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運籌學和管理運籌學的區別范文1
本文得到上海市教委2009年《運籌學》重點課程建設項目資助。
引 言
在商學院多年從事運籌學教學的基礎上，筆者比較并深刻體驗了使用中文教材和英文原版教材兩種語境下的各種不同。使用中文教材時，課程與教材同名都叫“運籌學”。而使用英文教材，則是因了聯合國國際貿易中心（ITC）的推薦，課程和教材統統改為“管理科學”（Management Science）。兩種語境，教學側重點的差異十分明顯，教學心得和學生反饋亦迥異。本文比較它們的異同及該課程在我校的定位和教學實踐的變遷并提出個人思考。
商學院運籌學課程的定位
“運籌學”在我國高校早已普遍開設。雖然何謂運籌學，至今尚無統一且確切的定義，但與英文“管理科學”類似，包含規劃論、排隊論、決策論、對策論、圖與網絡分析、存儲論等內容基本是固定的，只是因專業或課時不同各有取舍而已。雖然近年亦常見名為“管理運籌學”、“物流運籌學”等明顯偏重應用的教材，但與英文教材不同的是，中文同類教材直接用“管理科學”稱呼的幾乎沒有。既然“運籌學”與“管理科學”內容基本一致，為什么中文課程名稱多舍后者而就前者？筆者認為，差異較多地來自對運籌學與管理學關系的理解不同，課程體系的偏重不同，表現為稱呼不同。
中文語境下“運籌學”明顯地偏重定量方法自身，數學色彩濃厚，數學化處理方式明顯：概念、定理、算法和推導構成課堂的主旋律。
英文語境下的管理科學則有狹義和廣義之別。狹義上，管理學界存在所謂管理科學學派（亦稱計量管理學派）。該學派認為管理科學與運籌學是同一語：為解決復雜系統的管理決策問題，可以借助各類模型和計算機作為工具，尋求最佳的計劃或方案，以達到企業優化目標。Stafford的解釋更干脆：所謂管理科學就是運籌學在商業方面的應用。
再看廣義。首先，管理理論是指管理學學者經過反復驗證修訂后，用以解釋管理現象的理論。管理學界公認的分支就有：企業管理（含生產、營銷、財務、人力資源開發與管理等）、管理工程（含質量控制與可靠性管理、物流管理、戰略管理、決策分析、管理信息系統等）、工商管理、管理心理學、管理思想史、計量管理學等。廣義管理科學已經滲透到管理的各個領域，形成了內容廣泛、門類齊全的與社會科學、自然科學并列的第三類科學。其中許多分支僅將運籌學作為最重要定量分析工具之一，如物流系統工程。其次，運籌學模型難以量化在管理實踐中最復雜也是最重要的人的因素，僅僅利用俠義的管理科學定量方法解決復雜經營環境下的組織問題必然會面臨諸多實際困難。英國蘭卡斯特大學管理學院對此的最新解釋是：管理科學專注于建立和應用已經被證明確實能幫助說明管理問題的模型和概念，并解決實際管理問題。
在美國歷史上曾出現過兩個與運籌學有關的專業團體：美國運籌學協會（ORSA）和管理科學學會（TIMS）。前者專注于建立數學模型和模型的優化算法、模擬及隨機過程分析方法。后者考慮的問題則要寬泛許多，強調對更一般性問題科學方法的應用并研究管理問題本身，涉及運籌學、統計學、會計學、金融學、信息系統和組織心理學等。只是到了1995年才在爭議中合并為運籌學和管理科學學會（IFORMS）。
可見，“運籌學”與“管理科學”關系緊密但卻有區別。俠義的管理科學既不注重運籌學的數學基礎，也不探究管理學原理，而是側重依據客觀數據、最優化標準和各種數學方法處理管理問題，追求經濟和技術上的合理性，是將科學方法和工具應用于管理過程。而廣義管理科學能為系統地改善組織的決策過程提供更廣泛的工具，運籌學等“硬”決策工具的應用可使之具有更鮮明的科學性，也是現代管理實踐基本功之一。但運籌學遠不能涵蓋廣義管理科學全部內容，特別是其中的“軟”決策方法，作為一門課程也不可能作此要求。
所以，在管理學越來越清晰呈現出定性與定量交叉化趨勢下，商學院完全有必要開設“運籌學”課程。不過，即便從培養目標看，也不宜突出其數學特性，而應將之作為管理問題的數量化工具，凸顯其在優化資源配置方面的作用。也就是說，將“運籌學”定位在狹義管理科學上更合理。絕大多數英文“管理科學”教材在大量刪減運籌學數學理論的同時增添大量實用管理模型和案例就是一種說明：既鮮明突出了運籌學在管理學中的應用價值，又使“管理科學”的稱呼更適合于商學院的氛圍和應用導向，便于學生突破對數學的思考范疇，同時提升對管理學進行科學思考的水平。
商學院運籌學課程的設計
既然商學院運籌學課程應淡化數學色彩，恰當地予以設計十分必要。
1.運籌學的核心是應用
運籌學被公認是一門從起源到發展脈絡都體現出極強實踐性的學科，其精髓在于分析問題和解決問題，庫存、運輸、項目、財務、人力資源管理和生產計劃等領域都是其擅長之處。對商學院而言，學校目標是“培養應用型人才”，其中經管類學生有機會了解廣義管理科學的諸多分支，知識面龐雜，思維活躍，特別歡迎實踐性強的知識但手中較少有效的定量工具。所以，運籌學的教學若能充分體現學以致用的原則，對不同專業學生設計出有針對性的內容模塊，則可體現該課程的定位，亦容易激發學習積極性。
2.運籌學不是數學課
我們在多年教學經歷基礎上探索的結果是：作為管理學科學化標志之一，運籌學打通了管理學與數學的界線，在培養商學院學生習慣于利用定量工具思考管理問題（圖1所示步驟），從而提升作為科學人的素養方面的重要性不言而喻。但多年的教學互動和來自學生的反饋也提醒我們：運籌學課程最后的著力點應在管理（步驟 I）。
這是因為，首先，運籌學包含的內容十分豐富，而商學院相應學時數一般并不多；其次，經管類各專業學生的經濟、管理類知識比較齊全，對圖1步驟 I 比較容易上手，在對計算機運算結果給予合適經濟和管理含義解釋方面也有一定優勢，但數學基礎普遍不很扎實，要在十分有限的課時內接受并熟悉運籌學復雜的數學推導、精巧的算法思路和計算機編程（圖1步驟 II 和 III）并不容易；第三，不同層次、專業和類型的學生，專業培養目標不盡相同，學生對本課程的認知和訴求也存在明顯差異。例如，理工類專業學生就比較擅長圖1中步驟 II 和 III。所以，若偏重算法和編程卻輕視應用，像數學課那樣羅列一大堆定理和公式，對算法予以嚴格推導，運籌學就會在商學院學生面前失去其多學科橫向交叉聯系、強調解決實際管理問題的特色，出現厭學、為考試而學習、無法實現從理論到應用的過渡等現象也就不足為奇。
3.運籌學離不開計算機
現代企業管理中影響某一事務的因素往往錯綜復雜，即使能建立起定量模型，其后續計算大多極為繁復。若僅僅依靠傳統的算法獲得模型結果往往需要相當長時間，就會使定量模型的意義大大下降。計算機的出現極大提高了模型的求解效率，使運籌學模型在日常管理中的應用成為可能。正因為此，在企業管理實踐中，不再是是否應當使用計算機，而是計算機怎樣才能更好地用于支持決策。所以，在商學院運籌學教學過程中強調并深度融入相應計算機軟件的使用是必要的。
教學探索與實踐
表面上看，同樣一門課，我校經歷了“運籌學”到“管理科學”的名稱變動，但實際上體現了從數學化的運籌學到應用為主管理科學的教學實踐的演變。
1.分級教學
從學生實際出發，因材施教是將幾乎處于同一水平的學生放在一起分別教學的一種教學手段。這種教學體系，根據學生的個體差異，按照不同科目的不同學習能力的高低將學生群體劃分成不同的級別或層次，有針對性地進行分班教學。有效的分級教學，能使教師節約精力、突出重點、積累經驗。能讓學生盡可能地在各自的“最近發展區”得到充分的自由發展，謀求各個層次的學生都能獲得成功的體驗，促進學生的素質得到全面提高。所以說，分級教學是建立在“以學生成才為本”理念基礎上，為實現教學目的的一致性和教學過程的互異性所進行的重要實踐，因材施教是分級教學的核心思想。教育部在最新的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中也指出，要注重因材施教，關注學生不同特點和個性差異。
針對不同課時數的不同專業，我校將運籌學課程分成了A、B兩級進行分級教學。具體來說，A級教學中數學處理手法較多，兼顧模型的建立和算法的分析。B級則更注重啟發學生在面對管理中存在的大量最優化問題時運用運籌學方法建立模型而非算法分析。例如，其中的一個案例問題是：雖然已經具備現代化定位和通訊設施，若要上海出租車調度系統充分發揮效能，可以利用哪些運籌學模型作為后臺支撐？
實踐中，我們的分級教學使用不同教材，還對內容進行了較大力度的取舍處理。規劃論各專業必修。其他一些分支，則各有增減。如工商管理專業適當增加項目管理內容；物流專業增加存儲論部分內容，介紹延遲策略及其模型；人力資源管理專業會增加績效評估內容；信息管理類專業，則增加計算機模擬和信息價值評估方法等內容，受到學生歡迎。
2.厚積薄發，突出運籌學與其他學科的交叉
我們始終把運籌學課程看作是對思維方式的一種培養，是為商學院學生提供“打開一扇窗”的機會：除了要有科學管理意識，更需掌握管理科學的方法。
面對知識面較廣的商學院學生，要想上好運籌學課并凸顯其實用性，教師需具備充分的定量和經濟、管理學知識。例如，庫存模型通常將需求區分為固定和相對復雜的隨機兩類。當學生對需求滿足特定分布的假設產生疑惑時，教師就應當能夠適時介紹需求數據的獲取及利用統計學軟件對其分布加以判斷的方法，這可加深學生對運籌學交叉性的理解。再比如，對偶價格與資源價值、運輸模型算法與經濟學帕累托最優原理、敏感性分析與市場波動、數據與市場調研等相關概念都體現了運籌學與經濟、管理千絲萬縷的聯系和交叉，教師足夠的知識積累才能應對裕如。唯其這樣，不少現代管理方法，如績效評估、MRP、JIT技術、設備管理計劃、ABC分類法等，才能在管理類專業的運籌學課程中得到充分展現。這樣做，除突出了運籌學的實用性，也有利提高學生對該課程及其相關課程的興趣，有益于他們對管理學從理論到實踐的全面了解。
3.讓頭腦思考，讓機器運算
利用計算機軟件輔助教學，體驗運籌學“人―機系統”的特質，在各高校早已不新鮮。我們發現，這一教學模式也可能使商學院學生處于被動地位。主要原因是，這種訓練方式的前提是學生需要對各類算法和程序（圖1步驟II 和 III）十分熟悉，然后才可能或利用EXCEL軟件或自行編程實現算法從而完成模型的求解。這種要求顯然不是我校學生的長處，若刻意要求，只可能傷害學習積極性。
我們在探索后認為：既然商學院運籌學課程的重點在應用，熟練使用專業軟件比了解程序本身更重要。所以，我校堅持采用專用軟件“Management Scientist”。除了該軟件極端易學節省時間外，還有助于突出教學重點（圖1步驟I），使教、學雙方都將有限的課時集中在管理模型的修改、合適性方面。具體的做法是，在課后練習中專門安排部分開放性習題，要求學生對管理問題自行設定不同的優化目標和約束并給出最優的決策方案。這就需要學生在建立不同的運籌學模型后對最優解進行比較。如此一來，一方面由于計算量大，若沒有軟件輔助，幾乎不可能完成上述要求。另一方面，學生也能從中領悟到：通過比較軟件輸出的結果，可以反向思考我們對管理目標和約束條件設定的合理性及可行性，體驗“讓頭腦思考，讓機器運算”的現代管理實踐。
參考文獻：
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運籌學和管理運籌學的區別范文2
【關鍵詞】管理運籌學；物流管理；創新能力培養；教學改革
【Keywords】managementoperationsresearch；logisticsmanagement；cultivationofinnovativeability；theteachingreform
【中圖分類號】G420【文獻標志碼】A【文章編號】1673-1069（2017）12-0126-03
1引言
隨著我國經濟結構不斷優化，2017年前三季度我國國民生產總值同比增長6.8%。經濟發展逐年提升必然帶來物流需求的不斷增長，這就使得物流人才供不應求。隨著我國物流業規模擴張迅速發展，物流教育也得到相應的發展。從2001年教育部批準設立以來，在短短的10年內，物流本科專業從無到有，從單個本科目錄外專業發展為包含3個專業多個方向的一類目錄專業，初步形成了物流管理與工程類的專業建設體系。根據教育部高等學校物流管理與工程類專業教學指導委員會的權威性統計數據，截至2013年，全國本科院校開設物流管理與工程類專業總計為475個，比2008年的292個，有大幅度提高，提高62.7%左右[1]。為順應新時代的發展要求，高等院校便承擔了培養物流人才的重任。此外，為了積極響應“大眾創業、萬眾創新”精神，向社會輸送為企業設計物流規劃、解決物流方案的高級物流創業型人才，山東管理學院物流管理專業立足“發展學科交叉，強化實踐應用”，集中力量對本科專業核心課程進行了深入分析，《管理運籌學》的教學改革迫在眉睫。
2傳統《管理運籌學》課程教學特點
傳統的《管理運籌學》包括線性規劃、單純形法、對偶規劃、靈敏度分析、整數規劃、目標規劃、圖與網絡分析等知識模塊，教師往往在定理的一般推導與論證花費大量精力，教授過程中對題目算法花費大量的教學時間，而忽略了引導學生利用《管理運籌學》的基本理論與思想去解決實際物流問題[2]。
3《管理運籌學》課程教改思路
為了改進教學環節，發現教學過程中具體存在的問題，山東管理學院教師采用不記名的方式，對2015級物流管理兩個本科班的學生發放調研問卷。此次發放問卷77份，回收有效問卷77份。通過對問卷的整理匯總，有43.7%的學生認為教師授課流于形式，大多數時間在背公式、解題、算題；超過57.6%的學生認為自己數學底子薄弱，而教師授課較快，不能很好地理解所學知識。在學習過程中47.8%的學生遇到問題習慣等待教師講解，而不是自發去尋求答案。31.2%的學生認為《管理運籌學》很枯燥，不理解學習這門課程對今后有什么幫助。
針對問卷匯總出的教、學困境，山東管理學院結合創新驅動發展精神，總結出要將《管理運籌學》的基本理論與思想作為物流管理的工具與手段這一教改新思路，著重培養學生的創新能力。將傳統的《管理運籌學》課程與《物流學》交叉發展、相互融合，針對文理兼收的學生特點，安排了48個課時。其中理論課32個課時，主要內容包括線性規劃、運輸和指派問題、網絡計劃、存儲論、車輛配載、排隊論、物流決策等，要求學生掌握運籌學的基本理論、算法和思想，針對實際問題進行優化建模，提高學生的創造性思維能力[3]。實訓課16個課時，目的在于指導學生利用計算機軟件對模型進行求解，分析和解決實際物流問題的能力。
4教改實例說明
論文用案例說明《管理運籌學》在教授運輸問題時如何培養學生的創新能力。
4.1導入案例教學，摒棄制式化教學內容
利用案例教學環節增強《管理運籌學》的教授是培養學生創新能力不可或缺的環節。為了解決教學主體能動性不足的問題，讓學生真真切切融入課程活動，使師生交互作用不斷提升，教師需要導入情景化的教學案例。課程與教學不再是社會對教師與學生施加控制的手段，而是學生追尋解決問題的創造性過程[4]。例如在產銷不平衡的轉運運輸問題中，知識目標使學生能夠設置合理的虛擬生產量或銷售量，建立新的產銷平衡數學模型。能力目標是使學生能夠立足企業成本，解決物資的調運問題。因此教師導入如下案例：
濟南某乳業生產公司，其生產線分別位于商河縣和平陰縣，其生產量分別是7500箱和5800箱。在每條生產線上生產出來的商品都可以被運送到公司在濟陽縣或者長清區的倉庫中，每家倉庫的集貨分撥能力分別是7000箱。公司把這些地區倉庫中的商品發給在市中區、歷下區、天橋區、槐蔭區、歷城區和章丘市的六家零售商。零售商的訂貨量分別是2200箱、2500箱、1800箱、1500箱、2000箱和1600箱。單位運輸費用如表1、表2所示。那么應該如何組織調運，使得企業運輸成本最低的前提下，滿足各零售商的需求。
4.2成立方案設計小組，提高教學主體創造性
在課前，學生可以根據自己的需要組建討論小組。面對實際轉運運輸問題，教師引導學生分析問題背景，層層剖析各方約束條件。通過課堂小組討論，培養學生分析問題的能力，為減輕用運籌學理論方法解決實際問題的障礙，著重講述解決問題的思路。鼓勵學生發表個人見解，并將實際問題轉化為概念模型圖，如圖1所示。
引導學生在應用所學理論建立數學模型，使學生理解將實際問題抽象、簡化形成理論模型的過程，培養學生采用不同的角度思考問題，提高應用創新能力。如在求解轉運運輸問題時，假設從i地到j地的運輸量為xij，目標函數為運輸總成本最小，建立的數學模型如下。
此外，調動各小組利用5分鐘的時間在全班同學面前對本組的數學模型進行講解，講解這一過程計入平時成績。一方面激發了學生學習的積極性，另一方面促進學生解決實際問題的能力、語言表達能力及團隊合作能力的提升。
4.3強化實訓操作，利用軟件求解數學模型
對于上述轉運問題的數學模型，可以利用運輸問題的表上作業法或單純形法來求解，但此運輸問題變量個數較多，這時更好的方法是利用求解軟件來求解。常用來解決線性規劃問題的軟件有Lindo、Lingo、Matlab等，但利用它們來求解需要花大量時間來鋪墊[5]。當變量個數不是太多時，可以利用Excel軟件的規劃求解功能，求出最優的運輸調運方案，將學生從繁重的手工計算中解放出來，將更多的時間放在問題本身的思考上。其計算公式和Excel規劃求解參數如圖2所示。
轉運運輸問題的Excel規劃求解參數如下：
①設置目標：$K$17，求最小值。
②通過更改可變單元格：$C$11：$J$14。
③遵守約束：$C$11：$J$14=整數；$C$11：$J$14>=0；$C$13：$D$14=0；$C$15：$D$15<=7000；$C$15：$D$15=$K$13：$K$14；$E$11：$J$12=0；$E$15：$J$15=$E$7：$J$7；$K$11：$K$12<=$K$3：$K$4。
④選擇求解方法：單純線性規劃。
4.4考核內容向綜合化轉變，學習過程性評價與期末考核并重
傳統的《管理運籌學》考核偏重期末考核，教師和學生一味追求結果的正確性，忽視了學生對問題的分析、理解和思考。一方面忽視了實踐教學的重要程度，不能很好地反饋教師教學效果，另一方面，不能真實地體現學生對知識的理解程度。因此應把以期末試卷成績為主的考核方式向與過程性綜合考核并重轉變。例如：過程性考核成績占總評成績的50%，期末考試成績占總評成績的50%。過程性考核包括小組案例20%，平時作業15%，實訓操作成績15%。
5結語
運籌學和管理運籌學的區別范文3
論文關鍵詞：工程管理專業；管理類課程；邏輯關系；整合
工程管理專業是教育部1998年頒布的《普通高等學校本科專業目錄》中設置的一個新專業，是屬于管理學門類下管理科學與工程類的二級學科。經過十幾年的辦學探索和實踐，工程管理專業得到了極大的發展，目前全國設置工程管理專業的高校已達300多所，分布在各綜合性大學、建工類院校、礦業類院校、電力類院校、財經類院校等，為國家、社會培養了一大批從事工程建設事業和房地產事業建設與發展所需的高級專業管理人才。工程管理專業在國家教育部和建設部高等學校工程管理專業指導委員會指導下基本統一了培養目標、培養方案及主干課程教學基本要求。但各院校在辦學的實踐中根據國家經濟社會發展的新形勢，緊密結合地方經濟發展需要和建設行業發展的實際，結合本校、本院的辦學條件及學科優勢積極探索，逐漸形成了各自的辦學理念、風格和特色。這使得各院校工程管理專業課程的設置有較大的差別，尤其是管理類課程的設置存在著不同的認識，而管理類課程在整個工程管理專業培養計劃中占有較大比重，是構成學生完整知識結構體系不可缺少的部分。揚州大學建筑科學與工程學院（以下簡稱“我院”）管理類課程體系尚處在完善和探索之中，本文對管理類課程的設置和內容的整合進行了探討。
一、工程管理專業管理類課程存在的問題
我院從1999年開始招收工程管理本科專業學生，至今已有十幾年的辦學歷史。這期間，課程體系、課程教學內容等進行了多次的調整和完善，但相對于21世紀工程管理專業的人才培養要求還存在著差距。通過多年的教學實踐發現管理類課程的建設存在以下幾方面的問題。
1.課程體系不穩定性
我院工程管理專業根據工程管理學科專業指導委員會的要求，以基礎課程+平臺課程+專業方向課程建立課程體系。在專業方向上，共設工程項目管理和房地產經營與管理二個方向。平臺課程包括技術平臺課程、經濟平臺課程、管理平臺課程、法律平臺課程。平臺課程要求工程管理專業所有學生都要掌握。專業方向課程僅為主修該方向的學生掌握。目前存在的主要問題是管理平臺課程的設置不穩定。如前一次教學計劃中管理平臺課程包括管理學、運籌學、會計學原理3門專業基礎課和工程項目管理、工程估價、房地產開發、工程財務管理、建筑企業經營管理5門專業課。在其后的教學計劃調整中管理平臺課程又由管理學、運籌學、會計學原理3門專業基礎課和工程項目管理、工程估價、房地產開發、工程財務管理、建筑企業經營管理、工程合同管理6門專業課組成。在最近的教學計劃調整中管理平臺課程又由管理學、運籌學、會計學原理、組織行為學4門專業基礎課程和工程財務管理、工程估價、工程合同管理、工程項目管理、房地產開發、工程建設監理6門專業課程組成。另外，對同一門課程是選修還是必修定位不準。如前一次教學計劃中工程合同管理課程納入工程項目管理專業方向的專業選修課；工程建設監理課程和城市土地管理課程歸入任意選修課。而其后的教學計劃調整中工程合同管理和工程建設監理課程放入必修課中；城市土地管理放入房地產經營與管理專業方向必修課中。
2.課程設置邏輯關系不明確
課程體系是一個系統，系統作為一個整體，每一個要素都有不可替代的功能。因此各個課程不是單一的個體，它們之間有著邏輯關系。課程的邏輯關系，在時間安排上有兩種關系：一是順序關系和平行關系。專業基礎課、專業課為先后順序關系，同一類課程中各課程間的平行或順序關系視課程內容而定。二是有些課程間無相關性或相關性很少，但又是構成工程管理專業復合性知識結構所必需的，這類課程開課的時間則應根據整個課程體系的實施統籌考慮。我院工程管理專業管理類部分課程之間曾出現邏輯關系混亂，銜接順序不合理的情況。如工程財務管理課程需要工程項目管理課程的知識做基礎，但工程財務管理課程放在工程項目管理課程之前開設；建筑企業經營管理課程和物業管理課程需要工程財務管理課程的知識，但工程財務管理課程在建筑企業經營管理課程和物業管理課程后開設等。運籌學為管理決策提供決策方法和量化工具，應先于管理學原理課程開設，但管理學原理在運籌學課程之前開設。組織行為學課程幫助管理者預測、引導和控制人的心理和行為，以達到提高組織績效和提高管理水平的目的，因此組織行為學課程應放在工程項目管理課程前開設，但工程項目管理卻在組織行為學課程之前開設等。
3.課程之間內容重復
我院工程管理專業管理類課程過于追求自身知識體系的系統性和完整性，導致部分課程間內容重復。如工程項目管理、建筑企業經營管理和工程建設監理課程中管理的基本原理完全一樣，三大目標控制和生產要素管理原理上也是一致的，只是性質和目的有所區別。工程項目管理與房地產開發課程中三大目標控制重復，工程項目管理與物業管理課程中均有項目風險管理的內容，城市土地管理與房地產開發課程中均有土地開發的內容，房地產項目策劃課程中的房地產項目規劃設計與房地產開發課程中的房地產開發項目規劃設計重復，房地產開發項目客戶定位、產品定位和定價的內容在房地產市場營銷課程與房地產項目策劃課程中重復。
二、課程之間的邏輯關系梳理
目前我院工程管理專業管理類平臺課程由管理學、運籌學、會計學原理、組織行為學4門專業基礎課程和工程財務管理、工程估價、工程合同管理、工程項目管理、房地產開發、工程建設監理6門專業課程組成。工程項目管理專業方向管理類課程由建筑企業經營管理、工程審計2門專業課程組成。房地產經營與管理專業方向管理類課程由城市土地管理、房地產市場營銷、物業管理、房地產項目策劃4門專業課程組成。對以上課程按照專業基礎課先于專業課開設、平臺課程先于專業方向課程開設的原則梳理關系。
平臺課中管理學原理是本專業的基礎和核心課程，主要內容是管理活動的一般規律、管理的基本原理和基本方法，為工程項目管理奠定理論基礎和基本知識，應放在工程項目管理前開設。運籌學為管理決策提供決策方法和量化工具，應先于管理學原理開設。會計學原理為工程財務管理奠定基礎，應放在工程財務管理前開設。工程財務管理是全面分析業主和承包商雙方與工程項目有關的財務管理活動，因此應在工程項目管理后開設。工程財務管理也為建筑企業經營管理、工程審計、物業管理提供經濟分析方法，應先于建筑企業經營管理、工程審計、物業管理開設。組織行為學是培養與人溝通、管理組織協調的能力。因此，組織行為學應放在工程項目管理、建筑企業經營管理、工程建設監理、物業管理前開設。工程估價是專業核心課，為工程合同管理、工程審計提供基本知識和方法，所以工程估價后開設工程合同管理、工程審計。工程合同管理為工程項目管理、工程建設監理課程奠定基礎，工程合同管理后開設工程項目管理、工程建設監理。工程項目管理是專業核心課程，主要內容是工程項目的計劃、組織、協調、控制管理，為后續的房地產開發、工程建設監理課程提供基本知識和分析方法，應放在房地產開發、工程建設監理前開設。
對于工程項目管理專業方向中的管理類課程，建筑企業經營管理是管理學基本原理和方法的具體應用，應放在管理學、組織行為學、工程項目管理和工程財務管理后開設。工程審計課程主要內容是工程造價審計、工程財務審計、效益審計和運營管理審計，應在工程財務管理、工程估價、工程項目管理課程后開設。
對于房地產經營與管理專業方向中的管理類課程，城市土地管理不需要其他課程做基礎，應該先于房地產開發開設，房地產開發后開設房地產市場營銷、物業管理、房地產項目策劃。通過以上的分析和梳理，可以得出課程之間的邏輯關系。
三、課程教學內容的整合
按照梳理出的課程邏輯關系整合課程內容，使課程之間整體協調、相互滲透、避免重復。整合原則為專業基礎課程的教學內容側重于基本理論、基礎知識；專業課程的教學內容注重于應用性知識。整合后各課程內容如下：
運籌學：線性規劃和單純形法，對偶問題，目標規劃，整數規劃，動態規劃，馬爾可夫鏈決策規劃，網絡優化模型，排隊論，庫存論，博弈論。
管理學：管理的決策，計劃，組織設計，領導，激勵，溝通，控制。
組織行為學：個體心理與行為，群體行為和群體沖突，非正式群體及行為，人際關系與信息溝通，領導及其影響力。
會計學原理：會計帳戶和復式記帳，企業主要經營過程核算和成本計算，會計憑證和帳簿，核算程序，財產清查，財務會計報告等。
工程財務管理：籌資方式，資金成本與資金結構，項目投資，證券投資，營運資金，收益分配，財務預算、控制、分析等。
工程估價：工程費用結構，工程建設定額原理，施工資源的價格確定，工程量計算，建筑工程設計概算、施工圖預算，建筑工程招標標底與投標報價等。
工程合同管理：工程合同體系，工程合同的總體策劃，工程合同的審查談判與簽訂，工程合同的履行，工程合同索賠管理等。
工程項目管理：工程項目計劃，工程項目的組織，工程項目采購，工程項目時間管理，工程項目質量管理，工程項目費用管理，工程項目風險管理，工程項目信息管理等。
建筑企業經營管理：企業管理職能，現代企業制度，建筑企業管理組織，建筑企業文化，建筑企業戰略管理，建筑企業經營預測和決策，建筑企業計劃管理，建筑企業生產要素管理，建筑企業技術管理，建筑企業質量管理等。
工程建設監理：工程監理企業，工程建設監理組織，工程建設監理規劃，工程建設監理目標控制，工程建設監理的組織協調等。
工程審計：工程計劃審計，工程招標投標審計，工程造價審計，工程財務收支審計，工程投資效益審計，工程管理審計等。
房地產開發：房地產開發項目選擇，土地開發，開發項目規劃設計與評價，房地產開發項目的建設管理等。
城市土地管理：建設用地管理，城市土地市場管理，城市地價管理，城市土地的經營與儲備，城市地籍管理等。
房地產市場營銷：房地產營銷計劃及組織，房地產營銷環境分析，市場調查與預測，開發項目客戶定位、產品定位，營銷價格策略、渠道策略、促銷策略等。
物業管理：業主自治管理，物業管理企業，物業管理招標與投標，物業管理早期介入，前期物業管理，房屋維修管理，物業設備管理，物業環境衛生、綠化管理，物業安全管理，物業綜合管理與綜合經營，物業服務收費等。
房地產項目策劃：房地產項目投資策劃，房地產項目營銷策劃，房地產經營策劃，房地產品牌策劃等。
運籌學和管理運籌學的區別范文4
上海世博會已在2010年10月31日落下帷幕，由上百個各國場館所共同組成的大型群體項目在短時間內共同快速推進給世人留下了深刻印象。在世博園區內，其中經上海市發改委立項的園區工程建設項目就多達110項，規劃總建筑面積約200多萬平方米，為了確保工程建設在2010年5月1日順利開園，工程總量大且進度目標嚴肅。在參與建設的各方通力配合下，最終共同完成了這一目標，造就了“上海速度”，其工程管理的寶貴經驗值得發掘與借鑒。在世博會場館建設過程中，各場館排列緊湊，間距較小，施工現場可供存放建筑材料的庫存面積小。這就對施工現場庫存管理提出了很高的要求，既要求不能一次訂購超出現場庫存能力的數量，又要求建材供應不能出現間歇，即庫存為零的狀況。要滿足這兩個條件，就需要提供精確的訂貨數量與供貨時間，還要對出現的各種原因引起“斷供”情況提供相應的應急方案。此外，雖在開工前可以確定大部分物料需求的品質、數量、價格等關鍵信息，但由于在限定的工期內物料供應需求量大，且品種繁多，對供應時間上又有著嚴格的要求，往往與最終實施結果與計劃相差甚遠。會出現工程費用超支、工期延誤等不利結果，如何在施工過程中根據實際變化情況，實施動態管理也成為管理者需要考慮的一大難題。
二、施工現場庫存管理
（一）施工現場與一般制造業庫存管理的區別
施工現場庫存管理是建設工程項目管理體系中的一項重要工作，涉及到現場布置規劃［1］和庫存管理兩個方面，貫穿于項目建設的全過程。其起源于制造業庫存管理方法與理念，如經濟生產批量、物料需求計劃（MRP）和準時生產制［2］（JIT）及精細生產等新的生產方式，但又與一般制造業庫存管理有著很大不同之處，參照文獻［3-4］歸納二者區別后詳見表1。因此，從一般制造業學習的理念與方法是無法全盤直接復制到建筑業的，針對施工現場庫存應加以區別研究。
（二）運籌學中的庫存管理問題
在現有的庫存管理相關研究方法中，運籌學方法較為成熟，李忠富等采用了動態規劃構建了建筑企業庫存動態存儲模型，從企業的視角對多項目庫存進行規劃［3］。MichaelJ.Horman等通過對物料庫存系統調節來緩沖建設過程中出現的不確定性帶來的風險，并與勞動力進行協調分析，提升了整體建設效率［4］。基于運籌學的方法一般都需要較強的假設條件與數學抽象，如統計模型中有關概率分布的假設，而實際的施工現場庫存管理則包含了很多復雜的、不確定的因素（例如，組織、個人等等），同時庫存協調是一種“牽一發動全身”的系統反饋問題，導致了模型的結構十分復雜，這使得運籌學的方法不能很好地解決這一類問題。
（三）系統動力學在庫存管理上的應用
系統動力學（SystemDynamics）由美國麻省理工學院的福瑞斯特教授于［5］1956年創立，在20世紀50年代末成為一門獨立完整的學科，是一門分析研究信息反饋系統的學科；是一門交叉、綜合性的探索如何認識和解決社會、經濟、生態和生物等一類復雜大系統問題的學科；是一門擅長于解決多重反饋、非線性、高階、時變的復雜問題的學科。國內已有不少學者將系統動力學引入到建設項目管理領域。天津大學雷榮軍、畢星指出“系統動力學方法與傳統項目管理方法是相輔相成的關系，傳統項目管理方法在項目計劃等方面有著不可替代的作用，而系統動力學方法更側重于項目的宏觀管理，側重于對難于準確量化的復雜因素的分析”［6］。哈爾濱工程大學趙金樓、齊英同樣采用了系統動力學研究了建設項目的人力與物質之間的資源平衡問題［7］；同濟大學王宇靜、李永奎針對大型復雜建設項目管理中的計劃問題進行了系統動力學建模研究［8］。在這些研究之中，較少有直接針對建設項目現場庫存管理問題。而系統動力學在誕生之初就被應用在制造業庫存管理上，其較好地仿真了經歷了復雜銷售和采購動態調整之后所引起的庫存變化，得出了一系列研究成果。但在建筑業，項目在開始之初，就已經確定了建筑物的各項特征，不存在銷售的預測失準問題。正是不同于制造業這一特點，決定了依照制造業建立的系統動力學庫存管理模型都不適用于施工現場的庫存進行仿真，需要建立具有針對建筑業的現場庫存管理模型。另一方面，由于建設速率的非線性，工程受供貨、資金多方面影響。建設工程項目在實際運行過程中還會出現各種突況，為及時調整，采用系統動力學建模的方式較為方便，只需調整相關參數或變量即可立即獲得新結果，可以快速為制定決策提供新的依據。
三、施工現場庫存管理因果關系分析
因果關系圖是系統動力學描述系統常用的一種方法，不同于一般的有向圖，它具有很強的實際意義。施工現場庫存管理的因果關系如圖1所示。由于場地庫存上限的限制，建材庫存的單次訂購量被限制，配合建筑物施工進度，往往需要多次訂購，當建筑物施工結束時，訂購停止。本文欲通過對比建材庫存與場地庫存上限的差距量，來判斷是否需要啟動訂購流程。當差距量達到訂購要求時，激發訂購流程，并根據訂購量來確定資金需要量。啟動支付資金后，建材庫存獲得補充，開始施工，如此形成一個負反饋回路。建筑物一般需要建設完成后才能交付業主，并非現貨交易，大多數工程是根據工程完成進度階段性支付。且承包商是從業主方獲得支付后再支付給建材供應商，這一過程中必定會出現延遲，模型中也加以考慮。在圖中兩處延遲標記分別代表資金支付延遲和庫存調節延遲。
四、施工現場鋼材庫存模型
因果關系圖只能描述反饋結構的基本方面，無法區別表示狀態變量、輔助變量等概念。若要更詳細地描述系統的特性，還需要借助流圖來表示，圖2即為施工現場鋼材庫存系統動力學流圖。
（一）建設速率
為衡量建筑物的建設速率，模型采用了平方米/天作為計量單位。建設工程前期多為施工準備及較難施工的基礎工程階段，此時建設速率較為平緩，當基礎工程完成后，進入主體工程階段時，建設速率則會大為提升，對物料的需求和消耗也進入高峰階段。后期進入裝修裝飾階段時，主體工程已經完工，建設速率又進入一個較為緩和的階段。因此，遵循建設工程的基本客觀規律，建設速率是一條非線性曲線（如圖3所示），借助于Vensim仿真軟件中的表函數功能，可以描述這一過程。而建筑物的建成量則呈現“S”型增長，建設完成后，曲線尾部恒定在計劃建造量所設定的初始值，而計劃建造量曲線的尾部則歸零。
（二）鋼材庫存
建設工程量確定后，根據相關研究及實踐經驗對建設速率進行估算，建設速率的增減與工程對物料需求的增減呈現正比。從建設工程造價的角度分析，物料消耗占整個建設工程的70%，其中鋼材和混凝土又占據物料消耗的40%左右，混凝土商品化后，不存在施工現場的庫存問題。因此，模型選擇了建設工程中最常使用的鋼材為主要研究對象，鋼材庫存是整個模型中的核心，其變化水平，決定了整個系統的運作效率。其表達式為：鋼材庫存=INTEG（采購率-日消耗率，30）（1）
（三）調節量與訂購量
建設工程施工進度受多方因素影響，包括天氣、人工等，因此，對第二天的庫存預估較為精確，可以通過精確核對來判斷是否啟動采購流程，但在日消耗量較大的情況下，庫存調節有可能會出現滯后情況。調節量是由日消耗率和鋼材庫存共同決定的，如（2）式所示。訂購量主要由場地庫存上限決定，由于施工需要，鋼材必須堆放在施工現場，但大部分施工現場通過規劃紅線被嚴格限定，除去建筑物自身占地面積、塔吊、道路、辦公場所后，留給場地庫存面積并不是很多。并且，相關法律規范規定，建材不得存放在已完成工程內部。所以，從施工開始到施工結束，場地庫存的上限基本是一個恒定的數值，而單次訂購量要小于或等于該場地的庫存上限。因此，整個工程所需全部鋼材需多次采購完成，并且每次啟動采購流程通過訂購量的函數來判斷。調解量與采購量的函數表達式分別如下：調節量=日消耗率－鋼材庫存（2）訂購量=IFTHENELSEI{調節量場地庫存上限×預警比例：AND：建成量［計劃建造面積初始值-（場地庫存上限/預警比例）］，場地庫存上限，0}（3）（3）式表示當調節量場地庫存上限與預警比例之積時，并且同時滿足（此處“：AND：”的含義為同時滿足其前后兩者的條件）建成量計劃建造面積初始值-（場地庫存上限/預警比例）時，單次訂購量=場地庫存上限，否則為0。此處并行限定“建成量計劃建造面積初始值-（場地庫存上限/預警比例）”，作用是最后一次貨物進場之后終止采購。
（四）資金與資金調節時間
資金是項目實施的前提保障，項目資金有兩個視角，從業主方來看，資金為支出，從承包商角度來看，資金為收入。模型中的資金為承包商視角，由其支付給鋼材供應商。從工程經濟的角度來看，資金具有時間價值，因此，資金有兩大屬性值得關注：資金量的大小與資金的支付時間。資金量與每次建材的訂購量息息相關，在模型中由于單次訂購量不能超出場地庫存上限，業主方一般采用按完成工程量按月據實支付，減少對已方資金占用。另外，工程開工前支付給承包商材料預付款供承包商資金周轉。承包商使用這筆資金采購建材，業主在工程結束前支付給承包商的工程款中按比例扣回。業主方資金的支付受各種因素影響，有時并不能按約定時限支付，是造成工程停工的一個重要原因。在模型中所設置的資金調節時間即為此考慮，當資金支付遇到延遲時，可以將其與正常約定支付情況做對比分析，為承包商制定鋼材采購決策提供依據。
五、模型仿真與分析
根據上述設置，本節以2010年上海世博會園區某展覽館為例進行仿真驗證，本場館計劃建造面積為5000m2，工期為100天，仿真步長設置為1天。建設速率如圖3所示，峰值為200m2/天。根據參考文獻［9］和工程實際情況取值分析，確定本模型中建筑物含鋼量為0.05t/m2。為了批量采購獲取總價和運費優惠，每次采購量固定為與場地庫存上限為同一值，即30t。一般在工程開始施工前，業主都會支付工程材料預付款，因此，場地初始庫存值為30t。
（一）庫存不足預警
鋼材庫存的控制目標是既不超出場地存放上限，也不至于無料可用。當鋼材庫存不足時，需要補充庫存，由于補充庫存有一定的延遲，如果待到鋼材全部用完再下訂單，則會出現施工停滯待料狀態，輕則會造成施工人員窩工、機械閑置、工期延誤等損失，重則造成施工單位的違約賠付。為避免此種狀況的出現，模型中設置了預警比例這一常量。當施工現場鋼材庫存量降至某一水平線，即設定預警比例與場地庫存上限值的乘積之下時，啟動采購流程，補足差額。預警比例的取值范圍為0至100%，0代表不預警，庫存直至用完后啟動采購；100%代表與場地庫存上限值相等，庫存滿倉時，依然啟動采購。預警比例的取值應將鋼材庫存波動控制在合理范圍之內，如圖4中鋼材庫存所示，波谷代表了觸碰到了預警值，啟動采購，波峰代表庫存經歷采購后庫存得到了補充。鋼材庫存變動控制在0至30之間，即達到了控制的預期目標。而引起庫存增減的兩大因素分別為消耗和采購，二者的變動與庫存變化息息相關。圖4中日消耗率與施工進度正相關，鋼材庫存在日消耗率達到峰值的前后時間段內波動劇烈，代表了采購頻繁。圖4采購率的每次波峰代表一次采購值，隨之，帶來鋼材庫存出現一個新的波峰。最后一次采購率波峰低于之前，是由于剩余工程量所需鋼材低于場地庫存上限值，而不需要采購滿倉。當預警比例取不同的值時，仿真結果如圖5所顯示，當預警比例取高值時，在庫存還有較多剩余的狀態下就啟動了采購程序，結果造成多次波峰超出場地庫存上限水平（30t）；當預警比例取值過低時，則出現多次波谷低于0的狀態，即停工待料狀態。由于工程開始和結束不涉及到采購，因此，無論預警比例的高低，變化曲線在工程開始和結束是重疊在一起的。預警比例的高低直接影響著采購和施工工期，預警比例過低則會出現無料可用，預警比例過高則會出現庫存還未使用完畢，新批次無法全部入庫的窘境。過高或過低均不利于庫存管理，確定合理的預警比例，對整個施工過程順利進行起著至關重要的作用。在本模型中，當預警比例取3%時可以將庫存嚴格限制在0~30t之間，達到管控目標。
（二）支付延遲影響
在工程啟動后，因各種原因會出現支付延遲，支付的延遲對初始計劃有著較大的影響。本模型分別對正常支付和延遲支付兩種情況進行比較分析。正常支付情況下的函數表達式如（4）式所示，延遲支付情況下的函數表達式如（5）式所示。資金=訂購量×鋼材單價（4）資金=訂購量×鋼材單價-10×PULSE（40，10）×鋼材單價（5）（5）式所仿真的情況是：在工程進展到第40天時，業主方延遲支付了10t鋼筋價款，共持續了10天。圖6中細線是（4）式的仿真結果，粗線是（5）式的仿真結果。從圖中可以看出，在第40天到50天內，代表（5）式的粗線波動劇烈，比正常支付情況下，多出幾次波峰，但這幾次的波峰均低于正常采購量。說明了承包商采用了“少量多次”采購的策略應對少支付的10t鋼筋價款缺口，雖有一次庫存量低于零，但通過與鋼材供應商協調采用賒購的辦法，并實時調整了后續采購步調，基本上保證了正常施工需求，避免了停工待料的情況。
運籌學和管理運籌學的區別范文5
目前，我國13所民族院校中，基本上都開設了數學與應用數學、信息與計算科學、統計學或相關數學專業。由于數學學科基礎性較強，因此在專業基礎課的設置方面，民族院校與普通高校沒有本質區別。然而，由于民族院校師生結構的特殊性及理工類專業設置的滯后性等原因，導致大部分學校在數學教學方面仍存在一些問題。民族院校是在人文學科的基礎上增設理工類學科的，除張大林提到的學生數學基礎較薄弱、教師教學方法較傳統等問題外，還存在專業課程的設置不合理、課程銜接不當、教師不能較好地把握因材施教原則等問題。隨著素質教育理念的推廣，在大學數學教學中融入數學建模思想已普遍達成共識。然而，受師資力量和水平的限制，在大學數學教學中很難做到引進與專業相關的數學建模案例。當前大學數學教學基本分為文科類、經濟管理類、理工科類和數學類幾個層次，為了便于同步教學，教師在教學過程中一般只從這幾個層次上加以區分。因此，結合人才培養目標、社會需求和專業特點開展教學是今后大學數學教學改革的一個方向。
何偉等在闡述關于民族院校數學教育的思考中提到，自然科學沒有民族性，但自然科學的掌握者有民族性，對其進行的教學可以有民族特點。因此，民族院校的數學教育可以結合民族特性開展。在完成基礎數學教學的基礎上，應以數學建模系列課程教學為載體，根據民族地區經濟發展對人才的需求，選擇有利于發展民族經濟的教學內容和人才培養模式，大力開展具有民族特性的數學教育。在教學過程中，重點培養學生把握民族地區發展的前景分析能力和項目開發能力。在地方民族院校中，應結合地方實際，針對民族旅游開發、民族工藝品設計、民族藥品研制過程中涉及的數學模型展開教學，探索合適的具有地方特色的創新性人才培養模式。
數學建模教學與競賽活動，是一項成功的高等教育改革實踐。從13所民族院校的人才培養方案中不難看出，隨著數學建模競賽活動影響力的擴大，各民族院校也加大了對數學建模與數學實驗系列課程的教學力度。然而，縱觀各民族院校數學與應用數學專業、信息與計算科學專業、統計學專業等數學相關專業的培養方案，不難發現其課程體系中與數學建模和數學實驗課相關的課程之間不能較好地銜接。因此，在公共課擠壓專業課學時的情況下，只有科學有效地開設數學建模系列課程，將擬開設的課程有機地銜接起來，才能讓學生系統地學習數學建模的思想和方法。綜合各高校課程設置情況與教學實踐，我們認為數學建模與數學實驗系列課程可以按下圖的關系加以銜接。另外，因為這一系列課程中均包含數學建模的思想和方法，所以在教學過程中可以將課程之間交叉的內容著重放在一門課中展開，從而突破各門課程的學時限制。
例如，線性規劃、非線性規劃和動態規劃等優化數學模型可以放在運籌學課程中進行教學，而在數學模型課程教學中不再重復這部分內容。這種將數學模型課程中涉及的具體模型放到相關課程里進行教學，是將數學建模思想融入其他課程教學的最好體現。當然，教學的內容除覆蓋基本知識點外，應結合專業特點展開。只有靈活選取有利于學生就業的內容進行教學，才能讓學生學以致用。教學的形式應多樣化，可以開展專題講座，也可以引導學生從簡單課題入手，將實驗室交給學生，讓學生自己去思考、去實踐。
高等教育的發展趨勢更強調素質教育，而強調學生學習活動的實踐性是素質教育的內涵之一，從實踐中獲得的經驗與知識，更容易產生沉淀而成為人的素質。應用數學知識分析和解決一些問題的實踐活動統稱為數學建模活動，它是一種小型的科研活動。通過參加這項活動，學生可以對科研活動的全過程有一個初步的了解，在科研的各個環節均可得到訓練，這些環節包括：分析和理解問題背景、收集相關信息、明確主攻目標、方案比較與抉擇、模型建立與求解、仿真檢驗與模型改進等。數學建?；顒幼鳛槿珖咝Ｒ幠Ｗ畲蟮恼n外科技活動，它可以拓寬學生的知識面，培養和提高學生運用所學的數學知識和其他各專業知識解決實際問題的綜合能力。
運籌學和管理運籌學的區別范文6
【關鍵詞】機電一體化；發展現狀；發展趨勢
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、前言
隨著我國科技的不斷進步與發展，機電一體化技術越來越受到企業及科研人員的重視，本文就該部分內容進行了探討。
二、機電一體化的內容
1.機電一體化技術是從系統工程觀點出發,應用機械、電子等有關技術,使機械、電子有機結合,實現系統或產品整體最優的綜合性技術。機電一體化技術,主要包括技術原理和使用機電一體化產品(或系統)得以實現、使用和發展的技術。機電一體化技術是一個技術群(族)的總稱。
2.機電一體化系統(產品)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體,具有滿足人的使用要求的最佳功能,機電一體化系統(產品)。主要是指機械系統(或部件)與微電子系統(或部件)相互置換和有機結合,從而賦予新的功能和性能的新一代產品,有良好的人機協作關系。一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。
3.機電一體化工程(機械電子工程)是機械工程與電子工程的綜合集成,即給定機電一體化系統(或產品)“目的功能”與“規格”后,機電一體化技術人員利用機電一體化技術進行設計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統工程在機電一體化系統(產品)中的具體應用。
4.機電一體化思想體現了“系統設計原理”和“綜合集成技巧”。系統工程、控制論和信息論是機電一體化技術的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿一體化、人機一體化等技術及其產品。
20世紀80年代中期以來,計算機特別是微型計算機已日益廣泛應用于機械產品和生產過程的控制,使機、電有機地結合,發展成機電一體化技術。機電一體化技術的應用,給機械行業帶來了顯著的效益,提高了生產率,提高了產品的性能和質量,降低了原材料消耗,節約了能源,減輕了操作工人的勞動強度,增強了企業在市場中的競爭力。“機電一體化”是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術相結合的綜合性高新技術,是機械技術與微電子技術的有機結合。
三、機電一體化技術設計原理
從方法學的觀點出發,機電一體化技術應遵循以下設計原理：
1.整體最優化原理
機電一體化技術要求從系統的觀點出發,綜合機械技術和信息技術,實現整體最優化。其實,“最優化原理”是人類進行科學技術活動的基本思想動力?！熬媲缶笔沁@一思想的生動描述。人們為達到一定的目標,采用直接或間接的方法求得達到該目標的最佳途徑。這里強調“整體最優化”,正是運籌學思想在機電一體化技術中的體現。
2.智能化原理
這是機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一,也是21世紀機電一體化技術發展的主要方向。關于“智能”的定義。目前尚無確切和統一的說法。但是,它首先是對人類行為的描述?！爸悄堋敝饕爬ǔ鋈祟愑幸韵履芰?感知能力;記憶能力;思維能力―包括形成概念的能力、判斷能力、推理能力。
我們這里所說的“智能化”。是對機器行為的描述,是“仿人智能”,或者稱之為“人工智能”(artificialintelligence)。具體地說,智能化就是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,以求得到更高的控制目標。
3.仿生原理
如果說智能化是“仿人智能”,那么“仿生”便是對所有生物行為的模仿。生物世界是億萬年生物進化的結果,是“適者生存”這條自然規律“精雕細刻”的結果,是人類的學習寶庫?，F代信息技術和機械技術使這一“模仿”比較容易,成為可能。
4.柔性化原理
也可稱之為“軟化原理”。由于使用了微電子技術,可以而且應當盡量用軟件功能代替硬件功能。因為“軟化”可以使機械系統近乎完全“貼近”實際工況的需要,極大地提高產品的性能。例如,加工中心機床、電梯的“加減速無感控制”、汽車發動機的電噴技術、汽車的防抱死裝置… ,都廣泛地采用了軟件控制原理。
四、機電一體化技術的應用
在人們的日常生活當中,自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統等機電一體化系統都離不開執行元件為其提供動力。而執行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的,因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進行能量轉換,從而得到目標輸出。對于精密傳動來說,需要在執行元件輸出終端進行傳動測量,如測量其位置、速度、加速度,同時將所測得的數據反饋給電子控制裝置,讓其進行比較,進行誤差修正控制,最終實現精密傳動。
當有多個執行元件,其輸出動作規律各不相同時,一方面要根據各執行元件工作情況來考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯系。如果它們之間沒有聯系,可以讓它們單獨來工作,也可以通過構建PC機上位控制來統一管理。若工作聯動內容經常變化,就應該構建一個可以直接識別聯動輸出的軟件,將聯動輸出寫入軟件當中,讓其直接轉化為控制程序,這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。
五、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合, 它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。進入 21 世紀,在機電一體化技術的發展方向中,最主要的是:智能化、數字化、網絡化、微型化、綠色化,下文對此略加探討:
1.智能化
智能化是 21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路. 如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
3.網絡化
20 世紀 90 年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片, 企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及, 基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliancesystem, CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此, 機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
六、結束語
只有加強對機電一體化技術發展的研究，才能使機電一體化技術的應用越來越廣泛，是非常具有現實意義的研究。
參考文獻：
[1] 彭海輝.機電一體化技術的發展及應用[J].工程技術.2013（3）:166-168.
