《管理运筹学》PPT课件.ppt
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1、管理运筹学管理运筹学-管理科学方法管理科学方法1 1OR:SM教材与参考书籍教材与参考书籍教材:教材:教材:教材:谢家平编著谢家平编著.管理运筹学:管理科学方法,管理运筹学:管理科学方法,中国人民大学出版社,中国人民大学出版社,20102010参考书:参考书:参考书:参考书:David et al.数据、模型与决策,机械工业出版社,数据、模型与决策,机械工业出版社,2004费雷德里克费雷德里克.数据、模型与决策,中国财政经济出版社,数据、模型与决策,中国财政经济出版社,2004James et al.数据、模型与决策,中国人民大学出版社,数据、模型与决策,中国人民大学出版社,20062OR:S
2、M32课时讲授提纲课时讲授提纲绪绪 论论第一章第一章 线性规划线性规划第二章第二章 线性规划讨论线性规划讨论第三章第三章 对偶规划对偶规划 静态规划静态规划第四章第四章 整数规划整数规划第五章第五章 目标规划目标规划第六章第六章 动态规划动态规划 动态优化动态优化第七章第七章 网络分析网络分析第八章第八章 网络计划网络计划第九章第九章 决策分析决策分析第十章第十章 方案排序方案排序第十一章第十一章 库存控制库存控制第十二章第十二章 排队理论排队理论离散优化离散优化随机优化随机优化淡化数学算法淡化数学算法LINDO求解求解3OR:SM考核方式考核方式结课考试:结课考试:笔试(开卷笔试(开卷 or
3、 闭卷?)闭卷?)每章一题每章一题 80%案例研究:案例研究:选择合适方法结合企业实际进行应用选择合适方法结合企业实际进行应用 20%4OR:SM管理运筹学的称谓管理运筹学的称谓管理运筹学是一门研究如何最优安排的学科。管理运筹学是一门研究如何最优安排的学科。Operations Research日本译作日本译作“运用学运用学”香港、台湾译为香港、台湾译为“作业研究作业研究”我国译作我国译作“运筹学运筹学”源于古语“运筹帷幄之中,决胜千里之外”取“运筹”二字,体现运心筹谋、策略取胜Management Science 管理科学管理科学运运用用数数学学、统统计计学学和和运运筹筹学学中中的的量量化化
4、分分析析原原理理和和方方法法,建建立数学模型立数学模型/计算机仿真,给管理决策提供科学依据。计算机仿真,给管理决策提供科学依据。5OR:SM绪绪 论论6OR:SM一、发展历史一、发展历史1.1.早期的运筹思想早期的运筹思想早期的运筹思想早期的运筹思想 齐王赛马齐王赛马 渭修皇宫渭修皇宫沈括运军粮沈括运军粮 科学管理科学管理 2.2.军事运筹学阶段军事运筹学阶段军事运筹学阶段军事运筹学阶段 20世纪世纪40年代诞生于英美年代诞生于英美1940年,英国为对付德国空军的空袭,使用了雷达,但没有科学布年,英国为对付德国空军的空袭,使用了雷达,但没有科学布局,效果不好。为解决这个问题,成立运筹学小组,称
5、局,效果不好。为解决这个问题,成立运筹学小组,称Operational Operational ResearchResearch,意为,意为作战研究作战研究作战研究作战研究。美国和加拿大也在军队设立运筹学小组,称美国和加拿大也在军队设立运筹学小组,称Operations ResearchOperations Research,协助指挥官研究战略及战术问题。协助指挥官研究战略及战术问题。3.3.管理运筹学阶段管理运筹学阶段管理运筹学阶段管理运筹学阶段战后许多从事运筹学研究的科学家转向了民用问题的研究,使运筹战后许多从事运筹学研究的科学家转向了民用问题的研究,使运筹学在企业管理方面的应用得到了长足
6、进展。学在企业管理方面的应用得到了长足进展。7OR:SM企业的成功要素中:企业的成功要素中:观念意识更新观念意识更新 47人文文化人文文化 35技术优势技术优势 18决策意识的科学性决策意识的科学性成功决策成功决策正确决策正确决策二、学科作用二、学科作用?8OR:SM二、学科作用二、学科作用1.1.量化管理的重要性量化管理的重要性量化管理的重要性量化管理的重要性 管理科学是对与管理科学是对与定量因素定量因素定量因素定量因素有关的管理问题通过有关的管理问题通过应用科学应用科学应用科学应用科学的方法的方法的方法的方法进行进行辅助管理决策辅助管理决策辅助管理决策辅助管理决策的一门学科。的一门学科。目
7、的:用科学方法分析管理问题,为管理者决策提供依据目的:用科学方法分析管理问题,为管理者决策提供依据目标:在企业经营内外环境的限制下,实现资源效用最大目标:在企业经营内外环境的限制下,实现资源效用最大组织中存在的问题定量分析定性分析评价与评估决策量化管理是第一步,它导致控制,并最终实现改进如果不能量化某些事情,那么就不能理解它如果不能理解它,那么就不能控制它如果不能控制它,那么就不能改进它 H.James Harrington定性到定量分析,数量界限的重要性:量变引起质变定性到定量分析,数量界限的重要性:量变引起质变9OR:SM听一场音乐会:听一场音乐会:网络订票的票价网络订票的票价500500
8、元,不去可退票元,不去可退票情况情况1 1:在你马上要出发的时候,发现你把最近的价值:在你马上要出发的时候,发现你把最近的价值500500元的电话卡弄丢了。你是否还会去听这场音乐会?元的电话卡弄丢了。你是否还会去听这场音乐会?情况情况2 2:假设昨天花:假设昨天花500500元钱买一张今晚的音乐会取票单。元钱买一张今晚的音乐会取票单。在你出发时,发现把票单丢了。如果去听音乐会,就必在你出发时,发现把票单丢了。如果去听音乐会,就必须再花须再花500500元钱买张票,去还会不去?元钱买张票,去还会不去?二、学科作用二、学科作用 2.2.量化思考使人理性量化思考使人理性量化思考使人理性量化思考使人理
9、性 冰淇淋实验:冰淇淋实验:一杯一杯A有有70克克,装在,装在50克克的杯子里,看上去要溢出了的杯子里,看上去要溢出了一杯一杯B是是80克克,装在,装在100克克的杯子里,看上去还没装满的杯子里,看上去还没装满 单独凭经验判断时,在相同的价格上,人们普遍选择单独凭经验判断时,在相同的价格上,人们普遍选择A 实验表明,大部分的回答者仍旧会去听实验表明,大部分的回答者仍旧会去听结果却是,大部分人回答说不去了结果却是,大部分人回答说不去了10OR:SM二、学科作用二、学科作用3.3.量化分析辅助决策量化分析辅助决策量化分析辅助决策量化分析辅助决策 盈亏平衡分析盈亏平衡分析40,00080,00012
10、0,000160,00004080120160200Revenue=900 xFixed costLossProfitCost=50,000+400 xxBreak-even point=100 units利润:利润:I =(P Cm Ch)Q -F策略策略1 差异化,领先者战略差异化,领先者战略策略策略2 规模化,大规模市场规模化,大规模市场策略策略3 机械化,第一利润源机械化,第一利润源策略策略4 技能化,第二利润源技能化,第二利润源策略策略5 信息化,第三利润源信息化,第三利润源11OR:SM二、学科作用二、学科作用量化辅助决策案例:盈亏平衡分析量化辅助决策案例:盈亏平衡分析例:某企业例
11、:某企业 总销售额 1100万元 物料成本 700万元 员工工资 200万元 管理费用 100万元现在利润现在利润=100万元,目标利润万元,目标利润150万元万元利润实现的方法有:利润实现的方法有:将销售收入增加100%将员工工资减少 25%将管理费用减少 50%将物料成本减少 7.1%12OR:SM二、学科作用二、学科作用4.4.决策意识的重要性决策意识的重要性决策意识的重要性决策意识的重要性 生产计划决策生产计划决策u一星期工作5天,每天正常工作8小时u一周作业费用:11000 (直接人工成本与间接费用)u直接人工成本:10/1h (一台机器需一位作业人员)u间接费用:人工成本2.5倍甲
12、甲乙乙丙丙原料原料659565直直接工时接工时65分分95分分65分分直直接人工接人工121410间间接費用接費用303525总总成本成本107144100售价售价173233170利润利润668970H 18H 6H 10甲甲设备数设备数EGHFHGG20H 13E 6F 10裝配裝配E 24E 15G 7DG 14G10H 7F 10G 7G 4CBA裝配裝配H 14乙乙丙丙13OR:SM二、学科作用二、学科作用甲产品产量甲产品产量40,乙产品乙产品 80,丙产品丙产品 40利润利润=4066+8089+4070=12560 人员有限如何实现人员有限如何实现?采取什么薪酬制度采取什么薪酬制
13、度?计件工资制,让员工自愿加班计件工资制,让员工自愿加班甲甲乙乙丙丙单位产品总单位产品总成本成本107144100单位产品单位产品售价售价173233170单位产品单位产品利润利润668970市场每周需求市场每周需求408040决策的科学性?决策的科学性?决策的科学性?决策的科学性?方方方方案案案案 一一一一14OR:SM二、学科作用二、学科作用甲产品产量甲产品产量 40,乙产品乙产品 80,丙产品丙产品 40总收入总收入=40173+80233+40170=32360原料成本原料成本=4065+8095+4065=12800营运费用营运费用=11000总利润总利润=32360-12800-1
14、1000=8560人员有限如何实现人员有限如何实现?采取什么薪酬制度采取什么薪酬制度?岗位工资制(定岗定员),让员工自觉加班岗位工资制(定岗定员),让员工自觉加班甲甲乙乙丙丙原料原料659565运营费用运营费用11000售价售价173233170市场每周需求市场每周需求408040决策的科学性?决策的科学性?决策的科学性?决策的科学性?方方方方案案案案 二二二二15OR:SM二、学科作用二、学科作用 决策的科学性?产能符合计算决策的科学性?产能符合计算决策的科学性?产能符合计算决策的科学性?产能符合计算甲甲乙乙丙丙总总成本成本107144100售价售价173233170利润利润668970乙与
15、丙哪一个产品比较赚钱乙与丙哪一个产品比较赚钱?产品产品市场需求市场需求单位产品设备工时消耗单位产品设备工时消耗EFGH甲甲400103131乙乙8030202113丙丙401502124需求产能需求产能3000200037603240可用产能可用产能2400240048004800E是是瓶颈瓶颈16OR:SM二、学科作用二、学科作用 方方方方案案案案 三:计时工资,且以单位利润率高低为决策意识。三:计时工资,且以单位利润率高低为决策意识。三:计时工资,且以单位利润率高低为决策意识。三:计时工资,且以单位利润率高低为决策意识。乙比较赚钱乙比较赚钱,假如假如80个全部生产个全部生产需用E产能240
16、0分钟,但是E只有2400分钟可用因此只能生产80个乙(2400/30),而丙无法生产方案:方案:甲甲产品产品 40个,个,乙乙产品产品80个,个,丙丙产品产品0个个总收入总收入=40173+80233+0170=25560 原料原料=4065+8095+065=10200,营运费用营运费用=11000利润利润=25560-10200-11000=4360 方方方方案案案案 四:计时工资,但以占用瓶颈资源大小为决策意识。四:计时工资,但以占用瓶颈资源大小为决策意识。四:计时工资,但以占用瓶颈资源大小为决策意识。四:计时工资,但以占用瓶颈资源大小为决策意识。丙比较赚钱丙比较赚钱,优先生产优先生产
17、40个个需用E产能600(4015)分钟剩下1800分钟,可生产60个乙(1800/30)方案:甲产品方案:甲产品 40个,乙产品个,乙产品 60个,丙产品个,丙产品 40个个总收入总收入=40173+60233+40170=27700原材料原材料=4065+6095+406540=10900,营运费用,营运费用=11000利润利润=27700-10900-11000=580017OR:SM三、学科性质三、学科性质 1.1.研究对象研究对象研究对象研究对象经济和管理活动中能用经济和管理活动中能用“数量关系数量关系”描述的描述的如运营、规划与组织管理问题如运营、规划与组织管理问题解决的理论模型和
18、优化方法实践解决的理论模型和优化方法实践 2.2.学科特点学科特点学科特点学科特点强调科学性和定量分析强调科学性和定量分析强调应用性和实践性强调应用性和实践性强调从整体上进行把握强调从整体上进行把握 18OR:SM四、工作程序四、工作程序管理者制定决策:管理运筹学的步骤:明确问题环境分析确定目标制定准则收集资料数量关系结构分析数学模型制定决策方案选择算法求解方案优选否是方案实施持续改进识别问题识别问题量化分析量化分析建立模型建立模型软件求解软件求解结果分析结果分析确定方案确定方案实施方案实施方案控制管理者解的分析19OR:SM五、学科体系五、学科体系 1.1.管理问题管理问题管理问题管理问题
19、需求预测产品的市场需求量有多大,需求类别如何,对企业盈利有何影响?生产计划在有限资源约束下,生产什么,生产多少,获利最大?资源配置需要哪些资源,如何进行最优配置,资源紧缺性如何,以什么代价获取?作业排序作业的重要次序如何,作业的顺序安排如何?市场营销广告预算、媒介选择、产品定价、销售计划等如何安排?运输问题最佳运输线路是哪条?物流配送集载如何优化?物流设施布局如何设置?设施选址运营点如何选择,需要哪些运作设施,设施如何布局?库存控制应保持多大库存量,何时应进行订货,订货批量多少为宜?项目规划项目完工工期多长为宜,哪些作业起关键性作用,资源如何分配?设备更新设备运转状况如何演进,运行可靠性如何,
20、何时和如何更新或改造?人力资源人员需求预测,技能要求,编制与任务指派,绩效测评,留用多长时间?财务资金资金投放的数量,从何处进行融资,资金成本是多少?排队问题队列多长,有无容量限制,多少服务台为宜,能提供什么水平的服务?20OR:SM五、学科体系五、学科体系2.2.学科内容学科内容学科内容学科内容 模型类型解决的典型办法线性规划在线性目标和约束条件间取得最优化结果整数规划在线性目标和约束条件间寻求整数决策最优目标规划在相对立的目标间寻得多目标妥协的满意解动态规划寻求多阶段动态系统的整体决策优化问题网络分析寻求网络路径、流量分布、网络瓶颈及其改进网络计划用各种作业和结点的网络排列来说明项目实施计
21、划管理决策依据决策准则权衡比较备选方案的决策结果方案排序综合各方案的优势与不足寻求多指标排名次序库存模型寻求订货、存储和缺货等库存成本降至最低的经济批量统计方法从一个抽样得到普遍结果的推论和曲线拟合排队理论分析正在等待的队列特点及其运行指标仿真模拟动态观察复杂的管理问题的行为,模拟管理系统的结构关系21OR:SM五、学科体系五、学科体系3.3.学科应用学科应用学科应用学科应用管理既是科学又是艺术管理既是科学又是艺术低层管理的科学成分较多,高层管理的艺术成分较多低层管理的科学成分较多,高层管理的艺术成分较多运营管理需较多管理科学,人力资源管理需较多管理艺术运营管理需较多管理科学,人力资源管理需较
22、多管理艺术例行管理需要较多管理科学,例外管理需要较多管理艺术例行管理需要较多管理科学,例外管理需要较多管理艺术M:管理决策问题管理决策问题MC:定量解决方法定量解决方法方案选择依据方案选择依据问题导向问题导向技术支持技术支持战略决策营销决策生产安排财务分析人力资源方案优选应用统计线性规划整数规划目标规划网络计划网络分析 决策分析动态规划管理科学管理科学:运用合理的运用合理的分析来改善分析来改善决策的制定决策的制定管理者管理者:制定决策制定决策22OR:SM六、学习要求六、学习要求 1.1.学科地位学科地位学科地位学科地位 数学技术科学管理学科基础管理运筹学管理专业课高等数学、概率统计、线性代数
23、加工技术、工程技术、信息技术经济学原理、管理学、行为科学离散、连续,静态、动态的方法战略、运营、营销、财务、人力23OR:SM六、学习要求六、学习要求经济学企业战略、公司治理会计学财务管理人力资源管理组织行为学管理科学方法支持企业B行业企业C企业A商务2商务3商务1职能b职能c职能a小组ii小组iii小组i运营管理市场营销质量管理项目管理信息管理流程管理物流管理供应链管理24OR:SM六、学习要求六、学习要求2.如何学习如何学习重点在结合实际的应用重点在结合实际的应用发挥自己管理实践经验丰富和理论联系实际的能力发挥自己管理实践经验丰富和理论联系实际的能力强化结合实际问题建立管理优化模型的能力强
24、化结合实际问题建立管理优化模型的能力强化解决问题的方案或模型的解的分析与应用能力强化解决问题的方案或模型的解的分析与应用能力充分借用管理运筹学教学软件充分借用管理运筹学教学软件25OR:SM第第1 章章 线性规划线性规划Sub titleSub title内容提要26OR:SM一、线性规划的三个要素一、线性规划的三个要素 第一节第一节 线性规划的一般模型线性规划的一般模型 决策变量决策变量决策问题待定的量值决策问题待定的量值取值要求非负取值要求非负约束条件约束条件任何管理决策问题都是限定在一定的条件下求解任何管理决策问题都是限定在一定的条件下求解把各种限制条件表示为一组等式或不等式称约束条件把
25、各种限制条件表示为一组等式或不等式称约束条件约束条件是决策方案可行的保障约束条件是决策方案可行的保障约束条件是决策变量的线性函数约束条件是决策变量的线性函数目标函数目标函数衡量决策优劣的准则,如时间最省、利润最大、成本最低衡量决策优劣的准则,如时间最省、利润最大、成本最低目标函数是决策变量的线性函数目标函数是决策变量的线性函数有的目标要实现极大,有的则要求极小有的目标要实现极大,有的则要求极小27OR:SM二、线性规划模型的举例二、线性规划模型的举例 第一节第一节 线性规划的一般模型线性规划的一般模型 1 1、生产计划问题、生产计划问题例例例例.某厂生产甲乙两种产品,生产工艺路线为:各自的零部
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