OR:SM数据模型与决策管理科学导论Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望OR:SM教材与参考书籍教材与参考书籍教材：教材：教材：教材：数据、模型与决策（原书第数据、模型与决策（原书第12版），版），美美戴维戴维R.安德森等著；侯文华等译，机械工业安德森等著；侯文华等译，机械工业出版社出版社，2009年版。年版。参考书：参考书：参考书：参考书：管理运筹学（第管理运筹学（第3版）版）,韩伯棠编著韩伯棠编著,高等教高等教育出版社，育出版社，2010年。年。2OR:SM课程要求课程要求1、掌握经济管理中最常见的模型与分析问题解决问题的、掌握经济管理中最常见的模型与分析问题解决问题的方法；方法；2、了解本课程在管理领域的运用以及基本思想体系；、了解本课程在管理领域的运用以及基本思想体系；3、能够独立解决一些常用实际问题，建立相应数学的模、能够独立解决一些常用实际问题，建立相应数学的模型，并利用所学软件工具对自己所建立的模型设计求解。型，并利用所学软件工具对自己所建立的模型设计求解。3OR:SM讲授提纲讲授提纲第第1章章导论导论第第2章章线性规划导论线性规划导论第第3章章线性规划的灵敏度分析等线性规划的灵敏度分析等第第4章章线性规划的应用线性规划的应用第第5章章分配与网络模型分配与网络模型第第6章章整数线性规划整数线性规划第第7章章项目安排项目安排第第8章章库存模型库存模型第第9章章等候线模型等候线模型第第10章章决策分析决策分析淡化数学算法淡化数学算法软件求解软件求解4OR:SM考核方式考核方式结课成绩：（可讨论）结课成绩：（可讨论）平时成绩：考勤、作业、回答问题平时成绩：考勤、作业、回答问题50%笔试（开卷笔试（开卷 or闭卷？）闭卷？）（或）案例研究：（或）案例研究：运用所学的方法，对一个实际问题进行定量分析运用所学的方法，对一个实际问题进行定量分析50%5OR:SM课程的称谓课程的称谓一门运用数学的定量方法研究管理决策问题的知识体系一门运用数学的定量方法研究管理决策问题的知识体系的学科的学科OperationsResearch（OR）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、策略取胜在北美，在北美，ManagementScience（MS）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。6OR:SM绪绪 论论7OR: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（田忌）赛马齐王（田忌）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（诞生）（诞生）20世纪世纪40年代诞生于英美年代诞生于英美1）鲍德西雷达站的研究。）鲍德西雷达站的研究。1940年，英国为对付德国空军的空袭，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，称运筹学小组，称OperationalResearch，意为作战研究。美国和加，意为作战研究。美国和加拿大也在军队设立运筹学小组，称拿大也在军队设立运筹学小组，称OperationsResearchOperationsResearch，协助指挥，协助指挥官研究战略及战术问题。官研究战略及战术问题。2）大西洋反潜战。）大西洋反潜战。1942年麻省年麻省Morse教授协助英国打破了德国对英教授协助英国打破了德国对英吉利海峡的海上封锁。吉利海峡的海上封锁。3）英国战斗机中队援法决策。）英国战斗机中队援法决策。8OR:SM3.管理运筹学阶段（发展）管理运筹学阶段（发展）战后许多从事运筹学研究的科学家（700多人）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。 1948年，美国麻省理工学院率先开设了运筹学课程，许多大学群起效法，运筹学成一门学科，内容也日益丰富。1950年，美国出版了第一份运筹学杂志；1951年，莫尔斯和金伯尔出版了运筹学方法一书，这是第一本以运筹学为名的专著，书中总结了第二次世界大战中运筹学的军事应用，并且给出了运筹学的一个的定义。 其发展主要表现在两个方面：一是运筹学的方法论得到了快速发展，形成了许多分支，如数学规划(线性规划、非线性规划、动态规划)、排队论、库存论、对策论、搜索论等；二是电子计算机的迅猛发展推动了运筹学的发展、普及和应用。运筹学已广泛应用於军事、教育、污染、交通运输、人力资源管理、能源、预测、会计金融、销售、存储、计算机与信息系统、设计、城市服务系统、保健与医疗、电气、加工工业、第三产业等。9OR: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？10OR: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11OR: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，去还是不去？元钱买张票，去还是不去？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12OR:SM 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 烙饼需要烙两个面，每面大约烙饼需要烙两个面，每面大约烙饼需要烙两个面，每面大约烙饼需要烙两个面，每面大约33分钟。锅里一次至多能烙两张饼。分钟。锅里一次至多能烙两张饼。分钟。锅里一次至多能烙两张饼。分钟。锅里一次至多能烙两张饼。问烙问烙问烙问烙1 1，2 2，3 3张饼最少需多长时间？烙张饼最少需多长时间？烙张饼最少需多长时间？烙张饼最少需多长时间？烙20072007张呢？张呢？张呢？张呢？ 每一位快餐店老板最关心的问题就是：如何吸引更多的顾客以获取每一位快餐店老板最关心的问题就是：如何吸引更多的顾客以获取每一位快餐店老板最关心的问题就是：如何吸引更多的顾客以获取每一位快餐店老板最关心的问题就是：如何吸引更多的顾客以获取更高的利润。那么，他们除了增加花色、提高品味、保证营养、降更高的利润。那么，他们除了增加花色、提高品味、保证营养、降更高的利润。那么，他们除了增加花色、提高品味、保证营养、降更高的利润。那么，他们除了增加花色、提高品味、保证营养、降低成本之外，快餐店应在其基本特点低成本之外，快餐店应在其基本特点低成本之外，快餐店应在其基本特点低成本之外，快餐店应在其基本特点“ “快快快快” ”字上下功夫。最近流行字上下功夫。最近流行字上下功夫。最近流行字上下功夫。最近流行的一种方式就是老板向顾客承诺：如果让哪位顾客等待超过一定时的一种方式就是老板向顾客承诺：如果让哪位顾客等待超过一定时的一种方式就是老板向顾客承诺：如果让哪位顾客等待超过一定时的一种方式就是老板向顾客承诺：如果让哪位顾客等待超过一定时间间间间( (例如五分钟例如五分钟例如五分钟例如五分钟) )，那么他可以免费享用所订的饭菜。这样必将招，那么他可以免费享用所订的饭菜。这样必将招，那么他可以免费享用所订的饭菜。这样必将招，那么他可以免费享用所订的饭菜。这样必将招揽更多的顾客，由此带来的利润一定大于免费奉送造成的损失。但揽更多的顾客，由此带来的利润一定大于免费奉送造成的损失。但揽更多的顾客，由此带来的利润一定大于免费奉送造成的损失。但揽更多的顾客，由此带来的利润一定大于免费奉送造成的损失。但是老板希望对于利弊有一个定量的分析是老板希望对于利弊有一个定量的分析是老板希望对于利弊有一个定量的分析是老板希望对于利弊有一个定量的分析. .告诉他在什么条件下作这告诉他在什么条件下作这告诉他在什么条件下作这告诉他在什么条件下作这种承诺才不会亏本，更进一步，他希望知道应该具体地作几分钟的种承诺才不会亏本，更进一步，他希望知道应该具体地作几分钟的种承诺才不会亏本，更进一步，他希望知道应该具体地作几分钟的种承诺才不会亏本，更进一步，他希望知道应该具体地作几分钟的承诺，利润能承诺，利润能承诺，利润能承诺，利润能 增加多少。增加多少。增加多少。增加多少。13OR:SM问题：诸葛亮的空城计如何量化分析？问题：诸葛亮的空城计如何量化分析？信息不充分条件下的决策 司 马 懿 攻 退诸葛亮空城计全军覆灭10转危为安10弃城逃跑7 10诸葛亮：诸葛亮：司司马马懿：懿：历史事实：历史事实：司司马马懿清楚诸葛亮的所有招数吗？懿清楚诸葛亮的所有招数吗？诸葛亮清楚司诸葛亮清楚司马马懿的所有招数吗？懿的所有招数吗？14OR: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40,00080,000120,000160,00004080120160200Revenue = 900 xFixed costLossProfitCost = 50,000 + 400 xxBreak-even point = 100 units利润：利润：I=(PCmCh)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15OR: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：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：将总销售额增加 50%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%16OR: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17OR: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18OR: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，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?19OR: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20OR: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21OR: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22OR: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（不要被一些概念、理论的困难吓重点在结合实际的应用（不要被一些概念、理论的困难吓倒）；倒）；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（计算过程尽可能让计算机充分借用管理运筹学教学软件（计算过程尽可能让计算机去完成，以前重视人工计算是因为没有计算机）。去完成，以前重视人工计算是因为没有计算机）。23