南京大学 仲英青年学者  陈彩华，南京大学工程管理学院副教授，理学博士，代表论文发表在《Mathematical Programming》，《SIAM Journal on Optimization》等国际知名学术期刊。曾获中国运筹学会青年科技奖（2018）、华人数学家联盟杰出论文奖（2017、2018连续两年），并入选首批南京大学仲英青年学者。

一、引子

先看两个小故事：

1.“阿里巴巴与四十大盗”——有一天，阿里巴巴赶着一头毛驴上山，发现有一支40人的强盗队伍。强盗首领对着一块石头说:“芝麻,开门吧!” 随后，石头后面出现一个山洞，强盗们鱼贯而入。直到他们离开走得无影无踪后，阿里巴巴出来并如法炮制。进去之后，他惊呆了，发现洞中堆满了无数的财物。阿里巴巴深信这肯定是不义之财，想带点给乡亲们。但毛驴的运载能力是有限的,怎么才能用驴子运走最大价值的财宝分给穷人呢?

2.“瑛姑与幻方”——自从老顽童周伯通受困于桃花岛之后，瑛姑专心研究关算术，其中一个问题是幻方，即将1至n2放入n行n列的正方形格子中，使得每行每列及对角线和相等。如果采取列举的方法，总共有n2!个情况，当n=6时, 这个数字达到3.7*1041左右，即使利用超级计算机天河二号（计算能力约为5.49*1016次/秒），也需要20亿亿年才能枚举完，瑛姑则再无法见老顽童。是否有聪明的办法可以帮助瑛姑快速的计算出幻方呢？

在上述故事中，阿里巴巴需要决策如何搬运宝物，瑛姑则需要判别在方格中填何种数字，这类决策问题都属于运筹学的范畴。运筹学就是利用数学等科学帮助做出智慧决策的一门学科，它不仅可以有效的解决故事中的决策问题，还经常应用于解决现实生活中的各类问题，如规划快递小哥的最佳送货路径等等。 

二、运筹学的起源与发展

朴素的运筹学思想在中国古代就由来已久。战国时期，田忌赛马的故事便讲述了如何优化对阵策略从而以弱胜强，取得全局最优。

现代运筹学主要起源于二战时期，在英德交战期间，英国科学家就如何合理配置新型防空雷达系统、运用舰艇运送物资、配置潜艇阵型等问题，进行了深入研究，这种工作被叫做运筹学。运筹学为盟军的胜利立下了不可磨灭的功劳。

二战结束以后，运筹学得以迅速发展。运筹学家从军事部门转移到政府以及业界，开展了广泛的运筹学研究，取得了丰硕的成果，代表性的有Dantzig的单纯形方法，它可以有效解决线性规划，作为经济学家kantorovich和Koopman工作的算法基础，帮助他们获得了1975年的诺贝尔经济学奖。同年，George Danzig也获得了美国国家科学奖。

现如今如RAND等大公司及各大学都成立了运筹学研究团队，解决各类理论以及公司运营中的问题，运筹学已被广泛的应用于经济学、管理学、生物、工程、军事等各个领域之中。

三、运筹学与大数据

随着信息时代的快速发展，大数据应运而生, 它通过技术的创新与发展，以及数据的全面感知、收集、分析、共享，为我们提供了一种全新的看待世界的方法。如纽约时报断言，在大数据时代的商业、经济及其他领域，决策也将日益基于数据和分析，而非经验和直觉。

基于数据的决策通常分为三个阶段:  Descriptive, Predicative,Prescriptive 。第一阶段由计算机和信息科学负责收集数据、清洗数据以及数据管理；第二个阶段则是利用统计以及机器学习方法对于数据进行分析预测，其中许多机器学习模型都与运筹学相关；最关键的第三个阶段则需要利用运筹学进行智能决策并实施，创造价值。因而在大数据时代，运筹学变得日益重要，不仅与统计学一起为预测提供理论基础，更是数据驱动决策的最核心与重要引擎。