作者:胡晓东 来源:《科学新闻》 发布时间:2015/7/10 16:17:42
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中国运筹学会

1991 年,徐光辉(正中)与章祥荪(最左)APORSC 期间与部分亚太同行合影。

 

第八届国际工业与应用数学大会将于2015年8月在北京召开。中国运筹学会作为本次大会的中方组织者之一,对来自国内外的运筹学界同行表示热烈欢迎,希望通过这个四年一度召开的学术盛会,大家不仅能交流彼此的学术成果和观点,更能增进相互的友谊,一起携手为运筹学的理论研究、应用实践和普及推广做出贡献。

何为运筹学

运筹学是自二十世纪三四十年代发展起来的一门新兴交叉学科。它主要研究人类对各种资源的运用及筹划活动,以期通过了解和发展这种运用及筹划活动的基本规律和方法,发挥有限资源的最大效益,达到总体最优的目标。

从问题的形成开始,到构造模型、提出解案、进行检验、建立控制,直至付诸实施为止的所有环节构成了运筹学研究的全过程。运筹学研究对象的客观普遍性,以及强调研究过程完整性的重要特点,决定了运筹学应用的广泛性。它的应用范围遍及工农业生产、经济管理、工程技术、国防安全、自然科学等各个方面和领域。

运筹学从创建时期开始起就表现出其理论与实践结合的鲜明特点,在它的发展过程中还充分表现出多学科的交叉结合,物理学家、化学家、数学家、经济学家、工程师等联合组织成研究队伍,各自从不同学科的角度出发提出各自对实际问题的认识和见解,促使解决大型复杂现实问题的新途径、新方法、新理论更快地形成。

运筹学的学科体系主要包含三大部分:模型、理论和算法。无论是早期解决二战中的兵力部署和武器调配,还是生产组织问题或交通、通讯问题,相关领域的运筹学工作者都建立了各种各样的模型,并在这些模型下逐步地建立了比较完整的理论体系,提出了求解相应问题的各种类型的高效算法。

经过七十多年的发展,运筹学已经逐步形成了一套系统的研究和解决实际问题的方法,它可以概括为以下五个阶段:

构建所关心问题的数学模型,将一个实际问题表示为一个运筹学问题;

分析问题(最优)解的性质和求解问题的难易程度,寻求合适的求解方案;

设计求解相应问题的算法,并对算法的性能进行理论分析;

编程实现算法,并分析模拟数值结果;

判断模型和解法的有效性,提出解决原始实际问题的具体实施方案。

运筹学作为一门新兴的交叉学科,业已在军事国防、企业民生、科技工程、经济金融等领域中产生了深刻而广泛的影响。人类社会进人新世纪以来,世界科技发展突飞猛进,经济全球化愈演愈烈,市场竞争日趋激烈;中国经济已经从计划体制转入市场体制的轨道,并持续高速发展,举国正在实施建设创新型国家的发展战略。运筹学在中国面临发展的大好机会。

华罗庚(左二)和大庆油田的钻井工人讨论如何用优选法来开发油田。

运筹学的发展

曾经担任过英国运筹学会主席和国际运筹学会联合会主席的K. Brain Haley曾指出:“就技术发明对战争的影响或就为未来事件的筹划来说,运筹学可认为是起源于古中国或古埃及。”

的确,朴素的运筹思想在中国古代历史发展中源远流长。公元前6世纪的著作《孙子兵法》研究如何筹划兵力以争取全局胜利,是中国古代军事运筹思想最早的典籍。总之,统筹、多阶段决策、多目标优化、合理运输、选址问题、都市规划、资源综合利用等运筹思想方法在中国古代的日常生产活动中屡见不鲜,但很少有人从数学的角度对其进行提升。

现代运筹学被引入中国是在上世纪50年代后期。中国第一个运筹学小组是在钱学森和许国志的积极推动下,在1956年于中国科学院力学研究所成立。他们两人于1955年回到祖国致力于新中国的科技事业。可见在中国,运筹学一开始就被理解为与工程有密切联系的学科。

1959年,第二个运筹学部门在中国科学院数学研究所成立。力学所小组与数学所的小组于1960年合并成为数学研究所的一个研究室,当时的主要研究方向为排队论、非线性规划和图论,还有人专门研究运输理论、动态规划和经济分析(例如投入产出方法)。

1963年是中国运筹学教育史上值得一提的一年,数学研究所的运筹学研究室为中国科技大学应用数学系的第一届学生开设了较为系统的运筹学专业课,这是第一次在中国的大学里开设运筹学专业和讲授运筹学的课程。今天在中国,运筹学的课程已成为大多数大学商学院、工学院乃至数学系和计算机系的基本课程。

上个世纪50年代后期,运筹学在中国的应用集中在运输问题上。其中一个代表性工作是“打麦场的选址问题”,主要研究和解决在手工收割为主的情况下如何节省人力。此外,国际上著名的“中国邮路问题”模型也是在那个时期由管梅谷提出的。可以看出现在非常热门的“物流学”,当时就形成一些研究雏形,但可惜中国在计划经济体制下,现代化工业水平不高,使我国在相当长的时期中远离了当代“物流学”的发展主流。

中国运筹学早期普及与推广工作的亮点是由华罗庚点燃的。在“文革”期间,他身为中国数学会理事长和中科院数学所所长,亲自率领一个小组,大家称为“华罗庚小分队”,到农村、工厂讲解基本的优化技术和统筹方法,应用于日常的生产和生活中。自1965年起的十年中,他在约20个省和无数个城市的推广,播下了运筹学哲学思想的种子,大大推动了运筹学在中国的普及和发展。直到今天,许多中国人还记得“优选法”和“统筹法”。

在上世纪六七十年代的动荡和艰苦下,许国志和越民义等中国运筹学的开拓者们始终未停止运筹学的研究和实践。他们在排队论的瞬时概率性态问题、非线性规划梯度算法收敛问题、组合优化中的排序问题等取得了一批重要成果,得到了国外同行的关注和好评。美国数学会在1977年出版的访华报告中指出:“在应用数学方面,中国在诸如排队论等领域已十分讯捷地达到了这些领域的前列。”其中,相关成果在1978年全国科学大会上获得大会奖和中国科学院重大成果奖,也为中国运筹学的发展打下了坚实的基础,同时培养了一批运筹学的学科带头人和研究骨干。

自上世纪80年代以来,随着改革开放,国内外学术交流不断增加。中国运筹学有了快速地发展,运筹学工作者取得了一批有国际影响的理论和应用成果,如将全局最优化、图论、神经网络等运筹学理论及方法应用于分子生物信息学中的若干应用基础性问题的研究中;将优化及决策分析方法应用于金融风险控制与管理、资产评估与定价分析模型等相关问题研究中;将随机过程方法应用于排队网络的数量指标分析中;将随机动态规划模型应用于供应链管理中的多重决策的最优策略计算中。特别是,运筹学工作者因在组合优化、生产系统优化、图论、非线性规划和城市交通领域的突出贡献曾先后获得国家自然科学奖二等奖5项;因在经济信息系统评估和粮食产量预测方面取得突出成绩曾先后获得国际运筹学会联合会运筹学进展奖一等奖2项。

此外,中国运筹学工作者继续坚持运筹学研究与国民经济建设等重大项目和问题紧密结合。他们在山东省与大连市经济发展计划的制定,兰州铁路局铁路运输的优化安排,中外合资经营项目经济评价,宝钢和武钢等大型企业的调度优化,若干国家重大工程中的综合风险分析等方面,都发挥了积极的作用,产生了良好的经济效益和社会效益。

华罗庚(右)与越民义(左)在讨论。

中国运筹学会

在中国运筹学近30多年的发展过程中,中国运筹学会起到了非常重要的作用。中国运筹学会于1980年成立,当时它是中国数学会的一个分会。第一届全国大会在山东省济南召开,华罗庚被选为第一届理事长。1992年,在时任中国科协主席钱学森的大力支持下,中国运筹学会获批从中国数学会独立出来,成为国家一级学会,主管单位为中国科学技术协会,挂靠单位为中国科学院应用数学研究所。

中国运筹学会每两年举办一次的学术交流年会是具有国内外影响的学术会议品牌,已经举办了12次。除了有国内从事运筹学及相关领域的众多专家学者和师生参加,还有国际同行应邀参加做邀请报告。其中包括时任美国运筹管理学会主席的M. S. Daskin(2006年,深圳)和S. M. Robinson (2014年,徐州),时任国际运筹学会联合会主席的E. d. Rosario(2008年,南京)和D. W. Dominique(2012年,沈阳)。学术年会让中国运筹学工作者了解了国内外运筹学发展的最新动态和成果,并得到了中国科协领导的高度评价。

中国运筹学会先后设立了三个奖项:应用奖(2000年始)、青年科技奖(2004年始)和科学技术奖(2008年始)。这三个奖项都是每两年评选一次,奖励中国运筹学工作者在运筹学及相关领域取得的具有突出经济效益和社会效益的应用成果及重大理论创新研究成果。这三个奖项在中国运筹学界有很高的声誉。2014年始,上述奖项都纳入到中国运筹学会科学技术奖,其包括四个子奖项:终身成就奖、运筹研究奖、运筹应用奖和青年科技奖。

中国运筹学会主办《运筹学学报》与《运筹与管理》两个中文期刊,并与施普林格出版社合作,于2013年创办了一个英文期刊Journal of the Operations Research Society of China。同时,它还与中国科学出版社合作编辑出版《运筹与管理科学丛书》,目前已经出版14册。这些期刊和丛书为中国运筹学工作者提供了一个展示他们科研成果的很好平台。

中国运筹学会自成立以来一直十分重视开展国际学术交流工作。1982年中国运筹学会成为国际运筹学会联合会(IFORS)的成员国,并于1985年参与创立了亚太运筹学会联合会(APORS)。1991年,中国运筹学会在北京成功举办了亚太运筹学会联合会第二届大会。1992年,时任中国运筹学会理事长的徐光辉当选为国际运筹学会联合会副主席。1999年,中国运筹学会在北京成功举办了主题为“运筹学——21世纪中通向繁荣的大道”的国际运筹学会联合会第十五届大会,共有49个国家和地区的1000余位代表参加(海外代表800余位)。本届大会的召开,进一步密切了中国运筹学会与各国和地区运筹学界的联系,使世界更了解中国,对我国运筹学的发展产生了深远影响。

进入新世纪以来,随着改革开放的不断深入,对外交流的日渐频繁,中国运筹学界在国际运筹学界的地位也不断加强。中国运筹学会的前任理事长章祥荪和袁亚湘先后担任亚太运筹学会联合会的主席和国际运筹学会联合会的副主席。中国运筹学工作者每年在国内举办或承办十个左右的国际会议,特别是中国运筹学会与美国的运筹与管理科学研究会(INFORMS)合作,分别于2006年在香港和2012年在北京举办了运筹与管理科学研究会的海外学术大会。

目前,中国运筹学会先后成立了13个专业分会:可靠性分会(1981)、排序分会(1990)、排队论分会(1993)、数学规划分会(1994)、决策科学分会(1997)、智能计算分会(1998)、图论组合分会(2003)、不确定系统分会(2003)、企业运筹学分会(2005)、模糊信息与工程分会(2005)、金融工程与金融风险分会(2006)、对策论分会(2006)和计算系统生物学分会(2011)。它们涵盖了现今运筹学的大多数分支方向。此外,在中国有十个省或直辖市先后成立了各自的运筹学会,它们隶属于相应省市的科学技术协会。这些中国运筹学会的分会和地方运筹学会,每年都各自组织相关领域和地区的学术交流研讨和考察实践活动,是对中国运筹学会组织的相应活动的补充。■

(撰稿人:胡晓东)

 
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