運籌學在系統工程理論中的地位及應用

[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局限性，本文列舉了主要運籌學理論的應用局限性，并在文中介紹了“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 局限性 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、控制論和信息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系、區別

1.運籌學是從系統工程中提煉出來的基礎理論，屬于技術科學；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”；而系統工程側重于研究戰略性的“全局問題”。

3.運籌學只對已有系統進行優化；系統工程從系統規劃設計開始就運用優化的思想，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，著重于概念、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局限問題

1.數學規劃

不論哪種數學規劃問題，在實際應用中都有其局限性。首先，數學規劃理論所要求的“系統”比較難以確定范圍；其次，理論中的約束條件要用數學表達式表示出來，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

動態規劃應用的局限在于，階段的劃分導致動態轉移方程比較難以確定，階段間的聯系難以形成量化的數學形式。常見的類型如資源分配問題、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布模型。但實際應用時，隨機情況很多，系統的大小也未必會達到仿真的要求，造成結果的誤差。

5.網絡分析和網絡計劃

應用過程中要求對整個“項目”的情況了如指掌，各個環節的銜接關系非常明確，網絡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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