理论教育 运筹学中的动态规划原理及应用

运筹学中的动态规划原理及应用

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:动态规划方法就是寻求多阶段决策问题的一种非常有效的方法。贝尔曼等人在研究和解决了大量实际问题之后,提出了解决这类问题的“贝尔曼最优化原理”,从而创建了解决最优化问题的一种新方法,即动态规划。动态规划方法广泛应用于工程技术、企业管理、工农业生产、军事等部门,并取得了显著的效果。本章主要介绍动态规划的基本概念、理论和方法,再通过一些典型的应用问题来说明它的实用性。

运筹学中的动态规划原理及应用

前面章节学的线性规划问题,是一次把所有的决策变量都同时进行处理,从而寻求最优解,具有这种特点的模型称为静态模型。但现实面临的问题是,需要把问题从时间或空间上分为若干个相互关联的阶段,然后按照要求依次对各个阶段作出决策,具有这种特点的问题称为多阶段决策问题。如果把对各个阶段作出的决策序列称为策略,那么求解多阶段决策问题就是在多个决策序列中找出最优的策略。

动态规划方法就是寻求多阶段决策问题的一种非常有效的方法。所谓“动态”就是随着时间或空间的推移,把问题按照阶段逐次处理。1951年,美国数学家贝尔曼(R.Bellman)等人,通过对一类多阶段决策问题的特点进行分析,把多阶段决策问题分解为一系列相互联系的单阶段决策问题,然后分阶段逐次解决。贝尔曼等人在研究和解决了大量实际问题之后,提出了解决这类问题的“贝尔曼最优化原理”,从而创建了解决最优化问题的一种新方法,即动态规划。应该特别强调的是,动态规划是解决某一类问题的一种方法,是分析问题的一种途径,而不是一种算法,因而它没有一个标准的数学表达式和具有明确定义的一组规则,所以需要对具体问题进行具体的分析和处理。

学习动态规划时,除了对基本概念和方法正确地理解之外,还应该以丰富的想象力去建立模型,用创造性的思维去求解。用动态规划处理实际问题,常常比线性规划或非线性规划更加有效,如解析数学无法解决的离散性问题,而动态规划则是解决这类离散性问题的行之有效的方法。动态规划模型根据多阶段决策过程中时间或空间的变量是离散的还是连续的,以及决策过程的演变是确定性的还是随机性的,分为离散确定型、离散随机型、连续确定型和连续随机型四类决策过程模型。(www.daowen.com)

动态规划方法广泛应用于工程技术企业管理、工农业生产、军事等部门,并取得了显著的效果。动态规划方法可以用来解决最优路径问题、资源分配问题、装载(背包)问题、生产调度问题、设备更新问题、库存问题、排序问题、复合系统可靠性问题及生产过程最优控制问题等等,它是现代企业管理中一种重要的决策方法。

本章主要介绍动态规划的基本概念、理论和方法,再通过一些典型的应用问题来说明它的实用性。

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