物流运筹学课件

物流运筹学张洁（电子商务系物流教研室）E-mail：zhangjiejiaoxue@163.comTEL程公共信箱：wuliuyunchouxue@163.com密码：07wuliu1教学计划及安排周学时：3总学时：60(其中机动学时：4学时)学分：3考核类型：考试课程性质：专业基础课考核方案：平时成绩20%（作业+考勤+课堂表现）期中测验10%期末成绩70%2What’s运筹学？运筹学跟我有什么关系？！基础学科：数学、管理学、系统论、经济学用数学理论建模来解决管理决策问题2思维能力和学习能力的培养1考研专业课OurgoalBehappypass—testimproveability3课堂要求按时上课（严格考勤制度）听课过程中保持安静4本课程教材及参考书教材：1.白世贞.物流运筹学.北京：中国物资出版社，2006；经典运筹学教材：（考研）2.胡运权.运筹学基础及应用（第四版）.高等教育出版社，2004；3.钱颂迪等，运筹学教材编写组.运筹学（修订版）.清华大学出版社，1990；5本课程教材及参考书物流运筹学教材：4.吴育华.杜纲.管理科学基础.天津：天津大学出版社，2001；5.胡列格.物流运筹学.电子工业出版社，2005；6.沈家骅.现代物流运筹学.电子工业出版社，2007；6绪论1、运筹学的发展简史及运筹学定义2、运筹学的工作步骤3、运筹学的主要内容4、运筹学与物流的关系第二，对看似枯燥的运筹学提起一点兴趣。绪论部分主要内容和学习任务：第一，通过课堂讲解了解以下四项内容：71、运筹学的发展简史及运筹学定义发展简史：创建时期（1940-1950）成长时期（1950-1960）普及和迅速发展时期（1960至今）绪论1957年我国学者从“夫运筹帷幄之中，决胜于千里之外”（《史记.高祖本纪》）这种古语中摘取“运筹”二字，将OR正式译做“运筹学”，包含运用筹划，以策略取胜之意。运筹学定义：

运筹学（OperationsResearch，O.R.)是一门以定量方法为管理决策提供科学依据的学科。北美又称管理科学（ManagementScience）82、运筹学的工作步骤（1）提出和形成问题（2）建立模型（3）求解（4）对结果进行分析和应用绪论93、运筹学的主要内容（1）数学规划（包括：线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划、动态规划）（2）图与网络技术（经典图论案例：一笔画问题、七桥问题、中国邮递员问题）（3）存贮论（4）排队论（5）对策论（又称博弈论，经典博弈论案例：田忌赛马）（6）决策论绪论104、运筹学学与物流（1）什么么是物流？？（2）物流流与运筹学学的关系？？运筹学在现现代物流中中的应用：：★生产计划划问题★库存管理理问题★运输问题题（运输路路线优化问问题和配载载问题）★设备更新新问题★物流中中心选址址问题★物流市市场营销销绪论11物流运筹筹学典型型案例１１：中国邮递递员问题题（运输输路线优优化）著名图论论问题之之一。邮邮递员从从邮局出出发送信信，要求求对辖区区内每条条街，都都至少通通过一次次，再回回邮局。。在此条条件下，，怎样选选择一条条最短路路线?此此问题由由中国数数学家管管梅谷于于1960年首首先研究究并给出出算法，，故名中中国邮递递员问题题。绪论12物流运筹筹学典型型案例２２：选址问题题：便民超市市准备在在新城区区中开设设若干连连锁店，，为了方便便购物规规划任意意一居民民小区至至其中一一个连锁锁店的距距离不超超过800米。表中给给出了新新城区内内的各个个居民小小区以及及距离该该小区半半径800米内内的各个个小区，，问该超市市最少应应在上述述小区中中建多少少连锁店店，分别别建于哪哪些小区区？小区代号该小区800米半径内的各小区AＡＣＥＧＨＩBＢＨＩCＡＣＧＨＩDＤＪEＡＥＧFＦＪＫGＡＣＥＧHＡＢＣＨＩIＡＢＣＨＩJＤＦＪＫＬKＦＪＫＬLＪＫＬ绪论13物流运筹筹学典型型案例３３：博弈论应应用（市场营营销）（（二人有有限零和和对策模模型———无鞍点点即纯策策略意义义下无解解的对策策模型））在W城的的冰箱市市场上，，以往的的市场份份额由本本市生产产的A牌牌冰箱占占有绝大大部分。。本年初初，一个个全国知知名的B牌冰箱箱进入W城的市市场。在在这场竞竞争中假假设双方方考虑可可采用的的市场策策略均为为三种：：广告、、降价、、完善售售后服务务，且双双方用于于营销的的资金相相同。根根据市场场预测，，A的市市场占有有率为：：B品牌广告1降价2售后服务务3广告10.600.620.65A品牌牌=降降价价20.750.700.72售后服务务30.730.760.78试确定双双方的最最优策略略。绪论根据已知知条件，，试确定定双方的的最优策策略？14物流运筹筹学典型型案例３３：博弈论应应用（市场营营销）（（二人有有限零和和对策模模型———无鞍点点即纯策策略意义义下无解解的对策策模型））B品牌牌广告1降价2售后服服务3广告告10.600.620.65A品品牌牌=降降价价20.750.700.72售后后服服务务30.730.760.78试确确定定双双方方的的最最优优策策略略。。绪论经过过计计算算：：A的的最最优优策策略略是是将将促促销销资资金金的的3/8用用于于降降低低售售价价，，5/8用用于于售售后后服服务务。。B的的最最优优策策略略是是将将促促销销资资金金的的3/4用用于于广广告告，，1/4用用于于降降低低售售价价。。这样做的的结果是是A的市市场占有有率为0.7425（（74.25%）15博弈论之之学习体体会：囚徒困境境：（非非合作二二人有限限非零和和对策））假设有两两个小偷偷A和B联合犯罪罪、私入入民宅被被警察抓抓住。警警方将两两人分别别置于不同的两两个房间间内进行行审讯，对每一一个犯罪罪嫌疑人人，警方方给出的的政策是是：★如果一一个犯罪罪嫌疑人人坦白了了罪行，，交出了了赃物，，于是证证据确凿凿，两人人都被判判有罪；；★如果另另一个犯犯罪嫌疑疑人也作作了坦白白，则两两人各被被判刑8年；★如果另另一个犯犯罪嫌人人没有坦坦白而是是抵赖，，则以妨妨碍公务务罪（因因已有证证据表明明其有罪罪）再加加刑2年年，而坦坦白者有有功被减减刑8年年，立即即释放；；★如果两两人都抵抵赖，则则警方因因证据不不足不能能判两人人的偷窃罪，但可以以私入民宅宅的罪名将将两人各各判入狱狱1年。。绪论16（非合作作二人有有限非零零和对策策）下表给出出了囚徒徒困境这这个博弈弈的收益益矩阵。。注意：A与B不不能在作作出决定定之前事事先串供供，那么么每个罪罪犯都在在不知道道对方决决策的前前提下，，从有利利于自己己的理性性角度(个人利利益最大大化)，，同时他他认为对对方也是是理性的的，然后后去考虑虑问题作作出决策策。B坦白B抵赖Ａ坦白（A：-8，B:-8）（A：0，B:－10）Ａ抵赖（A：-10，B:0）（A：-1，B:-1）绪论A想：如如果B坦坦白，那那么我坦坦白比较较划算；；如果B抵抵赖，那那么我坦坦白比较较划算。。B想：如如果A坦坦白，那那么我坦坦白比较较划算；；如果A抵抵赖，那那么我坦坦白比较较划算。。17B坦白B抵赖Ａ坦白（A：-8，B:-8）（A：0，B:－10）Ａ抵赖（A：-10，B:0）（A：-1，B:-1）绪论博弈的结结果（即即博弈的的均衡点点）就是是：两人人都选择择了坦白白，最终终两人都都被判8年。即：每个个罪犯都都从利己己的角度度出发，，但是结结果既不不利己也也不利人人。但是是这样的的结果，，在非合合作二人人博弈中中，博弈弈双方都都不会轻轻易改变变决策。。因为他他理性的的认为他他的选择择是最好好的。18博弈论之之学习体体会：博弈论（（GameTheory）博弈论论又被称称为对策策论，它它是现代代数学的的一个新新分支，，也是运运筹学的的一个重重要组成成内容。。按照2005年年因对博博弈论的的贡献而而获得诺诺贝尔经经济学奖奖的RobertAumann教教授的说说法，博博弈论就就是研究究互动决决策的理理论。所所谓互动动决策，，即各行行动方（（即局中中人[player]）的决决策是相相互影响响的，每每个人在在决策的的时候必必须将他他人的决决策纳入入自己的的决策考考虑之中中，当然然也需要要把别人人对于自自己的考考虑也要要纳入考考虑之中中……在在如此迭迭代考虑虑情形进进行决策策，选择择最有利利于自己己的战略略(strategy)。绪论19博弈论学学习体会会：如果你感感兴趣，，任何枯枯燥的知知识都会会越学习习越美妙妙。绪论博弈论论天才才约翰翰.纳纳什20博弈论学习习体会：如果你感兴兴趣，任何何枯燥的知知识都会越越学习越美美妙。绪论21影评节选：：所有的学科科，发展到到极致，呈呈现的都是是美。逻辑辑或是艺术术，终究殊殊途同归。。

感受美美的能力，，无法剥夺夺也无法授授予，只要要我们始终终保持最初初纯真美丽丽的心。这这部片子子，一直在在展现着数数学的美。。一开始玻玻璃杯折射射的星辉图图案，有点点调皮；窗窗户上数字字公式组成成的特别窗窗花，令人人惊叹；在在星空下迅迅速找寻出出各种形状状，不经意意的浪漫；；种种。。。。而至对对数字成痴痴，疯魔，，天赋成病病。《美丽心灵灵》（ABeautifulMind）主演：罗素素.克劳,2001年年,美国讲述关于博博弈论天才才约翰.纳纳什的故事事。22第一章线性规划模型及单纯形法第一一节节线线性性规规划划问问题题及及其其数数学学模模型型1.1问问题题引引入入（（什什么么是是线线性性规规划划模模型型））1.2线线性性规规划划的的一一般般模模型型与与标标准准形形式式1.3线线性性规规划划问问题题的的解解线性规划：（LinearProgramming）（L.P.）23需要要了了解解模模型型的的概概念念：：原型型：：模型型：：数学学模模型型：：现实实世世界界中中人人们们所所研研究究或或感感兴兴趣趣的的实实际际对对象象。将某某一一部部分分信信息息简简缩缩、、提提炼炼而而构构造造的的原原型型替替代代物物。。用数数学学关关系系式式把把现现实实世世界界中中的的原原型型表表达达出出来来。。第一章线性规划模型及单纯形法24在生生产产管管理理和和经经营营活活动动中中，，要要想想提提高高效效益益，，有有两两种种途途径径：：（1））革革新新技技术术（2））改改进进生生产产组组织织和和计计划划数学学规规划划为为更更好好的的配配置置资资源源、、组组织织生生产产提提供供了了理理论论和和方方法法。。数数学学规规划划包包括括：：线性性规规划划、、非非线线性性规规划划、、整整数数规规划划、、目目标标规规划划、、动动态态规规划划。1.1问问题题引引入入（（什什么么是是线线性性规规划划模模型型））25问题题1:某某工工厂厂计计划划生生产产甲甲、、乙乙两两种种产产品品，，生产产1kg的的甲甲需需耗耗煤煤9t、、电电力力4kw.h、、油油3t；；生产产1kg的的乙乙需需耗耗煤煤4t、、电电力力5kw.h、、油油10t；；该厂厂现现有有煤煤360t、、电电力力200kw.h、、油油300t。。已知知甲甲产产品品每每千千克克的的售售价价为为7万万元元、、乙乙产产品品每每千千克克的的售售价价为为12万万元元。。在上上述述条条件件下下决决定定生生产产方方案案，，使使得得总总收收入入最最大大。。1.1问问题题引引入入（（什什么么是是线线性性规规划划模模型型））26问题题1具具体体数数据据如如表表所所示示：：资源产品单耗资源甲乙资源限量煤(t)电(kw.h)油(t)9445310360200300单位产品价格712提出和形成问题建立模型求解结果的分析和应用1.1问问题题引引入入（（什什么么是是线线性性规规划划模模型型））27总收收入入记记为为f,则f=7x1+12x2，为为体体现现对对其其求求极极大大化化，，在在f的前面冠以极极大号Max，也就是：甲、乙产品的的计划产量，，记为x1，x2；在本例中资源煤、电、、油的数量是是有限的，对对产品甲和乙乙的生产量构构成了约束，，表示为：决策变量：目标函数：约束条件：Max（maximize最大化）Min(minimum)s.t.(subjectto受制于)1.1问题引引入（什么是是线性规划模模型）28解：设安排甲甲、乙产量分分别为x1，x2,总收入为f，则该问题题的数学模型型为：1.1问题引引入（什么是是线性规划模模型）29（1）决策变变量：甲、乙乙产品的产量x1，x2★线性规划模型型的三个基本要素素：

（也是是所有规划问问题的三个基基本要素）：决策变量：需需要决策的量量，即等待求求解的未知数数。目标函数：想想要达到的目目标，用决策策变量的表达达式表示。约束条件：由由于资源有限限，为了实现现目标有哪些些资源限制，，用决策变量量的等式或不不等式表示。。1.1问题引引入（什么是是线性规划模模型）（3）约束条条件：（2）目标函函数：总收入入最大，Maxf=7x1+12x230什么是线性规规划模型：决策变量为可可控的连续变变量。目标函数和约约束条件都是是线性的。x1

≥0，x2≥0

x1

=0,1,2,3…n1.1问题引引入（什么是是线性规划模模型）31★什么是线性规规划模型：决策变量为可可控的连续变变量。目标函函数和和约束束条件件都是是线性性的。。满足以以上两两个条条件的的数学学模型型称为为线性性规划划问题题的数数学模模型，，也就就是线线性规规划模模型。。1.1问题题引入入（什什么是是线性性规划划模型型）32例题1（课课本p16例1）（（生产产计划划问题题）

单位产品消产品耗定额（件）资源甲乙现有资源的限制钢材铜材设备能力1001124（吨）3（吨）8（千台时）单位产品的利润（万元）22决策变变量甲甲、、乙产品的的产量量x1，x2目标函函数Maxf=2x1+2x2约束条条件s.t.x1≤4x2≤3x1+2x2≤8x1,x2≥01.1问题题引入入（什什么是是线性性规划划模型型）33例题2：（下下料问问题））用一块块边长长为a的正正方形形铁皮皮做一一个容容器，，应如如何剪剪裁，，使得得做成成的容容器的的容积积为最最大？？决策变变量x目标函函数MaxV=(a-2x)2·x约束条条件a≥x≥0由于目目标函函数是是一个个关于于x的三次次函数数，所所以这这不是是线性性规划划模型型，是是一个个非线线性规规划模模型。。1.1问题题引入入（什什么是是线性性规划划模型型）是否线性规划？34练习题题1：：（产产销平平衡的的运输输问题题）已知:一一家家糖果公公司有两两个加工工厂（（A1，A2），公司司要把这这两个工工厂生产产的糖果果运往三三个销售售地区（（B1，B2，B3，）。已已知知每个工工厂的产产量、每每个销售售地点的的销量、、各工厂厂到各销销售地点点每吨糖糖果的运运价。问题：如如何安排排调运方方案，在在满足各各销售地地点需要要的情况况下，使使总的运运费最少少。B1B2B3产量A12314A24256销量343B1B2B3产量A1x11x12x134A2x21x22x236销量3431.1问问题引入入（什么么是线性性规划模模型）35练习题2：（合合理下料料问题））某某钢筋车车间，现现用的原原料是长长度10米的钢钢筋（直直径相同同），需需要制作作一批长长度为3米的钢钢筋90根，长长度为4米的钢钢筋60根，问问怎样下下料既满满足需要要，又使使原材料料最少？？（请建建立其线线性规划划模型））解：根据据题意，，可有如如下三种种下料方方式：（（1））截成3米的3根；（（2））截成3米的2根，4米的1根；（（3））截成4米的2根。设三种下下料方式式分别用用原材料料（10米）x1，，x2 ，x3根。1.1问问题引入入（什么么是线性性规划模模型）36练习题3：某某大学计计划早春春时期在在校园内内草坪上上施肥，，草坪需需要的氮氮、磷、、钾的最最低数量量以及市市场上销销售的三三种肥料料的成分分和价格格如下表表所示。。1.1问问题引入入（什么么是线性性规划模模型）元素最低需要数量肥料氮含量磷含量钾含量价格（元/1000kg）氮10A251051000磷7B10510800钾5C5105700这所大学学可以根根据需要要不受限限制地购购买到各各种肥料料，混合合后施放放到草坪坪上，列列出一个个线性规规划模型型确定购购买各种种肥料的的数量，，既满足足草坪的的施肥需需求，又又使总成成本最低低。37解：设x1为购买肥肥料A的的数量，，x2为购买肥肥料B的的数量，，x3为购买肥肥料C的的数量，，则线性性规划模模型为：：练习题3答案381.1问问题引入入（什么么是线性性规划模模型）（1）理理解什么么是线性性规划模模型和线线性规划划模型的的三个基基本要素素。（2）给给出一个个线性规规划问题题，初步步学会建建立其线线性规划划模型。。1.1问问题引入入（什么么是线性性规划模模型）学学习任务务总结391.2.1线性性规划的的一般模模型：对于一般般线性规规划模型型，目标标函数可可以求最最大（如如利润最最大）也也可以求求最小（（如成本本最小））。约束束条件可可以是““≥”，也也可以是是“≤”，或““=”。。由此可可以把一一般的线线性规划划模型表表示为：：1.2线线性规划划的一般般模型与与标准形形式401.2.2线性性规划一一般模型型的简写写式、向向量式和和矩阵式式：对于一般般线性规规划模型型，还有有另外几几种简单单的表达达形式（（简写形形式、向向量形式式、矩阵阵形式））：简写形式式：1.2线线性规划划的一般般模型与与标准形形式411.2.2线