目 录 第1章 绪论11.1 供应链管理21.1.1 管理科学发展的新阶段——供应链管理21.1.2 供应链管理的内容和目标41.1.3 供应链管理的应用51.2 供应链物流管理与运筹学61.2.1 供应链物流管理61.2.2 供应链物流管理中的运筹学问题81.2.3 供应链物流管理与运筹学的关系91.3 运筹学的主要内容和课程特点91.3.1 运筹学的发展简史101.3.2 运筹学的主要内容101.3.3 运筹学课程的特点121.4 运筹学的数学模型和工作程序141.4.1 系统的一般模式141.4.2 运筹学的数学模型161.4.3 运筹学的工作程序18本章小结19习题120第2章 线性规划222.1 线性规划概述232.1.1 线性规划问题的引入232.1.2 线性规划模型262.1.3 线性规划模型的标准型272.1.4 线性规划的图解法292.2 单纯形法322.2.1 线性规划的有关概念322.2.2 单纯形法的理论基础342.2.3 单纯形法的计算步骤35 2.2.4 单纯形法的进一步讨论432.3 对偶问题和灵敏度分析472.3.1 线性规划的对偶问题472.3.2 对偶单纯形法552.3.3 灵敏度分析572.4 整数线性规划622.4.1 整数线性规划简介622.4.2 整数线性规划的应用64本章小结69习题270第3章 运输和指派问题773.1 运输问题概述783.1.1 运输问题的引入783.1.2 运输问题的数学模型803.1.3 运输问题数学模型的特征823.2 运输问题的表上作业法833.2.1 初始基本可行解的确定843.2.2 检验数的计算893.2.3 闭回路的调整933.3 其他形式的运输问题943.3.1 产销不平衡的运输问题943.3.2 禁运与封锁的运输问题963.3.3 运力限制的运输问题973.3.4 弹性需求的运输问题993.4 指派问题1003.4.1 指派问题的引入1013.4.2 标准指派问题的数学模型1023.4.3 指派问题的求解1043.4.4 非标准指派问题107本章小结111习题3112 第4章 图与网络1154.1 图与网络概述1164.1.1 图与网络问题的引入1164.1.2 图与网络的基本概念1184.1.3 图的矩阵表示1204.2 最小支撑树问题1234.2.1 最小树的算法——破圈法1244.2.2 最小树的算法——避圈法1254.3 最短路问题1274.3.1 最短路问题的Dijkstra算法1284.3.2 最短路问题的Floyd算法1304.4 网络最大流问题1324.4.1 基本概念和定理1324.4.2 网络最大流的标号法1354.4.3 多端网络最大流问题1414.4.4 最小费用最大流问题1424.5 中国邮递员问题和旅行商问题1444.5.1 中国邮递员问题1444.5.2 旅行商问题146本章小结149习题4150第5章 网络计划1545.1 网络计划概述1555.1.1 网络计划问题的引入1555.1.2 网络计划的应用准备1575.1.3 网络计划的有关概念1585.2 网络计划图的绘制1605.2.1 网络计划图的绘制方法1605.2.2 网络计划图的绘制规则1615.3 网络计划时间参数的计算1635.3.1 工序完工时间的估计1635.3.2 网络时间参数的计算1645.4 网络计划的优化1685.4.1 工期的缩短1695.4.2 时间-成本控制1715.4.3 资源的合理配置1745.4.4 工期的概率分析177本章小结179习题5180第6章 决策论1846.1 决策概述1856.1.1 决策问题的引入1856.1.2 决策问题的基本要素1866.1.3 决策问题的分类1886.2 风险型决策1886.2.1 最大可能准则1886.2.2 期望值准则1896.2.3 贝叶斯决策1936.2.4 决策树1996.2.5 风险型决策分析的条件2036.3 不确定型决策2036.3.1 悲观主义准则2036.3.2 乐观主义准则2046.3.3 乐观系数准则2046.3.4 机会均等准则2056.3.5 后悔值准则2056.4 马尔可夫决策2066.4.1 马尔可夫决策模型2066.4.2 马尔可夫决策模型的应用208本章小结213习题6214第7章 动态规划2177.1 动态规划概述2187.1.1 动态规划问题的引入2187.1.2 动态规划问题的特点和分类2217.2 动态规划的基本概念和数学模型2227.2.1 动态规划的基本概念2227.2.2 动态规划的数学模型2257.3 动态规划的最优化原理和基本方程2257.3.1 Bellman最优化原理2257.3.2 动态规划的基本方程2267.4 动态规划的应用2337.4.1 生产库存问题2337.4.2 资源分配问题2367.4.3 系统可靠性问题2377.4.4 设备更新问题2407.4.5 背包问题242本章小结246习题7247第8章 排队论2518.1 排队系统概述2528.1.1 排队问题的引入2528.1.2 排队系统的结构和要素2548.1.3 排队系统的分类2568.1.4 服务和到达的随机分布2568.1.5 排队系统的绩效指标2598.2 负指数分布排队系统模型2598.2.1 单服务台排队系统模型2608.2.2 多服务台排队系统模型2668.3 其他服务时间分布排队系统模型2728.3.1 一般分布模型M/G/12728.3.2 定长分布模型2738.3.3 爱尔朗分布模型2738.4 排队系统的优化2748.4.1 排队系统经济分析2758.4.2 M/M/1系统最优服务率2758.4.3 M/M/c系统最优服务设施数2768.5 随机模拟技术2778.5.1 随机模拟技术的原理2778.5.2 随机模拟技术的应用——随机服务系统278本章小结280习题8281第9章 存储论2849.1 存储系统概述2859.1.1 存储问题的引入2859.1.2 存储系统分析2869.1.3 存储系统的费用及变量2889.1.4 存储策略和存储模型分类2899.2 确定型存储模型2919.2.1 经典的经济订货批量模型2919.2.2 其他的订货批量模型2959.3 单时期随机型存储模型3039.3.1 需求为随机离散的存储模型3049.3.2 需求为随机连续的存储模型3069.4 多时期随机型存储模型3089.4.1 再订货点和安全库存3089.4.2 存储系统的存储策略3109.5* 供应链订货的契约管理3139.5.1 供应链的契约协调3139.5.2 两级供应链模型3149.5.3 常用的供应链契约316本章小结320习题9321参考文献324
第3版前言我国经济的高质量发展要求企业在资源配置、生产流程、质量控制、市场营销等方面进行全面优化和整合,以提高企业的综合竞争力和效益水平;要求管理者从过去的片面追求到全局考量,从功能性管理到跨部门协同,从纵向贯通到横向联动。供应链管理作为一种新的管理模式备受瞩目与关注,它强调整个供应链中各个环节之间的紧密协调与合作,以实现从原材料供应到最终产品交付的无缝衔接和高效运作。供应链管理不再将企业视为独立的实体,而是将企业作为一个整体,与供应商、合作伙伴和客户形成紧密的协同关系。供应链管理的核心思想是系统优化,以实现高质量管理的目标。党的二十大报告提出,要“加快建设现代化经济体系,着力提高全要素生产率,着力提升产业链供应链韧性和安全水平”。供应链管理模式在经济高质量发展中发挥着重要作用,它能够优化资源配置,提高生产效率,降低成本,提高产品质量和服务水平,提升企业竞争力。通过供应链管理,企业能够更好地满足市场需求,提供个性化的产品和定制化的服务,实现产品的快速上市和交付。供应链管理还能够降低供应链的风险和不确定性,应对市场的变化和挑战。在经济高质量发展的进程中,供应链管理的作用将愈发重要,推动着企业实现运作高效、创新发展。运筹学是实现供应链管理的有效工具和技术。它利用数学建模和优化技术,通过分析和优化供应链中的各个环节和决策,可以优化供应链的物流与库存管理、需求预测与计划、协调与协同、风险管理与决策支持等方面,实现供应链的高效运作和绩效改善;通过运用博弈论、协商机制等方法,可以解决供应链中不同环节之间的冲突与合作问题,促进供应链各成员之间的协调和协同。本书旨在为运筹学赋能管理实践的全方位场景,使供应链物流与运筹学相辅相成、相得益彰。与物流结合密切的专业,诸如企业管理、供应链管理、交通管理、信息管理、电子商务等专业都可选用本书。考虑到课时及与其他课程内容的重复,书中涵盖了运筹学最精华部分,略去了对策论、非线性规划等分支,这些内容可在博弈论、人工智能和机器学习课程中系统学习。以定量化管理技术与方法为基础,书内还设计了实际操作训练的内容,使学生能够综合应用所学知识对实际问题进行剖析,提升解决问题的能力,促进运筹理论和管理实践的相互融合,更完美地展现运筹学这门课程的特点。运筹学是本科院校管理类专业的基础课,本教材第1版于2010年8月由北京大学出版社出版,第2版于2017年3月出版。在不断变化的商业环境中,新的理念和技术不断涌现,运筹技术不断创新发展。第3版汲取了最近几年的教学实践,并参考了最近出版的运筹学及相关图书的精华,对案例、例题、习题进行了更新,对第2版存在的一些不连贯内容做了订正。与前两版相比,第3版具有以下新特点。(1) 以供应链物流管理为主线,贯穿各章的组织和应用。这样可以为读者提供与时俱进的管理实际背景,拓宽读者的视野,加深他们的理解,让他们能够从全局的角度来认识和掌握运筹学相关技术。同时还更新和补充了一些运筹学的新发展、新思路和新方法,以帮助读者跟上运筹学领域的最新进展。这种内容安排使得读者能够从微观层面了解供应链物流管理,便于将运筹学的技术和概念应用到实际问题中去。(2) 增添了大量的参考资料,与教材有关内容相互补充。这些资料包括学术论文、行业报告、经典案例等,有助于促进运筹技术与管理问题的深度融合,为读者提供更多的实证研究和实践经验。实际案例展示了运筹学在解决实际问题中的价值和作用,使读者能够将理论知识与实践经验相结合,提升解决问题的能力。(3) 与计算机软件和程序相结合,提高运筹技术的可操作性。书中渗透了算法设计框图与流程,引入Python和R(两者相兼容,R语言就能运行Python程序)作为运筹学分析和决策的支持工具,可帮助读者实现经济、高效、优化的学习。这些开放、免费、开源的计算机程序提供给读者友好的环境,促进了灵活性、创新性和个性化学习的深化,对读者后续专业学习起到连贯、积极的支撑作用。(4) 注重内容的可读性。各章相对独立,安排上力争深入浅出,展现最符合计算机求解的思路,尽管有时过程会烦琐一些,但思路会更加简明,使得学生可在深度与广度层面进行思索、分析及扩展。(5) 从认识事物、接受知识的规律出发,侧重于探讨运筹学与物流管理在内涵及方法论上的联系,而非阐述其背后的数学理论,强调实践、应用和经济意义,目的在于突出运筹学在供应链物流领域的应用与发展。本书编写人员均是拥有多学科的交叉研究和学习背景的一线教师,其中第1章和第2章由天津职业技术师范大学的郝海编写,第3章和第9章由沈阳工程学院的贲立欣编写,第4章和第5章由天津中德应用技术大学的钟敏编写,第6章和第7章由天津商业大学的王全文编写,第8章由河南理工大学的王永健编写。郝海负责统筹和定稿。在编写过程中,参考了国内外的相关文献,在此对这些文献的作者表示衷心的感谢!限于书中篇幅,供应链参与者的合作竞争、供应链金融等未予涉及,这些内容有待运筹理论的进一步延伸和拓展。鉴于编者水平所限,书中难免有疏漏之处,殷切希望同行、专家和其他读者批评指正。编 者2024年3月
(1) 以供应链物流管理为主线,贯穿各章的组织和应用。这样可以为读者提供与时俱进的管理实际背景,拓宽读者的视野,加深他们的理解,让他们能够从全局的角度来认识和掌握运筹学相关技术。同时还更新和补充了一些运筹学的新发展、新思路和新方法,以帮助读者跟上运筹学领域的最新进展。这种内容安排使得读者能够从微观层面了解供应链物流管理,便于将运筹学的技术和概念应用到实际问题中去。(2) 增添了大量的参考资料,与教材有关内容相互补充。这些资料包括学术论文、行业报告、经典案例等,为有助于促进运筹技术与管理问题的深度融合,读者提供更多的实证研究和实践经验。实际案例展示了运筹学在解决实际问题中的价值和作用,使读者能够将理论知识与实践经验相结合,提升解决问题的能力。(3) 与计算机软件和程序相结合,提高运筹技术的可操作性。书中渗透了算法设计框图与流程,引入Python和R(两者相兼容,R语言就能运行Python程序)作为运筹学分析和决策的支持工具,可帮助读者实现经济、高效、优化的学习。这些开放、免费、开源的计算机程序提供给读者友好的环境,促进了灵活性、创新性和个性化学习的深化,对读者后续专业学习起到连贯、积极的支撑作用。(4) 注重内容的可读性。各章相对独立,安排上力争深入浅出,展现最符合计算机求解的思路,尽管有时过程会烦琐一些,但思路会更加简明,使得学生可在深度与广度层面进行思索、分析及扩展。(5) 从认识事物、接受知识的规律出发,侧重于探讨运筹学与物流管理在内涵及方法论上的联系,而非阐述其背后的数学理论,强调实践、应用和经济意义,目的在于突出运筹学在供应链物流领域的应用与发展。
郝海,博士,教授,硕士研究生导师,天津职业技术师范大学,主要研究方向为供应链物流管理、管理决策与优化理论等。具有多学科交叉学习与工作背景,多年来从事应用数学、系统工程、经济管理等学科的一线教学,对学科发展及融合有深厚的底蕴和见解。近年来,在学术期刊发表学术论文30余篇,参加过各类课题的研究工作。承担企业横向课题多项,均得到了企业的认可并获得了较好的应用效果。钟敏,博士,副教授,天津中德应用技术大学智能制造学院物流系副教授,主要研究方向为供应链物流管理,智慧物流决策和优化理论等。具有多学科交叉学习与工作背景,一直从事应用数学、系统工程、经济管理等学科的一线教学工作。近年来,在学术期刊上发表论文10多篇,参与过多项课题的研究工作。
本书系统讲解了线性规划、运输和指派问题、图与网络、网络计划、决策论、动态规划、排队论、存储论等内容。本书从认识事物、接受知识的规律出发,深入浅出地介绍运筹学的思想,又通过理论联系实际来阐述管理问题的数学建模方法。本书侧重于探讨运筹学与物流管理在内涵及方法论上的联系,而非阐述其背后的数学理论,强调实践、应用和经济意义,突出运筹学在供应链物流领域的应用与发展。本书条理清晰、通俗易懂,适合作为物流工程、物流管理、管理工程、交通运输、信息管理等专业的本科或研究生教材,也可作为物流咨询公司、物流企业的物流从业者和其他企业物流部门管理人员的参考用书。