统筹法

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  统筹法

统筹法，又称网络计划法。它是以网络图反映、表达计划安排，据以选择最优工作方案，组织协调和控制生产（项目）的进度（时间）和费用（成本），使其达到预定目标，获得更佳经济效益的一种优化决策方法。统筹法最适用于大规模工程项目，工程愈大，非但人们的经验难以胜任，就是用以往的某些管理方法（例如反映进度与产量的线条图等方法）来进行计划控制也愈加困难；相反地在项目繁多复杂的情况下，网络计划是可以大显身手。

　　　　1957年，美国化学公司Du Pont的M.R.Walker与Rand通用电子计算机公司的J.E.Kelly为了协调公司内部不同业务部门的工作，共同研究出关键路线方法（简记作CPM）.首次把这一方法用于一家化工厂的筹建，结果筹建工程提前两个月完成.随后又把这一方法用于工厂的维修，结果使停工时间缩短了47个小时，当年就取得节约资金达百万元的可观效益。　　1958年，美国海军武器规划局特别规划室研制含约3000项工作任务的北极星导弹潜艇计划，参与的厂商达11000多家.为了有条不紊地实施如此复杂的工作，特别规划室领导人W.Fazar积极支持与推广由专门小组创建的计划评审技术（简记作PERT）.结果研制计划提前两个月完成，取得了极大的成功。　　CPM在民用企业与PERT在军事工业中的显著成效，自然引起了普遍的重视.在很短的时间内，CPM与PERT就被应用于工业、农业、国防与科研等等复杂的计划管理工作中，随后又推广到世界各国.在应用推广CPM与PERT的过程中，又派生出多种各具特点，各有侧重的类似方法.但是万变不离其宗，各种有所不同的方法，其基本原理都源于CPM与PERT。　　CPM与PERT两种方法实质上大同小异，因此，人们把CPM与PERT及其他类似方法统称为网络计划技术，简称为网络技术或网络方法，简记为统筹法。　　1962年，我国科学家钱学森首先将网络计划技术引进国内。1963年，在研究国防科研系统SI屯子计算机的过程中，采用了网络计划技术，使研制任务提前完成.计算机的性能稳定可靠，随后，经过我国数学家华罗庚对网络计划技术的大力推广，终于使这一科学的管理技术在中国生根发芽，开花结果，鉴于这类方法共同具有“统筹兼顾、合理安排”的特点，我们又把它们称为统筹法，网络图也称统筹图，本节主要讲述统筹法的基本思想。　　现在通过对例7.2.1的分析，来了解统筹法的基本思想。　　[例7.2.1] 设表7.2.1是某部件生产计划中有关项目的明细表。　　表7.2.1　　项目 工期（天） 代号　　设计锻模 10 A　　制造锻模 15 B　　生产锻模 10 C　　制造木模 25 D　　生产铸件 15 E　　设计工装 20 F　　制造工装 40 G　　作出该部件的生产计划流程图并加以分析，再提出使完工期缩短的改进措施。　　分析 本例可称为“生产过程的优化问题”，衡量的数量指标是“完成工程的时间”越短越好.鉴于工厂生产的实际情况，可知明细表中所列各项目的先后顺序关系不允许变动，也不可能对任一项目进行分解.例如，依照工艺过程，必须先制造木模，才能去生产铸件，这样就可得到图7.2.1所示的生产计划流程的一个方案。　　表从图7.2.1中可见，A、D、F三个项目同时开工，随后分成三条支路.先考察上、中、下三条支路上各项目总共所费的时间，具体地说，有　　上支路 10+15+10=35　　中支部 25+15=40　　下支部 20+40=60　　比较之，可见F与G两个项目合成的下支部所花时间最长。该部件生产计划的完工期实质上受F与G两个项目工时的制约。　　设想一下，即使A、B、C、D、E都如期完工，但是由于F、G还在进行中，先完工的人员与设备如不及时利用只能闲置起来，造成所谓“窝工”现象，这就是生产了浪费，要是有可能重新调配力量，适当地让A、B、C、D或D、E慢点完工，同时力求F、G快点完工，那么就可能缩短工程的完工期.于是可以采取如下措施：把上支部或中支部上的资源（人员、设备等）适当抽调一部发到下支路上去，以加快完工期.当然，这里已设被抽调的资源适用于下支部上的项目。例如，设计锻模（A）的人也要会设计工装（F）。从而可以去支援F。此外，从某项目上被抽调的资源数量必须适当，抽调过多，原项目的完工时间将大为延长，反过来又会影响完工期。　　因此，时间最长的那条支路对于完工期起着关键的作用，所以被称为关键路线。　　可见统筹法基本思想，简单地说就是：向关键路线要时间，向非关键路线要资源，以达到预期目标的最优。　　统筹法主要由互相关联的三部分内容组成：　　1、统筹图概念及绘图规划；　　2、统筹图各参数的计算法；　　3、统筹图的调整与优化。由柳洪平创建。

扩展阅读：

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  有关统筹方法的文章

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  统筹方法 华罗庚 统筹方法，是一种安排工作进程的数学方法。它的实用范围极广泛，在企业管理和基本建设中，以及关系复杂的科研项目的组织与管理中，都可以应用。

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  怎样应用呢？主要是把工序安排好。

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  比如，想泡壶茶喝。当时的情况是：开水没有；水壶要洗，茶壶茶杯要洗；火生了，茶叶也有了。怎么办？

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  办法甲：洗好水壶，灌上凉水，放在火上；在等待水开的时间里，洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶；等水开了，泡茶喝。

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  办法乙：先做好一些准备工作，洗水壶，洗茶壶茶杯，拿茶叶；一切就绪，灌水烧水；坐待水开了泡茶喝。

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  办法丙：洗净水壶，灌上凉水，放在火上，坐待水开；水开了之后，急急忙忙找茶叶，洗茶壶茶杯，泡茶喝。

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  哪一种办法省时间？我们能一眼看出第一种办法好，后两种办法都窝了工。

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  这是小事，但这是引子，可以引出生产管理等方面的有用的方法来。

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  水壶不洗，不能烧开水，因而洗水壶是烧开水的前提。没开水、没茶叶、不洗茶壶茶杯，就不能泡茶，因而这些又是泡茶的前提。它们的相互关系，可以用下面的箭头图来表示：箭杆上的数字表示，这一行动所需要的时间，例如15表示从把水放在炉上到水开的时间是15分钟。

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  从这个图上可以一眼看出，办法甲总共要16分钟（而办法乙、丙需要20分钟）。如果要缩短工时、提高工作效率，应当主要抓烧开水这个环节，而不是抓拿茶叶等环节。同时，洗茶壶茶杯、拿茶叶总共不过4分钟，大可利用「等水开」的时间来做。

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  是的，这好像是废话，卑之无甚高论。有如走路要用两条腿走，吃饭要一口一口吃，这些道理谁都懂得。但稍有变化，临事而迷的情况，常常是存在的。在近代工业的错综复杂的工艺过程中，往往就不是像泡茶喝这么简单了。任务多了，几百几千，甚至有好几万个任务。关系多了，错综复杂，千头万绪，往往出现「万事俱备，只欠东风」的情况。由于一两个零件没完成，耽误了一台复杂机器的出厂时间。或往往因为抓的不是关键，连夜三班，急急忙忙，完成这一环节之后，还得等待旁的环节才能装配。

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  洗茶壶，洗茶杯，拿茶叶，或先或后，关系不大，而且同是一个人的活儿，因而可以合并成为：

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  用数字表示任务，上面的图形可以写成为：

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  (?洗水壶 ?烧开水 ?洗茶壶茶杯、拿茶叶 ?泡茶)

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  看来这是「小题大做」，但在工作环节太多的时候，这样做就非常必要了。

  优选法

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  优选法（optimization method）以数学原理为指导，合理安排试验，以尽可能少的试验次数尽快找到生产和科学实验中最优方案的科学方法。即最优化方法。

  目录

  介绍

  优点

  基本步骤

  分类

编辑本段介绍

　　   

　　优选法在数学上就是寻找函数极值的较快较精确的计算方法。1953年美国数学家J.基弗提出单因素优选法枣分数法和0.618法（又称黄金分割法） ，后来又提出抛物线法。至于双因素和多因数优选法，则涉及问题较复杂，方法和思路也较多，常用的有降维法、瞎子爬山法、陡度法、混合法、随机试验法和试验设计法等。优选法的应用范围相当广泛，中国数学家华罗庚在生产企业中推广应用取得了成效。企业在新产品、新工艺研究，仪表、设备调试等方面采用优选法，能以较少的实验次数迅速找到较优方案，在不增加设备、物资、人力和原材料的条件下，缩短工期、提高产量和质量，降低成本等。 　　优选法,是指研究如何用较少的试验次数，迅速找到最优方案的一种科学方法。例如：在现代体育实践的科学实验中，怎样选取最合适的配方、配比；寻找最好的操作和工艺条件；找出产品的最合理的设计参数，使产品的质量最好，产量最多，或在一定条件下使成本最低，消耗原料最少，生产周期最短等。把这种最合适、最好、最合理的方案，一般总称为最优；把选取最合适的配方、配比，寻找最好的操作和工艺条件，给出产品最合理的设计参数，叫做优选。也就是根据问题的性质在一定条件下选取最优方案。最简单的最优化问题是极值问题，这样问题用微分学的知识即可解决。 　　实际工作中的优选问题 ，即最优化问题，大体上有两类：一类是求函数的极值；另一类是求泛函的极值。如果目标函数有明显的表达式，一般可用微分法、变分法、极大值原理或动态规划等分析方法求解（间接选优）；如果目标函数的表达式过于复杂或根本没有明显的表达式，则可用数值方法或试验最优化等直接方法求解（直接选优）。 　　优选法是尽可能少做试验，尽快地找到生产和科研的最优方案的方法,优选法的应用在我国从70年代初开始，首先由我们数学家华罗庚等推广并大量应用,优选法也叫最优化方法。

编辑本段优点

　　怎样用较少的试验次数，打出最合适的训练量，这就是优选法所要研究的问题。应用这种方法安排试验，在不增加设备、投资、人力和器材的条件下，可以缩短时间、提高质量，达到增强体质．迅速提高运动成绩的目的。

编辑本段基本步骤

　　   

优选法

1）选定优化判据（试验指标），确定影响因素，优选数据是用来判断优选程度的依据。 　　2）优化判据与影响因素直接的关系称为目标函数。 　　3）优化计算。优化(选）试验方法一般分为两类： 　　分析法：同步试验法 　　黑箱法：循序试验法

编辑本段分类

　　优选法分为单因素方法和多因素方法两类。单因素方法有平   

优选法

分法、0.618法(黄金分割法)、分数法、分批试验法等；多因素方法很多．但在理论上都不完备．主要有降维法、爬山法、单纯形调优胜。随机试验法、试验设计法等。优选法已在体育领域得到广泛应用。 　　1.单因素优选法 　　如果在试验时，只考虑一个对目标影响最大的因素，其它因素尽量保持不变，则称为单因素问题。一般步骤： 　　（1）首先应估计包含最优点的试验范围,如果用a表示下限，b表示上限，试验范围为[a，b]; 　　（2）然后将试验结果和因素取值的关系写成数学表达式,不能写出表达式时，就要确定评定结果好坏的方法。 　　2.多因素优选法 　　多因素问题：首先对各个因素进行分析，找出主要因素，略去次要因素，划“多”为“少”，以利于解决问题。