CrystalBall模擬基礎(chǔ)教程

CrystalBall模擬基礎(chǔ)教程

利用CrystalBall進(jìn)行電腦模擬學(xué)習(xí)目標(biāo)

13.2個(gè)案研究：佛萊迪報(bào)童問題（13.1節(jié)） 13.3–13.19競標(biāo)建設(shè)計(jì)畫（13.2節(jié)） 13.20–13.24專案管理：信用建設(shè)公司（13.3節(jié)） 13.25–13.32現(xiàn)金流量管理：沼澤地黃金歲月公司（13.4節(jié)） 13.33–13.37財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析：久大發(fā)展公司（13.5節(jié)） 13.38–13.42運(yùn)輸業(yè)收入管理（13.6節(jié)） 13.43–13.48選擇合適的分配（13.7節(jié)） 13.49–13.68利用決策表做決策（13.8節(jié)） 13.69–13.84學(xué)習(xí)目標(biāo)在讀完本章後，你應(yīng)該能夠：1. 描述CrystalBall在電腦模擬中的角色。2. 利用CrystalBall來解決Excel套裝軟體所無法執(zhí)行的各類基本電腦模擬。3. 解釋利用CrystalBall於電腦模擬中的結(jié)果。4. 在獲得預(yù)期的準(zhǔn)確度水準(zhǔn)後，利用CrystalBall的特色來停止電腦模擬。5. 描述當(dāng)使用CrystalBall時(shí)可以搭配電腦模擬的機(jī)率分配之特色。6. 利用CrystalBall程序辨識(shí)出符合歷史資料的連續(xù)分配。7. 利用CrystalBall的特色來產(chǎn)生一些幫助決策的決策表和趨勢圖。3報(bào)童佛萊迪佛萊迪在某大城市裡主要市區(qū)經(jīng)營一家報(bào)攤。佛萊迪販?zhǔn)鄹黝惖膱?bào)紙和雜誌，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1.50美元每份報(bào)紙的售價(jià)為2.50美元沒售出的報(bào)紙，每份報(bào)紙可以獲得0.50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於40到70份之間。銷售數(shù)量介於40到70份之間任何數(shù)值的頻率相同。4運(yùn)用模擬之試算表模式5CrystalBall的應(yīng)用利用CrystalBall來進(jìn)行電腦模擬有四個(gè)步驟：定義隨機(jī)輸入欄。定義輸出欄來預(yù)測。設(shè)定執(zhí)行偏好。執(zhí)行模擬。6步驟1：定義隨機(jī)輸入欄隨機(jī)輸入欄是擁有隨機(jī)數(shù)值的輸入欄位。需要輸入儲(chǔ)存格的是假設(shè)的機(jī)率分配而非一永久的數(shù)值。CrystalBall將每個(gè)隨機(jī)輸入欄稱作假設(shè)欄（assumptioncell）。定義假設(shè)欄的步驟點(diǎn)選選定的欄位。假如欄位沒有數(shù)值，輸入任何一個(gè)數(shù)字。點(diǎn)選「CrystalBall」標(biāo)籤（Excel2007）或工具列（Excel較早版本）的「DefineAssumption」（定義假設(shè)）鈕。點(diǎn)選如圖13.2所示「DistributionGallery」（分配圖庫）中的機(jī)率分配圖，以決定欄位中的機(jī)率分配。點(diǎn)選「OK」（或在分配圖上點(diǎn)選兩下），就會(huì)產(chǎn)生對話方塊。參考試算表中含有這些參數(shù)值的儲(chǔ)存格，在對話方塊中輸入分配的參數(shù)。如果想要的話，也可以將假設(shè)欄命名。（假如欄位的旁邊或是上面已經(jīng)有名字，這個(gè)名字會(huì)出現(xiàn)在對話方塊裡。）點(diǎn)選「OK」。7CrystalBall分配圖庫8CrystalBall均勻分配對話方塊9步驟2：定義輸出欄來作預(yù)測CrystalBall將電腦模擬的輸出稱之為預(yù)測（forecast），因?yàn)樗穷A(yù)測真正系統(tǒng)（即將模擬的系統(tǒng)）運(yùn)作時(shí)績效的機(jī)率分配。每一個(gè)被電腦模擬用來預(yù)測績效衡量的輸出欄位稱為預(yù)測欄位（forecastcell）。

定義預(yù)測欄的步驟點(diǎn)選選定的欄位。點(diǎn)選「CrystalBall」標(biāo)籤（Excel2007）或工具列（Excel較早版本）的「DefineForecast」（定義預(yù)測）鈕，會(huì)出現(xiàn)定義預(yù)測的對話方塊（如圖13.4所示）。這個(gè)對話方塊可以定義預(yù)測欄的名稱和單位（選擇性）。（假如該欄位已經(jīng)給定名稱方塊，該名稱將會(huì)出現(xiàn)在對話方塊裡。）點(diǎn)選「OK」。10CrystalBall定義預(yù)測的對話方塊

11步驟3：設(shè)定執(zhí)行偏好

設(shè)定執(zhí)行偏好就是要決定執(zhí)行試驗(yàn)的次數(shù)，並且決定如何執(zhí)行電腦模擬的其他選項(xiàng)。

一開始，我們點(diǎn)選「CrystalBall」標(biāo)籤（Excel2007）或是工具列（Excel較早版本）上的「RunPreferences」（執(zhí)行偏好）按鈕。

執(zhí)行偏好對話方塊有五個(gè)標(biāo)籤，可以用來輸入或是更改控制電腦模擬如何運(yùn)作的設(shè)定。

「Trial」（試驗(yàn)）標(biāo)籤可讓你指定電腦模擬試驗(yàn)的最大次數(shù)。

12CrystalBall執(zhí)行偏好對話方塊

13步驟4：執(zhí)行模擬

若要開始執(zhí)行電腦模擬，你只要點(diǎn)選「StartSimulation」（開始模擬）按鈕就可以開始執(zhí)行。一旦開始執(zhí)行後，預(yù)測視窗就會(huì)顯示執(zhí)行時(shí)電腦模擬的結(jié)果。在預(yù)測視窗的「View」（檢視）目錄中選擇相關(guān)的選項(xiàng)，即可得到以下的圖表：頻率圖（frequencychart）統(tǒng)計(jì)表（Statisticstable）百分位表（percentiletable）累計(jì)圖（cumulativechart）反向累計(jì)圖（reversecumulativechart）14佛萊迪利潤的頻率圖

15佛萊迪利潤更多的結(jié)果16Certainty欄位顯示佛萊迪的模擬試驗(yàn)中

有65.80%所得到的利潤值≥$4017模擬結(jié)果的準(zhǔn)確度如何？模擬所提供的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)為平均利潤$45.94。這個(gè)樣本平均值提供了此分配真實(shí)平均值（truemean）的估計(jì)值（estimate）。真實(shí)的平均值可能和$45.94有點(diǎn)誤差。統(tǒng)計(jì)表中的平均標(biāo)準(zhǔn)誤差（meanstandarderror）為0.62，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(huì)在平均標(biāo)準(zhǔn)誤差範(fàn)圍之內(nèi)。

真實(shí)利潤平均值有68%的機(jī)率會(huì)介於$45.32和$46.56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)。

18準(zhǔn)確度控制：擴(kuò)充的定義預(yù)測對話方塊19準(zhǔn)確度控制的結(jié)果

1,000次試驗(yàn)得出有95%信賴區(qū)間低於1美元。20競標(biāo)建設(shè)計(jì)畫：信用建設(shè)公司信用建設(shè)公司正為一家主要製造商的新廠建設(shè)計(jì)畫競標(biāo)。信用公司估計(jì)這個(gè)計(jì)畫需要花費(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)畫提出投標(biāo)金額。競爭者1是利用高於計(jì)畫總（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)畫的真實(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)畫成本時(shí)會(huì)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)畫成本極為精準(zhǔn)，將其邊際利潤設(shè)在介於20%與30%之間的任一數(shù)字。問題：信用公司對於這個(gè)計(jì)畫的投資金額應(yīng)該是多少？21運(yùn)用電腦模擬的試算表模式22競爭者2之三角分配23信用公司競標(biāo)問題的結(jié)果24信用公司競標(biāo)問題的結(jié)果（續(xù)）25專案管理：信用建設(shè)公司最後由信用建設(shè)公司得標(biāo)，將為製造商蓋新廠。合約包含若無法從現(xiàn)在開始的47週期限內(nèi)完成計(jì)畫將會(huì)受到高的罰緩。執(zhí)行此建造專案包含14個(gè)主要的活動(dòng)

。

(a)開挖，(b)

地基，(c)砌牆，(d)

屋頂，(e)外部管路，(f)內(nèi)部管路，(g)外部牆板，(h)

外部油漆，(i)電路工程，(j)內(nèi)部牆板，(k)地板，(l)內(nèi)部油漆，(m)外部裝置，(n)內(nèi)部裝置。對於每項(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：專案將於期限內(nèi)完成的機(jī)率為何？

26信用建設(shè)公司的專案網(wǎng)路圖27每項(xiàng)活動(dòng)時(shí)間的三角分配28運(yùn)用電腦模擬之試算表模式29三角分配的對話方塊30信用公司專案期間的結(jié)果31符合專案期間的機(jī)率32信用公司專案的敏感度圖33現(xiàn)金流量管理：沼澤地黃金歲月公司面對了暫時(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）?？梢砸幌盗心昀?0%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？34預(yù)估淨(jìng)現(xiàn)金流量35線性規(guī)劃試算表模式36運(yùn)用電腦模擬之試算表模式37沼澤地公司期末餘額的結(jié)果38財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析：久大發(fā)展公司久大發(fā)展公司是商用不動(dòng)產(chǎn)發(fā)產(chǎn)計(jì)畫的主要投資者。

它正在考慮要如何對於三個(gè)大型建造專案—高層辦公大樓、飯店及購物中心，參與股份。

在任一個(gè)專案中，需要經(jīng)歷三年的建造，並且必須持有三年的所有權(quán)，然後於第七年賣掉這份所有權(quán)。

提案：不要持有高層辦公大樓的股權(quán)。在飯店專案中，持有16.50%的股權(quán)。在購物中心專案中，持有13.11%的股權(quán)。管理階層想要（用電腦模擬）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析以便了解此提案的總淨(jìng)現(xiàn)值之風(fēng)險(xiǎn)概廓（頻率分配）。39百分之百持有股權(quán)之預(yù)估現(xiàn)金流量

40運(yùn)用電腦模擬之試算表模式41常態(tài)分配之對話方塊42久大公司之風(fēng)險(xiǎn)概廓（頻率圖）43環(huán)球航空超賣的問題

環(huán)球航空公司每天（週末例外）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)差估計(jì)為30。因?yàn)橛杏單坏念櫩彤?dāng)中只有80%會(huì)現(xiàn)身並搭乘飛機(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)，該家航空公司會(huì)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)球航空公司對於此航班應(yīng)該接受多少的訂位？44運(yùn)用電腦模擬之試算表模式45現(xiàn)身搭機(jī)人數(shù)之二項(xiàng)分配46利潤之頻率圖47乘坐機(jī)位數(shù)之頻率圖48無法登機(jī)人數(shù)之頻率圖49選擇合適的分配

當(dāng)變數(shù)在其範(fàn)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)(例如在範(fàn)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)在寬廣範(fàn)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)生的分?jǐn)?shù)來找出最接近整數(shù)的近似值

。50一種常用集中趨勢分配：常態(tài)分配最可能值落在某數(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(huì)發(fā)生，但是非常罕見51一種常用集中趨勢分配：三角分配最可能值落在某數(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52一種常用集中趨勢分配：對數(shù)常態(tài)分配

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)值不可能小於零極值可能會(huì)發(fā)生（只發(fā)生在極大處），但是非常罕見53均勻分配固定最小值和最大值所有值出現(xiàn)的機(jī)率相等54離散均勻分配固定最小值和最大值所有整數(shù)值出現(xiàn)的機(jī)率相等55具有三個(gè)參數(shù)的分配：韋伯分配

某數(shù)值（位置）以上的隨機(jī)數(shù)值Shape（形狀參數(shù)）>0（通?！?0）Shape<3會(huì)太過正偏態(tài)較（小於平均值的機(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)Shape=3.25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56具有四個(gè)參數(shù)的分配：貝塔分配隨機(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)（小於平均值的機(jī)率較大）Beta<Alpha：負(fù)偏態(tài)57描述隨機(jī)事件的分配：指數(shù)分配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)事件發(fā)生的平均次數(shù)（如每小時(shí)的到客數(shù)）58描述隨機(jī)事件的分配：卜瓦松分配描述特定時(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)）59yes-no分配描述事件是否發(fā)生二種可能的結(jié)果：1（是）或0（否）60某一事件發(fā)生次數(shù)之分配：二項(xiàng)分配描述在固定試驗(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61直到某事件發(fā)生的試驗(yàn)次數(shù)：幾何描述事件發(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)不限定62事件發(fā)生前試驗(yàn)次數(shù)的分配：負(fù)二項(xiàng)分配描述事件發(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63訂製分配（加權(quán)數(shù)值）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)64訂製分配（結(jié)合）對於離散值，輸入數(shù)值與機(jī)率對於一連續(xù)範(fàn)圍，輸入最小值、最大值以及機(jī)率65財(cái)經(jīng)日報(bào)之歷史需求資料66找出最契合資料的連續(xù)分配之步驟

蒐集要找出假設(shè)欄中最適分配所需的資料。將資料輸入到含有模擬模型的試算表。選擇你想要定義為假設(shè)欄的欄位，其中的假設(shè)欄包含最符合資料的分配。從「CrystalBall」標(biāo)籤或是工具列中選取「DefineAssumption」（定義假設(shè)）來開啟分配圖庫對話方塊。點(diǎn)選對話方塊中的「Fit」選項(xiàng)來開啟「FitDistribution」（合適分配）對話方塊。利用對話方塊中的「Range」（範(fàn)圍）欄位來輸入工作表中歷史資料的範(fàn)圍。點(diǎn)選「OK」。67FitDistribution對話方塊68ComparisonChart顯示最契合的分配69利用決策表進(jìn)行決策

許多模擬模型至少有一個(gè)決策變數(shù)。如：訂購量、投標(biāo)金額，以及接受訂位數(shù)等?？山逵蒀rystalBall預(yù)測欄的結(jié)果來評估決策變數(shù)。

這個(gè)方法並無法辨識(shí)出決策變數(shù)的最佳解（optimalsolution）。

利用試誤法來嘗試不同的決策變數(shù)值。

對每一數(shù)值分別進(jìn)行模擬，以找出哪一數(shù)值提供績效衡量的最佳估計(jì)量。

CrystalBall的決策表工具（DecisionTabletool）可以有系統(tǒng)地應(yīng)用電腦模擬來為僅有一個(gè)或兩個(gè)決策變數(shù)的問題找出至少一個(gè)近似最佳解。70