簡述職業(yè)教育管理中規(guī)劃決策的優(yōu)化及求解

1、文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng) 簡述職業(yè)教育管理中規(guī)劃決策的優(yōu)化及求解文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng) 摘要:職業(yè)教育院校管理中常遇到規(guī)劃決策的問題需要優(yōu)化，優(yōu)化過程一般涉及分析問題、建立線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型、獲得優(yōu)化結(jié)果。本文提出在改進(jìn)的單純形法運(yùn)算中，運(yùn)用excel軟件minverse、mmult等函數(shù)的方法，結(jié)合教育管理的項(xiàng)目所體現(xiàn)的不同應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:教育管理優(yōu)化求解1職業(yè)院校教育管理中的規(guī)劃決策優(yōu)化問題在職業(yè)教育院校管理中常常碰到規(guī)劃決策優(yōu)化問題。案例1: 在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備購置時(shí)，如何在經(jīng)費(fèi)總額和各類設(shè)備的經(jīng)費(fèi)分配確定的情況下，以實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備利用率最高或?qū)W期使用時(shí)數(shù)最多為目標(biāo)，確定各類設(shè)備中不同設(shè)備的優(yōu)化購置

2、數(shù)量。案例2:在制訂專業(yè)教學(xué)計(jì)劃、安排專業(yè)開設(shè)的金工實(shí)習(xí)課程教學(xué)周數(shù)時(shí)，如何在金工實(shí)習(xí)工廠接待能力有限的條件下，以金工實(shí)習(xí)工廠每學(xué)期接受的任務(wù)最多為目標(biāo)，確定相關(guān)專業(yè)在某學(xué)期中優(yōu)化的實(shí)習(xí)周數(shù)。案例3: 在專業(yè)設(shè)置時(shí)，如何在師資總數(shù)和配置結(jié)構(gòu)確定的情況下，以學(xué)校每學(xué)年開設(shè)班數(shù)最多或允許招生學(xué)生數(shù)最多為目標(biāo)，確定各專業(yè)優(yōu)化的開設(shè)班數(shù)。這些問題共同特點(diǎn)：需要確定的變量或變量組合都受一定教學(xué)條件制約；需要確定的變量或變量組合都以某個(gè)最大（多）或最?。ㄉ伲┕芾碇笜?biāo)作為追求目標(biāo)；變量對教學(xué)條件的占用與該變量之間呈一次方的關(guān)系、即呈線性關(guān)系；需要確定的變量屬于整數(shù)。因而，這類優(yōu)化問題在數(shù)學(xué)上可歸類為線性規(guī)劃

3、問題，更準(zhǔn)確講屬于整數(shù)規(guī)劃問題。針對這些問題，如何建立數(shù)學(xué)模型、并求得其優(yōu)化結(jié)果，本文給予闡述。2教育管理優(yōu)化的過程對于職教中的優(yōu)化問題，為了求解其結(jié)果，需要經(jīng)過三個(gè)步驟。第一步分析優(yōu)化管理的目標(biāo)，即針對具體問題分析其相關(guān)因素和復(fù)雜程度，將問題由繁變簡；第二步建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，即根據(jù)管理目標(biāo)，利用相關(guān)因素建立數(shù)學(xué)模型；第三步確定管理目標(biāo)求解方法，即針對建立的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，找到合適的求解方法，獲得管理的優(yōu)化結(jié)果。2.1優(yōu)化管理的目標(biāo)為了建立數(shù)學(xué)模型，需要分析優(yōu)化問題。其一，弄清管理目標(biāo)，即確定優(yōu)化目標(biāo)，比如上述提到的案例1，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備學(xué)期使用時(shí)數(shù)最多就可以作為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化目標(biāo)不同則優(yōu)化結(jié)果不

4、同；其二，弄清相關(guān)因素，即確定問題中的變量，比如上述提到的案例2，不同專業(yè)在不同學(xué)期中安排的實(shí)習(xí)周數(shù)就屬于不同變量，問題中變量越多，求解過程越復(fù)雜，為了簡化求解過程，能合并的變量盡量合并，以減少變量數(shù)；其三，弄清約束條件，分析時(shí)不僅要考慮總體條件，而且要考慮細(xì)分條件，比如上述提到的案例3，不僅要考慮師資總數(shù)，還要考慮某科目教師或某類課程教師的數(shù)目，細(xì)分條件越多會(huì)造成數(shù)學(xué)模型中方程或不等式越多，求解過程越復(fù)雜，為了簡化求解過程，相近科目可以歸類為某類課程，這樣可以減少約束條件的個(gè)數(shù)；其四，在計(jì)算約束條件的限量時(shí)，最好保留10%左右的彈性，例如計(jì)算每位教師周課時(shí)限量時(shí)，留有12 課時(shí)的彈性，即少算

5、12 課時(shí)，這樣求解中不必按煩瑣的整數(shù)規(guī)劃步驟求解，而可以通過較簡便的線性規(guī)劃步驟求解，得到的非整數(shù)結(jié)果再作圓整。2.2優(yōu)化管理的數(shù)學(xué)模型首先將確定的變量分別假設(shè)為x1，x2，x3xn，將目標(biāo)函數(shù)假設(shè)為z；然后根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)細(xì)分的約束條件列出約束條件方程或約束條件不等式。2.3管理目標(biāo)的求解線性規(guī)劃問題求解采用單純形法。為了獲得初始基可行解，線性規(guī)劃模型應(yīng)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)形式，即需要對約束條件方程或不等式進(jìn)行改造，使之轉(zhuǎn)為包含基變量的等式。若約束條件為≤不等式，則需引入松弛變量（均≥ 0）；若約束條件為≥不等式或=方程，則需引入剩余變量（均≥ 0）和人工變量（均

6、≥ 0）。當(dāng)引入了人工變量時(shí)，求解過程中單純形法步驟可采用大m法或兩段法。3教育管理優(yōu)化案例的求解上述提到的案例3是一個(gè)實(shí)際優(yōu)化問題，要求在師資總數(shù)和配置結(jié)構(gòu)確定的情況下，以學(xué)校每學(xué)年允許招生學(xué)生數(shù)最多為目標(biāo)，確定各專業(yè)優(yōu)化的開設(shè)班數(shù)。針對該問題，可從以下幾方面進(jìn)行剖析。3.1確定相關(guān)因素根據(jù)學(xué)校當(dāng)時(shí)運(yùn)作和專業(yè)設(shè)置論證，可以確定學(xué)校設(shè)置專業(yè)。比如，2007年計(jì)劃開設(shè)專業(yè)范圍化學(xué)工藝、精細(xì)化工、制藥、工業(yè)分析、電子商務(wù)、電腦文秘、市場營銷、化工儀表及自動(dòng)化、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電應(yīng)用、模具制造、數(shù)控技術(shù)、化工裝備包括十四個(gè)專業(yè)。每個(gè)專業(yè)開設(shè)的班數(shù)不盡相同，分別用x1、x2、x3、x4、

7、x5、x6、x7、x8、x9、x10、x11、x12、x13、x14表示，有14個(gè)變量，即14個(gè)因素。為了方便計(jì)算變量系數(shù)，假定連續(xù)兩年各專業(yè)開設(shè)班級數(shù)相同。3.2確定班級人數(shù)由于各學(xué)校在設(shè)施配置不同，因而不同學(xué)校的班級人數(shù)不盡相同。比如，根據(jù)學(xué)校設(shè)施配置，確定化學(xué)工藝、精細(xì)化工、制藥、工業(yè)分析、電子商務(wù)、電腦文秘、市場營銷、化工儀表及自動(dòng)化、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電應(yīng)用、模具制造、數(shù)控技術(shù)、化工裝備等專業(yè)的班級人數(shù)分別為50、50、50、48、50、50、50、55、55、55、55、55、55、55。3.3確定優(yōu)化目標(biāo)以學(xué)校每學(xué)年允許招生學(xué)生數(shù)最多為目標(biāo)。該目標(biāo)是一個(gè)學(xué)校以市場就業(yè)為導(dǎo)向

8、、根據(jù)內(nèi)外資源限制而確立的、在培養(yǎng)能力發(fā)揮最佳狀態(tài)下的招生學(xué)生數(shù)目，當(dāng)然也是學(xué)校招生工作努力的方向。根據(jù)以上相關(guān)因素和班級人數(shù)的分析，可確定該問題的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為：maxz=50x1+50x2+50x3+48x4+50x5+50x6+50x7+55x8+55x9+55x10+55x11+55x12+55x13+55x143.4遵循兼顧原則允許招生學(xué)生數(shù)最多這一目標(biāo)在本例中以師資總數(shù)及配置結(jié)構(gòu)為主要限制，但實(shí)際上這一目標(biāo)還受制于市場就業(yè)情況和其他教學(xué)資源。若這些限制存在表現(xiàn)得突出，則必須作為約束條件放入數(shù)學(xué)模型。如根據(jù)市場和其他教學(xué)資源配置，本例中確定化學(xué)工藝、精細(xì)化工、制藥、電子商務(wù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電應(yīng)用、模具制造、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)至少開設(shè)1個(gè)班，工業(yè)分析、電子技術(shù)等專業(yè)至少開設(shè)2個(gè)班，均可作為約束條件放入數(shù)學(xué)模型。3.5剖析師資限制對教師而言，最能反映教學(xué)任務(wù)輕重的指標(biāo)是周課時(shí)量。對師資限制因素而言，最能反映能力大小的指標(biāo)是周課時(shí)限量。每位教師有周課時(shí)限量，每門課教師、每類課教師都有周課時(shí)限量。每位教師的周課時(shí)限量可以計(jì)算，為保留10% 左右的彈性，可少算1 2 課時(shí)。當(dāng)然，由于教師數(shù)目多，不便用每位教師的周課時(shí)限量作為一個(gè)約束條件。另外，由于牽涉十四個(gè)專業(yè)、開設(shè)的課程有幾十門，若以每門課的周課時(shí)限量作為一個(gè)約束條件，則線性規(guī)劃模型中約束條件太多，造成求解過程復(fù)雜。