《數(shù)據(jù)、模型與決策》 課件 8.1決策模擬

第8章模擬與多準(zhǔn)則決策什么是決策模擬模擬分析原理系統(tǒng)：F()x1xn隨機(jī)輸入n隨機(jī)輸入1Y=F(x1,…,xn)輸出Lorex制約公司灌裝線毛利灌裝偏差Lorex制約公司--灌裝模擬試驗(yàn)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--基本原理x0.20.40.61F(x)

U=F(

)若隨機(jī)變量

服從F(x)，則U=F()服從(0，1)均勻分布,即

=F-1(U)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--(a,b)均勻分布f(x)xabU=F(

)x1F(x)

ab隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--指數(shù)分布隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--三角分布標(biāo)準(zhǔn)化f(x)xabc標(biāo)準(zhǔn)化：0b’1標(biāo)準(zhǔn)化隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--隨機(jī)變量計(jì)算abcx0.20.81F(x)0b’1x0.20.40.6U1F(x)b’隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--隨機(jī)變量值返回Excel中的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--均勻分布Excel中的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--三角分布Excel中的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--離散分布Excel中的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法--指數(shù)分布Excel內(nèi)置隨機(jī)數(shù)發(fā)生器Excel模擬方法重復(fù)計(jì)算模擬運(yùn)算表Excel模擬方法--重復(fù)計(jì)算次數(shù)隨機(jī)數(shù)F(X)值12.671990.0691122.064540.1268832.589180.0750842.885710.0558253.140650.0432561.355250.2578871.869730.1541683.138080.0433794.144660.01585104.054660.01734均值0.08587標(biāo)準(zhǔn)差0.07103重復(fù)計(jì)算模擬=NORMINV(RAND(),2.5,1.2)=EXP(-B4)=NORMINV(RAND(),2.5,1.2)=EXP(-B8)=AVERAGE(C4:C13)=STDEVP(C4:C13)Excel模擬方法--模擬運(yùn)算表1Excel模擬方法--模擬運(yùn)算表2Excel模擬應(yīng)用--新華書報(bào)亭新華書報(bào)亭準(zhǔn)備訂購(gòu)一種雜志，已知批發(fā)價(jià)為7.5元/本，零售價(jià)為10元/本。若一周內(nèi)無法售出，可退貨，并可收回2.5元/本。現(xiàn)已知這種雜志一周的市場(chǎng)需求服從以下概率分布：該訂多少，可獲得最大期望利潤(rùn)？Excel模擬應(yīng)用--項(xiàng)目投標(biāo)某公司考慮參加一個(gè)工程項(xiàng)目的投標(biāo)。已知完成標(biāo)書的費(fèi)用為350元；若中標(biāo)，項(xiàng)目成本為10000元；現(xiàn)有其它4家公司同時(shí)參與競(jìng)標(biāo)，估計(jì)每家對(duì)手公司的競(jìng)標(biāo)價(jià)均服從a=10000、b=13000、c=30000的三角分布。是否參加競(jìng)標(biāo)？競(jìng)標(biāo)價(jià)如何確定？Lorex制約公司模擬分析--EXCEL模擬一周毛利：$297,876.74目標(biāo)灌裝量10.34550每桶(500公升)毛利：$162,328.45灌裝標(biāo)準(zhǔn)差0.16每桶折合盎司169088平均灌裝量10.34二類市場(chǎng)銷售價(jià)($/盒)$186.00合格率0.99一類市場(chǎng)銷售價(jià)($/盒)$148.801.00收入：10.3210.4110.3010.1110.48

一類市場(chǎng)$250,361.7410.2610.1710.1610.4210.65

二類市場(chǎng)$2,432.6610.3810.0310.4310.3010.28

合計(jì)$252,794.4010.0910.8510.5710.0810.48成本：10.2410.3310.4210.1310.35

原料$67,662.0010.3110.3510.4110.6210.24

混合直接人工成本$432.0010.4210.6510.0410.1910.22

混合間接人工成本$170.0010.3910.3710.2410.5510.50

混合管理費(fèi)$1,698.0010.2010.3610.6410.1810.59

灌裝材料費(fèi)$17,983.4110.3110.4610.4710.2810.73

灌裝直接人工成本$558.0310.1010.3210.5610.2910.32

灌裝管理費(fèi)$1,950.9310.5210.5410.2410.3710.49

二類包裝人工成本$11.5810.3810.2410.4310.3310.50

合計(jì)$90,465.9510.0610.5010.0910.3010.24毛利：$162,328.4510.1010.4510.4610.0210.3910.1110.2210.3910.3210.18

灌裝量合格率|灌裝量10.340.990.002.004.006.008.0010.0012.00庫(kù)存系統(tǒng)的模擬例1：某廠的庫(kù)存問題某廠要確定生產(chǎn)所需要的一種主要原材料的庫(kù)存水平。根據(jù)該廠有關(guān)部門核算，該原材料占有成本與儲(chǔ)存費(fèi)用為每件每周10元，訂貨成本為每批25元，缺貨成本為每件30元。該廠的訂貨時(shí)間是一周的最后一個(gè)工作日，到貨時(shí)間是下一周的第一個(gè)工作日，當(dāng)前的庫(kù)存控制政策是：對(duì)該原材料的再訂購(gòu)點(diǎn)為21件（即庫(kù)存低于21件時(shí)進(jìn)行訂貨），訂購(gòu)量的確定原則是保持庫(kù)存水平為25件。例如當(dāng)周末庫(kù)存為20件時(shí)，則需訂貨5件，以保證下周的期初庫(kù)存量為25件；當(dāng)周末庫(kù)存不低于21時(shí)則不訂貨。該廠發(fā)現(xiàn)，根據(jù)當(dāng)前的訂貨政策，原材料占有成本與庫(kù)存儲(chǔ)存費(fèi)用較高，所以希望通過調(diào)整訂貨政策降低成本。根據(jù)以往資料分析，該廠每周對(duì)該原材料的需求量是不確定的，其統(tǒng)計(jì)數(shù)見表11-1所示。庫(kù)存系統(tǒng)的模擬需求量（件）次數(shù)概率累積概率隨機(jī)數(shù)區(qū)間1819202122232428223418970.020.080.220.340.180.090.070.020.100.320.660.840.931.00[0.00,0.02)[0.02,0.10)[0.10,0.32)[0.32,0.66)[0.66,0.84)[0.84,0.93)[0.93,1.00)庫(kù)存問題模擬模型ABCDEFGHIJ1金山機(jī)械廠的庫(kù)存問題23原料庫(kù)存費(fèi)用及占有資金成本（元/件周）104訂貨成本（元/批）255缺貨成本（元/件）3067再訂購(gòu)點(diǎn)（件）218庫(kù)存水平（件）25910初期庫(kù)存（件）20111213需求量14隨機(jī)數(shù)下限隨機(jī)數(shù)上限需求量(件)150.000.0218160.020.1019170.100.3220180.320.6621190.660.8422200.840.9323210.931.002422232425周數(shù)本周需求量(件)期初庫(kù)存(件)期末庫(kù)存(件)訂貨否平均庫(kù)存(件)庫(kù)存成本(元)訂貨成本(元)缺貨費(fèi)用(元)總成本(元)260

201

27121254114.514525017028221254114.514525017029320255115150250175102499819256115.5155250180102599921254114.51452501701026100022253114140250165第一步：輸入已知數(shù)據(jù)首先在Excel的工作表上輸入已知數(shù)據(jù)。在單元格D3:D5中分別輸入原材料的庫(kù)存費(fèi)用與資金占有成本、訂貨成本和缺貨成本；在單元格D7:D8中分別為再訂點(diǎn)和庫(kù)存水平；在單元格D10中輸入期初庫(kù)存；在單元格B15:D21中輸入原材料需求量、以及根據(jù)其概率分布得到的對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)區(qū)間，其中單元格D15:D21為需求量的各個(gè)可能值，單元格B15:B21和C15:C21分別為各需求量對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)區(qū)間的下限與上限。第二步：生成一系列隨機(jī)數(shù)，得到不可控輸入變量的抽樣值，本題中的不可控制輸入變量是每周的原材料需求量。用單元格B27表示第一周的原材料需求量，在單元格B27中輸入下述公式：=vloopup(rand(),$b$15:$d$21,3)于是得到按表11-1的概率分布的第一周需求量抽樣值。將上述公式復(fù)制到單元格B28:B1026，得到從第2周到第1000周的需求量抽樣值。第三步：模擬運(yùn)算模擬運(yùn)算從0周開始。假定用數(shù)字“1”表示“訂貨”，用數(shù)字“0”表示“不訂貨”，即：用單元格E26表示對(duì)第0周末是否訂貨的判斷，在單元格E26中輸入判斷是否訂貨的公式：=if(D26<$D$7,”1”,”0”)上式表明，當(dāng)周末的庫(kù)存小于訂貨點(diǎn)時(shí)，則訂貨訂貨；否則，則不訂貨。本題中，初始的周末庫(kù)存為20件，由于再訂貨點(diǎn)是21件，所以需要訂貨，即單元格E26=1。將上述公式復(fù)制到單元格E27:E1026，得到對(duì)于第一周到第1000周周末是否訂貨的判斷。然后對(duì)第一周至第1000周的需求量的庫(kù)存系統(tǒng)狀況進(jìn)行模擬。用單元格B27:B1026表示1000周的需求量，它是不確定的，已經(jīng)在第二步中獲得。用單元格C27:V1026表示各周的期初庫(kù)存，它們?nèi)Q于上周末是否訂貨，若上周末未訂貨，它應(yīng)等于上周周末庫(kù)存，若上周末已訂貨，則它應(yīng)達(dá)到要求的庫(kù)存水平，所以有：各周期初庫(kù)存，在單元格C27中輸入下述公式：=if(E26=”1”,$D$8,D26)得到第一周的期初庫(kù)存。將上述公式復(fù)制至單元格C28:C1026，得到以后各周的期初庫(kù)存。用單元格D27:D1026表示期末庫(kù)存，當(dāng)需求量小于期初庫(kù)存時(shí)，它應(yīng)等于（期初庫(kù)存-需求量），當(dāng)需求量大于期初庫(kù)存時(shí)則為0。即：各周期末庫(kù)存，在單元格D27中輸入下述公式：=if(C27-B27>0,C27-B27,0)得到第一周的期末庫(kù)存。將上述公式復(fù)制至單元格D28:D1026，得到以后各周的期末庫(kù)存。用單元格E27:E1026表示是否需要訂貨，前面已輸入了它的公式。ABCDE25周數(shù)本周需求量（件）期初庫(kù)存（件）期末庫(kù)存（件）訂貨否260=$D$10=IF(D26<$D$7,”,”)27=1+A26=vloopup(rand(),$b$15:$d$21,3)=if(E26=”,$D$8,D26)=if(C27-B27>0,C27-B27,0)=IF(D27<$D$7,”,”)28=1+A27=vloopup(rand(),$b$15:$d$21,3)=if(E27=”,$D$8,D27)=if(C28-B28>0,C28-B28,0)=IF(D28<$D$7,”,”)29=1+A28=vloopup(rand(),$b$15:$d$21,3)=if(E28=”,$D$8,D28)=if(C29-B29>0,C29-B29,0)=IF(D29<$D$7,”,”)FGHIJ25平均庫(kù)存（件）庫(kù)存成本（元）訂貨成本（元）缺貨費(fèi)用（元）總成本2627=(C27+D27)/2=$D$3*F27=$D$4*E27=if(C27-B27>0,0,$D$5*(B27-C27))=SUM(G27:I27)28=(C28+D28)/2=$D$3*F28=$D$4*E28=if(C28-B28>0,0,$D$5*(B28-C28))=SUM(G28:I28)29=(C29+D29)/2=$D$3*F29=$D$4*E29=if(C29-B29>0,0,$D$5*(B29-C29))=SUM(G29:I29)FGHIJ1028庫(kù)存成本（元）訂貨成本（元）缺貨費(fèi)用（元）庫(kù)存成本（元）1029均值=average(G27:G1026)=average(H27:H1026)=average(I27:I1026)=average(J27:J1026)1030方差=stdev(G27:G1026)=stdev(H27:H1026)=stdev(I27:I1026)=stdev(J27:J1026)1031占總成本比例=G1029/$J$1029=H1029/$J$1029=I1029/$J$1029FGHIJ1028庫(kù)存成本（元）訂貨成本（元）缺貨費(fèi)用（元）庫(kù)存成本（元）1029均值144.6525.000.00169.651030方差6.840.000.006.841031占總成本比例0.850.150.00

BCDEF1033庫(kù)存水平庫(kù)存成本訂貨成本缺貨成本總成本1034144.6525.000.00169.65103515103616106848106949107050BCDEF1033庫(kù)存水平庫(kù)存成本訂貨成本缺貨成本總成本1034=G1029=H1029=I1029=J1029103515103616106848106949107050BCDEF1033庫(kù)存水平庫(kù)存成本訂貨成本缺貨成本總成本1034144.725.00.0169.710351575.025.0183.3283.310361680.025.0154.2259.210371785.025.0125.3235.310381890.025.095.1210.110391995.125.066.2186.3104020100.625.037.2162.8104121107.025.017.3149.4104222115.425.07.2147.6104323124.425.02.5151.9104424134.525.00.0159.5104525144.425.00.0169.4104626154.225.00.0179.2104727164.425.00.0189.4104828174.725.00.0199.7104929184.625.00.0209.6105030194.425.00.0219.4105131204.925.00.0229.9105232214.325.00.0239.3105333224.625.00.0249.6105434234.525.00.0259.5105535244.225.00.0269.2105636254.225.00.0279.2105737264.425.00.0289.4105838274.525.00.0299.5105939280.424.50.5305.4106040279.823.11.3304.2106141256.718.93.6279.2106242235.615.34.1254.9106343230.813.73.2247.6106444232.812.91.7247.3106545239.412.51.0252.9106646249.512.50.2262.2106747258.312.50.1270.9106848269.612.50.0282.1106949278.712.50.0291.2107050288.412.50.0300