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他参加并完成了三项国家级课题。现主持国家自然科学基金项目、山东省中青年科学家项目、教育部骨干教师项目、省自然科学基金项目、省教育厅信息管理方面的应用课题“生产流水作业线的优化管理”等多项课题。
他获省委组织部、省人事厅、省科协主持的第六届山东省青年科技奖，是山东省第五届中青年学术骨干、学术带头人培养对象，是山东省教育厅聘任的山东省高等学校教师晋升职务学术水平鉴定专家，是山东省信息产业行业优秀青年。兼任中国运筹学会理事，中国排序专业委员会副主任，山东省运筹学会理事长。获运筹学会联合大会(IFORS)的运筹学应用奖(1999年)，获中国运筹学会应用奖(2000年)。获中国高校自然科学奖，4次获山东省科技进步奖，获省教委科技进步一、二、三等奖共12次，曾被中国日报（China Daily 2002.8.14）等媒体报道。
在学科建设、发展与管理方面，他做了大量工作。运筹学与控制论是山东省“七五”、“八五”、“九五”重点学科，张玉忠教授现为该学科总负责人。
分批调度(Batch Schedule)是目前很有应用前景的组合最优化问题，它产生于大规模的生产流水作业线。这是一个近几年出现的新的调度问题。与经典的调度不同的是：工件可以同时加工，所需的时间为同批工件中工时最长者。我们在本项目经费的资助下与香港城市大学开展合作研究，对于缩短流水作业流程的时间先是给出一般的近似算法，而后设计出伪多项式时间算法，最后给出PTAS有效算法。彻底而完善地解决了此问题。而对于平均流程的极小化目标问题，其难度的大小是一个多年悬而未决的问题。我们与香港城市大学邓小铁教授合作证明了此问题是NP-难的。这些成果发表在《Algorithmica》、《Journal of Combinational Optimization》、《Lecture Notes in Computer Science》、等国际刊物上，并多次被人引用。
与王长钰教授合作建立了S-相关GFR的共轭梯度法（Conjugate gradient method），得到收敛性定理；并由此定理推出在若干步长策略下GFR的全局收敛性。其中几种步长策略在现有文献中属首次。此成果发表在《科学通报》和《Chinese Science Bulletin》上，并且被袁亚湘、夏尊铨教授等国内外学者多次引用。
对非线性互补问题（Nonlinear Complementarity Problem），提出新的整体收敛的算法，并用大量算例说明了算法的有效性，此成果发表在《Journal of Computational Mathematics》，被SCI收录，并有多人索要原文。
对于调度问题中著名的LPT（Largest Processing Time）算法得到新的性质----单调性，并用此性质改进了前人的算法，把Usog等人的最差性能比由4改为8/3，大大提高了效率。此成果发表在《应用数学学报》。对调度问题首次提出“转换引理”，用此引理改进了现有的诸多结果；此成果发表在《系统科学与数学》。对于同类机（机器的速度可以不同）的可抢占的在线的调度问题首次进行研究。通常都在问题的环境、信息都预知的情况下开展研究。我们则是在众多情况、信息不知的时候，设计算法，这就是所谓的“在线（On-line）”问题，与汪寿阳教授合作设计出了有效的算法，发表在《Journal of Systems Science and Complexity》。
资产定价是数理金融领域中的重要问题。我们首次引入了折算函数并通过折算函数建立了净资产概念，首次讨论了有交易费的交易市场中的套利机会。这些成果发表在《应用数学学报》、《系统科学与数学》、《控制理论与应用》、《Lecture Notes in Operations Research》等国内外重要刊物上。
以上理论成果曾于2000年获山东省科技进步奖，2001年获中国高校自然科学二等奖。
为了将最优化理论成果实施于实践，产生经济效益。张玉忠教授带领他的课题组在黄河三角洲地区开展工作，针对黄河三角洲可持续发展问题建立数学规划模型，用非线性规划的算法进行求解。具体地，就是针对滨州地区18个“三废”（废水、废气、固体废物）排放行业，建立了线性约束的二次规划模型，用非线性规划的理论与算法求解，而得各行业的发展方案。选取多个下界参数，在不同情况下得到最优解，提供的策略较全面，供参考的可靠性强。项目最后提出：
1、该成果提出农林牧渔的产业比重和大力发展市场为主的第三产业，并提出相应的具体中、长期措施。
2、黄河三角洲开发项目的优化设计。通过对美国学者Saaty教授的动态模型进行改造，方法革新, 利用层次分析法对滨州地区18个重点开发项目进行优化排序，并用动态分析法调整第一、二、三产业的发展比例，使措施的实现更明朗，更便于操作。
该成果已应用于滨州地区开发计划中，在保证工业总产值大幅度增加的情况下，三废排放达标的行业由1998年的18个中的极少数，增加到17个，高效生态农业的发展也达到了预期的计划，本成果曾获中国运筹学会奖、山东省科技进步奖。
张玉忠的介绍
中国科学院应用数学研究所毕业
张玉忠，1964年出生于山东郓城，1997年于中国科学院应用数学研究所毕业并获博士学位，专业是运筹学与控制论。现为曲阜师范大学教授，运筹研究所所长，运筹与管理学院院长。主要从事最优化方法、应用数学、信息科学、管理科学的研究工作，给15届研究生讲授过8门专业课，被评聘为华东师范大学、曲阜师范大学博士生导师。兼任山东省运筹学会理事长、中国运筹学会理事、中国运筹学会排序委员会委员、政协济宁市委员指导共10届硕士、博士生。
张玉忠，1964年出生于山东郓城，1997年于中国科学院应用数学研究所毕业并获博士学位，专业是运筹学与控制论。现为曲阜师范大学教授，运筹研究所所长，运筹与管理学院院长。主要从事最优化方法、应用数学、信息科学、管理科学的研究工作，给15届研究生讲授过8门专业课，被评聘为华东师范大学、曲阜师范大学博士生导师。兼任山东省运筹学会理事长、中国运筹学会理事、中国运筹学会排序委员会委员、政协济宁市委员指导共10届硕士、博士生。
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