第4章 目标规划-第1,2节
四章计划

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目标管理的定义
由企业制定一段时期的总目标,然后各部门 和所有员工根据总目标的要求,制定各自分目标, 并积极主动实现其目标的一种管理模式。
目标管理的特点
一个中心三个自我:以目标为中心,自我 参与,自我控制,自我测定的评价。
目标管理的类型
组织中心型,个人中心型,成果中心型。
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第五节 经营战略管理
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2、为什么要做计划?
为人们指明努力的方向; 使人少走弯路,提高效率; 促使管理者展望未来,预见变化,提
高应变能力; 为检查和控制提供依据;
总之,计划能使人思考要干什么和 怎么干。
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第二节 计划的类型
目的或使命
目标
战略
政策
程序
规则
规划
预算
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战略的层次
公司层战略、事业层战略、职能层战略
战略管理定义
运用战略对整个企业进行管理的过程
战略管理特点
全程性、未来性、风险性、高层性
战略制定程序(五步)
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案例讨论
格兰仕:全球制造中心
格兰仕模式的精髓是什么?格兰仕成功的原 因何在?你认为能复制格兰仕模式吗?
你认为格兰仕的哪些做法合理?哪些做法不 合理?为什么?你有何建议?
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第三节 计划工作的程序和原理
1、计划工作的程序
估量机会 确定目标 确定前提 确定可供选择的方案 评价方案 选择方案 制定派生计划 用预算的形式使计划数字化
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2、计划工作的原理
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d
i
——第i个目标的实际值比目标值少的局
部,称为负偏差变量。
规定: d i 和 d i 0 ,i 1 ,2 , ,m
无论发生哪种情况均有: didi
第四章 目标规划
〔二〕目标约束与绝对约束
➢ 通过确定各目标的目标值、引入偏差变量,把目 标函数转化成约束方程,从而并入原约束条件中, 称这类具有机动余地的约束为目标约束。
➢ 引入偏差变量后,原问题中的目标变成了目标 约束,那么现在问题的目标是什么呢?
➢ 事实上:从决策者角度看,判断其优劣的依据 是决策值与目标值的偏差越小越好。因而目标 规划问题的目标函数就可由偏差变量构成。它 有三种根本表现形式:
第四章 目标规划
〔三〕目标规划的目标函数
① 要求恰好到达目标值的,即正、负偏差变量 都要尽可能小。 构造目标函数为:
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第四章 目标规划
第四章 目标规划
学习目标
通过本章的学习,你应该能够: 掌握 用偏差变量表示目标函数及其建立目标规划 模型的方法;目标规划的单纯形法解法。 熟悉 目标期望值与偏差变量的意义,目标规划解 的概念,目标规划的图解法。 了解 多目标规划在现实中的意义;多目标规划计 算机求解方法。
➢ 一般目标约束不会不满足,只是可能偏差要大一 些,故也称为软约束。
➢必须严格满足的等式或不等式约束被称为绝对约 束,也称为系统约束。它对应于线性规划中的约束 条件〔如资源、客观条件约束等〕,不能满足绝对 约束的解即为不可行解,因此也称为硬约束。
第四章 目标、指标和标准

目标、 目标、指标和标准
第一节 政策目标 第二节 政策指标 第三节 评估标准
第一节 政策目标
一、澄清目标的重要性
如同问题一样,政策目标也并非给定的,也不是一清二楚的。或者 目标是多方面的,甚至彼此是冲突的。 决策者往往以一般的方式或抽象的语言来陈述目标,分析者需要使 政策目标清晰化。 在许多重要政策问题的分析中,不能将目标看作既定的、现成的东 西,政策分析的一个功能活动及任务是规划方案之前帮助决策者澄 清并最终确定解决政策问题的目标。
第二节 政策指标
一、政策指标的含义
政策指标是衡量政策目标的量或质的尺度,它是对政策目标的具体 说明。 政策指标包含价值因素,原因在于: 1. 指标是政策目标的具体化,而目标是决策者认为应该追求的东西。 2. 指标的选择和确定也受价值因素的影响,特别是评价性指标涉及 好坏、善恶,是明确以价值为取向的。
四、澄清和确定目标的途径及方法
1. 价值分析和政治分析 价值判断构成政策目标的基本前提或依据,政治因素也在目标形成 中起着重要作用。因此,要认定政策目标就必须考虑价值因素和政 治因素,即价值分析和政治分析。
价值分析:
假定价值观是人类行为或行动的一个主要决定因素 确认某种目标或目的是否值得争取,争取的手段能否被接受 为澄清目标而作价值分析,主要解决目标反映谁的价值观,目标相 关群体的利益等问题。弄清谁的价值观在起作用,谁的利益得到了 反映。
城市
433
766
1464
4634
6800
12319
农村
218
493
884
2457
3595
5276
二、确定评估标准的活动及其困难
评估标准的确定必须考虑决策者或决策团体的情况,并在他们的参 与下来进行,因为标准是衡量政策目标的实现尺度。 确定评估标准困难的原因: 1. 政治过程的本性使得决策者不愿明确陈述出相关的政策目标,目 标不明确,也就难以有准确的评估标准。 2. 被提出的每个政策方案往往不是单一目标,而是有多个目标。每 个目标有几个评估标准,每个标准又有几个相关尺度,这样评估 标准问题就很复杂。 3. 决策者和政策分析者需要共同协作以确定评估标准。
第四章 目标规划1-2

例4.1 某工厂生产两种产品,受到原材料供应和设备工时的限 制.在单件利润等有关数据已知的条件下,要求制订一个获利最 大的生产计划,具体数据见表4-1.
设产品Ⅰ、Ⅱ的产量分别为 x1, x2
,建立线性规划模型
m z = 6x1 +8x2 ax
5x1 +10x2 ≤ 60
4x1 + 4x2 ≤ 40
x1, x2 ≥ 0
解之得最优生产计划为
x1 = 8
x 件, 2 = 2 件,
利润为 zmax = 64 元. 工厂作决策时可能还需根据市场和工厂实际情况, 考虑其它问题,如: (1)由于产品Ⅱ销售疲软,故希望产品Ⅱ的产量不 1 超过产品Ⅰ的一半; (2)原材料严重短缺,原料数量只有60; (3)最好能节约4小时设备工时; (4)计划利润不少于48元.
解:设A、B、C三种产品的产量分别为 , 单位工时的利润分别为1000/5=200、1440/8=180、 2520/12=210,故单位工时的利润比例为20:18:21, 于是得目标规划模型为:
综上分析,可得目标规划的一般模型 (4.2 ) s.t. (4.3) (4.4) (4.5) (4.6) 其中,式(4.2)是目标函数有L个目标,根据L个目标的优先程度,把它们分成K个 优先等级,即 , 是权系数, 是正负偏差变量;式 (4.3)是目标约束, 是L个目标的期望值,一般都应同时引入下、 负偏差变量 ,但有时也可根据已知条件只引入单个 或 ;式(4.4) 是目标规划的绝对约束,通常是人力、物力、财力等资源的约束;式(4.5)、 (4.6)是目标规划的非负约束.
二、目标规划的基本概念
1、目标值和偏差变量 目标值:决策者对每一个目标都有一个期望值----或称为理想值. 正偏差变量:表示决策值(实现值)超过目标值 的数量,记为 d + ; 负偏差变量:表示决策值(实现值)未达到目标 值的数量,记为 d − .
第四章多目标规划模型

第四章 多目标规划模型多目标决策问题的理论基础之一是向量优化问题,也称多目标优化问题。
这类问题,从方法论的角度看,它是一个目标函数中具有向量值的数学规划问题;从决策论角度看,它又是决策规则中含有各个目标极值的决策问题。
因此,多目标决策问题属于向量优化问题。
向量优化问题的解与标量优化问题的解是不同的。
标量优化问题对任何两个函数的解,只要比较它们的两个函数值的大小,总可以从中找出一个最优解,且能排出它们的顺序;而多目标优化问题的解都是非劣解,且不是唯一的,究竟谁优谁劣,很难直接作出判断。
非劣解的概念是由经济学家pareto 于1896年提出的。
但是发展为向量优化问题的生成非劣解技术,还是在1951年Kuhn-Tucker 非劣性条件发表以后的事。
由于向量优化问题是在标量优化问题的基础上发展起来的,只要通过适当的途径将向量优化问题转化为标量优化问题,就可以利用求解标量优化问题的现有方法,求解具有一定特征的向量优化问题。
本章主要介绍有关向量优化问题的基本理论,如非劣解概念,特征非裂解的标量优化解法及非劣性的充要条件。
其中提到的许多概念和术语,在本书的后继章节中都是很有用的。
第一节、多目标规划基本概念与原理1.1非劣解概念设求解()x f 1和()x f 2两个目标的最大值,他们的可行解域如图4.1所示。
图中可行解域内部的各点数据,总是劣于可行域边界上的某点值。
这是因为内部的任一点,总可在边界上至少找出一个相应点,它的目标函数值不劣于内部这点所反映的目标函数值,而且至少有一个目标函数值优于内部这点的目标函数值。
图4.1 多目标非劣解集示意图例如,图中的C 点就劣于A 点和B 点之间任一点所反映的目标函数值。
所以,在优选中类似C 点的一些点可以舍去,并将这些可以舍去的解称为劣解。
但是可行域边界上各点所代表的解,就不能直接判断它们的优劣(如A 点、B 点就是这样)。
因为这些点中任一个与其他任一个相比较,总会发现一个目标函数值比其他另一个函数值优越,但又不是两个目标函数值都优越,否则其中的一个作为劣解而舍去。
运筹学 第四章 目标规划

二、目标规划模型的建立
1、目标函数的期望值 首先要对每一个目标确定一个希望达到的期望值 ei(i=1,2, …,n) 。根据历史资料、市场需求或上级部门的布 置等来确定。
《运筹学》 第四章 目标规划 Slide 4
2、正负偏差变量 每个目标函数的期望值确定之后,目标的实际值和它的 期望值之间就有正的或负的偏差。 正偏差变量 di+ 表示第i个目标超过期望值的数值;负偏 差变量di- 表示第i个目标未达到期望值的数值。 同一目标,它的取值不可能在超过期望值的同时,又没 有达到期望值,所以在di+ 和di- 中至少有一个必须为零。 di+ ×di-=0 引入正、负偏差变量后,对各个目标建立的目标函数方 n 程。 c x d d E * 原来的目标函数变成了约束条件的一部分,即目标约束 (软约束) ,原来的约束条件称为系统约束(硬约束)。
《运筹学》 第四章 目标规划 Slide 7
5、建立目标规划模型的基本步骤: 1)按生产和工作要求确定各个目标及其优先等级和期望 值; 2)设立决策变量,建立各个约束条件方程; 3)对每个目标引进正、负偏差变量,建立目标约束条件 ,并入已有的约束条件; 4)如果各约束条件之间有矛盾,也可适当引入偏差变量 ; 5)根据各目标的优先等级和权系数写出达成函数。 P110-113 例3.1 ,P117 例3.4 【课堂作业】: 某工厂计划生产甲、乙两种产品,现有的设备资源、每 种产品的技术消耗定额及单位产品的利润如下表所示。
《运筹学》 第四章 目标规划 Slide 3
第一节
目标规划模型
一、目标规划模型的基本思想
P110 例3.1 目标规划的基本思想: 对每一个目标函数引进一个期望值(理想值),但由于 种种条件的限制,这些期望值往往并不都能达到,从而我 们对每个目标引进正、负偏差变量,然后将所有的目标函 数并入原来的约束条件,组成新的约束条件。在这组新的 约束条件下,寻找使各种目标偏差达到最小的方案。
管理运筹学第4章-目标规划
多目标决策问题
多目标规划的矩阵表示: 多目标规划的矩阵表示:
max Z = CX
AX ≤ b
X ≥0
z1 z 其中: 其中: Z = 2 M zm
C = (cij )m×n c11 c = 21 M c m1 c12 c 22 cm 2 L c1n L c2n M L c mn
目标规划的数学模型---相关概念
1、设 x1 , x 2 为决策变量,此外,引进正负偏差变 量 d i+ d i−
d i+ 表示: 决策值超过目标值的部分。 正偏差变量
负偏差变量 d i−表示: 决策值未达到目标值的部分。 因决策值不可能既超过目标值又同时未达到目标值, 即恒有 d + × d − = 0
例:LP----目标规划:加入正负偏差变量
目标规划的数学模型---相关概念
3、优先因子(优先等级)与权系数 依据达到目标的主次或轻重缓急而存在的系数(权)。
要求第一个达到的目标赋予优先因子P1,次位目标P2 …… 并规定PK > PK+1……,表示更大的优先权。
若要区别具有相同优先因子的两个目标的差别,此时可 以分别赋予它们不同的权系数 wi
+ i
目标规划的一般数学模型—p103
− + min z = ∑ Pl ∑ ( wlk d k− + wlk d k+ ) l =1 k =1 L K
式中,
− + wlk , wlk 为权系数
n c kj x j + d k− − d k+ = g k , k = 1K K ∑ j =1 n a x ≤ (=, ≥)b , i = 1L m i ∑ ij j j =1 x j ≥ 0, j = 1L n − + d k , d k ≥ 0, k = 1L K
管理运筹学 第四章 目标规划
再来考虑风险约束: 总风险不能超过700, 投资的总风险为 0.5x1+0.2x2 引入两个变量d1+和d1-,建立等式如下: 0.5x1 +0.2x2=700+d1+-d1根据要求有
min {d1+}
0.5x1 +0.2x2-d1++d1-=700。
再来考虑年收入:
3x1+4x2
引入变量 d2+和d2-,分别表示年收入超过与低于 10000 的数量。于是,第2个目标可以表示为 min {d2-} 3x1+4x2-d2++d2-=10000。
2. 统一处理目标和约束。
对有严格限制的资源使用建立系统约束,数学形式同线性规划 中的约束条件。如C和D设备的使用限制。
x1 2 x2 40 3x2 24
(3)C和D为贵重设备,严格禁止超时使用
对不严格限制的约束,连同原线性规划建模时的目标,均通 过目标约束来表达。 (1)力求使利润指标不低于250元:
本问题中第一个目标的优先权比第二个目标大。即最重要 的目标是满足风险不超过700。分配给第一个目标较高的优先 权P1,分配给第二个目标较低的优先权P2。
Minz= P1(d1+)+P2(d2-) s.t. 20x1+50x2≤90000 0.5x1 +0.2x2-d1++d1-=700 3x1+4x2-d2++d2-=10000 x1,x2,d1+,d1-,d2+,d2-≥0
现假定: 第1优先级P1——企业利润;
第2优先级P2——I、II产品的产量保持1:2的比例
第3优先级P3——设备A,B尽量不超负荷工作。其中设备A的重要性 比设备B大三倍。
第四章 目标规划
可分别乘上不同的权系数,权系数是一个具体数字,
乘上的权系数越大,表明该目标越重要。
现建立上例的目标规划模型:
(1) 设d1-未达到利润目标的差值, d1+ 为超过目标的差值
当利润小于3200时, d1->0且 d1+=0,有 40x1+30x2+50x3+d1-=3200
deviation variable)
d+ ——为超过目标值的差值,称为正偏差变量(positive deviation
variable),
注: 正、负偏差变量两者必有一个为0,故恒有 d - ×d+ =0。
(2) 统一处理目标和约束, 只对资源使用上有严格限制的建立系统约束,数学形式
上为严格等式或不等式,同线性规划中的约束条件。 而对不严格限定的约束,连同原线性规划建模时的目标,
40x1 30x2 50x3 3200 (1) 利润不少于3200元;
x1-1.5x
2
0
32xx3x113x202x22
x3 200 4x3 200
(2) 产品甲与产品乙的产量比例 尽量不超过1.5; (3) 提高产品丙的产量使之达到 30件; (4) 设备加工能力不足可以加班
4 2
x1 x1
尽可能接近3200,可以表达成目标函数 {d1-} 取最小值,则有
min 40x1
d1 30x2
50x3
d1
d1
3200
ห้องสมุดไป่ตู้
d-
(2)设
d
2、d
2
分别为未达到和超过产品比例要求的偏差变量,则
产量比例尽 量不超过 1.5 的数学表达式为:
目标规划的图解法课件
50 E D
2、先满足P1,OD线段
3、再满足P2,ED线段(满意解) O
50
E (500/11,500/11) ,
d1
d1
d
2
d
2
0
D (360/7,360/7)
,
d1
d1
d
2
0,
d
2
92 / 7
C 100 l2
150
d
2
x1 l1
d
2
l4
第一节 目旳规划旳基本概念与数学模型 一、问题旳提出 二、目旳规划旳基本概念
有关最优解:线性规划是在可行解域内寻找某一点,
使单个目旳到达最优值(最大值或最小值).而目旳规
划是在可行域内,首先寻找到一种使P1级目旳均满足旳 区域R1,然后再在R1中寻找一种使P2级目旳均满足或尽 最大可能满足旳区域R2(R1),再在R2中寻找一种满 足P3旳各目旳旳区域R3(R2R1),…,如此下去,直 到寻找到一种区域Rk(Rk-1…R1),满足Pk级旳各目旳, 这个Rk即为所求旳解域,假如某一种Ri (1 i k)已退化 为一点,则计算终止,这一点即为满意解,它只能满足
min
z
P1 (d1
d1 )
P2d
2
s.t 2x1 3x2 300
l1
2x1 1.5x2 180
l 2x2
x1 x2 d1 d1 0
l3
10x1
12 x2
d
2
d
2
1000
1l450
x1,x2
,di
,d
i
0
i 1,2
A
100
l3 d1
B
d1
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目标规划的一般数学模型为
目标函数: minБайду номын сангаасz Pl (lk d k lk dk ) l 1 k 1 L K
(4 1) (4 2) (4 3) (4 4) (4 5)
n c x d d k k g k , k 1,, K kj j j 1 n 满足约束条件: aij x j (, )bi , i 1,, m j 1 x j 0, j 1,, n d k , d k 0, k 1,2,3 lk , lk 为权系数。
4.目标规划的目标函数
目标规划的目标函数(准则函数)是按各目标
约束的正、负偏差变量和赋予相应的优先因 子及权系数而构造的。当每一目标值确定后, 决策者的要求是尽可能缩小偏离目标值。因 此目标规划的目标函数只能是 min z=f(d+,d-)。
其基本形式有三种:
(1) 要求恰好达到目标值,即正、负偏差变量都要 尽可能地小,这时 min z=f(d++d-) (2) 要求不超过目标值,即允许达不到目标值,就 是正偏差变量要尽可能地小。这时min z=f(d+) (3) 要求超过目标值,即超过量不限,但必须是负 偏差变量要尽可能地小,这时min z=f(d-) 对每一个具体目标规划问题,可根据决策者的要求 和赋予各目标的优先因子来构造目标函数,以下用 例子说明。
运筹学
(第三版)
《运筹学》教材编写 组
第1节
目标规划 的数学模 型
第4章 目标规划
第2 节 解目标规 划的图解 法
钱颂迪制作 清华大学出版社
第4章 目标规划
第1节 目标规划的数学模型
解目标规划的图解法 解目标规划的单纯形法 灵敏度分析 应用举例
第2节 第3节 第4节 第5节
第1节 目标规划的数学模型
P2 (d 2
d2 )
P3d3
2 x1 x2 11 x x d d 2 1 1 0 1 满足约束条件: x1 2 x2 d 2 d2 10 8 x1 10 x2 d3 d3 56 x , x , d , d 0, i 1,2,3 1 2 i i
为了具体说明目标规划与线性规划在处理问
题方法上的区别,先通过例子来介绍目标规 划的有关概念及数学模型。
例1 某工厂生产Ⅰ,Ⅱ两种产品,已知有关数 据见下表。试求获利最大的生产方案。
原材料(kg) 设备(hr) 利润(元/件)
Ⅰ 2 1 8
Ⅱ 1 2 10
拥有量 11 10
解: 这是求获利最大的单目标的规划问题,用 x1,x2分别表示Ⅰ,Ⅱ产品的产量,其线性规
(4,3)
实际上工厂在作决策时,要考虑市场等一 系列其他条件
(1) 根据市场信息,产品Ⅰ的销售量有下降的趋势, 故考虑产品Ⅰ的产量不大于产品Ⅱ。 (2) 超过计划供应的原材料时,需用高价采购,会 使成本大幅度增加。 (3) 应尽可能充分利用设备台时,但不希望加班。 (4) 应尽可能达到并超过计划利润指标56元。
划模型表述为:
目标函数: max z 8 x1 10 x2 2 x1 x2 11 满足约束条件: x1 2 x2 10 x , x 0 1 2
用图解法求得最优决策方案为:x1*=4, x2*=3, z*=62(元)。
目标函数: max z 8 x1 10 x2 2 x1 x2 11 满足约束条件: x1 2 x2 10 x , x 0 1 2
例2
例1的决策者在原材料供应受严格 限制的基础上考虑:首先是产品Ⅱ的产 量不低于产品Ⅰ的产量;其次是充分利 用设备有效台时,不加班;再次是利润 额不小于56元。求决策方案 。
解 按决策者所要求的,分别赋予这三个目标
P1,P2,P3优先因子。这问题的数学模型是:
目标函数: min z
P 1d1
这样在考虑产品决策时,便为多目标决策问题。目标 规划方法是解这类决策问题的方法之一。下面引入与
建立目标规划数学模型有关的概念。
1. 设 x1 , x2 为决策变量,此外,引进正、
负偏差变量d+,d- 。 正偏差变量d+表示决策值超过目标值的部分; 负偏差变量 d- 表示决策值未达到目标值的 部分。因决策值不可能既超过目标值同时 又未达到目标值,即恒有d+×d-=0。
第2节
解目标规划的图解法
对只具有两个决策变量的目标规划的数学模
3.优先因子(优先等级)与权系数
一个规划问题常常有若干目标。但决策者在要求达到 这些目标时,是有主次或轻重缓急的不同。要求第一 位达到的目标赋予优先因子P1,次位的目标赋予优先 因子P2,…,并规定Pk>>Pk+1,k=1,2,…,K。表示Pk 比Pk+1有更大的优先权。即首先保证P1级目标的实现, 这时可不考虑次级目标;而P2级目标是在实现P1级目 标的基础上考虑的;依此类推。若要区别具有相同优 先因子的两个目标的差别,这时可分别赋予它们不同 的权系数ω j,这些都由决策者按具体情况而定。
2.绝对约束和目标约束
绝对约束是指必须严格满足的等式约束和不等式约 束;如线性规划问题的所有约束条件,不能满足这 些约束条件的解称为非可行解,所以它们是硬约束。 目标约束是目标规划特有的,可把约束右端项看作 要追求的目标值。在达到此目标值时允许发生正或 负偏差,因此在这些约束中加入正、负偏差变量, 它们是软约束。线性规划问题的目标函数,在给定 目标值和加入正、负偏差变量后可变换为目标约束。 也可根据问题的需要将绝对约束变换为目标约束。 如:例 1 的目标函数 z=8x1+10x2 可变换为目标约束 8x1+10x2+d1--d1+=56。约束条件2x1+x2≤11可变换为 目标约束2x1+x2+d2-—d2+=11。