒng)的大小也未必會達到仿真的要求，造成結(jié)果的誤差。

5.網(wǎng)絡(luò)分析和網(wǎng)絡(luò)計劃

應(yīng)用過程中要求對整個“項目”的情況了如指掌，各個環(huán)節(jié)的銜接關(guān)系非常明確，網(wǎng)絡(luò)圖的繪制就顯得非常重要，而工期的確定由于各個工作的隨機性存在，工作時間也有所變動，項目越大則工期變化越大。

6.決策論

決策的準(zhǔn)則通常采用期望值的方式，由于采用“期望”的方式，所以它不是決策最后的實際益損值，故而與實際情況發(fā)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類型。

鑒于運籌學(xué)存在的片面性，國內(nèi)外學(xué)者提出了運籌學(xué)軟化的思想。軟運籌學(xué)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(shù)學(xué)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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