管理数学实验—— MATLAB在管理运筹中的应用1_管理数学实验_绪论

1、Zxf.sme.bit管理数学实验管理数学实验 MATLABMATLAB在管理运筹中的应用在管理运筹中的应用Zxf.sme.bit第1章 绪 论1、问题研究与描述2、管理理论与方法3、管理问题的模型研究与实验Zxf.sme.bit1 问题研究与描述 1.1 问题与模型 1.2 数学建模Zxf.sme.bit1.1 问题与模型（1）问题）问题 问题与人们的日常生活和工作有着密切的联系，人们每天都要面对各种各样的问题需要处理和解决。 如：资源配置问题，救灾抢险问题，时间安排问题，生产组织问题等等 人类的群体活动面临着各种各样的管理问题 解决问题的前提是认识问题揭示问题内在逻辑模型 模型研究是对问题

2、研究的最重要的核心活动Zxf.sme.bit1.1 问题与模型（2）模型与原型）模型与原型 原型就是要研究的问题对象。 模型就是问题对象的模仿品。 数学模型符号模型思维模型物理模型直观模型抽象模型具体模型模型图形模型数式模型Zxf.sme.bit（3）数学模型）数学模型数学模型是对于现实世界的一个特定对象，一个特定目的，根据特有的内在规律，做出一些必要的假设，运用适当的数学工具，得到一个数学结构。简单地说：就是系统的某种特征的本质的数学表达（或是用数学术语对部分现实世界的逻辑描述）， 即用数学形式（如函数、图形、代数方程、微分方程、积分方程、差分方程、逻辑关系等）来描述所研究的客观对象或系统在

3、某一方面的存在规律。Zxf.sme.bit数学模型分类数学模型分类按研究方法和对象的数学特征分：按研究方法和对象的数学特征分：初等模型、几何模型、优化模型、微分方程模型、图论模型、初等模型、几何模型、优化模型、微分方程模型、图论模型、逻辑模型、稳定性模型、扩散模型等。逻辑模型、稳定性模型、扩散模型等。按研究对象的实际领域（或所属学科）分：按研究对象的实际领域（或所属学科）分：人口模型、交通模型、环境模型、生态模型、生理模型、城镇人口模型、交通模型、环境模型、生态模型、生理模型、城镇规划模型、水资源模型、污染模型、经济模型、社会模型等。规划模型、水资源模型、污染模型、经济模型、社会模型等。Zxf

4、.sme.bit1.2 数学建模数学模型数学模型: :对于一个现实对象对象，为了一个特定目的目的，根据其内在规律规律，作出必要的简化假设假设，运用适当的数学工具数学工具，得到的一个数学结构数学结构。数学建模：数学建模：建立数学模型的全过程全过程（包括建立、求解、分析、检验）。Zxf.sme.bit（1）数学建模）数学建模数学建模数学建模是通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后，是通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后，将实际问题用数学方式表达，建立起数学模型，然后运用先将实际问题用数学方式表达，建立起数学模型，然后运用先进的数学方法及计算机技术进行进的数学方法及计算机技术进行求解，求解

5、，利用数学方法解决实利用数学方法解决实际问题的一种实践际问题的一种实践。数学建模数学建模将各种知识综合应用于解决实际问题中，是培养和将各种知识综合应用于解决实际问题中，是培养和提高同学们应用所学知识分析问题、解决问题的能力的必备提高同学们应用所学知识分析问题、解决问题的能力的必备手段之一。手段之一。Zxf.sme.bit机理分析机理分析测试分析测试分析二者结合二者结合（2 2）建立数学模型的方法和步骤建立数学模型的方法和步骤u建立数学模型的方法和步骤建立数学模型的方法和步骤并没有固定的模式，并没有固定的模式，但一个理想的模型应能反映系统的全部重要特征：但一个理想的模型应能反映系统的全部重要特征

6、： 模型的模型的可靠性可靠性和模型的和模型的使用性使用性u建模的一般方法：建模的一般方法：Zxf.sme.bit机理分析机理分析：根据对现实对象特性的认识，分析其因果关系，找出反映内部机理的规律，所建立的模型常有明确的物理或现实意义。机理分析法建模的具体机理分析法建模的具体步骤大致如图：步骤大致如图：不符合实际符合实际交付使用，从而可产生经济、社会效益实际问题抽象、假设、简化、设定变量及参数用实际问题的实测数据等来检验该数学模型建立数学模型、确定参数值、数学或数值求解机理分析方法建模过程示意图是否符合实际Zxf.sme.bit测试分析方法测试分析方法：将研究对象视为一个“黑箱”系统，内部机理无

7、法直接寻求，通过测量系统的输入输出数据，并以此为基础运用统计分析方法，按照事先确定的准则在某一类模型中选出一个数据拟合得最好的模型。 测试分析方法也叫做系系统辩识统辩识。将这两种方法结合两种方法结合起来使用，即用机理分析方法建立模型的结构，用系统测试方法来确定模型的参数，也是常用的建模方法。在实际过程中用那一种方法建模主要是根据对研究对象的了解程度和建模目的来决定。Zxf.sme.bit数数 学学 建建 模模 的的 一一 般般 步步 骤骤模型准备模型假设模型构成模型求解模型分析模型检验模型应用Zxf.sme.bit（3）数学建模的实践性数学建模的实践性数学建模与其说是一门技术，不如说是一门艺术

8、数学建模与其说是一门技术，不如说是一门艺术技术大致有章可循艺术无法归纳成普遍适用的准则想象力洞察力判断力 学习、分析、评价、改进别人作过的模型学习、分析、评价、改进别人作过的模型 亲自动手，认真作几个实际题目亲自动手，认真作几个实际题目创新意识Zxf.sme.bit2 管理理论与方法 2.1 管理的概念 2.2 管理的基本特征 2.3 管理的系统思维 2.4 管理科学 2.5 WSR系统方法论Zxf.sme.bit2.1 管理的概念 （1）管理是人类共同劳动所需的重要活动）管理是人类共同劳动所需的重要活动管理管理是人类各种组织活动中最普通和最重要的一种活动一种活动，就是在特定的环境条件下，以人

9、为中心以人为中心，通过计划、组织、指挥、协调、控制及创新等手段手段，对组织所拥有的人力、物力、财力、信息、知识等资源资源进行有效配置的决策、计划、组织、领导、控制决策、计划、组织、领导、控制，以期高效地达到既定组织目标目标的过程。 管理的基本原则是“投入少，产出多”。Zxf.sme.bit2.1 管理的概念 （2）管理）管理问题多种多样问题多种多样组织的使命定位？组织的使命定位？ 愿景和目标？愿景和目标？ 核心价值观？核心价值观？ 管理战略？管理战略？ 职位设计？职位设计？ 组织的结构与工作流程？组织的结构与工作流程？领导的责任与作用？领导的责任与作用？ 有效的沟通？有效的沟通？ 有效的激励？

10、有效的激励？控制标准？控制标准？ 绩效绩效方法方法？ 分析分析偏差的原因？偏差的原因？遵循遵循PDCA不断完善管理方案。不断完善管理方案。Zxf.sme.bit2.2 管理的基本特征 普遍性与目的性 自然性与社会性 科学性与艺术性Zxf.sme.bit2.3 管理的系统思维 对管理问题的认识、分析和把握是解决管理问题至关重要的前提 系统科学和数学提供了认识问题、分析问题和解决问题的理论和有效的处理方法 计算技术则提供了有效的分析、处理工具Zxf.sme.bit系统概念模型系统概念模型输出输出输入输入反馈反馈环境环境 干扰干扰Zxf.sme.bit管理系统国家国家政策政策市场市场研究研究技术技术

11、经济经济预测预测竞争竞争状况状况企业企业能力能力资金资金来源来源资源资源条件条件社会需求社会需求生产可能生产可能生产组织与控制生产组织与控制物、财、人、信息物、财、人、信息生产生产控制控制库存库存控制控制质量质量控制控制成本成本控制控制资金资金回收回收产品产品销售销售服务服务调查调查经经 营营 目目 标标产产 品品 开开 发发经经 营营 计计 划划生产技术准备生产技术准备技术技术文件文件劳动劳动力力劳动劳动手段手段劳动劳动对象对象环境分析环境分析经营决策与计划经营决策与计划投入投入转换转换产出产出工业企业生产经营活动过程示意图工业企业生产经营活动过程示意图Zxf.sme.bit预测预测未来环境

12、未来环境阐明阐明问题问题提出备提出备选方案选方案建立分建立分析模型析模型综合分综合分析评价析评价约束条件约束条件评价指标评价指标备选备选方案方案分析分析结果结果后果后果原始资料原始资料目标目标备选备选方案方案预测预测未来环境未来环境分析分析结果结果阐明问题阐明问题调整约束调整约束重新阐明问题重新阐明问题分析研究分析研究评价比较评价比较系统分析过程的逻辑结构系统分析过程的逻辑结构Zxf.sme.bit2.4 管理科学 管理科学管理科学是指以科学方法应用为基础的各种管理决策理论和方法的统称。管理科学的基础理论和方法管理科学的基础理论和方法主要包括：运筹学、概率统计学、信息科学、系统科学、控制论、行

13、为科学、计算机算法等。 管理科学的管理科学的核心问题核心问题：提升运营质量和效率，解决组织中的优化问题。 管理科学管理科学的的原则原则：（1）可行性；（2）定量化；（3）工具化。 定性分析和定量分析相结合的方法Zxf.sme.bit2.5 WSR系统方法论规范伦理道德智慧人间关系高层中层基层WSR三维结构图人、财、物人理（人文分析）事理（时空逻辑分析）产品信息、技术、知识 渠道需求着竞争者问题和目标决策和计划组织和协调控制与调整(功理物分能析)领导和激励实施和检馈事前事中事后组织内组织外边缘RSWZxf.sme.bit3 3 管理管理问题问题的模型研究与的模型研究与实验实验3.1 管理问题数学

14、模型3.2 管理问题建模过程3.3 管理问题的优化3.4 管理数学实验的概念3.5 管理科学的常用软件Zxf.sme.bit3.1 3.1 管理管理问题问题数学模型（数学模型（1/31/3） 按研究对象的实际领域（或所属学科）分，模型类型按研究对象的实际领域（或所属学科）分，模型类型有有： 生产计划与控制模型、 物流与交通模型、 环境管控模型、 生态模型、 城镇规划模型、 经济模型、 社会模型等Zxf.sme.bit3.1 3.1 管理管理问题问题数学模型数学模型（2/32/3） 按研究采用的数学方法分按研究采用的数学方法分，模型类型模型类型有有： 初等数学初等数学模型、 微分方程与微分方程与

15、差分方程差分方程模型、 运筹学运筹学模型、 经济经济博弈博弈模型、 数理统计数理统计模型、 模糊数学模糊数学模型、 系统仿真系统仿真模型等Zxf.sme.bit3.1 3.1 管理管理问题问题数学模型数学模型（3/33/3） 按管理问题的大小、按管理问题的大小、层次分层次分，模型类型，模型类型有有： 战略战略模型：波特五种竞争力分析模型、SWOT（Strength、Weakness、Opportunity、Threat）分析模型、战略地位与行动评价矩阵（Strategic Position and Action Evaluation Matrix，简称SPACE矩阵）、SCP（structur

16、e、conduct、performance）分析模型、战略钟、波士顿分析矩阵、价值链模型、ROS/RMS矩阵等模型； 运营运营策略策略模型：有平衡计分卡（BSC）、变革矩阵、现金流量折现法、现场改善、明茨伯格管理者角色模型、根本原因分析/帕累托分析、戴明循环、价值流程图等模型； 战术分析战术分析模型：7S模型、作业成本会计法、标杆分析、业务流程再造、加里金字塔、杜邦分析法、创新圈、科特勒4P营销组合模型、卡拉杰克采购决策模型、精益模式/准时制管理、米尔科维奇薪酬决定模型、6西格玛、约束生产理论等模型Zxf.sme.bit3 3. .2 2 管理问题建模管理问题建模过程过程 管理问题分析过程：管

17、理问题分析过程：1）提出问题：阐明问题，确定）提出问题：阐明问题，确定目标目标 （ What ）2）问题情景分析：分析问题的影响因素，描述问题及相关要素（问题情景分析：分析问题的影响因素，描述问题及相关要素（5W）3）寻求可行方案：）寻求可行方案：建模建模 （ How ）4）确定方案）确定方案评估准则及方法、途径评估准则及方法、途径 （ Why ）5）评估各个方案评估各个方案：求解及解：求解及解的检验、灵敏性分析等的检验、灵敏性分析等（ How much ）6）选择最优方案：决策选择最优方案：决策 （ How and How much ）7）方案实施：回到实践方案实施：回到实践中中 （ 5W2

18、H ）8）后评估：考察问题是否得到完满后评估：考察问题是否得到完满解决解决 （ How much ） 1）2） ：提出和提出和形成形成问题；问题；2）3）4） ：定性与定量分析问题，构建方案模型；：定性与定量分析问题，构建方案模型； 5）6）：分析方案优劣：分析方案优劣，进行决策；进行决策；7）8）：实践和再认识。：实践和再认识。Zxf.sme.bit3.3 3.3 管理管理问题问题的优化的优化 管理问题的优化管理问题的优化是管理科学的核心问题是管理科学的核心问题 优化的目的是为管理者提供决策的科学依据、正确决策和实现有效管理。优化的目的是为管理者提供决策的科学依据、正确决策和实现有效管理。

19、运筹学运筹学是管理科学的一门重要专业基础学科。是管理科学的一门重要专业基础学科。 运筹学运筹学就是用于研究组织系统中人、财、物的组织管理、筹划调度等问题，就是用于研究组织系统中人、财、物的组织管理、筹划调度等问题，作出各种经营战略和战术决定（决策）的科学手段和方法，以期获得最大作出各种经营战略和战术决定（决策）的科学手段和方法，以期获得最大效益。效益。 概率统计概率统计是信息处理的基础理论和技术是信息处理的基础理论和技术Zxf.sme.bit运筹学是管理科学的核心技术模型方法是管理科学的核心技术 管理管理科学科学以以系统论系统论为理论基础，应用为理论基础，应用数学模型数学模型和和电子计算机手段

20、电子计算机手段来研究来研究解决各种管理问题解决各种管理问题。问题问题模型模型：概念：概念、逻辑、数学模型、逻辑、数学模型分析问题分析问题解决问题解决问题 系统分析系统分析 计算分析计算分析 决策分析决策分析Zxf.sme.bit 运筹学的方法内容运筹学的方法内容 规划论：线性规划、非线性规划、动态规划规划论：线性规划、非线性规划、动态规划 存储论存储论 图图与网络模型与网络模型 统筹统筹方法方法 排队论排队论* * 对策论对策论* * 决策分析决策分析 * *多目标规划、随机规划、模糊规划多目标规划、随机规划、模糊规划等等 * *模拟仿真模拟仿真Zxf.sme.bit 运筹学的应用运筹学的应用

21、 生产计划：生产作业的计划、日程表的编排、合理下料、生产计划：生产作业的计划、日程表的编排、合理下料、 配料问题、物料管理等配料问题、物料管理等 库存管理：多种物资库存的管理，库存方式、库存量等库存管理：多种物资库存的管理，库存方式、库存量等 运输问题：确定最小成本的运输线路、物资的调拨、运输问题：确定最小成本的运输线路、物资的调拨、 运输的调度以及建厂地址的选择等运输的调度以及建厂地址的选择等 人事管理：对人员的需求和使用的预测，确定人员编人事管理：对人员的需求和使用的预测，确定人员编 制、人员合理分配，建立人才评价体系等制、人员合理分配，建立人才评价体系等 市场营销：广告预算、媒介选择、定价、产品开发与市场营销：广告预算、媒介选择、定价、产品开发与 销售计划制定等销售