物流運籌學(xué)課件

物流運籌學(xué)張潔（電子商務(wù)系物流教研室）E-mail：zhangjiejiaoxue@163.comTEL程公共信箱：wuliuyunchouxue@163.com密碼：07wuliu1教學(xué)計劃及安排周學(xué)時：3總學(xué)時：60(其中機動學(xué)時：4學(xué)時)學(xué)分：3考核類型：考試課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課考核方案：平時成績20%（作業(yè)+考勤+課堂表現(xiàn)）期中測驗10%期末成績70%2What’s運籌學(xué)？運籌學(xué)跟我有什么關(guān)系？！基礎(chǔ)學(xué)科：數(shù)學(xué)、管理學(xué)、系統(tǒng)論、經(jīng)濟學(xué)用數(shù)學(xué)理論建模來解決管理決策問題2思維能力和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)1考研專業(yè)課OurgoalBehappypass—testimproveability3課堂要求按時上課（嚴(yán)格考勤制度）聽課過程中保持安靜4本課程教材及參考書教材：1.白世貞.物流運籌學(xué).北京：中國物資出版社，2006；經(jīng)典運籌學(xué)教材：（考研）2.胡運權(quán).運籌學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用（第四版）.高等教育出版社，2004；3.錢頌迪等，運籌學(xué)教材編寫組.運籌學(xué)（修訂版）.清華大學(xué)出版社，1990；5本課程教材及參考書物流運籌學(xué)教材：4.吳育華.杜綱.管理科學(xué)基礎(chǔ).天津：天津大學(xué)出版社，2001；5.胡列格.物流運籌學(xué).電子工業(yè)出版社，2005；6.沈家驊.現(xiàn)代物流運籌學(xué).電子工業(yè)出版社，2007；6緒論1、運籌學(xué)的發(fā)展簡史及運籌學(xué)定義2、運籌學(xué)的工作步驟3、運籌學(xué)的主要內(nèi)容4、運籌學(xué)與物流的關(guān)系第二，對看似枯燥的運籌學(xué)提起一點興趣。緒論部分主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)：第一，通過課堂講解了解以下四項內(nèi)容：71、運籌學(xué)的發(fā)展簡史及運籌學(xué)定義發(fā)展簡史：創(chuàng)建時期（1940-1950）成長時期（1950-1960）普及和迅速發(fā)展時期（1960至今）緒論1957年我國學(xué)者從“夫運籌帷幄之中，決勝于千里之外”（《史記.高祖本紀(jì)》）這種古語中摘取“運籌”二字，將OR正式譯做“運籌學(xué)”，包含運用籌劃，以策略取勝之意。運籌學(xué)定義：

運籌學(xué)（OperationsResearch，O.R.)是一門以定量方法為管理決策提供科學(xué)依據(jù)的學(xué)科。北美又稱管理科學(xué)（ManagementScience）82、運籌學(xué)的工作步驟（1）提出和形成問題（2）建立模型（3）求解（4）對結(jié)果進(jìn)行分析和應(yīng)用緒論93、運籌學(xué)的主要內(nèi)容（1）數(shù)學(xué)規(guī)劃（包括：線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃）（2）圖與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（經(jīng)典圖論案例：一筆畫問題、七橋問題、中國郵遞員問題）（3）存貯論（4）排隊論（5）對策論（又稱博弈論，經(jīng)典博弈論案例：田忌賽馬）（6）決策論緒論104、運籌學(xué)學(xué)與物流（1）什么么是物流？？（2）物流流與運籌學(xué)學(xué)的關(guān)系？？運籌學(xué)在現(xiàn)現(xiàn)代物流中中的應(yīng)用：：★生產(chǎn)計劃劃問題★庫存管理理問題★運輸問題題（運輸路路線優(yōu)化問問題和配載載問題）★設(shè)備更新新問題★物流中中心選址址問題★物流市市場營銷銷緒論11物流運籌籌學(xué)典型型案例１１：中國郵遞遞員問題題（運輸輸路線優(yōu)優(yōu)化）著名圖論論問題之之一。郵郵遞員從從郵局出出發(fā)送信信，要求求對轄區(qū)區(qū)內(nèi)每條條街，都都至少通通過一次次，再回回郵局。。在此條條件下，，怎樣選選擇一條條最短路路線?此此問題由由中國數(shù)數(shù)學(xué)家管管梅谷于于1960年首首先研究究并給出出算法，，故名中中國郵遞遞員問題題。緒論12物流運籌籌學(xué)典型型案例２２：選址問題題：便民超市市準(zhǔn)備在在新城區(qū)區(qū)中開設(shè)設(shè)若干連連鎖店，，為了方便便購物規(guī)規(guī)劃任意意一居民民小區(qū)至至其中一一個連鎖鎖店的距距離不超超過800米。表中給給出了新新城區(qū)內(nèi)內(nèi)的各個個居民小小區(qū)以及及距離該該小區(qū)半半徑800米內(nèi)內(nèi)的各個個小區(qū)，，問該超市市最少應(yīng)應(yīng)在上述述小區(qū)中中建多少少連鎖店店，分別別建于哪哪些小區(qū)區(qū)？小區(qū)代號該小區(qū)800米半徑內(nèi)的各小區(qū)AＡＣＥＧＨＩBＢＨＩCＡＣＧＨＩDＤＪEＡＥＧFＦＪＫGＡＣＥＧHＡＢＣＨＩIＡＢＣＨＩJＤＦＪＫＬKＦＪＫＬLＪＫＬ緒論13物流運籌籌學(xué)典型型案例３３：博弈論應(yīng)應(yīng)用（市場營營銷）（（二人有有限零和和對策模模型———無鞍點點即純策策略意義義下無解解的對策策模型））在W城的的冰箱市市場上，，以往的的市場份份額由本本市生產(chǎn)產(chǎn)的A牌牌冰箱占占有絕大大部分。。本年初初，一個個全國知知名的B牌冰箱箱進(jìn)入W城的市市場。在在這場競競爭中假假設(shè)雙方方考慮可可采用的的市場策策略均為為三種：：廣告、、降價、、完善售售后服務(wù)務(wù)，且雙雙方用于于營銷的的資金相相同。根根據(jù)市場場預(yù)測，，A的市市場占有有率為：：B品牌廣告1降價2售后服務(wù)務(wù)3廣告10.600.620.65A品牌牌=降降價價20.750.700.72售后服務(wù)務(wù)30.730.760.78試確定雙雙方的最最優(yōu)策略略。緒論根據(jù)已知知條件，，試確定定雙方的的最優(yōu)策策略？14物流運籌籌學(xué)典型型案例３３：博弈論應(yīng)應(yīng)用（市場營營銷）（（二人有有限零和和對策模模型———無鞍點點即純策策略意義義下無解解的對策策模型））B品牌牌廣告1降價2售后服服務(wù)3廣告告10.600.620.65A品品牌牌=降降價價20.750.700.72售后后服服務(wù)務(wù)30.730.760.78試確確定定雙雙方方的的最最優(yōu)優(yōu)策策略略。。緒論經(jīng)過過計計算算：：A的的最最優(yōu)優(yōu)策策略略是是將將促促銷銷資資金金的的3/8用用于于降降低低售售價價，，5/8用用于于售售后后服服務(wù)務(wù)。。B的的最最優(yōu)優(yōu)策策略略是是將將促促銷銷資資金金的的3/4用用于于廣廣告告，，1/4用用于于降降低低售售價價。。這樣做的的結(jié)果是是A的市市場占有有率為0.7425（（74.25%）15博弈論之之學(xué)習(xí)體體會：囚徒困境境：（非非合作二二人有限限非零和和對策））假設(shè)有兩兩個小偷偷A(chǔ)和B聯(lián)合犯罪罪、私入入民宅被被警察抓抓住。警警方將兩兩人分別別置于不同的兩兩個房間間內(nèi)進(jìn)行行審訊，對每一一個犯罪罪嫌疑人人，警方方給出的的政策是是：★如果一一個犯罪罪嫌疑人人坦白了了罪行，，交出了了贓物，，于是證證據(jù)確鑿鑿，兩人人都被判判有罪；；★如果另另一個犯犯罪嫌疑疑人也作作了坦白白，則兩兩人各被被判刑8年；★如果另另一個犯犯罪嫌人人沒有坦坦白而是是抵賴，，則以妨妨礙公務(wù)務(wù)罪（因因已有證證據(jù)表明明其有罪罪）再加加刑2年年，而坦坦白者有有功被減減刑8年年，立即即釋放；；★如果兩兩人都抵抵賴，則則警方因因證據(jù)不不足不能能判兩人人的偷竊罪，但可以以私入民宅宅的罪名將將兩人各各判入獄獄1年。。緒論16（非合作作二人有有限非零零和對策策）下表給出出了囚徒徒困境這這個博弈弈的收益益矩陣。。注意：A與B不不能在作作出決定定之前事事先串供供，那么么每個罪罪犯都在在不知道道對方?jīng)Q決策的前前提下，，從有利利于自己己的理性性角度(個人利利益最大大化)，，同時他他認(rèn)為對對方也是是理性的的，然后后去考慮慮問題作作出決策策。B坦白B抵賴Ａ坦白（A：-8，B:-8）（A：0，B:－10）Ａ抵賴（A：-10，B:0）（A：-1，B:-1）緒論A想：如如果B坦坦白，那那么我坦坦白比較較劃算；；如果B抵抵賴，那那么我坦坦白比較較劃算。。B想：如如果A坦坦白，那那么我坦坦白比較較劃算；；如果A抵抵賴，那那么我坦坦白比較較劃算。。17B坦白B抵賴Ａ坦白（A：-8，B:-8）（A：0，B:－10）Ａ抵賴（A：-10，B:0）（A：-1，B:-1）緒論博弈的結(jié)結(jié)果（即即博弈的的均衡點點）就是是：兩人人都選擇擇了坦白白，最終終兩人都都被判8年。即：每個個罪犯都都從利己己的角度度出發(fā)，，但是結(jié)結(jié)果既不不利己也也不利人人。但是是這樣的的結(jié)果，，在非合合作二人人博弈中中，博弈弈雙方都都不會輕輕易改變變決策。。因為他他理性的的認(rèn)為他他的選擇擇是最好好的。18博弈論之之學(xué)習(xí)體體會：博弈論（（GameTheory）博弈論論又被稱稱為對策策論，它它是現(xiàn)代代數(shù)學(xué)的的一個新新分支，，也是運運籌學(xué)的的一個重重要組成成內(nèi)容。。按照2005年年因?qū)Σ┎┺恼摰牡呢暙I(xiàn)而而獲得諾諾貝爾經(jīng)經(jīng)濟學(xué)獎獎的RobertAumann教教授的說說法，博博弈論就就是研究究互動決決策的理理論。所所謂互動動決策，，即各行行動方（（即局中中人[player]）的決決策是相相互影響響的，每每個人在在決策的的時候必必須將他他人的決決策納入入自己的的決策考考慮之中中，當(dāng)然然也需要要把別人人對于自自己的考考慮也要要納入考考慮之中中……在在如此迭迭代考慮慮情形進(jìn)進(jìn)行決策策，選擇擇最有利利于自己己的戰(zhàn)略略(strategy)。緒論19博弈論學(xué)學(xué)習(xí)體會會：如果你感感興趣，，任何枯枯燥的知知識都會會越學(xué)習(xí)習(xí)越美妙妙。緒論博弈論論天才才約翰翰.納納什20博弈論學(xué)習(xí)習(xí)體會：如果你感興興趣，任何何枯燥的知知識都會越越學(xué)習(xí)越美美妙。緒論21影評節(jié)選：：所有的學(xué)科科，發(fā)展到到極致，呈呈現(xiàn)的都是是美。邏輯輯或是藝術(shù)術(shù)，終究殊殊途同歸。。

感受美美的能力，，無法剝奪奪也無法授授予，只要要我們始終終保持最初初純真美麗麗的心。這這部片子子，一直在在展現(xiàn)著數(shù)數(shù)學(xué)的美。。一開始玻玻璃杯折射射的星輝圖圖案，有點點調(diào)皮；窗窗戶上數(shù)字字公式組成成的特別窗窗花，令人人驚嘆；在在星空下迅迅速找尋出出各種形狀狀，不經(jīng)意意的浪漫；；種種。。。。而至對對數(shù)字成癡癡，瘋魔，，天賦成病病?！睹利愋撵`靈》（ABeautifulMind）主演：羅素素.克勞,2001年年,美國講述關(guān)于博博弈論天才才約翰.納納什的故事事。22第一章線性規(guī)劃模型及單純形法第一一節(jié)節(jié)線線性性規(guī)規(guī)劃劃問問題題及及其其數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型1.1問問題題引引入入（（什什么么是是線線性性規(guī)規(guī)劃劃模模型型））1.2線線性性規(guī)規(guī)劃劃的的一一般般模模型型與與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)形形式式1.3線線性性規(guī)規(guī)劃劃問問題題的的解解線性規(guī)劃：（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：：數(shù)學(xué)學(xué)模模型型：：現(xiàn)實實世世界界中中人人們們所所研研究究或或感感興興趣趣的的實實際際對對象象。將某某一一部部分分信信息息簡簡縮縮、、提提煉煉而而構(gòu)構(gòu)造造的的原原型型替替代代物物。。用數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)關(guān)關(guān)系系式式把把現(xiàn)現(xiàn)實實世世界界中中的的原原型型表表達(dá)達(dá)出出來來。。第一章線性規(guī)劃模型及單純形法24在生生產(chǎn)產(chǎn)管管理理和和經(jīng)經(jīng)營營活活動動中中，，要要想想提提高高效效益益，，有有兩兩種種途途徑徑：：（1））革革新新技技術(shù)術(shù)（2））改改進(jìn)進(jìn)生生產(chǎn)產(chǎn)組組織織和和計計劃劃數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)劃劃為為更更好好的的配配置置資資源源、、組組織織生生產(chǎn)產(chǎn)提提供供了了理理論論和和方方法法。。數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)劃劃包包括括：：線性性規(guī)規(guī)劃劃、、非非線線性性規(guī)規(guī)劃劃、、整整數(shù)數(shù)規(guī)規(guī)劃劃、、目目標(biāo)標(biāo)規(guī)規(guī)劃劃、、動動態(tài)態(tài)規(guī)規(guī)劃劃。1.1問問題題引引入入（（什什么么是是線線性性規(guī)規(guī)劃劃模模型型））25問題題1:某某工工廠廠計計劃劃生生產(chǎn)產(chǎn)甲甲、、乙乙兩兩種種產(chǎn)產(chǎn)品品，，生產(chǎn)產(chǎn)1kg的的甲甲需需耗耗煤煤9t、、電電力力4kw.h、、油油3t；；生產(chǎn)產(chǎn)1kg的的乙乙需需耗耗煤煤4t、、電電力力5kw.h、、油油10t；；該廠廠現(xiàn)現(xiàn)有有煤煤360t、、電電力力200kw.h、、油油300t。。已知知甲甲產(chǎn)產(chǎn)品品每每千千克克的的售售價價為為7萬萬元元、、乙乙產(chǎn)產(chǎn)品品每每千千克克的的售售價價為為12萬萬元元。。在上上述述條條件件下下決決定定生生產(chǎn)產(chǎn)方方案案，，使使得得總總收收入入最最大大。。1.1問問題題引引入入（（什什么么是是線線性性規(guī)規(guī)劃劃模模型型））26問題題1具具體體數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)如如表表所所示示：：資源產(chǎn)品單耗資源甲乙資源限量煤(t)電(kw.h)油(t)9445310360200300單位產(chǎn)品價格712提出和形成問題建立模型求解結(jié)果的分析和應(yīng)用1.1問問題題引引入入（（什什么么是是線線性性規(guī)規(guī)劃劃模模型型））27總收收入入記記為為f,則f=7x1+12x2，為為體體現(xiàn)現(xiàn)對對其其求求極極大大化化，，在在f的前面冠以極極大號Max，也就是：甲、乙產(chǎn)品的的計劃產(chǎn)量，，記為x1，x2；在本例中資源煤、電、、油的數(shù)量是是有限的，對對產(chǎn)品甲和乙乙的生產(chǎn)量構(gòu)構(gòu)成了約束，，表示為：決策變量：目標(biāo)函數(shù)：約束條件：Max（maximize最大化）Min(minimum)s.t.(subjectto受制于)1.1問題引引入（什么是是線性規(guī)劃模模型）28解：設(shè)安排甲甲、乙產(chǎn)量分分別為x1，x2,總收入為f，則該問題題的數(shù)學(xué)模型型為：1.1問題引引入（什么是是線性規(guī)劃模模型）29（1）決策變變量：甲、乙乙產(chǎn)品的產(chǎn)量x1，x2★線性規(guī)劃模型型的三個基本要素素：

（也是是所有規(guī)劃問問題的三個基基本要素）：決策變量：需需要決策的量量，即等待求求解的未知數(shù)數(shù)。目標(biāo)函數(shù)：想想要達(dá)到的目目標(biāo)，用決策策變量的表達(dá)達(dá)式表示。約束條件：由由于資源有限限，為了實現(xiàn)現(xiàn)目標(biāo)有哪些些資源限制，，用決策變量量的等式或不不等式表示。。1.1問題引引入（什么是是線性規(guī)劃模模型）（3）約束條條件：（2）目標(biāo)函函數(shù)：總收入入最大，Maxf=7x1+12x230什么是線性規(guī)規(guī)劃模型：決策變量為可可控的連續(xù)變變量。目標(biāo)函數(shù)和約約束條件都是是線性的。x1

≥0，x2≥0

x1

=0,1,2,3…n1.1問題引引入（什么是是線性規(guī)劃模模型）31★什么是線性規(guī)規(guī)劃模型：決策變量為可可控的連續(xù)變變量。目標(biāo)函函數(shù)和和約束束條件件都是是線性性的。。滿足以以上兩兩個條條件的的數(shù)學(xué)學(xué)模型型稱為為線性性規(guī)劃劃問題題的數(shù)數(shù)學(xué)模模型，，也就就是線線性規(guī)規(guī)劃模模型。。1.1問題題引入入（什什么是是線性性規(guī)劃劃模型型）32例題1（課課本p16例1）（（生產(chǎn)產(chǎn)計劃劃問題題）

單位產(chǎn)品消產(chǎn)品耗定額（件）資源甲乙現(xiàn)有資源的限制鋼材銅材設(shè)備能力1001124（噸）3（噸）8（千臺時）單位產(chǎn)品的利潤（萬元）22決策變變量甲甲、、乙產(chǎn)品的的產(chǎn)量量x1，x2目標(biāo)函函數(shù)Maxf=2x1+2x2約束條條件s.t.x1≤4x2≤3x1+2x2≤8x1,x2≥01.1問題題引入入（什什么是是線性性規(guī)劃劃模型型）33例題2：（下下料問問題））用一塊塊邊長長為a的正正方形形鐵皮皮做一一個容容器，，應(yīng)如如何剪剪裁，，使得得做成成的容容器的的容積積為最最大？？決策變變量x目標(biāo)函函數(shù)MaxV=(a-2x)2·x約束條條件a≥x≥0由于目目標(biāo)函函數(shù)是是一個個關(guān)于于x的三次次函數(shù)數(shù)，所所以這這不是是線性性規(guī)劃劃模型型，是是一個個非線線性規(guī)規(guī)劃模模型。。1.1問題題引入入（什什么是是線性性規(guī)劃劃模型型）是否線性規(guī)劃？34練習(xí)題題1：：（產(chǎn)產(chǎn)銷平平衡的的運輸輸問題題）已知:一一家家糖果公公司有兩兩個加工工廠（（A1，A2），公司司要把這這兩個工工廠生產(chǎn)產(chǎn)的糖果果運往三三個銷售售地區(qū)（（B1，B2，B3，）。已已知知每個工工廠的產(chǎn)產(chǎn)量、每每個銷售售地點的的銷量、、各工廠廠到各銷銷售地點點每噸糖糖果的運運價。問題：如如何安排排調(diào)運方方案，在在滿足各各銷售地地點需要要的情況況下，使使總的運運費最少少。B1B2B3產(chǎn)量A12314A24256銷量343B1B2B3產(chǎn)量A1x11x12x134A2x21x22x236銷量3431.1問問題引入入（什么么是線性性規(guī)劃模模型）35練習(xí)題2：（合合理下料料問題））某某鋼筋車車間，現(xiàn)現(xiàn)用的原原料是長長度10米的鋼鋼筋（直直徑相同同），需需要制作作一批長長度為3米的鋼鋼筋90根，長長度為4米的鋼鋼筋60根，問問怎樣下下料既滿滿足需要要，又使使原材料料最少？？（請建建立其線線性規(guī)劃劃模型））解：根據(jù)據(jù)題意，，可有如如下三種種下料方方式：（（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。設(shè)三種下下料方式式分別用用原材料料（10米）x1，，x2 ，x3根。1.1問問題引入入（什么么是線性性規(guī)劃模模型）36練習(xí)題3：某某大學(xué)計計劃早春春時期在在校園內(nèi)內(nèi)草坪上上施肥，，草坪需需要的氮氮、磷、、鉀的最最低數(shù)量量以及市市場上銷銷售的三三種肥料料的成分分和價格格如下表表所示。。1.1問問題引入入（什么么是線性性規(guī)劃模模型）元素最低需要數(shù)量肥料氮含量磷含量鉀含量價格（元/1000kg）氮10A251051000磷7B10510800鉀5C5105700這所大學(xué)學(xué)可以根根據(jù)需要要不受限限制地購購買到各各種肥料料，混合合后施放放到草坪坪上，列列出一個個線性規(guī)規(guī)劃模型型確定購購買各種種肥料的的數(shù)量，，既滿足足草坪的的施肥需需求，又又使總成成本最低低。37解：設(shè)x1為購買肥肥料A的的數(shù)量，，x2為購買肥肥料B的的數(shù)量，，x3為購買肥肥料C的的數(shù)量，，則線性性規(guī)劃模模型為：：練習(xí)題3答案381.1問問題引入入（什么么是線性性規(guī)劃模模型）（1）理理解什么么是線性性規(guī)劃模模型和線線性規(guī)劃劃模型的的三個基基本要素素。（2）給給出一個個線性規(guī)規(guī)劃問題題，初步步學(xué)會建建立其線線性規(guī)劃劃模型。。1.1問問題引入入（什么么是線性性規(guī)劃模模型）學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)務(wù)總結(jié)391.2.1線性性規(guī)劃的的一般模模型：對于一般般線性規(guī)規(guī)劃模型型，目標(biāo)標(biāo)函數(shù)可可以求最最大（如如利潤最最大）也也可以求求最?。ǎㄈ绯杀颈咀钚。?。約束束條件可可以是““≥”，也也可以是是“≤”，或““=”。。由此可可以把一一般的線線性規(guī)劃劃模型表表示為：：1.2線線性規(guī)劃劃的一般般模型與與標(biāo)準(zhǔn)形形式401.2.2線性性規(guī)劃一一般模型型的簡寫寫式、向向量式和和矩陣式式：對于一般般線性規(guī)規(guī)劃模型型，還有有另外幾幾種簡單單的表達(dá)達(dá)形式（（簡寫形形式、向向量形式式、矩陣陣形式））：簡寫形式式：1.2線線性規(guī)劃劃的一般般模型與與標(biāo)準(zhǔn)形形式411.2.2線