【正文】 管理運(yùn)籌學(xué) 管理科學(xué)方法 謝家平 博士 教授 博士生導(dǎo)師 研究領(lǐng)域： 管理科學(xué)、運(yùn)營管理、供應(yīng)鏈管理 講授課程： 管理運(yùn)籌學(xué) 管理科學(xué)方法、管理系統(tǒng)工程、 運(yùn)營管理、 供應(yīng)鏈管理、 ERP、國際物流、 企業(yè)物流管理、管理決策模型與方法 單 位： 上海財(cái)經(jīng)大學(xué)工商學(xué)院 物流管理系 Email： 1 OR:SM 教材與參考書籍 ? 教材： ? 謝家平編著 .管理運(yùn)籌學(xué)：管理科學(xué)方法， 中國人民大學(xué)出版社， 2023 ? 參考書： ? David et al. 數(shù)據(jù)、模型與決策，機(jī)械工業(yè)出版社， 2023 ? 費(fèi)雷德里克 . 數(shù)據(jù)、模型與決策，中國財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社， 2023 ? James et al. 數(shù)據(jù)、模型與決策，中國人民大學(xué)出版社， 2023 2 OR:SM 32課時(shí)講授提綱 ? 緒 論 ? 第一章 線性規(guī)劃 ? 第二章 線性規(guī)劃討論 ? 第三章 對(duì)偶規(guī)劃 靜態(tài)規(guī)劃 ? 第四章 整數(shù)規(guī)劃 ? 第五章 目標(biāo)規(guī)劃 ? 第六章 動(dòng)態(tài)規(guī)劃 動(dòng)態(tài)優(yōu)化 ? 第七章 網(wǎng)絡(luò)分析 ? 第八章 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃 ? 第九章 決策分析 ? 第十章 方案排序 ? 第十一章 庫存控制 ? 第十二章 排隊(duì)理論 離散優(yōu)化 隨機(jī)優(yōu)化 淡化數(shù)學(xué)算法 LINDO求解 3 OR:SM 考核方式 ? 結(jié)課考試： ? 筆試（開卷 or 閉卷？） 每章一題 80% ? 案例研究： ? 選擇合適方法結(jié)合企業(yè)實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用 20% 4 OR:SM 管理運(yùn)籌學(xué)的稱謂 ? 管理運(yùn)籌學(xué)是一門研究如何最優(yōu)安排的學(xué)科。 ? Operations Research ? 日本譯作 “ 運(yùn)用學(xué) ” ? 香港 、 臺(tái)灣譯為 “ 作業(yè)研究 ” ? 我國譯作 “ 運(yùn)籌學(xué) ” ? 源于古語 “ 運(yùn)籌帷幄之中 ， 決勝千里之外 ” ? 取 “ 運(yùn)籌 ” 二字 ， 體現(xiàn)運(yùn)心籌謀 、 策略取勝 ? Management Science 管理科學(xué) ? 運(yùn)用數(shù)學(xué) 、 統(tǒng)計(jì)學(xué)和運(yùn)籌學(xué)中的量化分析原理和方法 ， 建立數(shù)學(xué)模型 /計(jì)算機(jī)仿真 ， 給管理決策提供科學(xué)依據(jù) 。 5 OR:SM 緒 論 6 OR:SM 一、發(fā)展歷史 1. 早期的運(yùn)籌思想 ? 齊王賽馬 ? 渭修皇宮 ? 沈括運(yùn)軍糧 ? 科學(xué)管理 2. 軍事運(yùn)籌學(xué)階段 ? 20世紀(jì) 40年代誕生于英美 ? 1940年，英國為對(duì)付德國空軍的空襲，使用了雷達(dá)，但沒有科學(xué)布局，效果不好。為解決這個(gè)問題，成立運(yùn)籌學(xué)小組，稱Operational Research，意為 作戰(zhàn)研究 。 ? 美國和加拿大也在軍隊(duì)設(shè)立運(yùn)籌學(xué)小組，稱 Operations Research，協(xié)助指揮官研究戰(zhàn)略及戰(zhàn)術(shù)問題。 3. 管理運(yùn)籌學(xué)階段 ? 戰(zhàn)后許多從事運(yùn)籌學(xué)研究的科學(xué)家轉(zhuǎn)向了民用問題的研究，使運(yùn)籌學(xué)在企業(yè)管理方面的應(yīng)用得到了長足進(jìn)展。 7 OR:SM ? 企業(yè)的成功要素中： ? 觀念意識(shí)更新 47％ ? 人文文化 35％ ? 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 18％ ? 決策意識(shí)的科學(xué)性 ? 成功決策 ? 正確決策 二、學(xué)科作用 ？ 8 OR:SM 二、學(xué)科作用 1. 量化管理的重要性 ? 管理科學(xué)是對(duì)與 定量因素 有關(guān)的管理問題通過 應(yīng)用科學(xué)的方法 進(jìn)行 輔助管理決策 的一門學(xué)科。 ? 目的：用科學(xué)方法分析管理問題，為管理者決策提供依據(jù) ? 目標(biāo)：在企業(yè)經(jīng)營內(nèi)外環(huán)境的限制下，實(shí)現(xiàn)資源效用最大 組織中存 在的問題 定量分析 定性分析 評(píng)價(jià)與評(píng)估 決策 量化管理是第一步 ,它導(dǎo)致控制 ,并最終實(shí)現(xiàn)改進(jìn) 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，那么就不能改進(jìn)它 —— H. James Harrington ? 定性到定量分析，數(shù)量界限的重要性：量變引起質(zhì)變 9 OR:SM ? 聽一場(chǎng)音樂會(huì)： 網(wǎng)絡(luò)訂票的票價(jià) 500元，不去可退票 ? 情況 1：在你馬上要出發(fā)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)你把最近的價(jià)值500元的電話卡弄丟了。你是否還會(huì)去聽這場(chǎng)音樂會(huì)？ ? 情況 2：假設(shè)昨天花 500元錢買一張今晚的音樂會(huì)取票單。在你出發(fā)時(shí)，發(fā)現(xiàn)把票單丟了。如果去聽音樂會(huì)，就必須再花 500元錢買張票，去還會(huì)不去？ 二、學(xué)科作用 2. 量化思考使人理性 ? 冰淇淋實(shí)驗(yàn)： ? 一杯 A有 70克 ，裝在 50克 的杯子里，看上去要溢出了 ? 一杯 B是 80克 ，裝在 100克 的杯子里，看上去還沒裝滿 單獨(dú)憑經(jīng)驗(yàn)判斷時(shí)，在相同的價(jià)格上，人們普遍選擇 A 實(shí)驗(yàn)表明，大部分的回答者仍舊會(huì)去聽 結(jié)果卻是，大部分人回答說不去了 10 OR:SM 二、學(xué)科作用 3. 量化分析輔助決策 盈虧平衡分析 40,000 80,000 120,000 160,000 0 40 80 120 160 200 Revenue = 900 x Fixed cost Loss Profit Cost = 50,000 + 400 x x Breakeven point = 100 units ? 利潤： I = ( P – Cm – Ch ) Q F ? 策略 1 ↑ ↑ ? ? ? ? 差異化，領(lǐng)先者戰(zhàn)略 ? 策略 2 ↑ ? ? ? ↑ ? 規(guī)?；笠?guī)模市場(chǎng) ? 策略 3 ↑ ? ↓ ? ? ? 機(jī)械化，第一利潤源 ? 策略 4 ↑ ? ? ↓ ? ? 技能化，第二利潤源 ? 策略 5 ↑ ? ? ? ? ↓ 信息化，第三利潤源 11 OR:SM 二、學(xué)科作用 ? 量化輔助決策案例：盈虧平衡分析 ? 例：某企業(yè) 總銷售額 1100萬元 物料成本 700萬元 員工工資 200萬元 管理費(fèi)用 100萬元 ? 現(xiàn)在利潤 =100萬元，目標(biāo)利潤 150萬元 ? 利潤實(shí)現(xiàn)的方法有： ? 將銷售收入增加 100% ? 將員工工資減少 25% ? 將管理費(fèi)用減少 50% ? 將物料成本減少 % 12 OR:SM 二、學(xué)科作用 4. 決策意識(shí)的重要性 生產(chǎn)計(jì)劃決策 ? 一星期工作 5天 , 每天正常工作 8小時(shí) ? 一周作業(yè)費(fèi)用： 11000 (直接人工成本與間接費(fèi)用 ) ? 直接人工成本： 10/1h (一臺(tái)機(jī)器需一位作業(yè)人員 ) ? 間接費(fèi)用：人工成本 甲 乙 丙 原料 65 95 65 直 接工時(shí) 65分 95分 65分 直 接人工 12 14 10 間 接費(fèi)用 30 35 25 總 成本 107 144 100 售價(jià) 173 233 170 利潤 66 89 70 H 18 H 6 H 10 甲 設(shè)備數(shù) E G H F H G G20 H 13 E 6 F 10 裝配 E 24 E 15 G 7 D G 14 G10 H 7 F 10 G 7 G 4 C B A 裝配 H 14 乙 丙 13 OR:SM 二、學(xué)科作用 ? 甲產(chǎn)品產(chǎn)量 40, 乙產(chǎn)品 80, 丙產(chǎn)品 40 ? 利潤 =40 66+80 89+40 70=12560 ? 人員有限如何實(shí)現(xiàn) ?采取什么薪酬制度 ? ? 計(jì)件工資制，讓員工自愿加班 甲 乙 丙 單位產(chǎn)品總 成本 107 144 100 單位產(chǎn)品 售價(jià) 173 233 170 單位產(chǎn)品 利潤 66 89 70 市場(chǎng)每周需求 40 80 40 ?決策的科學(xué)性？ 方 案 一 14 OR:SM 二、學(xué)科作用 ? 甲產(chǎn)品產(chǎn)量 40, 乙產(chǎn)品 80, 丙產(chǎn)品 40 ? 總收入 =40 173+80 233+40 170=32360 ? 原料成本 =40 65+80 95+40 65=12800 ? 營運(yùn)費(fèi)用 =11000 ? 總利潤 =323601280011000=8560 ? 人員有限如何實(shí)現(xiàn) ?采取什么薪酬制度 ? ? 崗位工資制（定崗定員），讓員工自覺加班 甲 乙 丙 原料 65 95 65 運(yùn)營費(fèi)用 11000 售價(jià) 173 233 170 市場(chǎng)每周需求 40 80 40 ?決策的科學(xué)性？ 方 案 二 15 OR:SM 二、學(xué)科作用 ? 決策的科學(xué)性？產(chǎn)能符合計(jì)算 甲 乙 丙 總 成本 107 144 100 售價(jià) 173 233 170 利潤 66 89 70 ? 乙與丙哪一個(gè)產(chǎn)品比較賺錢 ? 產(chǎn)品 市場(chǎng)需求 單位產(chǎn)品設(shè)備工時(shí)消耗 E F G H 甲 40 0 10 31 31 乙 80 30 20 21 13 丙 40 15 0 21 24 需求產(chǎn)能 3000 2023 3760 3240 可用產(chǎn)能 2400 2400 4800 4800 E是 瓶頸 16 OR:SM 二、學(xué)科作用 ? 方 案 三：計(jì)時(shí)工資，且以單位利潤率高低為決策意識(shí)。 ? 乙比較賺錢 , 假如 80個(gè)全部生產(chǎn) ? 需用 E產(chǎn)能 2400分鐘，但是 E只有 2400分鐘可用 ? 因此只能生產(chǎn) 80個(gè)乙 (2400/30)，而丙無法生產(chǎn) ? 方案： 甲 產(chǎn)品 40個(gè)， 乙 產(chǎn)品 80個(gè)， 丙 產(chǎn)品 0個(gè) ? 總收入 =40 173+80 233+0 170=25560 ? 原料 =40 65+80 95+0 65=10200 ， 營運(yùn)費(fèi)用 =11000 ? 利潤 =255601020011000=4360 ? 方 案 四：計(jì)時(shí)工資，但以占用瓶頸資源大小為決策意識(shí)。 ? 丙比較賺錢 , 優(yōu)先生產(chǎn) 40個(gè) ? 需用 E產(chǎn)能 600(40ⅹ 15)分鐘 ? 剩下 1800分鐘 , 可生產(chǎn) 60個(gè)乙 (1800/30) ? 方案：甲產(chǎn)品 40個(gè)，乙產(chǎn)品 60個(gè)，丙產(chǎn)品 40個(gè) ? 總收入 =40 173+60 233+40 170=27700 ? 原材料 =40 65+60 95+40 6540=10900 ，營運(yùn)費(fèi)用 =11000 ? 利潤 =277001090011000=5800 17 OR:SM 三、學(xué)科性質(zhì) 1. 研究對(duì)象 ? 經(jīng)濟(jì)和管理活動(dòng)中能用“數(shù)量關(guān)系”描述的 ? 如運(yùn)營、規(guī)劃與組織管理問題 ? 解決的理論模型和優(yōu)化方法實(shí)踐 2. 學(xué)科特點(diǎn) ? 強(qiáng)調(diào)科學(xué)性和定量分析 ? 強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性和實(shí)踐性 ? 強(qiáng)調(diào)從整體上進(jìn)行把握 18 OR:SM 四、工作程序 管理者制定決策： 管理運(yùn)籌學(xué)的步驟： 明確問題環(huán)境分析 確定目標(biāo)制定準(zhǔn)則 收集資料數(shù)量關(guān)系 結(jié)構(gòu)分析數(shù)學(xué)模型 制定決策方案選擇 算法求解方案優(yōu)選 否 是 方案實(shí)施持續(xù)改進(jìn) 識(shí)別問題 量化分析 建立模型 軟件求解 結(jié)果分析 確定方案 實(shí)施方案 控制 管理者 解的分析 19 OR:SM 五、學(xué)科體系 1. 管理問題 需求預(yù)測(cè) 產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量有多大，需求類別如何，對(duì)企業(yè)盈利有何影響 ? 生產(chǎn)計(jì)劃 在有限資源約束下，生產(chǎn)什么，生產(chǎn)多少，獲利最大？ 資源配置 需要哪些資源，如何進(jìn)行最優(yōu)配置，資源緊缺性如何，以什么代價(jià)獲取 ? 作業(yè)排序 作業(yè)的重要次序如何，作業(yè)的順序安排如何 ? 市場(chǎng)營銷 廣告預(yù)算、媒介選擇、產(chǎn)品定價(jià)、銷售計(jì)劃等如何安排？ 運(yùn)輸問題 最佳運(yùn)輸線路是哪條？物流配送集載如何優(yōu)化？物流設(shè)施布局如何設(shè)置？ 設(shè)施選