物流优化技术

一、课程性质与任务

1.课程定位

物流优化技术是物流管理专业必须掌握的一门重要的专业课程。运筹学与物流学都始于上世纪二战期间，他们之间相互参透、交叉发展，关系紧密。运筹学为物流系统优化提供重要的支持，包括：思想方法、技术与工具等。本课程紧密结合高等职业教育的特点，高度重视实践教学与活动，努力通过本课程的学习，使学生在了解和掌握本专业的学习与工作所必须的运筹学思想方法与工具，使专业知识的学习得到深化，知识结构更加合理，综合应用知识的能力、实践能力得到提高和加强。本课程先导课程是《物流管理概论》《运输管理实务》《物流配送实务》《现代仓储管理》《供应链管理》等课程；其后续课程是《生产运作与管理》《物流系统仿真技术》《物流系统规划与设计》《物流解决方案设计》等课程。

本课程在第七学期开设，总课时数为64学时。

2.设计思路

（1）基于应用理念及能力的课程教学：在实际工作中，能够自觉应用所学过的运筹学思想方法解决实际问题；

（2）以学生为主体的教学体系: 尊重个体差异，注重过程评价，促进学生发展；

（3）从课程内容的整体结构出发，把握各部分内容之间的横向联系和纵向联系，确定教学内容在整个课程体系中的作用；

（4）密切关注与该课程内容相关的最新理论成果和模型的最新算法，还应将现实生活中的具体实例运用到课堂教学中，以增加课堂教学的有效性和目的性。

二课程目标

培养学生对基本物流优化技术基本概念的理解、基本原理的掌握和基本方法的应用。学生通过“运筹学”课程的学习，能够运用运筹学的思想、原理和方法去分析和解决实际工作中存在的大量优化问题，即培养学生把实际问题抽象成相应的数学模型以及求解模型的能力，并能够利用计算机和运筹学软件进行求解，切实解决物流生产经营活动中的现实问题。

1.知识目标

通过本课程的教学，力图使学生获得物流系统优化的基本知识（如物流预测、线性规划及单纯形法、对偶理论与灵敏度分析、运输问题、整数规划、动态规划的基本方法及应用、图与网络分析、网络计划技术、排队论等）。要求学生在掌握基本概念、基本方法的基础上，掌握其基本原理；会操作运筹学应用软件，完成模型的建立与求解。

2.能力目标

（1）能够根据历史数据资料，选择合适的预测方法和模型，进行未来一定时间内的物流预测；

（2）能够依据实际问题建立线性规划模型，并能够用图解法、单纯形法、大M法和两阶段法求得最优解；

（3）能够针对物流生产实际中的现实问题，建立经济采购批量模型并能手工盒计算机求解；

（4）能够对产销平衡和产销不平衡的运输问题采用表上作业法进行模型求解，并能够对初始方案进行检验及改进优化；

（5）能够根据人员及设备完成不同工作的效率差异，利用匈牙利法进行生产任务的指派工作；

（6）了解整数规划数学模型的一般形式，分支界定法的一般步骤，掌握指派问题的匈牙利算法；

（7）能够针对货载有限和无限两种情况进行货物配载的手工计算，完成一般情况下的货物混装。

3.素质目标

该课程的学习情境是用以培养学生以下专业素质：

（1）理解和掌握物流领域的运筹学的优化思想和方法，以及相关的基本概念、基本原理、基本构架、基本工具；

（2）具有较高的运筹学的应用理念与能力。在实际工作中，能够应用所学过的运筹学思想方法解决实际问题；

（3）对数量化介入有关专业有较全面的了解；

（4）为专业知识的深化学习和综合运用奠定良好的基础。

三、参考学时：64

四、课程学分：4

五、课程内容和要求

课程整体设计表

序号	项目名称	工作任务	知识点	训练或工作项目	教学重点	教学情境与教学设计	建议学时
1	优化技术在物流中的应用	了解物流问题的模型建立。	各类物流问题可能采用的优化技术。	物流活动个环节数学模型的建立。	物流及其作用；运筹学概念、研究方法及内容、一般步骤。	针对物流活动的各个环节提出问题，启发学生动脑，师生共同完成各类模型的建模。	4
2	物流需求预测	预测货物的销售量。	物流需求预测内容物流需求预测原则、方法和程序物流需求预测技术。	货物销售计划的制定。	时间序列预测移动平均法、指数平滑法、回归分析。	已知公司某产品最近12个月的销售量，进行未来3个月的销售预测，制定销售计划。	6
3	线性规划	货轮如何配载，运费收入为最大。	线规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、可行解、可行域、最优解等概念；了解线性规划问题的一般解法；会求线性目标函数的最大值、最小值。	建立线性规划的一般数学模型并用WinQSB求解求解。	图解法、单纯形法、大M法和两阶段法求线性规划最优解。	货轮配载问题，将实际问题转化为数学语言描述，问题分析，理清题意，列出表格。	8
4	整数规划	体积、重量有限制的不同利润率的两种货物装箱问题	掌握整数规划模型的建立；了解分枝定界法、割平面解法；熟练掌握0—1型整数规划的建立与求解。	建立整数规划模型并用WinQSB求解求解。	分枝定界法、割平面法，0-1整数规划的隐枚举法。	体积、重量有限制的不同利润率的两种货物装箱问题引入	8
5	运输与指派	满足各营业网点需要量下的最低运费货物调运	掌握运输问题（包括产销平衡和产销不平衡问题）的的表上作业法（含初始调运方案的最小元素法、位势法）。	用WinQSB求解进行解运输问题、不平衡的物资调运问题求解、任务安排。	最小元素法、伏格尔法的求解方法；方案检验及改进；匈牙利法任务安排。	产销平衡和不平衡两种情况下如何确定最优调运方案；人员或设备效率既定的情况下最优分工的实现。	8
6	图与网络优化	最短运距的计算；道路最大通过能力的计算。	最短路径问题的解决，最大流最小费用问题的运用，物流中心的布点原则。	用WinQSB求解网络的最短路和最大流。	最大流最小费用问题的运用，物流中心的布点原则。	给定的有向和无向两类网络图，完成最短路和最大流的计算。	8
7	货物配载优化	货载有限和无限两种情况下配载的手工计算；货物混装。	配载原则、方法；少量货物的手工配载；多品种货物混装计算方法。	手工完成货物配载方案的设计。	用线性规划模型求解配载问题；配载的手工计算；不同品种的货物混装。	在货源、种类较多的情况下，进行车船配载，使得运输效率高、收入大。	6
8	动态规划	一维资源分配问题及固定资金分配问题	动态规划的基本概念，最优化定理，动态规划的决策阶段划分、求解动态规划逆推法和顺推法。	用WinQSB求解动态规划问题。	一维资源分配问题；固定资金分配问题	问题引入：资源分配问题	8
9	排队问题	三艘货船来到一个码头，调度安排他们卸货。	排队系统参数；到达间隔的分布和服务时间的分布；单服务台负指数分布排队系统分析特征及参数计算多服务台负指数分布排队系统分析特征及参数计算	码头货船卸货调度，使服务对象的等候时间最少	分析及参数计算：多服务台负指数分布排队系统；单服务台负指数分布排队系统、多服务台负指数分布排队系统。	码头卸货的场景	8

六、教学建议

（一）教学方法

将启发式、讨论式等多种教学方法应用到课堂教学中，充分调动学生学习的积极性。同时采用电子教案与黑板板书相结合的教学手段，根据课程内容的需要穿插一些动画、音频视频，以充分调动学生的学习兴趣。此外，通过课堂提问、测试、作业、课堂讨论方式实现师生之间的互动，活跃课堂气氛，提高课堂的教学效果。

根据不同教学内容对学生的不同要求采用灵活的教学方式。例如，在讲授单纯形法的理论时，详细讲解其理论及推导过程，让学生认真体会和理解；讲授非线性规划的算法时，提供相应的案例，算法的设计和案例的求解让学生动手编程和求解，目的是为了提高学生解决实际问题的能力。总之，在采用电子教案与黑板板书相结合的教学手段的同时，还该根据课程内容的要求不同采用不同的教学手段，其目的就是让学生可以踏踏实实地掌握理论知识，充分挖掘学生解决实际问题的能力，促进他们综合素质的提高。

具体教学过程中，可以采取灵活多样的教学方法,如：

1.互动教学法。安排学生就本章节内容在课前进行分小组讨论并由小组成员提交小组报告,然后利用课堂时间，由各小组答辩手进行有针对性的提问。这样既强化了课堂学习效果，又使学生们发现问题,分析问题解决问题的能力得以提高。

2.课堂讲授。主要要突出章节的重点,难点,以及实际应用中容易出现的错误问题,通过课堂练习的使学生了解应用过程中如何解决可能出现的问题。

3.软件训练。利用winQSB软件实现各种优化模型的计算机求解。

（二）评价方法

考核成绩分为平时和期末两部分，平时成绩主要参考学生提交的课程论文。课程论文的要求不作过多要求，只要与本学科有关都可以。对于擅长计算机的学生可以写算法之类的论文，对于数学基础较好的学生可以写偏理论性的论文。

期末成绩主要以闭卷考试为主，最后的综合考核按下列方式分配：平时出勤及课堂表现占10%，课程论文占40%，期末考试占50%。

(三)教学条件

物流模拟实训室1间，配备WinQSB运筹学软件。

(四)教材选编

优先选用国家级规划教材和物流管理课程资源库教材，以下教材作为参考教材，根据课程标准设计整合教学内容。

参考教材：

秦玉权.物流运筹学.北京：北京大学出版社，2008.09

沈家骅.现代物流运筹学.北京：电子工业出版社，2010.02

曹宏庆.如何求解问题——现代启发式方法.北京：水利水电出版社,2011.05

邢文训.现代优化计算方法.北京：清华大学出版社,2010.05

执笔人：秦玉权审核人：李海民