數(shù)學(xué)建模思想在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用初探

李 娟 簡紹勇 劉潤華 王 慧

（新余學(xué)院 江西新余 338000）

我們知道，以前中國的國情屬于封閉式國家，很少學(xué)習(xí)西方技術(shù)。以前以農(nóng)業(yè)為主，中國也被稱為農(nóng)業(yè)大國。但是隨著后來發(fā)展的需要，隨著各國的經(jīng)濟(jì)競爭越來越激烈，我們開始嘗試打開國門，引進(jìn)西方技術(shù)，這在一定程度上幫助了我們的發(fā)展。后來，數(shù)字化、信息化時(shí)代的到來，我們越來越重視把數(shù)學(xué)思想引入工業(yè)領(lǐng)域，尤其是對工業(yè)發(fā)展幫助很大的數(shù)學(xué)建模思想。但是，由于建模思想應(yīng)用的不完全熟練性、不夠完全精確性，導(dǎo)致在應(yīng)用過程中存在很多問題。

一、數(shù)學(xué)建模思想概述

（一）數(shù)學(xué)建模思想的產(chǎn)生背景

在工業(yè)革命之前，我們對于數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)僅僅停留在數(shù)學(xué)計(jì)算階段，利用數(shù)學(xué)計(jì)算的結(jié)果來解決實(shí)際問題，數(shù)學(xué)里包含的因素主要有數(shù)字、加減乘除、解方程等。這些都是一些比較實(shí)際化的因素。直到工業(yè)革命和科技革命之后，信息技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果就是信息時(shí)代的到來，信息時(shí)代最明顯的標(biāo)志之一就是計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。通過追根溯源，我們知道：在信息技術(shù)時(shí)代，一些科學(xué)家開始注意到數(shù)學(xué)里包含的潛在性的數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)建模思想。他們將這種建模思想應(yīng)用于技術(shù)時(shí)代，就產(chǎn)生了一種建構(gòu)模型——計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)軟件的不斷拓展開發(fā)，人們越來越注意到數(shù)學(xué)建模思想的重要性以及應(yīng)用的廣泛性。因此，數(shù)學(xué)建模是在計(jì)算機(jī)不斷發(fā)展的背景下，逐漸形成的一種理論性學(xué)科。

（二）數(shù)學(xué)建模思想的發(fā)展歷程

以前國家的技術(shù)水平很落后，導(dǎo)致建模思想出現(xiàn)得也比較晚。為了鼓勵(lì)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模思想的深化學(xué)習(xí)和研究，我國從1992 年開始，每年都會(huì)在全國范圍內(nèi)開展大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽。這一措施在很大程度上推動(dòng)了我國數(shù)學(xué)建模思想的進(jìn)一步發(fā)展，也加快了建模思想在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。但是，目前來說，我國大部分的工業(yè)企業(yè)仍然是采用傳統(tǒng)的大型靜態(tài)設(shè)備，沒有利用數(shù)學(xué)建模思想創(chuàng)新靈活性好的微型設(shè)備。另外，我國是人力大國，有許多人員可以為工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)，工業(yè)生產(chǎn)仍以人力為主，可能不需要數(shù)學(xué)建模思想下的設(shè)備機(jī)器，這一實(shí)際需求的缺少，在很大程度上阻礙了數(shù)學(xué)建模思想的研究以及在工業(yè)上的應(yīng)用。

二、數(shù)學(xué)建模思想在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

因?yàn)閲獾募夹g(shù)發(fā)展時(shí)期早于我國，因此他們很早就接觸到了數(shù)學(xué)建模思想。他們在工業(yè)革命以后，機(jī)械化水平達(dá)到頂峰，很多企業(yè)都采用了更先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備，由人來操縱機(jī)器，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)結(jié)合。后來信息化時(shí)代到了，他們利用建模思想，設(shè)計(jì)出一套自動(dòng)化程序模型，實(shí)現(xiàn)了工程24 小時(shí)不停歇生產(chǎn)，并且只需要極少人員參與，真正做到了解放勞動(dòng)力。但是，目前我國的建模思想應(yīng)用還是很少，雖然每年的建模大賽可以在一定程度上促進(jìn)對建模思想的研究設(shè)計(jì)，但是這些僅僅局限于學(xué)者范圍，在大型的工業(yè)領(lǐng)域很少有建模思想出現(xiàn)。影響我國建模思想發(fā)展主要有兩方面原因：一是建模思想理論本身發(fā)展不成熟，這就導(dǎo)致很多企業(yè)不敢采用這一不夠完善的理論技術(shù)；二是企業(yè)本身的生產(chǎn)條件限制了建模思想的應(yīng)用，企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的、無法銜接建模思想的設(shè)備，這就導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化[2]。

三、加快建模思想在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的措施

（一）加大學(xué)校對于建模思想的重視力度

我們知道高校的畢業(yè)生是工業(yè)行業(yè)緊缺的人才，這些學(xué)生進(jìn)入社會(huì)就要進(jìn)行相關(guān)工業(yè)的生產(chǎn)。因此，在學(xué)校里專門開設(shè)相關(guān)建模課程，設(shè)置建模比賽，重視學(xué)生的建模思想發(fā)展，讓學(xué)生自己認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)建模思想的重要性，以及這一理論的學(xué)習(xí)對于自己未來工作發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)作用，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)深造，讓學(xué)生成為專業(yè)性更高的建模人才，這在很大程度上能推動(dòng)中國整個(gè)工業(yè)的建模思想應(yīng)用[1]。

（二）在企業(yè)間進(jìn)行數(shù)學(xué)建模思想的推廣

建模思想歸根到底是要應(yīng)用于企業(yè)的，因此讓企業(yè)相關(guān)人員樹立正確的建模思想是必要的。尤其是高層管理人員，更要認(rèn)識(shí)到建模思想對于解決自己企業(yè)各種問題的重要性，認(rèn)識(shí)到建模思想的應(yīng)用力度與生產(chǎn)效率的線性關(guān)系。如果他們能真正理解建模思想的重要性，那么公司里其他員工自然可以接受建模思想的應(yīng)用。這樣可以有效地加快建模思想在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進(jìn)工業(yè)以及其他行業(yè)的發(fā)展。

（三）企業(yè)要設(shè)置專業(yè)的數(shù)學(xué)建模部門

我們知道，企業(yè)在生產(chǎn)過程中，總會(huì)不斷遇到問題，對于小型企業(yè)來說，由于它們的生產(chǎn)范圍小，所以遇到的問題也不太多，它們可以尋求外界專業(yè)人士的幫助。但是對于那些生產(chǎn)車間很多、生產(chǎn)范圍很大的企業(yè)，在生產(chǎn)過程中遇到的問題肯定不少，它們就可以聘請專業(yè)性人才，成立本公司的建模團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)解決生產(chǎn)車間出現(xiàn)的各類問題，這樣的模式可以減少去外界尋求專業(yè)人士的時(shí)間，能夠使各種問題更快地得到解決，另外，這一團(tuán)隊(duì)對于本企業(yè)的生產(chǎn)狀況更加了解，在解決問題時(shí)就更有針對性、更有效率。

四、結(jié)束語

綜上所述，可以看出工業(yè)自動(dòng)化趨勢不可擋，而要加速工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，就要注重?cái)?shù)學(xué)建模思想的應(yīng)用，要注重對學(xué)生和企業(yè)人員的建模思想培養(yǎng)，這樣有利于推進(jìn)各個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)方式變革。另外，還要鼓勵(lì)企業(yè)設(shè)立專門的數(shù)學(xué)建模團(tuán)隊(duì)，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)中國工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的目的。