管理运筹学的模型及建模思路

2021年10月6日17:03:09管理运筹学的模型及建模思路已关闭评论

运用运筹学在解决问题时,按研究对象不同可构造各种不同的模型。模型是现实世界的抽象化反映,是研究者对客观现实经过思维抽象后用文字、图表、符号、关系式以及实体模样描述所认识到的客观对象。运筹学的实质在于建立和使用模型来解决实际问题。

模型有三种基本形式:形象模型、模拟模型和数学模型。物理复制被称为形象模型,如飞机模型等。模拟模型也是物理模型,但是在外形上与被建模的对象并不一样,如汽车上的速度表就是一种模拟模型。数学模型是以一些系统化的符号和数学表达式或关系式来反映实际问题。目前运筹学中用得最多的是数学模型。

如何将一个现实问题转化为数学模型,也就是建模过程。运筹学模型的几个要素是目标函数、约束条件、决策变量。建立模型框架需要我们根据要解决的问题思考以下几个问题。

(1)我们需要什么目标?

(2)通过调节哪些因素可以使得我们达到这一目标?

(3)调节的因素是被动的吗?要与实际情况相符合有什么限制条件吗?

(4)在实现目标的过程中,有哪些约束条件?

(5)这样建立的模型是相对完备的吗?

对以上问题的回答只是提供了一种建立模型的基本框架结果,对于数学规划类的建模,这种思路也是很有效的。一旦建模和数据准备工作已经完成,我们就可以进入模型求解阶段。

想要对模型求解就要求我们对算法有一个基本的认识。算法是一系列解决问题的清晰指令,也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出。算法常常含有重复的步骤和一些比较或逻辑判断。如果一个算法有缺陷或者不适合某个问题,执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。

对运筹学的学习,就是要有效率地解决问题,模型和算法的好坏直接影响这一目标的实现。对于算法的设计,方法有很多种,但步骤却差别不大。举个例子:你现在要去一个地方,这时候你可能会考虑以下几个问题。

(1)我现在在哪里?

(2)我将要去哪里?

(3)朝哪个方向走?

(4)选择每次走多大一步?

一个迭代算法的思想和例子中的思想是一致的。迭代算法主要就是通过当前点到下一个点的变化来实现。先找到当前点,这是我们新的起点,然后通过一定的规则到达下一个点,以下一个点为当前点,继续后面的过程直至终止。对应以上四个问题,应考虑以下几点。

(1)初始点(我现在在哪里)。

(2)终止准则(我的目标是什么)。

(3)迭代方向(朝哪个方向走)。

(4)迭代步长(选择每步走多远)。

对以上四个问题的回答实际上就是对运筹学原理的探究。当然,作为经济管理类专业的学生,我们主要还是在了解这些算法思想的基础上,能够做到将这些方法应用到实际问题之中。

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