《运筹学及工程优化》课程教学大纲.doc

《运筹学及工程优化》教学大纲

课程编号英文名称：OperationResearch

学分：2

学时：总学时40学时，其中理论24学时，实践16学时

先修课程：高等数学B1、Python程序设计、线性代数（经管）

课程类别：专业主干课程

授课对象：工程管理专业学生

教学单位：土木工程学院

修读学期：第4学期

一、课程描述和目标

本课程从工程应用的角度出发，注重算法基本思想和方法的阐述，研究各种工程系统的优化途径和方案，进而对人力、物力和财力进行合理筹划和运用，寻找决策优化的综合性。它是管理科学、经济科学和现代化管理方法的重要组成部分。

本课程拟达到的课程目标：本课程能够将线性代数等基础理论课和工程项目管理、土木工程施工等专业课联系起来，是工程管理专业人才培养知识系统重要的课程环节，学生学习本课程后在知识、能力及素质发展等方面应达到的目标如下：

课程目标1：通过本课程的理论教学，使学生基本掌握线性规划、整数规划、多目标规划、运输问题、图与网络等分支的基本优化原理及在工程中的应用，掌握其中常用的模型和算法，具备一定的建模能力，并具备处理实际工程项目管理问题的能力。

课程目标2：通过本课程的理论教学，使学生将线性代数，工程项目管理等课程有机的结合起来，提高学生综合运用所学知识解决工程管理中的实际问题的能力。

课程目标3：通过本课程的学习，应使学生了解工程优化对优化决策问题进行定量研究的特点，理解线性规划、整数规划、多目标规划、运输问题、图与网络等分支的基本优化原理及在工程中的应用，掌握其中常用的模型和算法，具备一定的建模和计算能力。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

指标点1-1.具备数学、自然科学、工程基础知识，并将其用于工程管理问题的描述。

课程目标1

0.3

指标点1-4.能够将工程管理相关知识和数学模型方法，用于工程管理专业工程问题解决方案的比较与综合。

课程目标2

0.4

指标点3-2.能设计满足工程管理特定需求的投资方案、施工方案或运维方案，并在设计和实施过程中体现创新意识。

课程目标3

0.3

教学内容、基本要求与学时分配

（一）理论教学环节

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学方式

对应课程目标

1

线性规划及单纯形法

基本要求：熟悉线性规划问题的数学模型，解的概念，解的性质；掌握线性规划问题的图解法、单纯形法。了解解的退化、循环和防止循环的方法。了解优化的起源与发展，基本思想。

重、难点：线性规划问题的图解法、单纯形法。

德育要求：化繁为简

5

集中讲授，小组讨论

课程目标1、2

2

线性规划的对偶理论与灵敏度分析

基本要求：了解线性规划的对偶理论；掌握对偶单纯形法以及常用的灵敏度分析方法。重、难点：对偶单纯形法以及常用的灵敏度分析方法。

德育要求：知行合一

4

集中讲授、小组讨论

课程目标1、2、3

3

运输问题

基本要求：掌握运输问题初始解的最小元素法、沃格尔法和最优解的闭回路法、位势法。了解运输问题的数学模型，解的结构与性质。重、难点：运输问题初始解的最小元素法、沃格尔法和最优解的闭回路法、位势法。

德育要求：以人为本

3

集中讲授、小组讨论

课程目标1、2、3

4

整数规划

基本要求：熟悉数学模型；掌握分配问题的匈牙利法、了解分枝定界法和割平面法。

重、难点：匈牙利法

德育要求：以不变应万变

3

集中讲授、小组讨论

课程目标1、2、3

5

多目标线性规划

基本要求：熟悉多目标线性规划问题的数学模型，多目标优先级，解的概念与性质；掌握多目标线性规划问题的图解法、了解多目标线性规划的单纯形法。

重、难点：多目标线性规划问题的数学模型以及图解法。

德育要求：万变不离其宗

3

集中讲授、小组讨论

课程目标1、2、3

6

图与网络分析

基本要求：熟悉图与网络的基本概念和原理，最小部分树、最短路、最大流问题、网络技术的基本概念；掌握最最小部分树、最短路、最大流问题、最大流最小费用的解法；了解关键线路法。

重、难点：最小部分树、最短路、最大流问题、最大流最小费用的解法。

德育要求：工匠精神

6

集中讲授、小组讨论

课程目标1、2、3

合计

24

（二）实践教学环节

序号

实验项目

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

1

线性规划求解

根据教师自拟的题目采用excel求解多变量（4个及以上）的线性规划问题，掌握excel建模方法和规划求解操作步骤，熟悉线性规划问题建模方法。

4

综合

课程目标1、2、3

2

运输问题求解

根据教师自拟的题目采用excel求解运输问题，掌握excel建模方法和运输问题求解操作步骤，熟悉运输问题建模方法和产销不平衡问题以及转运问题的建模方法。

4

综合

课程目标1、2、3

3

指派问题求解

根据教