管理运筹学讲义

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1、管理运筹学 -管理科学方法,谢家平 博士 教授 博士生导师 研究领域：管理科学、运营管理、供应链管理 讲授课程：管理运筹学-管理科学方法、管理系统工程、 运营管理、 供应链管理、ERP、国际物流、 企业物流管理、管理决策模型与方法 单 位：上海财经大学工商学院 物流管理系 E-mail：,2,教材与参考书籍,教材： 谢家平编著.管理运筹学：管理科学方法， 中国人民大学出版社，2010 参考书： David et al. 数据、模型与决策，机械工业出版社，2004 费雷德里克. 数据、模型与决策，中国财政经济出版社，2004 James et al. 数据、模型与决策，中国人民大学出版社，200

2、6,3,32课时讲授提纲,绪 论 第一章 线性规划 第二章 线性规划讨论 第三章 对偶规划 静态规划 第四章 整数规划 第五章 目标规划 第六章 动态规划 动态优化 第七章 网络分析 第八章 网络计划 第九章 决策分析 第十章 方案排序 第十一章 库存控制 第十二章 排队理论,离散优化,随机优化,淡化数学算法 LINDO求解,4,考核方式,结课考试： 笔试（开卷 or 闭卷？） 每章一题 80% 案例研究： 选择合适方法结合企业实际进行应用 20%,5,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。 Operations Research 日本译作“运用学” 香港、台湾译为“作业研

3、究” 我国译作“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 运用数学、统计学和运筹学中的量化分析原理和方法，建立数学模型/计算机仿真，给管理决策提供科学依据。,6,绪 论,一、发展历史 二、学科作用 三、学科性质 四、工作程序 五、学科体系 六、学习要求,7,一、发展历史,1. 早期的运筹思想 齐王赛马 渭修皇宫 沈括运军粮 科学管理 2. 军事运筹学阶段 20世纪40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，但没有科学布局，效果不好。为解决这个问题，成立运筹学小组，称Oper

4、ational Research，意为作战研究。 美国和加拿大也在军队设立运筹学小组，称Operations Research，协助指挥官研究战略及战术问题。 3. 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，使运筹学在企业管理方面的应用得到了长足进展。,8,企业的成功要素中： 观念意识更新 47 人文文化 35 技术优势 18 决策意识的科学性 成功决策 正确决策,二、学科作用,理念的重要性,？,9,二、学科作用,1. 量化管理的重要性 管理科学是对与定量因素有关的管理问题通过应用科学的方法进行辅助管理决策的一门学科。 目的：用科学方法分析管理问题，为管理者决策提供依

5、据 目标：在企业经营内外环境的限制下，实现资源效用最大,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,10,听一场音乐会：网络订票的票价500元，不去可退票 情况1：在你马上要出发的时候，发现你把最近的价值500元的电话卡弄丢了。你是否还会去听这场音乐会？ 情况2：假设昨天花500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，就必须再花500元钱买张票，去还会不去？,二、学

6、科作用,2. 量化思考使人理性 冰淇淋实验： 一杯A有70克，装在50克的杯子里，看上去要溢出了 一杯B是80克，装在100克的杯子里，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A,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,11,二、学科作用,3. 量化分析辅助决策 盈亏平衡分析,利润：I = ( P Cm Ch ) Q - F 策略1 差异化，领先者战略 策略2 规模化，大规模市场 策略3 机械化，第一利润源 策略4 技能化，第二利润源 策略5 信息化，第三利润源,12,二、学科作用,量化辅助决策案例：盈亏平衡分析 例：某企业 总销售额 1100

7、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=100万元，目标利润150万元,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%,13,二、学科作用,4. 决策意识的重要性 生产计划决策,一星期工作5天, 每天正常工作8小时 一周作业费用：11000 (直接人工成本与间接费用) 直接人工成本：10/1h (一台机器需一位作业人员) 间接费用：人工成本2.5倍,14,二、学科作用,甲产品产量40, 乙产品 80, 丙产品 40 利润=4066+8089+4070=12560 人员有限如何实现?采

8、取什么薪酬制度? 计件工资制，让员工自愿加班,决策的科学性？方案 一,15,二、学科作用,甲产品产量 40, 乙产品 80, 丙产品 40 总收入=40173+80233+40170=32360 原料成本=4065+8095+4065=12800 营运费用=11000 总利润=32360-12800-11000=8560 人员有限如何实现?采取什么薪酬制度? 岗位工资制（定岗定员），让员工自觉加班,决策的科学性？方案 二,16,二、学科作用,决策的科学性？产能符合计算,乙与丙哪一个产品比较赚钱?,E是瓶颈,17,二、学科作用,方案 三：计时工资，且以单位利润率高低为决策意识。 乙比较赚钱, 假

9、如80个全部生产 需用E产能2400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：甲产品 40个，乙产品80个，丙产品0个 总收入=40173+80233+0170=25560 原料=4065+8095+065=10200 ，营运费用=11000 利润=25560-10200-11000=4360,方案 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, 优先生产40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 40个，乙产品 60个，丙产品 40个 总收入=40173+6

10、0233+40170=27700 原材料=4065+6095+406540=10900 ，营运费用=11000 利润=27700-10900-11000=5800,18,三、学科性质,1. 研究对象 经济和管理活动中能用“数量关系”描述的 如运营、规划与组织管理问题 解决的理论模型和优化方法实践 2. 学科特点 强调科学性和定量分析 强调应用性和实践性 强调从整体上进行把握,19,四、工作程序,20,五、学科体系,1. 管理问题,21,五、学科体系,2. 学科内容,22,五、学科体系,3. 学科应用 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 运营管理需较多管理科学，

11、人力资源管理需较多管理艺术 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,MC: 定量解决方法,方案选择依据,问题导向,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：运用合理的分析来改善决策的制定,管理者: 制定决策,23,六、学习要求,1. 学科地位,24,六、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,25,六、学习要求,2. 如何学习,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

12、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,26,第1 章 线性规划,Sub title,内容提要,第一节 线性规划的一般模型 一、线性规划的三个要素 二、线性规划模型的特征 三、线性规划的图解方法 四、线性规划解的可能性 第二节 线性规划的单纯形法 一、线性规划的标准型式 二、线性规划之解的概念 三、单纯形法的基本原理,27,一、线性规划的三个要素,第一节 线性规划的一般模型,决策变量 决策问题待定的量值 取值要求非负 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 把各种限制条件表示为一组等式或不等

13、式称约束条件 约束条件是决策方案可行的保障 约束条件是决策变量的线性函数 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 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,28,二、线性规划模型的举例,第一节 线性规划的一般模型,1、生产计划问题,例. 某厂生产甲乙两种产品，生产工艺路线为：各自的零部件分别在设备A、B加工，最后都需在设备C上装配。经测算得到相关数据如表所示。应如何制定生产计划，使总利润为最大。 据市场分析，单位甲乙产品的销售价格分别为73和75元，试确定获利最大的产品生产计划。,29,第一节 线性规划的一般模型,(1)决策变量：设x1为甲产品的产

14、量，x2为乙产品的产量。 (2)约束条件：生产受设备能力制约，能力需求不能突破有效供给量。 设备A的约束条件表达为 2 x1 16 同理，设备B的加工能力约束条件表达为 2x2 10 设备C的装配能力也有限，其约束条件为 3x1+ 4x2 32 (3)目标函数：目标是企业利润最大化 max Z= 3x1 +5x2 (4)非负约束：甲乙产品的产量为非负 x1 0， x2 0,综上的LP模型：,30,二、线性规划模型的举例,第一节 线性规划的一般模型,2、物资运输问题,例：某产品商有三个供货源A1、A2、A3，其经销商有4个（需求市场）B1、B2、B3、B4。已知各厂的产量、各经销商的销售量及从A

15、i 到Bj 的单位运费为Cij。为发挥集团优势，公司要统一筹划运销问题，求运费最小的调运方案。,31,第一节 线性规划的一般模型,(1)决策变量：设从Ai到Bj的运输量为xij， (2)目标函数：运费最小的目标函数为 minZ=6x11+3x12+2x13+5x14+7x21+5x22+8x23+4x24+3x31+2x32+9x33+7x34 (3)约束条件：产量之和等于销量之和,故要满足： 供应平衡条件,x11+x12+x13+x14=50 x21+x22+x23+x24=20 x31+x32+x33+x34 =30,销售平衡条件,x11+x21+x31=20 x12+x22+x32=30 x13+x23+x33=10 x14+x24+x34=40,非负性约束 xij0 (i=1,2,3；j=1,2,3,4),32,二、线性规划模型的举例,第一节 线性规划的一般模型,3、产品配比问题,例：用浓度45%和92%的硫酸配置100吨浓度80%的硫酸。,决策变量：取45%和92%的硫酸分别为 x1 和 x2