《運(yùn)籌學(xué)概論》課程教學(xué)大綱

《運(yùn)籌學(xué)概論》課程教學(xué)大綱課程英文名IntroductiontoOperationsResearch課程代碼A0806Y15學(xué)分2總學(xué)時32理論學(xué)時22實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時10課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)選修先修課程《高等數(shù)學(xué)》、《線性代數(shù)》適用專業(yè)理工科專業(yè)（非計(jì)算機(jī)專業(yè)）開課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院一、課程的地位與任務(wù)本課程是自動化專業(yè)本科生的學(xué)科修課程。為適應(yīng)自動化十二五優(yōu)勢專業(yè)建設(shè)及自動化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)和認(rèn)證的需要，結(jié)合自動化專業(yè)“計(jì)量-控制-管理一體化”培養(yǎng)特色，在2012級培養(yǎng)方案中管理課程群中增設(shè)“運(yùn)籌學(xué)概論”課程，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用最優(yōu)化技術(shù)與運(yùn)籌學(xué)的相關(guān)知識于工程實(shí)際問題的建模與系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)建模與算法設(shè)計(jì)能力。2014年調(diào)整教學(xué)大綱，增加10學(xué)時的實(shí)驗(yàn)課時，以培養(yǎng)學(xué)生利用工程軟件進(jìn)行各類優(yōu)化模型的編程能力。運(yùn)籌學(xué)是用數(shù)學(xué)方法研究各種系統(tǒng)最優(yōu)化問題的一門學(xué)科，它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)管理、工程建設(shè)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及社會系統(tǒng)等各個領(lǐng)域，通過建立數(shù)學(xué)模型求得合理利用資源、省時高效的最優(yōu)方案。二、課程目標(biāo)以及與畢業(yè)要求的支撐矩陣課程目標(biāo)1：11-3能夠綜合工程活動中的多學(xué)科因素，進(jìn)行合理決策。課程目標(biāo)（1）：基本概念：線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形與單純形法；整數(shù)規(guī)劃的匈牙利算法；非線性規(guī)劃的最速下降法；動態(tài)規(guī)劃的基本遞推關(guān)系式。基本應(yīng)用：掌握優(yōu)化工具箱的使用；掌握線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃的模型編程方法；了解生產(chǎn)管理、任務(wù)與資源分配、交通規(guī)劃等應(yīng)用問題的建模與編程解算方法（用Lingo軟件及Matlab軟件編寫規(guī)劃問題的優(yōu)化程序）。表1課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求（支撐程度H、M、L）11-3課程目標(biāo)（1）M三、課程主要內(nèi)容第一章概論（2學(xué)時）各種優(yōu)化模型舉例，優(yōu)化模型分類，動態(tài)規(guī)劃，MATLAB優(yōu)化工具箱及Lingo軟件介紹。第二章線性規(guī)劃（8+4學(xué)時）線性規(guī)劃的集合特征，線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形，線性規(guī)劃的基本定理，單純形法?；疽螅赫莆涨蠼饩€性規(guī)劃的基本理論，單純形方法的理論和算法。第三章整數(shù)線性規(guī)劃（4+2學(xué)時）整數(shù)線性規(guī)劃問題及其模型，匈牙利算法、分枝定界法。基本要求：了解整數(shù)線性規(guī)劃的分枝定界法,掌握求解整數(shù)規(guī)劃問題的匈牙利算法，能應(yīng)用Lingo軟件求解整數(shù)規(guī)劃模型。第四章非線性規(guī)劃（4+2學(xué)時）非線性規(guī)劃基本概念，凸函數(shù)和凸規(guī)劃，無約束最優(yōu)化方法（最優(yōu)性條件、最速下降法）?；疽螅赫莆諢o約束最優(yōu)化方法中的最速下降法，能應(yīng)用MATLAB解非線性規(guī)劃模型。第五章動態(tài)規(guī)劃（4+2學(xué)時）多階段決策問題，最優(yōu)化原理。基本要求：掌握用遞推法求解最短路徑問題，理解最優(yōu)化原理。四、課程教學(xué)學(xué)時安排表2課程學(xué)時安排（理論學(xué)時）知識點(diǎn)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容課時數(shù)對應(yīng)的課程目標(biāo)①緒論（2學(xué)時）第一章運(yùn)籌學(xué)概論1課程目標(biāo)（1）運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)模型；應(yīng)用領(lǐng)域1課程目標(biāo)（1）②線性規(guī)劃（8學(xué)時）第二章線性規(guī)劃2.1線性規(guī)劃問題；模型案例2課程目標(biāo)（1）2.2可行區(qū)域與基本可行解；標(biāo)準(zhǔn)形2課程目標(biāo)（1）優(yōu)化工具箱與Lingo軟件2課程目標(biāo)（1）2.3單純形法2課程目標(biāo)（1）③整數(shù)線性規(guī)劃（4學(xué)時）第三章整數(shù)線性規(guī)劃3.1整數(shù)線性規(guī)劃問題；匈牙利算法2課程目標(biāo)（1）分枝定界法（簡介）2課程目標(biāo)（1）④非線性規(guī)劃（4學(xué)時）第四章非線性規(guī)劃4.1基本概念；4.2凸函數(shù)與凸規(guī)劃2課程目標(biāo)（1）4.4無約束最優(yōu)化方法；最速下降法2課程目標(biāo)（1）⑤動態(tài)規(guī)劃（4學(xué)時）第五章動態(tài)規(guī)劃5.1多階段決策問題；最短路徑求解2課程目標(biāo)（1）5.2最優(yōu)化原理；動態(tài)規(guī)劃的逆推法2課程目標(biāo)（1）五、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求表3課程學(xué)時安排（實(shí)驗(yàn)學(xué)時）序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時基本要求實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1優(yōu)化工具箱求解優(yōu)化問題2熟悉Matlab優(yōu)化工具箱驗(yàn)證必做2線性規(guī)劃模型編程解算2熟悉解線性規(guī)劃問題的Lingo編程、Matlab編程、優(yōu)化工具箱法驗(yàn)證必做3整數(shù)線性規(guī)劃模型編程解算2熟悉求解整數(shù)線性規(guī)劃問題的求解方法驗(yàn)證必做4非線性規(guī)劃模型編程解算2熟悉無約束最優(yōu)化方法中的最速下降法驗(yàn)證必做5動態(tài)規(guī)劃模型編程解算2熟悉求解動態(tài)規(guī)劃問題的求解方法驗(yàn)證必做六、考核方法及成績評定1、考核類別：考查2、考核形式：開卷3、成績評定：百分制；平時成績占20％，實(shí)驗(yàn)成績占20％，期末成績占60％。表4考核方法及成績評定表考核形式考核內(nèi)容占比評定標(biāo)準(zhǔn)平時作業(yè)成績考核課堂教學(xué)各知識點(diǎn)的課堂接受程度、聽課效果。10%中國計(jì)量大學(xué)學(xué)生課程平時成績考核細(xì)則課堂表現(xiàn)成績以到課率、課堂互動回答問題等形式，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)程度。10%中國計(jì)量大學(xué)學(xué)生課程平時成績考核細(xì)則實(shí)驗(yàn)成績考核基本編程能力，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式。20%實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書期末考試成績考核各知識點(diǎn)的基本概念、基本原理、及基本計(jì)算。題型為填空、簡答、計(jì)算題、編程題等。60%試卷參考答案和評分標(biāo)準(zhǔn)表5課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)和達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)合格標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)1講授平時成績（考勤、作業(yè)）A0.6實(shí)驗(yàn)考核B期末考試成績C七、推薦教材與主要參考書推薦教材：《運(yùn)籌學(xué)》，刁在筠、劉桂真等編，北京：高等教育出版社，2