《统计分析教材:MATLAB定量决策五大类问题·50个运作管理经典案例分析》将定量决策问题进行归类,以实际案例为导向,遵循“提出问题→分析问题→解决问题”的逻辑,在对案例特点进行剖析的基础之上建模并选取相应的决策方法,通过编写MATLAB程序求解,充分体现“案例实用性,程序通用性,思路连贯性,求解可模仿性”。读者参阅的时候,只要把案例中的数据换成自己需要处理的数据,或根据实际需要对问题进行改编,调用相应程序即可实现求解。
《统计分析教材:MATLAB定量决策五大类问题·50个运作管理经典案例分析》可作为工业工程、管理科学与工程以及经济金融专业的本科生、研究生学习,教师教学的参考书,也可供想提高自己工作中预测和决策水平的生产运作管理人员、科研工作者及数学建模爱好者参考。
本书背景
决策的本质是最优(合理)地分配有可选择用途的稀有资源。实际生活中,经常需要以定量分析的方式决策人力、物力和财力的优化使用,这样的问题就是定量决策问题。定量决策是决策科学与方法中的重要内容,除少数简单问题可进行手工求解之外,大多数问题通常需要借助计算机进行模拟求解。目前,市面上的相关书籍大多以介绍理论方法和建模为主,而相对疏忽了求解方法的介绍,以“方法导向冶为组织逻辑,即”介绍方法寅列举案例冶,该组织逻辑的主要不足在于不便于在碰到实际问题时选择有效的解决方法。鉴于此,为更利于解决问题,本书采取“问题导向冶为组织逻辑——-”提出问题寅分析问题寅解决问题冶,给出建模过程并通过计算机进行模拟求解。本书将常见的定量决策问题归结为五大类,包括资源配置问题、作业安排问题、库存订货问题、路径选择问题和经济金融问题,每大类问题又细分为几个小类,并给出了相应的分析案例及练习案例,可方便读者根据自己的需要有选择地查阅相应内容。当然,这里的问题分类只是作者的一种考虑,不同的人定有不同的见解,而且有些案例可以同时归为不同的类别,出于不重复的原则,而将其置于某一类之中了。
主要特色
本书主要的特点是“问题导向,淡化理论,突出实用冶,即各章首先抛出问题,然后重点讲授应用方法,淡化理论推导和计算,借助于功能强大的工程计算应用软件MATLAB来求解模型,特别突出解决实际问题的”实用性冶和“指导性冶,语言简洁精炼,极富”可读性冶,具体体现在以下两个方面。
1.案例经典,源于实践,实用性强
全书所精选的案例均源于生产运作实践,并详细讲述了建模和模拟求解的全过程,读者可通过对案例的学习和研究,直接将其或稍加修改应用于解决实际碰到的新问题。
2.图文并茂,深入浅出,可读性强
全书根据案例选取相应定量决策方法进行求解,算法力求直观、简洁,并配有大量的图表,其中很多都是作者自己的学习心得和体会,可以说完全是站在一个读者和学习者的角度,用尽可能通俗的语言编撰而成的。
建议读者
本书的读者需要有一定的MATLAB基础和数学基础,可以根据“使用指南冶直接选取自己最需要或最感兴趣的内容进行“直入主题冶式阅读。
书中的案例经典,旨在”授人以渔冶,予以方法的引导和思维的启发,对于实践中碰到的新问题,可在相关案例的基础之上进行拓展。MATLAB有着强大的运算功能,要达到应用自如的地步,是非花费一定的时间和精力不可的。本书给出的MATLAB自编函数程序仅供参考,读者可根据实际问题的需要调用相应的MATLAB函数程序,不过更希望读者对其进行完善或完全自行编写,以提升自己的思维和编程实践能力。
使用指南
为便于读者学习,以及更好地从书中查阅相应内容,特地编写了本书的使用指南。该指南以“明确问题大类寅选择问题小类寅解决实际问题冶为组织逻辑。从该指南中,可以清楚地看出本书的知识体系。
编排体例
每章首先抛出问题,有”开门见上冶之用意,旨在便于读者带着问题有目的性、有指向性地去思考,以提升解决问题的效率。每篇属于一大类问题并特意分为5章,将该大类问题的主要子问题细分,每章为一小类问题,并通过2个典型案例和3个练习案例对其应用加以阐述。每个案例均由案例背景、理论基础、模型建立、MATLAB求解4个部分组成。案例背景部分给出具体案例及其需要解决的问题,并对案例的特点进行说明;理论基础部分针对案例给出的问题阐明求解的主要方法;模型建立部分给出建立数学模型的具体过程;MATLAB求解部分给出求解的原创程序及求解结果。全书五篇,看似互不相干,可以随意安排次序,实则是作者特意所为。决策之主旨实为运用科学方法进行资源配置的优化问题,将其列为首篇以开宗明义,可视为“引论冶;随后三篇并列递进,围绕这一主旨展开论述,可视为”本论冶;经济金融问题是优化资源配置的最终体现,将其作为最后一篇,意在与首篇主旨相呼应,可视为“结论冶。当然,各篇又相对独立,故这并不妨碍读者根据自己的兴趣随意挑选其章节研读。
对于通用MATLAB函数程序,为便于查阅,特意集中于光盘中;为便于读者结合模型理解软件应用,每个案例求解的MATLAB脚本文件源码则在正文中予以给出,不过出于篇幅考虑而删除了一些无关紧要的解释性语句。对于每个案例的MATLAB求解结果,为展现其原貌给读者以亲切感,特意采取屏幕截图的方式给出。
作者致谢
本书在编撰过程中参阅了大量的中外文献资料及网络资料,主要参考资料已列于每篇结尾处。
在此对国内外相关作者表示衷心的感谢。
特别感谢电子工业出版社及相关工作人员,在出版了我的《MATLAB&Excel定量预测与决策———运作案例精编》(2012年)这部作品之后,又决定出版这部《MATLAB定量决策五大类问题———50个生产运作管理经典案例》。
本书数易其稿,但囿于作者水平和经验,一些问题还有待进一步探讨,书中难免有疏漏、错误和不当之处,尚祈学界同仁和广大读者不吝赐教,以匡其不逮。
编摇著摇者
2012年12月12日
题篇
第1章 摇资源利用问题
1.1 摇案例背景
1.1.1 摇案例1——-部件配套生产问题
1.1.2 摇案例2——-专门容器设计问题
1.1.3 摇关于案例的说明
1.2 摇理论基础
1.2.1 摇配套生产问题
1.2.2 摇容器设计问题
1.2.3 摇线性规划与非线性规划的概念
1.2.4 摇线性规划的MATLAB求解
1.2.5 摇非线性规划的MATLAB求解
1.2.6 摇整数线性规划的MATLAB求解
1.3 摇模型建立
1.3.1 摇案例1的建模过程
1.3.2 摇案例2的建模过程
1.4 摇MATLAB求解
1.4.1 摇案例1的求解
1.4.2 摇案例2的求解
1.5 摇练习案例
1.5.1 摇养殖场的配料问题
1.5.2 摇特殊管材的合理下料问题
1.5.3 摇房屋建造问题
第2章 摇运输调配问题
2.1 摇案例背景
2.1.1 摇案例3——-供过于求的运输调配问题
2.1.2 摇案例4——-变形的运输调配问题
2.1.3 摇关于案例的说明
2.2 摇理论基础
2.2.1 摇运输调配问题的提法
2.2.2 摇基本的运输调配问题
2.2.3 摇运输调配问题的变形
2.2.4 摇运输调配问题的MATLAB求解
2.3 摇模型建立
2.3.1 摇案例3的建模过程
2.3.2 摇案例4的建模过程
2.4 摇MATLAB求解
2.4.1 摇案例3的求解
2.4.2 摇案例4的求解
2.5 摇练习案例
2.5.1 摇供需平衡的运输配送问题
2.5.2 摇供不应求的运输调配问题
2.5.3 摇变形的运输调配问题
第3章 摇最优装载问题
3.1 摇案例背景
3.1.1 摇案例5——-背包问题
3.1.2 摇案例6——-货轮装载问题
3.1.3 摇关于案例的说明
3.2 摇理论基础
3.2.1 摇最优装载问题的概念
3.2.2 摇最优装载问题的类型
3.2.3 摇最优装载问题的MATLAB求解
3.3 摇模型建立
3.3.1 摇案例5的建模过程
3.3.2 摇案例6的建模过程
3.4 摇MATLAB求解
3.4.1 摇案例5的求解
3.4.2 摇案例6的求解
3.5 摇练习案例
3.5.1 摇货运列车装载一维完全背包问题
3.5.2 摇旅客的一维0鄄1背包问题
3.5.3 摇车辆的二维多重背包问题
第4章 摇任务指派问题
4.1 摇案例背景
4.1.1 摇案例7——-工作分配问题
4.1.2 摇案例8——-专家投标问题
4.1.3 摇关于案例的说明
4.2 摇理论基础
4.2.1 摇任务指派问题的假设
4.2.2 摇标准的任务指派问题
4.2.3 摇变形的任务指派问题
4.2.4 摇任务指派问题的MATLAB求解
4.3 摇模型建立
4.3.1 摇案例7的建模过程
4.3.2 摇案例8的建模过程
4.4 摇MATLAB求解
4.4.1 摇案例7的求解
4.4.2 摇案例8的求解
4.5 摇练习案例
4.5.1 摇标准任务分配问题
4.5.2 摇机器指派变形问题
4.5.3 摇施工安排变形问题
第5章 摇计划安排问题
5.1 摇案例背景
5.1.1 摇案例9——-生产流程的安排问题
5.1.2 摇案例10——-电子元件的生产计划问题
5.1.3 摇关于案例的说明
5.2 摇理论基础
5.2.1 摇计划安排问题的特点
5.2.2 摇计划安排问题的类型
5.2.3 摇计划安排问题的MATLAB求解
5.3 摇模型建立
5.3.1 摇案例9的建模过程
5.3.2 摇案例10的建模过程
5.4 摇MATLAB求解
5.4.1 摇案例9的求解
5.4.2 摇案例10的求解
5.5 摇练习案例
5.5.1 摇产品生产安排问题
5.5.2 摇质检员聘请问题
5.5.3 摇农场种植计划问题
本篇参考文献
第二篇 摇作业安排问题篇
第6章 摇单机作业排列排序问题
6.1 摇案例背景
6.1.1 摇案例11——-打字员处理业务顺序决策问题
6.1.2 摇案例12——-机械零件加工顺序决策问题
6.1.3 摇关于案例的说明
6.2 摇理论基础
6.2.1 摇作业排序的概念
6.2.2 摇优先级规则
6.2.3 摇绩效指标
6.2.4 摇单机作业排列排序问题的求解
6.3 摇模型建立
6.3.1 摇案例11的建模过程
6.3.2 摇案例12的建模过程
6.4 摇MATLAB求解
6.4.1 摇案例11的求解
6.4.2 摇案例12的求解
6.5 摇练习案例
6.5.1 摇汽车修理顺序问题
6.5.2 摇零件加工问题
6.5.3 摇多维规则的排序问题
第7章 摇流水作业排列排序问题
7.1 摇案例背景
7.1.1 摇案例13——-N项作业的双机排序问题
7.1.2 摇案例14——-N项作业的多机排序问题
7.1.3 摇关于案例的说明
7.2 摇理论基础
7.2.1 摇流水作业排列排序的概念
7.2.2 摇流水作业排列排序的最长流程时间
7.2.3 摇加工流程图条形图
7.2.4 摇双机作业排序的求解及MATLAB实现
7.2.5 摇多机作业排序的求解及MATLAB实现
7.3 摇模型建立
7.3.1 摇案例13的建模过程
7.3.2 摇案例14的建模过程
7.4 摇MATLAB求解
7.4.1 摇案例13的求解
7.4.2 摇案例14的求解
7.4.3 摇案例14的遍历法求解
7.5 摇练习案例
7.5.1 摇双机作业排序问题
7.5.2 摇多机作业排序问题
7.5.3 摇多机作业排序问题
……