管理科学-数据模型与决策简介

问题 类型
生产问题 投资问题 运输问题 选址问题 财务分析 项目规划 人力资源 资源配置 设备更新 库存控制
典型的问题
针对有限资源如何安排生产？ 针对不同收益、不同风险的项目，如何进行组合投资？ 针对不同运输方式，怎样选择可以使总运费最省？ 运作的最佳场所在哪里，需要什么设施? 需要多少资金，从何处得到资金，成本是多少? 项目需要多长时间，哪些工作最重要，资源如何利用? 需要多少员工，应具有什么技能，留用多长时间? 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?
方案1的广告费用 方案1第一年净现金流入量 方案1第二年代理人佣金 方案2的广告费用
方案2第二、三年净现金流入量
Revenue = $900 x
Profit
Fixed cost Loss
Cost = $50, 000 + $400 x
0
40
80
120
160
200
x
Break-even point = 100 units
实际问题
Breakeven point Analysis 盈亏平衡分析
特殊产品公司问题 的电子表格模型
Production Quantity 200
Results Total Revenue $164,000 Total Fixed Cost $50,000 Total Variable Cost $84,000
Profit (Loss) $30,000
Break-Even Point 125
280000
Profit (Loss)
Results $270,000 $50,000 $120,000 $100,000
Break-Even Point
100
E
F
3
Resultsຫໍສະໝຸດ Baidu
4
Total Revenue =UnitRevenue*MIN(SalesForecast,ProductionQuantity)
5
Profit = 0, if Q = 0 Profit = $900Q – ($50,000 + $400Q) = –$50,000 + $500Q, if Q > 0
实际问题
Breakeven point Analysis 盈亏平衡分析
$
$200,000
$160,000 $120,000
$80,000 $40,000
Prof it
F7
SalesForecast
C7
TotalFixedCost
F5
TotalRevenue
F4
TotalVariableCost
F6
UnitRevenue
C4
Data Unit Revenue $820
Fixed Cost $50,000 Marginal Cost $420 Sales Forecast 300
Data, Model and Decisions 数据、模型与决策
Introduction to Management Science 管理科学简介
What is Data, Model and Decisions 数据模型与决策是什么
管理者 信息提供 模型
结论
决策
执行
反馈
结果
管理者在组织内制定决策，数据、模型与决策的目的 是在科学、符合逻辑和合理的基础上制定决策。内容 主要是管理科学和统计学。
贷款(万元)
银行拨款 自有资金 总计 需要量
生产设备贷款 生产费用贷款
0
0
0
0
0
0
40
210
利息(元)
银行拨款 自有资金
生产设备贷款 生产费用贷款
480
600
660
690
农户贷款
0 0 0 30
农户贷款
720 900
总计 可提供量
0
100
0
180
总利息 0
理论模型
max z 480x11 600x12 720x13 660x21 690x22 900x23
新产品，如果生产的话要生产多少。
我们需要知道些什么信息？
想想看！
•Data:
–If they go ahead with this product, a fixed cost of $50,000 is incurred.
–The variable cost is $400 per clock produced.
8
9 Break-Even Point =FixedCost/(UnitRevenue-MarginalCost)
求解计算盈亏平衡点 数学模型的电子表格的扩展
Range Name
Cell
BreakEvenPoint
F9
FixedCost
C5
MarginalCost
C6
ProductionQuantity C9
单位成本=
$420
50
100
150
200
250
300
350
信用社最优贷款安排方案
某农村信用社现有银行拨款100万元和自有资金180万元，可以
将它们以生产设备贷款、生产费用贷款和农户贷款等三种形式
加以使用，这些贷款的需要量各不相同，不同资金来源的不同
形式的贷款的每万元月利息金额（元）也各不相同，具体数据
典型的办法
在线性目标和约束条件间取得最优化结果 决策变量取整数解 目标和约束为非线性函数 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 对复杂的问题作动态观察
Types of MS Problem Solving 管理科学解决的问题类型
Total Fixed Cost =IF(ProductionQuantity>0,FixedCost,0)
6 Total Variable Cost =MarginalCost*ProductionQuantity
7
Profit (Loss) =TotalRevenue-(TotalFixedCost+TotalVariableCost)
Breakeven point Analysis 盈亏平衡分析
实际问题
Unit Revenue Fixed Cost
Marginal Cost Sales Forecast
Data $900 $50,000 $400
300
Production Quantity
300
Total Revenue Total Fixed Cost Total Variable Cost
管理者 制定决策 管理科学 运用合理的分析来改善决策的制定
Scientific Approach 管理科学的方法
问题的确定 分析问题
控制
建立模型
软件求解
实施方案
确定解决方案
结果分析
Impact of Management Science 管理科学的影响
▪ 提高组织（企业或部门）的效率 ▪提高企业或部门的经济生产力 ▪节约大量稀有的资源 ▪ 促进商业运作的规范性
实际问题 Breakeven point Analysis
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
grandfather clock）。公司管理部门需要决定是否生产这个
Results Total Revenue $164,000 Total Fixed Cost $50,000 Total Variable Cost $84,000
Profit (Loss) $30,000
Break-Even Point 125
350 300 250 200 150 100
50 0 0
480
600
660
690
农户贷款
0 30 30 30
农户贷款
720 900
总计 可提供量
100
100
180
180
总利息 189300
Investment Project selection
投资方案的选择
某贵重商品进口公司在准备进口一种经济周期十分 短暂的新商品的销售业务时,有两种可供考虑的方案: 第一种方案估计需要100000元广告费并需要雇请多个 代理人,这一方案一年后将可获得255000元现金流入, 但第二年为了支付代理人的佣金所发生的现金流量净 值为-157000元,从第三年开始便不再获利.第二种方案 估计只需要50000元广告费用并且不需要雇请代理人, 这一方案在第一年不能带来任何利润,但在第二、第 三年却可每年获得42000元的现金流入。公司使用的 贴现率为15%。要求：对上述两种投资方案进行评价 。
管理大师西蒙——是管理科学开拓者。卡内基.梅隆大学行政学、心 理学、经济学、计算机学、应用数学教授。早年就读于芝加哥大学 ，1978年由于对“经济组织内的决策程序所进行的开创性研究”获 得诺贝尔经济学奖。观点：
1、决策贯穿于管理的整个过程，管理就是决策。 2、组织的主要职能之一是弥补个人有限理性而做出满意的决策 3、管理人有限理性假设 著作：1、《管理决策的新科学》
Fixed Cost = $50,000 (if Q > 0) Variable Cost = $400 Q Total Cost =
0, if Q = 0 $50,000 + $400 Q, if Q > 0
Profit:
Profit = Total revenue – Total cost
2、 《经济学和行为科学中的决策理论》
科学管理之父——泰勒。观点： 1、制定科学的操作方法、流程， 2、科学地选择工人、协作； 3、实行计件工资； 4、区别计划职能与执行职能
The Nature of Management Science 管理科学的本质
管理科学（Management science）是对与定量因 素（quantitative factors）有关的管理问题通过 应用科学的方法（scientific approach）进行辅助 管理决策制定（aid managerial decision making ）的一门学科（discipline）。
–Each clock sold would generate $900 in revenue.
–A sales forecast will be obtained.
Decision variable:
Q = Number of grandfather clocks to produce
Costs:
如下： 贷款种类
生产设备贷款 生产费用贷款 农户贷款
需要量（万元） 40
210
30
贷款种类
生产设备贷款 生产费用贷款 农户贷款
银行拨款利息（元/万元）
480
600
720
信用社自有资金利息（元/万元） 660
690
900
要求：在满足所有贷款需要量的前提下，在将不同来源资金分配于 不同贷款的各种分配方案中确定一种使每月产生的利息总额达到极 大的最优分配方案。
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。评奖活动由国际运筹学会、管理科学协会 、管理科学实践学会联合发起。
Theory of Quantitative Analysis 管理定量分析理论
解决方法
线性规划 整数规划 非线性规划 多目标规划 预测 网络分析 决策分析 库存模型 模拟
实际问题
Many real world examples 许多实际问题举例
▪ Breakeven point Analysis 盈亏平衡分析 ▪ Optimum loan plan of the bank银行的最优贷 款计划 ▪Portfolio selection 投资方案的选择 ▪ Optimal payback plan for the investment 最优 还款计划
x11 x12 x13 100
x21
x22
x23
180
s.t.
x11 x12
x21 x22
40 210
x31
x32
30
xij 0
最优方案
贷款(万元)
银行拨款 自有资金 总计 需要量
生产设备贷款 生产费用贷款
0
100
40
110
40
210
40
210
利息(元)
银行拨款 自有资金
生产设备贷款 生产费用贷款
单位收入=
$820
240000
200000
160000
120000
80000
40000
0
0
40
80
120
160
200
240
280
Data Unit Revenue $820
Fixed Cost $50,000 Marginal Cost $420 Sales Forecast 300
Production Quantity 200