數(shù)據(jù)模型與決策

《數(shù)據(jù)、 模型與決策》講稿
本章學(xué)習(xí)目的：使學(xué)員明確運籌學(xué)（管理科學(xué)、決策科學(xué)）如何幫助管理者更好地進行決策。重點是明確制定決策的過程和運籌學(xué)扮演的角色。難點是如何應(yīng)用數(shù)學(xué)模型進行決策工作的完整地認識。

運籌學(xué)（Operation Research） 是近幾十年發(fā)展的一門新興的應(yīng)用性學(xué)科，運籌學(xué)是指通過運用科學(xué)的方法研究某一系統(tǒng)的最優(yōu)管理和控制，或者分析研究某一系統(tǒng)的運行狀況和有關(guān)理論的運用，以及系統(tǒng)的管理問題和生產(chǎn)經(jīng)營活動。 主要研究方法：是定量化和模型化，特別是運用各種數(shù) 學(xué)模型。 運籌學(xué)的研究目的：是基于所研究的系統(tǒng)，力求獲得一個合理運用人力、物力、財力和各種資源的最佳方案，充分發(fā)揮和提高系統(tǒng)的效益和效果，以使系統(tǒng)獲得最優(yōu)目標。
一、運籌學(xué)的誕生和發(fā)展 運籌學(xué)的早期研究 齊王賽馬、丁渭主持皇宮的修復(fù)等故事 泰勒在19世紀創(chuàng)建了科學(xué)管理，是它第一次 將定量的方法運用于管理領(lǐng)域。 但人們普遍人為運籌學(xué)誕生于二戰(zhàn)時期。（講稿） 運籌學(xué)經(jīng)歷了兩次大的發(fā)展 1、持續(xù)的研究促進了大量方法理論的產(chǎn)生。 2、計算機推動了計算能力爆炸式的進步。
二、運籌學(xué)的性質(zhì)和特點 對于運籌學(xué)目前尚沒有一個統(tǒng)一的確切的定義。 性質(zhì)： 1、英國運籌學(xué)學(xué)會的定義是： 2、美國運籌學(xué)學(xué)會的定義是： 3、德國的科學(xué)辭典上定義為： 4、我國運籌學(xué)研究工作者認為： （數(shù)學(xué)百科全書）
特點：系統(tǒng)性、強調(diào)定量性、交叉性、應(yīng)用性與實踐性。 1、系統(tǒng)性。運籌學(xué)研究問題是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，研究全局性的問題，研究綜合優(yōu)化的規(guī)律。是系統(tǒng)工程的主要依據(jù)。 2、強調(diào)定量性。引進數(shù)學(xué)研究方法。運籌學(xué)是一門以數(shù)學(xué)為主要工具，尋求各種最優(yōu)方案的學(xué)科。 3、跨學(xué)科性。由有關(guān)的各種專家組成的小組綜合應(yīng)用多種學(xué)科的知識來解決實際問題是運籌學(xué)飲用的成敗及應(yīng)用的廣泛程度的關(guān)鍵。
4、重視實際應(yīng)用。在運籌學(xué)術(shù)界，有許多人強調(diào)運籌學(xué)的實用性和對研究結(jié)果的“執(zhí)行”。把“執(zhí)行”看成運籌學(xué)工作中的重要組成部分。 5、理論和應(yīng)用的發(fā)展相互促進為。運籌學(xué)的各個分支，都是實際問題的需要或以一定的實際問題背景逐漸發(fā)展起來的。初期一些老的學(xué)科方面的專家對運籌學(xué)做出了貢獻。隨后新的人才逐漸涌現(xiàn)，新的理論逐漸出現(xiàn)。
三、運籌學(xué)的主要內(nèi)容 運籌學(xué)學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在雖然只有四五十年的歷史，但內(nèi)容豐富，涉及面關(guān)，應(yīng)用范圍大，已形成了一個相當龐大的學(xué)科。運籌學(xué)的主要分支有： 線性規(guī)劃(Linear Programming) 整數(shù)規(guī)劃(Integer Linear programming) 目標規(guī)劃(Goal Programming) 動態(tài)規(guī)劃(Dynamic Programming) 網(wǎng)絡(luò)模型(Network Models) 工程計劃(Project Scheduling: PERT/CPM) 庫存模型（Inventory models） 決策分析（Decision Analysis） 仿 真（Simulation） 排隊論 (Waiting Theory) 對策論 (game theory) 預(yù) 測 （Forecasting）
四、解決問題與制定決策（Problem solving & Decision making） 解決問題一般包括以下7步 1、明確問題、定義問題 2、確定備選方案 3、制定準則 4、評價備選方案 5、選擇一種備選方案 6、實施 7、分析結(jié)果、檢驗是否達到預(yù)期效果。
制定決策是由解決問題的前5步構(gòu)成 例如：設(shè)你失業(yè)在家，希望找到一個工作，經(jīng)過努力，有三家公司答應(yīng)錄用你。單準則決策、多準則決策。

我們將前三個步驟稱為“構(gòu)造問題”，后兩個步驟稱為“分析問題”。
五、定量分析與制定決策 決策的分析階段包含兩種基本形式： 定性分析：管理者的主觀判斷、經(jīng)驗、直覺。與其說是科學(xué)，不如說是藝術(shù)。 定量分析: （什么情況下用） 1.問題復(fù)雜 2.問題特別重要 3. 新問題 4.重復(fù)性的問題 例：要完成阿波羅登月工程，40多萬工人，按計劃完成了30多萬項工作。
A、既要弄清問題的目標，可能的約束，問題的可控變量以及有關(guān)參數(shù)，搜集有關(guān)資料。 B、建立模型。即把問題中可控變量、參數(shù)和目標與約束之間的關(guān)系用一定的模型表示出來。
2、模型求解 A、用QM、Excel、Management Scientist、Lindo等軟件進行。(依qm為例） B、建立模型和求解是不能分開的,同時是運籌學(xué)的精髓。 評價標準 諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者，決策專家赫伯特.A.西蒙說；數(shù)學(xué)建模不需要完美，只要通過它能得到比直覺更準確的結(jié)果就行了。
3、模型舉例 成本數(shù)量模型:某塑料制品公司生產(chǎn)各種各樣的塑料CD盒，幾種產(chǎn)品可以在同一生產(chǎn)線上制造，如果有新產(chǎn)品上就需要對生產(chǎn)線改造。這個成本稱為建造成本。有一種CD盒建造成本為3000$，這個成本就是固定成本，設(shè)每個勞動力和材料費是2$。那么，成本——數(shù)量模型： 邊際成本是指在產(chǎn)量變化時，總成本的變化率。
收益數(shù)量模型 設(shè)每件的售價為5$,那么賣出 件產(chǎn)品的總收益是
利潤數(shù)量模型


運籌學(xué)中使用的數(shù)學(xué)模型一般是由決策變量、約束條件以及目標函數(shù)所構(gòu)成，其實質(zhì)表現(xiàn)為在約束條件允許的范圍內(nèi)，尋求目標函數(shù)的可行解或最優(yōu)解。 模型的一般數(shù)學(xué)形式可用下列表達式描述： 其中， 為決策變量； 為已知參數(shù)； 為隨機參數(shù)。 目標函數(shù)的評價準則一般要求達到最佳（最大或最?。⑦m中、滿意等。準則可以是單個的，也可以是多個的。約束條件可以沒有，也可由多個。
七、運籌學(xué)的應(yīng)用
生產(chǎn)計劃
存儲管理
運輸問題
人力資源管理
市場營銷
財務(wù)和會計
網(wǎng)絡(luò)流控制問題
設(shè)備維修、更新和可靠性、項目選擇和評價
工程的優(yōu)化設(shè)計
控制和管理
城市管理
問題與練習(xí) 1.  什么是運籌學(xué)？特點有哪些？ 2.  決策有幾個步驟，請列出。 3.  定性決策和定量決策的異同之處。 4.  建立模型練習(xí) 5.   熟悉Microsoft Excel

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