蒙特卡洛法仿真库存问题
蒙特卡洛法仿真库存问题
蒙特卡洛法仿真库存问题
第一步：用蒙特卡罗法模拟商品需求过程，从而确定订货期中商品需要量的分布；
1）对订货期和需要量分布概率进行随机数编码。
随机数采用两位数学（从00－99）。
如表1-1、表1-2所示：
2）利用随机数进行模拟试验。
根据本例的要求，利用计算机产生一组随机数，填入表1-3中；
第二步：计算商品缺货的的概率和平均缺货的个数；
(1) 缺货的概率：
第三步：使用模拟方法决定最佳订货点和最佳订货量
年总费用(TAC)＝年存储费用＋年订货费用＋年缺货损失＝(Q/2＋OP-L×U)×R＋S/Q×A＋C×E（DDLT＞OP）×S／Q，
Q―订货量(个/次) ；
Ｓ―年需要量（个／年）
Ｒ―单位商品存储费用；
Ａ―订货费用（元／次）；
OP—订货点（个／次）；Ｌ―订货期（天）；
Ｕ―每天的需要量(个/天)；
Ｅ(DDLT＞OP)―订货点为ＯＰ时的平均缺货个数；
Ｃ―缺货损失（元／个）。
本例中，订货期L=1×0.15+2×0.20+3×0.50+4×0.15=4.38，每天需要量U=1000/365 本例中只有OP及Q是变量，故TAC可由OP和Q的组合来决定。
当订货单在1－20之间变化时，订货量在1－1000之间变化，可以找出在变化过程中的最小的TAC值，它所对应的OP及Q值即是最佳的订货点与最佳的订货量。
本例的最佳库存策略为：当订货点为12，订货量为65时，最小的年总费用为3622.46元。
蒙特卡洛模型方法
二、理论和方法
蒙特卡洛模拟早在四十年前就用于求解核物理方面的问题。当管理问题更为复杂时，传统的数学方法就难以进行了。模拟是将一个真实事物模型化，然后对该模型做各种实验，模拟也是一个通过实验和纠正误差来寻求最佳选择的数值性求解的过程。模拟作为一种有效的数值处理方法，计算量大。以前只是停留在理论探讨上，手工是无法完成的。在管理领域由于规律复杂随机因素多，很多问题难以用线性数学公式分析和解决，用模拟则有效得多。在新式的计算机普及后，用模拟技术来求解管理问题已成为可能。
从表中数据可以看到，一直到公元20世纪初期，尽管实验次数数以千计，利用蒙特卡罗方法所得到的圆周率∏值，还是达不到公元5世纪祖冲之的推算精度。这可能是传统蒙特卡罗方法长期得不到推广的主要原因。
计算机技术的发展，使得蒙特卡罗方法在最近10年得到快速的普及。现代的蒙特卡罗方法，已经不必亲自动手做实验，而是借助计算机的高速运转能力，使得原本费时费力的实验过程，变成了快速和轻而易举的事情。它不但用于解决许多复杂的科学方面的问题，也被项目管理人员经常使用。
设有统计独立的随机变量Xi（i＝1，2，3，…，k），其对应的概率密度函数分别为fx1，fx2，…，fxk，功能函数式为Z＝g（x1，x2，…，xk）。
蒙特卡洛模拟方法
蒙特卡洛模拟方法蒙特卡洛模拟方法（Monte Carlo simulation）是一种基于随机过程的数值计算方法，通过生成大量随机数来模拟实际问题的概率分布和确定性结果。
它的原理是通过随机抽样和统计分析来近似计算复杂问题的解，适用于各种领域的问题求解和决策分析。
蒙特卡洛模拟方法最早于20世纪40年代在核能研究中出现，命名源于摩纳哥的蒙特卡洛赌场，因为其运作原理与赌场的概率计算类似。
它的核心思想是通过大量的重复实验来模拟问题的解空间，并基于统计原理对结果进行分析。
蒙特卡洛模拟方法的应用领域广泛，包括金融、工程、物理、统计学、风险管理等。
在金融领域，蒙特卡洛模拟方法可以用于模拟股票价格的变动，估计期权的价格和价值-at-risk（风险价值），帮助投资者进行风险管理和资产配置。
在工程领域，蒙特卡洛模拟方法可以用于模拟不同参数对产品性能的影响，优化产品设计和工艺流程。
在物理学中，蒙特卡洛模拟方法可以用于模拟粒子运动轨迹，研究核反应和量子系统的行为。
在统计学中，蒙特卡洛模拟方法可以用于估计未知参数的分布和进行概率推断。
1.明确问题：首先需要明确问题的目标和约束条件。
例如，如果要求估计一个金融产品的价值，需要明确产品的特征和市场环境。
2.设定模型：根据问题的特性，建立模型。
模型可以是概率模型、物理模型、统计模型等，用于描述问题的随机性和确定性因素。
3. 生成随机数：根据问题的特点，选择适当的随机数生成方法。
常见的随机数生成方法包括伪随机数生成器、蒙特卡洛（Monte Carlo）方法、拉丁超立方（Latin Hypercube）采样等。
4.进行实验：根据模型和随机数生成方法，进行大量的实验。
每次实验都是一次独立的抽样过程，生成一个样本，用于计算问题的目标函数或约束条件。
5.统计分析：对实验结果进行统计分析，得到问题的解或概率分布。
常用的统计分析方法包括均值、方差、最大值、最小值、分位数等。
还可以进行敏感性分析，评估输入参数对结果的影响程度。
直接蒙特卡洛模拟方法
直接蒙特卡洛模拟方法蒙特卡洛模拟方法（Monte Carlo simulation）是一种基于概率和统计方法的数值模拟技术，通过随机抽样和概率模型来解决复杂的问题。
它可以模拟各种问题的随机性和不确定性，适用于金融、经济、工程、物理等各种领域。
下面将详细介绍蒙特卡洛模拟的基本原理、步骤和应用。
蒙特卡洛模拟的基本原理是通过随机抽样来模拟一个系统或问题的不确定性。
首先，需要确定一个合适的概率模型，该模型可以以随机变量和概率分布的形式描述系统或问题的不确定性。
然后，通过生成大量的随机数样本，通过计算这些样本的统计特征来近似计算问题的解。
蒙特卡洛模拟的基本步骤如下：1.定义问题：明确需要解决的问题和目标。
2.定义概率模型：建立一个合适的概率模型，用于描述问题的不确定性。
这包括对输入变量和输出变量的概率分布进行建模。
3.生成随机数样本：根据概率模型，生成大量的随机数样本。
这些样本需要符合概率分布的特性。
4.进行模拟计算：使用生成的随机数样本，进行模拟计算。
对每个样本进行计算，并记录计算结果。
5.统计分析：对模拟计算的结果进行统计分析，得到问题的解的近似值。
这可以包括计算均值、方差、分位数等。
6.模型验证与调整：根据模拟计算得到的近似解，与真实的解进行对比，验证模型的准确性。
如果有必要，可以对模型进行调整和改进。
蒙特卡洛模拟方法可以应用于各个领域的问题，下面以金融领域为例进行介绍。
在金融领域，蒙特卡洛模拟方法常常用于风险评估和投资决策。
例如，我们可以使用蒙特卡洛模拟模拟股票价格的随机变动，来评估投资组合的风险和回报。
具体步骤如下：1.定义问题和目标：比如，我们想要评估一个投资组合在未来一年的收益。
2.定义概率模型：通过历史数据，我们可以建立股票价格的概率模型，比如使用几何布朗运动模型描述股票的价格变动。
3.生成随机数样本：根据概率模型，生成大量的随机数样本，模拟未来一年的股票价格变动。
4.进行模拟计算：对每个样本，计算投资组合的收益。
蒙特卡洛模拟原理及步骤
二、蒙特卡洛模拟原理及步骤（一）蒙特卡洛模拟原理：经济生活中存在大量的不确泄与风险问题，很多确定性问题实际上是不确定与风险型问题的特例与简化，财务笛理、管理会计中同样也存在大量的不确定与风险型问题，由于该问题比较复杂，一般教材对此问题涉及较少，但利用蒙特卡洛模拟可以揭示不确龙与风险型问题的统计规律，还原一个真实的经济与管理客观而貌。
与常用确龙性的数值计算方法不同，蒙特卡洛模拟是用来解决工程和经济中的非确定性问题，通过成千上万次的模拟，涵盖相应的可能概率分布空间，从而获得一左概率下的不同数据和频度分布，通过对大量样本值的统计分析，得到满足一左精度的结果，因此蒙特卡洛模拟是进行不确定与风险型问题的有力武器。
1、由于蒙特卡洛模拟是以实验为基础的，因此可以成为财务人员进行风险分析的“实验库”, 获得大呈:有关财务风险等方而的信息，弥补确左型分析手段的不足，避免对不确左与风险决策问题的误导；2、财务管理、笛理会计中存在大量的不确定与风险型问题，目前大多数教材很少涉及这类问题，通过蒙特卡洛模拟，可以对英进行有效分析，解决常用决策方法所无法解决的难题，更加全而深入地分析不确能与风险型问题。
（二）蒙特卡洛模拟步骤以概率型量本利分析为例，蒙特卡洛模拟的分析步骤如下：1、分析评价参数的特征，如企业经营中的销售数量、销售价格、产品生产的变动成本以及固泄成本等，并根据历史资料或专家意见，确左随机变量的某些统计参数；2、按照一左的参数分布规律，在计算机上产生随机数，如利用EXCEL提供的RAND函数, 模拟量本利分析的概率分布，并利用VLOOKUP寻找对应概率分布下的销售数量、销售价格、产品生产的变动成本以及固定成本等参数；3、建立管理会计的数学模型，对于概率型量本利分析有如下关系式，产品利润=产品销售数量X （产品单位销售价格-单位变动成本）-固左成本，这里需要说明的是以上分析参数不是确定型的，是依据某些概率分布存在的：4、通过足够数量的讣算机仿真，如文章利用RAND、VLOOKUP等函数进行30000次的模拟，得到30000组不同概率分布的各参数的排列与组合，由于模拟的数量比较大，所取得的实验数据具有一定的规律性；5、根据计算机仿真的参数样本值，利用函数MAX. MIN、AVERAGE等，求出概率型量本利分析评价需要的指标值，通过对大量的评价指标值的样本分析，得到量本利分析中的利润点可能的概率分布，从而掌握企业经营与财务中的风险，为财务决策提供重要的参考。
蒙特卡洛仿真法
蒙特卡洛仿真法
蒙特卡洛仿真法（Monte Carlo Simulation）是一种基于随机抽样的数值计算方法，用于模拟和估计复杂系统或过程的行为和特性。
它通过生成大量随机数，并利用这些随机数对系统进行多次模拟，从而获得系统的统计特征或输出结果。
蒙特卡洛仿真法的基本思想是基于概率分布的采样。
首先，需要确定系统中各个变量或参数的概率分布函数。
然后，通过随机生成符合这些概率分布的样本值，来代表系统在不同情况下的可能状态。
接下来，对每个生成的样本进行计算或模拟，得到相应的输出结果。
通过重复这个过程多次（通常是数千或数万次），可以获得大量的样本结果。
根据这些样本结果，可以计算出系统的统计指标，如均值、标准差、概率分布等，从而对系统的行为进行估计和预测。
蒙特卡洛仿真法的优点包括：
1. 能够处理复杂的系统和不确定性问题；
2. 可以提供系统的统计特征和概率分布信息；
3. 适用于难以通过解析方法求解的问题。
蒙特卡洛仿真法在许多领域都有广泛的应用，如金融工程、风险管理、物理科学、工程设计等。
它可以帮助决策者在不确定性环境下进行风险评估、优化设计和决策制定。
需要注意的是，蒙特卡洛仿真法的准确性和可靠性取决于所选择的概率分布函数、抽样次数以及对结果的统计分析方法。
在实际应用中，需要合理选择和验证这些参数和方法，以确保模拟结果的有效性和可靠性。
蒙卡罗方法
蒙卡罗方法“蒙特·卡罗方法（Monte Carlo method），也称统计模拟方法，是二十世纪四十年代中期由于科学技术的发展和电子计算机的发明，而被提出的一种以概率统计理论为指导的一类非常重要的数值计算方法。
是指使用随机数（或更常见的伪随机数）来解决很多计算问题的方法。
与它对应的是确定性算法。
蒙特·卡罗方法在金融工程学，宏观经济学，计算物理学（如粒子输运计算、量子热力学计算、空气动力学计算）等领域应用广泛。
”一、概念蒙特卡罗法(又称统计试验法)是描述装备运用过程中各种随机现象的基本方法，而且它特别适用于一些解析法难以求解甚至不可能求解的问题，因而在装备效能评估中具有重要地位。
用蒙特卡罗法来描述装备运用过程是1950年美国人约翰逊首先提出的。
这种方法能充分体现随机因素对装备运用过程的影响和作用。
更确切地反映运用活动的动态过程。
在装备效能评估中，常用蒙特卡罗法来确定含有随机因素的效率指标，如发现概率、命中概率、平均毁伤目标数等；模拟随机服务系统中的随机现象并计算其数字特征；对一些复杂的装备运用行动，通过合理的分解，将其简化成一系列前后相连的事件，再对每一事件用随机抽样方法进行模拟，最后达到模拟装备运用活动或运用过程的目的。
二、基本思路蒙特卡罗法的基本思想是：为了求解问题，首先建立一个概率模型或随机过程，使它的参数或数字特征等于问题的解：然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算这些参数或数字特征，最后给出所求解的近似值。
解的精确度用估计值的标准误差来表示。
蒙特卡罗法的主要理论基础是概率统计理论，主要手段是随机抽样、统计试验。
用蒙特卡罗法求解实际问题的基本步骤为：1、根据实际问题的特点．构造简单而又便于实现的概率统计模型．使所求的解恰好是所求问题的概率分布或数学期望；2、给出模型中各种不同分布随机变量的抽样方法；3、统计处理模拟结果，给出问题解的统计估计值和精度估计值。
三、优缺点蒙特卡罗法的最大优点是:1、方法的误差与问题的维数无关。
基于蒙特卡罗仿真技术的机场油料库存仿真
量 随机 性 的影 响 ， 可 以更 自然 地 描述 系统 变量 之 间 的关 系［ 。 随着 军 队训 练 规模 的扩 大 ， 机场 油 料 的 消耗 与 周 转 量 与 日俱 增 ，加上 油 料 主 市 场 价 格 的 不 断 攀
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｃ ａ ￣ｉ ｅ ｄ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｉ ｃ ｏ ｆ ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｕ ｅ ｌ ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｙ ｒ
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｙ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ， （ Ｑ ， ｒ ） ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｙ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ， ｇ ｍ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ａ ｒ ｌ ｏ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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基于蒙特卡罗仿真技术的机场油料库存仿真
马 丽 ， 马 军 ， 朱林 户
（ 空军工程大学工程学院 ， 西安 ７ １ ０ ０ ３ ８ ）
摘
Hale Waihona Puke 要： 应用蒙特卡罗仿真技术对战时航空兵场站油料库存控制策略进行仿真研究 。针对航空兵场站油料战备
储备 的特殊情 况 ， 给 出了评价库存控制 策略的评价指标 ， 建立了航空兵场站油料 战备储 备的仿真模型 和仿 真方 法。
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蒙特卡洛法仿真库存问题
第一步：用蒙特卡罗法模拟商品需求过程，从而确定订货期中商品需要量的分布；
1）对订货期和需要量分布概率进行随机数编码。
随机数采用两位数学（从00－99）。
如表1-1、表1-2所示：
2）利用随机数进行模拟试验。
根据本例的要求，利用计算机产生一组随机数，填入表1-3中；
第二步：计算商品缺货的的概率和平均缺货的个数；
(1) 缺货的概率：
第三步：使用模拟方法决定最佳订货点和最佳订货量
年总费用(TAC)＝年存储费用＋年订货费用＋年缺货损失＝(Q/2＋OP-L×U)×R＋S/Q×A＋C×E（DDLT＞OP）×S／Q，
Q―订货量(个/次) ；
Ｓ―年需要量（个／年）
Ｒ―单位商品存储费用；
Ａ―订货费用（元／次）；
OP—订货点（个／次）；Ｌ―订货期（天）；
Ｕ―每天的需要量(个/天)；
Ｅ(DDLT＞OP)―订货点为ＯＰ时的平均缺货个数；
Ｃ―缺货损失（元／个）。
本例中，订货期L=1×0.15+2×0.20+3×0.50+4×0.15=4.38，每天需要量U=1000/365 本例中只有OP及Q是变量，故TAC可由OP和Q的组合来决定。
当订货单在1－20之间变化时，订货量在1－1000之间变化，可以找出在变化过程中的最小的TAC值，它所对应的OP及Q值即是最佳的订货点与最佳的订货量。
本例的最佳库存策略为：当订货点为12，订货量为65时，最小的年总费用为3622.46元。