MS-OR Intro.ppt

高级运筹学 侯文华 南开大学商学院 管理科学与工程系 *1Prof. Hou, MS&E, NKBS 主要研究方向： 不确定性决策与管理、企业竞争策略、BPO/ITO/KPO 主讲课程: 本科：信息经济学，电子商务模型构建 科学硕士: 高级运筹学，决策理论与方法，博弈论与信息经济学， 博士生：系统建模与优化方法 MEM：管理经济学 主持/参与的课题： 国家自然科学基金“中国企业网上创新竞争的机理研究” 国家自然科学基金“不确定性对策理论与市场竞争中的企业策略” 国家自然科学基金重点项目“新企业创业机理与成长模式研究” 天津科技发展战略计划“促进产学研合作构建由政府推动的面向科 研院所及企业的开放式创新网络平台” 中国博士后科学基金项目“不确定性对策建模理论与应用研究” 南开大学创新基金项目“企业网络商务模式与经营战略选择研究” 教育部985项目“中国企业管理与制度创新”子课题“网络游戏市场研究” 香港城市大学商学院的研究项目“On Planning and Design of Cross -border Logistics Systems for Uncertain Environment” 联系电话: 23505450(办602)M) E-mail: 作业提交: Date2Prof. Hou, MS&E, NKBS 教材 Taylor, Introduction to Management Science (10th Ed) 中国人民大学出版社，2011.6 阅读材料： 1.Quantitative Analysis for Management (美)C.P.Bonini 等著，机械工业出版社，1999 2.Anderson, Introduction to Management Science 3.Hiller, Introduction to Operations Research 4.Data, Models and Decisions: the Fundamentals of Management Science, 中信出版社 2002 5.韩伯棠编著，管理运筹学，高等教育出版社（21世 纪课程教材），2000,7 本课程教材与参考资料： Date3Prof. Hou, MS&E, NKBS 课程计划 第26章 数学规划及其应用 8学时 第8章 项目管理 4学时 第9章 多准则决策 2学时 第10章 非线性规划 2学时 第11章 决策分析 2学时 第12章 排队论 2学时 第13章 模拟 2学时 第14章 预测 2学时 第15章 库存管理 4学时 第16章 博弈论介绍 2学时 课堂讲授15*2=30学时，小组报告4*2=8学时 Date4Prof. Hou, MS&E, NKBS 考查方式 课堂表现20% 课后作业20% 期末考试60% Date5Prof. Hou, MS&E, NKBS Lets begin right away! Date6Prof. Hou, MS&E, NKBS 管理科学（MS/OR)? 管理者与决策 Manager 制定决策 计划、组织、指导、激励、监督、控制 MS/OR 运用合理的分析来改善决策的制定 运用客观的、科学的方法，分析解决问题 行为运筹学：主观的、经验的、心理学、社会学方 法 Date7Prof. Hou, MS&E, NKBS 决策的不同层次 Strateg y 战略层 战术层 Tactics 运作层 Operations Date8Prof. Hou, MS&E, NKBS Non-management employeesNon-management employees R & DR & D ProductionProductionMarketingMarketing AccountingAccounting & Finance& Finance CEOCEO Top managementTop management: : unstructured decisionsunstructured decisions Middle managementMiddle management: : semi-structured decisionssemi-structured decisions Lower managementLower management: : structured decisionsstructured decisions strategicstrategic tacticaltactical operationaloperational Date9Prof. Hou, MS&E, NKBS TopTop MiddleMiddle LowerLower Date10Prof. Hou, MS&E, NKBS 管理实践： 20世纪初，Taylor 为了提高效率，提出了时间研究与 工资研究的概念，出版了科学管理原理。Ford的生产 流水线，Gantt的时间表（Gantt图），Harris的经济订货 量EOQ等等，发展了许多定量管理的方法和模型。 管理、决策与运筹学 学科划分： 将一些定量的方法与模型抽象出来专门研究，成为应用数 学-运筹学-管理科学-的一些分支。 作为定量管理的工具，生产运作管理（Production & Operations Management）（包括项目管理、服务管理、物 流与供应链管理等）、工业工程（Industrial Engineering） 、工程管理、技术经济等学科都会用到。 Date11Prof. Hou, MS&E, NKBS Operations Research 或 Operational Research，直译“运作研究”，形成于第二次世 界大战期间，主要是通过科学方法的运用，解 决非常复杂的战略和战术问题。 战后，许多专家转到了经济部门、民用企业 、大学或研究所，继续从事决策的数量方法的 研究，运筹学作为一门学科得到迅速发展。 近些年来，计算技术（包括硬件、软件）的 迅猛发展使得运筹学的方法论得以成功地及时 地解决大量经济管理中的决策问题，而且不仅 仅为运筹学专家所专有，也成为广大管理工作 者进行最优决策和有效管理的常用工具。 运筹学的形成与发展 Date12Prof. Hou, MS&E, NKBS 运筹学的思想方法在我国古代有过不少记载 v早在公元前6世纪春秋时期，孙子兵法13篇 就是军事运筹思想的集中体现。 v公元前4世纪战国时期的齐王赛马 v前3世纪汉高祖刘邦赞誉他的谋士张良“运筹帷幄 之中，决胜千里之外” v北宋时期的沈括运军粮的故事等等， 希望我们有机会好好体会其中的思想，不仅仅把这 些当作故事来读。 关于现代运筹学的方法与技术，我们要学习西方. 运筹学在我国 Date13Prof. Hou, MS&E, NKBS 孙子兵法 计篇兵者，国之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也 。 作战篇 凡用兵之法，驰车千驷，革车千乘，带甲十万， 谋攻篇 凡用兵之法，全国为上，破国次之；全军为上， 形篇 昔之善战者，先为不可胜， 势篇 凡治众如治寡，分数是也；斗众如斗寡， 虚实篇 凡先处战地而待敌者佚，后处战地而趋战者劳。 军争篇凡用兵之法，将受命于君，合军聚众，交和而舍， 九变篇凡用兵之法，将受命于君，合军聚众，圮地无舍， 衢地交合，绝地无留，围地则谋，死地则战。 行军篇 凡处军、相敌：绝山依谷，视生处高， 地形篇 地形有通者，有挂者，有支者，有隘者，有险者， 九地篇 用兵之法，有散地，有轻地，有争地，有交地， 火攻篇 凡火攻有五：一曰火人，二曰火积，三曰火火辎， 四曰火库，五曰火队。 用间篇 凡兴师十万，出征千里，百姓之费，公家之奉， Date14Prof. Hou, MS&E, NKBS 管理百科全书给运筹学下的定义：“运筹 学是应用分析、试验、量化的方法，对经 济管理系统中的人力、物力、财力等资源 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”。 管理学理论的发展与一些管理学派的形成与发展 密切相关，比如，经验学派、行为学派、系统学 派、权变学派、人际关系学派、经营管理学派、 管理科学学派、决策学派等等。 决策学派的代表人物、诺贝尔经济学奖获得者西 蒙（Robert Simon）认为“管理就是决策”。 Date15Prof. Hou, MS&E, NKBS 决策可能是宏观的，也可能是微观的，决策的责任可能 被分配到具体的个人或团体。那么，决策是什么？或者说 决策都有哪些步骤、有哪些工作要做？ 决策 提出问题 提出/分析解决方案 （定性/定量） OR/MS Date16Prof. Hou, MS&E, NKBS 提出问题及方案：就是确定要采取哪些行动，如果出 现问题该怎么办等等。方案可能有很多，有的可能很 直观，有的可能很复杂。 分析阶段是将未来可能采取的行动罗列出来并进行比 较。比如每个行动带来的后果是什么？如何选择其中 一个方案？可利用的相关数据有哪些？哪些模型能帮 助我们决策？专家能帮助我们决策吗？等等。这其中 会涉及到企业的目标是什么？合理的标准有哪些？需 要分析人员与管理人员共同研究 决策是管理者的责任，管理者必须回顾方案提出阶段 和分析阶段的工作，看看正确方案有没有遗漏，分析 是否合理有效，得出的结论是什么，从中能学到什么 ，有没有未考虑到的其他问题等等。 Date17Prof. Hou, MS&E, NKBS 决策制定 Data 数据 Model 模型 Knowledge 知识 Decision-Making 决策制定 Date18Prof. Hou, MS&E, NKBS 运筹学方法能解决哪些问题？ 问题类 型典型问题 预 测 财 务 人力资源 时 间 表 资源配置 设备更新 库存控制 选 址 项目规划 排队问题 产品需求大小、类别，对利润的影响？ 资金需要量、出处、成本？ 需要什么样的员工、多少、合同期？ 工作顺序、重要程度？ 需要什么资源、如何获得短缺资源？ 设备运转如何、可靠性如何、何时更新？ 需要保持多少库存、何时订货 、订货量？ 最佳场所在哪、需要什么设施？ 项目周期、关键工作、资源如何利用？ 队列多长、需要多少服务台（员）、水平？ Date19Prof. Hou, MS&E, NKBS MS/OR有哪些模型？ 模型可分为：实物模型、仿真模型、数学 模型、知识模型（专家系统） 数学模型还可分为：线性规划，非线性规划 ，整数规划，动态规划，网络分析，存贮模 型与库存管理，排队论与服务系统，博弈论 与竞争模型，统筹方法与项目管理，预测与 决策分析，统计学，模拟与仿真。 Date20Prof. Hou, MS&E, NKBS 选择汽车保险合同 方案1：月初一次付清全年保费 4500元； 方案2：分三期等额付款。第一个月月初首付， 以后每隔2个月付一次，每次加收服务费4.5元 方案3：月付。第一个月月初首付2个月的保费， 以后每月月初交付，每次加收付款额的1%。 Excel Date21Prof. Hou, MS&E, NKBS 再思保险问题 保单设计 向不同的人收取不同的保费价格歧视 机制设计 Date22Prof. Hou, MS&E, NKBS 一个排队问题 一个公共电话亭假设平均每小时到达12 人，即平均5分钟来一人；平均每人打电 话4分钟，即每小时平均可以接待15个人 。问每个人平均会停留多长时间？会不会 排队？平均队有多长？ 如果每次通话平均4.6分钟，即平均每小 时服务13人，又会怎样？ Date23Prof. Hou, MS&E, NKBS Date24Prof. Hou, MS&E, NKBS 如果平均每小时服务13人如何？ Date25Prof. Hou, MS&E, NKBS 方法 从不使用有时使用经常使用 美国中国美国中国美国中国 统计 1.6 7.638.741.959.750.5 计算机模拟12.933.918.1 网络计划25.868.653.219.021.012.4 线性规划25.852.459.738.114.5 9.5 排队论40.366.750.023.8 9.7 9.5 非线性