Lecture01-数据模型与决策简介-20100911.ppt

第一讲 课程简介数据，模型与决策 data, model and decisions 数据、模型与决策 第一讲讲 课课程简简介 第一讲 课程简介数据，模型与决策 许许多实际问题举实际问题举 例 数据模型与决策是什么？ 管理科学的本质质 管理科学的影响 课课程大纲纲 主要内容 关于教材 第一讲 课程简介数据，模型与决策 管理 - 决策 - 数据 第1版 出版时间： 2000年6月1日 平装: 654页 isbn: 7810447157 当 当 价：￥51.50 定 价：￥66.00 (78折) 关于教材 第一讲 课程简介数据，模型与决策 销销售量预测预测 许许多实际问题举实际问题举 例 盈亏平衡分析 资资源分配 配送问题问题 实际问题 产产品组组合问题问题 项项目管理 掷币掷币 游戏戏 trafalgar海战战 第一讲 课程简介数据，模型与决策 盈亏平衡分析 特殊产品公司生产在商店销售的昂贵而不常见的礼 品，礼品是为那些已经几乎什么都有的富人生产的 。公司研发部最新的产品计划是有限版落地摆钟（ limited edition grand father clock）。公司管理部门需 要决定是否生产这个新产品，如果生产的话要生产 多少。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 盈亏平衡分析 一个摆钟售价900美元。如果公司生产该产品，生产 设施的成本为50,000美元，而且每生产一个单位产 品的成本为400美元，所以生产x单位的成本是400乘 x。因此总成本为(固定成本，可变成本，边际成本 ): 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 盈亏平衡分析 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 盈亏平衡分析 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 盈亏平衡分析 特殊产品公司问题的电子表格模型 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 盈亏平衡分析 求解计算盈亏平衡点 数学模型的电子表格的扩展 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 产产品组组合问题问题 伟恩德玻璃制品公司产品组合问题，开发下列新产品 ： 8英尺的铝框玻璃门 4英尺x6英尺的双把木框窗 公司有三个工厂： 工厂1：生产铝框和硬制件 工厂2：生产木框 工厂3：生产玻璃和组装窗和门 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 产产品组组合问题问题 8英尺玻璃门需要工厂1和工厂3的一些生产能力，但 不需要工厂2的生产能力。 4英尺x6英尺的双把窗需要工厂2和工厂3的生产能。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 产产品组组合问题问题 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 产产品组组合问题问题 现在管理部门要考虑下列两个问题： 1公司是否应该生产这两个新产品？ 2如果生产，两个新产品的产品生产组合如何？ 一每周分别生产多少数量？ 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 资资源分配 潘得罗索工业公司生产胶合板，根据厚度和所用木 材的质量而有所不同。因为产品在一个竞争的环境 中进行销售，产品的价格由市场决定。所以每个月 管理层面临的一个关键问题 是选择产 品组合以获 取尽可能多的利润。需要考虑当前生产产品必须的 各种资源的可得数量。六项最重要的资源为（1）四 种类型的原木（根据原木的质量区分）和（2）生产 胶合板的两项关键作业的生产能力（模压作业和刨 光作业）。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 销销售量预测预测 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 销销售量预测预测 如何预测纸 巾厂下一年的销售量？ 实际问题 预测试验预测试验 身高预测 第一讲 课程简介数据，模型与决策 配送问题问题 p&t公司是一家由家族经营的小公司。它收购生菜 并在食品罐头厂中把它们加工成罐头，然后在把 这些罐头食品分销到各地。公司的一个主要产品 是豌豆罐头，在三个食品罐头厂生产（靠近华盛 顿的贝林翰；俄勒冈州的尤基尼；明尼苏达州的 艾尔贝李）然后用卡车把它们运送到美国西部的 四个分销仓库（加利福尼亚州的萨克拉门托；犹 他州的盐湖城；南达科他州的赖皮特城；新墨西 哥州的澳尔巴古）。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 配送问题问题 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 配送问题问题 当前的当前的运输策略： 1因为在贝林翰的罐头厂距离仓库最远，所以把 它的产品运送到最近的一个仓库。 也就是萨克拉门托的那个仓库。如果还有剩余的 话，就把它们运送到盐湖城的仓库中去。 2因为在澳尔巴古的仓库距离食品罐头厂最远， 所以就要从最近的一个罐头厂（艾尔贝李的罐头厂） 中运送产品到澳尔巴古。如果还有剩余的话，就要运 送到赖皮特城的仓库中。 3用尤基尼的罐头厂满足其他仓库的剩余需求。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 配送问题问题 现在所要做的是要检查当前的运输计划，看看是否能 够制定出一个新的运输计划，使总运输成本下降到一 个绝对最小值。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 项项目管理 科信建筑公司从一个大的制造商那里成功中标了 一个价值540万美元的新工厂建设项目。制造商 要求这个新工厂在一年之内能够投入使用。因此 ，合同包含了下面所列出的一些条款： 如果科信建筑公司从现在起在47周的时间内 不能完成这个建设任务，就要赔偿30万美元。 为了对快速的工程建设进行额外的奖励，如果 这个项目能在40周内完成的话，科信建筑公司就 会获得15万美元的奖金。 如何进行项目管理？ 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 掷币掷币 游戏戏 1游戏可以反复掷币，直到“正面” 出现的次数与“ 反面”出现的次数之间 相差为3。 2参加的一方必须为每次掷币付1美元。在一局游 戏的中间不允许退出。 3你将会在游戏结束时获得8美元。 为什么定在8美元，而不是9美元，也不是7美元？ 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 背景： 19世纪中叶，叱咤风云的法国皇帝拿破仑统帅大 军横扫欧洲大陆，并雄心勃勃地要与英国争夺海上 霸主地位，而实施这一战略的关键是在海上消灭英 国的舰队。1805年10月21日，这场可称为改变历 史进程的海上大战爆发了。当时，法国和英国海军 在装备水平、军舰航速、操纵水平及炮术等方面均 大体相同，但因法国已与另一海上大国西班牙联合 ，其联合舰队的军舰数量比英国拟参战军舰的数量 要多一些，即从总体上说，英国舰队不占优势。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 交战双方： 英国海军统帅、海军中将纳尔逊（nelson）统帅 的英国地中海舰队，由27艘战舰组成；法国西班 牙联合舰队由法国海军将领费仑纽夫（villenuve） 统领，共有33艘战舰。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 实战概况： 费仑纽夫指挥的法西联合舰队采用了常规的一字横列， 以利炮火充分展开，而纳尔逊的战术安排则使费仑纽夫大出 意外。英国舰队分为两个纵列：前卫上风纵列由12艘战舰 组成，由纳尔逊亲自指挥，拦腰将法西联合舰队切为两段； 后卫下风纵列由英国海军中将柯林伍德（colling-wood）指 挥，由15艘战舰组成，集中攻击法西联合舰队的后段。 经过一场激烈的海上恶战，法西联合舰队以惨败告终。 联合舰队司令费仑纽夫连同12艘战舰被俘，8艘遭重创后沉 没，仅13艘侥幸逃走，官兵伤亡达7000人。而英国舰队虽 多艘被击伤，但没有一艘沉没，官兵伤亡仅1663人，但有 一个极其重大的损失，作为统帅的纳尔逊在身先士卒的血战 中阵亡。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 英军作战“秘密备忘录” 纳尔逊（nelson）秘诀： 预计参战舰只数：英国舰队40艘，法西联合舰队46艘。 预计联合舰队作战队形：一字横列。 英国舰队作战队形与任务：两个主纵列及一个小纵列。 主纵列 1：16艘，由纳尔逊指挥。在联合舰队中心处将其 切断，并攻击其中间部分。 主纵列 2：16艘，由柯林伍德指挥。将联合舰队后半部再 切断，攻击并歼灭后部12艘。 小 纵 列： 8艘，在中心部分附近攻击其先头部分的34 艘舰只，并缠住前部舰队，阻击或阻滞其援助受攻击的中部 和尾部的任何行动。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 英军作战“秘密备忘录” 纳尔逊（nelson）秘诀 ： 考虑到英国舰队在总体数量上不占优势，骁勇善 战且军事指挥才能很高的纳尔逊（nelson）认为， 取得此次海上决战胜利的关键，在于正确的战术及 其有效实施。 纳尔逊（nelson）精心策划的战术方案以“秘密 备忘录”形式留存，史称纳尔逊秘诀。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 兰彻斯特（lanchester）方程：分析“nelson秘诀” 的主要依据20世纪初，一个在流体力学、作战模拟 等领域有过出色贡献的英国学者，f. w. 兰彻斯特 （frederick william lanchester），对 “纳尔逊秘 诀” 作了深入分析，其结果颇有说服力。尽管这个 分析结果已无法由纳尔逊本人来评说，但其中凸现 出的管理科学（运筹学）思想却很有启迪意义。 兰彻斯特方程是研究两军作战总战斗实力的关系式 ，包括线性律和 n 2 律两个部分。n 2 律更接近于 现代战争。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 trafalgar 海战战 兰彻斯特（lanchester）方程：建模与分析 设对抗双方具有各自不同数量的战斗单位，双方任何一 个战斗单位均在对方的 “视线” 内，每个战斗单位攻击对方 任一战斗单位的机会大体相等，且在平均意义下，攻击有效 性具有一定数量级。 基本假设（兰彻斯特猜想）：每一方战斗单位的损失率 与对方战斗单位的数量成正比。 兰彻斯特方程和兰彻斯特 n 2 律： 兰彻斯特 n 2 律的含义：当双方的战斗单位数的平方与单 个战斗单位平均战斗力的乘积相等时，两支部队的总战斗实 力相等。即战斗实力与战斗单位数呈平方关系。 为何联合舰队拦腰切断? 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 案例选自 m. davisthe art of decision-making (1986)，其大意如下： 有一风险投资机会，成功和失败的概率都是0.5。你 每投资1元，若成功，可以得到1.6元的利润（注，原 投资本金仍归还给你）；若失败，则损失1元（注，仅 失去所投资金）。投资次数和投资额不限。你为了不 把钱输光，采取了如下策略：总是将你所持有的钱的 一半去投资（注，若钱是无限可分的，你可以一直投 下去，不会破产）。你开始的资金是1,000,000元（一 百万元）。 投还是不投？10000次如何？ 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 1 算一算10000次后还有多少钱？ 2 10000次中有多少次成功正好能保本？ 3 10000次后能保本的概率有多大？ 4 每一次的投资比例为多少最好？ 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 高富布鲁克公司的难题 高富布鲁克公司在未经证实的地区钻探石油。在这块地上钻 探石油需要大约100,000美元的投资。如果这块地是干涸的 （没有石油）整个投资都将会损失。由于他的公司没有多少 资金，这个损失将会非常严重。 如果这块地蕴含有石油，咨询地质学家估计那里的石油足 够可以获得约800,000美元的净收人。利润就是800,000- 100,000=700,000（美元）。 这里还有一个选择。另一个石油公司听说了这个咨询地质学 家的报告，决定出价90,000美元来购买这块土地。这非常诱 人。因为这也可以为公司带来不错的现金流人，而且无需承 担100,000美元这个大损失的巨大风险。 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 高富布鲁克公司的难题 实际问题 如何决策？钻石油还是卖土地? 第一讲 课程简介数据，模型与决策 工厂建设 某厂准备生产一种新产品，对新产品的10年 销售情况进行预测，前三年销路好的概率为 0.7（差为0.3），如果前 3年销路好后 7年也 好，概率为0.8；如果前 3年销路差后 7年销路 好，概率为0.1；现在有两个建厂方案： 如何决策？建大厂还是建小厂？ 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 (1) 建大厂，投资300万，如果销路好，每年得 利100万，如果销路差，每年亏损20万。 (2) 先建小厂，投资150万，如果销路好，每年 得利40万，如果销路差，每年得利20万；如果 前 3年销路好，再扩建为大厂，增加投资160 万，后 7年如果销路好，每年得利100万，如 果销路差，每年亏损20万。 工厂建设 实际问题 第一讲 课程简介数据，模型与决策 数据模型与决策是什么 结论 决策 执行 结果 管理者信息提供模型 反馈 管理者在组织组织 内制定决策，数据、模型与决策的目的 是在科学、符合逻辑逻辑 和合理的基础础上制定决策。内容 主要是管理科学和统计统计 学。 数据模型与决策 第一讲 课程简介数据，模型与决策 管理工作的内容 计计划 制定组织组织 目标标，并指明如何实现实现 目标标 组织组织 为组织为组织 制定出可以达到目标标的组织结组织结 构 录录用雇员员 保证证有人完成所有的工作 指导导 告诉员诉员 工应该应该 做什么 激励 鼓励员员工做好工作 分配资资源 确保有足够够的资资源来完成工作 监监督 检查实现检查实现 目标标的进进度 控制 采取行动动，确保组织组织 朝着目标标运转转 通告 使每个人都了解进进度 数据模型与决策 第一讲 课程简介数据，模型与决策 管理科学的本质质 管理科学（management science）是对对与定量因素 （quantitative factors）有关的管理问题问题 通过应过应 用 科学的方法（scientific approach）进进行辅辅助管理决 策制定（aid managerial decision making）的一门门 学科（discipline）。 管理者管理者 制定决策制定决策 管理科学管理科学 运用合理的分析来改善决策的制定运用合理的分析来改善决策的制定 管理科学本质 第一讲 课程简介数据，模型与决策 定量分析在组织组织 决策中的位置 组织中存 在的问题 定性分析 定量分析 评价与评估 决策 管理科学本质 第一讲 课程简介数据，模型与决策 科学的方法 问题的确定 分析问题 建立模型 软件求解 结果分析确定解决方案实施方案 控制 管理科学本质 第一讲 课程简介数据，模型与决策 系统统化步骤骤 定义问题和收集数据 构建模型 (一般为数学模型) 从模型中形成求解的计算机的程序 测试模型并在必要时进行修正 应用模型分析问题以及提出管理建议 帮助实施被管理者采纳的小组建议 管理科学本质 第一讲 课程简介数据，模型与决策 管理科学的影响 为管理科学实践者颁发的最负盛名的奖项是 弗兰茨厄德曼(franz edelman) 奖。 这些奖项授予全世界年度管理科学的最佳应用。 改善全世界大量组织的效率 提高国家的经济生产力 促进商业运作的规范性 节约大量稀有的资源 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策 管理定量分析理论论 解决方法典型的办办法 线线性规规划 目标规标规 划 预预 测测 网络络分析 决策分析 库库存模型 统计统计 学 排队论队论 模 拟拟 在线性目标和约束条件间取得最优化结果 在相对立的目标间寻 得妥协 设计时间 序列，或找到因果关系 用各种活动和事件的网络排列来说明项目 比较其他决策的结果 把库存的成本降至最低 从一个抽样得到普遍结果的推论 分析正在等待的队列的特点 对复杂的问题作动态观 察 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策 问题问题 类类型 典型的问题问题 预 测 财 务 人力资 源 时序 资源配 置 设备 更 新 库存控 制 选 址 项目规 划 排队问 题 对产 品的需求多大，需求类别 如何，对利润有何影响? 需要多少资金，从何处得到资金，成本是多少? 需要多少员工，应具有什么技能，留用多长时间 ? 什么工作最重要，工作的顺序如何? 需要什么资源，资源是否短缺，怎样优 先获得短缺的资源? 设备 运转状况如何，可靠性如何，什么时候需要更新? 我们应 保持多少库存，什么时候应再订货 ，再订多少? 运作的最佳场所在哪里，需要什么设施? 项目需要多长时间 ，哪些工作最重要，资源如何利用? 队列多长，提供多少个服务台，我们能提供什么水平的服务? 管理科学解决的问题类问题类 型 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策 经经典管理科学获奖应获奖应 用 联合航空公司（1-2/1986，$600万） 满足乘客需求以最低成本进行订票处和机场工作班次排程 citgo石油公司（1-2/1987，$7000万） 优化炼油运作以及产品的供应、配送和营销 旧金山警署（1-2/1989，$1100万） 用计算机系统最优排程和巡警设置 荷玛特发展公司（1-2/1987，$4000万） 商业区和办公楼销售的最优化安排 at&t（1-2/1990，$4.06亿，更多的销售） 为公司商业用户的电话销售中心的优化选址 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策 美国石油公司（12/1982，$1000万） 确定和评价公司产品商业化的新战略 美国邮政服务公司（3-4/1987,1-2/1992，$2亿） 邮件自动化方案的技术经济分析 标准品牌公司（12/1981，$380万） 控制100种成品的库存（安全库存、再订购点和订购量） ibm （1-2/1990，$2000万+$2.5亿库存降低） 整合备件库存的全国网络以改进服务支持 hydroelectrica espanol（1-2/1990，$200万） 应用统计预测管理水力发电的水库系统 施乐公司（11/1975,生产率提高50%以上） 缩短反应时间和改进维修人员生产率的维修战略修正 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策 宝洁公司（1-2/1997，$2亿） 重新设计生产和分销系统以降低成本和改进市场进入速度 南非国防部（1-2/1997，$11亿） 国防设施和武器系统规模和状态的重新优化设计 数字设备公司（1-2/1995，$8亿） 重构供应商、工厂、分销中心、潜在厂址和市场区域供应链 雷诺德金属制品公司（1-2/1991，$700万） 自动化超过200个工厂、仓库和供应商的货物装载调度系统 中国政府（1-2/1995，$4.25亿） 为满足国家未来能源需求的大型项目的优选和排程 delta航空公司（1-2/1994，$1亿） 超过2，500个国内航线的飞机类型配置来最大化利润 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策 美洲航空公司（1-2/1991，$2000万） 为机组人员和服务人员优化配置航行支线的顺序 merit青铜制品公司（1-2/1993，更佳的服务） 安装统计销售预测和成品库存管理系统来改进客户服务 美洲航空公司（1-2/1992，$5亿，更多收入） 设计票价结构、订票和协调航班的系统来增加收入 llbean公司（1-2/1991，$950万） 为一个大型呼叫中心优化配置电话干线、接收台和电话代理 纽约市（1-2/1993，$950万） 详细检查从传讯到被捕的程序以缩短等待时间 at&t（1-2/1993，$7.5亿） 为指导商业用户设计呼叫中心开发基于计算机的系统 管理科学影响 第一讲 课程简介数据，模型与决策课程大纲 课课 次 讲讲授内容学时时教学方式课课外作业业 1 introduction to management science 管理科学简介 4安全之路(safeway)超市 个人作业 小组案例 2 linear programming and application线性规划及其应用 4案例：mount gilbson 冶炼厂 3 transportation and