中國(guó)運(yùn)籌學(xué)研究的現(xiàn)狀與應(yīng)用趨勢(shì)

曹莉 馬占新 趙春英

【摘要】運(yùn)籌學(xué)作為研究資源最優(yōu)配置的一門科學(xué)，對(duì)整個(gè)人類社會(huì)的生存和發(fā)展產(chǎn)生了重要而深遠(yuǎn)的影響。近年來，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，運(yùn)籌學(xué)方法在中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中作用也越來越突出。本文主要通過對(duì)1957年～2013年中文運(yùn)籌學(xué)文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析，揭示中國(guó)運(yùn)籌學(xué)的研究現(xiàn)狀、學(xué)科分布和發(fā)展趨勢(shì)。進(jìn)而從系統(tǒng)化、信息化和多學(xué)科融合發(fā)展的角度分析了運(yùn)籌學(xué)研究中需要關(guān)注的一些問題。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)籌學(xué) 研究現(xiàn)狀 文獻(xiàn)計(jì)量 趨勢(shì)分析

【基金項(xiàng)目】國(guó)家自然科學(xué)基金（71261017，70961005）；天津市教委社會(huì)科學(xué)重大項(xiàng)目（201235）。

【中圖分類號(hào)】O22 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）10-0250-03

一、引言

運(yùn)籌學(xué)作為研究資源最優(yōu)配置的一門科學(xué)，對(duì)整個(gè)人類社會(huì)的生存和發(fā)展產(chǎn)生了重要而深遠(yuǎn)的影響。運(yùn)籌學(xué)從西方被引入中國(guó)是在20世紀(jì)50年代后期，在錢學(xué)森、許國(guó)志先生的推動(dòng)下，中國(guó)第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)小組于1956年在中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所成立。運(yùn)籌學(xué)的中文名來源于西漢·司馬遷《史記·高祖本紀(jì)》：“夫運(yùn)籌于帷幄之中，決勝千里之外”。意思是運(yùn)算籌劃，策略取勝的含義。從1956年至今，運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)無論是理論拓展方面，還是應(yīng)用探索方面都得到了前所未有的發(fā)展，通過全文檢索發(fā)現(xiàn)僅在CNKI數(shù)據(jù)庫中，與運(yùn)籌學(xué)相關(guān)的研究文獻(xiàn)就超過了9000篇，特別是在近十年里，與運(yùn)籌學(xué)相關(guān)的研究文獻(xiàn)保持了快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。目前文字性闡述運(yùn)籌學(xué)發(fā)展歷程的研究文章較多，例如：文獻(xiàn)[1]簡(jiǎn)述了運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展歷程，剖析了運(yùn)籌學(xué)研究中的成功經(jīng)驗(yàn)，綜述了運(yùn)籌學(xué)幾個(gè)主要分支的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了運(yùn)籌學(xué)中十幾個(gè)有代表性的難題，展望了運(yùn)籌學(xué)未來發(fā)展的方向。文獻(xiàn)[2～5]也是介紹性地說明了運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展歷史，研究熱點(diǎn)，以及未來發(fā)展方向。文獻(xiàn)[6]也是通過文字介紹了運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)原理，發(fā)展歷史及對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的意義；然而利用數(shù)據(jù)分析運(yùn)籌學(xué)發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢(shì)的文章較少，文獻(xiàn)[7]利用Web of Science數(shù)據(jù)，采用文獻(xiàn)計(jì)量法對(duì)我國(guó)在2001年～2010年間管理與運(yùn)籌學(xué)研究態(tài)勢(shì)進(jìn)行了分析，但是僅僅局限在十年時(shí)間里，未對(duì)中國(guó)運(yùn)籌學(xué)發(fā)展的整個(gè)歷程作進(jìn)一步分析。鑒于此，本文主要通過對(duì)1957年～2013年中文運(yùn)籌學(xué)文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析，揭示中國(guó)運(yùn)籌學(xué)的研究現(xiàn)狀、學(xué)科分布和發(fā)展趨勢(shì)。進(jìn)而從系統(tǒng)化、信息化和多學(xué)科融合發(fā)展的角度分析運(yùn)籌學(xué)研究中需要關(guān)注的一些問題。

二、運(yùn)籌學(xué)的研究現(xiàn)狀

近年來運(yùn)籌學(xué)已成為了許多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮出越來越大的作用。這主要是由于以下兩方面的原因，一方面由于運(yùn)籌學(xué)知識(shí)所涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，幾乎涉及到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面，例如：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，工商管理、人力資源管理，交通、應(yīng)急系統(tǒng)等等；另一方面運(yùn)籌學(xué)解決問題的方法直接有效，運(yùn)籌學(xué)的廣泛應(yīng)用給社會(huì)節(jié)省了大量的資源，同時(shí)在有限資源的前提下，帶來了較大的利益。

依托CNKI（中國(guó)知網(wǎng)）中的數(shù)據(jù)，利用文獻(xiàn)計(jì)量方法，對(duì)運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行了分析，包括文獻(xiàn)的數(shù)量增長(zhǎng)、學(xué)科分布、文獻(xiàn)來源、機(jī)構(gòu)分布等。

（一）文獻(xiàn)總體數(shù)量

發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)量是衡量科學(xué)研究發(fā)展態(tài)勢(shì)的重要指標(biāo)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。自運(yùn)籌學(xué)引入中國(guó)以來，1957-2013年間，中國(guó)知網(wǎng)上可搜索到與運(yùn)籌學(xué)相關(guān)的文獻(xiàn)共計(jì)9795篇，從1957年的1篇到2013年的379篇，中國(guó)運(yùn)籌學(xué)經(jīng)歷了前所未有的發(fā)展，下面按照每十年為一個(gè)時(shí)間段，把各時(shí)間段里運(yùn)籌學(xué)論文發(fā)表的數(shù)量統(tǒng)計(jì)如下（見表1）。

表1 1957-2013年間與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)文獻(xiàn)按十年分段的發(fā)文數(shù)量情況

從表1可以直觀地發(fā)現(xiàn)，運(yùn)籌學(xué)研究的論文發(fā)表數(shù)量呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)，說明運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中越來越受到重視。在1957～1963年間，運(yùn)籌學(xué)剛剛被引入中國(guó)，運(yùn)籌學(xué)的研究處于起步階段，論文發(fā)表數(shù)量?jī)H為18篇；在1964～1973的十年里，運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展也比較緩慢，論文數(shù)量?jī)H有7篇；在1974～1983年間，論文數(shù)量有了顯著提高，已經(jīng)達(dá)到193篇；在1984～1993年的十年里，運(yùn)籌學(xué)不斷發(fā)展，論文發(fā)表總數(shù)量達(dá)到843篇；在1994～2003年間，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，運(yùn)籌學(xué)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中得到廣泛應(yīng)用，與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的論文數(shù)量高達(dá)2664篇；在最近十年里（2004～2013），運(yùn)籌學(xué)的研究更是得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，論文數(shù)量高達(dá)到6070篇。

以下把與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的文章發(fā)表數(shù)量隨年份的變化情況如表2所示。

表2 1957-2013年間與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)文獻(xiàn)隨年份的變化情況

從表2中可發(fā)現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)文章數(shù)量隨年份的走勢(shì)有起有伏，但是總體的大趨勢(shì)是在增加，特別是在2004年后，每年文章的發(fā)表量大多超過了600篇。在1990年以前，發(fā)文量的趨勢(shì)比較平緩；而從1992年開始，運(yùn)籌學(xué)的年發(fā)文量呈現(xiàn)震蕩上升的趨勢(shì)。

（二）學(xué)科分布

從分科分布來看，運(yùn)籌學(xué)研究涉及的領(lǐng)域十分廣泛，按學(xué)科分布看，運(yùn)籌學(xué)主要分布的領(lǐng)域是：數(shù)學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)宏觀經(jīng)濟(jì)、管理與可持續(xù)發(fā)展、計(jì)算機(jī)軟件及計(jì)算機(jī)應(yīng)用、企業(yè)經(jīng)濟(jì)、武器工業(yè)與軍事技術(shù)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、管理學(xué)、金融、高等教育，其數(shù)量如表3所示。

表3 1957-2013年間與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)文獻(xiàn)的學(xué)科分布情況

從表3可以看到運(yùn)籌學(xué)的研究中涉及最多的是數(shù)學(xué)學(xué)科、自動(dòng)化、宏觀經(jīng)濟(jì)管理與可持續(xù)發(fā)展，這三個(gè)學(xué)科的分布占到了總發(fā)文量的65.3%，可見，這三個(gè)學(xué)科門類的很多問題也可以用運(yùn)籌學(xué)的思想來加以解決，這為跨學(xué)科研究提供了可借鑒的樣版。例如，最優(yōu)化問題，工業(yè)生產(chǎn)問題，人員指派等等，運(yùn)籌學(xué)都可以提供有效、可行的解決方案。

（三）文獻(xiàn)來源

從文獻(xiàn)來源看，收錄與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)庫主要有：中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫、國(guó)際會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫、中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫、特色期刊、中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫，其收集的運(yùn)籌學(xué)論文數(shù)量如表4所示。

表4 1957-2013年間與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)文獻(xiàn)的收錄情況

從表4可以看到，大多數(shù)與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的論文都以會(huì)議論文和期刊論文形式收錄，這兩種數(shù)據(jù)庫收錄的論文占到總數(shù)的87.79%，碩士和博士學(xué)位論文中涉及運(yùn)籌學(xué)研究的文獻(xiàn)也比較多，占到總數(shù)的比例為10.88%。

（四）機(jī)構(gòu)分布

從機(jī)構(gòu)分布來看，發(fā)表與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的文章數(shù)量排名前十位的機(jī)構(gòu)分別是：東北大學(xué)、大連理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、上海大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、電子科技大學(xué)、燕山大學(xué)、曲阜師范大學(xué)、其數(shù)量如表5所示。

表5 1957-2013年間與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的機(jī)構(gòu)分布情況

發(fā)表與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的文章數(shù)量排名前十位的機(jī)構(gòu)發(fā)文總數(shù)1438篇，占到發(fā)文總數(shù)的14.68%，其中發(fā)文數(shù)量最多的機(jī)構(gòu)是東北大學(xué)，發(fā)文數(shù)量為279篇，占發(fā)文總量的2.85%，排在第十名的機(jī)構(gòu)是曲阜師范大學(xué)，發(fā)文數(shù)量為101篇，占發(fā)文總量的1.03%，從這些數(shù)據(jù)，可以看出從事運(yùn)籌學(xué)研究的學(xué)者的單位比較分散，沒有絕對(duì)數(shù)量占優(yōu)的研究機(jī)構(gòu)，然而相對(duì)來說，高校是運(yùn)籌學(xué)研究的重要陣地，在這些高校中，大多數(shù)高校理工科專業(yè)都具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)籌學(xué)研究在這些高校中的地位也比較突出。

三、中國(guó)運(yùn)籌學(xué)發(fā)展趨勢(shì)展望

運(yùn)籌學(xué)自1957年引入中國(guó)，經(jīng)過近六十年的快速發(fā)展，已經(jīng)成為一門比較成熟的學(xué)科，在解決實(shí)際生產(chǎn)生活問題中能夠提供行之有效的解決方法。展望未來，社會(huì)不斷進(jìn)步，新事物不斷出現(xiàn)，國(guó)際環(huán)境日趨復(fù)雜，運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展也會(huì)伴隨社會(huì)發(fā)展的步伐與時(shí)俱進(jìn)，將在以下幾個(gè)方面繼續(xù)發(fā)揮它的重要作用。

（一）運(yùn)籌學(xué)與大系統(tǒng)優(yōu)化

大系統(tǒng)（large？鄄scale systems），是規(guī)模巨大、構(gòu)成要素復(fù)雜、影響廣泛、包含眾多子系統(tǒng)的系統(tǒng)，即可認(rèn)為是一個(gè)有共同目的而有機(jī)結(jié)合起來的，具有內(nèi)在聯(lián)系的若干系統(tǒng)的大集合體。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了許多大系統(tǒng)，例如電力系統(tǒng)、城市交通網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)、110指揮系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等。這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且地理位置分散。大系統(tǒng)性能的優(yōu)化將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益或者社會(huì)效益，例如110指揮系統(tǒng)的優(yōu)化可以挽救更多的生命和社會(huì)財(cái)富，交通運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化可以降低出行的成本，使得社會(huì)效益顯著提高。

大系統(tǒng)優(yōu)化中運(yùn)籌學(xué)的知識(shí)將起到非常重要的作用。例如，考慮一個(gè)大型集團(tuán)公司的運(yùn)行管理問題時(shí)，它的運(yùn)行涉及到的因素很多，也很復(fù)雜，問題的規(guī)模很大。比如工廠生產(chǎn)、貨物庫存、銷售中心和消費(fèi)區(qū)域等方面管理等。我們不能對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)孤立地進(jìn)行研究和管理，必須把這些環(huán)節(jié)連接起來，全局地加以研究，以便獲得一個(gè)全局優(yōu)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)。這就構(gòu)成了一個(gè)典型的大系統(tǒng)優(yōu)化問題。在此問題中，運(yùn)籌學(xué)中的數(shù)學(xué)規(guī)劃理論、存儲(chǔ)論、運(yùn)輸問題、對(duì)策論及最優(yōu)化方法等知識(shí)均有重要作用。

（二）運(yùn)籌學(xué)與信息化

信息化，就是在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和社會(huì)活動(dòng)各領(lǐng)域普遍采用現(xiàn)代化信息技術(shù)，以便有效地開發(fā)和利用信息資源，大大提高決策水平、工作效率和創(chuàng)新能力。21世紀(jì)，世界全面進(jìn)入信息化時(shí)代，整個(gè)社會(huì)的構(gòu)架將發(fā)生改變，整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)形態(tài)將由傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)逐步走向“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”，一個(gè)國(guó)家的信息化程度將成為衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)力水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。

近年來，運(yùn)籌學(xué)在新興的信息技術(shù)領(lǐng)域的作用越來越明顯。例如：在信息化制造領(lǐng)域中，會(huì)涉及到管理運(yùn)籌學(xué)、工業(yè)工程運(yùn)籌學(xué)、隨機(jī)運(yùn)籌學(xué)和隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)（排隊(duì)論）等相關(guān)知識(shí)；在信息處理與計(jì)算中，會(huì)涉及數(shù)學(xué)最優(yōu)化、圖論和組合優(yōu)化、計(jì)算運(yùn)籌學(xué)、隨機(jī)運(yùn)籌學(xué)等；在Internet、帶寬IP網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)領(lǐng)域，涉及數(shù)學(xué)最優(yōu)化、計(jì)算運(yùn)籌學(xué)、圖論與組合優(yōu)化等。

（三）運(yùn)籌學(xué)呈現(xiàn)出多學(xué)科的交叉與融合的特點(diǎn)

運(yùn)籌學(xué)研究對(duì)象是人類對(duì)各種資源的運(yùn)用及籌劃活動(dòng)，研究目的在于了解和發(fā)現(xiàn)這種運(yùn)用及籌劃活動(dòng)的基本規(guī)律，以便發(fā)揮有限資源的最大收益來達(dá)到全局優(yōu)化的目標(biāo)。目前，由于社會(huì)系統(tǒng)的復(fù)雜性，運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用也越來越呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。由于專家們來自不同的學(xué)科領(lǐng)域，具有不同的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了發(fā)揮小組集體智慧、提出問題和解決問題的能力。這種多學(xué)科的協(xié)調(diào)配合在研究的初期，在分析和確定問題的主要方面，在選定和探索解決問題的途徑時(shí)，顯得特別重要。在21世紀(jì)高速發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)，大系統(tǒng)化的社會(huì)背景下，幾乎每個(gè)運(yùn)籌學(xué)問題都會(huì)涉及到多個(gè)領(lǐng)域，多個(gè)方面的知識(shí)，所以運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展需要多學(xué)科知識(shí)的支撐。

四、小結(jié)

本文主要依托與運(yùn)籌學(xué)研究相關(guān)的發(fā)文數(shù)量作為分析對(duì)象，分析了運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)的發(fā)展歷程與趨勢(shì)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，運(yùn)籌學(xué)的研究在新的社會(huì)背景下將會(huì)有更加廣泛的發(fā)展空間，也必將在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

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