crystalball模擬基礎(chǔ)教程PPT課件

1、第1頁/共85頁 學(xué)習(xí)目標(biāo) 個(gè)案研究：佛萊迪報(bào)童問題（節(jié)） 競標(biāo)建設(shè)計(jì)劃（節(jié)） 項(xiàng)目管理：信用建設(shè)公司（節(jié)） 現(xiàn)金流量管理：沼澤地黃金歲月公司（節(jié)） 財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析：久大發(fā)展公司（節(jié)） 運(yùn)輸業(yè)收入管理（節(jié)） 選擇合適的分配（節(jié)） 利用決策表做決策（節(jié)）第2頁/共85頁13-3 在讀完本章后，你應(yīng)該能夠：1.描述Crystal Ball在計(jì)算機(jī)仿真中的角色。2.利用Crystal Ball來解決Excel軟件包所無法執(zhí)行的各類基本計(jì)算機(jī)仿真。3.解釋利用Crystal Ball于計(jì)算機(jī)仿真中的結(jié)果。4.在獲得預(yù)期的準(zhǔn)確度水平后，利用Crystal Ball的特色來停止計(jì)算機(jī)仿真。5.描述當(dāng)使用Cr

2、ystal Ball時(shí)可以搭配計(jì)算機(jī)仿真的機(jī)率分配之特色。6.利用Crystal Ball程序辨識出符合歷史數(shù)據(jù)的連續(xù)分配。7.利用Crystal Ball的特色來產(chǎn)生一些幫助決策的決策表和趨勢圖。第3頁/共85頁13-4 佛萊迪在某大城市里主要市區(qū)經(jīng)營一家報(bào)攤。 佛萊迪販賣各類的報(bào)紙和雜志，其中最貴的報(bào)紙為財(cái)經(jīng)日報(bào) 。 財(cái)經(jīng)日報(bào)相關(guān)的成本資料： 每份報(bào)紙的成本為美元 每份報(bào)紙的售價(jià)為美元 沒售出的報(bào)紙，每份報(bào)紙可以獲得美元的償還金 財(cái)經(jīng)日報(bào)的銷售資料： 佛萊迪每天的銷售量介于40到70份之間。 銷售數(shù)量介于40到70份之間任何數(shù)值的頻率相同。 第4頁/共85頁13-5第5頁/共85頁13-6

3、 利用Crystal Ball來進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真有四個(gè)步驟：1. 定義隨機(jī)輸入欄。 2. 定義輸出欄來預(yù)測。 3. 設(shè)定執(zhí)行偏好。 4. 執(zhí)行模擬。第6頁/共85頁13-7 隨機(jī)輸入欄是擁有隨機(jī)數(shù)值的輸入字段 。 需要輸入單元格的是假設(shè)的機(jī)率分配而非一永久的數(shù)值。 Crystal Ball將每個(gè)隨機(jī)輸入欄稱作假設(shè)欄（假設(shè)欄（assumption cell）。 定義假設(shè)欄的步驟定義假設(shè)欄的步驟1. 點(diǎn)選選定的字段。2. 假如字段沒有數(shù)值，輸入任何一個(gè)數(shù)字。3. 點(diǎn)選Crystal Ball標(biāo)簽（Excel 2007）或工具欄（Excel較早版本）的Define Assumption（定義假設(shè)）鈕。

4、4. 點(diǎn)選如圖所示Distribution Gallery（分配圖庫）中的機(jī)率分配圖，以決定字段中的機(jī)率分配。5. 點(diǎn)選OK（或在分配圖上點(diǎn)選兩下），就會產(chǎn)生對話框。6. 參考電子表格中含有這些參數(shù)值的單元格，在對話框中輸入分配的參數(shù)。如果想要的話，也可以將假設(shè)欄命名。（假如字段的旁邊或是上面已經(jīng)有名字，這個(gè)名字會出現(xiàn)在對話框里。）7. 點(diǎn)選OK。 第7頁/共85頁13-8 第8頁/共85頁13-9 第9頁/共85頁13-10 Crystal Ball將計(jì)算機(jī)仿真的輸出稱之為預(yù)測（forecast），因?yàn)樗穷A(yù)測真正系統(tǒng)（即將仿真的系統(tǒng)）運(yùn)作時(shí)績效的機(jī)率分配。 每一個(gè)被計(jì)算機(jī)仿真用來預(yù)測績效

5、衡量的輸出字段稱為預(yù)測字段（每一個(gè)被計(jì)算機(jī)仿真用來預(yù)測績效衡量的輸出字段稱為預(yù)測字段（forecast cell）。）。 定義預(yù)測欄的步驟定義預(yù)測欄的步驟1. 點(diǎn)選選定的字段。2. 點(diǎn)選Crystal Ball標(biāo)簽（Excel 2007）或工具欄（Excel較早版本）的Define Forecast（定義預(yù)測）鈕，會出現(xiàn)定義預(yù)測的對話框（如圖所示）。3. 這個(gè)對話框可以定義預(yù)測欄的名稱和單位（選擇性）。（假如該字段已經(jīng)給定名稱方塊，該名稱將會出現(xiàn)在對話框里。）4. 點(diǎn)選OK。第10頁/共85頁13-11 第11頁/共85頁13-12 設(shè)定執(zhí)行偏好就是要決定執(zhí)行試驗(yàn)的次數(shù)，并且決定如何執(zhí)行計(jì)算機(jī)

6、仿真的其他選項(xiàng)。 一開始，我們點(diǎn)選Crystal Ball標(biāo)簽（Excel 2007）或是工具欄（Excel較早版本）上的Run Preferences（執(zhí)行偏好）按鈕。 執(zhí)行偏好對話框有五個(gè)卷標(biāo)，可以用來輸入或是更改控制計(jì)算機(jī)仿真如何運(yùn)作的設(shè)定。 Trial（試驗(yàn)）標(biāo)簽可讓你指定計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)的最大次數(shù)。 第12頁/共85頁13-13 第13頁/共85頁13-14 若要開始執(zhí)行計(jì)算機(jī)仿真，你只要點(diǎn)選Start Simulation（開始仿真）按鈕就可以開始執(zhí)行。 一旦開始執(zhí)行后，預(yù)測窗口就會顯示執(zhí)行時(shí)計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)果。 在預(yù)測窗口的View（檢視）目錄中選擇相關(guān)的選項(xiàng)，即可得到以下的圖表：

7、頻率圖（frequency chart） 統(tǒng)計(jì)表（Statistics table） 百分位表（percentile table） 累計(jì)圖（cumulative chart） 反向累計(jì)圖（reverse cumulative chart）第14頁/共85頁13-15 第15頁/共85頁13-16 第16頁/共85頁13-17 第17頁/共85頁13-18 仿真所提供的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)為平均利潤。 這個(gè)樣本平均值樣本平均值提供了此分配真實(shí)平均值真實(shí)平均值（true mean）的估計(jì)值估計(jì)值（estimate）。真實(shí)的平均值可能和有點(diǎn)誤差。 統(tǒng)計(jì)表中的平均標(biāo)準(zhǔn)誤差平均標(biāo)準(zhǔn)誤差（mean standar

8、d error）為，表示估計(jì)值有多準(zhǔn)確。真實(shí)平均值和樣本平均值的差距大多（大約68%的機(jī)率）會在平均標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍之內(nèi)。 真實(shí)利潤平均值有68%的機(jī)率會介于和之間。 可以藉由增加模擬試驗(yàn)的次數(shù)來減少平均標(biāo)準(zhǔn)誤差。若希望平均標(biāo)準(zhǔn)誤差變?yōu)橐话耄托枰谋兜脑囼?yàn)次數(shù)。 第18頁/共85頁13-19 第19頁/共85頁13-201,000 次試驗(yàn)得出有95%信賴區(qū)間低于1美元。 第20頁/共85頁13-21 信用建設(shè)公司正為一家主要制造商的新廠建設(shè)計(jì)劃競標(biāo)。 信用公司估計(jì)這個(gè)計(jì)劃需要花費(fèi)455萬美元，另外還有準(zhǔn)備競標(biāo)的額外成本大約5萬美元。 其他三家建設(shè)公司也應(yīng)邀針對這個(gè)計(jì)劃提出投標(biāo)金額。 競爭者 1

9、是利用高于計(jì)劃總（直接）成本 30% 的邊際利潤來決定投標(biāo)金額。然而，競爭者 1 也是一個(gè)充滿不確定性的競標(biāo)者，因?yàn)樗麩o法很精確地估算計(jì)劃的真實(shí)成本。根據(jù)以往的競標(biāo)經(jīng)驗(yàn)，他的邊際利潤大概從最低的5% 到最高的 60%。 競爭者 2 則設(shè)定 25% 的邊際利潤以及他在估算計(jì)劃成本時(shí)會比競爭者 1 來得準(zhǔn)確；但是根據(jù)過去的競標(biāo)經(jīng)驗(yàn)，他的邊際利潤也有可能在至多正負(fù)15% 間移動(dòng)。 競爭者 3 估算計(jì)劃成本極為精準(zhǔn)，將其邊際利潤設(shè)在介于 20% 與30% 之間的任一數(shù)字。問題：信用公司對于這個(gè)計(jì)劃的投資金額應(yīng)該是多少？問題：信用公司對于這個(gè)計(jì)劃的投資金額應(yīng)該是多少？第21頁/共85頁13-22第22頁

10、/共85頁13-23 第23頁/共85頁13-24 第24頁/共85頁13-25 第25頁/共85頁13-26 最后由信用建設(shè)公司得標(biāo)，將為制造商蓋新廠。 合約包含若無法從現(xiàn)在開始的 47 周期限內(nèi)完成計(jì)劃將會受到高的罰緩。 執(zhí)行此建造項(xiàng)目包含 14 個(gè)主要的活動(dòng) 。 (a)開挖，(b) 地基，(c)砌墻，(d) 屋頂，(e)外部管路，(f)內(nèi)部管路，(g)外部墻板，(h) 外部油漆，(i)電路工程，(j)內(nèi)部墻板，(k) 地板，(l)內(nèi)部油漆，(m)外部裝置，(n)內(nèi)部裝置。 對于每項(xiàng)工作,估計(jì)其完成時(shí)間皆以用三種時(shí)間最可能、最樂觀、以及最悲觀的估計(jì)量。問題：項(xiàng)目將于期限內(nèi)完成的機(jī)率為何？問

11、題：項(xiàng)目將于期限內(nèi)完成的機(jī)率為何？ 第26頁/共85頁13-27第27頁/共85頁13-28第28頁/共85頁13-29第29頁/共85頁13-30 第30頁/共85頁13-31 第31頁/共85頁13-32 第32頁/共85頁13-33 第33頁/共85頁13-34 面對了暫時(shí)性的業(yè)績下滑以及一些現(xiàn)在和未來的建造成本，所以公司在未來幾年內(nèi)將面臨負(fù)現(xiàn)金流量。 可以年利率 7% 取得長期借貸（10年）。 可以一系列年利率 10% 取得短期借貸（1年）。 未來 10年 的現(xiàn)金流量不確定，每年均估計(jì)現(xiàn)金流量的最小值、最可能數(shù)值、及最大值。問題：現(xiàn)在沼澤地公司應(yīng)該取得多少的長期借貸？問題：現(xiàn)在沼澤地公

12、司應(yīng)該取得多少的長期借貸？第34頁/共85頁13-35第35頁/共85頁13-36第36頁/共85頁13-37第37頁/共85頁13-38 第38頁/共85頁13-39 久大發(fā)展公司是商用不動(dòng)產(chǎn)發(fā)產(chǎn)計(jì)劃的主要投資者。 它正在考慮要如何對于三個(gè)大型建造項(xiàng)目高層辦公大樓、飯店及購物中心，參與股份。 在任一個(gè)項(xiàng)目中，需要經(jīng)歷三年的建造，并且必須持有三年的所有權(quán)，然后于第七年賣掉這份所有權(quán)。 提案：提案：不要持有高層辦公大樓的股權(quán)。在飯店項(xiàng)目中，持有16.50%的股權(quán)。在購物中心項(xiàng)目中，持有13.11%的股權(quán)。 管理階層想要（用計(jì)算機(jī)仿真）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析風(fēng)險(xiǎn)分析以便了解此提案的總凈現(xiàn)值之風(fēng)險(xiǎn)概廓風(fēng)險(xiǎn)概廓

13、（頻率分配）。 第39頁/共85頁13-40第40頁/共85頁13-41第41頁/共85頁13-42 第42頁/共85頁13-43 第43頁/共85頁13-44 環(huán)球航空公司每天（周末例外）有針對商務(wù)旅客提供從舊金山飛往芝加哥的一個(gè)航班。 每一個(gè)機(jī)艙有150個(gè)座位。 每個(gè)座位的平均票價(jià)為300美元。此機(jī)票費(fèi)是不可退還的，所以若你沒有搭乘，將無法退費(fèi)。 此航班運(yùn)作的固定成本為30,000美元 。 每班次訂位數(shù)量是平均值為195的常態(tài)分配，而標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)為30。 因?yàn)橛杏單坏念櫩彤?dāng)中只有80%會現(xiàn)身并搭乘飛機(jī) ，所以接受超過150位（亦即超賣）的訂位是合理的。 當(dāng)旅客因座位已滿無法登機(jī)時(shí)，該家航空

14、公司會安排這些旅客搭乘其他公司飛往芝加哥的班機(jī)。而這樣做的總成本為450美元（包括：重訂其他班機(jī)、機(jī)票抵用券及商譽(yù)損失等）。 問題：環(huán)球航空公司對于此航班應(yīng)該接受多少的訂位？問題：環(huán)球航空公司對于此航班應(yīng)該接受多少的訂位？第44頁/共85頁13-45第45頁/共85頁13-46 第46頁/共85頁13-47 第47頁/共85頁13-48第48頁/共85頁13-49第49頁/共85頁13-50 當(dāng)變量在其范圍內(nèi)有可能出現(xiàn)整數(shù)和分?jǐn)?shù)時(shí)，我們可以使用連續(xù)分配。 而當(dāng)只有特定的數(shù)值時(shí)(例如在范圍內(nèi)只有整數(shù)時(shí))，我們則需要利用離散分配。 然而，當(dāng)在寬廣范圍內(nèi)的可能數(shù)值為整數(shù)時(shí)，我們可以利用連續(xù)分配所產(chǎn)生

15、的分?jǐn)?shù)來找出最接近整數(shù)的近似值 。第50頁/共85頁13-51 最可能值落在某數(shù)值（平均值） 接近平均值的數(shù)值發(fā)生機(jī)率較高 對稱（平均值上下方圖形相似） 極值可能會發(fā)生，但是非常罕見 第51頁/共85頁13-52 最可能值落在某數(shù)值 靠近最可能值的數(shù)值發(fā)生機(jī)率較高 可以是不對稱形 上下界固定 第52頁/共85頁13-53 最可能值落在某數(shù)值 正偏態(tài)（平均值以下數(shù)值發(fā)生的機(jī)率較高） 數(shù)值不可能小于零 極值可能會發(fā)生（只發(fā)生在極大處），但是非常罕見 第53頁/共85頁13-54 固定最小值和最大值 所有值出現(xiàn)的機(jī)率相等 第54頁/共85頁13-55 固定最小值和最大值 所有整數(shù)值出現(xiàn)的機(jī)率相等 第

16、55頁/共85頁13-56 某數(shù)值（位置）以上的隨機(jī)數(shù)值 Shape（形狀參數(shù)） 0 （通常 10） Shape 3 會太過正偏態(tài)較（小于平均值的機(jī)率較大），類似指數(shù)分配（當(dāng)Shape = 1時(shí)與指數(shù)分配相等） 當(dāng)時(shí)為對稱形，超過這個(gè)數(shù)值為負(fù)偏態(tài) Scale（規(guī)模參數(shù)）定義寬度 第56頁/共85頁13-57 隨機(jī)數(shù)值出現(xiàn)在最大值和最小值之間 用二個(gè)正數(shù)（Alpha與Beta）指定形狀參數(shù) Alpha Beta：正偏態(tài)（小于平均值的機(jī)率較大） Beta Alpha：負(fù)偏態(tài) 第57頁/共85頁13-58 廣泛使用在描述隨機(jī)事件間的時(shí)間（如到達(dá)的間隔時(shí)間） 事件是獨(dú)立的 Rate（率）= 單位時(shí)間內(nèi)

17、事件發(fā)生的平均次數(shù)（如每小時(shí)的到客數(shù)） 第58頁/共85頁13-59 描述特定時(shí)間或空間內(nèi)事件發(fā)生的次數(shù) 事件發(fā)生是相互獨(dú)立的 事件發(fā)生任何次數(shù)都有可能 Rate = 一段時(shí)間內(nèi)事件發(fā)生的平均次數(shù)（如每小時(shí)到客數(shù)） 第59頁/共85頁13-60 描述事件是否發(fā)生 二種可能的結(jié)果：1（是）或0（否） 第60頁/共85頁13-61 描述在固定試驗(yàn)次數(shù)內(nèi)的事件發(fā)生次數(shù)（如：丟10次銅板出現(xiàn)正面的次數(shù)） 每次試驗(yàn)只有二種可能結(jié)果 試驗(yàn)相互獨(dú)立 每次試驗(yàn)的機(jī)率相同 第61頁/共85頁13-62 描述事件發(fā)生前的試驗(yàn)次數(shù)（如在轉(zhuǎn)輪盤賭局中獲勝前的下注次數(shù)） 每次試驗(yàn)的機(jī)率皆相同 成功前不能停止 試驗(yàn)次數(shù)不

18、限定 第62頁/共85頁13-63 描述事件發(fā)生 n 次前的試驗(yàn)次數(shù) 在Shape（形狀）= n = 1時(shí)與幾何分配一樣 每次試驗(yàn)的機(jī)率皆相同 持續(xù)一直到第 n 次成功 試驗(yàn)次數(shù)不限定 第63頁/共85頁13-64 輸入一連串有變動(dòng)機(jī)率的數(shù)值 針對每個(gè)離散數(shù)值輸入數(shù)值和機(jī)率參數(shù) 第64頁/共85頁13-65 對于離散值，輸入數(shù)值與機(jī)率 對于一連續(xù)范圍，輸入最小值、最大值以及機(jī)率 第65頁/共85頁13-66第66頁/共85頁13-671. 搜集要找出假設(shè)欄中最適分配所需的數(shù)據(jù)。 2. 將數(shù)據(jù)輸入到含有仿真模型的電子表格。 3. 選擇你想要定義為假設(shè)欄的字段，其中的假設(shè)欄包含最符合數(shù)據(jù)的分配。4

19、. 從Crystal Ball標(biāo)簽或是工具欄中選取Define Assumption（定義假設(shè)）來開啟分配圖庫對話框。5. 點(diǎn)選對話框中的Fit選項(xiàng)來開啟Fit Distribution（合適分配）對話框。 6. 利用對話框中的Range（范圍）字段來輸入工作表中歷史數(shù)據(jù)的范圍。7. 點(diǎn)選OK。第67頁/共85頁13-68 第68頁/共85頁13-69 第69頁/共85頁13-70 許多仿真模型至少有一個(gè)決策變量。如：訂購量、投標(biāo)金額，以及接受訂位數(shù)等。 可藉由Crystal Ball預(yù)測欄的結(jié)果來評估決策變量。 這個(gè)方法并無法辨識出決策變量的最佳解最佳解（optimal solution）。 利用試誤法來嘗試不同的決策變