定量分析方法改

定量分析方法改第1页，共72页，2023年，2月20日，星期一教学目的通过系统学习定量分析方法的基本概念、理论和方法，培养学生公共管理技能；提升公共管理能力与管理水平。第2页，共72页，2023年，2月20日，星期一考核方式平时20%（考勤、作业、上机练习、上课表现等）；期末考试60%；综合性设计性实验20%；综合性设计性实验要求：利用所学管理定量分析方法灵活应用于社区管理、行政管理、教育管理以及公共事业管理等公共管理中（具体要求15周给）第3页，共72页，2023年，2月20日，星期一参考书张霭珠、陈力君主编《定量分析方法》，复旦大学出版社；魏娜主编《公共管理的方法与技术》，中国人民大学出版社；陈振明主编《公共管理学》（第二版），中国人民大学出版社；钱学森、许国志等主编《论系统工程》（增订本），湖南科学技术出版社；谭跃进等主编《系统工程原理》，国防科技大学出版社；汪应洛主编《系统工程》第3版，机械工业出版社；胡运权主编《运筹学》（第二版），清华大学出版社；张建同、孙昌言主编《以Excel和SPSS为工具的管理统计》，清华大学出版社。第4页，共72页，2023年，2月20日，星期一为什么要学？公共管理的复杂性；管理实践的需要；现代科学技术的发展；决策的科学化；第5页，共72页，2023年，2月20日，星期一第一章绪论重点问题：公共管理的基本概念和主要内容；系统和系统工程、运筹学的基本概念；定量分析方法的主要内容；定量分析方法的应用领域。第6页，共72页，2023年，2月20日，星期一1.1公共管理的主要内容公共管理：－是公共组织提供公共物品和服务的活动。公共管理主要研究内容：公共管理学主要研究作为公共事务管理主体的公共组织，特别是政府组织的结构、功能及其与环境的关系，研究公共管理活动的过程及其环节（如组织、决策、沟通、协调、监控、评估等）；研究如何应用人类所创造的各种科学知识及方法来解决公共事务的管理问题，以促进政府及其他公共组织更有效地提供公共物品和服务。（陈振明教授）第7页，共72页，2023年，2月20日，星期一公共管理研究方法经验科学研究方法观测、实验、对比、抽样、案例、访谈、调查等方法。定量分析方法运筹学、控制论、系统工程、系统分析、损益分析、计算机模拟等定量分析方法，其特点是从系统的概念出发，研究公共管理系统与环境，整体与局部，结构、功能与运行的相互关系和相互作用。第8页，共72页，2023年，2月20日，星期一1.2定量分析方法概述应用定量分析方法去解决公共管理的问题时，有两个重要的特点：一、要从系统的观点出发；二、要建立问题的系统模型。我们将在论述系统思想和系统理论的基础上，较详尽地介绍系统分析、预测、评价、决策、模拟等定量方法，以及如何在公共管理中应用这些方法。第9页，共72页，2023年，2月20日，星期一1、系统的定义系统——System，我们并不陌生，在现实生活中，“系统”是一个被广泛使用的词。比如：人体；地球；交通运输系统；一部机器；一个国家。一、系统和系统工程第10页，共72页，2023年，2月20日，星期一一切系统都具有以下几个共同点：第一，系统是由两个以上的要素组成的整体。第二，系统的诸要素之间、要素与整体之间、以及整体与环境之间存在着一定的有机联系。第三，系统要素之间的联系与作用必产生一定的功能。第11页，共72页，2023年，2月20日，星期一图1.1系统的基本概念图

第12页，共72页，2023年，2月20日，星期一

原材料

生产车间

办公室

成品库

商品销售系统

社会供应系统

物质流

信息流

指令流

工厂生产系统

成品输出

原材料等输入

外界社会系统环境

第13页，共72页，2023年，2月20日，星期一“系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。”

————钱学森第14页，共72页，2023年，2月20日，星期一2、系统的基本特征一个系统S可以通过系统的组成元素C、关系（结构）R（Relation）、功能F（Function）和环境E（environment）这四类参数来进行描述，即

S={C，R，F，E}第15页，共72页，2023年，2月20日，星期一

系统的功能F＝Φ（C，S，E）C:组成要素；S:结构；F:功能；E:环境.

系统的要素

系统的结构

环境因素第16页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统与要素（组成元素）之间的相互作用⑴系统通过整体作用支配和控制要素系统通过其整体作用来控制和决定各个要素在系统中的地位、排列顺序、作用、作用的大小以及作用的范围，协调着各要素之间的数量比例关系等等。系统整体稳定，则要素也稳定；系统整体特性和功能发生变化，则要素以及要素之间的关系也会随之变化。第17页，共72页，2023年，2月20日，星期一⑵要素通过相互作用决定系统的特性和功能一般来说，要素对系统的作用有两种可能的趋势：一是要素的组成成分和数量具有一种协调、适应的比例关系，使得要素能够维持系统的动态平衡和稳定，并使系统走向组织化、有序化；二是要素之间出现不协调、不适应的比例关系，这就会破坏系统的平衡和稳定，甚至使系统衰退、崩溃。第18页，共72页，2023年，2月20日，星期一⑶系统与要素的概念是相对的一个系统相对于构成它的要素而言是个系统，而相对于由它和其它事物构成的大系统而言，则是一个要素（或称子系统）；同样，一个要素相对于由它和其它要素构成的系统而言，是个要素，但相对于构成它的要素而言，则是一个系统。第19页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统的特性系统的特性主要表现为系统的整体性、相关性、目的性和环境适应性。第20页，共72页，2023年，2月20日，星期一整体性：系统的各要素之间存在一定的组合方式，各要素之间是相互统一和协调的，系统整体的功能不是各组成要素功能的简单迭加，而是呈现出各组成要素所没有的新的功能，并且一般来说，系统的整体功能大于各组成要素的功能总和。

用公式表示即：F＞

∑Fi式中：F是系统的整体功能；

Fi是系统第i个要素的功能（

i=1，2，3，

…，

n）。

第21页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统整体功能大于其组成要素功能的总和，这不仅是在量的方面，更着重于质的方面。例如：一些零部件与一台机器；交通管制系统与交通网、运输工具、信号控制等要素或子系统；即“三个臭皮匠，赛过一个诸葛亮”。

第22页，共72页，2023年，2月20日，星期一是否多个要素凑在一起，其功能都一定大于部分功能之和呢？“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”。

因此，为了提高系统的整体功能，增强系统的整体效应，必须作到：

1、一切从整体出发。

2、各要素的结合要保持合理，注意从提高整体功能的角度去提高和协调要素的功能。

第23页，共72页，2023年，2月20日，星期一相关性是指：各要素是相互联系、相互作用、相互依存、又相互制约的。各要素之间有着一定的组合关系、联系方式。建立起系统各要素之间的合理关系，以消除相互间的盲目联系和无效行动。第24页，共72页，2023年，2月20日，星期一目的性任何一个系统都有它的目的，否则，也就失去了这个系统存在的价值和意义。例如：生物系统企业的经营系统运输系统

第25页，共72页，2023年，2月20日，星期一环境适应性任何一个系统都存在于一定的物质环境中，环境的变化对系统的变化有很大的影响，同时，系统的作用也会引起环境的变化。一个好的系统，必须不断地与外部环境产生物质的、能量的和信息的交换，才能适应外部环境的变化，这就是环境适应性。例如：一个港口第26页，共72页，2023年，2月20日，星期一实例：例1—1：城市交通综合系统

城市交通综合系统是一个庞大的动态系统，它本身的状态是随时间变化而变化的。其结构如图1—1所示：

第27页，共72页，2023年，2月20日，星期一图

1—1城市交通综合系统结构图城市交通综合系统

交通环境条件

道路交通条件路段交通系统路口交通系统交通设施系统行人交通系统公共交通系统交通管理系统公共场所分布居民住宅分布公交站点分布停车场分布企事业单位分布第三产业网点分布第28页，共72页，2023年，2月20日，星期一从结构图可以看出，城市交通系统具有以下四个特性：⑴整体性城市交通系统是由人、车、道路、设施、管理、环境等许多子系统组成的综合性整体，各子系统从属于这个整体，而整个城市交通系统又是更庞大的城市系统中的子系统。

⑵相关性城市交通系统内部各子系统、各子系统要素之间是有机联系、相互依存又相互作用的。

⑶目的性城市交通系统具有特定的目的。这就是：为人们从事各种活动提供必要的物质条件和空间活动条件，并达到安全、快速、高效、舒适的目的。

⑷环境适应性城市交通系统处于社会环境之中，受周围环境的影响和制约，并与周围环境相协调。第29页，共72页，2023年，2月20日，星期一

原材料

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外界社会系统环境

图1.2系统活动结构图第30页，共72页，2023年，2月20日，星期一3、系统分类1．自然系统和人造系统：自然系统是由自然物为要素形成的系统。如森林系统、人类系统、海洋系统、大气系统等等。组成要素是由人类制造、加工的系统叫做人工系统。如运输系统、经济系统、工程技术系统、经营管理系统等。

2．实体系统和概念系统：实体系统是以矿物、生物等实体组成的系统，其要素是具有实体的物质；概念系统是由概念、原理、原则、方法、制度等观念性的东西组成的，如科技系统、教育系统、法律系统等。第31页，共72页，2023年，2月20日，星期一3．封闭系统和开放系统：封闭系统与外界环境不发生任何形式的交换。开放系统与环境有相互关系，能从环境得到输入，并向环境输出。

4．静态系统和动态系统：这是以系统的形态是否随时间变化为标准来进行分类的。动态系统，是随时间而发生变化的系统。第32页，共72页，2023年，2月20日，星期一4、系统思想（1）古代朴素的系统思想（2）系统思想的成熟与发展第33页，共72页，2023年，2月20日，星期一（1）古代朴素的系统思想在哲学上，这种朴素的系统思想表现在把自然界当作一个统一的整体。在实践上，这种朴素的系统思想表现在从事物之间相互联系的角度去观察和改造世界。例如战国时期修建的四川都江堰水利工程。古代朴素的系统思想在军事、天文等方面也有许多应用的实例，如《孙子兵法》、二十四节气等。

第34页，共72页，2023年，2月20日，星期一四川都江堰水利工程第35页，共72页，2023年，2月20日，星期一鱼嘴分水工程

第36页，共72页，2023年，2月20日，星期一“飞沙堰”溢洪道

第37页，共72页，2023年，2月20日，星期一宝瓶口

第38页，共72页，2023年，2月20日，星期一四川都江堰水利工程都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界至今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。都江堰渠首工程主要有鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患，使川西平原成为“水旱从人”的“天府之国”。２２００多年来，至今仍然连续使用，仍发挥巨大效益，这个工程体现出来的就是整体的观念、优化的方法和系统的思想。不愧为文明世界的伟大杰作，造福人民的伟大水利工程。第39页，共72页，2023年，2月20日，星期一（2）系统思想的成熟与发展古代朴素的系统思想虽然强调对自然界整体性、统一性、相关性的认识，与真正的系统思想、系统观念还有很大的距离。

15世纪下半叶，由于近代自然科学的发展，力学、天文学、物理学、化学、生物学等学科逐渐分离，并日益发展，形成自己独立的学科。人们这时候看问题的眼光是静止的、孤立的，从而形成了形而上学的思维方法。第40页，共72页，2023年，2月20日，星期一

19世纪上半期，特别是进入20世纪以后，社会生产和科学技术得到了空前的发展。人们认识到，只是在哲学层次上研究事物间互相联系、互相影响的规律是不够的，还必须以辩证唯物主义为指导，在一般科学的层次内，对事物互相影响的形式、互相影响的途径、以及这种影响所产生的后果进行精确的、定量的研究，也就是说必须从系统的角度来考察和研究整个世界。系统思想正是在这种历史背景下产生和发展起来的。

第41页，共72页，2023年，2月20日，星期一对系统思想的产生与系统方法的应用产生极为重大影响的两个方面：一是使系统思想、系统方法定量化、科学化，使之成为具有坚实的数学理论基础的，能够定量地处理系统各组成部分联系关系的科学方法；二是计算机与信息技术的应用，为系统思想、系统方法的实际运用提供了强有力的工具。正是由于上述两个特征，才使得系统思想方法从一种哲学思维逐步形成了独特的系统理论，并在此基础上形成了一门专门的科学——系统科学。

第42页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统科学与系统工程系统科学：是一门从总体上研究复杂系统共同运动规律的科学。系统工程：是一门系统科学、工程技术学、经济学和管理学等相结合的组织管理技术，是一种改造客观世界的工程技术，同时也是一种运筹与决策的艺术。第43页，共72页，2023年，2月20日，星期一5、系统工程的基本概念“系统工程是组织管理‘系统’的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有‘系统’都具有普遍意义的科学”，“系统工程是一门组织管理的技术”。

————钱学森第44页，共72页，2023年，2月20日，星期一钱学森把中国导弹武器和航天器系统的研制经验，提炼成为系统工程理论，应用于军事运筹和社会经济问题，成功地推进了作战模拟技术和社会经济系统工程在中国的发展。第45页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一座沟通的桥梁。现代数学方法和计算机技术，通过系统工程，为社会科学研究提供了极为有用的定量方法

——模型方法、模拟实验方法和优化方法。系统工程为从事自然科学的工程技术人员和从事社会科学的研究人员的相互合作开辟了广阔的道路。第46页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统工程研究对象：大型复杂的人工系统和复合系统内容：组织协调系统内部各要素的活动，使各要素为实现整体目标发挥适当作用目的：实现系统整体目标最优化系统工程的特点：整体性（系统性）；关联性（协调性）；综合性（交叉性）；满意性（最优化）。第47页，共72页，2023年，2月20日，星期一6、系统工程的应用我国古代的都江堰水利工程；二次大战中英美在反空袭、反潜艇、商船护航、布置水雷等；1940年美国的原子弹计划：该计划领导人奥本海默只用了3年半时间，组织了1.5万多名科技人员，12万生产人员；美国兰德公司的工作：实验性环球空间飞行器的初步设计；阿波罗登月计划于1969年成功，美国人称这是系统工程的辉煌顶点。资金240亿美元，科技人员42万，遍布美国的2万多个工厂分工承担。第48页，共72页，2023年，2月20日，星期一实例：20世纪60年代初的美苏核军备竞赛苏：研制巨型核弹（500万－1000万吨级）美：模拟核武器破坏力的数学模型K:核武器的损伤值（破坏力）；c：命中误差，即偏离目标中心的距离；Υ：核武器的当量，即核弹的级位数。策略：提高命中精度策略：提高核武器当量第49页，共72页，2023年，2月20日，星期一社会系统工程；经济系统工程；区域规划系统工程；环境生态系统工程；能源系统工程；水资源系统工程；交通运输系统工程；农业系统工程；企业系统工程；工程项目管理系统工程；科技管理系统工程；教育系统工程；人口系统工程；军事系统工程；信息系统工程；物流系统工程。第50页，共72页，2023年，2月20日，星期一系统工程原则上是一门“参谋课”，“顾问课”，工具课；需要结合专业知识。通过提高管理和决策水平来提高我们工作效率；充分运用各种资源，将他人优势转化嫁接；有利于制定正确的政策和策略（可大可小）；潜移默化中提高处理问题的能力

第51页，共72页，2023年，2月20日，星期一二、管理学与运筹学1、管理学的基本概念——通过计划、组织、控制、激励和领导等环节来协调人力、物力和财力资源，以期更好地达到组织目标的过程。有三层含义（P4）系统工程是管理学的方法基础之一第52页，共72页，2023年，2月20日，星期一2、运筹学的基本概念运筹学(OperationsResearch)

直译为“运作研究”。运筹学是运用科学的方法(如分析、试验、量化等)来决定如何最佳地运营和设计各种系统的一门学科。运筹学能够对管理系统中的人力、物力、财力等资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。通常以最优、最佳等作为决策目标，避开最劣的方案。第53页，共72页，2023年，2月20日，星期一运筹学与系统工程运筹学和系统工程可以看作是属于一个领域中的两个姐妹学科，都是系统思想方法定量化的实际应用研究。运筹学发展成为一个专门的数学分支，由数学家进行专门研究，并为系统工程提供最重要的方法和理论基础。运筹学的目的：增加现有系统效率的分析工作，通常涉及现已存在系统的运营情况，如工厂、市场等系统；以专业技术为导向，分析程序由下而上（战术）系统工程：对若干可供选择的执行特定任务的系统方案进行选择比较；以问题状况为导向，分析程序由上而下（战略）第54页，共72页，2023年，2月20日，星期一生产计划：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。库存管理：多种物资库存量的管理，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、运输工具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、产品开发与销售计划制定等。财务和会计：包括预测、贷款、成本分析、定价、证券管理、现金管理等。其他：设备维修、更新，项目选择、评价，工程优化设计与管理等。

运筹学在管理中的应用第55页，共72页，2023年，2月20日，星期一运筹学的产生和发展运筹学思想的出现可以追溯到很早—“田忌齐王赛马”（对策论）、孙子兵法等都体现了优化的思想。

“OperationalResearch”这一名词最早出现在第二次世界大战期间——

美、英等国家的作战研究小组为了解决作战中所遇到的许多错综复杂的战略、战术问题而提出的。战后这些研究成果被应用到生产、经济领域，并得到迅速发展。第56页，共72页，2023年，2月20日，星期一与作战问题相关如雷达的设置、运输船队的护航、反潜作战中深水炸弹的深度、飞行员的编组、军事物资的存储等英国称为OperationalResearch美国称为OperationsResearch战后在经济、管理和机关学校及科研单位继续研究1952年，Morse和Kimball出版《运筹学方法》1948年英国首先成立运筹学会1952年美国成立运筹学会1959年成立国际运筹学联合会(IFORS)我国于1982年加入IFORS，并于1999年8月组织了第15届大会第57页，共72页，2023年，2月20日，星期一

数学对运筹学的作用——是有关理论和方法的研究基础，是建立运筹学模型的工具。计算机的发展，促进运筹学的进一步发展——高速、可靠的计算是运筹学解决问题的基本保障。第58页，共72页，2023年，2月20日，星期一第59页，共72页，2023年，2月20日，星期一

1

在数学学科中的地位

运筹数学

1

在系统科学中的地位

系统工程

1

在管理科学中的地位

管理与运筹学

1

与经济学的关系

问题与方法

1

与工程科学的关系

方法与应用

1与计算机科学的关系

核心算法与工具

第60页，共72页，2023年，2月20日，星期一运筹学解决问题的方法步骤明确问题建立模型设计算法整理数据求解模型评价结果明确问题建立模型设计算法整理数据求解模型评价结果简化？满意？YesNoNo第61页，共72页，2023年，2月20日，星期一最优化模型模型要素

变量—可控因素目标—优化的动力和依据约束—内部条件和外部约束第62页，共72页，2023年，2月20日，星期一实例：设要从甲地调出物质2000吨，从乙地调出物质1100吨，分别供给A地1700吨、B地1100吨、C地200吨、D地100吨。已知每吨运费