軟運籌學

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　　軟運籌學是軟科學的一個分支，軟運籌學是運籌學在軟科學內的具體運用。軟運籌學是處理“議題”的一種科學方法，相對處理結構化問題和具有明確數學模型問題的硬運籌學而言，軟運籌學使用了更多的方法和手段。其中有些方法和手段是與人的靈感和直覺相結合的，具有很強干預性的動態調整自適應方法。

　　運籌學是對實際問題進行優化的科學，對於這些結構清楚、目標明確的實際系統，我們稱之為問題，一般通過建立數學模型，設計模型求解演算法求得一個正確解或最優解。這整個解題過程即是優化求解過程。

　　然而，有些問題本身就存在爭議，故稱之為議題。對於這類議題單靠數學模型是不夠的，於是引入概念模型，主要用來理清思路。由於難以找到最優解，以及最優解的標準不一，人們只能追求滿意解或可行解，而不再堅持尋求最優解。在探索問題解決中有時並沒有將問題解決，但卻對問題有了進一步的認識，因此，整個解題過程也是一個學習的過程。^[1]

　　1.傳統運籌學面臨的問題

　　20世紀80年代初期，西方運籌學界，特別是美國、德國等發達國家的運籌學界，對運籌學的本質、成就、現狀與未來發展展開了一場聲勢浩大的討論。主要涉及的方面有：對運籌學發展的評價；運籌學發展中面臨的主要問題；運籌學框架準則是否要發展。

　　許多人認為，在大部分的大學院系中，運籌學成了學術性的“模型”，而不是現實世界的模型。因而這樣培養出來的運籌工作者向管理者們提供的是由模型表達出來的特定問題的解，這正好同運籌學最初提出的目標背道而馳。運籌學的將來已經逝去，只不過尚未被埋葬，需要重建運籌學的未來。運籌學的實踐同在大學中所教授的東西有著本質的區別，在刊物上和學校中教授的內容，同實際上正在做的事情之間存在著巨大的分離，而且這種現象還在發展 。

　　國際運籌學會副主席澤莫爾莫教授認為運籌學存在四個方面的缺陷：其一是培養上的差距。至今為止，還沒有真正地為大學生、碩士生、博士生開設的運籌學課程，教師們還不知如何教會學生將運籌學理論與方法應用於實際。其二是軟體上的差距。運籌學與信息技術相脫節，缺乏面向用戶的運籌學軟體。其三是溝通上的差距。運籌學的學術會議多為封閉式的，學術程度很高。作學術報告的人多為數學出身，較少數學公式的報告羞於在會上宣讀，而反過來，這樣的學生或學者則不會面向管理部門領導人作報告。其四是理論上的差距。運籌學的理論與實踐相脫離，是“好”的理論還不夠，包括數學理論與演算法在內。有許多特有的結構，至今尚未有好的演算法去解決。同時運籌學還缺少非數學的理論，包括運籌學的行為理論及為工程師們所用的理論。

　　2.運籌學的傳統理念

　　運籌學之所以存在以上的種種問題，主要是由於傳統的運籌學理念受數學理念的影響太大。運籌學的傳統的理念認為：現實世界是系統化、結構化的，因而生成了傳統的運籌的各個分支；環境是穩定的。因果關係是確定的；環境是合作的。

　　因此，運籌學對模型化工作，對最優解的追求就自然成為核心。但是，不難看出，它與運籌學的早期工作、目的與初衷是相違背的。

　　3.運籌學的新理念

　　改變傳統的運籌學理念，建立新的運籌學理念是運籌學適應未來、迎接挑戰必須進行的首要工作。運籌學的新理念應該是：現實世界是錯綜複雜的，整體上的性態不是所有局部問題的簡化；環境是變化的、衝突的，存在眾多的不確定性，不可能全面預知；特定的思考與分析過程，以及恰當的方法論可以不斷修正認識。從而逐步趨向適應。

　　因此，運籌學的模型為了適應環境與顧及複雜問題，必要時要註入及強化其柔性，即對人文因素的接納，對問題實質的逐步接近。在方法論上，應註意互動式過程。在追求的目標上，往往要從傳統意義下的最優解改為可接受的滿意解。

　　4.運籌學的正確發展之路

　　理念更新、實踐為本、學科交融是運籌學發展的必由之路。錯誤的理念是運籌學發生危機的深層原因，正確的理念是運籌學發展的前提與原則。運籌學源於實踐。運籌學應該以問題驅動為主。學科驅動為輔，互相支持，相輔相成。在實踐中發現新問題，推動新的、好的理論與演算法的研究，應該成為運籌學研究的主流。運籌學研究“不可忘本”，需要“返樸歸真”。運籌學研究還需要進行學科交叉。不要把運籌學定義得太死，要回到運籌學的原始精神，面向問題，而不是面向我們口袋裡的工具，而合作是運籌學成功的基礎。

　　軟科學研究方法是採用定性與定量相結合的方法來綜合利用現代科學技術提供的方法和手段。同樣，軟運籌學研究的方法也是多種多樣的，沒有固定不變的放之四海而皆準的方法。錢學森同志得出的“從定性到定量綜合集成研討廳體系”是軟運籌學的基本方法，主要包括以下內容：幾十年世界學術討論的Seminar經驗；從定性到定量的綜合集成方法；C3I及作戰模擬；情報信息技術；靈境技術；人工智慧；人機結合智能系統；系統學；其他技術。

　　“定量”是指軟運籌學也還要用到和傳統運籌學方法類似的指標、模型、評估、優化等手段和方法；“定性”是指軟運籌學突出了人的參與性，把指揮員的思想和創造性放在核心的位置；“研討廳”指的是人的參與和核心地位是通過不斷地交互來實現的，這種交互過程就使每一個指揮員都可以實現與別人完全不同的決策過程和決策內容，使整個過程充分表現出指揮員的個性；“綜合集成”是指軟運籌學需要綜合運用多種理論方法和手段，包括傳統運籌學已經成功運用的理論方法和軟運籌學創造、發展出來的新的理論方法。

　　這個研討廳體系綜合集成了現代科學理論和技術手段與專家體系構成的高度智能化系統。它由三個體系構成：知識體系、專家體系和工具體系。不僅具有知識的存儲、傳遞、共用、調用等功能，更重要的是具有產生知識的功能，是知識的生產系統，既可以用來進行理論研究，也可以用來進行應用研究。

　　(1)軟運籌學將更多地採用WSR即“物理——事理——人理方法論”。WSR作為一種思路，其核心

　　是在處理複雜問題時既要考慮處理對象的物的方面，又要考慮這些物如何被更好地被運用的事的方面，最後，由於認識問題、處理問題和實施決策指揮都離不開人的方面，把W-S-R作為一個系統，達到知物理、通事理、明人理，從而系統、完整、分層次地來對複雜問題進行研究 。

　　(2)軟運籌學將更多地採用還原論與整體論相結合的研究手段。即在用還原論進行分解研究後的基礎上，綜合集成到整體，實現1+1>2的飛躍，達到從整體上研究和解決問題的目的。其哲學基礎是馬克思主義認識論和實踐論、理論基礎是思維科學、方法基礎是系統科學和數學科學、技術基礎是以電腦為主的現代信息技術、實踐基礎是系統工程應用。

　　(3)軟運籌學將更多地採用模糊數學方法。在我們所接受和處理的知識中，能用嚴格的定量方法所描述的知識是少數的，大量的是不能或不需要用精確的形式化的方法所表示的定性知識。精確是少數的，模糊是多數的；精確是相對的，模糊是絕對的。實踐證明，定性知識處理需要模糊邏輯。儘管關於知識處理中的模糊理論和技術的研究仍是較粗淺的，但它卻是對定性知識提出了一種可能的描述和處理方法。

　　(4)軟運籌學將更多地採用“人機結合、以人為主”的研究技術路線。形成“人幫機，機幫人，以人為主，反覆對比，逐次逼近，綜合集成”的智能決策系統。這裡的人是指採用集體工作方式的專家體系，專家集體要有一位知識和經驗寬廣，視野和思維都較為開闊的科學家來領導。

　　“人機結合、以人為主”需要把人的“心智”與電腦的高性能結合起來。人的“心智”分為“性智”和“量智”兩部分，“性智”是一種從定性的、巨集觀的角度，對總的方面巧妙加以把握的智慧，與經驗的積累、形象思維有密切關係。“量智”是一種定量的、微觀的分析、概括與推理的智慧，與嚴格的訓練、邏輯思維有密切的聯繫，人們通過科學技術領域的實踐與訓練得以形成。

　　靈境技術(Ⅵ )是支撐人機結合的主要關鍵技術，靈境的意義在於使人能感受到如同親臨其境，而這對人的創造活動有極其關鍵的作用 。

　　(5)軟運籌學將更多地採用“軟計算”。軟計算就是借用自然界(生物界)規律的啟迪，根據其原理，模仿設計求解問題的演算法。目前這方面的內容很多，如：人工神經網路技術、遺傳演算法、進化規劃、模擬退火技術和群集智能技術等。與傳統的計算方法相比，軟計算允許在計算過程中出現不精確、不確定甚至部分準確的計算過程。