管理运筹学.ppt

1 1运运 筹筹 学学任课教师：徐咏梅博士任课教师：徐咏梅博士 副教授副教授 硕导硕导 Operations Research2 23 3Slides Prepared bySlides Prepared byJOHN S.LOUCKSJOHN S.LOUCKSSt.Edwards UniversitySt.Edwards University4 4My Card暨南大学管理学院企业管理系价值工程协会秘书长 理事管理现代化协会 理事 徐咏梅 博士 TEL：[phone] E-mail： 5 5课程？n n为什么学？为什么学？n n包括哪些内容？包括哪些内容？6 6课程内容的设计n n管理科学简介管理科学简介管理科学简介管理科学简介n n线性规划线性规划线性规划线性规划n n线性规划应用线性规划应用线性规划应用线性规划应用n n线性规划的标准型与单纯形法线性规划的标准型与单纯形法线性规划的标准型与单纯形法线性规划的标准型与单纯形法n n线性规划的对偶问题与灵敏度分析线性规划的对偶问题与灵敏度分析线性规划的对偶问题与灵敏度分析线性规划的对偶问题与灵敏度分析n n运输问题运输问题运输问题运输问题n n整数规划，整数规划，整数规划，整数规划，0 01 1规划，指派问题规划，指派问题规划，指派问题规划，指派问题n n目标规划目标规划目标规划目标规划n n图与网络分析图与网络分析图与网络分析图与网络分析n nCPMCPM与与与与PERTPERTn n决策论，层次分析法决策论，层次分析法决策论，层次分析法决策论，层次分析法n n排队论排队论排队论排队论(选讲选讲选讲选讲)动态规划动态规划动态规划动态规划(选讲选讲选讲选讲)7 7第1章 管理科学简介管理科学简介8 8第1章 管理科学简介FF1.0 运筹学的涵义运筹学的涵义FF1.1 解决问题和制定决策解决问题和制定决策FF1.2 定量分析与制定决策定量分析与制定决策FF1.3 定量分析定量分析FF1.4 管理科学的方法管理科学的方法FF考核方法考核方法9 91.0 运筹学的涵义生活中的运筹学生活中的运筹学n n生产计划生产计划n n生活中做饭生活中做饭n n走路走路10101.0 运筹学的涵义n n运筹学是一门应用于管理有组织系统的运筹学是一门应用于管理有组织系统的科学科学n n运筹学为掌管这类系统的人提供决策目运筹学为掌管这类系统的人提供决策目标和数量分析的工具标和数量分析的工具n n运筹学运筹学“用数学方法研究经济、民政和用数学方法研究经济、民政和国防等部门在内外环境的约束下合理分国防等部门在内外环境的约束下合理分配人力、物力、财力等资源，使实际系配人力、物力、财力等资源，使实际系统有效运行的技术科学，它可以用来预统有效运行的技术科学，它可以用来预测发展趋势，制定行动规划或优选可行测发展趋势，制定行动规划或优选可行方案方案。”11111.0 运筹学的涵义n n运筹学运筹学“主要研究经济活动与军事活动中主要研究经济活动与军事活动中能用数量来表达有关运用、筹划与管理方能用数量来表达有关运用、筹划与管理方面的问题，它根据问题的要求，通过数学面的问题，它根据问题的要求，通过数学的分析与运算，作出综合性的合理安排，的分析与运算，作出综合性的合理安排，以达到较经济较有效地使用人力物力。以达到较经济较有效地使用人力物力。”n n运筹学运筹学“应用分析、试验、量化的方法，应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中人、财、物等有限资源对经济管理系统中人、财、物等有限资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。优方案，以实现最有效的管理。”12121.0 运筹学的涵义n n运筹学是对运筹学是对管理工作管理工作进行决策的计量方进行决策的计量方法，是依照给定的目标和条件，从众多法，是依照给定的目标和条件，从众多方案中选择方案中选择最优方案最优方案的最优化技术，是的最优化技术，是一门寻求在给定资源条件下，如何设计一门寻求在给定资源条件下，如何设计并进行科学决策的方法。并进行科学决策的方法。13131.0 运筹学的涵义n n我国早期的运筹学思想我国早期的运筹学思想齐王赛马齐王赛马齐王赛马齐王赛马丁渭修皇宫丁渭修皇宫丁渭修皇宫丁渭修皇宫n n普遍认为运筹学诞生于第二次世界大战，普遍认为运筹学诞生于第二次世界大战，当时指的是英美等国因战争需要而成立当时指的是英美等国因战争需要而成立的研究小组的研究活动，这些小组由多的研究小组的研究活动，这些小组由多种学科的专家们组成种学科的专家们组成14141.0 运筹学的涵义Management Science 管理科学是一门运用科学的方法，依管理科学是一门运用科学的方法，依靠广泛的靠广泛的定量定量分析进行分析进行决策决策的学科的学科Operations Research（美）（美）Operational Research（英）（英）运作研究、作业研究、运用学、运筹学运作研究、作业研究、运用学、运筹学n n涉及领域：管理问题涉及领域：管理问题n n研究的基本手段：建立数学模型研究的基本手段：建立数学模型n n夫运筹帷幄之中，决胜千里之外夫运筹帷幄之中，决胜千里之外15151.0 运筹学的涵义n n运筹学在中国：50年代中期引入 华罗庚推广优选法、统筹法 中国邮递员问题、运输问题16161.1 解决问题与制定决策n n1 明确问题，定义问题n n2 找出一组被选方案n n3 制定分析这些被选方案所用的准则n n4 评价备选方案n n5 选择一组被选方案n n6 实施n n7 分析结果，检验是否达到了预期的效果17171.2 定量分析与制定决策n n决策：决策是人们对未来的行动目标及决策：决策是人们对未来的行动目标及其实现方案进行合理抉择的分析、判断其实现方案进行合理抉择的分析、判断过程，它是管理活动的核心。过程，它是管理活动的核心。n n定性方法：依靠决策者个人的直觉和判定性方法：依靠决策者个人的直觉和判断能力以及过去的经验。断能力以及过去的经验。n n定量方法：从数据出发，建立有关问题定量方法：从数据出发，建立有关问题的模型，使用数学方法和计算机求解与的模型，使用数学方法和计算机求解与分析，行动方案的选择建立在计算结果分析，行动方案的选择建立在计算结果的比较和分析之上。的比较和分析之上。18181.2 定量分析与制定决策定义定义问题问题明确被明确被选方案选方案制定制定规则规则定量定量分析分析定性定性分析分析精炼并精炼并分析问题分析问题制定制定决策决策定量分析与定性分析所扮演的角色定量分析与定性分析所扮演的角色19191.2 定量分析与制定决策什么时候需要在决策过程中应用定量分析的方法什么时候需要在决策过程中应用定量分析的方法n n1 1 问题复杂，如果没有定量分析，管理者可能问题复杂，如果没有定量分析，管理者可能无法找到解决问题的方法无法找到解决问题的方法n n2 2 问题特别重要，管理者希望在决策前进行深问题特别重要，管理者希望在决策前进行深入分析入分析n n3 3 新问题，管理者没有以前的经验作参考新问题，管理者没有以前的经验作参考n n4 4 问题是重复性的，管理者希望通过定量分析问题是重复性的，管理者希望通过定量分析的方法得到程序化的决策制定过程的方法得到程序化的决策制定过程20201.3 定量分析n n1.3.1 建立模型n n1.3.2 数据准备n n1.3.3 模型的求解n n1.3.4 编写报告n n1.3.5 实施中需要注意的问题21211.3.1 建立模型 模型是对客观实体或事态的描述。主要因素、模型是对客观实体或事态的描述。主要因素、模型是对客观实体或事态的描述。主要因素、模型是对客观实体或事态的描述。主要因素、相互关系、系统结构。相互关系、系统结构。相互关系、系统结构。相互关系、系统结构。n n形象模型：如地球仪、沙盘形象模型：如地球仪、沙盘形象模型：如地球仪、沙盘形象模型：如地球仪、沙盘n n模拟模型模拟模型模拟模型模拟模型(仿真模型仿真模型仿真模型仿真模型)：风洞实验；建港口，风洞实验；建港口，风洞实验；建港口，风洞实验；建港口，模拟船只到达；学生模拟企业管理系统运行。模拟船只到达；学生模拟企业管理系统运行。模拟船只到达；学生模拟企业管理系统运行。模拟船只到达；学生模拟企业管理系统运行。n n数学模型数学模型数学模型数学模型运用一系列符号和数学关系对运用一系列符号和数学关系对运用一系列符号和数学关系对运用一系列符号和数学关系对事物进行描述。事物进行描述。事物进行描述。事物进行描述。Max f(xMax f(xi i,y,yj j,u,uk k)G(x)G(xi i,y,yj j,u,uk k)(=)0(=)0 2222 一些常见模型：一些常见模型：n n抽样检验的样本抽样检验的样本n n飞机模型飞机模型n n舰船模型舰船模型n n磁场悬浮列车模型磁场悬浮列车模型上交大研制上交大研制n n建筑模型建筑模型n n葛洲坝水电工程模型葛洲坝水电工程模型n n广石化总厂模型广石化总厂模型n n炼油工艺模型炼油工艺模型n n城市规划模型城市规划模型2323 一些常见模型：一些常见模型：n n用网络图形来描述系统的组成部分以及用网络图形来描述系统的组成部分以及元素间的相互关系元素间的相互关系n n研究最短路、最小费用等研究最短路、最小费用等n n企业产品运送企业产品运送Sbat2424一些常见模型：一些常见模型：n n图像指坐标系中的曲线、曲面和点等几图像指坐标系中的曲线、曲面和点等几何图形，通常伴有数据表格，如日常画何图形，通常伴有数据表格，如日常画的一些坐标图、方框图等的一些坐标图、方框图等2525一些常见模型：一些常见模型：解析模型解析模型n n用解析式子表示的模型，如预测模型、用解析式子表示的模型，如预测模型、运筹学中的系统优化模型等运筹学中的系统优化模型等2626 运筹学模型的特点n n大都是优化模型大都是优化模型n n结构：目标函数和约束条件结构：目标函数和约束条件n n常见形式：常见形式：n n Max Z=50 x1+60 x2 Max Z=50 x1+60 x2 Max Z=50 x1+60 x2 Max Z=50 x1+60 x2 （利润）（利润）（利润）（利润）n n S.t.4x1+6x2 600 (S.t.4x1+6x2 600 (S.t.4x1+6x2 600 (S.t.4x1+6x2 600 (材料）材料）材料）材料）n n 20 x1+18x2400 20 x1+18x2400 20 x1+18x2400 20 x1+18x2400（劳力）（劳力）（劳力）（劳力）n n X18 X18 X18 X18（产品（产品（产品（产品1 1 1 1供需合同）供需合同）供需合同）供需合同）n n x25 x25 x25 x25（产品（产品（产品（产品2 2 2 2供需合同）供需合同）供需合同）供需合同）n n模型的目标是在满足约束条件的前提下，模型的目标是在满足约束条件的前提下，使目标函数最大化或最小化（有时只要求使目标函数最大化或最小化（有时只要求满意化）满意化）27271.3.1 建立模型n n决策变量（可控）n n状态变量（不可控）n n线性模型、非线性模型n n确定模型、随机模型n n离散模型、连续模型28281.3.2 数据准备n n数据准备并非一件简单的事，收集数据要大量的时间，而且收集过程中很可能产生错误，这使得数据准备阶段显得至关重要29291.3.3 模型的求解几个概念n n最优解n n满意解n n不可行解n n可行解n nQuantitative Methods介绍30301.3.4 编写报告n n推荐的方案n n有助于决策的相关信息（灵敏度分析）31311.3.5 实施中需要注意的问题n n对定量分析的结果和自己的定性判断结合，得到一个最佳方案n n对实施进行监督，评估决策方案优劣n n对模型进行跟踪n n扩大或简化模型32321.4 管理科学的方法3333本章的知识点本章的知识点n n定性方法与定量方法n n模型的分类n n最优化模型n n运筹学模型的特点n n运用运筹学解决工作问题的工作步骤3434考核方式一、闭卷考试一、闭卷考试 （70分）分）二、案例、平时考勤、二、案例、平时考勤、提问、上机、作提问、上机、作业等（业等（30分）分）3535授鱼也授渔授鱼也授渔授人以鱼不授人以鱼不如授人以渔如授人以渔3636作业提交作业提交n n每人一个序号，分组，每十人一组。n n提前十分钟到课室，提交作业给组长，组长上课前把作业交给我，告诉我没交作业的序号。n n作业用A4纸做。抽改。作业作业n1.某一企业家需要找人清理5间会议室、12张桌子和18个货架。今有两个临时工A和B供企业家雇佣。A一天可清理1间会议室、3张桌子和3个货架；而B一天可清理1间会议室、2张桌子和6个货架，A的工资每天25元，B的工资每天22元。为使成本最低，应雇佣A和B各多少天？（用线性规划图解法求解，保留小数）n2.某公司生产甲和乙两种产品，它们的单位利润分别是300元和200元。该公司有两个机械加工中心，它们每天工作的有效时间都是20小时。每种产品都需要经过两个中心加工，生产每单位产品甲在加工中心1需要1小时，在中心2需要3小时。生产每单位产品乙在中心1和中心2各需2小时和1小时。根据市场调查知产品甲每天的需求量不会超过5单位，而产品乙无论生产多少均能销售完。问公司应如何安排生产才能获利最大？试建立问题的线性规划模型，并用图解法求解（保留小数）。