第三節　運籌學的應用與展望

一、知識點與對應的思政元素

經過長期的實踐探索，人類通過研究各類資源的利用和策劃方法，逐漸形成了運籌思維。運籌學研究對象的客觀普遍性以及強調研究過程完整性的重要特點，決定了運籌學應用的廣泛性。運籌學源于軍事，經過不斷發展應用范圍遍及工農業生產、經濟管理、工程技術、國防安全、自然科學等各個方面和領域。此外，關于運籌學將往哪個方向發展，從20世紀70年代起，西方運籌學工作者有種種觀點。美國前運籌學會主席邦特認為，運籌學應在運籌學應用、運籌科學和運籌數學三個領域發展。20世紀70年代末80年代初，不少運籌學家提出，要注意研究大的復雜系統，注意與系統分析相結合。運籌學經過60多年的發展，其理論越來越艱深，應用越來越廣泛，目前已經沒有任何一個人可以是運籌學所有方向的專家，未來運籌學還將不斷發展下去，新的思想、觀點和方法不斷涌現。近年來，在大數據、人工智能時代實踐場景中，運籌學的應用逐步打破學科壁壘，促進交通、物流、經濟、管理、計算機、控制等多學科融合發展，煥發全新生命力。

通過本節知識的學習可知，運籌學的應用不僅僅是解決特定領域的問題，更能促進多學科的融合發展。這種跨學科的融合不僅能夠推動各領域知識的交叉傳播，更能為社會創新和可持續發展注入強大動力。在本節知識的學習中，我們需要培養學生跨學科思維和團隊協作的能力，注重多學科交叉技能的學習，讓學生能夠在不同領域中自如地運用運籌學的方法，推動各學科間的融合發展。在面對未來社會的復雜挑戰時，學生將能夠運用運籌學的方法論，以更全面、科學的方式解決問題，展現出對社會發展的積極參與和推動作用。

在這個信息爆炸的時代，運籌學的方法和工具成為處理與分析大規模數據的關鍵工具之一，為各行各業的決策提供了更為準確和高效的支持。本節將結合實際案例，初步介紹大數據時代下的運籌學應用與實踐，幫助學生體悟運籌思維的精妙與廣泛的應用前景。

二、課程思政教學案例

前景窺探——大數據時代下的運籌學應用與實踐

從“孔孟之道”到“合縱連橫”，從馬科維茨的“投資組合”到納什均衡的“囚徒困境”，從“雙十一購物”到“消費者決策”，從“七橋問題”到“四色猜想”，從“優選統籌”到“庫存訂貨”，從“兩彈一星”到“雙碳”目標，從“智能算法”到“機器學習”，從“數字鄉村”到“智慧城市”無不體現了運籌思維的精妙。運籌學的應用也隨著社會需求的不斷變化而更新換代。近年來，“互聯網＋”的興起開啟了大數據時代，同時也使得運籌學在商業領域的應用更為緊密。以電商企業為例，其核心業務包括商品選擇與定價、庫存管理與貨物運輸以及售后服務，這三個階段都直接關聯到運籌學的應用。例如，在商品的組合與定價階段，運籌學的重要性體現在如何更好地滿足消費者的需求。通過運用運籌學中的產品組合優化問題、最優匹配問題以及產品動態定價等知識，電商企業可以在海量的消費者偏好數據中找到最佳的商品組合，并通過考慮價格敏感度等因素進行合理定價，實現更有效的營銷策略。在庫存管理與貨物運輸階段，運籌學同樣發揮著關鍵作用。選址問題是其中一個重要研究方向，運籌學方法確定倉儲中心的位置，使得貨物能夠更快、更便捷地送達離消費者最近的二級配送中心，從而提高物流效率。電商企業僅僅是“互聯網＋”領域中的一個例子。運籌學之所以在各個領域得以應用，是因為它專注于“決策”，即在一定約束條件下如何做出更優決策。只要一個問題可以轉化為決策性問題，就可以借助運籌學的方法來解決，這也是數據驅動決策的核心所在。

大數據時代下涌現的機器學習、人工智能、深度學習等技術正成為推動科技和產業發展的引擎，而這些技術與運籌學密不可分。機器學習、人工智能、深度學習等，需要訓練集來訓練模型和參數，通常都會定義一個損失函數或能量函數，并設定約束條件，然后求解函數的能量最小值。而其求解最小值的過程會需要使用優化求解器，或者根據特定問題自己編程求解。從這個意義上，人工智能、大數據，最終幾乎都歸結為一個求解損失最小的優化問題，而運籌學正是研究優化理論的學科。因此，運籌學從某種意義上來講可以稱為人工智能、大數據的“引擎”，而這一“引擎”能夠解決現實生活中眾多復雜問題。

如今運籌學在我國已經根深葉茂、開花結果，各種數字經濟平臺大量使用運籌學算法。華為等一批引領世界的中國企業大力開展運籌學的應用研究，國防部門更是把軍事運籌放在十分重要的位置。通過大數據時代下各種運籌學應用與實踐的例子，我們可以深刻地體會到運籌學的重要意義，同時思考運籌決策對社會的影響，大數據時代下運籌學應用面臨的一系列倫理問題，如何在運籌學決策中考慮經濟、社會和環境的可持續性等。因此，青年更應培養主人翁意識，增強家國情懷與國家認同感，從而樹立科研報國的理想，踐行社會責任。我們鼓勵學生嘗試能夠運用新技術解決復雜問題，拓展國際化思維，在實際案例中提出創新性的解決方案，培養創新精神，為未來的運籌學應用和發展注入更多活力，也為我國在國際舞臺上發揮更大的影響力奠定堅實的基礎。