《管理運籌學（第五版）》課件1第一章導論MEM

1、1運 籌 學任課教師： 教授 Operations Research4Slides Prepared byJOHN S. LOUCKSSt. Edwards University5My Card暨南大學管理學院企業(yè)管理系價值工程協(xié)會秘書長 理事管理現(xiàn)代化協(xié)會 理事 徐詠梅 博士，教授 研究方向：運營管理 質(zhì)量管理 項目管理 TEL：E-mail： 簡歷電子科技大學 自動控制 學士電子科技大學 管理科學與工程 碩士華南理工大學 管理科學與工程 博士1991-2000 工信部第五研究所 質(zhì)量管理2003-至今 暨南大學管理學院 運營管理、 質(zhì)量管理、項目管理62022/7

2、/78課程？為什么學？包括哪些內(nèi)容？9課程內(nèi)容的設計管理科學簡介線性規(guī)劃的圖解法線性規(guī)劃應用線性規(guī)劃的標準型與單純形法線性規(guī)劃的對偶問題與靈敏度分析運輸問題整數(shù)規(guī)劃，01規(guī)劃，指派問題目標規(guī)劃圖與網(wǎng)絡分析CPM與PERT 決策論，層次分析法排隊論，博弈論10第1章 導論第1章 導論1.0 運籌學的涵義1.1 解決問題和制定決策1.2 定量分析與制定決策1.3 定量分析1.4 管理科學的方法考核方法121.0 運籌學的涵義生活中的運籌學生產(chǎn)計劃生活中做飯走路131.0 運籌學的涵義運籌學是一門應用于管理有組織系統(tǒng)的科學運籌學為掌管這類系統(tǒng)的人提供決策目標和數(shù)量分析的工具運籌學“用數(shù)學方法研究經(jīng)濟

3、、民政和國防等部門在內(nèi)外環(huán)境的約束下合理分配人力、物力、財力等資源，使實際系統(tǒng)有效運行的技術科學，它可以用來預測發(fā)展趨勢，制定行動規(guī)劃或優(yōu)選可行方案?！?41.0 運籌學的涵義運籌學“主要研究經(jīng)濟活動與軍事活動中能用數(shù)量來表達有關運用、籌劃與管理方面的問題，它根據(jù)問題的要求，通過數(shù)學的分析與運算，作出綜合性的合理安排，以達到較經(jīng)濟較有效地使用人力物力。”運籌學“應用分析、試驗、量化的方法，對經(jīng)濟管理系統(tǒng)中人、財、物等有限資源進行統(tǒng)籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案，以實現(xiàn)最有效的管理。”151.0 運籌學的涵義運籌學是對管理工作進行決策的計量方法，是依照給定的目標和條件，從眾多方案中選擇最優(yōu)

4、方案的最優(yōu)化技術，是一門尋求在給定資源條件下，如何設計并進行科學決策的方法。161.0 運籌學的涵義我國早期的運籌學思想齊王賽馬丁渭修皇宮沈括運糧早期運籌思想案例1： 田忌賽馬齊王之邀田忌之囧孫臏之謀賽前之約賽場博弈思考：資源配置，后發(fā)優(yōu)勢，知己知彼 早期運籌思想案例2：丁渭修宮丁渭其人皇宮失火丁渭之謀取土燒磚-運河之利-瓦礫填埋思考：丁渭的策劃妙在何處？ 早期運籌思想案例3：沈括運糧一個挑夫能夠負擔6斗米，一個士兵背負1斗米，人均每天吃糧2升。 士兵和挑夫如何配比，才能滿足給定的行軍天數(shù)？思考：科學就在生活之中，認真審視，抽絲剝繭，可見真諦。201.0 運籌學的涵義我國早期的運籌學思想普遍認

5、為運籌學誕生于第二次世界大戰(zhàn)，當時指的是英美等國因戰(zhàn)爭需要而成立的研究小組的研究活動，這些小組由多種學科的專家們組成211.0 運籌學的涵義Management Science 管理科學是一門運用科學的方法，依靠廣泛的定量分析進行決策的學科Operations Research（美）Operational Research（英）運作研究、作業(yè)研究、運用學、運籌學涉及領域：管理問題研究的基本手段：建立數(shù)學模型夫運籌帷幄之中，決勝千里之外軍事運籌學案例1：洗碗的學問洗碗兩個盆，涮碗兩個盆前者排隊，后者不排原因：洗和涮費時不同，洗碗是涮碗時間的3倍優(yōu)化：端一個盆過來增援洗碗反思：為什么會資源配置不均

6、衡？軍事運籌學案例2：護航編隊驅(qū)逐艦護航，效果不佳，Morse出馬統(tǒng)計規(guī)律揭示秘密：規(guī)模越大，損失率越低！商船數(shù)目M20303948交戰(zhàn)次數(shù)811137護航艦數(shù)C7767潛艇數(shù)目N7565每次交戰(zhàn)商船沉沒數(shù)K5665商船損失率K/M0.250.20.150.1241.0 運籌學的涵義運籌學在中國：50年代中期引入 華羅庚推廣 優(yōu)選法、統(tǒng)籌法 中國郵遞員問題、運輸問題251.1 解決問題與制定決策1 定義問題2 識別被選方案3 制定分析這些被選方案所用的準則4 評價備選方案5 選擇一個方案6 決策的實施7 評價結果，檢驗是否達到了預期的效果261.2 定量分析與制定決策決策：決策是人們對未來的行

7、動目標及其實現(xiàn)方案進行合理抉擇的分析、判斷過程，它是管理活動的核心。定性方法：依靠決策者個人的直覺和判斷能力以及過去的經(jīng)驗。定量方法：從數(shù)據(jù)出發(fā)，建立有關問題的模型，使用數(shù)學方法和計算機求解與分析，行動方案的選擇建立在計算結果的比較和分析之上。271.2 定量分析與制定決策定義問題識別備選方案制定規(guī)則定量分析定性分析總結和評價制定決策定量分析與定性分析所扮演的角色281.2 定量分析與制定決策什么時候需要在決策過程中應用定量分析的方法1 問題復雜，如果沒有定量分析，管理者可能無法找到解決問題的方法2 問題特別重要，管理者希望在決策前進行深入分析3 新問題，管理者沒有以前的經(jīng)驗作參考4 問題是重

8、復性的，管理者希望通過定量分析的方法得到程序化的決策制定過程291.3 定量分析1.3.1 建立模型1.3.2 數(shù)據(jù)準備1.3.3 模型的求解1.3.4 編寫報告1.3.5 實施中需要注意的問題301.3.1 建立模型 模型是對客觀實體或事態(tài)的描述。主要因素、相互關系、系統(tǒng)結構。形象模型：如地球儀、沙盤模擬模型(仿真模型) ： 風洞實驗；建港口，模擬船只到達；學生模擬企業(yè)管理系統(tǒng)運行。數(shù)學模型運用一系列符號和數(shù)學關系對事物進行描述。 Max f(xi,yj,uk) G(xi,yj,uk)(=)0 31 一些常見模型：抽樣檢驗的樣本飛機模型艦船模型磁場懸浮列車模型上交大研制建筑模型葛洲壩水電工程

9、模型廣石化總廠模型煉油工藝模型城市規(guī)劃模型32 一些常見模型：用網(wǎng)絡圖形來描述系統(tǒng)的組成部分以及元素間的相互關系研究最短路、最小費用等企業(yè)產(chǎn)品運送Sbat33一些常見模型：圖像指坐標系中的曲線、曲面和點等幾何圖形，通常伴有數(shù)據(jù)表格，如日常畫的一些坐標圖、方框圖等34一些常見模型： 解析模型用解析式子表示的模型，如預測模型、運籌學中的系統(tǒng)優(yōu)化模型等35 運籌學模型的特點大都是優(yōu)化模型結構：目標函數(shù)和約束條件常見形式： Max Z=50X1+60X2 （利潤） S.t. 4X1+6X2 600 (材料） 20X1+18X2400 （勞力） X18 （產(chǎn)品1供需合同） X25 （產(chǎn)品2供需合同）模型

10、的目標是在滿足約束條件的前提下，使目標函數(shù)最大化或最小化（有時只要求滿意化）36例：生產(chǎn)計劃問題產(chǎn)品A產(chǎn)品B資源限制勞動力設備原材料9434510360工時200臺時300公斤單位產(chǎn)品利潤（元）70120某廠生產(chǎn)兩種產(chǎn)品，需要三種資源，已知各產(chǎn)品的利潤、各資源的限量和各產(chǎn)品的資源消耗系數(shù)如下表：37生產(chǎn)計劃問題問題：如何安排生產(chǎn)計劃，使得獲利最多？步驟：1、確定決策變量：設生產(chǎn)A產(chǎn)品x1kg,B產(chǎn)品x2kg2、確定目標函數(shù)：maxZ=70X1+120X23、確定約束條件人力約束 9X1+4X2360 設備約束 4X1+5X2 200 原材料約束 3X1+10X2 300 非負性約束 X10 X

11、20381.3.1 建立模型決策變量（可控輸入）狀態(tài)變量（不可控輸入）線性模型、非線性模型確定模型、隨機模型（概率模型）離散模型、連續(xù)模型391.3.2 數(shù)據(jù)準備數(shù)據(jù)準備并非一件簡單的事，收集數(shù)據(jù)要大量的時間，而且收集過程中很可能產(chǎn)生錯誤，這使得數(shù)據(jù)準備階段顯得至關重要401.3.3 模型的求解幾個概念最優(yōu)解滿意解不可行解可行解Quantitative Methods介紹411.3.4 編寫報告推薦的方案有助于決策的相關信息（靈敏度分析）421.3.5 實施中需要注意的問題對定量分析的結果和自己的定性判斷結合，得到一個最佳方案對實施進行監(jiān)督，評估決策方案優(yōu)劣對模型進行跟蹤擴大或簡化模型43案例要求基于真實的背景，企業(yè)，個人建立模型數(shù)據(jù)準備模型的求解編寫報告，要解決的問題，問題分析，改進措施實施中需要注意的問題案例演示，生產(chǎn)計劃441.4 成本、收入與利潤模型451.5 管理科學的技術46