Классификационные признаки систем массового обслуживания. 5 страница
На второй год с момента ввода:
на шахте 1 добыча угля К2 и СС выше по обоим вариантам на 10% при росте затрат на 10%;
на шахте 2 по первому варианту добыча К2 больше на 10%, а добычаСС меньше на 10% при неизменных затратах, по второму варианту добыча К2 меньше на 10%, а добыча СС больше на 10% при неизменных затратах;
на шахте 3 по обоим вариантам объем добычи и затраты те же, что и для первого года.
Любая шахта может быть введена как в первый, так и во второй год планового периода. Введенные мощности продолжают использоваться в последующие периоды времени.
Составьте план ввода мощностей по добыче угля, обеспечивающий выполнение плановых заданий с минимальными затратами.
Вопросы:
1. Каковы минимальные затраты?
2. Следует ли использовать вариант 1 развития шахты 2?
Задача 7. Для реконструкции машиностроительного предприятия было представлено 10 проектов, каждый из которых характеризуется четырьмя агрегированными показателями: затратами труда, энергии, материалов, денежных средств, а также ежегодной прибылью в случае реализации проекта. Соответствующие данные и объем имеющихся ресурсов приведены в таблице:
При выборе проектов необходимо учесть ряд ограничений технологического характера:
1) одновременно может быть реализовано не более семи проектов;
2) проекты 5 и 8 исключают друг друга;
3) проект 1 может быть реализован лишь при условии реализации проекта 2;
4) проект 4 может быть реализован лишь при условии реализации хотя бы одного из двух проектов: либо проекта 3, либо проекта 10.
Вопросы:
1. Какова максимальная прибыль?
2. Следуетли реализовывать проект 3?
Задача 8. Имеются одинаковые заготовки, которые могут быть раскроены тремя способами и из которых могут быть получены не менее 10 деталей первого типоразмера, не менее 8 деталей второго типоразмера и не менее 10 деталей третьего типоразмера.
Способы раскроя представлены в следующей матрице:
где аij — количество деталей типоразмера i, получаемое из одной заготовки путем ее раскроя способом j.
Количество заготовок, раскраиваемых каждым способом, должно быть целым и не превышать 4. Отходы от одной заготовки для каждого из способов раскроя составляют соответственно 4,5 и 5 см.
Выполните раскрой с минимальными суммарными отходами.
Вопросы:
1. Сколько заготовок должно быть раскроено вторым способом?
2. Чему равны минимальные суммарные отходы?
Ответы и решения
Ответы на вопросы: 1— 4, 2 — 4, 3— 5,4 — 4.
Задача 1. Решение.
Ответы: 1. 37 500 тыс. руб. 2. Четыре мероприятия.
Задача 2. Решение.
Если преследуется цель минимизации количества дополнительных работ, то модель будет иметь вид (затраты со знаком минус):
Ответ: Три мероприятия.
Задача 3. Решение.
Ответы: 1. 27 млн руб. 2. Нет, не следует.
Задача 4. Решение.
Пусть VAR 1 равен единице, если первый сорт нефти находится в первом резервуаре, и нулю в противном случае и т.д. Введем следующие обозначения:
При минимизации затрат на хранение полученное решение будет иметь вид
Ответы: 1. Четыре резервуара. 2. Первого сорта.
Задача 5. Решение.
Производственное объединение выпускает три продукта:
1) кабель силовой;
2) провод для осветительных установок;
3) провод обмоточный.
На каждый год трехлетнего периода установлено задание по объему производства каждого из этих продуктов. Таким образом, в модель следует ввести девять ограничений по объему выпуска.
Производственное задание может быть выполнено, если будут реализованы наилучшие варианты развития всех предприятий, входящих в объединение. Первый завод, по условию, имеет три варианта развития, второй — два, третий — один. Всего вариантов шесть, но каждый завод должен выбрать только один из своих вариантов. Таким образом, в модели следует учесть еще три ограничения.
В результате получаем модель с двенадцатью ограничениями и шестью переменными.
Целевая функция —минимизация затрат на выполнение задания по объему производства.
В следующей таблице представлены структурные модели и решение задачи:
Ответы: 1. 4220 млн руб. 2. Да, следует.
Задача 6. Решение.
Обозначения:
В таблице на с. 407 представлены структура модели и решение задачи.
Ответы: 1. 432 тыс. руб. 2. Нет, не следует.
Задача 7. Решение.
Ответы: 1. 51,1 млн руб. 2. Да, следует.
Задача 8. Решение.
Ответы: 1. Две заготовки, 2. 26см.
Глава 16. Основы теории принятия решений
Цели
Человеку постоянно приходится принимать решения. Так, прежде чем выйти из дому, вы задумываетесь над тем, взять ли зонт. Конечно, не хотелось бы носить его с собой в хорошую погоду. Но в дождливый день зонт будет весьма кстати. Так брать или не брать зонт?
Ответить на этот вопрос несложно, если точно знать, какая будет погода. Если с утра идет дождь, большинство людей возьмет зонты. Хотя, возможно, не все. Некоторые закаленные люди скорее предпочтут промокнуть, лишь бы не носить весь день с собой зонт. Последствия отсутствия зонта в плохую погоду оцениваются каждым человеком по-разному. Эти оценки влияют на решение.
Сложнее принять решение, если отсутствует достоверная информация о том, какая ожидается погода. Нельзя полностью доверять прогнозу. Он никогда не бывает абсолютно точным. Еще сложнее принять решение, если вы прогноза не знаете.
Методы принятия решений в условиях отсутствия достоверной информации о возможных последствиях изучаются теорией риска. Эта теория имеет широкую сферу приложений в экономике. Одно из наиболее важных — выбор инвестиционных проектов.
После того как вы выполните задания, предлагаемые в этой главе, вы будете уметь определять и использовать для экономического анализа следующие понятия:
• альтернатива;
• состояние среды;
• таблица решений;
• дерево решений;
• критерий безразличия;
• критерий оптимизма;
• критерий пессимизма;
• ожидаемая стоимостная оценка альтернативы;
• ожидаемая ценность достоверной информации.
Кроме того, вы научитесь принимать решения в условиях неопределенности, определенности и в условиях риска.
Модели
Теория принятия решений — это аналитический подход к выбору наилучшей альтернативы или последовательности действий. В теории принятия решений существуют три основных уровня классификации. Они зависят от степени определенности возможных исходов или последствий, с которыми сталкивается лицо, принимающее решения (ЛПР).
Соответственно существуют три типа моделей:
1. Принятие решений в условиях определенности — ЛПР точно знает последствия и исходы любой альтернативы или выбора решения. Например, ЛПР с полной определенностью знает, что вклад 100 тыс. руб. на текущий счет приведет к увеличению баланса этого счета на 100 тыс. руб.
2. Принятие решений в условиях риска — ЛПР знает вероятности наступления исходов или последствий для каждого решения. Мы можем не знать того, что завтра будет дождь, но мы можем знать, что вероятность дождя 0,3.
3. Принятие решений в условиях неопределенности — ЛПР не знает вероятностей наступления исходов для каждого решения. Например, вероятность того, что весь тираж этой книги будет реализован за год, авторам неизвестна.
Если имеет место полная неопределенность в отношении возможности реализации состояний среды (т.е. мы не можем даже приблизительно указать вероятности наступления каждого возможного исхода), то обстоятельства, с которыми мы имеем дело при выборе решения, можно представить как вид стратегической игры, в которой один игрок — ЛПР, а другой — некая объективная действительность, называемая природой. Условия такой игры обычно представляются следующей таблицей решений, в которой строки А1, А2, ..., Аm, соответствуют стратегиям ЛПР, а столбцы N1, N2,..., Nn — стратегиям природы (aij — выигрыш ЛПР, соответствующий каждой паре Ai, Nj):
В рассматриваемой ситуации при выборе из множества {А1, А2, ..., Аm} наилучшего решения обычно используют следующие критерии:
1. Максимаксный критерий, или критерий крайнего оптимизма — определяет альтернативу, которая максимизирует максимальный результат для каждой альтернативы, т.е. ЛПР выбирает стратегию sq, которой соответствует
2. Максиминный критерий Вальда, или критерий крайнего пессимизма — определяет альтернативу, которая максимизирует минимальный результат для каждой альтернативы, т.е. ЛПР выбирает стратегию i0, которой соответствует
3. Критерий минимаксного риска Сэвиджа. Согласно этому критерию выбирается стратегия, при которой величина риска rij в наихудших условиях минимальна, т.е. равна
4. Критерий оптимизма-пессимизма Гурвица — рекомендует при выборе решения не руководствоваться ни крайним пессимизмом, ни крайним оптимизмом. Согласно этому критерию стратегия выбирается из условия
Значение коэффициента пессимизма k выбирается между нулем и единицей. При k = 1 критерий Гурвица превращается в критерий Вальда, при k > 0 — в критерий крайнего оптимизма.
5. Критерий безразличия. В условиях полной неопределенности предполагается, что все возможные состояния среды (природы) равновероятны. Этот критерий выявляет альтернативу с максимальным средним результатом, т.е.
Если известна таблица решений с оценками условий и вероятностями реализации для всех состояний среды, можно определить ожидаемую стоимостную оценку ЕМV для каждой альтернативы. Один из наиболее распространенных критериев выбора альтернативы — максимальная ЕМV.
Для каждой альтернативы ожидаемая стоимостная оценка ЕМV есть сумма всевозможных оценок условий (выигрышей) для этой альтернативы, умноженных на вероятности реализации этих выигрышей:
где aij — выигрыш ЛПР при выборе альтернативы i и реализации состояния среды j, j =1,..., n;
рj — вероятность наступления состояния среды j.
Ожидаемой ценностью достоверной информации EVPI назовем разность между выигрышем в условиях определенности и выигрышем в условиях риска.
Для того чтобы определить EVPI, вначале необходимо рассчитать математическое ожидание в условиях определенности, которое равно ожидаемому (или среднему) доходу в случае, когда мы имеем достоверную информацию перед тем, как принять решение.
Ожидаемый выигрыш в условиях достоверной информации определяется как
Тогда
Таблицу решений удобно использовать при анализе задач, имеющих одно множество альтернативных решений и одно множество состояний среды. Многие задачи, однако, содержат последовательности решений и состояний среды. Если имеют место два (или более) последовательных решения и последующее решение основывается на исходе предыдущего, более предпочтителен подход, основанный на построении дерева решений.
Дерево решений — это графическое изображение процесса решений, в котором отражены альтернативные решения, состояния среды, а также соответствующие вероятности и выигрыши для любых комбинаций альтернатив и состояний среды.
Анализ задач с помощью дерева решений включает пять этапов:
1) формулировка задачи;
2) построение дерева решений;
3) оценка вероятностей состояний среды;
4) установление выигрышей для каждой возможной комбинации альтернатив и состояний среды;
5) решение задачи путем расчета ожидаемой стоимостной оценки ЕМУ для каждой вершины состояния среды.
Примеры
Пример 1. Выбор альтернативы.
Компания «Буренка» изучает возможность производства и сбыта навесов для хранения кормов. Проект может основываться на большой или малой производственной базе. Рынок для реализации навесов может быть благоприятным или неблагоприятным.
Василий Бычков — менеджер компании — учитывает возможность вообще не производить эти навесы. При благоприятной рыночной ситуации большое производство позволило бы Бычкову получить чистую прибыль 200 тыс. руб. Если рынок окажется неблагоприятным, то при большом производстве компания понесет убытки в размере 180 тыс. руб. Малое производство дает 100 тыс. руб. прибыли при благоприятной рыночной ситуации и 20 тыс. руб. убытков при неблагоприятной.
Вопрос: Какую альтернативу следует выбрать?
Решение. Применим перечисленные выше критерии. Составим таблицу решений (k = 0,75):
Решение в этом случае совпадает с решением, полученным в примере 1 по критерию безразличия.
Ответ: Следует выбрать альтернативу А2
Пример 3. Принятие решения об использовании дополнительной информации.
Предположим, что менеджер компании «Буренка» (см. пример 1) связался с фирмой, занимающейся исследованием рынка, которая предложила ему помощь в принятии решения о том, стоит ли создавать производство навесов для хранения кормов. Исследователи рынка утверждают, что их анализ позволит установить с полной определенностью, будет ли рынок благоприятным для данного продукта. Другими словами, условия для компании «Буренка» меняются от принятия решений в условиях риска к принятию решений в условиях определенности. Эта информация может предостеречь Бычкова от очень дорогостоящей ошибки. Фирма, занимающаяся исследованием рынка, хотела бы получить за эту информацию 65 тыс. руб.
Вопрос: Следует ли воспользоваться услугами указанной фирмы? Даже если результаты исследования являются совершенно точными, оправдана ли плата 65 тыс. руб.?
Решение. 1. Лучший исход для состояния среды «благоприятный рынок» — «создать большое производство» с выигрышем 200 тыс. руб., а для состояния среды «неблагоприятный рынок» — «ничего не делать» с выигрышем 0. Ожидаемая стоимостная оценка в условиях определенности равна 200 • 0,5 + 0 • 0,5 = 100 тыс. руб.
Итак, если бы мы располагали достоверной информацией, мы ожидали бы получить в среднем 100 тыс. руб.
2. Максимум ЕМУ равен 40 тыс. руб. Это размер ожидаемого дохода без достоверной информации.
3. EVPI= Ожидаемая стоимостная оценка в условиях определенности — Максимум ЕМV = 100 — 40 = 60 тыс. руб.
Итак, Бычкову следовало бы платить за достоверную информацию не более 60 тыс. руб. Конечно, такой вывод основывается на предположении, что вероятность реализации каждого состояния среды равна 0,5.
Ответ: Приобретать достоверную информацию не следует.
Пример 4. Взаимосвязанные решения.
Предположим, что Бычкову (см. пример 1) надо принять два решения, причем второе решение зависит от исхода первого. Прежде чем создать новое производство. Бычков намерен заказать исследование рынка и заплатить за него 10 тыс. руб. Результаты этого исследования могли бы помочь решить вопрос о том, следует ли создавать большое производство, малое производство или не делать ничего. Бычков понимает, что такое обследование рынка не может дать достоверную информацию, но может тем не менее оказаться полезным.
Вопрос: Следует ли проводить обследование рынка?
Решение. На рис. 1 показаны возможные состояния среды и решения, а также вероятности различных результатов обследования и вероятности наступления различных состояний среды. (Прямоугольники используются для обозначения вершин принятия решений, кружочки обозначают неконтролируемые события — наступление состояний среды.)
Дерево решений Бычкова с рассчитанными EMV представлено на рис. 2. Короткими параллельными линиями отсекается та ветвь, которая оказывается менее благоприятной по сравнению с другими и может быть отброшена.
Ожидаемая стоимостная оценка наилучшего решения в случае, если будет заказано обследование рынка, составляет 49,2 тыс. руб., без обследования она составляет 40 тыс. руб.
Рис. 1
Рис.2
Ответ: Да, следует заказывать обследование рынка. Если результат обследования будет благоприятным, следует создавать большое производство, если неблагоприятным — малое.
Вопросы
Вопрос 1. В теории принятия решении ситуация, которую не может контролировать лицо, принимающее решение, называется:
1) деревом решений;
2) состоянием среды;
3) решением в условиях неопределенности;
4) альтернативой;
5) таблицей решений.
Вопрос 2. Укажите правильное соответствие названий критериев принятия решений в условиях неопределенности:
1) minmax « «критерий оптимизма»;
2) maxmin « «критерий пессимизма»;
3) minmin « «критерий пессимизма»;
4) maxmin « «критерий безразличия»;
5) maxmax « «критерий безразличия».
Вопрос 3. В задаче принятия решений рассматривается одно множество состояний среды и одно множество решений. Если вероятность наступления одного из состояний среды равна единице, то решение принимается в условиях:
1) частичной неопределенности;
2) неопределенности;
3) определенности;
4) безразличия;
5)риска.
Вопрос 4. Можно сделать одно из следующих приобретений: квартира, земельный участок, речной катер, авторемонтная мастерская или небольшое кафе. В случае если обстоятельства сложатся благоприятно, прибыль составит соответственно 22, 12, 17, 25 или 30 тыс. руб. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств покупка квартиры или земельного участка принесет прибыль соответственно 7 или 9 тыс. руб., а покупка катера, авторемонтной мастерской или кафе — убытки соответственно 5, 11 или 13 тыс. руб.
Благоприятное и неблагоприятное стечение обстоятельств равновероятно. В этом случае достоверная информация о состоянии среды оценивается величиной:
1) 15,5 тыс. руб.;
2) 10 тыс. руб.;
3) 8 тыс. руб.;
4) 5 тыс. руб.;
5) 2 тыс. руб.
Вопрос 5. Модель принятия решений в условиях риска относится к классу моделей:
1) имитационных;
2) статистических;
3)алгебраических;
4) управления запасами;
5) математического программирования.
Вопрос 6. Пусть в качестве критерия принятия решения в условиях риска используется ожидаемая стоимостная оценка альтернативы ЕМV. Вероятность того, что фактический выигрыш будет равен значению ЕМV:
1) высока;
2) зависит от числа альтернатив;
3) мала;
4) зависит от числа состояний среды;
5) ничто из вышеуказанного не является верным.
Задачи
Задача 1. Лукерья Скальпель — администратор больницы в Почаеве. Она решает, следует ли сделать к больнице большую пристройку, маленькую пристройку или не делать пристройки вообще. Если население Почаева будет продолжать расти, то большая пристройка могла бы приносить ежегодно прибыль в 150 тыс. руб. Если будет сделана маленькая пристройка, то она может приносить больнице 60 тыс. руб. прибыли ежегодно при условии, что население будет увеличиваться. Если население Почаева не будет увеличиваться, то сооружение большой пристройки принесет больнице убыток в 85 тыс. руб., а маленькой — в 45 тыс. руб. К сожалению, у Лукерьи нет информации о том, как будет изменяться численность населения Почаева.
Постройте таблицу решений. Определите наилучшую альтернативу, используя критерий безразличия.
Вопросы:
1. Чему равно значение ЕМV для наилучшей альтернативы?
2. Получена дополнительная информация: вероятность роста населения равна 0,6, вероятность того, что его численность останется неизменной, — 0,4. Определите наилучшее решение, используя критерий максимизации ожидаемой стоимостной оценки. Чему равно значение ЕМV для наилучшей альтернативы при наличии дополнительной информации?
3. Какова ожидаемая ценность дополнительной информации?
Задача 2. Тамара Пончик предполагает построить ресторан недалеко от университетского общежития. Один из возможных вариантов — предусмотреть в нем пивной бар. Другой вариант не связан с продажей пива. В обоих случаях Тамара оценивает свои шансы на успех как 0,6 и на неудачу как 0,4. Предварительные обсуждения показывают, что план, связанный с продажей пива, может принести 325 тыс. руб. прибыли. Без продажи пива можно заработать 250 тыс. руб. Потери в случае открытия ресторана с баром составят 70 тыс. руб., в случае ресторана без бара — 20 тыс. руб.
Выберите альтернативу для Тамары Пончик на основе средней стоимостной оценки в качестве критерия.
Вопросы:
1. Следует ли реализовать план, предусматривающий продажу пива?
2. Чему равно значение ЕМV для наилучшей альтернативы?
Задача 3. «Фотоколор» — небольшой магазин, торгующий химическими реактивами, которые используются некоторыми фотостудиями при обработке пленки. Один из продуктов, который предлагает «Фотоколор», — фиксаж ВС-6. Адам Полутонов, директор магазина, продает в течение месяца 11, 12 или 13 ящиков ВС-6. От продажи каждого ящика фирма получает 35 тыс. руб. прибыли. Фиксаж ВС-6, как и многие фотореактивы, имеет малый срок годности. Поэтому, если ящик не продан к концу месяца, Адам должен его уничтожить. Так как каждый ящик обходится магазину в 56 тыс. руб., он теряет их в случае, если ящик не продан к концу месяца. Вероятность продать 11, 12 или 13 ящиков в течение месяца равна соответственно 0,45; 0,35 и 0,2.
Вопросы:
1. Сколько ящиков закупать фирме для продажи ежемесячно?
2. Какова ожидаемая стоимостная оценка этого решения?
3. Сколько ящиков следовало бы закупать, если бы Адам мог достать фиксаж ВС-6 с добавкой, которая значительно продлевает срок его годности?
Задача 4. Компания «Молодой сыр» — небольшой производитель различных продуктов из сыра. Один из продуктов — сырная паста — продается в розницу. Вадим Ароматов, менеджер компании, должен решить, сколько ящиков сырной пасты следует производить в течение месяца. Вероятность того, что спрос на сырную пасту в течение месяца будет 6, 7, 8 или 9 ящиков, равна соответственно 0,1;-0,3; 0,5; 0,1. Затраты на производство одного ящика пасты составляют 45 тыс. руб. Ароматов продает каждый ящик по цене 95 тыс. руб. Если сырная паста не продается в течение месяца, то она портится и компания не получает дохода.
Вопросы:
1. Сколько ящиков следует производить в течение месяца?
2. Какова ожидаемая стоимостная оценка этого решения?
Задача 5. Дмитрий Мухин не знает, что ему предпринять. Он может открыть в своей аптеке или большую, или маленькую секцию проката видеокассет. Мухин может получить дополнительную информацию о том, будет рынок видеопроката благоприятным или нет. Эта информация обойдется ему в 3 млн руб. Дмитрий считает, что эта информация окажется благоприятной с вероятностью 0,5. Если рынок будет благоприятным, то большая секция проката принесет прибыль 15 млн руб., а маленькая — 5 млн руб. При неблагоприятном рынке Мухин потеряет 20 млн руб. в случае, если он откроет большую секцию, и 10 млн руб. в случае, если маленькую. Не имея дополнительной информации, Дмитрий оценивает вероятность благоприятного рынка как 0,7. Положительный результат обследования гарантирует благоприятный рынок с вероятностью 0,9. При отрицательном результате рынок может оказаться благоприятным с вероятностью 0,4.
Вопросы:
1. Следует ли получить дополнительную информацию?
2. Следует лиоткрыть большую секцию?
3. Какова ожидаемая стоимостная оценка наилучшего решения?
Задача 6. Павел Спицын провел анализ, связанный с открытием магазина велосипедов. Если он откроет большой магазин, то при благоприятном рынке получит 60 млн руб., при неблагоприятном — понесет убытки 40 млн руб. Маленький магазин принесет ему 30 млн руб. прибыли при благоприятном рынке и 10 млн руб. убытков — при неблагоприятном. Возможность благоприятного и неблагоприятного рынка он оценивает одинаково. Исследование рынка, которое может провести профессор, обойдется Спицыну в 5 млн руб. Профессор считает, что с вероятностью 0,6 результат исследования рынка окажется благоприятным. В то же время при положительном заключении рынок окажется благоприятным с вероятностью 0,9. При отрицательном заключении рынок может оказаться благоприятным с вероятностью 0,12.
Используйте дерево решений для того, чтобы помочь Павлу сделать правильный выбор.
Вопросы:
1. Следует ли заказать проведение обследования рынка?
2. Следует ли открыть большой магазин?
3. Какова ожидаемая стоимостная оценка наилучшего решения?
Задача 7. Компания «Луч» получает переключатели у двух поставщиков. Качество переключателей охарактеризовано в следующей таблице:
Так, 1% всех переключателей, поставляемых поставщиком А, с вероятностью 0,7 окажется бракованным. Так как каждый заказ компании составляет 10 000 переключателей, это означает, что с вероятностью 0,7 они получат от этого поставщика 100 бракованных переключателей. Бракованный переключатель можно отремонтировать за 0,5 тыс. руб. Качество у поставщика В ниже, поэтому он уступает партию в 10 000 переключателей на 37 тыс. руб. дешевле, чем поставщик А.
Вопросы:
1. Какого поставщика следует выбрать компании?
2. Какова ожидаемая стоимостная оценка наилучшего решения?
Задача 8. Ивану Хлоркину, главному инженеру компании «Белый каучук», надо решить, монтировать или нет новую производственную линию с использованием последних технологий. Если новая линия будет работать безотказно, компания получит прибыль 200 млн руб. Если линия откажет, компания может потерять 150 млн руб. По оценкам Хлоркина, в 60% случаев новая линия откажет. Можно создать экспериментальную установку, а затем уже решать, монтировать или нет новую линию. Эксперимент обойдется в 10 млн руб. Иван считает, что в 50% случаев экспериментальная установка будет работать. Если она будет работать, то в 90% случаев производственная линия (если ее смонтировать) также будет работать. Если установка не будет работать, то есть только 20% шансов, что линия будет работать.
Дата добавления: 2016-07-09; просмотров: 1968;