现代运筹学的起源和发展

任何一门科学都不是突然诞生的,运筹学也不例外。运筹学问题和朴素的运筹思想,可以追溯到古代,运筹学和人类实践活动的各种决策并存。直到20世纪初,并延续到30年代末和40年代初,在烽火硝烟的战争中,正式诞生了运筹学。现代运筹学的兴起可以追溯到20世纪初期,但其概念和方法的系统提出却是在第二次世界大战期间。当时,为了在大范围的空战演习中评价新的技术,英国的科学家致力于研究对新技术有效性的度量,这一研究被称为Operations Research(OR),这就是运筹学名称的由来。运筹学使用科学的方法去研究人类对各种资源的运用、筹划活动的基本规律,以便发挥有限资源的最大效益,达到总体或全局优化的目标。这里的资源是广义的,既包括物质材料,也包括人力设备;既包括技术装备,也包括社会结构。运筹学是一门独立的新兴科学,因为它区别于其他学科(如基础数学、物理、生命科学等),有本身特定的研究对象、自成系统的基础理论以及相对独立的研究方法和工具。运筹学的发展与社会科学、技术科学和军事科学的发展紧密相关,已成为工程与管理学科不可缺少的一个基础性学科,它的方法和实践已在科学管理、工程技术、社会经济、军事决策等方面起到了重要的作用,并已产生巨大的经济效益和社会效益。同时,运筹学以越来越快的速度渗透到信息科学、生命科学、材料科学和能源科学等前沿学科,成为这些学科不可缺少的研究工具。综上所述,运筹学是一门集基础性、交叉性、实用性均很强的学科。

著名数学家许国志认为,运筹学有三个来源:军事、管理和经济,离开这三个领域,运筹学就会成为无源之水,甚至会走向歧途。

(1)军事。

军事是运筹学主要的发源地之一,运筹学(Operational Research或者Operations Research)的原义为作战研究。在我国,“运筹学”一词来自“运筹帷幄之中,决胜千里之外”。

美国军事运筹学会认为孙武是世界上第一个军事运筹学的实践家,在孙子兵法质的论断中渗透着量的分析。在中国,古代军事运筹思想的例子还有很多,如田忌赛马、围魏救赵和沈括运粮等。在国外,运筹思想也可追溯到很早以前。1916年,英国人兰彻斯特(Lanchester)指出了数量优势、火力和胜负的动态关系,即兰彻斯特方程。美国人爱迪生(Edison)为美国海军咨询委员会研究了潜艇攻击和潜艇回避攻击的问题。这些工作对“二战”中运筹学的产生都是有影响的。1939年,在“二战”中最早从事运筹学的科学工作者,英国的鲍得西研究站的工作人员研究了对空雷达警戒新老系统如何配合的问题,从整个系统控制角度分析了通信系统的有效性。运筹学解决了“二战”中的诸多军事难题,如搜索潜艇问题、护航问题、布雷问题、轰炸问题和运输问题等。(www.xing528.com)

(2)管理。

运筹学的第二个来源是管理。企业管理是管理领域中最活跃、最先进的方式,大致经历了手工式、机械化和系统化三个时期,由此产生三个最有影响的学派:古典学派、行为学派和系统学派。古典管理学派诞生在第一次世界大战前,对运筹学的产生和发展具有非常大的影响。例如,泰勒(Taylor)详细分析了劳动过程中每一个动作及其相应的时间,去掉多余动作,改进不合理操作,找出了最有效的工作方法。甘特(Gantt)发明了横道图,用于生产活动分析和计划安排,至今还在实践中应用,并向前发展成为统筹方法。管理科学和管理实践中的许多问题,目前仍是运筹学研究者们研究的课题。

(3)经济。

运筹学的第三个来源是经济。近几十年来,经济数学和运筹学相互影响、相互促进,共同发展。经济学理论对运筹学的影响与数理经济学紧密联系,而数理经济学对运筹学中线性规划的影响,可以从魁奈(Qusnay)的经济表(Tableau Economique)(1758年)算起。当时许多经济学家对数理经济有显著贡献,如瓦尔拉斯(Walras)对经济平衡问题的研究、康托洛维奇(Kantorovich)提出的“生产组织和计划中的数学方法”,这些学者都是研究运筹学的先驱。