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关键字:运筹学;企业管理
运筹学问题和运筹思想可以追溯到古代,它和人类实践活动的各种决策并存。现在普遍认为,运筹学是近代应用数学的一个分支,主要是将生产、管理等事件中出现的一些带有普遍性的运筹问题加以提炼,然后利用数学方法进行解决。界定运筹学作为在科学界的一门独立学科的出现,应当说是在1951年,即P.M.Morse和G.E.Kimball的专著“运筹学方法”出版的那一年。运筹学的思想贯穿了企业管理的始终,运筹学对各种决策方案进行科学评估,为管理决策服务,使得企业管理者更有效合理地利用有限资源。优胜劣汰,适者生存,这是自然界的生存法则,也是企业的生存法则。只有那些能够成功地应付环境挑战的企业,才是得以继续生存和发展的企业。作为企业的管理者,把握并运用好运筹学的理念定会取得“运筹帷幄之中,决胜千里之外”之功效。
一、企业发展原则与战略管理
企业战略管理是企业在宏观层次通过分析、预测、规划、控制等手段,充分利用本企业的人、财、物等资源,以达到优化管理,提高经济效益的目的。随着我国经济市场化的日益加深,市场竞争日趋激烈,我国企业面临着更多的环境因素的影响与冲击。企业要求得生存与发展,必须运筹帷幄,长远谋划,根据自身的资源来制定最优的经营战略,以战略统揽全局。企业战略过程包括,明确企业战略目标,制定战略规划,作出和执行战略决策,并最后对战略作出评价。企业战略管理作为企业管理形态的一种创新,应是以市场为导向的管理、是有关企业发展方向的管理、是面向未来的管理、是寻求内资源与外资源相协调的管理、是寻找企业的长期发展为目的。也就是将企业看作一个系统,来寻求系统内外的资源合理分配与优化,这正体现了运筹学的思想。我国企业战略管理的内容应根据自己的国情,制定对应的战略。主要侧重规定企业使命、分析战略环境、制定战略目标。中国现在绝大部分商品已由卖方市场转为买方市场,知识经济正向我们走来,全球经济一体化的程度在加深,我国企业不仅直接参与国内市场,还将更直接面临与世界跨国公司之间的角逐,企业间竞争的档次和水平日益提高,因而企业将面临更加复杂的竞争环境。只有确定了宏伟的奋斗目标,才能使企业凝集全部的力量,众志成城,向一个共同方向努力,争取实现有限资源的最有效的利用。显然,运筹学理念的作用举足轻重。
二、企业生产计划与市场营销
1、生产计划。使用运筹学方法从总体上确定适应需求的生产、贮存和劳动力安排等计划,以谋求最大的利润或最小的成本,运筹学主要用线性规划、整数规划以及模拟方法来解决此类问题。线性规划问题的数学模型是指求一组满足一个线性方程组(或线性不等式组,或线性方程与线性不等式混合组)的非负变量,使这组变量的一个线性函数达到最大值或最小值的数学表达式.
建立数学模型的一般步骤:
(1)确定决策变量(有非负约束);对于一个企业来说,一般是直生产某产品的计划数量。
(2)写出目标函数(求最大值或最小值)确定一个目标函数;
(3)写出约束条件(由等式或不等式组成).约束条件包括指标约束需求约束、资源约束等;
(4)最后根据目标函数为作出最合适的企业生产计划决策。
2、市场营销。一个市场研究专家试图用数据证明消费者的洞察多么有意义,而一个战略管理咨询专家则强调成功营销案例中隐藏的思路更有价值。我认为市场营销管理的任务主要是探查决策环境,进行数据和信息的搜集、加工、分析,确定影响决策的因素或条件。因此,在确定目标阶段实际上包含了问题识别和问题诊断两个内容。在设计方案阶段要理解问题,建立模型,进行模拟,并获得结论,提供各种可供选择的方案(方案主要通过对产品、价格、销售渠道、促销等基本环境的控制来影响消费需求的水平、时机和构成)。评价方案阶段要根据确定的决策准则,从可行方案中选择出最优或满意的方案。这些都都可以使用运筹学的理念来为管理者提供辅助决策。三、企业库存管理与运输问题
1、库存管理。如果说生产计划是从信息流的角度指挥、控制生产系统的运行,那么库存的管理则是从物质流的角度来指挥和控制。库存管理的目标是如何最有效的利用企业的物质资源的问题。
由于库存的物质属性,因此对生产系统的日常运行具有更直接的作用,库存是指处于存储状态的物品或商品。库存具有整合需求和供给,维持各项活动顺畅进行的功能。而库存的存在又意味着占用资金、面积、资源,这种矛盾的处境导致了库存管理的必要性与难度。现在流行的库存管理系统的库存管理软件,一般含货品进货、出货管理系统,仓库管理系统,报表系统等子模块等,运用的原理还是运筹学模型。
2、运输问题。在企业管理中经常出现运输范畴内的问题,例如,工厂的原材料从仓库运往各个生产车间,各个生产车间的产成品又分别运到成品仓库。这种运输活动一般都有若干个发货地点(产地)、又有若干个收货地点(销地);各产地有一定的可供货量(产量);各销地各有一定的需求量(销量);运输问题的实质就是如何组织调运,才能满足各地地需求,又使总的运输费用(公里数、时间等)达到最小。运输模型是线性规划的一种特殊模型。这模型不仅实用于实际物料的运输问题,还实用于其它方面:新建厂址的选择、短缺资源的分配问题、生产调度问题等。
四、企业人事管理与财务管理
1、人事管理。随着知识经济的到来,现代企业的竞争已经变成人才的竞争。知识经济条件下,经济发展中的知识含量高,对过去一直贯穿和渗透于农业和工业经济中的知识的作用就凸显得日益突出,知识经济时代的到来,是知识成为社会的主要财富,知识和信息逐步成为与人力、资金并列的企业第三大“战略资源”。因此,人力资源的竞争已成为企业间竞争的焦点。所以企业应根据自身的特点和发展状况,应该建立战略导向型的人力资源管理,根据客户总部与下属公司不同的架构,建立对应的人力资源管理模式,最大程度地通过战略纽带将“分割”的人力资源管理职能整合起来,带动企业文化、企业管理等的全面提升,以内部管理的完善获取市场竞争中的优势。这显然蕴涵的是运筹学的理念。还可以用指派问题对人员合理分配;用层次分析方法可以确定一个人才评价体系等。
2、财务管理。运筹学的理念在财务与会计中显得更为突出也就是说它解决企业如何最有效的利用资金资源的问题。其涉及到投资决策分析、成本核算分析、证券管理等。在投资决策分析中,企业如何利用剩余资金,如何投资往往有多种方案。而运筹学的作用就是要要对这些不同的投资方案进行决策,以确定最优的方案,使得企业的收益最大。通常是利用线性规划模型、决策论来进行判断。
参考文献:
[1]曹敬东,“管理科学之运筹学在企业中的应用初探”,科技资讯,2007(2).
关键词 运筹学实验教学 教学模式 实验内容 实验考核
中图分类号:G712 文献标识码:A
1引言
运筹学是一门应用科学,在我国管理百科全书中的定义为:“运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理”。它是一门定性分析与定量方法相结合的综合应用科学,广泛应用现有的教学方法、软件技术和计算机等工具,解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优或较优决策提供定量依据。
国内高等院校运筹学课程最初主要开设在数学等理工类专业,比较注重让学生掌握运筹学的原理和模型算法,对学生的数学水平和逻辑推理能力要求很高。 但对于财经类专业学生来说, 开设运筹学课程的目的主要是要求他们了解运筹学理论的主要思想,并能灵活运用运筹学方法去分析和解决财经管理中的实际问题。而实验教学正是能够充分体现这一教学目标,同时也是实现这一教学目标的重要手段。抓好运筹学的实验教学意义重大。
财经类专业的学生与一般理工类专业学生的学习模式和习惯都有较大差异。传统运筹学在建立、求解模型的过程中不可避免地要进行复杂的运筹学理论的证明以及算法的讲解,这很容易使得一些财经类专业的学生产生畏难心理,丧失信心,失去学习动力。
因此,在运筹学理论教学过程中引入实验教学,在强调运筹学基本理论、方法教学的同时,增设上机实验内容,可以突出学生利用运筹学思想分析问题、利用计算机作为工具来解决问题的能力培养,真正体现从管理实际出发,把运筹学看作一种解决实际问题的方法来学习。
运筹学实验教学可以让学生应用所学理论方法解决本专业相关问题,在应用中理解消化吸收理模型与算法,培养学习热情和进一步钻研的兴趣。通过实验教学,可以使学生能够运用运筹学的思想、原理、方法去分析和解决实际工作中存在的大量最优化问题,有助于提高学生独立解决实际问题、管理决策及科研能力。
因此,实验教学对于财经类专业学生学习并掌握这门课的基本理论方法和技巧有重要作用。
2财经类专业运筹学实验教学普遍存在的问题分析
在实际教学过程中,高校财经类专业运筹学实验教学普遍存在共性问题,运筹学课程强调“定量与优化”,对于财经类专业还需要强调“理论与实践相结合”、“理论与专业知识”相结合,但是目前运筹学课程实验教学过程中对这些特点的把握仍略显不足,归纳起来有以下几点:
2.1课程教学模式单一,实验教学重视程度不够
运筹学的教学方法仍然停留在传统的粉笔加黑板板书或幻灯片播放的模式上,教学内容主要是对于概念的解释、定理公式的的推导证明、手工计算分析,运筹学的数学推理成分很重,对于运筹学的应用及分析问题、解决问题方法的讲授偏少,缺乏实践性环节。这样的教学模式虽然有利于学生掌握运筹学各分支的基本理论,基本模型以及模型求解方法,但是忽略了运筹学模型“来自实践、用于实践”的学科发展脉络,忽视模型方法以及结论的经济学管理学解释,由于缺乏实际问题建模分析应用的实验教学过程,学生在学完后缺乏应用运筹学解决专业问题的兴趣和能力,最终运筹学课程的价值没有得到充分发挥。
2.2实验教学内容古老陈旧单调,缺乏吸引力
目前的教学实践中,虽然一些教师认识到实验教学的重要性,并设计了一些实验教学内容,但是实验的内容往往古老陈旧,不能与当前社会生产生活的实际紧密结合,缺乏新意和吸引力。另外由于财经类专业学生计算机基础差异较大,缺乏通用的实验教学软件和实验教材,教师往往只能根据学生素养,就低不就高,只能介绍比较简单的优化软件去处理较为抽象简单的问题。实验教学内容单调乏味,使得学生做实验应付差事,把题目中的参数输入应用软件,得到了结果,并不分析模型和结果的应用价值和实践意义。
2.3 财经类专业运筹学课程课时偏少,无法挤出足够的实验时间
财经类运筹学教材以讲述理论为主,需要高等数学、线性代数与概率论数理统计为其基础,对数学基础要求较高,而财经类专业文理兼收,学生的数学基础差距较大。如果对于基础理论的讲解过于粗陋,学生对于复杂有难度的模型必然不知所云,很难理解思想精华,因此,理论讲解如果大幅压缩时间则不可能有良好效果。财经类专业运筹学课程的学时通常只有48学时或者32学时,大部分教师在课时如此之短的状况下,只有压缩实验教学时间,甚至只能要求学生课下自己动手学习软件和进行相关实验。
2.4运筹学实验教学考核存在困难
财经类专业运筹学实验课的成绩不容易考核,这是实验教学开展困难的阻力因素之一。目前的教学实践缺乏对于学生学习效果的一套客观、细致、公平的实验考核标准。尤其是对学生解决综合的复杂优化问题能力的考核,是运筹学实验教学的一个难点问题。
综上所述,财经类专业运筹学实验教学中的这些现实问题,严重影响着运筹学实验教学的效果,限制了对学生分析、解决实际问题能力的塑造。
3关于改进财经类专业运筹学实验教学效果的探讨
3.1对教学大纲再设计,重新修订课程教学内容,因材施教,增加实验教学时间
运筹学作为一门解决优化问题的基础课程,涉及到线性规划以及对偶理论、动态规划、非线性规划、图论与网络、排队论、存储论、决策分析、模拟与预测等问题,内容庞杂而且难度较大。而财经类专业学生普遍存在数学基础不牢,计算机操作应用能力较弱的特点,因此,必须在教学大纲上面要进行缜密的设计,分类教学,对于不同学时的课堂,结合学生基础和专业需要,合理安排理论讲授内容,例如,对于32学时课堂,在讲解单纯性方法的理论前提时,只要说明思想即可,减少证明时间。最终目的是在保证理论教学效果的条件下挤出必要的实验教学时间。
3.2更新实验内容,提升学生动手解决专业实际问题的能力
兴趣是最好的引导,要让学生认识到课程实验对其专业学习以及未来工作的作用。教师可以结合运筹学前沿,介绍一些最新的发展动态,使学生认识到自身专业的最新发展大多都广泛地运用了运筹学的工具,激发学生动手采用运筹学模型方法解决专业问题。
具体到实验内容,第一要考虑到大部分财经类专业学生计算机基础较差,计算机软件的使用以及编程能力较弱,因此要结合学生实际采用不同的优化软件来教学。软件教学,使教师在课堂教学中可以简化一些复杂的理论推导过程,节省课时,改善教学互动,并专注于学生解决问题能力的培养。根据笔者的教学实践,根据不同计算机编程基础的学生可以采用管理科学家、EXCEL、lingo、matlab等不同的软件。第二,验内容分为教师演示引导和学生操作两类。教师引导实验以介绍优化软件基本操作和经典理论模型求解为主,学生操作实验以进行与其专业相关的实际案例建模分析为主。第三,成立运筹应用小组,笔者实际教学中,组织学生以3-4人为一组,引入大型复杂的优化建模,并要求撰写数学建模报告。该形式促进了学生处理复杂问题的能力,锻炼了团队合作精神,从而为将来工作学习中解决实际高维复杂问题打好能力基础。
3.3实验教学考核形式多样化、评价指标要具体可行
笔者教学实践中考核方式主要有软件应用、经典模型软件求解、大型复杂优化问题建模等部分。软件应用主要考核语句语法操作以及编程熟练程度,经典模型软件求解主要考核将理论模型解出并进行经济学管理学专业解释。大型复杂优化问题建模主要考核学生综合运用运筹学模型的能力,考察解决实际问题的模型抽象、数据提取、模型求解、模型应用的综合能力。每一个部分都要提交实验报告,最后归总打分确定实验成绩。
本文受到中南财经政法大学实验教学项目“运筹学实验课程教学中外比较研究”资助。
参考文献
[1] 胡运权.运筹学教程(第四版)[M].北京:清华大学出版社,2010.
[2] 吕一兵.信息与计算科学专业运筹学教学改革研究[J],教育教学论坛,2013(3):91-92.
古朴的运筹学思想可以追溯到古代先秦时期。我们运筹学的先驱从《史记》“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外”一语中摘取“运筹”两字作为这门学科的名称,既显示其军事起源,也表明其朴素的思想早已出现在几千年前的中国。但世上公认的运筹学学科起源于二次世界大战期间,英、美等国的军事部门为战争需要而成立的一些研究小组的活动。其热点是集中多个学科领域的科研人员,对某一特定问题进行全面、系统的分析,提出提高某武器系统效率的操作方法和执行策略。第二次世界大战结束后,运筹学的研究方法在理论上得到全面发展。作为一种重要的管理决策分析工具,运筹学的应用领域也从军事部门迅速向工商、管理和工业部门转移。运筹学是研究各种广义资源的运用、筹划以及相关决策等问题的近代新兴学科。在我国已有五十多年历史,其目的是根据问题的需求,通过数学的分析和运算,做出综合性的、合理的优化安排,以便更有效地发展有限资源的效益。“运筹学”名称最早于1938年出现在英国,当时称之为“OperationalResearch”,1942年美国开始从事这项研究工作,称之为“OperationsResearch”。运筹学的发展、运筹学在各领域的广泛应用、运筹学的定量分析对于解决实际问题的思路及其特点,适合当今社会发展对高级管理决策人才的迫切需要。本课程是工商管理类专业重要的专业基础课,也是一门实践性和应用型很强的学科。21世纪,科技进步与社会发展提出了培养信息社会高素质人才的要求,高等教育改革不断深化,《管理运筹学》课程教学面临新的挑战,必须重新对课程原有的教学体系和教学方法进行全面的审视和思考。
2工商管理专业《管理运筹学》课程教学中存在的问题
当前的工商管理专业《管理运筹学》课程教学主要存在以下问题:一是教学目的不明确,教学方式单一。多数讲授《管理运筹学》课程的教师是学数学出身,缺乏必要的工程技术和管理知识,使得目前《管理运筹学》教学普遍存在着偏重教学理论与解题技巧的传授,将《管理运筹学》当作一门纯数学学科进行教学。这与工商管理专业培养要求相脱节,学生在学习过程中感受不到《管理运筹学》在管理中的应用。在教学方式上,也一直延用传统单一的传授方式,当学生运用所学知识去分析和解决实际问题时,显得茫然无措,无从下手。二是学生学习兴趣不浓厚。《管理运筹学》研究问题的基本手段是建立数学模型,并较多地运用各种教学工具。学习《管理运筹学》课程,需要有良好的数学基础;其前期必修课程包括微积分、线性代数、概率论、概率论与数理统计。可以说《管理运筹学》是软科学中“硬度”较大的一门学科,兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质。工商管理类专业的学生绝大多数是文科生源,不少学生害怕数学。比如线性规划的单纯形法及对偶理论,要想完全领会其原理,需要大量运用线性代数的工具进行推理,因而非常抽象。在课时总体压缩的背景下,教师要在较短时间内讲授完抽象数学原理的推导,学生听不懂只好放弃这门课程的学习,进而也打击了学生学习《管理运筹学》的兴趣。三是教学内容不恰当。《管理运筹学》课程包括若干分支,而教学时数有限,因而《管理运筹学》教学不可能囊括所有分支。目前在《管理运筹学》课程的教学中,教学内容的选择存在一定的随意行和盲目性,甚至存在教学内容因人而设或因教材而设的现象。四是教学方法不科学。主要表现在讲授方法单一,教学手段不灵活。老师讲,学生听,学生缺乏思考及案例的讨论,掌握知识不能做到融会贯通,更不能做到灵活应用,考试方法、考试内容传统,对于学生学完课程是否能够运用《运筹学》来解决实际问题,教室较少顾及。五是实践教学环节薄弱。如果在《管理运筹学》教学中缺少足够的实践环节,学生在学习中即使掌握了《管理运筹学》的建模方法和手工运算能力,但在遇到一些变量较多的数学模型时,也只能一筹莫展。由于缺少上机实践机会,学生不能利用相应软件求解模型,从而大大降低了课程应用的可操作性。
3《管理运筹学》课程教学创新实践改革的必要性
人类社会正在经历从资本经营到知识经济时代的转移,知识经济的迅速发展将引起教育内容和教学方法的重大变化。根据知识经济对企业管理模式产生的重大影响,应该对管理科学模型方法课程的教学内容、教学手段、教学方法和教学目标不断进行改革和创新。强化学生的创新意识,主动预见变化、适应变化、管理变化,并根据内容和外部环境不断更新观念,设计未来;重视信息,学会与人合作,讲究团队精神;重视素质教育,培养复合型人才;掌握领导科学,提高管理能力;增加社会实践,改革教学模式;教学以培养学生建模和解决实际问题的能力为主线;要求学生掌握相关软件操作,接触企业决策试验;培养学生信息检索能力,组织小组研读论文,培养学生具备初步的理论研究能力;课外关注应用案例,引导培养其对课程的兴趣爱好;并最终以大型作业的形式进行知识的综合运用与总结提高。社会经济的发展向《管理运筹学》提出了严峻的挑战,很多实际问题,如风险管理、冲突分析、多目标决策以及对未来变化的预测和驾驭等,都迫切需要分析研究和解决,而按照传统的教学计划和方法,学生没有机会接触《管理运筹学》这些新的分支。《管理运筹学》内容丰富多彩,可以分成数学理论、建立模型、计算机软件的重点都放在讨论有限的数学理论方面,因而学生在有限的数学计划学时内无法学习了解《管理运筹学》形形的模型和算法,从而使学生对许多实际问题缺乏联想。在科学技术迅速发展,知识激增的情况下,教师不仅要向学生传授知识,更重要的是要帮助学生提高获取知识的能力,特别是观察、联想、思考、锐意创新等方面的能力。对于《管理运筹学》这门多学科交叉的课程,如果教师在教学时只按传统的方法向学生灌输一些概念、理论和方法,就会降低学生的学习积极性,以至达不到《管理运筹学》教学的目的。随着社会的发展和科学技术的进步,社会更需要复合型管理人才,《管理运筹学》以其内容丰富、覆盖面宽、应用范围广和多学科交叉性等特点,为学生提供管理和决策技能,提供解决实际问题的途径和方法。《管理运筹学》教学体系和方法应随着教学对象和社会发展的变化而进行适时调整和革新。
4PBL教学法概述
PBL的全称是“Problem-BasedLearning”,即以问题为基础的学习法,由美国的神经病学教授Barrow于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创。PBL的基本热点是以教师为引导,以学生为中心,通过解决问题来学习。在PBL的学习方法中,学生由知识的被动接受者转变为求索者,同时在实践PBL过程中养成发现问题、解决问题的学习技能,对其终身教育具有深远影响。PBL教学法在西方国家得到广泛的推广和应用,而在我国则处于实验性探索阶段。我院对2006级工商管理专业学生实验性地实施了PBL教学法,收到了较好的效果。比较而言,我们认为PBL教学法既是一种比较先进的教学方法和理念,也是和我国目前所倡导的素质教育的教育思想和目标相一致的。PBL教学法的优点可概括为:(1)强调学生学习能力的培养,使学生在学习过程中,通过查找所需的信息源,培养终身学习的能力;(2)充分发挥学生学习的主动性,使学生的学习按需要来驱动;(3)有利于培养学生解决问题的能力和自学能力;(4)加强了各学科间的联系,同时避免了学科间不必要的重复,有利于学生将不同学科信息进行综合;(5)密切了师生间、同学间的关系,培养了学生人际交流、沟通和合作共事的能力。PBL教学法的特点为:(1)以重能力培养代替重知识传授;(2)以综合课代替以学科为基础的课程;(3)以学生为中心代替以教师为中心:(4)以小组讨论代替班级授课;(5)以“提出问题、建立假设、收集资料、论证假设、总结”的五段教学法代替“组织教学、复习旧课、上新课、巩固新课、布置作业。”鉴于这些特点,世界上许多国家,尤其是发达国家有相当一部分商学院都在应用这一教学方法。而且实践表明,这一教学方法在商学教育领域中的应用非常成功,正如美国哈弗大学校长ToslesonD教授所说,“PBL教学法是一种有效果的和高效率的教学方法”。
5基于PBL教学法的《管理运筹学》课程教学改革与实践的思考
综上所述,改革《管理运筹学》课程的“学方法,应该从突出课程的应用型入手。这样,PBL教学法就特别适合应用于《管理运筹学》的课程教学中。依据PBL教学法的基本理论,全面改革该课程的各个教学环节,重新整合各个知识点,提出以问题为基础的《管理运筹学》课程启发式教学法,必将能够解决现实教学中存在的问题,显著地改善教学效果。
(1)教材的选用应根据PBL教学法的特点选择合适的教材。我们更换了原有的教材,新教材以教案为中心,突出实际问题的提出、分析和解决方法,强化计算机的应用,弱化数学理论的推导。虽然新教材并不是为PBL教学法设计的,但其教学理念与PBL教学法同出一辙,为顺利实施PBL教学法奠定了基础。同时,我们针对教材中存在不足,还自编了部分教学内容。
(2)问题的设计。设计问题是PBL教学法的基础。在传统的教学过程中,教学内容与实际严重脱节。教学中所提的问题仅仅是为了组织教学,说明相关的数学理论。而PBL教学法则从实际问题出发来组织教学,将数学理论隐含在解决实际问题的过程中,从而达到让数学理论服务于培养学生解决实际问题能力的目的。因此,每个问题的提出都应该有明确的目的和要求,要与生活和科学实践的真实情景联系,与教学要求的基本概念、基本结论和基本方法联系;问题还应具有一定的复杂性和难度,能够激发学生的探索精神,锻炼学生的团队合作精神。问题主要涉及生产计划、销售计划、运输计划、投资计划、设备管理和存贮策略等管理领域。
(3)学习活动的设计。学习活动主要包括以下几方面:①组建团队。根据自愿原则,由学生组成2-3人的研究团队,团队中各成员根据自身的特长在问题分析、数学理论、计算机应用、论文撰写等方面进行分工合作。②选题。每个团队根据自身的特点和兴趣,从老师提出的多个实际问题中,选择其中的两个问题进行研究。③查阅文献、学习数学理论。每个团队在确定研究的问题后,通过互联网、图书馆、现场调查、咨询相关业务专家等方法获取和研究相关文献资料。团队成员通过讨论的方法对问题进行分析研究,在解决问题的过程中,学习所涉及的数学理论和数学方法,为解决问题奠定基础。④建立数学模型。根据问题的类别确定相应的数学方法,在合理的假设和抽象归纳的基础上,运用数学理论和方法建立数学模型。⑤求解数学模型。通过计算机编程求解数学模型,可以训练学生的计算机应用能力,为在今后工作中更好地运用计数机打好基础。⑥撰写论文。问题解决后,要求撰写论文,对解决问题的过程进行总结。除了包括数学模型的建立和求解必要内容外,还要写出研究和学习过程中存在的问题和体会。⑦课堂报告。各个团队在课堂上要向全体同学报告自己的研究成果,老师和其它同学通过提问及质疑的方式参加讨论。⑧总结。学生根据报告过程中发现的问题,完善和修改论文,最后提交给老师。这些论文将作为平时成绩计入考试成绩中。
(4)体会。尽管PBL教学法在《管理运筹学》课程教学中的应用才刚刚开始,还处在积累经验的过程中,但是已经显示了其在培养学生自主学习能力和解决实际问题嫩铁拐李方面的显著优势。这一教学方法的改革也受到学生的广泛欢迎。学生在研究问题的过程中表现出非常积极的态度,论文撰写认真细致,课堂讨论发言积极,普遍反映收获很大。总之,通过一学期的教学实践,我们认为:将PBL教学法应用于《管理运筹学》课程教学中,对切实提高教学质量发挥了重要作用。
(江西省机场集团,江西 南昌 330114)
摘 要:层次分析法属于管理决策中的一项定性、定量分析的技术方法,该方法使用简单易懂,但在实际工作中尤其是一些基层单位和小项目中使用较少。作者希望通过一个较小的案例来简单介绍层次分析法的使用方法和效果。本文以某机场设备维修方案的决策为例,应用AHP(层次分析法)对三种维修方案进行分析,其中关于一致性校验和权向量等结果均采用MATLAB 2012Ra软件计算得出,最终计算结果方案一得分0.412,为综合得分最高方案,将该方案应用于实际工作中也取得了较好的效果,十分适合在实际经济管理工作中应用推广。
关键词 :AHP法;决策;分析
中图分类号:F270文献标志码:A文章编号:1000-8772(2014)25-0068-02
一、引言
层次分析法(analytic hierarchy process,AHP法)是美国运筹学家沙旦(T.L.Saaty)于20世纪70年代提出的,是一种定性定量分析相结合的多目标决策分析方法。[1]层次分析法作为一种简便易学的方法,但在实际工作中大部分决策者还是习惯于“拍脑袋”式决策方法,尤其是方案中涉及资金不多的情况下。本文希望通过此案例“抛砖引玉”,能够对于管理者在决策过程中提供一种现实可行的决策方法。
具体事件为某机场一套UPS(不间断供应电源)设备发生故障,针对故障作者进行了故障情况调查,并提出了三种备选方案运用层次分析法进行比对分析。
二、决策备选方案
笔者根据自身工作经验以及与同事和领导大量沟通、探讨后得出以下三种备选方案:
三、备选方案层次分析法评价
3.1 建立层次分析模型
为了更好的做出决策,运用定量分析的方法计算,我们选取项目费用(X1)、施工难度(X2)、施工周期(X3)、运行风险(X4)四种准则作为评估依据,建立层次分析模型如下:
3.2 构造对比矩阵
针对判断矩阵的准则,进行两两元素的比较那个重要,重要多少,对重要程度按1-9赋值(重要性标度值见下表)
根据上述重要性标度表,作者发放了50份调查问卷给相关的技术人员和管理者,根据调查问卷结果得出权重结果,结果运用算术平均取整得出:
3.3 层次计算权向量及一致性校验
使用MATLAB 2012Ra软件计算各元素的权向量,计算结果如下:
制定方案人认为重要性排序第一为运行风险;第二为项目费用;第三为施工难度;第四维施工周期。
得到矩阵后需要对矩阵的一致性进行检验,看其偏离的一致性是否在可接受的范围内。定义C.R.为一致性比例,其计算方式为C.R.=C.I./R.I.当C.R.<0.1时,认为判断矩阵的一致性是可以接受的。N为矩阵阶数即4阶。数值应用MATLAB R2012a计算得出,计算C.I.<0.1,属于可接受范围。
通过计算知,相应的权向量为:
它们分别是三种方案在项目费用、施工难度、施工周期和运行风险上的得分,最后计算各方案的总得分如下表:
计算结果显示方案一得分0.41大于方案三得分0.31大于方案二得分0.27,方案一比其他方案有相对的综合优势。
四、结束语
本文通过一个较为简单的设备维修方案决策为例,粗略介绍了定量分析方法在日常管理工作中的应用。随着我国的经济发展方式逐步从粗放式发展转变为集约式发展,这就对广大从事经济管理工作的人士提出了更高的要求。定量分析技术作为现代管理者所具备的基本素质之一,未来一定有更广泛的应用价值和空间。
参考文献:
Abstract: The selection of local government-invested projects plays an important role in the development and social stability of regions. Appropriate evaluation methods will help to make reasonable decisions. Analytic Hierarchy Process (AHP) is a multi-objective decision-making method which combines the qualitative analysis with quantitative analysis. Especially, it can be used in situation without complete data. The paper, by using of case illustrating, describes the application processes of AHP. And provide methodological assistance for decision-makers.
关键词: 层次分析法;地方政府投资项目;决策
Key words: Analytic Hierarchy Process;local government-invested projects;decision-making
中图分类号:F224 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)32-0003-02
基金项目:本文是江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目《苏北地区公共服务项目风险分担机制研究》(项目编号:2012SJD630006)的阶段性成果。
作者简介:江俊龙(1976-),男,安徽肥东人,淮阴工学院经济管理学院讲师,研究方向为开发投资理论与政策。
0 引言
我国从1978年的经济改革开始,投资体制改革在不断深化。2004年,《国务院关于投资体制改革的决定》(以下简称“决定”)的颁布是一重要里程碑。《决定》中明确了企业的投资主体地位,完善了政府投资体制。界定政府投资范围并合理划分了中央政府和地方政府的投资事权。地方政府的投资主体地位得到明确和巩固。
《决定》中规定,政府投资主要用于关系国家安全和市场不能有效配置资源的经济和社会领域,包括加强公益性和公共基础设施建设,保护和改善生态环境,促进欠发达地区的经济和社会发展,推进科技进步和高新技术产业化。因此,地方政府投资项目(以下称“项目”),特别是其中的基本建设项目,一般投资额较大,在推动地区经济发展方面发挥巨大的聚集和拉动作用。
但是,相对于需求而言,资源总是稀缺的。对地方政府投资项目进行合理的评价有利于将有限资源的作用最大化。目前,评价的方法主要有经济计量模型、投入产出模型、系统动力学模型等[1]。这些方法在评价中发挥着重要的作用。遗憾的是,一方面,这些方法对数据的要求较高,当数据不完备时,作用会大打折扣。另一方面,这些方法涉及比较复杂的模型以及相应的软件,操作难度较大。然而,地方政府投资项目时常在较多方面缺乏完整数据,如居民对生活环境的评价。同时,相关软件的欠缺。这就使得以上这些方法在应用中具有其局限性,需要一些更合适的方法。层次分析法就是其中之一。
本文主要探讨如何在地方政府投资项目评价中利用层次分析法。目的是让相关决策人员掌握层次分析法的应用过程及注意事项。
1 层次分析法
层次分析法(Analytic hierarchy process,AHP法)是美国运筹学家沙旦(T.L.Saaty)于20世纪70年代提出的,是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法。特别是将决策者的经验判断给予量化,对目标(因素)结构复杂且缺乏必要的数据情况下更为实用[2]。
应用AHP法的思路是:首先根据问题的性质要求,提出一个总目标。然后将问题按层次分解,对同一层次内的各因素通过两两比较的方法确定出相对于上一层目标的各自的权系数,逐层分析直到最后一层,即可求出所有因素相对于总目标的重要性排序[3]。这些层次可以具体分为三类:目标层,只有一个元素,一般是分析问题的预定目标或理想结果;准则层,包含了为实现目标所涉及的中间环节,可以由若干个层次组成,包括所需考虑的准则和子准则;方案层,包括为实现目标可供选择的各种措施、解决方案等[4]。
应用AHP法的主要步骤:第一步,建立层次结构模型。
第二步,标度及判断矩阵。标度,为了使各因素之间进行两两比较得到量化的判断矩阵,引入1~9的标度。见表1。
第三步,权重及特征向量。权重的计算方法有多种,相对比较简单的是规范列平均法。具体步骤是:首先,求出判断矩阵每一列的总和。其次,用判断矩阵的各元素除以其相应列的总和,将所得商组成标准两两比较矩阵。然后,计算出标准两两比较矩阵每一行的平均值,这些平均值就是相应的权重。由这些平均构成的向量便称为权重向量或特征向量。
第四步,判断矩阵的一致性检验。判断矩阵是对各因素两两比较的结果,对于复杂事物来说,两两比较不可能做到判读的完全一致性,而存在估计误差,因此也就得到带有偏差的相对权重向量。误差在一定范围内是可以接受的;但当误差很大时,相对权重向量也就不具有有效性。一致性检验的目的就是判断误差的可接受程度。一致性检验采用的指标是一致性率(CR),其计算公式为:CR=CI/RI。其中CI为一致性指标,RI为修正值。一般规定当CR≤0.1时,判断矩阵的一致性可以接受,否则重新进行两两比较判断。
1)CI的计算步骤。首先,由被检验的判断矩阵乘以其特征向量,所得的向量称为权重和向量。其次,每个权重和向量的分量分别除以对应的特征向量的分量,并计算出算术平均数,记为λmax。最后,利用公式CI=(λmax-n)/(n-1)(n为维数)计算结果。
2)RI主要通过查表获得。常用的如表2所示。
第五步,方案比较。通过以上步骤,可以知道某方案在各准则中的权重向量以及各准则在目标中的权重向量。两向量相乘,即得出该方案的得分。通过各方案得分的比较,即可对方案进行排序。
2 AHP法在地方政府投资项目中的应用
2.1 案例描述 W镇是东部某省的一个相对比较偏僻的小镇。W镇以农业为主,主要农作物为水稻。境内没有大江大河或其分支,主要靠降雨。在50年代曾修建一个水库,是降雨外的主要水源。因为独特的地理环境,境内拥有两处自然风貌的旅游景点,在省内具有较高的知名度。农业收入和旅游业收入是当地居民的主要收入来源。
W镇现任领导基本上都是土生土长的本地人,镇长及书记是从基层一步一步提上来的,对乡土民情十分熟悉,经验丰富。由于资金及编制的限制,镇里近两年仅引进一名旅游管理专业的本科毕业生。目前,进入镇里审核的有三个项目,但是由于各种原因的限制,只能选择其中一个。这三个项目分别是:项目A,建一个主题公园;项目B,建一文化广场;项目C,扩建一个老的水库。镇里成立了以镇长为组长的项目评估小组。
由于镇长及小组成员的经验丰富,同时关于居民感受方面的数据不太容易获得量化数据,所以小组决定选用层次分析法进行项目评价。
2.2 层次结构模型的构建
2.2.1 目标 评估小组认为:任何活动都遵循成本收益原则。即使是政府投资项目也不例外。即,成本收益也有长期和短期之分、经济与非经济之分、可量化与不可量化之分。不同的是,因为镇政府承担着维护W镇的社会稳定、经济发展等多方面的责任,所以镇政府投资的项目应该更关注社会总成本和社会总收益。因此W镇项目评估小组将目标界定为社会净收益(即社会总收益与社会总成本配比后的结果)的最大化。
2.2.2 准则 在建立准则层的时候,评估小组认为:项目自身的财务评价虽然也很重要,但是作为政府投资的项目,其直接或间接的社会影响也很重要。为此,参考发改委与建设部的建设项目评价方法与参数、电话咨询省城知名专家并结合小组的自身知识,评估小组给出了如下4个准则:①项目的财务分析。反映项目自身的财务状况。即项目自身的财务信息。包括净现值、投资回收期、内含报酬率等。②经济总量。反映项目对W镇国民经济总量的贡献,包括增加值、净产值、纯收入、财政收入等。③经济结构。反映项目对W镇经济结构的影响,主要包括三次产业结构、就业结构等。④社会与环境。反映项目对W镇社会与环境的影响,主要包括社会阶层、居住环境等。
2.3 方案的比较及选择
①判断矩阵。通过向专家咨询,结合项目评估小组自身的判断。给出了方案层的4个判断矩阵和准则层的1个判断矩阵。
②权重及特征向量求解。项目在财务分析、经济总量、经济结构、社会与环境、目标的特征向量分别为(0.593,0.341,0.066)T、(0.623,0.137,0.240)T、(0.378,0.157,
0.467)T、(0.123,0.320,0.557)T和(0.126,0.384,0.3,0.191)T。并通过一致性检验。
③计算各项目的得分。项目A=0.593*0.126+0.623*0.384+0.378*0.3+0.123*0.191=0.451;项目B=0.341*0.126+0.137*0.384+0.157*0.3+0.320*0.191=0.204;项目C=0.066*0.126+0.240*0.384+0.467*0.3+0.557*0.191=0.347。项目A的得分最高,所以评估小组决定选择项目A。
3 地方政府投资项目中应用AHP法的注意事项
AHP法可以充分利用经验优势,但是在应用AHP法时,有两个关键环节需要注意。一是准则的确立。因为准则的优劣直接决定了后面的结果,所选的准则应有理论基础和地方实际背景的支撑,不可随意选择。二是判断矩阵的构建。在进行两两比较时,要确保判断的独立性和客观性。不可因为利益的诱惑或非正常的压力做出虚假的判断。
参考文献:
[1]国家发展改革委,建设部.建设项目经济评价方法与参数[M].北京:中国计划出版社,2006.
[2]《运筹学》教材编写组.运筹学[M].北京:清华大学出版社,2005.
Discussion on Operations Course Teaching Reform
WAN Fang
(North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou, He'nan 450011)
Abstract According to the characteristics of operations research course, there is a disconnect theory and application of traditional teaching students to solve practical problems and low, to develop students' creative thinking ability, put forward in terms of teaching content, teaching methods, teaching innovation, etc. reform to improve the students' enthusiasm, initiative and programming capabilities to play a teaching effect of the course, students will combine theory and practice in capacity has improved significantly.
Key words operations; teaching reform; teaching content; teaching approach
0 引言
运筹学是水文及水资源、工程管理等专业一门重要的专业基础课,主要包括线性规划、非线性规划、动态规划、图与网络、决策分析等方面的内容该课程涉及范围广,内容较多且抽象,以概率论与数理统计、高等数学、线性代数等课程为基础,由于该课程理论推导复杂,且知识点繁多,使学生感到难学枯燥,课堂气氛不活跃,不利于教学质量的提高,故课堂教学中既要注重基本概念原理的阐述,又要注重与生产实践的结合,逐步提高学生的实际应用能力,并在教学的同时让同学们知道大学的意义以及青春的力量,充分调动学生学习的积极性和主动性,根据多年教学经验,对课堂教学方法、教学模式进行探索和改革,使学生在课堂上与老师产生共鸣,带着疑问的思维听课,提高学习效率及兴趣。
1 教学改革设计
1.1 创新教学内容
运筹学是水文学及水资源的专业基础课,由于其课程的复杂性和抽象笼统性,对于教师而言,教课内容不能仅仅局限于一本教材,在查阅大量参考书及参考文献的基础上,结合个人的教学科研经验、教学大纲及具体工程已有的研究成果,对教学内容、讲授顺序、理论推导过程进行合理的组织、加工、补充和完善,将模型的建立与求解灵活的应用于工程实际,让学生明白学习不仅仅为了考试,理论与实际结合才能更好的应用所学知识。同时随着计算机技术的发展,在授课中适当补充计算机应用及编程方法,在理解课程中计算、推理、模型应用的同时,通过编写程序代码进行相应计算及分析,培养独立思考、主动学习及探索精神,掌握实际操作技能,提高学习效率及学习兴趣的同时为以后工作或继续深造打下坚实的基础。
运筹学在研究解决实际问题时所蕴涵的系统整体优化思想,以及提出问题、分析问题、建立模型、模型求解、进行决策及方案实施的一整套严密科学方法,因此在讲授每章节过程中,首先将每章整体思路讲明白,了解本章知识点、能解决的实际问题、得出什么结果、应用到哪些领域,带着问题听课,提高学生学习的积极性和主动性,然后分别对各章节进行具体讲解,主要侧重于基本原理的推导,在充分理解原理、概念、数学意义的基础上,具体计算就比较形象、易懂,同时结合具体工程和科研实践,开阔学生解决问题的思路。
1.2 创新教学环节
(1)设置讨论课。运筹学是一门系统分析方法,研究的基本手段是建立数学模型,并运用各种数学工具进行模型求解,需要丰富的想象力和创造性思维解决问题。为了提高学生对所学相关知识的理解和灵活应用水平,尤其对相关问题的讨论:如图与网络中最短路问题、中国邮路问题与动态规划最短路问题的区别、联系,并留一定时间让学生查阅资料,主要采取分组讨论形式,且每个讨论组选一名同学在黑板上讲解,既能将问题进行深入的研究与讨论,又能锻炼学生的讲解与语言组织能力,提高学习的主动性和积极性。通过讨论课,打破填鸭式教学,培养学生独立解决问题和自主查阅资料的学习能力,并提高学生团队协作的能力。同时,上课过程中采用自由辩论及设问法等形式授课,有利于师生间的互动,活跃课堂气氛并使学生集中精力听课,提高课堂效率。
(2)撰写小论文。大学生经过四年的专业学习及训练,应该成为国家的专业人才,应在今后的经济、文化建设中发挥一定的作用。因此,大学生必须具备扎实的专业知识,其中科学研究能力是大学生首先应该具备的基本功。只有通过研究才能解决学习中遇到的问题,在某一领域贡献出有价值的成果,并能够将成果表达出来。
“授之以鱼,不如授之以渔”,大学四年不仅是专业知识的学习,更是独立学习能力的培养。知识、能力、素质应同时兼备并要不断得到提高,通过小论文的书写,经历一系列过程:独立查阅资料及国内外文献、选题、构思、提炼观点、撰写等,不但能够拓宽知识面,而且可以提高研究能力及写作、语言表述能力,为以后工作尤其是研究生的深造,打下坚实的基础。但作为本科生,写作方面的锻炼很少,甚至很少查阅文献,对于专业知识的了解及应用非常有限,因此高分低能的现象时有发生。作为专业老师,在教授理论知识的基础上,适当的培养和训练学生论文写作能力,进一步加强日后工作学习中的科研能力及创新能力。
因此,引导学生自己查感兴趣知识点的相关文献,储备知识、了解国内外研究进展,撰写结课小论文。通过几年教学实践表明,有一部分学生比较努力,能够达到论文撰写的基本要求,拓宽了知识面,但有些学生的论文还是不理想,故需要我们所有专业教师的共同努力,形成一定的氛围,引起学生足够重视和认可。
(3)编写程序。依据人才培养要适应国家及社会发展的要求,提高学生编程能力已迫在眉睫。将所学专业知识用程序语言表示出来,理论性及实践性都较强,可将学习的计算机基础知识,应用于专业实际中,充分利用这门工具,更好的为科研服务。对于非计算机专业的学生来讲,掌握一门语言即可,让学生创造性的进行学习和锻炼,提高其计算机动手能力及专业知识的应用能力,适应社会快速发展的需要。开始时学生觉得有一定难度,但在老师循序渐进的指导下,会慢慢入门,从而逐渐培养兴趣,挖掘自身无限的潜力,在本科阶段达到编程序解决专业实际问题是完全没问题的。
(4)总结性发言。为了检验学生上课的听课效果及锻炼语言表达能力,克服“想说不敢说、敢说不能说、能说却不会说”的现象,同时,充分体现学生的主体地位,在结课时部分同学在讲台上做总结性发言:通过本课程学习的心得体会、给老师的意见和建议等。下一步将逐渐尝试让有兴趣的学生上台讲课,与老师角色互换,推进师生彼此感情的共鸣。
1.3 创新授课方式
随着多媒体教学的不断深入,使得传统教学抽象的理论变得生动、形象、表现形式丰富,在某些知识点上能更好的加强学生的理解能力、提高教学效果、改善传统教学中学生积极性不高的现象。但多媒体教学中也存在一些弊端,缺少相应推导及学生思考的时间,演示速度过快导致部分学生跟不上授课进度,对关键点的理解有些欠缺,且容易造成视觉疲劳。因此,根据运筹学课程的自身特点,为了充分调动学生学习积极性,在注重PPT制作效果的同时,将传统板书与多媒体有机结合,适时、适度的应用多媒体,取得更好的课堂教学效果。
对于基本概念、理论推导、基本性质证明等内容使用板书形式,给学生思考时间及达到师生互动的效果,进一步促进学生对基础知识的掌握与理解,为后续的应用打下基础;而对于复杂图形的展示、多表格的计算(如:灵敏度分析、图与网络分析等)、工程实例计算程序演示(应用动态规划求解水库优化调度)等内容,适合应用多媒体教学,提高教学效率、降低授课内容及难度。总之,在教学中使学生与老师达到互动的效果,集中注意力听课,提高教学与听课效率。
1.4 学生成绩考核
为了提高学生学习的积极性及实际应用能力,传统的闭卷考试有些形式化,制约创新意识,阻碍能力拓展,无法适应运筹学课程的特点。因此,在探求新方法的前提条件下,加大日常考核力度,采取开放式多元化的考评形式,淡化分数,注重能力,故该课程总成绩由三部分组成:卷面考试成绩、平时成绩、课内实践成绩。其中卷面成绩占70%;平时成绩(包括出勤、作业完成情况)占10%;课堂实践成绩(包括课堂表现、课堂笔记、小论文撰写)占20%,其中课堂表现主要包括课堂讨论、辩论、听课状态、与老师的互动、积极回答问题、上台表述等情况,主要目的在于全面提高学习的积极性,激发学生的能动意识,体现学生的主体地位,训练学生的创造意识和能力,充分利用课堂时间,调动学生的每一个细胞,在枯燥的课程中体会到学习的乐趣。
2 提高教师素养
在运筹学课程的教学中,除了具有专业学术素养以外,还应注意言行举止、师德师表,站在讲台上让学生感觉到清新、自然,塑造自身的人格魅力。同时建立一种基于尊重和理解的亦师亦友的关系,教师给学生充分的尊重、理解、包容和信任,使学生对教师产生积极的情感回应,从而“亲其师,信其道”。 结合传统教师定位的“传道、授业、解惑”,更加关注学生“学会求知,学会做事,学会共处,学会做人”。扬弃传统教育观念的束缚并确立新的教学观念,在师生关系定位上,转变教育角色和教学方法,由“教学”转变为“导学”,成为学生学习的引导者、合作者和参与者。因此,教师需要具备的基本能力:对教育事业的热情与责任心、较高的学术水平、高超的授课技能、严谨的工作态度、与时俱进的能力。正如前苏联教育家苏霍姆林斯基所说:“只有当教师的视野比学校教学大纲广阔得无可比拟的时候,教师才能成为教育过程的能手、艺术家和诗人”。
3 结语
[关键词] 决策支持系统 人工智能 专家系统
一、智能决策技术概述
1.决策支持系统的形成
随着计算机技术和应用的发展,如科学计算、数据处理、管理信息系统的发展以及运筹学和管理科学的应用,为决策支持系统的形成打下了基础。决策支持系统(Decision Support System―DDS)是80年代迅速发展起的新型计算机学科。70年代初由美国M.S.Scott Morton在《管理决策系统》一文中首先提出决策支持系统的概念。
DSS实质上是在管理信息系统和运筹学的基础上发展起来的。管理信息系统重点在对大量数据的处理。运筹学在运用模型辅助决策体现在单模型辅助决策上。随着新技术的发展,所需要不得不解决的问题会愈来愈复杂,所涉及的模型会愈来愈多,模型类型也由数学模型扩充数据处理模型。模型数量也愈来愈多。这样,对多模型辅助决策问题,在决策支持系统出现之前是靠人来实现模型间的联合和协调。决策支持系统的出现就是要解决由计算机自动组织和协调多模型运行,对大量数据库中数据的存取和处理,达到更高层次的辅助决策能力。决策支持系统的新特点就是增加了模型库和模型库管理系统,它把众多的模型(数学模型和数据处理模型以及更广泛的模型)有效地组织和存储起来,并且建立了模型库和数据库的有机结合。这种有机结合适应人机交互功能,自然促使新型系统的出现,即DDS的出现。它不同于MIS数据处理,也不同于模型的数值计算,而是它们的有机集成。它既有数据处理功能又具有数值计算功能。
决策支持系统概念及结构。决策支持系统是综合利用大量数据,有机组合众多模型(数学模型与数据处理模型等),通过人机交互,辅助各级决策者实现科学决策的系统。
DSS使人机交互系统、模型库系统、数据库系统三者有机结合起来。它大大扩充了数据库功能和模型库功能,即DSS的发展使管理信息系统上升到决策支持系统的新台阶上。DSS使那些原来不能用计算机解决的问题逐步变成能用计算机解决。
2.人工智能概念和研究范围
(1)人工智能定义。由计算机来表示和执行人类的智能活动(如判断、识别、理解、学习、规划和问题求解等)就是人工智能。人工智能的研究在逐步扩大机器智能,使计算机逐步向人的智能靠近。
(2)人工智能的研究范围。人工智能研究的基本范围有:问题求解、逻辑推理和定理证明、自然语言处理、自动程序设计、学习、专家系统、机器人学、机器视觉、智能检索系统、组合高度问题、系统与表达语言等;其主要研究领域有:自然语言处理、机器人学、知识工程。
自然语言处理:语音的识别与合成,自然语言的理解和生成,机器翻译等。
机器人学:从操纵型、自动型转向智能型。在重、难、险、害等工作领域中推广使用机器人。
知识工程:研究和开发专家系统。目前人工智能的研究中,最接近实用的成果是专家系统。专家系统在符号推理、医疗诊断、矿床勘探、化学分析、工程设计、军事决策、案情分析等方面都取得明显的效果。
3.决策支持新技术
(1)数据仓库的兴起和概念。数据仓库(Data Warehouse―DW)的概念是Prism Solutions公司副总裁W.H.Inmon在1992年出版的书《建立数据仓库》(Building the Data Warehouse)中提出的。数据仓库的提出是以关系数据库,并行处理和分布式技术的飞速发展为基础,它是解决信息技术在发展中一方面拥有大量数据,另一方面有用信息却很贫乏(Data rich―Information poor)这种不正常现象的综合解决方案。
W.H.Inmon在《建立数据仓库》一书中,对数据仓库定义为:数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合,用于支持经营管理中决策制定过程。
传统数据库用于事务处理,也叫操作型处理,是指对数据库联机进行日常操作,即对一或一组记录的查询和修改,主要为企业特定的应用服务的。用户关心的是响应时间,数据的安全性和完整性。数据仓库用于决策支持,也称分析型处理,用于决策分析,它是建成立决策支持系统的基础。
(2)数据仓库的特点。数据仓库是面向主题的:主题是数据归类的标准,每一个主题基本对应一个宏观的分析领域。
数据仓库是集成的:数据进入数据仓库之前,必须经过加工与集成。对不同的数据来源进行统一数据结构和编码。统一原始数据中的所有矛盾之处,如字段的同名异义,异名同义,单位不统一,字长不一致等。总之将原始数据结构作一个从面向应用到面向主题的大转变。
数据仓库是稳定的:数据仓库中包括了大量的历史数据。数据经集成进入数据仓库后是极少或根本不更新的。
数据仓库是随时间变化的:数据仓库内的数据时限在5-10年,故数据的键码包含时间项,标明数据的历史时期,这适合DSS进行时间趋势分析。
数据仓库中数据很大:通常的数据仓库的数据量为10GB级,大型的是一个TB级数据量。数据中索引和综合数据占2/3,原始数据占1/3。
数据仓库软、硬件要求:需要一个巨大的硬件平台和一个并行的数据库系统。
(3)数据开采的概念及方法。1995年在加拿大召开了第一届知识发现(Knowledge Discovery in Database―KDD)和数据开采(Data Mining―DM)国际学术会议以后,“数据开采”开始流行,它是“知识发现”概念的深化,知识发现与数据开采是人工智能、机器学习与数据库技术相结合的产物。KDD一词是在1989年8月于美国底特律市召开的第一届KDD国际学术会议上正式形成的。
知识发现被认为是从数据中发现有用知识的整个过程。数据开采被认为是KDD过程中的一个特定步骤,它用专门算法从数据中抽取模式。
数据开采的主要方法和技术有:信息论方法、集合论方法、仿生物技术、公式发现、统计分析方法及其它方法。
二、智能决策技术原理
要能做出智能决策需要在智能决策支持系统的辅助下才能实现。因而要知道智能决策技术的原理就须要知道智能决策支持系统的原理及构造。
智能决策支持系统(IDSS)是在决策支持系统(DSS)的基础上集成人工智能专家系统(ES)而形成的。决策支持系统主要是由问题处理与人机交互系统(由语言系统和问题处理系统组成)、模型库系统(由模型库管理系统和模型库组成)、数据库系统(由数据库管理系统和数据库组成)等组成。专家系统主要由知识库、推理机和知识库管理系统三者组成。决策支持系统和专家系统集成为智能决策支持系统。
IDSS中DSS和ES的结合主要体现在两个方面:
(1)DSS和ES的总体结合。由集成系统把DSS和ES有机结合起来(将两者一体化)。
KB和MB的结合。模型库中的数学模型和数据处理模型作为知识的一种形式,即过程性知识,加入到知识推理过程中去,或者将知识库和推理机结合起来,形成知识推理模型加入到模型库中去。
(2)DB和动态DB的结合。DSS中的DB可以看成是相对静态的数据库,它为ES中的动态数据库提供初始数据,ES推理结束后,动态DB中的结果再送回到DSS中的DB去。由DSS和ES这三种结合形式,也说形成了三种IDSS集成形式。
智能决策支持系统是以大量的信息收集和大量的知识为基础,将它们存储在数据库和知识库中,为问题处理系统服务。将实际问题转换成计算机能进行求解的过程,就是通过对问题的分解和分析,建立问题求解的总框架模型,根据这个总框架模型的各组成部分的目标、功能、数据和求解的要求来决定各组成部分是建立新模型,还是选择已有的成熟模型;多模型如何组合;需要利用哪些数据;是采用数值计算模型还是采用知识推理模型进行各种处理方法选择,然后对其进行求解。将求解的结果或得到的支持决策的信息反回给决策用户。
三、智能决策技术的应用
决策支持系统自70年代初产生以来,在这20年间逐步应用于各个领域和部门,在发展中不断融入人工智能的技术使之成为智能决策支持系统,并得到更加广泛的应用。主要有以下部门:
1.企业(包括工业、农业、商业等)
(1)生产部门;(2)财务部门;(3)销售部门;
(4)运输、后勤部门;(5)劳动人事部门;(6)外贸部门,等等。
2.事业单位
(1)城市管理部门;(2)卫生保健部门;
(3)资源管理部门;(4)教育文化部门,等等。
3.国防军事领域
4.研究开发领域
在我国,目前已开发应用的有:全国宏观经济发展决策支持系统,省区整体发展决策支持系统,县区发展战略研究决策支持系统,各行业的发展决策支持系统,公司一级的、厂一级生产经营决策支持系统,流域管理决策支持系统,运输经营管理决策支持系统,人口发展与控制决策支持系统,作战指挥决策支持系统,后勤保障决策支持系统等等。
可见决策支持系统的应用已经深入到生活的各个方面。由于人们在日常生活中,随时都要作出选择和决定,这种选择和决定就是决策。现代化的社会经济生活规模宏大,变化和进展迅速,各种关系错综复杂,不论是对个人、集体、地区、国家,决策的正确与否,影响是巨大的;一念之差,影响到事业的成败,组织的兴亡盛衰。而正确有效的决策在于充分掌握信息和根据信息作出正确判断,因此采集、整理和分析信息是决策听首要任务。决策支持系统正是基于计算机上的交互式信息系统,主要目的是为决策者提供有价值的信息,能帮助决策者解决半结构和非结构决策问题。随着决策支持系统和人工智能技术的不断发展,由决策支持系统和人工智能技术融合的智能决策支持系统将不断完善,应用的范围将加广泛和深入人们的生活。
参考文献:
[1]陈文伟.决策支持系统及其开发.电子工业出版社,1998.
摘要:通^对危险货物道路运输系统风险影响因素的分析,对危险货物道路运输系统指标进行评价,同时采用模糊综合评价法和专家打分法相结合的方法,建立危险货物道路运输安全模糊综合评价模型,对危险货物道路运输系统的安全状况进行分析和研究。
Abstract: Through the analysis of factors influencing the risk of dangerous goods road transport system, the index system of road transportation of dangerous goods is evaluated. At the same time, the fuzzy comprehensive evaluation method and expert scoring method are used to build the fuzzy comprehensive evaluation model of road transportation safety of dangerous goods and analyze and study the safety status of the road transportation system for dangerous goods.
关键词: 危险货物;道路运输;模糊综合评判;层次分析法;指标体系
Key words: dangerous goods;road transportation;fuzzy comprehensive evaluation;AHP;index system
中图分类号:U492.8 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)05-0001-02
0 引言
近年来,随着改革开放和市场经济体制的不断发展和完善,我国的市场化程度不断加深,经济社会取得了飞速发展,一跃超越美国成为了世界第一大经济体。作为国民经济支柱性产业之一的化工业,也伴随着经济社会发展所带来的旺盛需求获得了快速发展,近些年在经济结构中的比重持续上升。公路运输作为一种简捷方便的运输方式,使它比铁路、航空运输具有更大的优越性,尤其在实现“门到门”的运输中,其重要性更为显著。根据统计显示,近几年我国每年道路运输危险货物约在2亿吨左右,道路运输危险货物的品种、数量不断增加,运输货物覆盖了易燃液体、爆炸品、易燃固体、毒害物品等危险货物。这些物品在公路运输时,一旦发生事故,其危害和后果非常严重,形成一个个流动的危险源。
危险货物因其自身的易燃易爆特性,一旦在运输途中发生事故,给人们生命财产安全带来的后果及危害要远远大于普通物品交通事故。因此,对危险货物道路运输安全问题开展研究已逐渐成为近年来的研究热点。在该研究领域中,与其他研究内容相比,对危险货物运输安全评价指标体系的研究内容不多,但却非常重要,因为这是对危险货物运输企业开展安全管理评价的基础,具有重要的现实意义。
1 指标体系的建立
多指标综合评价体系中,指标体系的建立是综合评价的前提条件。指标选取以及层次划分对评估结果有很大的影响。影响危险货物道路运输安全的因素有很多,且各因素之间关系错综复杂,在实地调研的基础上,总体上可将这些影响因素概括为制度建设、安全投入、安全教育培训机制、设施设备管理、作业安全管理、从业人员业务素质等六个大的方面,每一个大的方面又包含具体的指标。可构建如表1所示的危险货物道路运输安全评价指标体系。
2 确定评价指标的权重
层次分析法(The Analytic Hierarchy Process,简记AHP)是美国著名的运筹学家T.L.Satty等人在20世纪70年代提出的一种定性与定量分析相结合的多准则决策分析方法。它是指将决策问题的有关元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础上进行定性分析和定量分析的一种决策方法。它把人的思维过程层次化、数量化,并用数学为分析、决策、预报或控制提供定量的依据。这一方法的特点,是在对复杂问题的本质、影响因素以及内在关系等进行深入分析之后,构建一个层次结构模型,然后利用较少的定量信息,把决策的思维过程数学化,从而为求解多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题,提供一种简单的决策方法。尤其适合于人的定性判断起重要作用的、对决策结果难于直接准确计量的情况。
危险货物道路运输安全评价指标体系的指标权重的确立过程,即为一个多目标决策问题,按照惯例这里采用AHP法确定各指标的权重。
关键词:层次分析法 方案选择 应用
中图分类号:F224.5 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)12-263-02
一、问题的提出
企业为了增强产品的市场竞争力,吸引顾客,必须提高其产品作为商品的价值。为此,要对产品各原理方案进行分析评价,新产品方案的选择评价是一个群体决策问题,其决策思路是先分别求出每一个方案的所有决策者的偏好意见的集结值,然后对其排序进行决策。在国内的研究中,产品方案选择的方法一般有直接评分法和确定方案系数评价法等,这些方法在一定程度上能够对事物进行量化且有一定的科学性, 但也存在着一些缺陷。层次分析法是为解决复杂问题评价而产生的,它采用定量与定性相结合的分析方法, 适合于解决产品方案选择等量化和评价问题。
二、层次分析法的基本原理
层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是美国运筹学家T.L.Saaty于上个世纪70年代提出的一种在处理复杂的决策问题中,进行方案比较排序的方法。其核心思想是把复杂的决策问题层次化,把决策问题按总目标、子目标、评价标准、直到具体措施的顺序分解为不同层次的结构;上一层元素对相邻的下一层次的全部或部分元素起支配作用;然后利用求判断矩阵的特征向量办法,求得每一层的各元素对上一层次某元素的权重,再通过加权和的方法递阶归并,求出最低层(供选择的方案或具体措施)、最高层(总目标)的相对重要性,从而对最低层各元素进行优劣等级的排序。
1.构造出层次结构模型各层次的判断矩阵。依据AHP原理和程序,聘请有关专家,自上而下对产品各构成部件指标进行两两重要程度判断比较,构造判断矩阵A+。为了使因素之间进行两两比较,得到量化的判断矩阵,根据心理学家的研究提出:人们区分信息等级的极限能力为7±2,引入1~9的标度,如表1所示。根据标度表构造产品各构成部件各层级指标的两两判断矩阵如表2所示。
2.根据判断矩阵依次计算下列各项:
(1)Mi=пaij
(3)对向量WˉT=(Wˉ1,Wˉ2,…Wˉn)归一化,Wi=Wˉi/∑Wˉi得W=(W1,W2,…,Wn)T即为权重向量。
(4)计算判断矩阵A・最大特征根λmax
(5)一致性检验。
CI=(λmax-n)/(n-1)
RI由表3查得,得CR=CI/RI。若CR<0.1,则认为排序结果有满意的一致性;如未能通过一致性检验,则需要重新调整矩阵元素直至通过检验。
三、层次分析法在产品方案选择上的应用
方案评价的科学性关系到方案选择的正确性。通过利用层次分析法对备选方案进行评价,将克服价值工程中传统定量分析方法缺乏一致性检验的缺点,作出更为科学的判断。假设企业总目标是选择某产品的设计方案,以实现降低成本,维持企业的持续竞争能力。根据企业的总目标分析,可采取以下三个准则来评价备选方案是否合理。其主要评价因素分别是成本B1、功能B2、外观B3,为了实现这三项子目标,有四个可供选择,分别是方案C1、方案C2、方案C3与方案C4。
1.构建其层次结构模型如图1所示。
2.建立判断矩阵,并用特征值法求出权重。
(1)建立判断矩阵A-B(相对于产品方案选择,成本、功能和外观准则间的相对重要性比较)。
(2)建立判断矩阵B1-C(相对于产品成本准则,各产品方案之间相对重要性比较)。
(3)建立判断矩阵B2-C(相对于产品功能准则,各产品方案之间相对重要性比较)。
(4)建立判断矩阵B3-C(相对于产品外观准则,各产品方案之间相对重要性比较)。
3.求出各备选方案对总目标的优先等级。由A-B判断矩阵求出三个子目标对总目标的权系数,其他三个矩阵是求各措施方案对各子目标的优先等级,或实现各子目标的重要程度,有了各方案对各子目标的权重,又有了各子目标对总目标的权重,就可以通过加权的办法求出各备选方案对总目标的优先等级。
式中:Wit――第i项措施对总目标的权重;Wi――第i个子目标对总目标的权重;Wij――第j项措施对第i项子目标的权重;用矩阵表示如下:
由此,在前面的基础上进行层次总排序,其结果如下表所示:
四、结论
通过以上计算结果可以知道,对于企业选择产品方案,所考虑的四种备选方案的相对总排序权重为:方案C1为0.5157;方案C2为0.0843;方案C3为0.2480;方案C4为0.1520。因此,企业应选择方案C1作为产品方案的设计。层次分析法可以用于企业产品方案的选择问题,同时它还可以较好地解决目标的矛盾性、决策人的偏好等因素带来的决策难点。另外,在应用层次分析法时应注意判断矩阵的维度不要太高,维度≤6为最佳;可以对同一问题建立若干个层次结构,然后将其产生的不同结果反馈给决策者,征询他们对不同层次结构分析结果的满意度,进行取舍;还可以采用群体决策,并用判断矩阵评分算术平均法、判断矩阵评分几何平均法、权重算术平均法来进行综合判断。
参考文献:
1.彭勇行.管理决策分析[M].科学出版社,2000
2..钱颂迪.运筹学[M].清华大学出版社,1990
3..吴君民,宁宣熙.层次分析法在企业财务决策中的应用探讨[J].财会通讯,2005(04):32-34
4..黄灏然,俞守华.层次分析法在价值工程中的应用[J].价值工程,2006(10):59-61