运筹学在工业工程中的应用

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1、工业工程990403工业工程INDUSTRIALENGINEERINGJOURNAL1999年　第2卷　第4期　Vol.2No.41999运筹学在工业工程中的应用吴育华　何雁群摘要：调查研究了运筹学(OR)模型及其方法在工业工程（IE）的应用情况。针对工业工程制造与控制系统(MPC)中的存在的实际问题，研究了解决这些问题的特定运筹学方法。文中还就运筹学方法今后的应用发展潜力作了探讨。关键词：运筹学；工业工程；制造计划与控制中图分类号：F224.3　　　　文献标识码：A　　　　文章编号：1007-7375(1999)04-000

2、9-05OperationsResearchTechniquesinIndustrialEngineeringWUYu-hua,HEYan-qun　　（ManagementScienceInstituteofTianjinUniversity,Tianjin300072，China）Abstract:Thispaperinvestigatesthepossibleusesofoperationsresearch(OR)modelsanditstechniquesinindustrialengineering(IE).Itals

3、odiscussesspecificORtechniquesforspecificmanufacturingplanningandcontrol(MPC)problems.Attheendofthispaper,potentialORtechniquesaredevelopedintermsoffutureapplicability.Keywords:operationsresearch;industrialengineering;manufacturingplanningandcontrol　　运筹学(OR)模型及其方法在生

4、产现场管理(POM)中有着很长的应用历史。据调查，《管理科学杂志》在其最初25年内，发表的27%的论文都致力于研究POM，预计今后会有更多的OR成果被运用于POM领域内。　　作为一门工程类学科，工业工程（IE）已有近百年的历史。但在我国工业工程尚属一门新兴学科，对它的研究和发展也正处于起步阶段。关于工业工程研究的对象和内容，一般普遍认同的是由美国工业工程协会（AmericanInstituteofIndustrialEngineering，简称AIIE）对它所下的定义：“工业工程是研究由人、原材料、机器设备组成的统一系统的设计

5、、改善和实施的学科［1］。”由定义可知，工业工程具有观察现状，从基层发现问题并改善或解决问题的特点。所以，工业工程从现实的需要出发，必须采用运筹学方法，并将之纳入到工业工程的范畴之内。1　运筹学方法综述　　为了说明运筹学方法究竟包括哪些内容，我们首先对它作一广义定义：运筹学方法是包括模拟（SIM）、人工智能(AI)、专家系统(ES)和可视界面模型(VIM)在内，为大多数学者所承认的各种方法的总和［2］。　　尽管运筹学方法众多，但不同时期人们对它的使用情况是不同的。根据使用者的不同，同一时期人们对运筹学方法的排名也不尽相同。La

6、ne(1993)［3］曾就此作过一次调查，调查结果见表1。表1　定量化运筹方法的使用排名情况方法OR教师OR实际应用人员万方数据file:///E

7、/qk/gygc/gygc99/gygc9904/990403.htm（第1／6页）2010-3-2221:19:58工业工程990403数学规划11模拟23统计32网络分析(PERT)47排队论55随机过程67决策分析7/86库存控制9—概率论104建模—9分析—10　　由表1可知，教授运筹学的教师对OR方法重要性的排名情况与OR方法实际使用人员所排的顺序有所不同。排在最前面的3

8、种方法是一样的，但顺序不同。这3种方法是：数学规划、模拟和统计。其它排名较靠前的还有排队论、网络分析、随机过程及决策分析。从表1我们可以推断出：工业工程中很多应用软件都用到了上述部分甚至全部运筹学模型。　　表1中没有列出AI和ES，其原因可能是因为人们尚未将这2种方法归入运筹学方法的范畴之中。从近年来国内外一些学者的论文来看，AI和ES的应用范围日益广泛和深入。此外，在决策支持系统（DSS）中，它们的发展潜力也非常之大。Byrd（1993）［4］曾强调指出，生产现场管理中的ES方法将是一个前景非常广阔的技术工具。在我们看来，E

9、S还是一种有效的征询建议的手段，它将不会取代个人决策。　　表中的另一重要应用方法是模拟。模拟正变得越来越炙手可热，原因之一是其算法语言简炼，且多数情况下可根据实际应用加以修改。得益于这一工具，工业工程中很多生产性应用实践都得到了进一步发展，如物料搬运、灵敏制造系统等。模拟模型