重點考試科目-系統(tǒng)工程講義

系統(tǒng)工程《管理科學與工業(yè)工程》碩士研究生課程二○○四年十月SystemsEngineering系統(tǒng)工程

系統(tǒng)工程學科產(chǎn)生的背景20世紀90年代以來，以微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及軟件工程技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，不斷地掀起新技術(shù)革命的浪潮，極大地促進了生產(chǎn)力的提高和社會經(jīng)濟組織模式的更新。為了迎接世界經(jīng)濟全球化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的挑戰(zhàn)，在新的世界競爭格局中順利推進信息化進程，使企業(yè)適應(yīng)WTO的競爭環(huán)境，產(chǎn)生了許多新興學科以推動企業(yè)適應(yīng)環(huán)境并快速發(fā)展。步入21世紀，現(xiàn)代制造模式的特點呈現(xiàn)為集成特性、快速響應(yīng)、以顧客為中心、滿意質(zhì)量以及綠色特性?，F(xiàn)代制造系統(tǒng)模式為適應(yīng)21世紀制造業(yè)的需要不斷發(fā)展，其發(fā)展趨勢可用“五化”簡要描述，即集成化、全球化、網(wǎng)絡(luò)信息化、柔性化和綠色化。

制造系統(tǒng)的變遷與發(fā)展的動力制造企業(yè)三流運動制造系統(tǒng)中的信息流制造系統(tǒng)中的物流1．集成化集成化是現(xiàn)代制造系統(tǒng)模式的一個顯著特征。制造系統(tǒng)模式中的集成特征正在向著深度和廣度方向發(fā)展，目前已從企業(yè)內(nèi)部的信息集成和功能集成發(fā)展到實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程的過程集成，并將發(fā)展到企業(yè)間的動態(tài)集成。2.全球化

制造全球化基于經(jīng)濟學最基本的原則——成本和效率優(yōu)先，它有利于生產(chǎn)要素在全球范圍內(nèi)的快速流動，最大規(guī)模地合理配置資源，追求最佳經(jīng)濟效益。同時，信息技術(shù)、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)以及交通運輸?shù)母咚侔l(fā)展也為制造全球化奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，從而使得制造全球化的趨勢正在迅速發(fā)展。3．網(wǎng)絡(luò)化

制造網(wǎng)絡(luò)化包括以下幾個方面：(1)制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)制造過程的集成；(2)整個制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)企業(yè)中工程設(shè)計、制造過程、經(jīng)營管理的網(wǎng)絡(luò)化及其之間的集成；(3)企業(yè)與企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與優(yōu)化利用；(4)通過網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異地制造；(5)網(wǎng)絡(luò)化的市場系統(tǒng)：包括網(wǎng)絡(luò)廣告、網(wǎng)絡(luò)銷售、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。分散網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)ExtranetInternet項目管理產(chǎn)品研發(fā)DNPS市場銷售采購供應(yīng)用戶支持INTERNET加工制造北京上海香港重慶ISDNISDNISDNInternet深圳西安ISDN網(wǎng)絡(luò)化制造支撐系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作制造系統(tǒng)模具設(shè)計模具制造產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品制造最終用戶物料供應(yīng)虛擬仿真快速成形快速成形定單模具產(chǎn)品模具定單基于Internet的協(xié)同設(shè)計顧客

A顧客

B互聯(lián)互換半互操作互操作零件庫零部件或產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化工程環(huán)境WAN表示層應(yīng)用InternetInternetServerInternetServer應(yīng)用連接各種軟件工具產(chǎn)品和制造信息資源庫支持供應(yīng)鏈制造的網(wǎng)絡(luò)化工程面向個別企業(yè)的解決方案ICNIndustrialCooperationNetworksAgileDesignandManufactureEngineeringBasedonNetwork面向整個行業(yè)的解決方案產(chǎn)品和制造信息資源庫標準軟件產(chǎn)品SCM敏捷設(shè)計敏捷制造

TUDarmstadt4.柔性化制造柔性化是指制造企業(yè)對市場多樣化需求和外界環(huán)境變化的快速動態(tài)響應(yīng)能力，也就是制造系統(tǒng)快速經(jīng)濟地生產(chǎn)出多樣化新產(chǎn)品的能力。

CAD/CAE/CAPP/CAM直到虛擬制造等技術(shù)的發(fā)展，為底層加工的上一級技術(shù)層次的柔性化問題找到了解決方法。經(jīng)營過程重組(BPR)、制造系統(tǒng)重構(gòu)(ReconfigurableManufacturingSystem，RMS)等新興技術(shù)和管理模式的出現(xiàn)將為整個制造系統(tǒng)的柔性化開辟道路。制造柔性化還將為大量定制生產(chǎn)的制造系統(tǒng)模式提供基礎(chǔ)。大量定制生產(chǎn)(MassCustomization)模式的關(guān)鍵是實現(xiàn)產(chǎn)品標準化和制造的柔性化之間的平衡。5.綠色化綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響（負作用）為零或者極小，資源消耗盡可能小，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。現(xiàn)代制造系統(tǒng)發(fā)展的過程20世紀90年代以來，以微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及軟件工程技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，不斷地掀起新技術(shù)革命的浪潮，極大地促進了生產(chǎn)力的提高和社會經(jīng)濟組織模式的更新。為了迎接世界經(jīng)濟全球化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的挑戰(zhàn)，在新的世界競爭格局中順利推進信息化進程，使企業(yè)適應(yīng)WTO的競爭環(huán)境，產(chǎn)生了許多新興學科以推動企業(yè)適應(yīng)環(huán)境并快速發(fā)展。時至今日，任何一國的國民生產(chǎn)總值中都有80％以上與物質(zhì)生產(chǎn)和消費密切相連，其工業(yè)化程度的高低直接決定社會的發(fā)展階段和人民的生活水平，而在工業(yè)部門中，制造業(yè)占有中心地位。在今日中國，制造業(yè)直接創(chuàng)造國民生產(chǎn)總值的1/3，占整個工業(yè)生產(chǎn)的4/5，出口總額的九成，提供8000多萬就業(yè)崗位，是1/3國家財政的來源。制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的主要組成部分，出口的主力軍，就業(yè)的重要市場。

建國以來，我們的制造業(yè)從無到有，逐步形成完整的工業(yè)體系。1978年以前，我們獨立自主自力更生，取得了以“兩彈一星”為代表的重大成就；最近這二十多年來，我國制造業(yè)獲得巨大發(fā)展，制造出了秦山300兆瓦核電站、數(shù)字程控交換機、銀河及神威高性能計算機等有形產(chǎn)品。

現(xiàn)在，我國制造業(yè)的工業(yè)增加值（工業(yè)企業(yè)在報告期內(nèi)以貨幣形式表現(xiàn)的工業(yè)生產(chǎn)活動的最終成果）居世界第四位，僅次于美國、日本和德國。

世界制造業(yè)正一步步向中國轉(zhuǎn)移：裝配電腦整機所需零配件，95％以上可在東莞市采購；格蘭仕微波爐的銷售規(guī)模占全球市場的35％；江蘇電腦鼠標的產(chǎn)量占全球總量的65％；早在1999年，全球彩電銷售量的四成在中國生產(chǎn)，而復印機更占到六成；日本的五大汽車廠，豐田、本田、日產(chǎn)、三菱、馬自達已全部在中國設(shè)廠；奧迪轎車已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，中國產(chǎn)寶馬轎車已下線，奔馳汽車也開始了和北汽福田的全面合作。中國正在成為全球的“制造工廠”！ContinueThinking……CourseName:SystemsEngineeringCourseHoursandCredits:24+12+4Hs,2ScrsTargetStudents:PostgraduatestudentsofMechanicEngineeringPre-studiedCourses:OperationResearch,WorkDesign,etc.Textbook:IntroductiontoOperationResearch,SeventhEdition,Prof.Hiller,StanfordUniversity.ReferenceBook:“SystemsEngineering:ArtandScienceinanInternationalContext”,JohnS.MacDonald,MacDonaldDettwiler,Richmond,B.C.,CanadaPUTTINGSYSTEMSTOWORK,DerekK.Hitchins,ProfessorWhyshouldwelearnSystemsEngineering?(1)TheNEEDofthelifeinthefuture(2)ChangingthewayofTHINKING(3)OptimizationofthemethodyousolvetheProblems(4)MyExperienceHowcanwestudySE?MissionsTeachStudentstheKnowledgeofSystemsEngineeringTeachstudentsthewayofconsideringthingsTeachthestudentsmethodstosolvetheproblemscorrectly考試及成績：閉卷考試：150分鐘60%開卷論文：8小時40%第一章

概述1.1系統(tǒng)的概念

系統(tǒng)工程的研究對象是組織化的大規(guī)模復雜系統(tǒng)。一、系統(tǒng)的定義

系統(tǒng)是由兩個以上有機聯(lián)系、相互作用的要素組成，具有特定功能、結(jié)構(gòu)和環(huán)境的整體。該定義有四個要點。系統(tǒng)及其要素系統(tǒng)是由兩個以上要素組成的整體，這些要素可以是單個事物，也可以是一群事物的子系統(tǒng)、分系統(tǒng)。系統(tǒng)和環(huán)境。任一系統(tǒng)又是它所從屬系統(tǒng)的組成部分，并與其相互作用。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成系統(tǒng)的各要素之間存在一定的有機聯(lián)系，形成一定的結(jié)構(gòu)和秩序。系統(tǒng)的功能。任何系統(tǒng)都特定的功能和運作的目的。二、系統(tǒng)的一般屬性整體性集合性相關(guān)性層次性環(huán)境適應(yīng)性目的性

三、系統(tǒng)的類型自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)1.2系統(tǒng)工程的概念一、系統(tǒng)工程的概念及特點定義系統(tǒng)工程是從總體出發(fā)、合理開發(fā)、設(shè)計、實施和運用系統(tǒng)的技術(shù)，從而達到全局最優(yōu)的工程技術(shù)，是屬于一門綜合性的工程技術(shù)。特點整體性綜合性最優(yōu)性創(chuàng)新性二、系統(tǒng)工程的應(yīng)用領(lǐng)域社會系統(tǒng)工程（重慶交通堵塞）經(jīng)濟系統(tǒng)工程區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程（區(qū)域信息化系統(tǒng)）環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程（三峽植被系統(tǒng)）能源系統(tǒng)工程農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程企業(yè)系統(tǒng)工程（長安企業(yè)信息化工程）工程項目管理系統(tǒng)工程科技管理系統(tǒng)工程教育系統(tǒng)工程交通運輸系統(tǒng)工程人口系統(tǒng)工程軍事系統(tǒng)工程信息系統(tǒng)工程物流系統(tǒng)工程水資源系統(tǒng)工程第二章

系統(tǒng)工程基本理論2.1系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)一般系統(tǒng)論發(fā)展耗散結(jié)構(gòu)理論控制論協(xié)同學信息論理論基礎(chǔ)突變論運籌學線性規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃排隊論存儲論對策論圖論信息制造論（Boeing777）

……概率與數(shù)理統(tǒng)計高等代數(shù)模糊數(shù)學集合論

……2.2系統(tǒng)工程理論的新發(fā)展日益向多種學科滲透和交叉發(fā)展。系統(tǒng)工程作為一門軟學科，日益受到人們的重視。復雜適應(yīng)系統(tǒng)理論。系統(tǒng)工程研究和應(yīng)用的范圍越來越廣，對象系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，并朝著“巨系統(tǒng)”的方向發(fā)展綜合集成研討廳體系構(gòu)想。第三章

系統(tǒng)工程方法論

系統(tǒng)工程方法論的定義：系統(tǒng)工程方法論就是分析和解決系統(tǒng)開發(fā)、運作及管理實踐中的問題所應(yīng)遵循的工作程序、邏輯步驟和基本方法，是系統(tǒng)工程考慮和處理問題的一般方法和總體框架。3.1系統(tǒng)工程基本工作過程一、霍爾三維結(jié)構(gòu)

霍爾三維結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的系統(tǒng)化、綜合化、最優(yōu)化、程序化和標準化等特點，是系統(tǒng)工程方法論的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。

時間維時間維表示系統(tǒng)工程的工作階段或進程。邏輯維邏輯維是指系統(tǒng)工程每個階段工作所應(yīng)遵從的邏輯順序和工作步驟。知識或?qū)I(yè)維該維表征從事系統(tǒng)工程工作所需的知識，也反映系統(tǒng)工程應(yīng)用的專業(yè)領(lǐng)域。二、切克蘭德方法論系統(tǒng)的分類

Checkland在他的著作《軟系統(tǒng)方法論》一書中將系統(tǒng)分為兩種：目標明確、結(jié)構(gòu)清晰、機理清楚、可用數(shù)學模型表達的硬系統(tǒng)。目標不明確、結(jié)構(gòu)不良、機理不清楚、難于用數(shù)學模型表達的、偏社會、經(jīng)濟、文化、生物的軟系統(tǒng)。Checkland軟系統(tǒng)方法論的主要內(nèi)容和工作過程:認識問題根底定義建立概念模型比較及探尋選擇設(shè)計與實施評估與反饋三、兩種方法論的比較霍爾方法論主要以工程系統(tǒng)為研究對象，而切克蘭德方法更適合經(jīng)濟和經(jīng)營管理等“軟”系統(tǒng)問題的研究。前者的核心內(nèi)容是優(yōu)化分析，而后者的核心內(nèi)容是比較學習。前者更多關(guān)注定量分析方法，而后者比較強調(diào)定性或定性與定量有機結(jié)合的基本方法。3.2系統(tǒng)分析原理及應(yīng)用一、系統(tǒng)分析的概念及其要素系統(tǒng)分析的定義系統(tǒng)分析是運用建模及預(yù)測、優(yōu)化、仿真、評價等技術(shù)對系統(tǒng)各個方面進行定量與定性結(jié)合的分析，為選擇最優(yōu)或最滿意的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析研究過程。系統(tǒng)分析的要素問題目的及目標方案模型評價決策者二、系統(tǒng)分析的程序初步分析在此階段應(yīng)圍繞以下六個方面的問題展開：What。研究什么問題？Why。為什么要研究該問題？Where。系統(tǒng)邊界和環(huán)境如何？When。分析的是什么時候的情況？Who。決策者、行動者、所有者等關(guān)鍵的主體是誰？How。如何實現(xiàn)系統(tǒng)的目標狀態(tài)？規(guī)范分析綜合分析三、環(huán)境分析系統(tǒng)環(huán)境分析類型物理和技術(shù)環(huán)境（高空實驗臺）經(jīng)濟和經(jīng)營管理環(huán)境分析社會環(huán)境分析

系統(tǒng)環(huán)境分析的意義環(huán)境是系統(tǒng)工程問題存在的物質(zhì)基礎(chǔ)。系統(tǒng)分析系資料來自環(huán)境。系統(tǒng)評價的資料來源于環(huán)境。環(huán)境分析幾乎貫穿于系統(tǒng)分析的全過程，具有重要的作用。四、應(yīng)用系統(tǒng)分析的原則堅持問題導向以整體為目標多方案模型分析和優(yōu)選定量和定性分析相結(jié)合多次反復進行五、系統(tǒng)分析實例實行以優(yōu)化控制為主線的系統(tǒng)分析與科學決策案例運用系統(tǒng)分析原理控制污染物排放案例案例一：實行以優(yōu)化控制為主線的系統(tǒng)分析

與科學決策案例分析前幾年，廣東某酒廠在原材料、能源漲價及市場疲軟的沖擊下，瀕臨停產(chǎn)的困境。為此，企業(yè)的領(lǐng)導們提出向決策要效益。這需要從傳統(tǒng)的決策思維模式中解脫出來，綜合運用現(xiàn)代科學的管理技術(shù)，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程實施以分析－優(yōu)化一控制為主線的系統(tǒng)分析與科學決策，才能使得企業(yè)煥發(fā)生機。具體是如何分析和實施的呢？系統(tǒng)分析過程經(jīng)歷以下四個主要階段：問題結(jié)構(gòu)分析要素與目標分析優(yōu)化分析方案調(diào)整問題結(jié)構(gòu)分析根據(jù)企業(yè)年計劃利潤70萬元、產(chǎn)值585萬元的原有目標，按生產(chǎn)、經(jīng)營、財務(wù)、管理劃成四大塊分解展開。用統(tǒng)計分析和因素分析等方法發(fā)現(xiàn)原有計劃生產(chǎn)的三大系列八個品種中，虧損產(chǎn)品元紅、善釀和汗燒三個品種，占全部產(chǎn)品數(shù)的37％，虧損總額為50萬元，占產(chǎn)品盈利額的46．4％，影響了利潤計劃的如期完成。初步分析表明，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、優(yōu)化生產(chǎn)計劃，乃是企業(yè)管理中面臨的主要問題。要素與目標分析通過對產(chǎn)品市場需求、原材料和能源等資源的供給、國家政策、競爭者狀況等環(huán)境因素的分析預(yù)測，以及運用邊際收益法對企業(yè)生產(chǎn)能力的分析，該企業(yè)決策者們決定將產(chǎn)品方向調(diào)整為：以發(fā)展黃酒為主體，增加瓶酒產(chǎn)量，控制白酒生產(chǎn)，并將提高黃酒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)效益作為優(yōu)化的基本要求。優(yōu)化分析為了達到產(chǎn)品利潤最大的目標，采用線性規(guī)劃方法，根據(jù)加飯、元紅、香雪、善釀四個品種的單位利潤、原料、銷售和產(chǎn)值等相應(yīng)的約束條件，運用計算機，迭代解出達到產(chǎn)品利潤最大的最優(yōu)方案為：加飯700t、元紅7600t、香雪140t、善釀40t。方案調(diào)整為了完成下半年預(yù)定的增益指標40萬元，并考慮到實際的企業(yè)能力、市場需求及其變化，對上一階段建立在優(yōu)化分析基礎(chǔ)上的計劃方案進行調(diào)整，增加了瓶酒的產(chǎn)量。對生產(chǎn)計劃的科學調(diào)整，使企業(yè)開始取得明顯的經(jīng)營效果和經(jīng)濟效益。該廠成功運用系統(tǒng)分析方法之處，在于根據(jù)情況的變化，不斷用系統(tǒng)思想和系統(tǒng)分析方法調(diào)整和優(yōu)化經(jīng)營決策。該企業(yè)注意以實際問題為導向，綜合使用多種分析方法。整個分析過程從大到小，先粗后細，分析與決策程序具有科學性和普遍適用性。案例二：運用系統(tǒng)分析原理控制污染物排放位于某著名旅游城市市郊的某火力發(fā)電廠曾面臨一個棘手的問題，即如何減少煙囪排放的煙塵與SO2量，才能使風景勝地的環(huán)境得到綜合治理。為此，運用系統(tǒng)分析原理，找到了投資少、見效快的最佳治理方案，取得了明顯的經(jīng)濟、社會效益。其具體做法如何呢？系統(tǒng)調(diào)查與初步設(shè)計首先是獲取城市的基本情況和氣象數(shù)據(jù)，以及電廠的機組、鍋爐等設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)等資料。分析污染物在電廠內(nèi)的遷移過程(燃料－鍋爐－除塵器－煙囪－排放)及所用燃煤的化學成分等。其次是建立計算機模擬模型，模擬發(fā)電廠煙塵排放的煙塵與SO2量。模擬結(jié)果表明，煙塵模擬值823.1kg/h，是國家標準170kg/h的4.84倍；SO2模擬值1844kg/h，是國家標準的10.85倍。方案綜合及評估根據(jù)系統(tǒng)調(diào)查與分析，提出有針對性的四個方案，并進行模擬分析與評估。方案A：修建一座高煙囪。把原來45m高的煙囪改為120m高。模擬分析顯示，可使污染物排放控制在國家標準之內(nèi)。該方案需要投資22萬元。另外，該高度煙囪對附近的機場營運有一定影響。方案B：改用電除塵器。將原來的多管旋風除塵器改為新型的電除塵器。模擬分析結(jié)果表明，可使煙囪排放量從823.1kg/h降至132.8kg/h，再用預(yù)洗等方法可降低SO2排放量。購買電除塵器的投資約需70萬元以上。方案C：改換鍋爐。投資200萬元購買2臺75t的鍋爐，這樣可以減少污染物的排放，但由于燃燒效率降低，會帶來每年11.76萬元的經(jīng)濟損失。方案D：改用優(yōu)質(zhì)煤。將原用煤改為新煤種。模擬分析表明，可使煙塵排放量降至85.53kg/h，SO2排放量降至129.7kg/h，均低于國家標準。如政策有利，基本上可不增加太多的燃料費用。系統(tǒng)決策經(jīng)過模擬研究、經(jīng)濟分析和綜合評價(過程略)，選擇近期防治對策中的最佳方案即方案D（改用優(yōu)質(zhì)煤）。從遠期考慮，可在方案D的基礎(chǔ)上逐步采用燒油的方案，以進一步減少水污染。本案例利用計算機模擬手段，以對系統(tǒng)方案的技術(shù)分析為基礎(chǔ)，并把技術(shù)分析與經(jīng)濟評價緊密地結(jié)合起來。使得企業(yè)順利完成了技術(shù)改造的過程。3.3對系統(tǒng)工程方法論的新探索中國科學家錢學森等于20世紀90年代提出了從定性到定量的綜合集成系統(tǒng)方法論中國系統(tǒng)工程專家顧基發(fā)和英國華裔專家朱志昌于90年代中期提出WSR系統(tǒng)方法論。20世紀90年代，日本科學學者提出西那雅卡那系統(tǒng)方法論。四、CIMS的系統(tǒng)工程分析方法CIMOSACIMOSA支持CIM系統(tǒng)生命周期的各個階段，從需求說明開始，經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計、實施、運行和維護，甚至到向某一CIMOSA解決方案進行的系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。CIMOSA用一套語言和方法論提供了建模、分析和設(shè)計的概念，它適用于不同用戶觀點的不同層次的企業(yè)用戶。CIMOSA參考體系結(jié)構(gòu)，由歐洲ESPRIT計劃中的AMICE共同體開發(fā)而成，是半規(guī)范化的和試圖用作任何商業(yè)企業(yè)建模語言環(huán)境的結(jié)構(gòu)集合。此體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和基本控制結(jié)構(gòu)收集在稱為正式參考基礎(chǔ)II（FRB）和正式參考基礎(chǔ)III中。FRB包含兩部分：建?？蚣芎图苫A(chǔ)（IIS）CIMOSA建模框架，即所熟知的CIMOSA立方體，如圖所示。該建?？蚣芴峁┝艘粋€參考體系結(jié)構(gòu)和一個專用體系結(jié)構(gòu)。它包含三個建模層次（需求定義、設(shè)計說明、實施描述）和四個視圖（功能、信息、資源、組織）。CIMOSA參考體系結(jié)構(gòu)（CIMOSA立方體的左邊兩部分）提供了通用構(gòu)件塊、部分專用模型以及三個建模層次中每一層的用戶指南。專用體系結(jié)構(gòu)（CIMOSA立方體的右邊部分）是為特定企業(yè)建模提供框架的那部分，也就是說，它展示了給定的CIM解決方案。通用構(gòu)件或基本結(jié)構(gòu)是建模的要素，用它們可以描述一個特定企業(yè)的需求和解決方案。部分專用模型，部分實例化的CIMOSA解決方案適用于一個或多個行業(yè)領(lǐng)域，也在本參考體系結(jié)構(gòu)中提供了，用戶可以定制他（她）的特定企業(yè)的模型的一部分。CIMOSA建?？蚣艽_保來自不同資源的部分專用模型可用于建立特定企業(yè)的模型。3.4關(guān)于系統(tǒng)的一些基本問題

Input-OutputSystemAsshowninFigure,thesystem(manufacturingsystem)canbethoughtofasatransformation(factory)Toninputs(resourcesofproduction,especiallyrawmaterials)I,whichproducesoutputs(products)O;thisinput-outputrelationshipisexpressedsymbolicallybymeansofthefollowingequation:

T(I)=OorT:I→O,(1.1)WhereTismathematicallycalledanoperator.Children’stoysTRANSFORMATIONPROCESS[SYSTEM][ENVIRONMENT]INPUTSOUTPUTSFocusingontheaboveequation,questionsconcerningasystemusuallyfallintooneofthefollowingthreecategoriesandfiveproblems(Domy,1975):(1)Systemanalysis.ClarifycontentsofT,I,andO(investigatethefactory,rawmaterials,andproducts).(2)(a)Systemoperation.GivenTandI,findO(designtheproductstobemadebygivenrawmaterialsonanexistingfactory).(b)

Systeminversion.GivenTandO,findI(determinetherawmaterialstomakeacertainproductonanexistingfactory).(c)

Systemsynthesis(oridentification).GivenIandO,determineasuitableT(givenrawmaterialsandaproducttobeproduced,establishthesuitablefactoryordetermineanappropriateproductionprocess).(3)Systemoptimization.PickI,OorTsothataspecifiedevaluationcriterionisoptimized(decideproperrawmaterials,productsorproductionprocessessoastominimizethetotalproductiontimeorcostortomaximizethetotalprofitobtained).3.5系統(tǒng)生命周期的概念

Asystemmaybethoughtofashavingseven"ages"byanalogywiththesevenagesofMan.TheSevenAgesofSystemareshowninnextpagefigure,withanewsysteminthecentresupplantingitspredecessoronlytobereplacedinitsturnbythesystemattheright.Thefigureoffersaninterestinginsight.Ifasucceedingsystemistobereadyintime,itisnecessarytodevelopitsreplacement.Thisnotionpresentsaself-fulfillingprophecy--thenewsystemwillsucceedbecauseitisavailable,evenif,intheevent,theoriginalsystemhassurvivedandisinfullvigor.Systemsvaryintheireffectivenessandcostofownershipthroughouttheirlives,asshowninnextpageFigure.Agesofsystemaremappedontotheaxes,asshown;notethex-axisis"costperunittime".Followingthethickarrow,costsriseasthesystememergesfromdevelopmentintoimplementationandintooperationalusage.Transition--hopefully--seesagradualfall-offinoperatingcostsasinfantmortalitiesdisappear,systematicfaultsareironedoutandusersefamiliar.Graduallytilesystemtransitionstotiletopleft-handpartofthegraph,theageofutility,whereitismosteffectiveandcostsleasttoown.Fromthereitisalldownhilltowardssenilityandeventualreplacement.Whatcausesthedemise?Wedesigntechnologicalsystemswithcertainfixedfeatures,thevalueandcurrencyofwhicherodeswithtime.SomeareshownintheFigure;forexample,oursysteminteractswithmanyothersinoperation,andtheseothersarecontinuallychanging.Oursystemmayhavealimitedcapacityforexpansionandchange,whichesusedup--hencetheonsetofsenility.TVSET/VCD/MobileTelephone/…IIIIIITP3.6系統(tǒng)工程－系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)分析3.6.1SYSTEMDESIGN*ProcessSystemsengineeringisassociatedwiththeengineeringoflargeand/orcomplexsystems.Generally,thesizeofthetasksinvokestheformationofteamstoundertakesystemsengineeringandtheprocessofcreatingasystemhastobephased.ItisfortheorganizationasawholetoaddressthefullrangeofsystemsengineeringactivatesThephasesemployedinthecreationofsystemsalsovary,asdothetitlesascribedtoeachphase,butcangenerallybeconsideredunderthefollowingheadings(seeFigure)：Operations/requirementsanalysis--understanding,agreeingandspecifyingthecustomer'srequirementandtheend-users'needs.Systemdesign--designingtheapplicationsystemwhichwillbedeliveredtothecustomertomeettherequirement,togetherwithanengineeringsystemtoeffectthecreationoftheapplicationsystem.Figureshowstypicalphasesofaninformation-basedprojectandtheirrelationshipsinaso-called"waterfall"diagram,withfeedbackbeinginvokedasdevelopingworkneedstoberedone—anot-unusualhappeninginthebestofregulatedcircles.Systemdevelopment/production/manufacture/implementationSystemtestandIntegration--bringingtogetherofthevariouspartsfromwhichtheapplicationsystemistobeformedandestablishingthatthewholemeetstherequirement.Systemcommissioning--demonstratingtothecustomer,oftenatthesitewherethesystemistooperate,thatitmeetsitsrequirement.Systemsengineershaverolesinallthesephasesandduringthesubsequentphaseswhentheapplicationsystemisinoperation.*SystemsEngineeringActivitiesNextpagefigureshowsactivitiesassociatedwithaninformationtechnology-basedproject.Generally,thephasesaresequentialfromlefttoright,butwithtwoexceptions:equipmentandsoftwareengineering(projectengineering),occuratthesametime;therighthandcolumn,projectsupport,existsforthedurationoftheprojectanditsnotphased.龜甲萬的流通革新日本企業(yè)SCM應(yīng)用案例系統(tǒng)分析研討

2004-11背景分析

過去，醬油的流通主要通過特約店制度和直接送貨等方法、以維持銷售價格為主要目的構(gòu)筑了銷售渠道。但是60年代中期，大榮和伊藤洋華堂等大量銷售的連鎖店強勢登場之后，零售店的銷售份額和發(fā)言權(quán)都增大了。對于處在流通上游的企業(yè)提出了明碼標價、小包裝、JIT交貨（按指定時間、指定場所、指定數(shù)量交貨）等新的要求。對于新的流通方式的全面對應(yīng)和多頭送貨、多處庫存的舊的送貨體制，造成了龜甲萬流通、運輸成本的上升。比較其他的食品，醬油具有重量大、單價小的特點。所以，其它食品公司的運輸費用平均只占銷售額的4%（1990年），而龜甲萬的平均流通費用卻高達6.6%。加上泡沫經(jīng)濟的影響，80年代末90年代初的倉儲費用、運輸費用一路上升，1991年龜甲萬的平均運輸費用上升到占銷售額的7%以上。流通費用的迅速增長，迫使經(jīng)營高層開始考慮削減流通費用。從1993年到2002年，龜甲萬公司實施了三個改善流通結(jié)構(gòu)的計劃：DP95流通改善計劃、LP98流通改革計劃、加強流通服務(wù)質(zhì)量管理的ECR21計劃。通過這三個計劃的實施，龜甲萬公司建立起了自己的高效率、低成本的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，在日本食品行業(yè)中保持了競爭上的優(yōu)勢。1992年龜甲萬公司制定了從93年到95年的《DP95計劃》，計劃的手法是將所有導致流通費用上升的要素找出來，進行改善。計劃目標是到1995年，把流通費用比1991年的實際水平降低12億日元。這是一項用“戰(zhàn)略性供應(yīng)鏈物流管理”的觀點把過去分散的運輸、保管、搬運、包裝等一系列活動統(tǒng)一起來加以改善的計劃。DP95計劃內(nèi)容主要包括商品品種的整理、配送基準的確立、減少庫存等，其中最重要的是訂貨處理程序。而訂貨處理程序的設(shè)計最重要的部分是考慮顧客的方便的同時實現(xiàn)成本的節(jié)約。DP95計劃：戰(zhàn)略性供應(yīng)鏈物流管理

Back從80年代初開始，龜甲萬為了適應(yīng)多種的顧客要求和大型零售店的銷售需要，積極第開發(fā)了各種包裝的各類產(chǎn)品，商品品種和種類一味地增加，1991年全部商品和各類型包裝合計的品種數(shù)達到5000種以上。如此龐大的品種系列不僅增加了制造和推銷的困難，在保存、管理、送貨方面也形成很沉重的負擔。所以，流通改革的首要一步是現(xiàn)有商品品種的整理。1992年龜甲萬就停止生產(chǎn)了訂貨量非常小的約1000個品種與包裝的商品生產(chǎn)。DP95計劃開始以后，繼續(xù)對影響較小的商品進行整理，到1994年底，終于將商品品種及包裝類型集約到了約2000個。

Back1、商品品種的整理2、確立配送基準

在送貨方面，龜甲萬在幾個大的銷售地區(qū)為批發(fā)零售企業(yè)實施小口送貨服務(wù)，但是過分零散的小口送貨成了運輸成本上升的主要原因。為了提高運輸效率，1993年7月龜甲萬制定了新的配送基準，規(guī)定對批發(fā)商的最小送貨批量為20箱、對零售商的最小送貨批量為10箱。結(jié)合新配送基準的實施，在各主要地區(qū)設(shè)立訂貨中心，將原來由各地分店和營業(yè)點多層次接受定貨的機能，集中到訂貨中心和總公司兩級處理，大大減少了信息的遲誤和錯誤。

Back減少庫存也是DP95計劃的主要目標之一。主要方法是將所有商品按照出庫頻率進行分為3級，將出庫頻率最低的商品全部集中到生產(chǎn)工廠的倉庫，接受訂貨之后由生產(chǎn)工廠庫房送貨到各地分店和營業(yè)所，各地的分店和營業(yè)所的倉庫只保存出庫頻率最高和次高的商品。通過這種方法減少了各分店、營業(yè)所的庫存。結(jié)合庫存調(diào)整，將原先的四個流通和流通服務(wù)子公司合并為兩個，明確總公司和流通子公司的分工，提高了流通效率。

Back3、減少庫存Back訂貨處理程序改善計劃的主要內(nèi)容是：

1制訂將迄今為止在各營業(yè)支店接受定貨的的機能集中到分布在全國的8個訂貨中心；

2設(shè)立統(tǒng)一的接受定貨的方式和用現(xiàn)有庫存抵沖訂貨；

3為了實現(xiàn)訂貨數(shù)據(jù)輸入的系統(tǒng)化，使用直接輸入系統(tǒng)、電傳自動辨識系統(tǒng)、電子訂貨系統(tǒng)。

如果能夠?qū)崿F(xiàn)這三個內(nèi)容，就能大大減輕訂貨數(shù)據(jù)處理的壓力。龜甲萬公司為了方便訂貨和處理而導入的直接輸入系統(tǒng)，開發(fā)了能以電話上普通說話速度輸入訂貨的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是在有液晶感知器的終端上直接在畫面上輸入訂貨的訂貨方法。營業(yè)員一面接電話一面輸入，在“復述訂貨畫面”上利用對方復述訂貨內(nèi)容時的約10秒之間，在計算機畫面上確認庫存。對方按住“復述畢”的按鈕切斷電話后，營業(yè)畫面上就出現(xiàn)“出庫指示”的按鍵。由于不需要任何事后處理，所以不會出現(xiàn)訂貨票積存等錯誤，在接電話的同時就能確認庫存，也不會造成商業(yè)機會的損失。但是，也有一些小客戶不能使用這種直接訂貨系統(tǒng)，針對對這些小客戶的訂貨處理采用了電傳訂貨系統(tǒng)。電傳訂貨的最大優(yōu)點是可以自動接收、無論訂貨多少，處理的人數(shù)不需要增加。但是電傳的訂貨必須用人工轉(zhuǎn)化成電子數(shù)據(jù)，為了簡化這個過程而采用了電傳的自動辨識系統(tǒng)，也就是通過計算機內(nèi)的文字辨識系統(tǒng)將手寫的文字轉(zhuǎn)化為電子數(shù)據(jù)。采用電傳自動辨識系統(tǒng)訂貨的另一困難是標準化的訂單的設(shè)計、訂單處理系統(tǒng)設(shè)計、以及讓用戶接受這種方式。一個客戶訂貨品種的多少對于自動辨識有著很大影響。一張單子上品種越少，正確辨識率越高。所以，設(shè)計人員認為，電傳自動辨識系統(tǒng)的訂貨最適合經(jīng)營20個品種以內(nèi)的中小規(guī)模用戶。同時，為客戶設(shè)計制作了簡易的定型印刷程序、根據(jù)客戶過去的訂貨紀錄制作每個用戶專用的商品訂單、用戶商標的表示和表示順序等，充分考慮到顧客的方便。采用了自動辨識系統(tǒng)之后，盡管完全不需要加以修改的訂單只有1到2成，其余的8成以上仍需要某種追加處理，但仍比手工輸入的工作量減輕了許多，錯誤也明顯減少，處理效率大為提高。龜甲萬公司從93年9月開始采用電傳自動辨識系統(tǒng)，采用自動辨識系統(tǒng)訂貨的客戶逐漸增加，截至95年上半年大阪的用戶普及率達30%，東京用戶達到總數(shù)的18%。根據(jù)該公司的統(tǒng)計，如果電傳自動辨識系統(tǒng)所需工作量為1的話，用電話訂貨的工作量為5，使用不定型電傳訂貨工作量為2.5，而電子訂貨系統(tǒng)的工作量只有1/3。由于這種改善活動，處理時間縮短了75%，比較原來的訂貨系統(tǒng)節(jié)約成本約20%。DP95計劃在1995年底實施完畢，計劃實現(xiàn)所帶來的成本節(jié)約效果據(jù)推算達到9億3千多萬日元。雖然并沒有達到當初設(shè)定的目標，但是DP95計劃是在不增加投資的基礎(chǔ)上進行的流通改善計劃。它的一個重要成果搞清楚了未來流通改革的目標和投資方向，為下一階段伴隨投資改造的“流通體制革新”打下了基礎(chǔ)。LP98計劃：戰(zhàn)略性供應(yīng)鏈管理計劃的實施

DP95計劃完成以后，龜甲萬公司又制定了名為LP98的物流改善計劃，從1996年到1998年的三年間，削減物流成本20%。運用戰(zhàn)略性物流管理的手法，從供應(yīng)鏈管理的角度降低成本，建立適應(yīng)市場需要的生產(chǎn)和物流體制，并要求物流體制具備能夠適應(yīng)變化的彈性。具體的措施包括建立由工廠直接大批量送貨的機制、重新配置訂貨中心、進一步促進供求預(yù)測、提高貨運子公司的活力、加強戰(zhàn)略性管理的五項內(nèi)容,取得了明顯的效果。

Back龜甲萬公司的制品原來的送貨方式，是由工廠送到批發(fā)店，再由批發(fā)送到零售店。如果能實現(xiàn)由工廠到零售的直接送貨，由于可采用大批量送貨，能夠節(jié)約送貨成本。96年3月和9月，龜甲萬開展了兩次以根據(jù)地野田工廠為中心展開了工廠直接送貨優(yōu)惠活動。結(jié)合優(yōu)惠送貨活動將制造和銷售兩個方面結(jié)合起來，理順了由訂貨到送貨的程序，使生產(chǎn)方面的彈性大大家強。工廠制造方面對應(yīng)訂貨的能力縮短到了兩天。之后，不僅僅在醬油制造方面，在龜甲萬其他相關(guān)產(chǎn)品方面也實現(xiàn)了這項革新。為了保證送貨的效率，龜甲萬于96年末，廢棄了19萬枚原來使用的酒店用集裝板，統(tǒng)一采用了大型超市和批發(fā)店標準的T－11型集裝板，解除了原來需要根據(jù)產(chǎn)品選用集裝板的繁雜操作。

BackLP98計劃最重要的改變是結(jié)合送貨方式的改變，在根據(jù)地野田投資25億日元建立“野田配送中心”，即全自動的送貨倉庫系統(tǒng)。這一系統(tǒng)與后來的自動補給系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成龜甲萬供應(yīng)鏈管理的中心。野田配送中心是1981年開始使用，只是一個普通的集裝板貨物倉庫。而新的配送倉庫則包括可以控制到每一項產(chǎn)品的大型自動倉庫和以集裝板為單位出入庫的普通倉庫。處理商品1200種，每年吞吐量為36萬噸。倉庫建筑面積為7000多平方米，具有可存放5000多集裝板貨物和存放2萬7千多箱貨物的兩個區(qū)，通過計算機控制，倉庫中配置機器人，能達到每小時處理5000箱貨物的能力，這個自動倉庫在1998年3月完工投入使用。集裝板普通倉庫后來也引進了裝有液晶顯示器的局域叉車系統(tǒng)，可以根據(jù)液晶畫面顯示進行庫內(nèi)作業(yè)。BackLP98計劃決定性的一步是龜甲萬獨特的需求預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)。龜甲萬公司制定的需求預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)要求是：抑制開發(fā)成本、維持適當?shù)膸齑嫠?、運輸費用的削減和運用成本的削減，在進入實際開發(fā)之前進行了充分的系統(tǒng)要素論證。KOLS（KIKKOMANORDERLESSSYSTEM）的需求預(yù)測系統(tǒng)，是龜甲萬公司在本公司內(nèi)部花了6個月獨立開發(fā)的系統(tǒng)，于98年5月開發(fā)完成。龜甲萬的基本業(yè)務(wù)系統(tǒng)是在富士通的主機上動作，系統(tǒng)中加入了龜甲萬獨有的商業(yè)處理技術(shù)，大大方便了公司內(nèi)部的業(yè)務(wù)處理。尤其是在訂貨處理方面，打開一張訂貨票，就能把握有關(guān)這張訂貨票上有關(guān)的商品出庫、進貨、庫存量和補充量。此外，在對批發(fā)商的商品補充機能上，設(shè)計成將普通商品和特賣商品按照每天的出廠狀況，每天計算器最佳庫存的程序。不需要專門的需求預(yù)測專家，一般的市場營銷人員就能操作。Back系統(tǒng)設(shè)計完成之后，龜甲萬公司首先于98年5月在平和堂超市進行了實驗，平和堂超市集團是以日本的滋賀縣為中心擁有85家分店的地區(qū)超市集團。通過實驗證明，原來在平和堂超市配送中心需要庫存13天左右的醬油縮短為8天，交貨時的缺貨和遺漏也沒有了，從而省去了驗收核對的程序。龜甲萬需求預(yù)測系統(tǒng)的全面運用就是在這個基礎(chǔ)上展開的。Back

LP98的物流改善計劃最大的成果在于面向構(gòu)筑獨特的供應(yīng)鏈系統(tǒng)完成了集中供貨自動倉庫和構(gòu)成供應(yīng)鏈基礎(chǔ)程序的開發(fā)等基礎(chǔ)設(shè)施投資。

LP98期間的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對后來的自動需求預(yù)測系統(tǒng)地運用、庫存和送貨系統(tǒng)的重組起到了關(guān)鍵性的作用。建成了自動倉庫和引進了KOLS（KIKKOMANORDERLESSSYSTEM）龜甲萬自動庫存補充系統(tǒng)（CRP）之后，真正的關(guān)鍵還在于運用上。CRP系統(tǒng)的最主要的作用在于預(yù)測需求，通過正確的需求預(yù)測規(guī)劃和整理銷售渠道，去除不必要的流通環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了最小庫存，從而節(jié)約庫存成本。同時，在生產(chǎn)上實現(xiàn)適時適量的生產(chǎn)，在減少庫存的同時，由于縮短了庫存和流通時間，生產(chǎn)經(jīng)營容易變質(zhì)商品的廠商還可以大幅度地延長商品保質(zhì)期。ECR21計劃：全面應(yīng)用

LP98完成以后，龜甲萬公司緊接著又制定實施了ECR21計劃，這一計劃也是三年計劃，目標是提高供應(yīng)鏈物流管理體系的質(zhì)量，充分運用上一個三年改善計劃所實施的物流設(shè)備投資大幅度地改善流通效率、削減流通成本。其具體目標是通過自動需求預(yù)測系統(tǒng)的全面運用、裁撤不必要的流通據(jù)點、增加直接由工廠送貨三項基本措施大幅度削減流通成本。過這三個計劃的實施，龜甲萬公司建立起了自己的高效率、低成本的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，在日本食品行業(yè)中保持了競爭上的優(yōu)勢。第四章

決策分析方法4.1管理決策概述一、基本概念定義決策：它是決策者對系統(tǒng)方案所作決定的過程和結(jié)果，是決策者的行為和職責。管理決策分析就是為幫助決策者在多變的環(huán)境條件下進行正確決策而提供的一套推理方法、邏輯步驟和具體技術(shù)，以及利用這些技術(shù)和方法選擇滿意的行動方案的過程。決策分析的過程問題分析、診斷及信息活動。對目標、準則及方案的設(shè)計活動。對非劣備選方案進行綜合分析、比較、評價的抉擇活動。將決策結(jié)果付諸實施并進行有效評估、反饋、跟蹤、學習的實施活動三、決策分析類型1．確定型決策分析①存在決策者希望達到的明確目標（收益大或損失小等）；②存在確定的自然狀態(tài)；③存在著可供選擇的兩個以上的行動方案；④不同行動方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計算出來。

確定型決策分析問題求解方法：在方案數(shù)量較大時，常用運籌學中規(guī)劃論等方法來分析解決，如線性規(guī)劃、目標規(guī)劃。

嚴格來講，確定型問題只是優(yōu)化計算問題，而不屬于真正的管理決策分析問題。

2．風險型決策分析①存在決策者希望達到的明確目標（收益大或損失?。?；②存在兩個以上不以決策者主觀意志為轉(zhuǎn)移的自然狀態(tài)，但決策者或分析人員根據(jù)過去的經(jīng)驗和科學理論等可預(yù)先估算出自然狀態(tài)的概率值P；③存在兩個以上可供決策者選擇的行動方案；④不同行動方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計算出來。

風險型決策分析問題求解方法：期望值、矩陣法、決策樹法

風險型決策問題是一般決策分析的主要內(nèi)容。在基本方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)注意把握信息的價值及其分析和決策者的效用觀等重要問題。3．不確定型決策①存在決策者希望達到的明確目的（收益大或損失小）；②自然狀態(tài)不確定，且其出現(xiàn)的概率不可知；③存在兩個以上可供決策者選擇的行動方案；④不同行動方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計算出來。

不確定型決策分析問題的求解方法：樂觀法（最大最大原則）、悲觀法（最小最大原則）、等概率法(Laplace準則，也是一種特殊的風險型決策）、后悔值法（SaVage準則或后悔值最大最小原則）。案例：某企業(yè)準備生產(chǎn)一種新產(chǎn)品。估計該產(chǎn)品的銷售量有較高、一般、較低、很低四種情況，而對每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率則無法預(yù)測。為生產(chǎn)該產(chǎn)品，企業(yè)有三種實施方案：新建一個車間進行生產(chǎn)；改造一個現(xiàn)有車間進行生產(chǎn)；部分零件在現(xiàn)有車間生產(chǎn)，部分零件外購。該新產(chǎn)品企業(yè)準備生產(chǎn)10年，10年內(nèi)在不同狀態(tài)下的損益值（扣除投資費用）如下表所示。請分別用樂觀法、悲觀法和后悔值法來決策實施方案。較高一般較低很低建立新車間A1850420-150-400改造現(xiàn)有車間A2600400-100-350部分生產(chǎn)、部分外購A340025090-50求解：（1）樂觀法每個方案在不同狀態(tài)下的最大收益分別為：

max{850，420，-150，-400}=850A1max{600,400,-100,-350}=600A2max{400,250,90,-50}=400A3

取各方案最大收益值中的最大值，可得：

max{850，600，400}=850

對應(yīng)實施方案為A1，即建新車間。（2）悲觀法每個方案在不同狀態(tài)下的最小收益分別為：

min{850，420，-150，-400}=-400A1min{600,400,-100,-350}=-350A2min{400,250,90,-50}=-50A3

取各方案最小收益值中的最大值，可得：

max{-400，-350，-50}=-50

對應(yīng)實施方案為A3，即部分自己生產(chǎn)，部分外購。

（3）后悔值法較高一般較低很低建立新車間850*420*-150-400改造現(xiàn)有車間600400-100-350部分生產(chǎn)、部分外購40025090*-50*較高一般較低很低最大后悔值建立新車間00240350350改造現(xiàn)有車間25020190300300部分生產(chǎn)、部分外購45017000450最后，找出最小后悔值300，對應(yīng)方案A2，即改造現(xiàn)有車間生產(chǎn)。

對于不確定型決策分析問題，若采用不同求解方法，則所得的結(jié)果也會有所不同，因為這些決策方法是各自從不同的決策準則出發(fā)來選擇最優(yōu)方案的。而具體采用何種方法，又視決策者的態(tài)度或效用觀而定，在理論上還不能證明哪種方法是最為合適的。

4．對抗型決策

Wij=f(Ai,Bj)i=1,2,3…m,j=1,2,…n

式中A―決策者的策略集；

B―競爭對手的策略集。

可采用對策論及其沖突分析等方法來分析解決。這類決策分析問題是當前管理、經(jīng)濟界比較關(guān)注的問題。

5．多目標決策

由于系統(tǒng)工程所研究的大規(guī)模復雜系統(tǒng)一般具有屬性及目標多樣化的特點，在管理決策時通常要考慮多個目標，但它們在很多情況下又是相互消長或矛盾的，這就使得多目標決策分析在管理決策分析中具有了日益重要的作用。

多目標決策的理淪、方法與應(yīng)用，在國際上是最近二三十年才得到蓬勃發(fā)展的，目前分析該類決策問題的方法已有不少，常用方法有：化多目標為單目標的方法（含系統(tǒng)評價中的加權(quán)和及各種確定目標權(quán)重的方法）、重排次序法、目標規(guī)劃法及層次分析（AHP）方法等。4.2風險型決策分析一、基本方法期望值法

E(X)=∑pixiXi—隨機離散變量x的第i個取值，

i=1,2,3…m；

pi—x=xi時的概率

期望值法就是利用上述公式算出每個行動方案的益損期望值并加以比較。若采用決策目標準則是期望收益最大，則選擇收益期望值最大的行動方案；反之，采用費用期望值最小的方案為最優(yōu)。

案例一：某輕工企業(yè)要決定一輕工產(chǎn)品明年的產(chǎn)量，以便及早做好生產(chǎn)前的各項準備工作。假設(shè)產(chǎn)量的大小主要根據(jù)該產(chǎn)品的銷售價格好壞而定。根據(jù)以往市場銷售價格統(tǒng)計資料及市場預(yù)測信息得知：未來產(chǎn)品銷售價格出現(xiàn)上漲、價格不變和價格下跌三種狀態(tài)的概率分別為0.3,0.6和0.1。

若該產(chǎn)品按大、中、小三種不同批量（即三種不同方案）投產(chǎn)，則下一年度在不同價格狀態(tài)下的益損值可以估算出來，如表所示?，F(xiàn)要求通過決策分析來確定下一年度的產(chǎn)量，使該產(chǎn)品能獲得的收益期望為最大。益損值表如下圖所示：4－1如何決策可以獲得最大的投資收益？

這是一個面臨三種自然狀態(tài)和三種行動方案的風險型決策分析問題，可以利用前述的多種方法求解?，F(xiàn)運用期望值法求解如下：

(l）根據(jù)表4－1所列各種自然狀態(tài)的概率和不同行動方案的益損值，可用公式E(X)=∑pixi，計算出每種行動方案的益損期望值如下：(2）通過計算并比較后可知，方案A2的數(shù)學期望E(A2)=33.6萬元，為最大，所以選擇行動方案A2為最優(yōu)方案。也就是下一年度的產(chǎn)品產(chǎn)量按中批生產(chǎn)規(guī)模進行生產(chǎn)所獲得的收益期望值最大。決策樹法所謂決策樹法，就是利用樹形圖模型來描述決策分析問題，并直接在決策樹圖上進行決策分析其決策目標（準則）?？梢允且鎿p期望值或經(jīng)過變換的其他指標值?，F(xiàn)仍以前例為例介紹決策樹法。（1）繪制決策樹。按表4－1所示各種行動方案和自然狀態(tài)及其相應(yīng)的益損值和主觀概率等信息，按由左至右的順序畫出決策樹圖，如下圖所示：

圖4－2決策樹模型圖中各節(jié)點的名稱及含義如下：

“

”表示決策節(jié)點，從它引出的分枝叫做方案分枝。分枝數(shù)量與行動方案數(shù)量相同。如前例有三個行動方案，則圖4－2所示就有三個方案分枝。決策節(jié)點表明，從它引出的行動方案需要進行分析和決策。

“

”表示狀態(tài)節(jié)點，從它引出的分枝叫做狀態(tài)分枝或概率分枝，在每一分枝處注明自然狀態(tài)名稱及概率狀態(tài)分枝數(shù)量與自然狀態(tài)數(shù)量相同。

“

”表示結(jié)果節(jié)點，即將不同行動方案在不同自然狀態(tài)下的結(jié)果（如益損值）注明在結(jié)果節(jié)點的右端。(2）計算各行動方案的益損期望值，并將計算結(jié)果標注在相應(yīng)的狀態(tài)節(jié)點上。圖4－3所示為方案A2的益損期望值。圖4－3(3）將計算所得的各行動方案的益損期望值加以比較，選擇其中最大的期望值并標注在決策節(jié)點上方，如圖4－4所示。

與最大期望值相對應(yīng)的是方案A2,則A2即為最優(yōu)方案。然后，在其余的方案分枝上畫上“||”符號，表明這些方案已被舍棄，圖4－4所示即是一個經(jīng)過決策分析選擇行動方案A2為最優(yōu)方案的決策樹圖。圖4－4例4－1多級決策樹從例4－1中可知，如果只需作一次決策，其分析求解即告完成，則這種決策分析問題就叫做單級決策。反之，有些決策問題需要經(jīng)過多次決策才告完成，則這種決策問題就叫做多級決策問題。應(yīng)用決策樹法進行多級決策分析叫做多級決策樹。

案例討論：某化妝品公司生產(chǎn)BF型號護膚化妝品。由于現(xiàn)有生產(chǎn)工藝比較落后，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證，且成本較高，銷路受到影響。若產(chǎn)品價格保持現(xiàn)有水平無利可圖，若產(chǎn)品價格下降還要虧本，只是在產(chǎn)品價格上漲時才稍有盈利。

為此公司決定要對該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進行改進，提出兩種方案以供選擇：一是從國外引進一條自動化程度較高的生產(chǎn)線；二是自行設(shè)計一條有一定水平的生產(chǎn)線。

根據(jù)公司以往引進和自行設(shè)計的工作經(jīng)驗顯示，引進生產(chǎn)線投資較大，但產(chǎn)品質(zhì)量好，且成本較低，年產(chǎn)量大，引進技術(shù)的成功率為80％。而自行設(shè)計生產(chǎn)線，投資相對較小，產(chǎn)品質(zhì)量也有保證，成本也較低，年產(chǎn)量也大，但自行設(shè)計的成功率只有60％。

進一步考慮到無論是引進或自行設(shè)計生產(chǎn)線，產(chǎn)量都可能增加。因此，公司生產(chǎn)部門又制定了兩個生產(chǎn)方案：一是產(chǎn)量與過去相同（保持不變）,二是產(chǎn)量增加，為此又需要進行決策。最后，若引進或自行設(shè)計均不成功，公司只得仍采用原有生產(chǎn)工藝繼續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量自然保持不變。公司打算該護膚化妝品生產(chǎn)5年。根據(jù)以往價格統(tǒng)計資料和市場預(yù)測信息，該類產(chǎn)品在今后5年內(nèi)價格下跌的概率為0.1，保持原價的概率為0.5，而漲價的概率為0.4。通過估算，可得各種方案在不同價格狀態(tài)下的益損值如下表所示。表4－2例4－2討論如何決策才能獲得最大的收益？

本例是一個二級決策分析問題，今用多級決策樹進行分析，其過程和結(jié)果如下圖所示：abcdehifjkg-25080200-400100300-1000125-2500250-350-250650-1000125引進設(shè)計SuccessFailedNormalIncreaseBadNormalGoodBadNormalGoodBadNormalGoodBadNormalGoodBadNormalGoodBadNormalGoodSuccessFailedNormalincrease0.41129513040130112751004010076圖4－5例4－2二、信息的價值信息和決策的關(guān)系十分密切。要獲得正確的決策，必須依賴足夠和可靠的信息。決策所需信息的分類：一類是完全信息，即據(jù)此可以得到完全肯定的自然狀態(tài)，有助于正確的決策；一類是抽樣信息，這是一類不完全可靠的信息。完全信息價值案例分析某化工廠生產(chǎn)一種化工產(chǎn)品。據(jù)對統(tǒng)計資料的分析表明，該產(chǎn)品的次品率可以分成五個等級（即五種狀態(tài)），每個等級（狀態(tài)）的概率如下表所示：純度狀態(tài)（次品率）S1（0.02）S2（0.05）S3（0.10）S4（0.15）S5（0.20）概率00.200.30由進一步的分析可知，產(chǎn)品次品率的高低與該產(chǎn)品所用主要原料的純度有關(guān)。今已知，化工原料純度高，次品率低（如S1為0.02），反之則次品率高。而化工原料的純度高低，又與運輸、保存日期等因素有關(guān)。為此，工廠主管生產(chǎn)的部門建議在生產(chǎn)該產(chǎn)品前，先對該化工原料增加一道“提純”工序，通過提純工序，能使全部原料處于S1狀態(tài)，從而降低了次品率。但增加提純工序就增加了工序費用。經(jīng)過核算可知，每批原料的提純費用為3400元。經(jīng)估算，在不同純度狀態(tài)下其益損值如下表所示。如果在生產(chǎn)前，先將化工原料檢驗一下，通過檢驗可以掌握每批化工原料處于何種純度狀態(tài)，這樣可以對不同純度的原料采用不同策略，即提純或不提純，從而使益損期望值為最大。益損值表(單位：元)狀態(tài)概率益損值方案S1S2S3S4S00.200.30提純（A1）10001000100010001000不提純（A2）440032002000800-400要求：如何進行決策才能獲得最好的投資收益？【分析】：今用決策樹法對該問題進行分析，具體過程和結(jié)果如圖所示。由下圖可知，通過檢驗，當某批原料純度處于S1、、S2或S3，狀態(tài)時，采用A2(不提純)方案，其益損值大于A1方案。反之若處于S4或S5狀態(tài)時，采用A1(提純)方案，這時其益損值大于A2方案。據(jù)此可計算益損期望值為2220元。與沒有經(jīng)過檢驗工序相比，由于通過檢驗完全知道原料純度的狀態(tài)信息，因此可得完全信息的價值為2220元-1760元=460元。通過該例可知，為獲得完全信息所要付出的代價，不應(yīng)大于完全信息所能得到的收益期望，本例中不應(yīng)大于460元。本例如圖中提純方案分枝菱形內(nèi)的數(shù)字為50，即增加檢驗工序只花費250元，而能多獲得460元的收益。因此，增加檢驗工序是可取的。

抽樣信息價值

案例討論：某公司有50000元多余資金，如用于某項開發(fā)事業(yè)估計成功率為96%，成功時一年可獲利12%，但一旦失敗，有喪失全部資金的危險。如把資金存放到銀行中，則可穩(wěn)得年利6%。為獲取更多情報，該公司求助于咨詢服務(wù)，咨詢費用為500元，但咨詢意見只是提供參考。根據(jù)過去咨詢公司類似200例咨詢意見實施結(jié)果，情況見表所示：

實施結(jié)果咨詢意見投資成功投資失敗合計可以投資154次2次156次不宜投資38次6次44次合計192次8次200次試用決策樹法分析：(a)該公司是否值得求助于咨詢服務(wù)；(b)該公司多余資金應(yīng)如何合理使用?解答要點：多余資金用于開發(fā)事業(yè)成功時可獲利6000元，若存人銀行可獲利3000元。設(shè)T1——咨詢公司意見可以投資

T2——咨詢公司意見不宜投資

E1——投資成功

E2——投資失敗P(E1/T1)＝0.987，P(E2/T1)＝0.013P(El/T2)＝0.865，P(E2/T2)＝0.135由題意知P(T1)＝0.78，P(T2)＝0.22，

P(E1)＝0.96，P(E2)=0.04

因為P(E/T)＝P(T,E)／P(T)，又P(Tl，E1)＝0.77，P(T1,E2)＝0.01，P(T2，E1)＝0.19

，P(T2，E2)＝0.03

故求得：P(E1/T1)＝0.987P(E2/T1)＝0.013P(El/T2)＝0.865P(E2/T2)＝0.135

決策結(jié)論：(a)該公司應(yīng)求助于咨詢服務(wù)；(b)如咨詢意見可投資開發(fā)，可投資于開發(fā)事業(yè)，如咨詢意見不宜投資開發(fā)，應(yīng)將多余資金存入銀行。三、效用曲線的應(yīng)用風險型決策分析的求解中，均是以益損期望值的大小作為在風險情況下選擇最優(yōu)方案的準則，僅代表大量實驗的平均值，卻不能表達決策者的主觀意圖和傾向及其滿意程度等。因此，效用曲線應(yīng)運而生。效用實質(zhì)上反映了決策者對風險所抱的態(tài)度。定義：在直角坐標系內(nèi)，用橫坐標表示益損值，縱坐標表示效用值，將決策者對風險所持的態(tài)度的變化關(guān)系用曲線來反映。用效用曲線進行決策和計算的步驟繪制決策者的效用曲線據(jù)效用曲線找出各方案與益損值相對應(yīng)的效用值。根據(jù)效用曲線的效用期望值進行計算和決策。例.某制藥廠欲投產(chǎn)A、B兩種新藥，但受到資金及銷路限制，只能投產(chǎn)其中之一。若已知投產(chǎn)新藥A需要資金30萬元，投產(chǎn)新藥B只需資金16萬元，兩種新藥生產(chǎn)期均定為5年。估計在此期間，兩種新藥銷路好的概率為0.7，銷路差的概率為0.3。它們的益損值如下表所示。問究竟投產(chǎn)哪種新藥為宜?益損值表：采用益損值法，顯然以生產(chǎn)新藥A為最優(yōu)，決策樹如下圖若用效用值作為決策準則，其步驟如下：繪制決策人的效用曲線。據(jù)效用曲線找出方案與益損值相對應(yīng)的效用值。利用效用值為決策準則進行計算和決策。效用曲線

由此可見，若以效用值作為決策準則，方案B優(yōu)于方案A。這是因為決策人是個保守型人物。

例：有一機電設(shè)備高科技企業(yè)，為了贏得市場的競爭,擬采用新的技術(shù)提高其產(chǎn)品的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。取得新技術(shù)有兩種途徑，一是自行研究，成功的可能性是0.6；二是買專利，估計談判成功的可能性是0.8。不論自行研究成功或談判成功，生產(chǎn)規(guī)模都考慮兩種方案