经过长期的实践探索,人类通过研究各类资源的利用和策划方法,逐渐形成了运筹思维。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。运筹学源于军事,经过不断发展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。此外,关于运筹学将往哪个方向发展,从20世纪70年代起,西方运筹学工作者有种种观点。美国前运筹学会主席邦特认为,运筹学应在运筹学应用、运筹科学和运筹数学三个领域发展。20世纪70年代末80年代初,不少运筹学家提出,要注意研究大的复杂系统,注意与系统分析相结合。运筹学经过60多年的发展,其理论越来越艰深,应用越来越广泛,目前已经没有任何一个人可以是运筹学所有方向的专家,未来运筹学还将不断发展下去,新的思想、观点和方法不断涌现。近年来,在大数据、人工智能时代实践场景中,运筹学的应用逐步打破学科壁垒,促进交通、物流、经济、管理、计算机、控制等多学科融合发展,焕发全新生命力。
通过本节知识的学习可知,运筹学的应用不仅仅是解决特定领域的问题,更能促进多学科的融合发展。这种跨学科的融合不仅能够推动各领域知识的交叉传播,更能为社会创新和可持续发展注入强大动力。在本节知识的学习中,我们需要培养学生跨学科思维和团队协作的能力,注重多学科交叉技能的学习,让学生能够在不同领域中自如地运用运筹学的方法,推动各学科间的融合发展。在面对未来社会的复杂挑战时,学生将能够运用运筹学的方法论,以更全面、科学的方式解决问题,展现出对社会发展的积极参与和推动作用。
在这个信息爆炸的时代,运筹学的方法和工具成为处理与分析大规模数据的关键工具之一,为各行各业的决策提供了更为准确和高效的支持。本节将结合实际案例,初步介绍大数据时代下的运筹学应用与实践,帮助学生体悟运筹思维的精妙与广泛的应用前景。
从“孔孟之道”到“合纵连横”,从马科维茨的“投资组合”到纳什均衡的“囚徒困境”,从“双十一购物”到“消费者决策”,从“七桥问题”到“四色猜想”,从“优选统筹”到“库存订货”,从“两弹一星”到“双碳”目标,从“智能算法”到“机器学习”,从“数字乡村”到“智慧城市”无不体现了运筹思维的精妙。运筹学的应用也随着社会需求的不断变化而更新换代。近年来,“互联网+”的兴起开启了大数据时代,同时也使得运筹学在商业领域的应用更为紧密。以电商企业为例,其核心业务包括商品选择与定价、库存管理与货物运输以及售后服务,这三个阶段都直接关联到运筹学的应用。例如,在商品的组合与定价阶段,运筹学的重要性体现在如何更好地满足消费者的需求。通过运用运筹学中的产品组合优化问题、最优匹配问题以及产品动态定价等知识,电商企业可以在海量的消费者偏好数据中找到最佳的商品组合,并通过考虑价格敏感度等因素进行合理定价,实现更有效的营销策略。在库存管理与货物运输阶段,运筹学同样发挥着关键作用。选址问题是其中一个重要研究方向,运筹学方法确定仓储中心的位置,使得货物能够更快、更便捷地送达离消费者最近的二级配送中心,从而提高物流效率。电商企业仅仅是“互联网+”领域中的一个例子。运筹学之所以在各个领域得以应用,是因为它专注于“决策”,即在一定约束条件下如何做出更优决策。只要一个问题可以转化为决策性问题,就可以借助运筹学的方法来解决,这也是数据驱动决策的核心所在。
大数据时代下涌现的机器学习、人工智能、深度学习等技术正成为推动科技和产业发展的引擎,而这些技术与运筹学密不可分。机器学习、人工智能、深度学习等,需要训练集来训练模型和参数,通常都会定义一个损失函数或能量函数,并设定约束条件,然后求解函数的能量最小值。而其求解最小值的过程会需要使用优化求解器,或者根据特定问题自己编程求解。从这个意义上,人工智能、大数据,最终几乎都归结为一个求解损失最小的优化问题,而运筹学正是研究优化理论的学科。因此,运筹学从某种意义上来讲可以称为人工智能、大数据的“引擎”,而这一“引擎”能够解决现实生活中众多复杂问题。
如今运筹学在我国已经根深叶茂、开花结果,各种数字经济平台大量使用运筹学算法。华为等一批引领世界的中国企业大力开展运筹学的应用研究,国防部门更是把军事运筹放在十分重要的位置。通过大数据时代下各种运筹学应用与实践的例子,我们可以深刻地体会到运筹学的重要意义,同时思考运筹决策对社会的影响,大数据时代下运筹学应用面临的一系列伦理问题,如何在运筹学决策中考虑经济、社会和环境的可持续性等。因此,青年更应培养主人翁意识,增强家国情怀与国家认同感,从而树立科研报国的理想,践行社会责任。我们鼓励学生尝试能够运用新技术解决复杂问题,拓展国际化思维,在实际案例中提出创新性的解决方案,培养创新精神,为未来的运筹学应用和发展注入更多活力,也为我国在国际舞台上发挥更大的影响力奠定坚实的基础。