曹莉 馬占新 趙春英
【摘要】運籌學作為研究資源最優(yōu)配置的一門科學,對整個人類社會的生存和發(fā)展產生了重要而深遠的影響。近年來,隨著中國經濟社會的快速發(fā)展,運籌學方法在中國經濟社會發(fā)展中作用也越來越突出。本文主要通過對1957年~2013年中文運籌學文獻的統(tǒng)計分析,揭示中國運籌學的研究現狀、學科分布和發(fā)展趨勢。進而從系統(tǒng)化、信息化和多學科融合發(fā)展的角度分析了運籌學研究中需要關注的一些問題。
【關鍵詞】運籌學 研究現狀 文獻計量 趨勢分析
【基金項目】國家自然科學基金(71261017,70961005);天津市教委社會科學重大項目(201235)。
【中圖分類號】O22 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)10-0250-03
一、引言
運籌學作為研究資源最優(yōu)配置的一門科學,對整個人類社會的生存和發(fā)展產生了重要而深遠的影響。運籌學從西方被引入中國是在20世紀50年代后期,在錢學森、許國志先生的推動下,中國第一個運籌學小組于1956年在中國科學院力學研究所成立。運籌學的中文名來源于西漢·司馬遷《史記·高祖本紀》:“夫運籌于帷幄之中,決勝千里之外”。意思是運算籌劃,策略取勝的含義。從1956年至今,運籌學在中國無論是理論拓展方面,還是應用探索方面都得到了前所未有的發(fā)展,通過全文檢索發(fā)現僅在CNKI數據庫中,與運籌學相關的研究文獻就超過了9000篇,特別是在近十年里,與運籌學相關的研究文獻保持了快速增長的趨勢。目前文字性闡述運籌學發(fā)展歷程的研究文章較多,例如:文獻[1]簡述了運籌學的發(fā)展歷程,剖析了運籌學研究中的成功經驗,綜述了運籌學幾個主要分支的發(fā)展狀況,介紹了運籌學中十幾個有代表性的難題,展望了運籌學未來發(fā)展的方向。文獻[2~5]也是介紹性地說明了運籌學的發(fā)展歷史,研究熱點,以及未來發(fā)展方向。文獻[6]也是通過文字介紹了運籌學的數學原理,發(fā)展歷史及對現實生活的意義;然而利用數據分析運籌學發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢的文章較少,文獻[7]利用Web of Science數據,采用文獻計量法對我國在2001年~2010年間管理與運籌學研究態(tài)勢進行了分析,但是僅僅局限在十年時間里,未對中國運籌學發(fā)展的整個歷程作進一步分析。鑒于此,本文主要通過對1957年~2013年中文運籌學文獻的統(tǒng)計分析,揭示中國運籌學的研究現狀、學科分布和發(fā)展趨勢。進而從系統(tǒng)化、信息化和多學科融合發(fā)展的角度分析運籌學研究中需要關注的一些問題。
二、運籌學的研究現狀
近年來運籌學已成為了許多學者關注的焦點,在經濟社會發(fā)展中發(fā)揮出越來越大的作用。這主要是由于以下兩方面的原因,一方面由于運籌學知識所涉及的領域相當廣泛,幾乎涉及到經濟和社會發(fā)展的各個方面,例如:工農業(yè)生產,工商管理、人力資源管理,交通、應急系統(tǒng)等等;另一方面運籌學解決問題的方法直接有效,運籌學的廣泛應用給社會節(jié)省了大量的資源,同時在有限資源的前提下,帶來了較大的利益。
依托CNKI(中國知網)中的數據,利用文獻計量方法,對運籌學在中國的發(fā)展態(tài)勢進行了分析,包括文獻的數量增長、學科分布、文獻來源、機構分布等。
(一)文獻總體數量
發(fā)表學術論文數量是衡量科學研究發(fā)展態(tài)勢的重要指標,根據統(tǒng)計分析結果。自運籌學引入中國以來,1957-2013年間,中國知網上可搜索到與運籌學相關的文獻共計9795篇,從1957年的1篇到2013年的379篇,中國運籌學經歷了前所未有的發(fā)展,下面按照每十年為一個時間段,把各時間段里運籌學論文發(fā)表的數量統(tǒng)計如下(見表1)。
表1 1957-2013年間與運籌學研究相關文獻按十年分段的發(fā)文數量情況
從表1可以直觀地發(fā)現,運籌學研究的論文發(fā)表數量呈現快速上升的趨勢,說明運籌學在中國的經濟建設中越來越受到重視。在1957~1963年間,運籌學剛剛被引入中國,運籌學的研究處于起步階段,論文發(fā)表數量僅為18篇;在1964~1973的十年里,運籌學的發(fā)展也比較緩慢,論文數量僅有7篇;在1974~1983年間,論文數量有了顯著提高,已經達到193篇;在1984~1993年的十年里,運籌學不斷發(fā)展,論文發(fā)表總數量達到843篇;在1994~2003年間,中國經濟持續(xù)快速發(fā)展,運籌學在社會經濟中得到廣泛應用,與運籌學研究相關的論文數量高達2664篇;在最近十年里(2004~2013),運籌學的研究更是得到突飛猛進的發(fā)展,論文數量高達到6070篇。
以下把與運籌學研究相關的文章發(fā)表數量隨年份的變化情況如表2所示。
表2 1957-2013年間與運籌學研究相關文獻隨年份的變化情況
從表2中可發(fā)現運籌學文章數量隨年份的走勢有起有伏,但是總體的大趨勢是在增加,特別是在2004年后,每年文章的發(fā)表量大多超過了600篇。在1990年以前,發(fā)文量的趨勢比較平緩;而從1992年開始,運籌學的年發(fā)文量呈現震蕩上升的趨勢。
(二)學科分布
從分科分布來看,運籌學研究涉及的領域十分廣泛,按學科分布看,運籌學主要分布的領域是:數學、自動化技術宏觀經濟、管理與可持續(xù)發(fā)展、計算機軟件及計算機應用、企業(yè)經濟、武器工業(yè)與軍事技術、工業(yè)經濟、管理學、金融、高等教育,其數量如表3所示。
表3 1957-2013年間與運籌學研究相關文獻的學科分布情況
從表3可以看到運籌學的研究中涉及最多的是數學學科、自動化、宏觀經濟管理與可持續(xù)發(fā)展,這三個學科的分布占到了總發(fā)文量的65.3%,可見,這三個學科門類的很多問題也可以用運籌學的思想來加以解決,這為跨學科研究提供了可借鑒的樣版。例如,最優(yōu)化問題,工業(yè)生產問題,人員指派等等,運籌學都可以提供有效、可行的解決方案。
(三)文獻來源
從文獻來源看,收錄與運籌學研究相關文獻的數據庫主要有:中國重要會議論文全文數據庫、中國學術期刊網絡出版總庫、中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數據庫、國際會議論文全文數據庫、中國博士學位論文全文數據庫、特色期刊、中國重要報紙全文數據庫,其收集的運籌學論文數量如表4所示。
表4 1957-2013年間與運籌學研究相關文獻的收錄情況
從表4可以看到,大多數與運籌學研究相關的論文都以會議論文和期刊論文形式收錄,這兩種數據庫收錄的論文占到總數的87.79%,碩士和博士學位論文中涉及運籌學研究的文獻也比較多,占到總數的比例為10.88%。
(四)機構分布
從機構分布來看,發(fā)表與運籌學研究相關的文章數量排名前十位的機構分別是:東北大學、大連理工大學、上海交通大學、上海大學、中國科學院數學與系統(tǒng)科學研究院、清華大學、西安交通大學、電子科技大學、燕山大學、曲阜師范大學、其數量如表5所示。
表5 1957-2013年間與運籌學研究相關的機構分布情況
發(fā)表與運籌學研究相關的文章數量排名前十位的機構發(fā)文總數1438篇,占到發(fā)文總數的14.68%,其中發(fā)文數量最多的機構是東北大學,發(fā)文數量為279篇,占發(fā)文總量的2.85%,排在第十名的機構是曲阜師范大學,發(fā)文數量為101篇,占發(fā)文總量的1.03%,從這些數據,可以看出從事運籌學研究的學者的單位比較分散,沒有絕對數量占優(yōu)的研究機構,然而相對來說,高校是運籌學研究的重要陣地,在這些高校中,大多數高校理工科專業(yè)都具有很強的優(yōu)勢,運籌學研究在這些高校中的地位也比較突出。
三、中國運籌學發(fā)展趨勢展望
運籌學自1957年引入中國,經過近六十年的快速發(fā)展,已經成為一門比較成熟的學科,在解決實際生產生活問題中能夠提供行之有效的解決方法。展望未來,社會不斷進步,新事物不斷出現,國際環(huán)境日趨復雜,運籌學的發(fā)展也會伴隨社會發(fā)展的步伐與時俱進,將在以下幾個方面繼續(xù)發(fā)揮它的重要作用。
(一)運籌學與大系統(tǒng)優(yōu)化
大系統(tǒng)(large?鄄scale systems),是規(guī)模巨大、構成要素復雜、影響廣泛、包含眾多子系統(tǒng)的系統(tǒng),即可認為是一個有共同目的而有機結合起來的,具有內在聯系的若干系統(tǒng)的大集合體。隨著生產的發(fā)展和科學技術的進步,出現了許多大系統(tǒng),例如電力系統(tǒng)、城市交通網、數字通信網、110指揮系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、水資源系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)等。這類系統(tǒng)的特點是規(guī)模龐大,結構復雜,而且地理位置分散。大系統(tǒng)性能的優(yōu)化將產生巨大的經濟效益或者社會效益,例如110指揮系統(tǒng)的優(yōu)化可以挽救更多的生命和社會財富,交通運輸系統(tǒng)的優(yōu)化可以降低出行的成本,使得社會效益顯著提高。
大系統(tǒng)優(yōu)化中運籌學的知識將起到非常重要的作用。例如,考慮一個大型集團公司的運行管理問題時,它的運行涉及到的因素很多,也很復雜,問題的規(guī)模很大。比如工廠生產、貨物庫存、銷售中心和消費區(qū)域等方面管理等。我們不能對各個環(huán)節(jié)孤立地進行研究和管理,必須把這些環(huán)節(jié)連接起來,全局地加以研究,以便獲得一個全局優(yōu)化的運行管理系統(tǒng)。這就構成了一個典型的大系統(tǒng)優(yōu)化問題。在此問題中,運籌學中的數學規(guī)劃理論、存儲論、運輸問題、對策論及最優(yōu)化方法等知識均有重要作用。
(二)運籌學與信息化
信息化,就是在國民經濟各部門和社會活動各領域普遍采用現代化信息技術,以便有效地開發(fā)和利用信息資源,大大提高決策水平、工作效率和創(chuàng)新能力。21世紀,世界全面進入信息化時代,整個社會的構架將發(fā)生改變,整個社會的經濟形態(tài)將由傳統(tǒng)經濟逐步走向“知識經濟”,一個國家的信息化程度將成為衡量一個國家生產力水平和綜合國力的重要標志。
近年來,運籌學在新興的信息技術領域的作用越來越明顯。例如:在信息化制造領域中,會涉及到管理運籌學、工業(yè)工程運籌學、隨機運籌學和隨機服務系統(tǒng)(排隊論)等相關知識;在信息處理與計算中,會涉及數學最優(yōu)化、圖論和組合優(yōu)化、計算運籌學、隨機運籌學等;在Internet、帶寬IP網絡、電子商務領域,涉及數學最優(yōu)化、計算運籌學、圖論與組合優(yōu)化等。
(三)運籌學呈現出多學科的交叉與融合的特點
運籌學研究對象是人類對各種資源的運用及籌劃活動,研究目的在于了解和發(fā)現這種運用及籌劃活動的基本規(guī)律,以便發(fā)揮有限資源的最大收益來達到全局優(yōu)化的目標。目前,由于社會系統(tǒng)的復雜性,運籌學的應用也越來越呈現出多學科交叉的特點。由于專家們來自不同的學科領域,具有不同的經歷和經驗,增強了發(fā)揮小組集體智慧、提出問題和解決問題的能力。這種多學科的協調配合在研究的初期,在分析和確定問題的主要方面,在選定和探索解決問題的途徑時,顯得特別重要。在21世紀高速發(fā)展的今天,大數據,大系統(tǒng)化的社會背景下,幾乎每個運籌學問題都會涉及到多個領域,多個方面的知識,所以運籌學的發(fā)展需要多學科知識的支撐。
四、小結
本文主要依托與運籌學研究相關的發(fā)文數量作為分析對象,分析了運籌學在中國的發(fā)展歷程與趨勢。從長遠來看,運籌學的研究在新的社會背景下將會有更加廣泛的發(fā)展空間,也必將在經濟社會發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。
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