【科学素质读本】如何使用运筹学提高科学决策能力
时间: 2023-06-07 10:50
运筹学是用数学方法研究经济、民政和国防等部门在内外部环境的约束条件下如何合理分配人力、物力、财力等资源,使系统整体有效运行的技术科学。它可以用来预测事物的发展趋势、制定规划或优选可行方案。运筹学的“运筹”二字取自我国《史记●高祖本纪》,“夫运筹帷幄之中,决胜千里之外”,直观地阐述了运筹学运用筹划、以策略取胜的思想。
我国古代文献中有不少蕴含运筹学思想决策的事例记载,比较著名的有田忌赛马、丁渭修宫等。在田忌赛马的故事中,赛马规则要求比赛双方出上、中、下三个等级的马各一匹,采取三局两胜制。就同等级的马匹而言,田忌皆不如齐威王,经通盘考虑,田忌用下等马对齐威王的上等马,上等马对齐威王的中等马,中等马对齐威王的下等马,输掉第一场,赢得后两场,从而获胜。丁渭修宫的故事讲的是宋代大臣丁渭受命修复被大火毁坏的皇宫,他首先让人在皇宫的前大街取土烧砖,挖成大沟后灌水成渠,利用水渠运送各种建筑所需的材料。修复工程完成之后,将废砖乱瓦填入沟中以修复大街。这样做不仅降低了运输成本,还加快了工程整体的进度。这两个故事都很好地体现了运筹学的系统整体性特点:将各部分的决策结合起来,把相互影响和制约的各个方面作为一个整体,从整体利益出发,寻找一个优化协调的方案。
经过不断发展,运筹学已经具有一整套科学、严谨的决策和管理方法,从提出问题、分析建模、求解方案到具体实施,始终蕴涵着系统整体优化思想。当前运筹学具有广泛的应用领域,微观如运输决策、城市规划等;宏观如战争冲突分析、国际格局预测等。
运筹学解决问题的基本过程
1962年,苏联在古巴部署导弹,直接对美国构成安全威胁,美 国反应强烈,双方之间的战争一触即发,这就是古巴导弹危机。这场危机的结局是美国海军对古巴进行军事封锁后,苏联撤出了部署在古巴的导弹。在此次危机中,共有两个决策方:美国和苏联。美国的战 略方案有两个:对古巴的导弹基地进行空袭( 简称空袭),实行军事封锁(简称封锁)。美国可以选择其中任意方案,或全选,或全不选(通过外交途径解决冲突)。苏联同样具有两个战略方案:撤出部署在 古巴的导弹(简称撤出),进一步激化局势(简称激化),如继续增 加导弹部署或采取武力打击,也可维持现状。若用“1” 表示选择了该方案,“0”表示没有选择该方案,则美国和苏联的战略选择组合共有12种,如下表所示:
古巴导弹危机中美国和苏联的战略选择组合
针对不同的战略组合,美国和苏联的偏好是不同的。根据对其本国政治家和国民的调查,可以对战略选择的倾向进行排序,从而建立分析模型。分析人员对美国和苏联的战略倾向了解后进行了排序,美国和苏联的战略选择偏好如下页表所示,战略选择的倾向性从左到右依次减弱。
古巴导弹危机中美国和苏联的偏好序列
通过分析我们可以发现,如果苏联保持策略(1,0)不变,即选择撤出和不激化,则美国可以通过选择策略(0,0),(0,1)或(1,1),将方案6单方面改变为方案7或方案8,而这几个结果中,美国最偏好方案5。因为调整之后的战略组合的偏好会低于现有方案,所以苏联不会作进一步的调整。如果一个结果对所有的参与方来说都是稳定的,不再进行方案调整,就形成了一个平衡。经观察我们可以发现,方案5和方案7是均衡的,可见冲突的结局必然是苏联撤出导弹。
当前,我国正处在改革发展的关键时期,急需高水平的、能够应对多变环境的科学决策,作为决策科学的重要组成部分,运筹学必将为我国的国民经济发展、经济结构转型和国际战略选择作出新的更大的贡献。