- •Министерство науки и образования российской федерации
- •Раздел 1. Применение математического анализа и алгебры
- •Тема 1.1. Математические методы в маркетинге 13
- •Тема 1.2. Балансовые модели 49
- •Раздел 2. Экономико-математические методы
- •Тема 2.1. Моделирование задач принятия решений 64
- •Тема 2.2. Линейное программирование 77
- •Тема 2.3. Задачи транспортного типа 105
- •Тема 2.4. Математические основы управления проектами 131
- •Тема 2.5. Математические методы логистики 163
- •Тема 2.6. Задачи массового обслуживания 177
- •Тема 2.7. Состязательные задачи 196
- •Тема 2.8. Динамическое программирование 236
- •Тема 2.9. Многокритериальная оптимизация 268
- •Введение
- •Раздел 1. Применение математического анализа и алгебры
- •Тема 1.1. Математические методы в маркетинге
- •1.1.1. Основы моделирования спроса и потребления.
- •1.1.2. Коэффициенты эластичности спроса по цене: практическое значение, оценивание, свойства.
- •1.1.3. Функции спроса, уравнение Слуцкого
- •1.1.4. Производственные функции.
- •1.1.5. Функции выпуска продукции; функции затрат ресурсов.
- •1.1.6. Экономические примеры производственной деятельности фирм.
- •Пример 5. Предположим, что необходимо оценить работу некоторой отрасли, если известен объем производства отрасли y, затраты трудовых ресурсов l и объем используемого капитала к:
- •Исходя из теоретических знаний можем предположить, что зависимость объема производства от труда и капитала описывается пф Кобба-Дугласа .
- •Задания и задачи
- •1.1.8. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 1.2. Балансовые модели
- •1.2.1. Модель Леонтьева многоотраслевой экономики
- •1.2.2. Модель равновесных цен
- •1.2.3. Модель международной торговли.
- •1.2.4. Практический блок Пример
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •1.2.5. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Раздел 2. Экономико-математические методы
- •Тема 2.1. Моделирование задач принятия решений
- •2.1.1. Этапы математического моделирования.
- •2.1.2. Основные понятия математического моделирования.
- •2.1.3. Основные типы экономических моделей
- •2.1.4. Практический блок Пример 1
- •Контрольные вопросы
- •Что представляют собой ограничения экстремальной задачи?
- •Что представляет собой целевая функция экстремальной задачи.
- •Приведите примеры экономико-математических моделей.
- •2.1.5. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.2. Линейное программирование
- •2.2.1. Моделирование задачи оптимизации производства методами линейного программирования.
- •2.2.2. Геометрическая интерпретация задачи линейного программирования.
- •2.2.3. Общая задача линейного программирования.
- •2.2.4. Устойчивость оптимального решения.
- •2.2.5. Обьективно-обусловленные оценки.
- •2.2.6. Двойственная задача линейного программирования.
- •2.2.7. Применение основной задачи линейного программирования к решению некоторых экономических задач
- •1. Задача использования ресурсов.
- •2. Задача оптимального использования удобрений.
- •3. Задача составления диеты.
- •4. Задача об использовании мощностей (задача о загрузке оборудования)
- •5. Задача о раскрое материалов.
- •2.2.8. Практический блок Пример
- •2. Графическое решение системы и определение оптимальных объемов производства.
- •5. Объективно обусловленные оценки ресурсов
- •6. Устойчивость решения при изменении удельной прибыли.
- •8. Объективно-обусловленные оценки ресурсов показывают:
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.2.9. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.3. Задачи транспортного типа
- •2.3.1. Экономико-математическая модель транспортной задачи.
- •2.3.2. Исходный опорный план.
- •2.3.3. Распределительный метод решения транспортной задачи.
- •2.3.5. Вырожденные случаи. Открытая транспортная задача.
- •2.3.6. Практический блок Пример
- •1. Математическая модель.
- •2. Получение начального (опорного) плана методом северо-западного угла
- •3. Итерации по улучшению плана до получения оптимального решения.
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.3.7. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.4. Математические основы сетевого моделирования
- •2.4.1. Построение сетевых графиков.
- •2.4.2. Временные параметры сетевого графика
- •2.4.3. Методы оптимизации сетевого графика
- •2.4.4. Организационные аспекты применения сетевых моделей
- •2.4.5. Практический блок Примеры
- •1. Построение сетевых графиков, согласно заданному порядку предшествования работ.
- •8. Критическое время это:
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.4.6. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.5. Математические методы логистики
- •2.5.1. Экономическое содержание задач управления запасами.
- •2.5.2. Детерминированная статическая модель без дефицита.
- •2.5.3. Детерминированная статическая модель с дефицитом.
- •2.5.4. Простая вероятностная модель.
- •2.5.5. Практический блок Примеры
- •1. Детерминированная статическая модель без дефицита.
- •2. Детерминированная статическая модель с дефицитом.
- •3. Вероятностная модель
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.5.6. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.6. Задачи массового обслуживания
- •2.6.1. Общие понятия теории очередей.
- •2.6.2. Одноканальные системы массового обслуживания.
- •2.6.3. Многоканальные системы массового обслуживания.
- •2.6.4. Прикладные аспекты теории массового обслуживания.
- •2.6.5. Практический блок Примеры
- •1. Одноканальная система обслуживания с неограниченной очередью
- •2. Одноканальная система обслуживания с ограниченной очередью.
- •3. Многоканальная система обслуживания с неограниченной очередью.
- •Контрольные воросы
- •Задания и задачи
- •2.6.6. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.7. Состязательные задачи
- •2.7.1. Основные понятия теории игр.
- •2.7.3. Игры с природой
- •2.7.4. Биматричные игры
- •2.7.5. Понятие коалиционных игр.
- •2.7.6. Практический блок Примеры
- •Пример 2
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.7.7. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •Тема 2.8. Динамическое программирование
- •2.8.1. Область применения моделей динамического программирования.
- •2.8.2. Основные идеи динамического программирования.
- •2.8.3. Распределение q средств между n предприятиями.
- •2.8.4. Динамическая задача управления запасами.
- •2.8.5. Стохастическое динамическое программирование.
- •2.8.6. Задачи износа и замены оборудования
- •2.8.7. Практический блок Пример 1
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.8.8. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •2.9. Многокритериальная оптимизация.
- •2.9.1. Понятие многокритериальности.
- •2.9.2. Оптимальность по Парето.
- •2.9.3. Метод идеальной точки.
- •Заданы две целевые функции
- •2.9.4. Принятие решений на основе метода анализа иерархий
- •2.9.5. Общая классификация эвристических методов решения многокритериальных задач
- •2.9.6. Практический блок Пример 1
- •Пример 2
- •Контрольные вопросы
- •Задания и задачи
- •2.9.7. Самостоятельная работа студентов Рекомендуемые темы рефератов
- •Литература для самостоятельной работы
- •1. Математические методы в маркетинге
- •2. Исследование производственных функций
- •Вопросы для подготовки к зачету
- •Итоговые тесты
- •Список рекомендуемой литературы
- •Предметный указатель
2.9.6. Практический блок Пример 1
Предприниматель покупает в одном месте мужские свитера (в количестве не более 60 штук), в другом — женские (не более 40 штук). С помощью мягкой щетки он делает начес и продает по 2 условные единицы за мужские и по 4 единицы за женские. За некоторый единичный интервал времени он может начесать не более 80 свитеров. Поскольку предприниматель хочет удержаться и на рынке мужских свитеров (М), и на рынке женских свитеров (Ж), постольку он интересуется не максимумом суммарного дохода или прибыли, а оценками сразу по нескольким критериям. Пусть закупочные цены в условных единицах таковы: мужские свитера по 1 ед/шт., женские по 2 ед/шт. Оптимизационная задача предпринимателя выглядит так (хм, хж— объемы закупок):
F1=2хм → max,
F2=4хж → max,
F3= хм +2хж → min,
0 ≤ хм ≤60,
0 ≤ хж ≤40,
хж + хм ≤80.
хм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
хж |
Рис. 2.9.6. Иллюстрация к примеру задачи с тремя критериями
На рис. 2.9.6 показана допустимая область OABCD. Отдельно по каждому из критериев решения находятся сразу (по F1: xм = 60, F1 = 120; по F2: xж = 40, F2 = 160; по F3: xм = хж = 0, F3 = 0;), отрезок ВС является множеством точек, оптимальных по Парето по совокупности критериев F1 и F2. Среди этих точек оптимум по F3 достигается в точке С (F3=120, xм=хж=40, F1=80, F2=160). Допустим, зная ситуацию на рынках и свои финансовые возможности, этот предприниматель выбирает такие пороги: f1 = 100 (то есть он хочет иметь F1 ≥f1 = 100), f2 = 112 (хочет иметь F2 ≥f2 = 112), что дает задачу хм ≥50, хж ≥28 с целевой функцией F3. Ясно, что в этом случае решением будет хм = 50, хж = 28 с F3 =106.
Пример 2
Необходимо обеспечить бесперебойную работу организации – своевременное снабжение сырьем и материалами. Для выбора поставщика продукции руководством фирмы определены следующие критерии: ассортимент продукции, качество поставляемых продуктов, стоимость, наличие сервиса, надежность поставок. При этом в качестве альтернатив рассматриваются следующие поставщики: фирма ОАО «Меркурий», фирма ОАО «Прометей», фирма ОАО «Везувий», фирма ООО «Находка», фирма ОАО «Мегатрон+».
В табл. 2.9.3 представлено исследование поставщиков продукции по всем пяти критериям. По представленным данным табл. 2.9.3 сложно сделать соответствующий выбор альтернативы, поэтому воспользуемся методом анализа иерархий.
Исследование поставщиков Таблица 2.9.3
Поставщик |
Критерий | ||||
|
Ассортимент |
Качество продуктов |
Средние цены(т.р.) |
Среднее время получения продукции, час. |
Надежность (в %) |
Меркурий |
Средний |
Низкое |
22,00 |
1,10 |
99,8 |
Прометей |
Средний |
Среднее |
33,00 |
1,98 |
100 |
Везувий |
Средний |
Высокое |
32,00 |
1,08 |
99,4 |
Находка |
Средний |
Среднее |
31,00 |
2,45 |
98,9 |
Мегатрон+ |
Большой |
Очень высокое |
27,00 |
0,87 |
100 |
Определим важность каждого критерия в табл. 2.9.4. При этом используют соответствующую шкалу оценок от 0 до 9 (табл. 2.9.2).
Определение важности критериев Таблица 2.9.4
Критерий |
Ассор- тимент |
Качество |
Стои-мость |
Сервис |
Надеж-ность |
Важности критериев |
Нормали-зованные оценки |
Ассортимент |
1 |
3 |
1/5 |
1/6 |
1/8 |
0.416 |
0,05193 |
Качество |
1/3 |
1 |
1/6 |
1/8 |
1/9 |
0,238 |
0,02975 |
Стоимость |
5 |
6 |
1 |
1/3 |
1/5 |
1,149 |
0,14331 |
Сервис |
6 |
8 |
3 |
1 |
1/3 |
2,169 |
0,27060 |
Надежность |
8 |
9 |
5 |
3 |
1 |
4,043 |
0,50439 |
Сумма |
20,33 |
27,0 |
9,37 |
4,625 |
2,07 |
8,0148 |
max =5,42 |
Важности критериев и нормализованные оценки определяем по формулам (9.2.3) – (9.2.4).
max =20,33∙0,5193+27∙0,02975+9,37∙0,14331+4,625∙0,2706+2,07∙0,50439=5,42;
ИС=(5,42 - 5)/4=0,105; СС=1.98(5-2)/5=1.188;
Отношение согласованности ОС=ИС/СС = 8,84% < 10%.
Проведем оценку альтернатив по каждому критерию.
По критерию «ассортимент» получим результаты, приведенные в табл. 2.9.5.
Парное сравнение альтернатив по критерию «ассортимент» Таблица 2.9.5
Поставщик |
Меркурий |
Прометей |
Везувий |
Находка |
Мегатрон |
Вектор оценки |
Нормализ.оценки |
Меркурий |
1 |
1 |
1 |
1 |
1/9 |
0,644 |
0,076923 |
Прометей |
1 |
1 |
1 |
1 |
1/9 |
0,644 |
0,076923 |
Везувий |
1 |
1 |
1 |
1 |
1/9 |
0,644 |
0,076923 |
Находка |
1 |
1 |
1 |
1 |
1/9 |
0,644 |
0,076923 |
Мегатрон+ |
9 |
9 |
9 |
9 |
1 |
5,799 |
0,692308 |
Сумма |
13 |
13 |
13 |
13 |
1,44 |
8,377 |
max =4,997 |
Отношение согласованности ОС = 0,00% < 10%.
По критерию «качество» получим результаты, приведенные в табл. 2.9.6.
Парное сравнение альтернатив по критерию «качество» Таблица 2.9.6
Поставщик |
Меркурий |
Прометей |
Везувий |
Находка |
Мегатрон |
Вектор оценки |
Нормализ.оценки |
Меркурий |
1 |
1/2 |
1/5 |
1/3 |
1/9 |
0,326 |
0,038950 |
Прометей |
2 |
1 |
1/6 |
1/2 |
1/9 |
0,450 |
0,053741 |
Везувий |
5 |
6 |
1 |
2 |
1/5 |
1,643 |
0,196163 |
Находка |
3 |
2 |
1/2 |
1 |
1/9 |
0,802 |
0,095798 |
Мегатрон+ |
9 |
9 |
5 |
9 |
1 |
5,156 |
0,615348 |
Сумма |
20,0 |
18,50 |
6,87 |
12,83 |
1,53 |
8,379 |
max =5,291 |
Отношение согласованности ОС = 6,13% < 10%.
По критерию «стоимость» получим результаты, приведенные в табл. 2.9.7.
Парное сравнение альтернатив по критерию «стоимость» Таблица 2.9.7
Поставщик |
Меркурий |
Прометей |
Везувий |
Находка |
Мегатрон |
Вектор оценки |
Нормализ. оценки |
Меркурий |
1 |
1 |
3 |
2 |
1/7 |
0,9696 |
0,121237 |
Прометей |
1 |
1 |
3 |
2 |
1/7 |
0,9696 |
0,121237 |
Везувий |
1/3 |
1/3 |
1 |
1/2 |
1/9 |
0,3615 |
0,045198 |
Находка |
1/2 |
1/2 |
2 |
1 |
1/8 |
0,5743 |
0,071812 |
Мегатрон+ |
7 |
7 |
9 |
8 |
1 |
5,1228 |
0,640516 |
Сумма |
9,83 |
9,83 |
18,0 |
13,50 |
1,52 |
7,9979 |
max =5,14 |
Отношение согласованности ОС = 2,97% < 10%.
По критерию «сервис» получим результаты, приведенные в табл. 2.9.8.
Парное сравнение альтернатив по критерию «сервис» Таблица 2.9.8
Поставщик |
Меркурий |
Прометей |
Везувий |
Находка |
Мегатрон |
Вектор оценки |
Нормализ. оценки |
Меркурий |
1 |
4 |
1 |
7 |
1/2 |
1,6952 |
0,244138 |
Прометей |
1/4 |
1 |
1/3 |
5 |
1/5 |
0,6083 |
0,087614 |
Везувий |
1 |
3 |
1 |
7 |
1/2 |
1,6004 |
0,230487 |
Находка |
1/7 |
1/5 |
1/7 |
1 |
1/9 |
0,2144 |
0,030884 |
Мегатрон+ |
2 |
5 |
2 |
9 |
1 |
2,8252 |
0,406878 |
Сумма |
4,39 |
13,20 |
4,47 |
29,00 |
2,31 |
6,9436 |
max =5,07 |
Отношение согласованности ОС = 1,4% < 10%.
По критерию «надежность» получим результаты, приведенные в табл. 2.9.9.
Парное сравнение альтернатив по критерию «надежность» Таблица 2.9.9
Поставщик |
Меркурий |
Прометей |
Везувий |
Находка |
Мегатрон |
Вектор оценки |
Нормализ. оценки |
Меркурий |
1 |
1/3 |
3 |
5 |
1/3 |
1,1076 |
0,158835 |
Прометей |
3 |
1 |
5 |
7 |
1 |
2,5365 |
0,363760 |
Везувий |
1/3 |
1/5 |
1 |
3 |
1/5 |
0,5253 |
0,075334 |
Находка |
1/5 |
1/7 |
1/3 |
1 |
1/7 |
0,2671 |
0,038311 |
Мегатрон+ |
3 |
1 |
5 |
7 |
1 |
2,5365 |
0,363760 |
Сумма |
7,53 |
2,68 |
14,33 |
23,0 |
2,68 |
6,9730 |
max =5,11 |
Отношение согласованности ОС = 2,33% < 10%.
Составим итоговую таблицу оценки альтернатив по установленным критериям (табл. 2.9.10).
Оценка альтернатив с учетом важности критериев Таблица 2.9.10
Альтернативы |
Критерии | |||||
|
Ассортимент |
Качество |
Стоимость |
Сервис |
Надежность |
Глобальн. критерии |
|
Численное значение важности критериев |
| ||||
0,05193 |
0,02975 |
0,14331 |
0,27060 |
0,50439 |
| |
Меркурий |
0,07692 |
0,03895 |
0,12123 |
0,24413 |
0,15883 |
0,168709 |
Прометей |
0,07692 |
0,05374 |
0,12123 |
0,08761 |
0,36376 |
0,230155 |
Везувий |
0,07692 |
0,19616 |
0,04519 |
0,23048 |
0,07533 |
0,116678 |
Находка |
0,07692 |
0,09579 |
0,07181 |
0,03088 |
0,03831 |
0,044818 |
Мегатрон+ |
0,69230 |
0,61534 |
0,64051 |
0,40687 |
0,36376 |
0,439640 |
Следует остановить свой выбор на альтернативе с максимальным значением глобального приоритета = 0.439640