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關(guān)鍵詞:運(yùn)籌學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)理念
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-4914(2013)07-231-02
一、運(yùn)籌學(xué)課程的意義
運(yùn)籌學(xué)“Operational Research”(縮寫(xiě)為O.R.)起源于第二次世界大戰(zhàn)初期的軍事任務(wù),成功地解決了許多重要作戰(zhàn)問(wèn)題,例如,組織適當(dāng)?shù)淖o(hù)航編隊(duì)使運(yùn)輸船隊(duì)損失最?。桓倪M(jìn)搜索方法,及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵軍潛艇;改進(jìn)深水炸彈的起爆深度,提高了毀傷率;合理安排飛機(jī)維修,提高了飛機(jī)的利用率等,顯示了科學(xué)的巨大威力??梢哉f(shuō),它從實(shí)踐中得到發(fā)展,反過(guò)來(lái)又為實(shí)踐而服務(wù),是一門(mén)實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的交叉學(xué)科。戰(zhàn)后,科學(xué)家轉(zhuǎn)向研究在民用部門(mén)應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)方法的可能性,從而促進(jìn)了運(yùn)籌學(xué)在民用部門(mén)的發(fā)展,伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展,運(yùn)籌學(xué)已滲入很多領(lǐng)域里,發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。例如,教育、環(huán)保、交通運(yùn)輸、人力資源管理問(wèn)題等;還廣泛應(yīng)用于能源、預(yù)測(cè)、會(huì)計(jì)金融、銷(xiāo)售、存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)與信息系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、城市服務(wù)系統(tǒng)、保健與醫(yī)療、電氣、加工工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等。因此,學(xué)習(xí)和研究運(yùn)籌學(xué)不但具有理論意義,也具有實(shí)踐意義。同時(shí),運(yùn)籌學(xué)本身也在不斷發(fā)展,形成了數(shù)學(xué)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)分析、排隊(duì)論、決策分析、存貯論、對(duì)策論、搜索論、計(jì)算機(jī)模擬等分支,已經(jīng)成為具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和完善的體系結(jié)構(gòu)的科學(xué)方法。
二、運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)
運(yùn)籌學(xué)課程涉及的基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容比較豐富、與實(shí)際問(wèn)題結(jié)合比較緊密、發(fā)展很迅速,是一門(mén)綜合性多學(xué)科交叉的科學(xué)分支,因此,很多的高等院校的數(shù)學(xué)系、管理學(xué)院、經(jīng)貿(mào)學(xué)院以及工學(xué)院的一些專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了運(yùn)籌學(xué)。其具體特點(diǎn)可概括如下:
1.廣闊性。運(yùn)籌學(xué)理論方法已滲透到服務(wù)、經(jīng)濟(jì)、庫(kù)存、搜索、人口、對(duì)抗、控制、時(shí)間表、資源分配、廠(chǎng)址定位、能源、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、可靠性等各個(gè)方面,并且不受行業(yè)、部門(mén)的限制。
2.最優(yōu)性。運(yùn)籌學(xué)以整體最優(yōu)為目標(biāo),從系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)出發(fā),力圖以整個(gè)系統(tǒng)最佳的方式來(lái)解決該系統(tǒng)各部門(mén)之間的利害沖突。對(duì)所研究的問(wèn)題求出最優(yōu)解,尋求最佳的行動(dòng)方案,所以它也可看成是一門(mén)優(yōu)化技術(shù),提供的是解決各類(lèi)問(wèn)題的優(yōu)化方法。
三、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題
伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展,運(yùn)籌學(xué)的理論方法和應(yīng)用范圍得到了深入和拓寬,對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容及方法也提出了新的要求,同時(shí)也就使當(dāng)前運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題暴露出來(lái)。
1.沒(méi)有明確的教學(xué)理念。教學(xué)理念是從事教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)思想和行動(dòng)指南,可以說(shuō),有什么樣的教學(xué)理念就會(huì)產(chǎn)生什么樣的教學(xué)行為,教學(xué)行為受教學(xué)理念支配,明確表達(dá)的教學(xué)理念對(duì)教學(xué)活動(dòng)有著極其重要的指導(dǎo)意義。很多教師教學(xué)重點(diǎn)是講授復(fù)雜的運(yùn)籌學(xué)數(shù)學(xué)模型和巧秒的數(shù)學(xué)方法,沒(méi)有將重心放在加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力,這樣的學(xué)生缺乏處理現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題的能力。因此,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天,若不能以市場(chǎng)為導(dǎo)向進(jìn)行施教,而在教學(xué)過(guò)程僅局限于課程的教學(xué)任務(wù),那么課程本身也就失去了學(xué)習(xí)的價(jià)值。
2.沒(méi)有適當(dāng)?shù)倪x擇教學(xué)內(nèi)容。運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)多學(xué)科交叉的學(xué)科,但教學(xué)時(shí)數(shù)是有限的。因此,教學(xué)內(nèi)容的選擇存在一定的盲目和隨意,甚至存在著教學(xué)內(nèi)容因教材而設(shè)或因教師而設(shè)的現(xiàn)象。這樣的學(xué)生不會(huì)了解所學(xué)習(xí)的知識(shí)在今后專(zhuān)業(yè)課中的應(yīng)用,就會(huì)感覺(jué)所學(xué)知識(shí)枯燥無(wú)味,只能被動(dòng)地學(xué)習(xí)。
3.沒(méi)有靈活的教學(xué)方法及手段。目前,很多運(yùn)籌學(xué)教師仍采取“以教師為中心”的教學(xué)方法,雖然,在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)中,現(xiàn)代化教學(xué)手段已逐漸開(kāi)始應(yīng)用,但有時(shí)過(guò)度依賴(lài)課件,并沒(méi)有發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì),使學(xué)生疲于觀(guān)看課件,沒(méi)有思考時(shí)間,師生之間互動(dòng)性差,很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在傳統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)完成后,學(xué)生應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力很差,更難去解決實(shí)際問(wèn)題。
4.沒(méi)有重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,它涉及了很多的計(jì)算機(jī)軟件,很多教師只重視推導(dǎo)理論性的定理,忽略模型應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué),結(jié)果是學(xué)生只會(huì)掌握書(shū)本上的定理及公式,不會(huì)應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化軟件(如lingo、lindo、matlab等)求解運(yùn)籌優(yōu)化的實(shí)際問(wèn)題問(wèn)題。
5.沒(méi)有多樣的課程考核方式。很多高校的運(yùn)籌學(xué)課程是以學(xué)生平時(shí)作業(yè)分?jǐn)?shù)加期末考試成績(jī)作為考核學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,這樣的學(xué)生只會(huì)套用現(xiàn)成的算法,機(jī)械地計(jì)算,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)課程的目的,偏離了運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的本質(zhì)。
四、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革的思路和建議
1.以市場(chǎng)為導(dǎo)向,提升教學(xué)理念。運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的交叉學(xué)科。因此,教學(xué)理念不要局限于解題方法的傳授甚至灌注,而要重點(diǎn)關(guān)注其在實(shí)際應(yīng)用中的作用。在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)以科研項(xiàng)目為載體,發(fā)揮合作教育形式的教學(xué)理念,把書(shū)本知識(shí)、科研實(shí)踐及實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行知識(shí)的傳播,更能加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際出發(fā)分析解決問(wèn)題的能力。因此,以市場(chǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)理念應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾暋?/p>
2.明確教學(xué)目的,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。目前,運(yùn)籌學(xué)教材的內(nèi)容大都涵蓋了規(guī)劃論、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖論、存儲(chǔ)論、決策論、排隊(duì)論等內(nèi)容,而各個(gè)高校的學(xué)生學(xué)習(xí)能力相差甚遠(yuǎn),很難找到針對(duì)性較強(qiáng)的教材。因此,教師在運(yùn)籌學(xué)的實(shí)際教學(xué)中,要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況選取相應(yīng)教材,并在授課內(nèi)容上有所側(cè)重。例如,對(duì)于線(xiàn)性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)分析等基本內(nèi)容,教師必須要講授。管理學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可相應(yīng)地增加庫(kù)存論知識(shí);金融專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,可以根據(jù)當(dāng)前股票市場(chǎng),研究最優(yōu)投資方案;道路交通專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,應(yīng)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的內(nèi)容。
3.調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,探索新的教學(xué)方法和手段,為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,教師應(yīng)主動(dòng)拋棄“滿(mǎn)堂灌”的教學(xué)方法,根據(jù)知識(shí)的傳授適宜由淺入深,由直觀(guān)到抽象的特點(diǎn),宜采用啟發(fā)式教學(xué)方法,案例式教學(xué)模式和現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合的方式,使學(xué)生能夠真正理解掌握運(yùn)籌學(xué)的基本概念和思維方法,并從中獲得學(xué)習(xí)上的樂(lè)趣。(1)采用啟發(fā)式教學(xué)方法,發(fā)揮學(xué)生的主體作用。蘇霍姆林斯基曾說(shuō):教師的語(yǔ)言修養(yǎng),在極大程度上決定著學(xué)生在課堂上腦力勞動(dòng)的效率。運(yùn)籌學(xué)課程的邏輯性很強(qiáng),因此在講授方法上應(yīng)多采用啟發(fā)式,如在講授動(dòng)態(tài)規(guī)劃求最短路時(shí),教師首先可以通過(guò)提出游戲,鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀(guān)點(diǎn)與看法,討論是否能用其他的方法來(lái)解決此問(wèn)題,從而啟發(fā)學(xué)生的逆向思維,并適當(dāng)輔以課堂討論,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。課堂討論的主題應(yīng)事先布置,然后學(xué)生以小組形式在課堂上進(jìn)行匯報(bào),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。(2)引入案例式教學(xué)模式,體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想。案例式教學(xué)是模擬實(shí)踐的教學(xué)活動(dòng),是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和實(shí)踐能力的有效方法。因此,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該設(shè)計(jì)應(yīng)用性較強(qiáng)的案例,在體現(xiàn)問(wèn)題實(shí)踐性的同時(shí),也體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想,比如學(xué)校排隊(duì)打水的優(yōu)化模型,是否能快速地打到水是學(xué)生所關(guān)心的。因此,可以組織學(xué)生對(duì)本校水房的現(xiàn)狀進(jìn)行考察,然后利用數(shù)學(xué)的方法對(duì)考察結(jié)果進(jìn)行分析和研究,提出合理化建議。通過(guò)案例提供現(xiàn)實(shí)背景,可以為教材上抽象的數(shù)學(xué)理論賦予現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)含義,使學(xué)生的理解更直觀(guān)。通過(guò)親自觀(guān)察分析,學(xué)生不僅掌握了運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)模型和方法解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的流程,而且學(xué)會(huì)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,體會(huì)了用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的妙處。(3)適當(dāng)運(yùn)用多媒體課件,有效增加師生互動(dòng)。運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)是“五多一少”,即表格多、模型多、圖形多、案例多、算法多,理論推導(dǎo)少。教師如果在授課上花費(fèi)很多時(shí)間畫(huà)圖、制表,不僅效率低、信息量少,而且可觀(guān)性也差。因此,運(yùn)籌學(xué)課程比較適合使用多媒體進(jìn)行教學(xué),但是多媒體課件的使用應(yīng)遵循用之有度、用之有效、用之有時(shí)的原則。如圖與網(wǎng)絡(luò)分析適宜用多媒體進(jìn)行教學(xué),可觀(guān)性比較好;但靈敏度分析,卻適宜用板書(shū)的形式進(jìn)行詳細(xì)的講解。將多媒體課件與板書(shū)講授進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,增加師生互動(dòng),體現(xiàn)多媒體現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。
4.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生實(shí)踐能力。運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,運(yùn)籌學(xué)實(shí)際應(yīng)用的模型解題運(yùn)算量較大,重復(fù)勞動(dòng)較多。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,許多數(shù)學(xué)軟件都具有了優(yōu)化計(jì)算的功能,在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生了解數(shù)學(xué)軟件的優(yōu)化計(jì)算功能,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。
5.改變傳統(tǒng)考核辦法,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。根據(jù)運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn),應(yīng)將傳統(tǒng)的單一模式考試變?yōu)榫C合考試,即基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力考核相結(jié)合?;A(chǔ)知識(shí)考核側(cè)重學(xué)生對(duì)基本理論和基本概念的理解與掌握,實(shí)踐能力考核側(cè)重平時(shí)的實(shí)踐操作技能,對(duì)于平時(shí)的實(shí)踐操作技能,可以讓學(xué)生自己結(jié)合實(shí)踐編寫(xiě)應(yīng)用案例,并利用計(jì)算機(jī)軟件或編制算法程序在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)給予解決。通過(guò)完成平時(shí)的作業(yè),既加強(qiáng)了階段性的訓(xùn)練,又為期末考試打下了較好的基礎(chǔ),從而改變只重結(jié)果不重過(guò)程的學(xué)習(xí)模式,培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展, 運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)還應(yīng)該借助網(wǎng)絡(luò)功能,教學(xué)大綱、教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)錄像等內(nèi)容全部上網(wǎng),便于學(xué)生隨時(shí)上網(wǎng)學(xué)習(xí)和下載;開(kāi)發(fā)網(wǎng)上答疑系統(tǒng),學(xué)生可以在任何時(shí)候提出問(wèn)題,教師的回答也可以為多個(gè)學(xué)生從信息共享中受益。同時(shí)為開(kāi)闊學(xué)生的視野和知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí),還應(yīng)介紹運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域前沿的發(fā)展成果,讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展的動(dòng)態(tài),為本科生的畢業(yè)論文選題注入新鮮血液。
運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)理論與實(shí)踐并重而且具有特殊重要地位的課程,雖然是一門(mén)年輕的應(yīng)用學(xué)科,但是其發(fā)展速度卻非常迅速,因此,其教學(xué)改革應(yīng)該受到人們的重視。運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革的目的在于既要重視運(yùn)籌學(xué)基本理論和方法的掌握,又要加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。這就需要我們不斷地追尋能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的素質(zhì)教育方法,切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量,通過(guò)各環(huán)節(jié)各種形式的訓(xùn)練和考核,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力,真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。
[本文為黑龍江科技學(xué)院教研項(xiàng)目]
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關(guān)鍵詞 最優(yōu)化方法 教學(xué)改革 微課 探討式
中圖分類(lèi)號(hào):G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.022
1 “最優(yōu)化方法”課程及其特點(diǎn)
最優(yōu)化方法即作運(yùn)籌學(xué)方法,是數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,決策者做出科學(xué)決策需要依靠最優(yōu)化方法,可以通過(guò)教學(xué)方法研究各種系統(tǒng)的優(yōu)化途徑,獲得最優(yōu)解。隨著社會(huì)的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,最優(yōu)化方法也越來(lái)越被人們重視和肯定,被廣泛地應(yīng)用到生活和工作的各個(gè)領(lǐng)域,如公共管理、經(jīng)濟(jì)管理、工程建設(shè)、國(guó)防等,提高工作效率,方便人們的生活,發(fā)揮其重要作用。
最優(yōu)化方法作為應(yīng)用型學(xué)科,在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,要考慮系統(tǒng)的整體優(yōu)化、多學(xué)科的配合以及模型方法的應(yīng)用。首先要收集和問(wèn)題相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料,確定決策變量,列出目標(biāo)函數(shù)和約束條件,提出最優(yōu)化問(wèn)題并建立數(shù)學(xué)模型;其次分析所建數(shù)學(xué)模型,從中找到適合的最佳方法;最后編制程序過(guò)程中,利用計(jì)算機(jī)求解并對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和實(shí)施。學(xué)生在建立模型解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,除了需要掌握和問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)外,還需具備一定的數(shù)學(xué)理論知識(shí),包括數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、數(shù)值分析等理論性較強(qiáng)的內(nèi)容,掌握相關(guān)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),運(yùn)用合適的軟件對(duì)問(wèn)題求解并進(jìn)行分析。
2 課程教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題
我校有兩個(gè)院系的研究生開(kāi)設(shè)“最優(yōu)化方法”課程,經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院和能源與動(dòng)力工程學(xué)院。在該門(mén)課程的授課過(guò)程中,主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題:
2.1 學(xué)生基礎(chǔ)不同
在本科教育階段,“運(yùn)籌與優(yōu)化”課程是數(shù)學(xué)學(xué)院和經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院的必修課,其他院系大多沒(méi)有開(kāi)設(shè)該課程。通過(guò)對(duì)過(guò)去幾屆研究生調(diào)查發(fā)現(xiàn),經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院的學(xué)生中有近半數(shù)學(xué)生沒(méi)有學(xué)過(guò)該課程,能源與動(dòng)力工程學(xué)院的學(xué)生則基本沒(méi)有學(xué)過(guò)該課程,這一情況導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)不同,在教學(xué)過(guò)程中,既要照顧有一定基礎(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又要考慮其他學(xué)生的接受能力,教學(xué)內(nèi)容的難易程度需要把握。
2.2 授課學(xué)時(shí)少,內(nèi)容多
“最優(yōu)化方法”學(xué)時(shí)為40課時(shí),授課內(nèi)容涵蓋了工程中常用的主要優(yōu)化方法,闡明運(yùn)籌學(xué)的基本概念和理論方法,各類(lèi)模型的結(jié)構(gòu)特征,經(jīng)濟(jì)含義及其在管理中的應(yīng)用。理論授課內(nèi)容涉及線(xiàn)性規(guī)劃及其對(duì)偶理論、運(yùn)輸問(wèn)題、整數(shù)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)模型、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、排隊(duì)論等基本知識(shí)。為了增強(qiáng)其實(shí)用性,很多實(shí)際問(wèn)題的求解都需要用計(jì)算機(jī)解決,因此還要求學(xué)生掌握相關(guān)優(yōu)化軟件的使用。在40個(gè)課時(shí)的限制下,想完成這些幾乎是不可能的,很多情況下只能講到規(guī)劃論,而其他排隊(duì)論、存儲(chǔ)論等內(nèi)容無(wú)法涉及。
3 解決問(wèn)題的幾點(diǎn)思考
開(kāi)設(shè)“最優(yōu)化方法”的目標(biāo)就是讓學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí),更好地掌握量的數(shù)學(xué)分析模型與方法,同時(shí),學(xué)生思維方式得到優(yōu)化提高,鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立自主的科研和創(chuàng)新能力,為以后的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。結(jié)合這個(gè)目標(biāo),針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)不同,課程學(xué)時(shí)少,內(nèi)容多的特點(diǎn),在不增加課時(shí)的情況下,授課過(guò)程中,以“掌握概念、介紹原理、注重方法、淡化理論、突出應(yīng)用”為主導(dǎo)思想,制作應(yīng)用性的教學(xué)課件,強(qiáng)調(diào)模型的建立及應(yīng)用。
3.1 合理安排教學(xué)內(nèi)容
與本科生相比,研究生教學(xué)更注重視培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立研究問(wèn)題,獨(dú)立分析問(wèn)題的能力。研究生可以分為兩大類(lèi):學(xué)術(shù)型研究生和應(yīng)用型研究生。學(xué)術(shù)型研究生側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的科研能力,應(yīng)用型研究生側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的業(yè)務(wù)能力。我校開(kāi)設(shè)該課程的兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)更傾向于后者。由于最優(yōu)化方法課程所涉及的內(nèi)容很多,各個(gè)模型的解決都提供了基于數(shù)學(xué)理論的抽象的算法,在學(xué)習(xí)講解過(guò)程中難以理解,而且這些理論和方法早已被人們普遍接受。因此在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,首先,以基本概念和建立數(shù)學(xué)模型為重點(diǎn),指導(dǎo)學(xué)生如何對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象概括,定義變量,整理各個(gè)變量之間的邏輯關(guān)系并建立數(shù)學(xué)模型。其次,教學(xué)中先簡(jiǎn)單介紹模型求解的一般原理、算法,忽略淡化理論推導(dǎo)和計(jì)算過(guò)程,然后側(cè)重講解應(yīng)用方法和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程,這是重點(diǎn),一定要講解透徹,通過(guò)功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件MATLAB和專(zhuān)業(yè)優(yōu)化軟件LINGO求解模型,特別突出解決實(shí)際問(wèn)題的“實(shí)用性”,使教學(xué)過(guò)程與計(jì)算機(jī)和工具軟件緊密結(jié)合,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和課外閱讀能力。
在教材的選取上,我們以清華大學(xué)胡運(yùn)權(quán)主編的《運(yùn)籌學(xué)教程》(第四版)、信息工程大學(xué)韓中庚主編的《實(shí)用運(yùn)籌學(xué)――模型、方法與計(jì)算》為主要參考教材。胡教授的書(shū)前者深入淺出地闡明了運(yùn)籌學(xué)的基本概念、理論和方法,各類(lèi)模型的結(jié)構(gòu)特征、經(jīng)濟(jì)含義及其在管理中的應(yīng)用,可以作為同學(xué)們課后閱讀相關(guān)內(nèi)容理論推導(dǎo)的補(bǔ)充。韓教授的書(shū)更突出實(shí)際問(wèn)題的建模和計(jì)算機(jī)軟件的求解,二者相互補(bǔ)充。另外再給學(xué)生簡(jiǎn)要介紹相關(guān)軟件如LINGO的使用后,讓學(xué)生課后通過(guò)自學(xué)提高軟件的使用能力。
3.2 采用靈活的教學(xué)手段
通過(guò)本科的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)具備一定自學(xué)能力,因此鼓勵(lì)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí),特別是沒(méi)有任何基礎(chǔ)的學(xué)生。在授課過(guò)程中,將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與多媒體教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合,以節(jié)約講課時(shí)間,增加信息量,提高課堂效率。
(1)探討式教學(xué)模式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)活動(dòng)是以教師為中心的教學(xué)模式,以教師的講述和示范為主,忽略了師生間的交互作用,教師限制學(xué)生,學(xué)生迷信教師,學(xué)生的思維和見(jiàn)解易被禁錮?!疤接懯健苯虒W(xué)是以學(xué)生為主的教學(xué)模式,又稱(chēng)發(fā)現(xiàn)法、研究法,學(xué)生通過(guò)老師給出的事例,運(yùn)用所學(xué)習(xí)到基礎(chǔ)知識(shí)、原理,去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并試著去解決問(wèn)題,如果解決不了,同學(xué)之間可以分組討論,探究問(wèn)題的解決方案,整理出來(lái)解決問(wèn)題的思路和方法,學(xué)會(huì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和了解自身不足。老師在“探討式”教學(xué)中要以輔助引導(dǎo)為主,放手讓學(xué)生自己探索知識(shí),學(xué)生才是這個(gè)課堂的主體,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的獨(dú)立自主意識(shí),拋出問(wèn)題后,讓學(xué)生自己主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,運(yùn)用所學(xué)知識(shí),去解決問(wèn)題,這個(gè)過(guò)程可以既可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,也可以增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的自信心。
(2)開(kāi)展“案例式”教學(xué)。案例教學(xué)法源于上個(gè)世紀(jì)二十年代,此種案例教學(xué)模式和其他教學(xué)模式有很大不同,它是美國(guó)哈佛商學(xué)院提出的,并且這些個(gè)案例都是從真實(shí)的商業(yè)管理中遇到的事件提煉出來(lái)的,開(kāi)展這種案例教學(xué)既可以提高學(xué)生上課的興趣,也可以參加課堂討論的積極性,此種教學(xué)更生動(dòng)有趣真實(shí),教學(xué)頗有成效。這種教學(xué)法到了上世紀(jì)八十年代,教師培訓(xùn)中才開(kāi)始重視此教學(xué)法,1986年美國(guó)卡內(nèi)基小組提出《準(zhǔn)備就緒的國(guó)家:二十一世紀(jì)的教師》的報(bào)告書(shū)中,就肯定案例教學(xué)法在師資培育課程的重大意義,提出這是一種很成功的教學(xué)模式。到了上世紀(jì)九十年代以后,我國(guó)才開(kāi)始探究案例教學(xué)法。
“最優(yōu)化方法”中介紹的所有優(yōu)化模型都是真實(shí)系統(tǒng)的代表,是對(duì)實(shí)際問(wèn)題的抽象概括和嚴(yán)格的邏輯表達(dá)。教學(xué)過(guò)程中要加強(qiáng)學(xué)生由理論到實(shí)踐能力的過(guò)度階段培養(yǎng)。在教學(xué)中可以引入案例式教學(xué)模式,針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生選擇不同的案例, 引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)科學(xué)的分析方法,對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整理、建立模型并借助于計(jì)算機(jī)找到最優(yōu)解決問(wèn)題的方法。課題上,學(xué)生的積極性和參與性被調(diào)動(dòng)起來(lái),更容易消化吸收這些知識(shí),同時(shí)提高了學(xué)生科研與創(chuàng)新能力。
(3)引入“微課”教學(xué)?!罢n是有時(shí)間限制的、有組織的教學(xué)過(guò)程的單位,其作用在于達(dá)到一個(gè)完整的、然而又是局部性的教學(xué)目的?!边@是經(jīng)典教學(xué)論中對(duì)“課”的定義,與之相對(duì)應(yīng)的是“微課”,是按照課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實(shí)踐要求,以教學(xué)視頻為主要載體,反映教師在課堂教學(xué)過(guò)程中針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開(kāi)展教與學(xué)活動(dòng)的各種教學(xué)資源的有機(jī)組合。它的核心內(nèi)容是10分鐘左右課堂教學(xué)視頻,同時(shí)還包括與教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、練習(xí)測(cè)試等輔教學(xué)資源。具有主題突出、內(nèi)容具體、針對(duì)性強(qiáng)及趣味性強(qiáng)等特點(diǎn),由于教學(xué)時(shí)間短、內(nèi)容少,又包括經(jīng)典示范案例和相關(guān)配套案例,非常適合自學(xué)與小班教學(xué)。基于此,可以針對(duì)某個(gè)問(wèn)題,比如最大流問(wèn)題,首先通過(guò)實(shí)例引出最大流問(wèn)題,然后建立數(shù)學(xué)模型并介紹最大流的Ford-Fulkerson算法及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn),最后給出一個(gè)小案例,引導(dǎo)學(xué)生自主建模并完成求解。由于是以視頻資料給出,學(xué)生在自學(xué)的過(guò)程中可以依據(jù)自身的理解掌握情況,隨時(shí)暫?;蛘咧貜?fù)觀(guān)看,從而完成相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,如果有解決不了或是理解困難的問(wèn)題,可以在課堂探討時(shí)提出,通過(guò)師生間、生生間的相互探討、質(zhì)疑和辯論,加深基本概念、數(shù)學(xué)模型的理解,掌握算法實(shí)現(xiàn),從而完善認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高了學(xué)習(xí)興趣和建模能力。
4 小結(jié)
綜上所述,研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是能夠在本門(mén)學(xué)科內(nèi)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)知識(shí),同時(shí)具有從事科學(xué)研究、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)專(zhuān)門(mén)技術(shù)工作的能力。在教學(xué)過(guò)程中,我們需要以此為目標(biāo),不斷調(diào)整改進(jìn)教學(xué)模式,盡最大可能提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。
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關(guān)鍵詞:TransCAD;物流中心;配送
中圖分類(lèi)號(hào):F252.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
在城市物流配送中,物流配送中心的配送車(chē)輛的選型、車(chē)輛配置數(shù)量,以及運(yùn)輸路線(xiàn)的選擇對(duì)城市物流配送都至關(guān)重要,而科學(xué)實(shí)用的統(tǒng)一配送方案應(yīng)使運(yùn)輸路線(xiàn)最短、運(yùn)輸費(fèi)用最少、配備的運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)量及車(chē)型最優(yōu),對(duì)降低物流成本、提高配送效益有著重要作用。
1 車(chē)輛路徑問(wèn)題(VRP)模型描述
Caliper公司研發(fā)的TransCAD軟件是地理信息系統(tǒng)和交通結(jié)合很好的一個(gè)交通地理信息系統(tǒng),具備了強(qiáng)大的空間分析處理能力,TransCAD軟件擁有完善的物流模型,其中的路徑和物流模塊(Routing/Logistics)可以高效地分析空間物流系統(tǒng),通過(guò)解決車(chē)輛路徑(VRP)問(wèn)題,制定科學(xué)實(shí)用城市物流配送方案,并以表格和地圖的形式提供車(chē)輛調(diào)度時(shí)刻表和最優(yōu)路徑。
2 TransCAD中解決VRP應(yīng)用分析
如圖1所示,某城市地區(qū)有1個(gè)物流配送中心,8個(gè)客戶(hù)點(diǎn)。配送中心擁有多輛配送車(chē)輛,多種車(chē)型,配送車(chē)輛不能超載,配送中心的服務(wù)時(shí)間為0:00~24:00;各個(gè)客戶(hù)點(diǎn)每天的接貨時(shí)間有約束,配送需求量已知,需求特征在特定時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定。各個(gè)客戶(hù)點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間約束,需求量,每單位需求服務(wù)時(shí)間(卸貨時(shí)間),最小服務(wù)時(shí)間的客戶(hù)需求信息見(jiàn)表1。
當(dāng)應(yīng)用TransCAD制定物流配送方案時(shí),需要準(zhǔn)備以下工作:
①準(zhǔn)備路網(wǎng)地理信息文件。包含道路的等級(jí)、各等級(jí)道路的車(chē)速、路段長(zhǎng)度、路段通行時(shí)間等字段。
②準(zhǔn)備物流配送中心和客戶(hù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。物流配送中心包含位置、名字、服務(wù)開(kāi)始時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間等字段;客戶(hù)點(diǎn)包含客戶(hù)名稱(chēng)、客戶(hù)位置、客戶(hù)營(yíng)業(yè)時(shí)間、客戶(hù)需求等字段。
③準(zhǔn)備配送車(chē)輛數(shù)據(jù)。包含所屬配送中心的編號(hào)、車(chē)輛類(lèi)型、容許車(chē)輛裝載量、配送中心車(chē)輛的數(shù)目、車(chē)輛的購(gòu)置/運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。車(chē)輛表格文件格式為*.bin。
路網(wǎng)地理信息文件可以在TransCAD中直接繪制,但更多的作法是在Auto CAD中繪制后,以*.dxf格式導(dǎo)入TransCAD中,還可以從ArcGIS, Mapinfo等軟件中導(dǎo)入。物流配送中心和客戶(hù)點(diǎn)文件以TransCAD的點(diǎn)層形式加載到路網(wǎng)系統(tǒng),并與適當(dāng)路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接。
各文件的標(biāo)準(zhǔn)字段名、數(shù)據(jù)類(lèi)型和字段含義見(jiàn)表2~表5。
2.1 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
由TransCAD繪制或其他軟件導(dǎo)入的路網(wǎng),通過(guò)Procedures-Networks/Paths-Create命令創(chuàng)建道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的文件格式為*.net。在道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含路網(wǎng)的距離、時(shí)間信息,一般以路網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最小間隔時(shí)間作為最短路徑的權(quán)重。
創(chuàng)建道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后要對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通性進(jìn)行檢查,通過(guò)Tools-Map Editing-Check Line Layer Connectivity選項(xiàng)進(jìn)行檢查,連通性問(wèn)題可以TransCAD中修復(fù),也可以在其他軟件導(dǎo)入前進(jìn)行修改,故一般在路網(wǎng)錄入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之前進(jìn)行連通性檢查。
2.2 創(chuàng)建路線(xiàn)矩陣
必須準(zhǔn)備好以上數(shù)據(jù)后,才能創(chuàng)建路線(xiàn)矩陣。通過(guò)Routing/Logistics-Vehicle Routing 選項(xiàng)來(lái)調(diào)用Vehicle Routing with Time Windows對(duì)話(huà)框,選擇Matrix-Create Routing Matrix創(chuàng)建,缺省的設(shè)置是使用基于道路網(wǎng)絡(luò)的方法及時(shí)間最小化。路線(xiàn)矩陣包含每一個(gè)客戶(hù)點(diǎn)和物流配送中心的距離和出行時(shí)間。
2.3 生成配送方案
物流配送方案生成了2條車(chē)輛配送路徑,TransCAD生成Itinerary Report(*.txt格式)物流配送報(bào)告,兩條配送路徑分別為路徑1:從物流配送中心出發(fā),順序經(jīng)過(guò)客戶(hù)1、客戶(hù)2、客戶(hù)3、客戶(hù)8,最后回到物流配送中心;路徑2:從物流配送中心出發(fā),順序經(jīng)過(guò)客戶(hù)4、客戶(hù)5、客戶(hù)7、客戶(hù)6,最后回到物流配送中心。物流配送中心出行方案整理如表6,車(chē)輛出行路線(xiàn)圖如圖2。
3 結(jié)束語(yǔ)
TransCAD制定的物流中心配送方案滿(mǎn)足所有客戶(hù)點(diǎn)配送量的需求,同時(shí)還滿(mǎn)足各個(gè)客戶(hù)點(diǎn)對(duì)于服務(wù)時(shí)間不同的要求。從制定配送方案中,可以高效地安排車(chē)輛出行路徑,并能獲得所需配送車(chē)輛的型號(hào)和數(shù)量。通過(guò)實(shí)例分析了應(yīng)用TransCAD制定城市配送方案的有效性,為城市物流配送中心制定配送方案有借鑒意義。
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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)方法;數(shù)學(xué)模型;高速公路管理
中圖分類(lèi)號(hào):TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2016.25.090
隨著社會(huì)的進(jìn)步,在高速公路管理同樣需要各種新的方式和方法加以豐富,進(jìn)而來(lái)解釋、解決不斷涌現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。尤其是數(shù)學(xué)方法在管理學(xué)中的地位與作用愈發(fā)的無(wú)可替代?,F(xiàn)實(shí)的高速公路管理中要面對(duì)大量的數(shù)據(jù)、記錄,而現(xiàn)代管理最具說(shuō)服力的也是用數(shù)字說(shuō)話(huà)。在高速公路管理中使用最多的數(shù)學(xué)方法是統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)以及數(shù)學(xué)模型,從而使用量化來(lái)分析和說(shuō)明成為可能。
1數(shù)學(xué)方法在高速公路管理中的應(yīng)用范圍
(1)高速公路開(kāi)始運(yùn)營(yíng)以來(lái),各部門(mén)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),如年度收費(fèi)數(shù)額,各種車(chē)型車(chē)流量情況,綠色通道車(chē)輛免費(fèi)情況,集裝箱車(chē)輛減免情況等等,這些數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)久保留,準(zhǔn)確的記錄了某一段時(shí)間的車(chē)輛通行、所繳費(fèi)額及高速公路管理情況。這樣我們就可以通過(guò)數(shù)學(xué)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)、優(yōu)化、評(píng)價(jià)管理。
①合理預(yù)測(cè)。
可以通過(guò)研究歷年來(lái)某收費(fèi)站年度收費(fèi)額和車(chē)流量的變化趨勢(shì),估算出下一年度收費(fèi)總額及車(chē)流量總數(shù)。通過(guò)歷年研究某時(shí)間段、某路段擁堵情況預(yù)測(cè)未來(lái)某時(shí)間段的車(chē)流量情況從而提前啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。
從圖中可以看出車(chē)流量在早8點(diǎn)開(kāi)始直線(xiàn)上升,到16-18點(diǎn)達(dá)到最高峰,峰值可達(dá)1030臺(tái)次,其概念就是說(shuō)在兩個(gè)小時(shí)120分鐘內(nèi)要通過(guò)1030臺(tái)車(chē)輛,通過(guò)使用數(shù)學(xué)中常用的波峰圖即可直觀(guān)地作出分析,適當(dāng)調(diào)整人員配置,采取相應(yīng)措施,從而解決擁堵問(wèn)題。
②優(yōu)化。
在高速公路管理的優(yōu)化中,主要用到三種數(shù)學(xué)方法,統(tǒng)計(jì)概率方法、邊際分析方法、運(yùn)籌學(xué)等,隨著運(yùn)營(yíng)環(huán)境的復(fù)雜多樣化,信息的作用逐漸已經(jīng)成為各單位取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的制勝法寶。
③評(píng)價(jià)。
一般的評(píng)價(jià)法采用定性或定量。而定性又是以定量為基礎(chǔ)的。高速公路管理的評(píng)價(jià)一般涉及到收費(fèi)的排名,工作效率,司乘滿(mǎn)意度等,在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中積累的大量數(shù)據(jù)是通過(guò)各種數(shù)學(xué)方法量化值來(lái)評(píng)價(jià)的。
(2)高速公路管理的具體含義。
①高速公路管理是一種高速公路管理人員有意識(shí),有目的的活動(dòng),它服務(wù)并服從于高速公路組織目標(biāo)。
②高速公路管理是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的活動(dòng)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)高速公路組織目標(biāo)的過(guò)程,就是高速公路管理人員執(zhí)行計(jì)劃組織領(lǐng)導(dǎo)控制等職能的過(guò)程。由于這一系列職能之間是相互關(guān)聯(lián)的,從而使得高速公路管理過(guò)程體現(xiàn)為活動(dòng)過(guò)程的連續(xù)性。
③高速公路管理是一種發(fā)生在高速公路上的,在開(kāi)放的情況下,處于多變的環(huán)境中,復(fù)雜的環(huán)境成為主導(dǎo)組高速公路管理生存與發(fā)展的要素。
2數(shù)學(xué)方法在高速公路管理中應(yīng)用的發(fā)展階段
數(shù)學(xué)方法的使用對(duì)于高速公路管理的發(fā)展具有相當(dāng)直接的影響。首先,這是因?yàn)閿?shù)學(xué)方法提供了科學(xué)語(yǔ)言最合適的規(guī)范化方法??茖W(xué)語(yǔ)言廣泛地直接用數(shù)學(xué)手段來(lái)描述各種研究對(duì)象。數(shù)學(xué)也是高速公路管理的重要組成部分。其次,高速公路管理中的許多問(wèn)題,是和收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和利用相關(guān)的,都是最大限度的被規(guī)范化的。這些被規(guī)范化的部分對(duì)于具體的收費(fèi)系統(tǒng)是不變的。高速公路管理的許多問(wèn)題是對(duì)被規(guī)范的部分進(jìn)行純粹的代數(shù)(邏輯)運(yùn)算。這說(shuō)明,對(duì)信息的組成因素進(jìn)行規(guī)范化和有序化,正是高速公路管理運(yùn)用數(shù)學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn)。
在高速公路管理中數(shù)學(xué)的應(yīng)用可以分為三個(gè)階段:
(1)對(duì)收費(fèi)、養(yǎng)護(hù)或通信所積累數(shù)據(jù)的純數(shù)學(xué)加工。
(2)建立基于高速公路管理方面的數(shù)學(xué)模型。
(3)形成完整的高速公路管理理論體系。
目前高速公路管理的應(yīng)用還處于第一階段,第二階段的工作正在向前推進(jìn)。
第一階段的工作起始于大量的原始數(shù)據(jù),第二階段的工作是以第一階段的工作為基礎(chǔ),建立各自領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型,目前在高速公路管理中使用最多的是概率模型。
尚須進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)研究。著名的布拉德福定律恰恰就闡述了管理學(xué)中數(shù)學(xué)應(yīng)用的第一階段和第二階段的過(guò)程和方法,這將為高速公路管理數(shù)學(xué)化的研究提供一條可遵循的思維途徑。布拉德福定律是由英國(guó)著名文獻(xiàn)學(xué)家S.C.Bradford于20世紀(jì)30年代提出的描述文獻(xiàn)分散規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)定律。
3數(shù)學(xué)方法對(duì)高速公路管理的重要作用
(1)通過(guò)上述論述可以看到,高速公路管理與數(shù)學(xué)之間存在密切聯(lián)系。一方面,數(shù)學(xué)方法是高速公路管理的理論支撐之一,高速公路管理研究需要多學(xué)科的理論支撐,對(duì)數(shù)學(xué)方法有必要研究、總結(jié)、選擇以便充實(shí)、深化高速公路管理研究,而且,當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn),對(duì)高速公路管理及提供的相關(guān)服務(wù)要求越來(lái)越高。高速公路管理要研究來(lái)往司乘的需要,就要以數(shù)學(xué)方法的結(jié)果為依據(jù),因?yàn)殛P(guān)于來(lái)往司乘行為心理規(guī)律的相關(guān)科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)正是數(shù)學(xué)方法的重要研究對(duì)象。
(2)而另一方面,高速公路管理研是數(shù)學(xué)方法的研究對(duì)象之一,是數(shù)學(xué)方法理論與方法完善與改進(jìn)的源泉之一,數(shù)學(xué)方法可以充分利用高速公路管理所擁有的海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)深層次的研究。
關(guān)鍵詞:通信與指揮控制系統(tǒng); 效能評(píng)估; 層次分析法; 模糊理論
中圖分類(lèi)號(hào):TN926.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-373X(2010)11-0044-03
Effectiveness Evaluation of Communication and Command Control
System Based on Fuzzy Theory
QI Tao, YANG Hao, XU Yuan, ZHANG Yun-fei
(Chongqing Communication College, Chongqing 400035, China)
Abstract:The qualitative and quantitative analysis for the effectiveness index of communication and command control systems were performed with the fuzzy theory based on AHP. A complete range of effectiveness evaluation method is advanced, which can provide the basis for the commanders,decision in the war and optimize the resource of communication and command control.
Keywords: communication and command control system; effectiveness evaluation; AHP; fuzzy theory
0 引 言
通信與指揮控制系統(tǒng)是由通信系統(tǒng)、指揮自動(dòng)化系統(tǒng)、預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)、情報(bào)偵察系統(tǒng)、后勤保障系統(tǒng)等組成的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)\。近年來(lái),隨著信息技術(shù)的進(jìn)步,其飛速發(fā)展,呈現(xiàn)出性能日益先進(jìn),功能逐步強(qiáng)大的趨勢(shì),極大地提高了軍事通信與指揮保障能力。如何對(duì)其系統(tǒng)效能進(jìn)行科學(xué)評(píng)估,以?xún)?yōu)化系統(tǒng)資源,提高系統(tǒng)效能已成為廣大通信和網(wǎng)絡(luò)研究人員面臨的一個(gè)難題。
系統(tǒng)效能是預(yù)期一個(gè)系統(tǒng)能滿(mǎn)足一組特定任務(wù)要求程度的度量,是系統(tǒng)的有效性、可靠性以及能力的函數(shù),是在規(guī)定的條件下達(dá)到規(guī)定的使用目標(biāo)的能力\。系統(tǒng)完成特定使命的能力是通過(guò)系統(tǒng)的一系列功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而這一系列功能是通過(guò)大量的性能、指標(biāo)來(lái)保證的,這些功能、性能、指標(biāo)按一定的層次機(jī)構(gòu)與關(guān)聯(lián)關(guān)系有機(jī)匯集,構(gòu)成了系統(tǒng)完成特殊使命任務(wù)的評(píng)估方法。通信與指揮控制系統(tǒng)由多個(gè)功能不同的子系統(tǒng)構(gòu)成,這些子系統(tǒng)的每種能力涉及很多因素,各個(gè)能力之間又可能相關(guān),因此只有建立科學(xué)、客觀(guān)的關(guān)系模型和合理的評(píng)估指標(biāo)和流程,才能客觀(guān)地評(píng)價(jià)該系統(tǒng)的綜合效能。
1 效能評(píng)估的過(guò)程
鑒于通信與指揮控制系統(tǒng)本身客體組成的復(fù)雜性及其作戰(zhàn)運(yùn)用中的諸多主觀(guān)因素和不確定性,對(duì)照目前多種系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)方法的特點(diǎn),本文引入層次分析法和模糊理論進(jìn)行綜合評(píng)估。
1.1 層次分析法
層次分析法(AHP)的基本思想是把待評(píng)價(jià)的事物按層次分析關(guān)系逐層分解成多個(gè)層次,每個(gè)層次有多個(gè)元素組成,構(gòu)成一個(gè)有序的遞階層次結(jié)構(gòu)的元素集\。根據(jù)專(zhuān)家意見(jiàn),對(duì)同一層次并屬于同一個(gè)準(zhǔn)則層的所有元素兩兩相互比較其重要性,再構(gòu)造出判斷矩陣,計(jì)算每一元素對(duì)上一層次各元素以及對(duì)總體目標(biāo)的影響和貢獻(xiàn),求得與遞階層次結(jié)構(gòu)相應(yīng)的權(quán)重集,作為方案選擇和決策的參考依據(jù)。
層次分析法的優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān)性和簡(jiǎn)潔性,既有比較嚴(yán)格的數(shù)學(xué)原理和處理手段,又有比較簡(jiǎn)單的外在表現(xiàn)形式,能夠體現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)與理論的統(tǒng)一、定性與定量的統(tǒng)一。層次分析法的核心是量化決策者的經(jīng)驗(yàn)判斷,從而為決策者提供定量形式的決策依據(jù),在目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)的情況下更為實(shí)用。
1.2 模糊理論
模糊理論(Fuzzy Theory)是為了解決真實(shí)世界中普遍存在的模糊現(xiàn)象而發(fā)展起來(lái)的,是基于分類(lèi)的局部理論,特別適合處理用常規(guī)方法無(wú)法明確定義的模糊性問(wèn)題\。
由于在評(píng)估中單項(xiàng)指標(biāo)取值性質(zhì)往往不同,既有定量指標(biāo),又有定性指標(biāo),可比性差,加之戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境極其復(fù)雜,對(duì)于不同的用戶(hù)需求,同一指標(biāo)即使在相同的數(shù)值范圍內(nèi),也會(huì)產(chǎn)生不同的影響。因此,在這種情況下,就需要利用專(zhuān)家知識(shí),借助模糊理論將評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行度量統(tǒng)一。
人們對(duì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)往往采用是否達(dá)到滿(mǎn)意來(lái)描述。這樣,可以把指標(biāo)的評(píng)價(jià)統(tǒng)一為滿(mǎn)意程度的大小。為簡(jiǎn)便起見(jiàn),并結(jié)合系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的實(shí)際情況,將滿(mǎn)意度等級(jí)映射為性能指標(biāo)等級(jí),并定義為(很好、好、良、中、差)等模糊概念,其模糊向量定義為在合評(píng)估體系結(jié)構(gòu)中存在著的不同性質(zhì)指標(biāo)。對(duì)不同性質(zhì)的指標(biāo),應(yīng)采取不同方法獲取指標(biāo)的模糊滿(mǎn)意度。對(duì)于定量指標(biāo),首先需要確定指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù),然后由相關(guān)專(zhuān)家根據(jù)單項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)變化范圍,計(jì)算出系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)指標(biāo)的模糊向量。對(duì)于定性指標(biāo),很難對(duì)其給以定量化,通常采用專(zhuān)家模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行處理。
1.3 評(píng)估步驟
運(yùn)用層次分析法和模糊理論,對(duì)通信與指揮控制系統(tǒng)的效能評(píng)估步驟(見(jiàn)圖5)如下:
(1) 在深入研究用戶(hù)對(duì)通信與指控系統(tǒng)的作戰(zhàn)應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上,確定最主要的評(píng)價(jià)指標(biāo);
(2) 確立評(píng)估指標(biāo)的遞階層次結(jié)構(gòu),建立通信與指揮控制系統(tǒng)的效能評(píng)估指標(biāo)體系;
(3) 用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重:首先構(gòu)造指標(biāo)層的兩兩比較判斷矩陣,然后由判斷矩陣計(jì)算被比較指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重,最后進(jìn)行多級(jí)評(píng)判計(jì)算各層指標(biāo)的組合權(quán)重;
(4) 用模糊數(shù)學(xué)理論測(cè)度每一指標(biāo)的隸屬度和模糊向量;
(5) 用多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)通信與指控系統(tǒng)的綜合效能進(jìn)行評(píng)估。
圖1 效能評(píng)估步驟
2 通信與指揮控制系統(tǒng)效能評(píng)估的方法
2.1 效能評(píng)估指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)模型的建立
系統(tǒng)效能綜合評(píng)估體系\是指評(píng)估過(guò)程中,由一系列相互關(guān)聯(lián)的本質(zhì)屬性指標(biāo)構(gòu)成的有機(jī)整體。評(píng)估指標(biāo)體系即評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容,是評(píng)估目的的具體化,確定了具體的評(píng)估方向。它描述了通信裝備作戰(zhàn)能力的主要性能參數(shù),是通信裝備戰(zhàn)術(shù)性能、質(zhì)量和保障特性的綜合權(quán)衡。評(píng)估體系結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)綜合效能與效能指標(biāo)和能力指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系。系統(tǒng)效能指標(biāo)主要用于度量裝備或系統(tǒng)在給定條件下實(shí)現(xiàn)其總體功能的程度,它是對(duì)裝備或系統(tǒng)單項(xiàng)性能――可用性、可靠性與固有能力的綜合\。
建立性能綜合評(píng)估體系結(jié)構(gòu)是對(duì)通信與指揮控制系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估的前提,針對(duì)通信與指揮控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)和系統(tǒng)性能綜合評(píng)估的任務(wù)需求,可以建立如圖2所示的性能指標(biāo)綜合評(píng)估體系結(jié)構(gòu)。
品質(zhì)因素(B1):指系統(tǒng)硬件的固有屬性、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)以及后續(xù)保障能力\。包括可靠性、維修性、保障性3個(gè)指標(biāo)。
戰(zhàn)場(chǎng)生存能力(B2):指系統(tǒng)應(yīng)對(duì)敵方強(qiáng)烈電子進(jìn)攻和各種火力打擊,維持正常工作的能力。包括抗干擾能力、抗毀生存能力、環(huán)境適應(yīng)能力、機(jī)動(dòng)反應(yīng)能力、安全保密能力5個(gè)指標(biāo)。
通信性能(B3):指系統(tǒng)保障作戰(zhàn)地域內(nèi)各級(jí)指揮中心以及各分系統(tǒng)快速、保密、可靠傳輸、交換、處理信息的能力。包括信息時(shí)延、呼損率、誤碼率、網(wǎng)絡(luò)容量、互聯(lián)互通性和覆蓋范圍6個(gè)指標(biāo)。
綜合指揮控制能力(B4):指系統(tǒng)綜合收集和處理本級(jí)雷達(dá)站、觀(guān)察哨、陣地觀(guān)察網(wǎng)等和上級(jí)或友鄰預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)傳來(lái)的空中情報(bào)、技偵情報(bào)、氣象情報(bào)等信息,指揮機(jī)關(guān)依據(jù)軟件系統(tǒng)、指揮控制臺(tái)和手工作業(yè)設(shè)備等輔助決策手段進(jìn)行指揮決策的能力。包括預(yù)警探測(cè)、情報(bào)偵察、輔助決策和自動(dòng)化作業(yè)等4個(gè)指標(biāo)。
圖2 通信與指揮控制系統(tǒng)性能指標(biāo)綜合評(píng)估體系結(jié)構(gòu)
2.2 構(gòu)建比較判斷矩陣
由于通信與指揮控制系統(tǒng)的效能評(píng)估指標(biāo)性質(zhì)不盡相同,單位也不同,很難直接進(jìn)行評(píng)估,這里采用評(píng)分的辦法比較它們?cè)谕粚哟蜗碌膬?yōu)劣程度,采用專(zhuān)家打分方式,將每層次的各元素進(jìn)行兩兩比較。為了減少個(gè)別專(zhuān)家評(píng)分的主觀(guān)性,通常邀請(qǐng)多個(gè)專(zhuān)家獨(dú)立地對(duì)評(píng)價(jià)元素的相對(duì)重要程度進(jìn)行評(píng)判,最后取各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中權(quán)值的平均值。具體步驟如下:
(1) 向?qū)<疫M(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,以獲得各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要程度。在此專(zhuān)家問(wèn)卷采用美國(guó)運(yùn)籌學(xué)專(zhuān)家T.L.Saaty提出的標(biāo)度\,如表1所示。
表1 標(biāo)度的含義
1兩個(gè)元素相比,具有同樣的重要性
3兩個(gè)元素相比,一個(gè)元素比另一個(gè)元素稍微重要
5兩個(gè)元素相比,一個(gè)元素比另一個(gè)元素明顯重要
7兩個(gè)元素相比,一個(gè)元素比另外一個(gè)元素強(qiáng)烈重要
9兩個(gè)元素相比,一個(gè)元素比另外一個(gè)元素極端重要
2,4,6,8為以上兩兩判斷之間的中間狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)度值
倒數(shù)Bij=1/Bji Cij=1/Cji
用Pkij(1≤i,j≤18,1≤k≤N)表示第k個(gè)專(zhuān)家評(píng)定的第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度。令pij=(∏Nk=1pkij)1/N,則pij表示專(zhuān)家組N個(gè)專(zhuān)家評(píng)定的第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度的平均值\。這個(gè)過(guò)程能消除權(quán)重確定過(guò)程中人為的影響,保證指標(biāo)權(quán)重的有效性和實(shí)用性。A-B判斷矩陣和B-C判斷矩陣分別為:
X=(pij)4×4, Y=(pij)18×18
式中:i=1,2,3,4分別對(duì)應(yīng)B層的4個(gè)指標(biāo)。
(2) 由判斷矩陣計(jì)算比較指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重。
利用Matlab軟件分別計(jì)算A-B判斷矩陣X=(pij)4×4和B-C判斷矩陣Y=(pij)18×18的特征向量。記A-B判斷矩陣X=(pij)4×4的特征向量為W1=(w1,w2,w3,w4),其中w1,w2,w3,w4分別為B層各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。記Bi(i=1,2,3,4)對(duì)應(yīng)C層互重要程度矩陣的特征向量為wij(j=1,2,…,18;i=1,2,3,4),則可得由wij(j=1,2,…,18;i=1,2,3,4)構(gòu)成的特征矩陣W2=(wij)4×18。
(3) 對(duì)比較判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。
一致性檢驗(yàn)用來(lái)判別比較矩陣的不一致程度,可以用一致性指標(biāo)CI來(lái)衡量:
CI=λmax-nn-1
式中:λmax為比較陣的最大特征根;n為比較矩陣的階數(shù)。計(jì)算一致性比率CR,CR=CI/RI,RI為隨機(jī)一致性指標(biāo),其指標(biāo)見(jiàn)表2\。當(dāng)CR
表2 隨機(jī)一致性指標(biāo)
階數(shù)123456789
RI000.580.901.121.241.321.411.45
(4) 計(jì)算各層指標(biāo)的組合權(quán)重向量
在得到W1和W2以后,可計(jì)算出通信與指揮控制系統(tǒng)各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重向量為:
WZ=W1•W2=(WZ1,WZ2,…,WZ18)
式中:WZi (i=1,2,…,18)分別對(duì)應(yīng)最底層各元素的綜合權(quán)重系數(shù)。
2.3 單因素評(píng)判矩陣
把滿(mǎn)意度映射為性能指標(biāo)等級(jí)并定義為:
E=(e1,e2,e3,e4,e5)=(很好,好,良,中,差),則可得到各元素指標(biāo)屬于哪一類(lèi)的隸屬度,設(shè)ril為專(zhuān)家組,對(duì)第i個(gè)指標(biāo)給出第j種評(píng)判的比例(即元素指標(biāo)屬于el的隸屬度,i=1,2,…,18;l=1,2,3,4,5),則有∑5l=1ril=1,(i=1,2,…,18;l=1,2,3,4,5)這樣可得到單因素評(píng)判矩陣,記為R,即R=(ril)18×5。
2.4 進(jìn)行綜合模糊評(píng)價(jià)
經(jīng)過(guò)上一步計(jì)算可得到通信與指揮控制系統(tǒng)效能綜合評(píng)價(jià)的18個(gè)指標(biāo)中單因素評(píng)價(jià)矩陣R,又知權(quán)重向量WZ,則可以得到綜合因素評(píng)判等級(jí)的加權(quán)向量,記為RZ=(RZ1,RZ2,RZ3,RZ4,RZ5),則有RZ=WZ•R。式中•表示模糊算子,在本文中采用(•,)模型,即先進(jìn)行普通乘法運(yùn)算,再進(jìn)行環(huán)和運(yùn)算\。
2.5 通信與指揮控制系統(tǒng)效能綜合評(píng)價(jià)
根據(jù)最大隸屬度法則,選擇備選集RZ中隸屬度最大的一項(xiàng),即對(duì)應(yīng)于性能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí),如表3所示。
表3 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)表
隸屬度RZ1RZ2RZ3RZ4RZ5
性能指標(biāo)等級(jí)很好好良中差
3 結(jié) 語(yǔ)
在層次分析法的基礎(chǔ)上,將模糊理論應(yīng)用于通信與指揮控制系統(tǒng)效能的綜合評(píng)估中,其主要目的是為了更客觀(guān)、更確切地反映所研究的問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。雖然實(shí)際分析過(guò)程中可能有一定的局限性,在對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行專(zhuān)家打分時(shí)沒(méi)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量、網(wǎng)內(nèi)用戶(hù)數(shù)量、系統(tǒng)編組方式等對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)沒(méi)有進(jìn)行定量分析,但是此種評(píng)估的思路無(wú)疑是合理和科學(xué)的,同時(shí)也為其他通信系統(tǒng)的優(yōu)化評(píng)估提供了一定的參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:系統(tǒng)工程 企業(yè)戰(zhàn)略分析
0 引言
2002年,根據(jù)中國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)研究會(huì)戰(zhàn)略管理咨詢(xún)中心的調(diào)查結(jié)果,許多企業(yè)的管理者并不認(rèn)為在我國(guó)企業(yè)中實(shí)行的戰(zhàn)略管理活動(dòng)是有成效的,因?yàn)閷?duì)“您覺(jué)得戰(zhàn)略管理很有用嗎”這一問(wèn)題作出肯定回答的被訪(fǎng)者人數(shù)不足總數(shù)的50%,另有34%的被訪(fǎng)者認(rèn)為已經(jīng)實(shí)施的戰(zhàn)略管理效果一般,6%的被訪(fǎng)者還認(rèn)為效果不好甚至極差[1]。這一調(diào)查結(jié)果從一個(gè)側(cè)面反映了目前我國(guó)在企業(yè)戰(zhàn)略管理領(lǐng)域中的不足。造成這種不足的一個(gè)重要原因就是目前在企業(yè)戰(zhàn)略管理領(lǐng)域中,比較權(quán)威的、能夠被廣為接受的理論、方法基本都產(chǎn)生于西方發(fā)達(dá)國(guó)家[2],在社會(huì)制度、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等各方面前提條件上的差異導(dǎo)致了這些在西方企業(yè)的實(shí)踐中早已得到證明的理論、方法進(jìn)入我國(guó)之后難免會(huì)“水土不服”。因此,有必要繼續(xù)探索和發(fā)展符合我國(guó)國(guó)情的企業(yè)戰(zhàn)略管理理論和方法。
從“兩彈一星”到“神舟飛船”,再到近日備受矚目的“嫦娥二號(hào)”,中國(guó)航天事業(yè)用半個(gè)多世紀(jì)的繁榮發(fā)展不斷的向我們證明了系統(tǒng)工程理論、方法的正確性和實(shí)用性。系統(tǒng)工程這一成功的、植根于我國(guó)社會(huì)現(xiàn)實(shí)的理論、方法正可以被用來(lái)指導(dǎo)和豐富我國(guó)的企業(yè)戰(zhàn)略管理理論,尤其對(duì)于企業(yè)戰(zhàn)略的分析來(lái)說(shuō),更具有指導(dǎo)意義。
1 關(guān)于系統(tǒng)工程
系統(tǒng)工程在錢(qián)學(xué)森提出的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中,屬于系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用技術(shù),其技術(shù)科學(xué)層次包含運(yùn)籌學(xué)、控制論和信息論,其基礎(chǔ)理論為系統(tǒng)學(xué)[3]。
現(xiàn)代系統(tǒng)工程思想和方法的起源最早可以追溯20世紀(jì)40年代,隨著20世紀(jì)50年代到70年代美國(guó)的“北極星”導(dǎo)彈核潛艇計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃的實(shí)施,系統(tǒng)工程的思想和方法得到了各領(lǐng)域的廣泛重視。隨后,美國(guó)、歐洲航天局等國(guó)家或組織在系統(tǒng)工程方法論及具體方法的研究、系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及手冊(cè)指南的編制等方面又取得了重大進(jìn)展,這為系統(tǒng)工程技術(shù)的深入發(fā)展及其系統(tǒng)工程能力的提升起到了巨大的促進(jìn)作用[4]。
在我國(guó),系統(tǒng)工程研究的起步也并不晚。早在1978年,錢(qián)學(xué)森、許國(guó)志、王壽云就在《文匯報(bào)》發(fā)表了名為《組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程》的文章,提出利用系統(tǒng)思想把運(yùn)籌學(xué)和管理科學(xué)統(tǒng)一起來(lái)的簡(jiǎn)介,這標(biāo)志著我國(guó)系統(tǒng)工程思想的應(yīng)用和推廣已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期[5]。目前,在我國(guó),系統(tǒng)工程思想和方法已經(jīng)被應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、社會(huì)等多個(gè)領(lǐng)域,取得了很多重要的成果,其中最有代表性的就是系統(tǒng)工程思想和方法在載人航天、月球探測(cè)等重大航天項(xiàng)目中的應(yīng)用。
由于系統(tǒng)工程在世界各個(gè)國(guó)家的很多行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用,因此,很多組織和學(xué)者都根據(jù)自身的需要給出了系統(tǒng)工程的定義。其中,比較有代表性的有:
國(guó)際系統(tǒng)工程協(xié)會(huì)(INCOSE)(2006)認(rèn)為,系統(tǒng)工程是成功建設(shè)系統(tǒng)的一種跨學(xué)科的方法和工具[6]。
美國(guó)聯(lián)邦航空委員會(huì)(FAA)(2006)認(rèn)為,系統(tǒng)工程是一門(mén)關(guān)注整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的學(xué)科,它將系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)看待,考慮系統(tǒng)的所有方面和所有變量,并將系統(tǒng)的社會(huì)方面同技術(shù)方面相聯(lián)系[7]。
錢(qián)學(xué)森認(rèn)為,系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法,是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法。
于景元、周曉紀(jì)(2004)認(rèn)為,系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的技術(shù),它從系統(tǒng)整體出發(fā),根據(jù)總體目標(biāo)的需要,以系統(tǒng)方法為核心并綜合運(yùn)用有關(guān)科學(xué)理論方法,以計(jì)算機(jī)為工具,進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、環(huán)境與功能分析與綜合,包括系統(tǒng)建模、仿真、分析、優(yōu)化、運(yùn)行與評(píng)估,以求得最好的或滿(mǎn)意的系統(tǒng)方案并付諸實(shí)施[8]。
盡管系統(tǒng)工程的定義有很多種,但都認(rèn)同系統(tǒng)工程是從整體的角度解決系統(tǒng)問(wèn)題的跨學(xué)科的方法和工具。
2 企業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)
現(xiàn)代系統(tǒng)研究的開(kāi)創(chuàng)者貝塔朗菲(1973)認(rèn)為,系統(tǒng)是“相互作用的多元素的復(fù)合體”[9]。這一定義主要的重點(diǎn)是三個(gè)關(guān)鍵詞:
第一,“多元素”。這個(gè)詞所表達(dá)的意思是系統(tǒng)具有多元性
[1] [2] [3] [4]
的特點(diǎn),系統(tǒng)是多樣性的統(tǒng)一、差異性的統(tǒng)一,存在有差別的多個(gè)事物,才可能在一定條件下出現(xiàn)整合成為一個(gè)系統(tǒng)的要求。
第二,“相互作用”。這個(gè)詞所表達(dá)的意思是系統(tǒng)內(nèi)部元素之間以及內(nèi)部元素和外部元素之間具有相關(guān)性和相干性,系統(tǒng)中是不存在于其他元素毫無(wú)關(guān)系的孤立成分的,差異而不相關(guān)的元素?zé)o法構(gòu)成系統(tǒng)。
第三,“復(fù)合體”。這個(gè)詞所表達(dá)的意思是系統(tǒng)具有整體性的特點(diǎn),即系統(tǒng)是由它的所有組份構(gòu)成的統(tǒng)一整體,它是整合起來(lái)的多樣性,兼具多樣性和統(tǒng)一性?xún)蓚€(gè)特點(diǎn),它應(yīng)該具有整體的結(jié)構(gòu)、整體的狀態(tài)、整體的功能和整體的特性等等。
根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)無(wú)疑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng):
首先,影響企業(yè)的內(nèi)外部因素構(gòu)成復(fù)雜,不僅包括企業(yè)自身內(nèi)部的各種資源、能力、文化等因素,還包括大量密切影響企業(yè)的外部環(huán)境因素;
其次,各種企業(yè)的各種內(nèi)外部因素之間聯(lián)系緊密,相互間作用關(guān)系復(fù)雜,比如企業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與能力無(wú)法脫離外部環(huán)境而存在,企業(yè)的外部環(huán)境對(duì)企業(yè)的作用也無(wú)法脫離內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn);
最后,系統(tǒng)整體性與功能是內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與外部系統(tǒng)環(huán)境綜合集成的結(jié)果,也就是復(fù)雜性研究中所說(shuō)的涌現(xiàn)(Emergence),正是因?yàn)槠髽I(yè)的內(nèi)外部因素有機(jī)的結(jié)合成為一個(gè)整體,并從整體上涌現(xiàn)出了一定的獨(dú)特性質(zhì),從而才決定了企業(yè)的戰(zhàn)略。
企業(yè)戰(zhàn)略分析是一項(xiàng)系統(tǒng)工程
有學(xué)者認(rèn)為,系統(tǒng)工程具有以下特點(diǎn):第一,多學(xué)科交叉,專(zhuān)業(yè)綜合性強(qiáng);第二,突出系統(tǒng)總體,強(qiáng)調(diào)整體優(yōu)化;第三,以分解—集成思想為基礎(chǔ);第四,包含系統(tǒng)工程技術(shù)與系統(tǒng)工程管理兩大過(guò)程。
這幾個(gè)特點(diǎn)也在企業(yè)戰(zhàn)略分析的研究中有所體現(xiàn):第一,影響企業(yè)戰(zhàn)略的因素復(fù)雜而多樣,對(duì)各種因素的分析要用到不同學(xué)科的不同研究方法,這體現(xiàn)了多學(xué)科的交叉和綜合;第二,企業(yè)戰(zhàn)略管理理論中強(qiáng)調(diào)的是企業(yè)戰(zhàn)略的整體,而不是單純考慮各種內(nèi)外部戰(zhàn)略因素的最優(yōu)化;第三,在企業(yè)戰(zhàn)略管理研究中,一般都先將影響企業(yè)的因素分解為企業(yè)內(nèi)部資源能力因素、外部環(huán)境因素、企業(yè)文化因素等幾個(gè)方面去考慮,然后再將幾類(lèi)因素繼續(xù)細(xì)分為更細(xì)的子因素,最后對(duì)所有因素的影響逐層集成、綜合考慮,才能夠決定企業(yè)的戰(zhàn)略。
從這個(gè)角度來(lái)看,企業(yè)戰(zhàn)略管理分析研究是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。
人們常說(shuō)某個(gè)問(wèn)題是一項(xiàng)“系統(tǒng)工程”,這句話(huà)往往有兩層含義:一是這個(gè)問(wèn)題是的對(duì)象是一個(gè)系統(tǒng),解決問(wèn)題的過(guò)程是個(gè)系統(tǒng)的工程或系統(tǒng)的實(shí)踐;另一層含義是從技術(shù)角度講,既然是系統(tǒng)的工程或?qū)嵺`,它的組織管理就應(yīng)該用系統(tǒng)工程的理論、方法和技術(shù)去處理。
但是第二層含義往往被人們所忽略,也就是說(shuō),人們常常意識(shí)到了某個(gè)問(wèn)題可能是系統(tǒng)的工程或系統(tǒng)的實(shí)踐,但卻沒(méi)有用系統(tǒng)的理論、方法和技術(shù)去解決。
這就是說(shuō),我們不僅要認(rèn)識(shí)到,企業(yè)作為一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng),對(duì)其戰(zhàn)略的研究過(guò)程是一個(gè)系統(tǒng)工程,在這一過(guò)程中還要注意主動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)工程的思想、理論、方法作為指導(dǎo)。
研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)環(huán)境如何決定系統(tǒng)整體性和功能,提示系統(tǒng)存在、演化、協(xié)同、發(fā)展與控制的一般規(guī)律是系統(tǒng)學(xué)(特別是復(fù)雜巨系統(tǒng))的基本任務(wù)。因此,要研究企業(yè)內(nèi)部資源能力因素、外部環(huán)境因素、企業(yè)文化因素等究竟如何決定企業(yè)的戰(zhàn)略,也必須應(yīng)用系統(tǒng)工程的思想、理論、方法作為指導(dǎo)。
企業(yè)戰(zhàn)略分析的內(nèi)容可以通過(guò)系統(tǒng)工程理論來(lái)確定
于景元、周曉紀(jì)曾為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)環(huán)境做了如下定義:通常將相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互作用的組成部分稱(chēng)為系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將一個(gè)系統(tǒng)以外的部分稱(chēng)為系統(tǒng)環(huán)境,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)環(huán)境之間通過(guò)物質(zhì)、能量和信息的輸入、輸出關(guān)系,相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互作用。他們認(rèn)為,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)環(huán)境以及它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系決定了系統(tǒng)的整體性和功能,也就是說(shuō),系統(tǒng)的整體性與功能,是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部環(huán)境綜合集成的結(jié)果。這是系統(tǒng)科學(xué)中的一條重要原理,根據(jù)這一原理,為使系統(tǒng)具有期望的功能,可以通過(guò)改變和調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)環(huán)境以及他們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由此可見(jiàn),企業(yè)戰(zhàn)略分析過(guò)程中必須要考慮以下兩個(gè)方面內(nèi)容:企業(yè)所擁有的各種資源、能力和企業(yè)所面臨的外部環(huán)境。這兩部分之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互作用,最終決定了企業(yè)該采取何種戰(zhàn)略。
關(guān)鍵詞:AHP層次分析法;ERP;風(fēng)險(xiǎn);制造業(yè)
中圖分類(lèi)號(hào):TP315文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)24-6796-03
Analytical Hierarchy Process AHP-based Manufacturing ERP Project Risk Assessment
LIN Tong
(Guangzhou Mechanical Engineering Research Institute, Guangzhou 510700, China)
Abstract: ERP system implementation of risk assessment has been to ensure that enterprises key to the successful implementation of ERP. Domestic enterprises in accordance with the status of the implementation of ERP systems, risk can generally be controlled software risks, the implementation of risk management and other risks and internal risks. Therefore the text ERP Software Selection for the many influencing factors, and evaluate the information with the characteristics of ambiguity, on the basis of the introduction of AHP Analytical Hierarchy Process ERP system implementation to establish a risk assessment model for ERP implementation in the process of risk assessment, the application of AHP algorithm to find the key to the success of the impact of the implementation of risk factors.
Key words: AHP analytic hierarchy process; ERP; risk; manufacturing
現(xiàn)在離散型制造企業(yè)的ERP的實(shí)施主要存在兩大類(lèi)的風(fēng)險(xiǎn)一類(lèi)是外部風(fēng)險(xiǎn)。包括經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、政治風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、法律法規(guī)及不可抗拒風(fēng)險(xiǎn)。另一類(lèi)是企業(yè)內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn),主要包括軟件風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)等。因?yàn)檫@些是可控制的風(fēng)險(xiǎn),企業(yè)內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)是ERP系統(tǒng)實(shí)施成功與否的關(guān)鍵。該文主要針對(duì)ERP實(shí)施過(guò)程中企業(yè)的內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1 軟件風(fēng)險(xiǎn)
軟件風(fēng)險(xiǎn)主要涉及到四個(gè)方面:軟件選型、軟件功能、軟件二次開(kāi)發(fā)和軟件商等四方面的風(fēng)險(xiǎn)。
1.1 軟件選型風(fēng)險(xiǎn)
企業(yè)在ERP軟件選型中,必須清晰地定義自己的需求和期望,一定要從軟件功能與企業(yè)需求的滿(mǎn)足程度、系統(tǒng)的集成性、軟件的成熟性和穩(wěn)定性、對(duì)中文界而、數(shù)據(jù)的支持程度、軟件商的技術(shù)支持能力、軟件價(jià)格等幾方面對(duì)軟件進(jìn)行評(píng)估,從而確定適用自己的軟件。軟件選擇的主要風(fēng)險(xiǎn)是企業(yè)沒(méi)有定義好自己的需求也沒(méi)有恰當(dāng)?shù)卦u(píng)估要選擇的ERP系統(tǒng)。當(dāng)選擇的ERP系統(tǒng)與企業(yè)的功能需求不能匹配時(shí),風(fēng)險(xiǎn)也就產(chǎn)生了。
1.2 軟件功能風(fēng)險(xiǎn)
ERP系統(tǒng)涉及到的不僅是企業(yè)的進(jìn)銷(xiāo)存、財(cái)務(wù)管理等,它的核心是生產(chǎn)制造部分。國(guó)外ERP軟件如SAP、ORACLE、IFS等在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)和使用階段,因而軟件的功能風(fēng)險(xiǎn)較小。而國(guó)內(nèi)ERP軟件一般都是從財(cái)務(wù)核算軟件發(fā)展而來(lái)的,在符合我國(guó)會(huì)計(jì)制度上占有一定優(yōu)勢(shì),但財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)加上分析、生產(chǎn)計(jì)劃和制造管理、分銷(xiāo)物流管理及集成化等方面多是處于開(kāi)發(fā)和試運(yùn)行中,相對(duì)而言功能風(fēng)險(xiǎn)較大。
1.3 二次開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)
由于企業(yè)都具有自身的生產(chǎn)運(yùn)作特色,如果企業(yè)在軟件選型時(shí)沒(méi)有定義好自己的需求也沒(méi)有恰當(dāng)?shù)卦u(píng)估要選擇的ERP系統(tǒng)。當(dāng)選擇的ERP系統(tǒng)與企業(yè)的功能需求不能匹配時(shí)企業(yè)可能需要對(duì)ERP軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),此時(shí)便產(chǎn)生了二次開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)槎伍_(kāi)發(fā)會(huì)增加系統(tǒng)維護(hù)的難度,降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性,二次開(kāi)發(fā)的量與ERP實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)成正比。在ERP的實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)該盡量減少ERP軟件的二次開(kāi)發(fā)。
1.4 軟件商選擇的風(fēng)險(xiǎn)
由于企業(yè)往往對(duì)各種ERP系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)及適用性了解不足、缺乏科學(xué)有效的ERP實(shí)施方法和手段,在實(shí)施ERP過(guò)程中,請(qǐng)軟件商協(xié)助實(shí)施是必不可少的。因?yàn)镋RP系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的軟件使用,而是要通過(guò)軟件來(lái)規(guī)范運(yùn)作管理流程,是組織結(jié)構(gòu)和管理方式進(jìn)行大夫模的變革,因此需要借助管理專(zhuān)家。但現(xiàn)在,我國(guó)的軟件管理咨詢(xún)機(jī)構(gòu)不健全,軟件商水平也參差不齊,這樣實(shí)施企業(yè)要承擔(dān)很大的風(fēng)險(xiǎn),有時(shí)還會(huì)貽誤風(fēng)險(xiǎn)管理時(shí)機(jī)從而放大了風(fēng)險(xiǎn)。
2 實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)
2.1 實(shí)施顧問(wèn)及企業(yè)實(shí)施人員風(fēng)險(xiǎn)
由于ERP系統(tǒng)的復(fù)雜性,在實(shí)施過(guò)程中涉及的部門(mén)很多,需要有效地協(xié)調(diào)部門(mén)間的工作、統(tǒng)籌安排跨部門(mén)的實(shí)施人員,團(tuán)隊(duì)精神將是非常重要的問(wèn)題。通常企業(yè)會(huì)將ERP系統(tǒng)實(shí)施交給軟件商和本企業(yè)的IT部門(mén)進(jìn)行,這些做法都將增加系統(tǒng)實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)闆](méi)有業(yè)務(wù)部門(mén)人員的深入?yún)⑴c,企業(yè)IT人員缺乏對(duì)軟件的深入了解和項(xiàng)目實(shí)施的經(jīng)驗(yàn),在協(xié)調(diào)各部門(mén)工作時(shí)存在不便。如果實(shí)施顧問(wèn)不具有豐富的系統(tǒng)實(shí)施和企業(yè)流程管理經(jīng)驗(yàn),很難按照企業(yè)的實(shí)際需要進(jìn)行ERP系統(tǒng)實(shí)施。這樣不利于推動(dòng)和控制整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展,降低了ERP系統(tǒng)實(shí)施的成功率,增加了實(shí)施周期,增加了實(shí)施風(fēng)險(xiǎn),無(wú)法最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身持續(xù)改善的目的。
2.2 實(shí)施成本與實(shí)施進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)
ERP系統(tǒng)的實(shí)施成本通常包括硬件費(fèi)用、軟件培訓(xùn)費(fèi)用、實(shí)施咨詢(xún)費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用等。國(guó)外ERP系統(tǒng)一般實(shí)施咨詢(xún)費(fèi)用與軟件購(gòu)置費(fèi)是1:1的比例,后期每年維護(hù)費(fèi)是軟件購(gòu)置費(fèi)的15-22%且不得間斷。而國(guó)內(nèi)軟件的實(shí)施咨詢(xún)費(fèi)用所占軟件購(gòu)置費(fèi)的10%-30%。企業(yè)要根據(jù)實(shí)際需要正確選擇軟件、購(gòu)置硬件,否則會(huì)加重企業(yè)資金方便的負(fù)擔(dān),制約企業(yè)的發(fā)展。
實(shí)施進(jìn)度與實(shí)施成本是密切相連的,在許多ERP系統(tǒng)的實(shí)施中,軟件商往往按照服務(wù)天數(shù)提供服務(wù)并收取費(fèi)用,通常ERP系統(tǒng)實(shí)施至正式上線(xiàn)需要4個(gè)月,甚至更長(zhǎng)時(shí)間,所以嚴(yán)格按照預(yù)計(jì)的時(shí)間表實(shí)施ERP系統(tǒng)是至關(guān)重要的。有的企業(yè)在ERP實(shí)施過(guò)程沒(méi)有按時(shí)按量地完成實(shí)施計(jì)劃,使預(yù)期完成目標(biāo)一拖再拖,延誤系統(tǒng)上線(xiàn)時(shí)間,服務(wù)期超出原定天數(shù),服務(wù)費(fèi)用增加,帶來(lái)?yè)p失或額外支出,從而產(chǎn)生了成本風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成系統(tǒng)半途而廢。
2.3 實(shí)施質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)
有的企業(yè)ERP實(shí)施失敗的原因是強(qiáng)調(diào)“快速”而忽視質(zhì)量。如果在實(shí)施過(guò)程中一味追求按進(jìn)度計(jì)劃完成任務(wù),未對(duì)實(shí)施效果進(jìn)階段性質(zhì)量評(píng)估,未分析系統(tǒng)的實(shí)施是否達(dá)到了期望值。致使各部門(mén)的問(wèn)題得不到解決,從而導(dǎo)致實(shí)施及使用人員士氣低落,效率低下,結(jié)果是上了一個(gè)軟件系統(tǒng),但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)管理功能。
2.4 項(xiàng)目人力資源的風(fēng)險(xiǎn)
人力資源是ERP項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中最為關(guān)鍵的資源。保證合適的人,以足夠的精力參與到項(xiàng)目中來(lái),是項(xiàng)目成功實(shí)施的基本保證。應(yīng)對(duì)顧問(wèn)及關(guān)鍵用戶(hù)進(jìn)行評(píng)估,否則不適用的人、不穩(wěn)定的人,將直接導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)施失敗。
3 應(yīng)用AHP層次分析法評(píng)估ERP項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)
由于評(píng)介指標(biāo)中包含許多具有模糊性的主觀(guān)指標(biāo),其反映了人們主觀(guān)認(rèn)識(shí)的差異,其內(nèi)涵和外延具有模糊性。論文采用分級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型,將模糊因素?cái)?shù)量化,通過(guò)建立模糊評(píng)價(jià)矩陣定量化對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)?,F(xiàn)有解決模糊問(wèn)題量化的方法有層次分析法(Analytic hierarchy process簡(jiǎn)稱(chēng)AHP)、德?tīng)栰?Delphi)法、集思廣義 (Brainstorm) 法等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),AHP法的1-9標(biāo)度法在這方法更具有科學(xué)性。
AHP是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T. L. Saaty 教授在20世紀(jì)70年代提出的一種定型和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)的層次化的分析方法。它把一個(gè)復(fù)雜的的問(wèn)題分解成組成因素,然后用兩兩比較的方法確定決策方案各因素的相對(duì)重要性。這種方法的特點(diǎn)是在對(duì)復(fù)雜的決策問(wèn)題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,利用較少的定量信息使決策的思維過(guò)程數(shù)學(xué)化,從而為多目標(biāo)、多屬性或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題提供簡(jiǎn)便的決策方法。
3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)置原則
為了評(píng)估ERP系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程各種的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn),首先必須建立相就的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),即評(píng)價(jià)指標(biāo)體系或評(píng)價(jià)要素。評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取要符合如下原則。
1)完備性原則:評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)該從管理、技術(shù)和效益的角度出發(fā)全面反映被評(píng)價(jià)對(duì)象的各項(xiàng)特性。
2)相關(guān)性原則:評(píng)價(jià)指標(biāo)要反映被評(píng)價(jià)對(duì)象與評(píng)價(jià)目的相關(guān)的本質(zhì)屬性。
3)層次原則:評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)置應(yīng)能準(zhǔn)確反映各層次之間的支配關(guān)系,各指標(biāo)前明確內(nèi)涵,按照層次遞時(shí)的關(guān)系,組成層次分晨、結(jié)構(gòu)合理的評(píng)價(jià)體系。
4)簡(jiǎn)明原則:指標(biāo)體系大小應(yīng)適宜,對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象影響大的重要指標(biāo)可以進(jìn)一步細(xì)分,其它指標(biāo)可以粗分,以減少工作量。
5)可測(cè)性原則:指標(biāo)含義要明確,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)要進(jìn)行量化,使不指標(biāo)之間具有可比性和可操作性。
6)獨(dú)立性原則:評(píng)價(jià)批標(biāo)之間應(yīng)具有最小的相關(guān)性,指標(biāo)之間不影響,具有互斥性,避免互相包容關(guān)系。
3.2 建立ERP風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
根據(jù)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的原則,結(jié)合ERP軟件的特點(diǎn),建立層次分析結(jié)構(gòu),如圖1所示。通過(guò)綜合分析各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)ERP系統(tǒng)成功實(shí)施的影響程度,將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為兩級(jí),建立了ERP風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評(píng)價(jià)模型,詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)圖2。
3.3 構(gòu)造判斷矩陣
任何系統(tǒng)分析都以一定的信息為基礎(chǔ)。AHP的信息基礎(chǔ)主要是人們對(duì)每一層次各因素的相對(duì)重要性給出的判斷, 這些判斷用數(shù)值表示出來(lái),寫(xiě)成矩陣形式就是判斷矩陣。 判斷矩陣是AHP工作的出發(fā)點(diǎn)。構(gòu)造判斷矩陣是AHP的關(guān)鍵。
判斷矩陣表示針對(duì)上一層次某因素而言, 本層次與之有關(guān)的各因素之間的相對(duì)重要性。
假定A層中因素AK與下一層中因素B1,B2,…,Bn,則我們構(gòu)造的判斷矩陣如圖3所示。
其中,bij是對(duì)于AK而言,Bi對(duì)于的相對(duì)Bj重要性的數(shù)值表示,通常bij取1,2,3,…,9及它們的倒數(shù),其含義為:
bij=1,表示Bi與Bj一樣重要;bij=3表示Bi比Bj重要一點(diǎn);
bij=5,表示Bi比Bj重要 ; bij=7表示Bi比Bj重要得多;
bij=9表示Bi比Bj極端重要得多;
bij=1
顯然,任何矩陣都應(yīng)滿(mǎn)足
bii=1,bij=1/bji(i,j=1,2,...,n)
因此,對(duì)于n階判斷矩陣,我們僅需對(duì)n(n-)/2個(gè)矩陣元素給出數(shù)值。
根據(jù)圖2所示的評(píng)價(jià)模型,請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家及企業(yè)管理人員、技術(shù)人員等組成了評(píng)價(jià)小組,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行打分。評(píng)分采用了1-9標(biāo)度方法。其中比較時(shí)的評(píng)價(jià)尺度為1,3,5,7,9,分別表示同等重要、比較重要、重要、很重要、非常重要;2,4,6,8是上述相鄰判斷的中間值。借助層次分析法程序,對(duì)判斷矩陣中數(shù)據(jù)的一致性進(jìn)行了檢驗(yàn),將通過(guò)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相對(duì)重要程度計(jì)算,得到最終各指標(biāo)的綜合得要度。對(duì)未順利通過(guò)致性檢驗(yàn)的調(diào)查表,進(jìn)行返回調(diào)查,直到表數(shù)據(jù)不存在邏輯問(wèn)題,其具體算法在此不在綴述,可參看到模糊數(shù)學(xué)及運(yùn)籌學(xué)的相關(guān)資料。通過(guò)判斷矩陣計(jì)算得到各指標(biāo)重要度如表1(因篇幅限制,在此忽略各加權(quán)數(shù)算法,直接采用結(jié)果)。
根據(jù)層次分析法的總權(quán)重的計(jì)算結(jié)果可知,軟件選型的綜合權(quán)重最高,因而整個(gè)ERP項(xiàng)目中風(fēng)險(xiǎn)最大的是軟件選型一項(xiàng),應(yīng)重點(diǎn)避免其存在的風(fēng)險(xiǎn)性。
4 結(jié)束語(yǔ)
ERP項(xiàng)目實(shí)施投入大,周期長(zhǎng),而且目前國(guó)內(nèi)ERP實(shí)施成功率不高。通過(guò)建立層次結(jié)構(gòu)模型對(duì)ERP實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),減少了人為因素,客觀(guān)真實(shí)的反映風(fēng)險(xiǎn)大小,而且通過(guò)兩兩比較,能使定性描述定量化。通過(guò)對(duì)ERP實(shí)施過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效評(píng)估,我們?cè)趯?shí)施過(guò)程中得點(diǎn)關(guān)注權(quán)重較大的風(fēng)險(xiǎn)因素,嚴(yán)格控制項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn),確保ERP項(xiàng)目的成功實(shí)施。
參考文獻(xiàn):
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水利設(shè)施是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及人民生活密切相關(guān)。水利工程建成后,不僅能夠獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益,而且對(duì)環(huán)境、社會(huì)、政治等方面都能產(chǎn)生有利的影響。例如在環(huán)境方面,水利工程的建設(shè)可以調(diào)節(jié)氣候、保持水土等;在社會(huì)方面可以改善城鄉(xiāng)飲水水質(zhì)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展等;在政治方面,通過(guò)興修水利可以提高這些地區(qū)人民的生活水平,保證供電供水等[1]。因此水利工程項(xiàng)目的建設(shè)是值得有關(guān)部門(mén)重視的,而對(duì)于水利工程的效益評(píng)價(jià)也是非常重要的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。過(guò)去,對(duì)水利建設(shè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)大多集中于經(jīng)濟(jì)效益卻忽視了對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響等公共效益進(jìn)行評(píng)價(jià),其實(shí)對(duì)水利工程建設(shè)的公共效益進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)是對(duì)保證水利工程質(zhì)量,鑒別工程優(yōu)劣的重要因素之一,本文這個(gè)背景下,對(duì)水利工程的公共效益進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià),目的是希望能夠幫助水利工程項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施起到積極的作用。
2.基本原理
模糊綜合評(píng)價(jià)方法是基于模糊數(shù)學(xué)的一種評(píng)價(jià)方法。而模糊數(shù)學(xué)是在1965年由美國(guó)自動(dòng)控制專(zhuān)家L.A.Zadeh教授提出的,是描述、研究、處理模糊事物的數(shù)學(xué)。該綜合評(píng)價(jià)法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià),即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。它具有結(jié)果清晰,系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn),能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題,適合各種非確定性問(wèn)題的解決[2]。
水利工程的公共效益和影響是極其廣泛并多層次的。由于評(píng)價(jià)指標(biāo)因素種類(lèi)多、性質(zhì)各異,不存在統(tǒng)一的量綱,就會(huì)出現(xiàn)有的可以量化,有的易于定性等此優(yōu)彼劣的情況,加之地區(qū)差異和行業(yè)差別,就注定了這種評(píng)價(jià)是以經(jīng)驗(yàn)判斷為基礎(chǔ)的綜合評(píng)價(jià)[3]。所以綜合評(píng)價(jià)公共效益簡(jiǎn)單可行的辦法之一就是多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法。多層次模糊綜合評(píng)價(jià)方法是將模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用于判別事物和系統(tǒng)的優(yōu)劣,使得難以量化的定性問(wèn)題能夠轉(zhuǎn)化成定量分析,即根據(jù)給出的評(píng)價(jià)指標(biāo),經(jīng)過(guò)模糊變換后對(duì)其做出綜合評(píng)價(jià)。
3.評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立
運(yùn)用層次分析法將公共效益的成果因素進(jìn)行分層,第一層為標(biāo)準(zhǔn)層,即公共效益;第二次為子標(biāo)準(zhǔn)層,依次為:社會(huì)效益、環(huán)境效益、和可持續(xù)性影響,分別以表示;第三層為最底層,最底層個(gè)要素以來(lái)表示。具體的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)如圖1:
水利工程建設(shè)的公共效益()
社會(huì)效益 環(huán)境效益 可持續(xù)性影響
:項(xiàng)目建成后,區(qū)域內(nèi)人民生活水平提高的水平;
:項(xiàng)目對(duì)其他相關(guān)行業(yè)壓力緩解的程度;
:項(xiàng)目對(duì)當(dāng)?shù)貒?guó)民生產(chǎn)總值增加的影響; :環(huán)境質(zhì)量指數(shù);
:項(xiàng)目對(duì)自然資源和環(huán)境的保護(hù)程度;
:項(xiàng)目對(duì)減少自然災(zāi)害變化率的影響;
:項(xiàng)目建成帶動(dòng)水域沿岸主要產(chǎn)業(yè)的影響;
:項(xiàng)目對(duì)資源利用和遠(yuǎn)景發(fā)展的影響;
:項(xiàng)目對(duì)當(dāng)?shù)靥岬氐氖褂们闆r的影響;
圖1水利工程建設(shè)公共效益評(píng)價(jià)體系
4.模糊綜合評(píng)價(jià)分析
4.1建立模糊評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型:
(1)因素集。評(píng)價(jià)對(duì)象各因素組成的集合,用大寫(xiě)字母U表示為:
,表示被考慮的因素;
(2)評(píng)語(yǔ)集。對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象做出的評(píng)語(yǔ)組成的集合,用大寫(xiě)字母V表示為:
,表示評(píng)價(jià)結(jié)果。
(3)單因素評(píng)判。對(duì)單位因素作單因素評(píng)價(jià),得到V上的一個(gè)模糊集:建立一個(gè)從到的模糊映射:。
表示因素對(duì)評(píng)語(yǔ)的隸屬程度。由可誘導(dǎo)出模糊關(guān)系,得到模糊矩陣,稱(chēng)為單因素評(píng)價(jià)矩陣,也叫做綜合評(píng)價(jià)的變換矩陣。
這樣,當(dāng)權(quán)數(shù)分配和變換矩陣已知時(shí),應(yīng)用模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算即可進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),從而得出一階綜合評(píng)價(jià)模型。,為模糊評(píng)價(jià)結(jié)果。
依據(jù)本文描述,因素集按公共效益種類(lèi)劃分為3子集,記作,且滿(mǎn)足每個(gè)子集的因素為,分別表示在第二層次的權(quán)數(shù)分配、單因素評(píng)價(jià)矩陣、綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。
得到二層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型為:
其中,為中3個(gè)因素的權(quán)數(shù)分配;為中個(gè)因素的權(quán)數(shù)分配;和分別為和的綜合評(píng)價(jià)的變換矩陣;則為的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。
評(píng)價(jià)集分為四個(gè)等級(jí):即(很強(qiáng),較強(qiáng),一般,弱),為了下文結(jié)果表述明確,可將評(píng)價(jià)等級(jí)轉(zhuǎn)換為分值,故可將評(píng)價(jià)結(jié)果將等級(jí)賦值為:。
4.2應(yīng)用層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重
層次分析法(The analytic hierarchy process)簡(jiǎn)稱(chēng)AHP,在20世紀(jì)70年代中期由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家托馬斯·塞蒂(T.L.Saaty)正式提出。它是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法。步驟[4]如下:
(1)分析系統(tǒng)中各指標(biāo)之間的關(guān)系, 建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu);
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)應(yīng)用 管理 數(shù)據(jù) 信息系統(tǒng) 信息化
引言
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)被應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,不僅開(kāi)始滲透到人們生活的各個(gè)方面,而且對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化等方面的發(fā)展均起到的重要的促進(jìn)作用。特別是隨著現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)的不斷成熟,社會(huì)對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行管理的需求不斷增加,可以說(shuō)誰(shuí)掌握了信息誰(shuí)就掌握了未來(lái)發(fā)展的風(fēng)向。而計(jì)算機(jī)則以其方便快捷、系統(tǒng)科學(xué)的特性承擔(dān)了這一歷史性的重?fù)?dān),并顯示出了強(qiáng)大的實(shí)用優(yōu)勢(shì),備受社會(huì)的推崇,為社會(huì)各領(lǐng)域的發(fā)展,特別在信息系統(tǒng)管理應(yīng)用方面做出了突出貢獻(xiàn),取得了重要的成就。
一、信息與信息系統(tǒng)
在我們的日常生活中,信息并不是一個(gè)陌生的詞匯,特別是隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,信息已經(jīng)普遍存在與自然界和人類(lèi)社會(huì)中,并已經(jīng)進(jìn)入人類(lèi)思想領(lǐng)域的范疇內(nèi)。那么信息的內(nèi)涵又是什么呢?我們?cè)谔幚硇畔r(shí)應(yīng)該注意哪些方面的內(nèi)容?我們應(yīng)該通過(guò)何種手段來(lái)獲取信息?在獲取信息的過(guò)程中應(yīng)該注意什么問(wèn)題呢?下面本文將對(duì)信息與信息系統(tǒng)做一個(gè)具體的論述:
(一)信息與數(shù)據(jù)
簡(jiǎn)單來(lái)講,信息是對(duì)社會(huì)數(shù)據(jù)的處理,是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵,而數(shù)據(jù)則是信息的一種表示形式,是信息的重要載體。因此,只有在大多數(shù)人讀懂理解數(shù)據(jù)中所包含信息的含義時(shí),數(shù)據(jù)才有意義。當(dāng)承載信息的載體在性質(zhì)方面發(fā)生變化時(shí),數(shù)據(jù)的具體形式和內(nèi)容也要最終取決于承載載體的現(xiàn)實(shí)性質(zhì),這時(shí)信息才能夠更本質(zhì)地反映事物的概念和特性,對(duì)事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和特征進(jìn)行準(zhǔn)確描述。
(二)信息化時(shí)代的內(nèi)涵
通常我們將現(xiàn)代社會(huì)成為信息化的社會(huì),信息化的概念起源于上世紀(jì)六十年代的日本,七十年代全球開(kāi)始普遍使用“信息化”的概念。信息化是指培養(yǎng)、發(fā)展以計(jì)算機(jī)為主的智能化工具為代表的新生產(chǎn)力,并使之造福于社會(huì)的歷史過(guò)程。信息化所具備的生產(chǎn)工具不是一件孤立或分散的東西,而是一個(gè)有組織大規(guī)模的信息網(wǎng)絡(luò)體系,從而推動(dòng)社會(huì)各領(lǐng)域改變生產(chǎn)、工作、生活和交往方式,從而促使社會(huì)發(fā)生變化和進(jìn)步。
(三)現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)的內(nèi)涵
現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)是一個(gè)科學(xué)系統(tǒng)的概念,主要由人進(jìn)行管理,以人為主導(dǎo)的通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成的人機(jī)系統(tǒng),通過(guò)為企業(yè)管理和發(fā)展過(guò)程中提供必須的信息從而支持企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策和發(fā)展。在當(dāng)代,管理信息系統(tǒng)是一個(gè)隨著時(shí)代不斷變化發(fā)展的新型學(xué)科,在計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)不斷更新進(jìn)步的今天,管理信息系統(tǒng)普遍被理解為是由人和計(jì)算機(jī)設(shè)備或其他信息處理手段組成并用于管理信息的系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)MIS。
二、現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
信息系統(tǒng)具有普遍性,特別是在管理各項(xiàng)事務(wù)中,有助于促進(jìn)企業(yè)管理工作的提升,提高工作和管理效率,實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化。在現(xiàn)代管理中,計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前信息化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一,這也是管理現(xiàn)代化的一種必然趨勢(shì)。特別是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電腦已經(jīng)走進(jìn)了尋常百姓家,而信息技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展也使得計(jì)算機(jī)逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代管理中。因此,如何科學(xué)合理充分利用計(jì)算機(jī)資源和信息系統(tǒng)就成為了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重中之重。
(一)事物處理系統(tǒng)
事物處理系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)TPS,是組織中完成或輔助完成組織業(yè)務(wù)活動(dòng)的系統(tǒng),主要針對(duì)企業(yè)管理中日常事務(wù)所發(fā)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理和輸出,是服務(wù)于組織管理層次中低層、基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般用于專(zhuān)業(yè),是其他類(lèi)型信息系統(tǒng)的信息源,通常需要具有交較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)的完整性和一致性等特點(diǎn),一般涉及的行業(yè)包括航空公司的訂票系統(tǒng)、銀行的存取款系統(tǒng)、企業(yè)的銷(xiāo)售管理系統(tǒng)等。
(二)管理信息系統(tǒng)
管理信息系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)MIS,是一個(gè)組織或集團(tuán)為了實(shí)現(xiàn)它的整體目標(biāo),對(duì)管理過(guò)程中有關(guān)的信息進(jìn)行系統(tǒng)的綜合處理,是支持各級(jí)事務(wù)處理、管理和決策的計(jì)算機(jī)硬件、軟件、通信設(shè)備、數(shù)據(jù)、法規(guī)以及有關(guān)人員的統(tǒng)一體。該系統(tǒng)具有層次性、目標(biāo)性和優(yōu)化性的特點(diǎn),分為不同層次的子系統(tǒng),而各個(gè)系統(tǒng)又分別圍繞系統(tǒng)的總體目標(biāo)運(yùn)行,并在人機(jī)系統(tǒng)的大環(huán)境下自主選擇最優(yōu)方式運(yùn)行。
(三)決策支持系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)DSS,是以科學(xué)管理、運(yùn)籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬技術(shù)、信息技術(shù)為手段,面對(duì)半結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題,支持高層領(lǐng)導(dǎo)的決策活動(dòng)的具有只能作用的系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般的運(yùn)行模式是:通過(guò)對(duì)用戶(hù)之間進(jìn)行對(duì)話(huà)管理,將有價(jià)值的數(shù)據(jù)和模型進(jìn)行統(tǒng)一管理和分析,在建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)。該模型主要勇于銷(xiāo)售、客戶(hù)分析和市場(chǎng)研究、運(yùn)籌和戰(zhàn)略計(jì)劃以及企業(yè)綜合分析等。
(四)專(zhuān)家系統(tǒng)
專(zhuān)家系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)ES,顧名思義,是一個(gè)具有智能特點(diǎn)的信息系統(tǒng),能夠在特定的領(lǐng)域中模仿人類(lèi)專(zhuān)家思維解決復(fù)雜問(wèn)題。該系統(tǒng)包含大量知識(shí),就像一個(gè)專(zhuān)家那樣,同時(shí)具有較強(qiáng)的思維推理能力,能夠解決實(shí)際問(wèn)題。該系統(tǒng)有利于實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享,但同時(shí)需要決策者進(jìn)行深入的信息技術(shù)支持,特別是數(shù)學(xué)模型和算法的支持。專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛,包括:工程、科學(xué)、醫(yī)藥、軍事、商業(yè)等領(lǐng)域,具有解釋、預(yù)測(cè)、診斷、故障排除、規(guī)劃、監(jiān)督、教學(xué)等諸多功能。
結(jié)語(yǔ)
從信息系統(tǒng)的應(yīng)用層次來(lái)看,從TPS到MIS,到DSS,再到ES,是一個(gè)逐步深化的過(guò)程,它不僅是實(shí)現(xiàn)信息化的有效途徑,也是促進(jìn)企業(yè)管理走向現(xiàn)代化進(jìn)程的重要手段,對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展均起到了重要的推動(dòng)作用。
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級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
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