运筹学的三个来源
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,它和人类实践活动的各种决策并存。直到20世纪初,并延续到20世纪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。
运筹学有三个来源:军事、管理、经济。
一、军事
军事是运筹学发源地之一,是运筹学的一个大好舞台。事实上,运筹学(Operational Research; Operations Research,简称OR)的原意叫做作战研究。我们中文的运筹学是根据“运筹帷幄之中,决胜千里之外”而来的。这是汉高祖刘邦称赞张良的话,取其意而用之,把OR翻译成运筹学。
美国军事运筹学会,1981年出版了一本书,书中有一句话,就是说孙武子是世界上第一个军事运筹学的实践家。我们认为把孙武子是世界上第一个军事运筹学家是非常恰当的。在著名的“孙子兵法”中,他在质的论断中,渗透着深刻的量的分析。在“计篇”中,他认为,应当从政治、天时、地利、帅和法治五个方面,对敌我双方的优劣条件,进行全面的估计和分析,来估量战争的胜负。这是从全局的观点来分析战争,指出:“知之者胜,不知者不胜”。在“计篇”中,他指出了算计和谋划对于决定战争胜负的重要性。在“谋攻“篇中,他指出:知己知彼,百战百胜;知彼不知己或知己不知彼,胜负各半,既不知己也不知彼,战战皆输。在此处,军事运筹学家孙武子的论断中就有数量分析。军事运筹问题和运筹学思想的例子还有很多,比如田忌赛马、围魏救赵、行军运粮等等。
同样,在国外运筹思想也可以追溯到很早很早以前。如阿基米德、伦纳多.达.芬奇、伽利略等都研究过作战问题。第一次世界大战时,英美均有运用运筹学的例子。1916年,英国的兰彻斯特(Lanchester)发表了一个有名的小册子,指出了数量优势、火力和胜负的动态关系,即后来被人们称之为兰彻斯特方程。美国的爱迪生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。这些工作对第二次世界大战中运筹学的产生是有影响的。
第二次世界大战中所研究的军事运筹问题就很多了。例如,搜索潜艇问题、护航问题、布雷问题、轰炸问题、运输问题等。第二次世界大战的军事运筹问题及其解决方法,有如下特点:(1)数量是是实战中的真实数据;(2)解决问题的人员组成是多学科的;(3)处理问题的方法渗透着物理学的思想。
二、管理
运筹学的第二个来源是管理,管理的范畴很广。企业管理是管理领域中最活跃,最先进的部分。企业管理经历了三个时期:(1)手工式管理时期;(2)机械化管理时期;(3)系统化管理时期。
管理是一门技艺,也是一门科学。管理科学,按照国际管理科学会的说法,是把各种科学方法,用于管理。在管理科学学术领域中,有三个最有影响的学派:(1)古典学派;(2)行为学派;(3)系统学派。
第一次世界大战前就已诞生并成熟的古典管理学派,对运筹学的产生和发展影响是非常大的。古典学派的代表人物是泰勒(Taylor)、甘特(Gantt)、吉尔布雷斯(Gilbreth)等。古典管理学派的中心思想是寻求一些方法,使人们自愿的联合和协作,保持个人的首创精神和创造能力,达到增加效率之目的。以此思想为指导,可以详细分析劳动过程中每一个动作及其相应的时间,去掉多余的动作,改进不合理的操作,找出最有效的工作方法,这就是通常所说的泰勒制的部分内容。这里面蕴含着系统分析的思想。泰勒本人对车工非常熟悉,他曾试图找出切割效率和车速、进刀量等因素的数学关系,现在来看,这是一个优选问题。古典管理学派的理论、内容是很丰富的。他们提出了管理的基本原则,研究了机构设置、权限、工厂布局、计划等一系列问题。也提出了举世闻名的刺激性工资制度,甘特所创造的黑道图,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。管理实践正和管理科学的许多问题,至今仍是运筹学者进行着大量研究的课题
三、经济
运筹学的第三个来源是经济。经济学理论对运筹学的影响,是和数理经济学这一学派紧密联系的。梳理经济学对运筹学,特别是运筹学中的线性规划的影响,可以从QUSNAY1758年在凡尔赛发表的《经济表》算起。当时许多经济学家对数理经济有显著贡献,最有名者是沃尔拉思(Walras),他当时就研究了经济平衡的问题,其数学形式为后来的数理经济学家一而再、再而三的研究和深入发展。20世纪30年代,奥地利和德国的经济学推广了沃尔拉思的工作。1932年,VON NEUMANN提出了一个广义的经济平衡模型。1939年,苏联的康托洛维奇发表了《生产组织和计划中的数学方法》一书,这些工作都可看作是运筹工作的先驱。
这里我们需要指出一点:伟大的导师马克思是第一个成功的把数学用于经济研究的无产阶级经济学家。在他毕生致力研究的《资本论》中,处处渗透着量的分析。在关键之处,还蕴含着新的数学理论的萌芽。虽然在《资本论》这部巨著中并没有大量的数学公式,但是的确存在着深刻的量的分析。因而,可以说马克思是最早把数学用于经济研究的经济学家之一。
近30年来,经济数学和运筹学相互影响,相互促进,共同发展。
运筹学来源于军事、管理和经济,离开了这三个领域,运筹学就会成为无源之水,就会走向歧途。这是有很多人的实践已证明了的事实。
资料来源:运筹学ABC:成就、信念与能力,李宗元主编,北京:经济管理出版社,2000