Введение

Предлагаемый к изучению предмет является частью прикладной математики. Структуру изучаемой и смежных областей знаний можно представить в виде следующей схемы.

Общая теория систем сформировалась в последние десятилетия двадцатого века как дисциплина, изучающая общие свойства сложных систем различной природы.

Системный анализ – методология анализа сложных систем различной природы (экономических, технических, биологических, социальных). Он предполагает структуризацию системы, формулировку целей и анализ полученных подсистем с помощью математических методов.

Система – совокупность взаимосвязанных элементов. Она описывается некоторыми параметрами, среди которых выделяют исходные ( ), управляемые (A, B, C…) и выходные ( ). Задача анализа системы ставится как задача принятия решений, то есть задача выбора таких управляемых параметров, которые обеспечивают наилучшие показатели деятельности системы. Цели функционирования системы могут быть разные и обычно формулируются постановщиком задачи, лицом принимающим решения.

Исследование операций занимается изучением количественных методов анализа результатов целенаправленной человеческой деятельности с помощью экономико-математических методов.

Системы, не являющиеся результатом человеческой деятельности, изучаются в рамках общей теории систем другими специализированными дисциплинами. Примером такой дисциплины является математическая физика.

Математическая физика – наука, которая изучает поведение сплошных сред. К математической физике, в частности, относится механика жидкости, газа и твердых тел.

Задачи принятия решений

Исследование операций включает в себя целый ряд научных дисциплин, отличающихся целями и методами принимаемых решений:

• М

  (1)

  (2)

  атематическое программирование изучает такие задачи принятия решений, в которых наилучшим решением является такое, на котором достигается наибольшее (или наименьшее) значение некоторого показателя эффективности:

где

Задача (1–2) относится к классу экстремальных задач. Если область допустимых решений D совпадает с пространством вещественных чисел R, то есть отсутствуют ограничения (2),то данная экстремальная задача является классической задачей оптимизации.

• Линейное программирование. Задача линейного программирования – это задача математического программирования (1–2), в которой целевая функция и функции ограничений линейные. Для таких задач разработаны точные методы решений.

• Транспортные задачи – задачи линейного программирования специального вида, имеющие более эффективные методы решений.

• Задачи о назначениях – задачи о распределении работы между исполнителями с целью достижения максимальной эффективности.

• Задачи нелинейного программирования – задачи математического программирования, в которых хотя бы одна из функций нелинейна. В общем случае эти задачи не имеют точных аналитических методов решений. Основные методы их решения – приближенные.

• Задачи выпуклого программирования – задачи нелинейного программирования, имеющие вогнутую () функцию цели и выпуклую () область допустимых значений. Это гарантирует одноэкстремальность задачи и позволяет сформулировать признак оптимальности решения.

• Задачи квадратичного программирования – задачи выпуклого программирования, имеющие квадратичную целевую функцию с линейными ограничениями.

• Задачи дискретного программирования – задачи математического программирования, имеющие дискретную область допустимых решений (в частности, конечное или счетное множество решений).

• Задачи динамического программирования – задачи, в которых применяются пошаговые методы решения.

• Задачи стохастического программирования – задачи, в которых используются функции случайных величин.

• Векторная (многокритериальная) оптимизация изучает задачи исследования операций, в которых требуется обеспечить наибольшее (наименьшее) значение нескольким показателям эффективности в одной и той же области допустимых решений.

• Теория игр рассматривает задачи принятия решений в конфликтных ситуациях.

• Теория управления запасами изучает задачи определения объемов поставки и сроков хранения продукции.

• Сетевое планирование и управление предлагает методы планирования работ, связанных сетевыми графиками.

• Теория расписаний или теория календарного планирования рассматривает методы планирования работ во времени.

• Имитационное моделирование – моделирование систем с помощью электронной вычислительной техники.

• Моя теория – это Ваша, читатель, теория, которую Вы разработаете для решения прикладных задач, которые встанут перед Вами в ходе Вашей профессиональной деятельности. Для этого Вам потребуется использовать уже известные методы принятия решений, в первую очередь это методы решения экстремальных задач.