前言
40年前,当杰里·利伯曼(Jerry Lieberman)和我着手本书第1版的写作时,我们的目标是写出一本有开创性的教科书,帮助确立运筹学这个新兴领域的未来教育方向。本书出版后,这个目标实现了多少尚不清晰,但有一点是肯定的,对本书的需求量远超出我们的预期。我们谁都没有料到这样高的世界范围的需求能持续如此之久。
对本书前7版的热烈反响令人欣喜。特别值得高兴的是本书第6版获得了INFORMS兰切斯特奖的荣誉提名(该奖项用于奖励年度运筹学领域最优秀的英语出版物),并得到下面的评语:“这是最新版本,该书向近50万名大学生介绍了运筹学的方法和模型。第6版中增加了很多新内容,写作风格仍保持了作者一贯的条理清晰。在进行表彰时,奖励委员会注意到了希利尔-利伯曼的著作不仅在美国,而且通过很多外文译本在世界范围对运筹学发展产生的巨大和持续的影响。”
40年前开始写作本书时,杰里已经是运筹学领域的杰出成员、有成就的作者和斯坦福大学运筹学系主任,而我则是刚开始职业生涯的年轻助理教授。我非常幸运能有机会同他一起工作并向他学习,我永远感激杰里给我这个机会。
现在杰里已经永远离开了我们。5年前他因病去世时,我决定继承他的遗志坚持用高标准完成本书的后续各版,以此来纪念他。所以我从斯坦福大学提前退休,以便全力完成本书的写作,使我有更多的时间用于准备这个新的版本,同时也使我更好地掌握运筹学的发展和新的趋势,并提前完成新版的写作。对发展新趋势的掌握促使我选择了下面列出的新话题。
新的话题
本版的目的之一是补充新近发展的变革性的、已实用化的运筹学领域的丰富内容。这些新的进展包括:(1)应用元启发方法求解大型复杂的问题;(2)约束规划同数学规划(特别是整数规划)的集成,极大地扩展了建立复杂问题模型的能力;(3)应用多阶梯的存储模型支持供应链的管理。虽然这些话题通常不列入导论课程中,但由于其对未来运筹学实践工作者不断增长的重要性,有必要将其包含到新的运筹学导论书中,所以我在本版增加了下列新的章节:
·第11.9节:同约束规划的结合
近年来另一个巨大的进展是应用电子表格及电子表格软件来建立和求解运筹学模型,特别是数学规划模型和模拟模型,所以本书中增加了下列电子表格的材料:
·对第3.6节作了扩展:应用电子表格建立和求解线性规划模型
·新增了第6.8节:应用电子表格进行灵敏度分析
·新增了第15.5节:用电子表格对决策树进行灵敏度分析
但是有些教师更愿意让学生应用方便传统的软件(LINDO和LINGO)或最先进的运筹学软件(MPL和CPLEX),我在本书中保留了应用三种方案中任一种所需要的全部内容(加上OR Tutor和IOR Tutorial帮助有效地学习算法),从而避免给使用其他选择方案带来困扰(同时在CD-ROM上为每一种选择提供了足够的支持材料)。这些新的电子表格的材料通常放在各章的结尾处(或者放在CD-ROM或网上),使用其他软件的读者可以略去这部分材料。同时,我更新了LINDO/LINGO和MPL/CPLEX的材料,包括反映MPL的第3.7节内容的扩充(建立大型的线性规划模型)。
我们根据教师的大量反馈对新版的内容进行了安排,增添了下列传统的内容:
·新的8.4节:求解指派问题的特殊算法,即匈牙利法。
其他特征
除了上述修改补充外,本版还在以下方面做了很多扩充:
·本书的每一章几乎都补充了几个新的例子以便对有需要的学生提供帮助,而又不打乱教材进程(本书中没有提出哪些补充例子在教学中是必需的)。所有这些例子同时包括在本书网站的在线学习中心内(OLC)。
·在CD-ROM和OLC中均增添了每一章的新词汇。
·在CD-ROM和OLC中均增添了各案例的数据文件,使学生将精力集中于分析而不需要进行大量数据的录入。
·大量补充的参考材料(包括8个整章)均放在CD-ROM和OLC中。
·本书及CD-ROM和OLC(以及Hiller-Hiller的管理科学导论:运用电子表格建模与案例研究方法)的全部参考材料均可在出版社的PRIMIS系统中找到,有兴趣的教师可以从中选取包含在为用户设计的书中的材料(见www.mhhe.com/primis/online/以获取更多信息)。
·每章后面的参考文献已仔细地进行了更新,提供了最好的新的文献。
·很多脚注做了补充或更新,以提供最新的文献或目前的研究动向。
·描述运筹学在现实世界应用的各节,通过增加包括某些获奖的应用成果在内的大量的新应用,加以补充。
·全书中增加了很多小的补充和更新。
·增加了提供给教师的一个新的难易适度的测试题库,该题库内容覆盖全书范围,可用于检验学生课程掌握情况。题库中的大部分习题作者都曾成功试用过。
为完成上述补充和更新,作者做出了巨大的努力,希望能对本书使用者有所帮助。
本书的使用
所有修改努力都是为了使本书能更好地满足今天大学生的需求。无论是新的话题还是广泛的内容更新都使本书更适用于能反映当代运筹学实践的新的课程。本书内容和规模的压缩使它更适合作为导论性课程的教材。软件的应用同运筹学的实践活动相结合,书中有关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。随本书同时提供的所有教学资源进一步扩大了学习的范围。因此本书能适用于这样的课程教学,即教师希望学生手中的课本能支持和补充课堂教学中碰到的各种问题。
麦格劳-希尔(McGraw-Hill)的编辑小组和我认为,这次的修改努力已使第8版更适合作为大学课本——清晰、有趣,组织完善的有用的例子和解释,更好的诱导和前景,易于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最好的版本,看过本版草稿的人的普遍支持增强了我们的信心。
应用本书作为一门课程教学的前提要求我们做了审慎考虑,同前面几版一样,教学保持在相对初等的水平,第1章至第11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10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(对偶理论和灵敏度分析)和第7.4节(内点算法),但用到的仅限于列在附录4中的内容。
本书的主要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灵活性,可以有很多方案来组合一门课程。第1章和第2章是运筹学课程的介绍,第3章和第4章各章几乎完全独立,第6章和第7.2节均由第5章导出,第7.1和7.2节用到第6章的部分内容,学习第9.6节需要先熟悉第8.1节和第8.3节中的问题构建的内容,掌握第9.7节需先学习第7.3节和第8.2节。
初等课程内容可以从全书中抽取包含线性规划、数学规划和一些概率模型,可以安排在一个季度或一个学期内(40学时),例如第1章到第4章及第9到11章的部分内容。扩展的初等课程可用两个季度完成(60至80学时),只需增加少数几章,例如第7章。对有较好基础的,第1章至第8章(也可包括第9章的部分内容)可组成一门线性规划课程(一个季度)。第9章至第11章可组织成另一门一个季度的确定性模型的课程。事实上后面的三门课程(全部课程内容),可在一年内作为运筹学方法按序开设,可以作为硕士生培养方案的核心课。上述各门课程在斯坦福大学本科及研究生层次均已列出,并且本书被列为推荐教材。
此外作为在线学习中心的特色,本书的网页将提供本书不断更新的内容,包括勘误表。要登录该网页请访问www.mhhe.com/hillier。
正如很多人已为本书的这一版做出了重要贡献,我将诚邀你们中的每一个人为本书的下一版献计献策。请通过下面给出的电子信箱发送你们的意见、建议和勘误表。在给出我的电子信箱地址时,我再次向老师们保证,我将仍然不向任何人(包括你们的学生)提供本书中所有习题和案例的答案。
弗雷德里克·S·希利尔
斯坦福大学(fhillier @ stanford.edu)
2004年2月