运筹学导论（翻译版·第11版）

当杰里·利伯曼和我着手编写本书的第1版时，我们的目标是写一本有开创性的参考书，它将有助于明确运筹学这一新兴领域的未来教育方向。本书出版后，我们一直不清楚这个目标的实现程度，但有一点是肯定的，对本书的需求量远超出我们的预料。我们谁也无法想象随着时间的推移，世界范围内这样的高需求能否持续。
这本书前10版所受到的热烈追捧非常令人喜悦。特别兴奋的是本书第6版获得了INFORMS（运筹学界的职业学会）的兰切斯特奖的荣誉提名（该奖项用于奖励当年运筹学领域秀的英语出版物）。
在第8版刚出版后，我们很高兴地收到了对本书具有很高评价的论著写作奖，包括下面的褒奖函：
37年来本书的各个版本已引领了超过50万大学生熟悉运筹学，并吸引了更多的人进入这个领域就职和从事科学活动。很多运筹学领域的领军人物及教师就是通过本书首次进入这个领域的。本书国际版的广泛应用和翻译的15种其他语言的文本，为运筹学在世界范围内的扩展做出了贡献。本书在出版37年后仍然保持超群的地位。虽然第8版刚发行，其第7版在该类图书市场上的占有率高达46%，在麦格劳希尔工程类出版物的国际销售量中名列第二。
这些成就的特征可概述为： ，从学生的角度来看，本书有很强的引导力、清晰而直观的解释、用于职业训练的精选案例、有条理的材料、非常实用的软件支持、适度的数学知识； 第二，从教师的角度来看，其吸引力在于生动的材料以及十分清晰易懂的语言表达，例如在第8版中新增加的元启发一章。
当我们着手编写本书的第1版时，杰里已经是运筹学领域的杰出成员、一位有成就的作者和斯坦福大学运筹学系的主任，而我则是刚开始职业生涯的年轻助理教授。我很荣幸有机会同他一起工作并向他学习，我永远感激杰里给我的这个机会。
现在杰里永远离开了我们，1999年他因病去世时，我就决定用高标准继续本书后续各版的编写，用以纪念杰里。所以我从斯坦福大学提前退休，以便全力完成本书的写作，使我有更多的时间准备每一个新的版本，同时也使我能更好地掌握运筹学的发展和新的趋势，使新版本的内容及时得到更新，并据此确定了下面列出的一些主要修订。
运筹学的发展十分迅速，经营分析已成为运筹学的重要补充，在编写本版时作者特别着力于将本书带入21世纪。新版中的主要补充内容如下所述。
本版的新内容
 增加新的1.3节： 经营分析与运筹学的关系。
 增加新的1.5节： 进一步介绍运筹学未来影响的一些趋势。
 增加新的2.2节： 收集和组织相关数据。
 增加新的2.3节： 应用描述性分析来分析大数据。
 增加新的2.4节： 应用预测性分析来分析大数据。
 增加新的4.6节： （为将单纯形法用于非标准形式）分成三个小节。
 4.10节： 增加影响单纯形法计算速度的各因素的信息。
 4.11节： 增加单纯形法和内点算法执行中相关影响因素的信息。
 对12.3节进行修改压缩： 应用二元变量处理固定费用。
 对12.4节进行修改压缩： 对一般的整数变量进行二元表达。
 增加新的16.7节： 多准则的决策分析，含目标规划。
 增加新的17.11节： 行为排队论。

删减并为新的补充内容提供空间
 删减了Analytic Solver for Education。
 删减了3.4节过多的线性规划建模的例子（删除了6个比较复杂的例子中的3个）。
 将6.2节（对偶的经济解释）移至网站的补充内容中。
 将9.2节中运输单纯形法构建初始基本可行解的一般过程移至网站。
 将12.3节（二元变量在建模中的创新应用） 和12.4节（一些建模例子）的大部分内容移至网站，只保留更为基本的内容。
 删除了17.3节中的一个小节，内容为较陈旧的排队论研究获奖的成果。
  删除了14个较陈旧的应用案例，但同时增加了11个新的案例。
本书的其他特点
 强调实际应用。运筹学的各个领域正在继续对全球众多公司和组织的成功发挥重大影响。所以本书的目标之一是清晰地讲述这些故事，并由此鼓励学生了解他们所学课程同上述成功事迹的重要关系。实现这个目标的一个方法是在本书网站各章末插入很多实际的案例。另一个方法是在书中包括大量应用实例，在有些节中描述了运筹学的一些实际得奖的应用如何对公司或组织产生重大影响。除第1章外，对每个应用案例在每章习题中均列入一道题目，要求学生阅读描述案例应用的全文，并回答相关问题。
 网站上补充章节的价值。本书的支持网站提供了大量的补充材料，共包含8个完整的章及对各章内容的补充。各章的补充内容包括习题和参考文献。当学生感到缺少材料时，教师应向他们提供这些补充内容。
 可找到很多补充例子。本书网站对学习的一个重要帮助是为本书几乎每一章提供相当多求解的例子。我们相信大多数学生感到书中的例子完全合适，部分人感到还需寻找补充的例子。网站上已求解的例子可以为学习有些吃力的学生提供帮助，但不会打断不需要补充例子的大多数学生的课程进度。很多学生在准备考试时可能需要寻找补充的例子，教师可以告诉这些学生应重点学习的内容。
 学习重点的很大灵活性 。我们发现教师对哪些是运筹学导论课程的重点内容的看法存在很大差异。有些人强调运筹学的数学和算法，有些人强调建模，较少讲授求解的算法。还有人强调运筹学在管理决策中的应用。有些教师主要讲授运筹学的确定性模型，有些人则将重点放在随机模型上，在软件选取上也存在差别，我们相信本书已为不同教师的需求提供了足够的材料。
可选用软件资源的丰富性
可供选择的软件资源见本书网站（www.mhhe.com/hillier），现概述如下。
 Excel电子表格：  标准的Excel Solver可求解所有这些例子。
 一些Excel的补充： 包括用于教学的Premium Solver（基本Excel Solver的扩展）、TreePlan(用于决策分析)、Senslt(用于概率的敏感性分析)、RiskSim(用于模拟)和Solver Table（用于敏感性分析）。
 很多用于求解基本模型的Excel模板。
 LINDO（一种传统的优化软件）和LINGO（一种普及的代数建模语言）的学生版，应用于全书有关例子的建模与求解。
 MPL（一种居于领先地位的代
数建模语言）及其初级的Solver CPLEX(当今应用广泛的优化软件)的学生版。有关教学及MPL/CPLEX构模和求解见书中的有关例子。
 某些补充的MPL的Solver： 包括CONOPT（用于凸规划）、LGO（用于全局优化）、LINDO（用于数学规划）、CoinMP（用于线性和整数规划）和BendX（用于某些随机模型）的学生版。
 排队模拟器（可用于模拟排队系统）。
 用于讲解不同算法的OR Tutor。
 IOR。用于学习和执行相互交叉的程序，通过Java2在独立平台上实现。
很多学生发现，OR Tutor和IOR Tutor对学习运筹学算法十分有用。当转移至下阶段自动求解OR模型时，研究发现教师教会学生应用软件通常采用下列方法之一： ①Excel电子表格，包括Excel Solver及其他附加软件； ②方便的传统软件（LINDO或LINGO）； ③尖端的运筹学软件（MPL和精选的求解器）。所以本版仍采用前几版的做法，对上述三种方法都给予充分介绍，并在本书网站中对每种方法提供充分支持。
补充的在线资源

 本书每章有一个专用词汇表。
 对各个例子均有数据文件，以保证学生集中精力作分析，而不必输入大量数据。
 一个具有适当难度的测试题库。该题库的内容覆盖全书，可用于检验学生对课程掌握的程度。题库中的大多数习题作者均测试过。
 教师还可获得习题答案和电子课件。

本书的使用
所有修改方面的努力都是为了使本书能更好地满足大学生的需求，更适合作为能反映当代运筹学实践的现代课程的教材。软件的应用与运筹学的实践活动整合在一起，书中介绍了多种软件方案，为教师选择学生使用的软件提供了很大的灵活性。本书提供的所有教学资源进一步扩大了学习的范围。所以本书适用的课程教学是教师希望学生手中的课本能支持和补充课堂教学中遇到的各种问题。
麦格劳希尔的编辑团队和我认为，这次修改的努力已使本版更适合用作大学教材——清晰、有趣，组织有序的案例和解释，易于寻找到重要的材料和有意思的家庭作业，没有过多的概念、术语和数学。我们确信大多数使用过本书以前版本的教师将会同意这是迄今为止好的版本。
应用本书作为教材的前提要求我们做慎重考虑。同前面几版一样，数学保持在相对初等的水平，第1~15章中的大部分（导论、线性规划和数学规划）要求的数学不超出高中的代数，微积分仅在第13章（非线性规划）和第11章（动态规划）的一个例子中用到。矩阵的概念用于第5章（单纯形法理论）、第6章（对偶理论）、第7章（敏感性分析）和8.4节（内点算法），但用到的仅限于附录1中的内容。

本书的主要读者对象为本科高年级学生（包括有很好基础的二年级学生）及一年级的研究生。本书内容组合上有很大的灵活性，可以有多个方案来组合一门课程。
本书的网站（www.mhhe.com/hillier11e）提供本书不断更新的内容，包括勘误表。

弗雷德里克·希利尔斯坦福大学  （fhillier @ stanford.edu）

本书是运筹学经典著作，在美国高校有很高的采用率，此前出版的版次在国内高校中也有较高的采用率并受到了广泛的好评。两位作者是运筹学领域的大师。本书内容丰富，覆盖运筹学各个分支，主要内容包括：运筹学建模方法、线性规划、灵敏度分析与对偶理论、网络优化模型、排队论、动态规划等。讲述上深入浅出，使具有高等数学和线性代数、概率基础知识的读者均能读懂。书中有大量案例，可供自学及复习。本书的读者对象为管理类及工科类学习运筹学课程的本科生。

弗雷德里克·希利尔，美国斯坦福大学名誉教授，研究涉及很多领域，包括整数规划、排队论及其应用、统计质量管理以及应用运筹学于资金预算及生产系统设计。他论著领域广泛，他的一些充满活力的论文至少10次以上被选入有关专著重新出版。

第1章绪论

1.1运筹学的起源

1.2运筹学的性质

1.3经营分析与运筹学之间的关系

1.4运筹学的影响

1.5进一步增加运筹学未来影响的一些趋势

1.6算法和运筹学课程软件

参考文献

习题

第2章运筹学分析师协同专业分析人员分析问题的概述

2.1定义问题

2.2收集和组织相关数据

2.3应用描述性分析来分析大数据

2.4使用预测性分析来分析大数据

2.5数学建模，并开始描述性分析

2.6学习如何从模型中推导求解

2.7检验模型

2.8准备应用模型

2.9实施

2.10结论

参考文献

习题

第3章线性规划导论

3.1原形范例

3.2线性规划模型

3.3有关线性规划的假设

3.4补充例子

3.5通过电子表格建立并求解线性规划模型

3.6构建非常大的线性规划模型

3.7结论

参考文献

习题

案例3.1固体废料的再利用

案例3.2消减食堂的成本 

案例3.3呼叫中心的定员问题

案例3.4早餐麦片的促销

案例3.5自动化装配

第4章求解线性规划问题——单纯形法

4.1单纯形法的实质

4.2构建单纯形法

4.3单纯形法的代数

4.4单纯形法的表格形式

4.5单纯形法计算中相持的突破

4.6改造非标准形式模型使其适用单纯形法

4.7大M法解决重构后的模型

4.8两阶段法是对大M法的替代

4.9优化后分析

4.10在计算机上的实施

4.11求解线性规划问题的内点算法

4.12结论

附录LINDO和LINGO的使用介绍

参考文献

习题

案例4.1纺织面料与秋季时装

案例4.2新的前沿

案例4.3向学校分配学生

第5章单纯形法理论

5.1单纯形法基础

5.2单纯形法的矩阵形式

5.3基础的审视

5.4改进单纯形法

5.5结论

参考文献

习题

第6章对偶理论

6.1对偶理论的实质

6.2原问题与对偶问题的关系

6.3改造适用于其他原问题形式

6.4对偶理论在敏感性分析中的作用

6.5结论

参考文献

习题

第7章不确定情况下的线性规划

7.1敏感性分析的实质

7.2应用敏感性分析

7.3使用电子表格进行敏感性分析

7.4鲁棒优化

7.5机会约束

7.6带补偿的随机规划

7.7结论

参考文献

习题

案例7.1控制空气污染

案例7.2农场管理

案例7.3向学校分派学生，进行修正

案例7.4写份非技术性的建议书

第8章线性规划的其他算法

8.1对偶单纯形法

8.2参数线性规划

8.3上界法

8.4内点算法

8.5结论

参考文献

习题

第9章运输和指派问题

9.1运输问题

9.2用于运输问题的单纯形法

9.3指派问题

9.4求解指派问题的特殊算法

9.5结论

参考文献

习题

案例9.1向市场运送木材问题

案例9.2Taxgo案例研究的继续

案例9.3项目的选取

第10章网络优化模型

10.1原形范例

10.2网络术语

10.3短路径问题

10.4小支撑树问题

10.5流问题

10.6小费用流问题

10.7网络单纯形法

10.8一个项目时间费用平衡优化的网络模型

10.9结论

参考文献

习题

案例10.1资金流动

案例10.2走向成功

第11章动态规划

11.1动态规划的范例

11.2动态规划问题的特征

11.3确定性动态规划

11.4随机性动态规划

11.5结论

参考文献

习题

第12章整数规划

12.1范例

12.201整数规划的某些应用

12.3用二值变量解决固定支出问题

12.4一般整数变量的二值表示

12.5求解整数规划问题的若干展望

12.6分支定界法及其在求解01整数规划中的应用

12.7求解混合整数规划的分支定界算法

12.8求解01整数规划的分支切割法

12.9同约束规划的结合

12.10结论

参考文献

习题

案例12.1能力的担忧

案例12.2分配的艺术

案例12.3储存品组合

案例12.4往学校分配学生，再次修正

第13章决策分析

13.1原形范例

13.2不进行试验的决策制定

13.3进行试验时的决策制定

13.4决策树

13.5效用理论

13.6决策分析的实际应用

13.7多准则的决策分析，含目标规划

13.8结论

参考文献

习题

案例13.1智能商务

案例13.2智能导向支持

案例13.3谁希望成为百万富翁？

第14章排队论

14.1原形范例

14.2排队模型的基本结构

14.3真实排队系统的几种常见模型

14.4负指数分布的作用

14.5生死过程

14.6基于生死过程的排队模型

14.7含非负指数分布的排队模型

14.8具有优先规则的排队模型

14.9排队网络

14.10排队论的应用

14.11行为排队理论

14.12结论

参考文献

习题

案例14.1缩减工序间的在制品

案例14.2排队的困惑

附录1矩阵和矩阵运算

附录2正态分布表

部分习题答案

本书是运筹学经典著作，在美国高校有很高的采用率，此前出版的版次在国内高校中也有较高的采用率并受到了广泛的好评。两位作者是运筹学领域的大师。本书内容丰富，覆盖运筹学各个分支，主要内容包括：运筹学建模方法、线性规划、灵敏度分析与对偶理论、网络优化模型、排队论、动态规划等。讲述上深入浅出，使具有高等数学和线性代数、概率基础知识的读者均能读懂。书中有大量案例，可供自学及复习。本书的读者对象为管理类及工科类学习运筹学课程的本科生。

弗雷德里克·希利尔，美国斯坦福大学名誉教授，研究涉及很多领域，包括整数规划、排队论及其应用、统计质量管理以及应用运筹学于资金预算及生产系统设计。他论著领域广泛，他的一些充满活力的论文至少10次以上被选入有关专著重新出版。