《Management Science---Optimization and Decision of Power System 》
适用 工学硕士 研究生2.5年学制 适合全校各 专业（ 36 学时 2 学分）
一、课程的目的和任务
本课程授课对象：本校工学硕士研究生
本课程性质：公共非学位课
课程内容简介：主要介绍线性规划、整数规划、运输问题、动态规划、网络技术、决策分析、层次分析法等优化决策方法。以及上述优化决策方法在电网布局优化、电源系统规划、燃料优化管理、电力经济调度、煤炭最优调运、电力机组最优维修、发电机组的最优启停、电力设备最优更新、电力工程项目的最优开发次序、电站投资最优分配、输电线路最优施工、电网输电线路的最优扩建、变电站容量最优决策、电力公司岗位价值贡献度、电力系统安全评价、电力需求预测等问题中的应用。
本课程教学的基本任务和目的：学生通过学习该课程，应了解管理科学中定量研究的特点，能够理解线性规划、整数规划、动态规划、多目标规划、图与网络、决策论等分支的基本优化原理，并掌握其中常用的模型和算法在电力能源环境系统中的应用，具备一定的建模能力，能够熟练应用线性规划、整数规划、动态规划、图与网络和决策论中的重要理论来解决实际电力能源环境问题。
二、课程的基本要求和特点
课堂讲授：逐步完善电子教学手段，运用电子课件的形象教学和适度的理论推导，讲清概念、原理和主要定理；结合例题讲解和较大量的课外练习使学生理解和掌握重点模型和算法；注重“案例分析”；逐步增加应用建模和算法设计的技能教学；加强对学生实际应用能力的开发和培养。各章节及其中主要术语应给出英文翻译。
作业方面：布置一定量的作业，帮助学生掌握重点、培养自学和独立分析问题的能力。在完成一定的手算练习的前提下，鼓励学生编程或找标准程序求解计算题。通过指定文献阅读，使学生了解本课程所授理论在电力能源环境系统的广泛应用。
三、本课程与其它课程的联系
本课程的基础是高等数学、线性代数、概率论与数理统计，与技术经济学重复部分划归技术经济学，与系统工程重复部分划归本课程，本课程在定性与定量相结合的基础上侧重于定量分析、实际问题的数学抽象、建立优化模型和算法设计与实现。
管理科学是现代管理理论的一个重要学派，它将最新科学技术成果应用于管理，它的指导思想是使用先进的数学方法及管理手段，使生产力得到最为合理的组织，以获得最佳的经济效益。“管理科学”理论把现代科学方法运用到管理领域中，为现代管理决策提供了科学的方法。它使管理理论研究从定性到定量在科学的轨道上前进了一大步，同时它的应用对企业管理水平和效率的提高也起到了很大作用。
四、课程的主要内容
本课程主要介绍线性规划、整数规划、运输问题、动态规划、网络技术、决策分析、等优化决策方法,以及上述优化决策方法在电力能源和环境管理领域中的应用，并介绍一些常用的管理定量分析软件。
1 线性规划部分
教学要求：
了解：线性规划问题的数学模型，解的概念，解的性质，线性规划的对偶理论、影子价格。
掌握：线性规划问题的图解法、单纯形法、对偶单纯形法以及常用的灵敏度分析方法。
应用：学会对一些管理优化问题进行分析，建立模型并求解。
熟悉：目前常用的用于求解线性规划问题的软件，如WinQsb、Microsoft Excel Solver、LINDO、 MATLAB等。
教学要点：
（1）线性规划问题；
（2）线性规划模型：一般模型、标准模型、标准模型的变化；
（3）线性规划解的概念：基础解、可行解、基础可行解、最优解、基、最优基、最优基的逆；
（4）线性规划解的性质；
（5）线性规划问题的解法：图解法、单纯形法、大M法、两阶段法；
（6）线性规划的对偶理论：能够写出线性规划问题的对偶问题、对偶基本性质、影子价格；
（7）对偶单纯形法；
（8）灵敏度分析：会确定参数bi，cj及aij的影响范围、灵敏度分析在生产管理中的应用。
2 运输问题部分
教学要求：
了解：运输问题的数学模型，解的结构与性质。
掌握：运输问题初始解的西北角法、最小元素法、伏格尔法和最优解的闭回路法、位势法；求解产销平衡、产大于销、产小于销、不能缺货等几种常见类型的运输问题。
应用：学会对一些简单的管理优化问题进行分析，建立模型并求解。
熟悉：目前常用的用于求解运输问题的软件，如WinQsb、Microsoft Excel Solver等。
教学要点：
（1） 运输问题的数学模型，解的结构与性质；
（2） 西北角法；
（3） 最小元素法；
（4） 伏格尔法；
（5） 闭回路法；
（6） 位势法；
（7） 非平衡调运及不能缺货的运输问题。
3 多目标线性规划部分
教学要求：
了解：多目标规划问题的数学模型，多目标优先级、解的概念与性质。
掌握：多目标规划问题的图解法、多目标规划的单纯形法。
应用：学会对一些管理优化问题进行分析，通过引入优先级和正负偏差变量建立模型并求解。
教学要点：
（1）多目标优先级；
（2）多目标处理；
（3）约束方程的处理；
（4）多目标的综合；
（5）多目标规划问题的图解法；
（6）多目标规划的单纯形法。
4 整数规划部分
教学要求：
了解：整数规划问题的实际应用背景、数学模型、解的概念与性质。
掌握：0-1规划的解法、分支定界法、割平面法和指派问题的解法。
应用：学会对一些简单的管理优化问题进行分析，建立模型并求解。
熟悉：目前常用的用于求解整数规划问题的软件，如WinQsb、Microsoft Excel Solver。
教学要点：
（1） 整数规划问题的数学模型，解的概念与性质；
（2） 0-1规划的解法；
（3） 分支定界法；
（4） 割平面法；
（5） 指派问题的匈牙利解法。
5 非线性规划部分
教学要求：
了解：非线性规划问题的基本概念，最优性条件。
掌握：非线性规划问题基本算法，如无约束问题的优化方法。
应用：学会对一些管理优化问题进行分析，建立模型并求解。
熟悉：目前常用的用于求解非线性规划问题的软件，如Microsoft Excel Solver、WinQsb、MATLAB等。
教学要点：
（1） 非线性规划问题的基本概念；
（2） 最优性条件；
（3） 无约束问题的基本算法。
6 动态规划
教学要求：
了解：动态规划的基本概念和原理。
掌握：动态规划的阶段、状态、决策和效益以及状态转移方程以及动态规划建模的一般步骤。
应用：学会对一些管理优化问题进行分析，建立模型并求解。
教学要点：
(1) 动态规划的基本概念和原理；
(2) 动态规划的阶段、状态、决策和效益函数；
(3) 状态转移方程的建立；
(4) 熟知动态规划的几种典例：最优路线问题，资源分配问题，机器负荷分配问题等，会解决这些实际问题。
7 图与网络
教学要求：
了解：图与网络的基本概念和原理，最优树、最短路、最大流问题、最小截集等基本概念。
掌握：最优树、最短路、最大流和最小截集的解法。
应用：学会对一些网络优化问题进行分析，建立模型并求解。
熟悉：目前常用的用于求解图与网络问题的软件，如Microsoft Excel Solver、WinQsb、MATLAB等。
教学要点：
（1） 图与网络的基本概念和原理
（2） 破圈法和避圈法求解最优树问题
（3） 用狄氏标号法求最短路问题
（4） 福特--富尔克逊标号法求最大流问题
8 网络计划技术
教学要求：
了解：网络技术的基本概念及几种重要的时间参数。
掌握：求解关键路径、计划评审技术。
应用：学会对一些网络计划问题进行分析，做出网络图，建立模型并求解。
熟悉：目前常用的用于求解网络计划技术的的软件，如Microsoft Excel Solver、WinQsb、MATLAB等。
教学要点：
（1） 网络技术的基本概念
（2） 求解重要时间参数
（3） 根据已知条件做出网络图
（4） 关键路径法
（5） 计划评审技术
9 决策分析部分
教学要求：
了解：决策的基本概念和原理，确定型、不确定型、风险型决策问题及模型。
掌握：最大期望值原则、决策树法、贝叶斯法、马尔可夫决策等方法。
应用：学会对一些管理优化问题进行分析，建立模型并求解。
教学要点：
（1）决策的基本概念和原理，确定型、不确定型、风险型决策问题及模型；
（2）确定型决策方法；
（3）不确定型决策：乐观、悲观、乐观系数法、后悔值等方法；
（4）风险型决策：期望值原则、决策树法、贝叶斯法、马尔可夫决策等。
五、学时分配（总学时： 36 学分： 2 ）
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章 次
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课 程 内 容
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讲授学时
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实验学时
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学时小计
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0
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管理科学概论
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2
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1
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线性规划
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4
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2
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线性规划的对偶理论
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2
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电力系统应用案例（1）
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2
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3
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运输问题
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2
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4
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整数规划
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4
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电力系统应用案例（2）
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2
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5
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动态规划
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2
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6
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非线性规划
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2
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电力系统应用案例（3）
|
2
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7
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图与网络技术
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4
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8
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决策分析
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2
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9
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多目标决策
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2
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相关软件介绍
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2
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课时合计
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34
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2
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六、考核方式
考核形式：非笔试。
考核材料类型：文献综述或学术论文。
基本要求：本课程在自己专业领域各方面运用的文献综述或者将课程某些理论在自己专业领域内中应用的学术论文1篇，题目结合论文内容自定，字数限定在5000-8000字，参考文献10篇以上，其中至少有2篇英文文献。
课程答辩：否
具体评分标准：
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评价内容
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具体要求
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权重
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论文内容
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思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确；文献综述要求能够将课堂所学理论在自己专业领域应用情况进行合理的归纳，结构和思路严谨。学术论文应用合理，计算和逻辑正确，论述充分。
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0.5
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创新
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对前人工作有所改进或突破，或者有独特见解，不能仅仅是对前人工作的简单罗列。
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0.2
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知识能力
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综合应用专业知识的能力。
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0.2
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格式
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格式规范、清晰；编号齐全，图表完备。
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0.1
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总成绩评定说明：
总评成绩采取五级评分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）。
七、教材及参考书
教材：
施泉生.管理科学及其应用，上海财经大学出版社，2006,11.
参考书目：
1.（加）钟彼德（Peter C.Bell）. 管理科学（运筹学）战略角度的审视，机械工业出版社，2000.10.
2.丁以中，Jennifer S.Shang. 管理科学—运用Spreadsheet建模和求解，清华大学出版社2003.
3. 施泉生. 运筹学（第二版），中国电力出版社，2009.2
八、审核意见
〖以研究生课程任课教师组为基础，共同讨论确定本课程教学大纲；然后逐级报所在教研室、院系主管领导审核批准；最终交研究生处汇总备案。〗
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8-1 课程任课教师组总结及建议
本课程属全校研究生选修课，应结合不同专业方向特点，针对不同班级强化与其研究大方向相关的内容教学。
任课教师组签字： 施泉生 、 赵文会 、 、 、
日期： 2012.11.15
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8-2 学科（教研室或基层教学单位）审核意见
教研室主任签字：
日期：
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8-3 院系分管研究生教育领导审核意见
院系领导签字：
日期：
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