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运筹学与博弈论范文1
关键词 物流管理;运筹学;资源配置;最优化
中图分类号 F252
文献标识码 A
文章编号 (2014)13-0112-01
物流业是指物品从发出地实体流动向接受地的过程。当货物数量不断增加,运送方式日趋多样化时,如何配置运送物品时的资源成为较少物流企业成本,使企业利益最大化的关键。这其中就要运用到运筹学的思想,在既定的条件下,寻找能使目标函数最大化的组合。
一、运筹学与物流管理之间的关系
运筹学课概括为“依照给定条件和目标,从众多方案中选择最佳方案”,即在实行操作管理的各个领域,运用数学方法和包括概率论、数理分析、线性代数等在内的工具,对需要进行管理的问题统筹规划人、财、物的组织、调度等,作出决策使系统运行最优解而必须使用的的一门应用科学。
在科学技术快速发展的社会,企业间的竞争变得异常激烈。减少开支,节约成本成为了企业管理中首要的问题。因此,随着科学管理被越来越多的企业所重视,运筹学作为管理学的核心与基础,自然有着极其重要的作用。作为管理工具,运筹学在企业产品定价问题,生产库存问题,运输问题等等一系列方面可以提供最优化模型。而物流系统的主要功能是将物品用最小的成本在两地之间进行运输,其追求的是一种及时快速,能够最大程度节约人力物力的物流服务。从这一点上讲,是与运筹学解决资源最优配置的目的不谋而合的。
物流管理较运筹学的起步较晚,但现代社会运筹学在物流企业中的作用不断扩大。将两者结合在一起,才能更好的实现达到企业节约成本的目的。
二、运筹学在物流系统中的运用
运筹学的主要理论包括规划论、图论、排队论、博弈论等。在物流运输这一庞大的系统中,每个环节都可以与运筹学中的理论相对应。规划论中的线性规划可以用来求解物资配送、人员分配等问题;整数规划可以用来求解工作人员及机器数目、厂房选址等问题,动态规划可以解决最优路径生产调度、设备更新等问题。图论可以直观的将构建的模型反映出来,运用最短路径和最大流等理论知识,可以求解运输费用最小化、运输路径最短等重要问题。排队论可以使物流运输时最大程度得利用场地资源,解决运输机或货车应从哪个入口进入、如何离开等问题,提高物流系统的运作效率。
因此,物流系统中几个关键的环节,包括运输、储存、装卸、搬运、流通加工、配送等,都可以用运筹学中与之对应的方法。
三、运用运筹学节约物流成本
(一)基于线性规划的运输成本最优化问题
Z表示的是运输所需的总费用,利用上述所给模型进行求解,即能得到一个使运输费用最小的调配方案。
(二)基于图论的物流网络优化问题
设某种物资从m个仓库发出,称之为出发点,需要运输至n个目的地,成为收货点,在制定运输方案时,首先需要画一个示意图,表明收发点的大致所在位置、货物的收发量、运输路途的长度。在示意图上出发点用“”表示,收货点用“”表示,将收货量标记在其中。收发点之间的运费及其线路的长度标记在路途示意线的旁边。然后做运输物资的流向图,物资运输的方向用“”来表示,把调运物资的量记在“”的右边并加括号表示和运输线路长度的区别,这样就构成了如下所示的物资调运流量图。
在物流调运中,将物资从发点调运到收点的运输方案有很多,但我们优化物流网络的目的是使用运输力量最小的方案。
(三)基于排队论的仓库人员配置问题
设某仓库中,需要s个具有相同能力的工作人员为运货车辆装载,平均每人每小时可装载μ辆货车,平均每小时有λ辆货车需要装载,设货车到来服从泊松分布,服务时间服从负指数分布。
根据排队论的基本理论,我们可以轻易地看出在这里运货车辆是顾客,工作人员是服务设施。我根据排队论中关于标准的M/M/C的算法
多个服务站下 , 表示系统中没有运货车辆的概率, 表示系统中有n个顾客的概率。因此平均队长为 。平均等待时间为 。为了使系统中的运货车辆不会排成无限的队列,s必须满足条件: 。
四、结语
物流业的发展离不开科学技术的支持,其中尤以运筹学为主。运筹学通过将物流系统中各个环节的变量和所要优化的目标抽象成模型,通过模型来理论的配置资源,使资源得到最合理的利用,从而达到节约成本、提高利润的目的。
参考文献:
[1]熊义杰.运筹学教程[M].北京:国防工业出版社,2004.
[2]宋伟刚.物流工程及应用[M].北京:机械工业出版社,2003.
运筹学与博弈论范文2
[关键词] 均衡点 得益矩阵 Nash均衡
博弈论是运筹学的一个重要分支,是研究决策主体的行为发生直接相互作用时的决策,以及这种决策的均衡问题。一个完整的博弈一般由以下几个要素组成:博弈的参加者、各博弈方各自选择的全部策略或行为的集合、博弈方的得益、结果、均衡等。
非合作博弈是现代博弈理论中的核心内容和重要基础,而Nash均衡则是非合作博弈的核心部分。用博弈论解决现实纳什均衡是现代博弈论中的核心内容和重要基础。要用博弈论解决现实经济生活中的决策问题,对现实经济生活中的发展变化趋势进行预测,其关键在于如何根据行为中的支付矩阵得出纳什平衡点,通过分析决策者的心理活动来得到相关模型,从而依据模型来针对生活中的实际问题制定相关的政策以预防不良现象的发生。
一、非合作博弈
一般地,将不允许存在有约束力协议的博弈称为“非合作博弈”。在该博弈中,每个博弈方的策略都是针对其他博弈方策略或策略组合的最佳对策。事实上,具有这种性质的策略组合,正是非合作博弈理论中最重要的一个解概念“纳什均衡”。
在博弈论里,有各种各样的均衡概念,上述定义是所有均衡概念的共同特征。而在一个博弈中,可能有多个均衡存在。纯战略纳什均衡在非合作博弈分析中具有十分关键的作用和地位,因此将着重介绍纯战略纳什均衡的定义。
1.纯战略纳什均衡
一般常用G表示一个博弈;如G有n个博弈方,每个博弈方的全部可选策略的集合称为“策略空间”,分别用表示;表示博弈方i的第j个策略,其中j可取有限个值(有限策略博弈),也可取无限个值(无限策略博弈);博弈方i的得益则用表示,是各博弈方策略的多元函数。n个博弈方的博弈G常写成。
有了博弈、博弈方的策略空间和得益的表示法,可以给出纯战略纳什均衡的定义如下:
定义1: 在博弈中,如果由各个博弈方的每一个策略组成的某个策略组合中,任一博弈方i的策略,都是对其余博弈方策略组合的最佳对策,即
对任意都成立,则称为G的一个“纯战略纳什均衡”。纯战略纳什均衡的求解,通常可以采用得益矩阵表示出在不同策略下各博弈方的效益,下面通过囚徒困境问题可进一步加深对纯战略纳什均衡概念的理解。
该博弈问题是1950年图克提出的,它虽然非常简单,但却很好地反映了非合作博弈的根本特征,并且该博弈模型是解释众多经济现象,研究经济效率问题的非常有效的基本模型和范式。其故事如下:
警方抓到两个盗窃犯,惜证据尚不足,遂寄希望于嫌犯自己招供。警方把两个犯人隔离起来,分别审问,交代政策如下:坦白从宽,抗拒从严!如果你招了,另一个人没招,那么就将你释放,另一人判10年;同样如果你不招,另一个人招了,那么你得被判10年,另一个人被释放。如果两个人都招,警方证据就足了,两人都判8年。至於两个人都不招的情况,不用警方交代,两个人都得判,但因证据不力,判得都要轻许多,比如1年。警方最后说,那边还有个警察,对你的同伙交代一模一样的政策呢。
对于囚徒A和囚徒B来说,其双方想法如下:
(1)如果对方招了,我招是8年,不招是10年,还是招划算。
(2)如果对方不招,我招是无罪释放,不招是1年,还是招划算。
(3)如果对方不招,我招是无罪释放,不招是1年,还是招划算。
下面可将双方整个博弈过程的结果用一矩阵形式表示出来。这种矩阵称为博弈的“得益矩阵(支付矩阵)”。
表1A与B的得益矩阵
由于法庭对罪犯分别审讯,因而该问题还可以归结为非合作博奕模型。
其中,局中人集合,1代表囚徒A,2代表囚徒B。两个人具有相同的策略集合:,其中C代表坦白,D代表抗拒的策略。对于策略组合两个局中人的支付函数如下:
由支付函数可以看出,囚徒A的策略是坦白,囚徒B的最佳策略也是坦白,故纳什均衡点为(坦白,坦白)。
在囚徒困境中,每个参与人都能猜出对方的策略,故称这种纳什均衡为纯战略纳什均衡。
囚徒困境反映了一个很深的问题,这就是个人理性与集体理性的矛盾。即使两个囚徒在被警察抓住之前建立一个攻守同盟(死不坦白),这个攻守同盟也没有用,因为它不构成纳什均衡,没有个人要积极性遵守协定。
囚徒困境问题在经济学上也有着广泛的应用,例如:两个寡头企业选择产量的博弈。如果两企业联合起来形成卡特尔,选择垄断利润最大化的产量,每个企业都可以得到更多的利润。但卡特尔协定并不是一个纳什均衡,因为给定对方遵守协议的情况下,每个企业都想增加生产,结果是,每个都只能得到纳什均衡产量的利润,它严格小于卡特尔产量下的利润。
二、纯战略纳什均衡在经济生活中的具体运用
1.偷水问题
针对盗水现象,供水部门常采用罚款的手段处理那些被发现的盗水用户,但随着居民的科技文化水平的提高,盗水手段越来越高明,因此被发现的概率越来越小,那么采用通常的罚款手段对防止用户盗水的作用越来越微弱,看来利用新的经济原理、采取新的制裁措施显得尤为必要了。
假定用户每家都有一个水表,而且每家实际用水没有通过此水表。假定水表测量准确无误。
(1)设N家总水表测出的实际用水量为A。
(2)第i家水表所示用水量为,B为N家盗水总和。
不妨设每度水的单价为1元,则供水局对第i家征收水费为即可防止用户盗水,理由如下:
为说明方便,不防简化为两家用户甲和乙,甲和乙都有两种策略选择:偷水和不偷水,在甲和乙之间就形成了一场博弈。
设甲和乙的实际用水量分别为和,偷水量分别为和,相应的得出甲和乙的得益矩阵:
表2 甲和乙的得益矩阵
可见:(1)对甲来说,在不做损人而不利己的事的前提下,他会选择不偷水,因为甲若选择偷水,则他期望乙不要偷水,此时他的最大利益为0,既然利益为0,他选择不偷水也可以达到,又何必劳神又费事。甲若选择不偷水,乙必定也会选择不偷水,因为此时乙无论偷水还是不偷水,利益都为0,在不做损人而不利己的事的前提下乙必定会选择不偷水。
(2)对乙来说,由于同样的道理,他也会选择不偷水这一策略。这样,(不偷水,不偷水)就成了一个纯战纳什均衡点。甲和乙谁改变策略都得不到好处,当然就会维持均衡点,那么这个均衡就是相当稳定的,这样供水部门也达到了防止用户偷水的目的。
另外,即使有人做损人而不利己的事,供水局也有办法对付,那就是对第i家征收水费为,其中.即可达到目的。同样,以两家用户为例,此时用户i所收水费,同样地可得出甲和乙的得益矩阵。
表3 甲和乙的得益矩阵
显然,对甲和乙来说为了使自己得益最大,都会不约而同的选择不偷水.对于多个用户同样可以进行分析,最后所有的用户都会选择不偷水的策略。因此供水部门只需任意选择一个大于1的a,宣布对用户i征收的水费即是防止用户偷水的有效措施。
接下来,谈谈对偷水用户进行一次性罚款和对偷水量由N家共同分摊做法的无效性.
供水局若发现偷水户i则往往采取一次性罚款M,对用户i来说:
(1)不偷水,得益为0;
(2)偷水,若被发现,得益为;
(3)偷水,若被发现,得益为.但是用户偷水被发现的概率往往是很小的。
假设被发现的概率为P,则用户i偷水损益的期望值为:
因此只有,即时才能使用户不偷水。
假设偷水被发现的概率为1%,用户偷水=100,则罚款M>1000元才可能使用户不偷水。因此一般性的罚款并没有达到应有的目的。
由上可知,利用纯战略纳什均衡理论对日常生活中的一些实际现象确实可以进行一定的定量分析,以此做出更好的决策安排。但是本文探讨的只是博弈论的一个很小的方面,对于均衡问题中的子博弈精炼纳什均衡等问题本文没有讨论。对于纳什均衡还可以进一步进行推广。如日常生活中,小到下棋打牌,大到企业之间的竞争与合作,国家之间的倾销与反倾销、制裁和报复等,都可以归结为博弈问题。
参考文献:
[1]谢识予:纳什均衡论[M].上海:上海财经大学出版社,1999
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[3]全贤唐张健:经济博弈分析[M].北京:机械工业出版社,2003
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[5]潘天群:社会现象的博弈论解读[M].中央编译出版社.1998
[6]黄涛:博弈论教程[M].首都经济贸易大学出版社.1996
[7]陈芝兰:博弈论及其在经济生活中的应用[J].经济新论,23-24
运筹学与博弈论范文3
关键词:博弈论;智猪博弈;利益最大化;纳什均衡理论;社会经济
中图分类号:F224.32 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)11-0-01
博弈论最初的研究对象是棋、桥牌、赌博中的胜负问题,而正是发展成一门学科是在20世纪初,在1928年冯·诺意证明了博弈论的基本原理之后,从而开始宣告了博弈论的正是诞生。
博弈论又称对策论,是研究具有斗争或竞争性质现象的理论和方法,它既是现代数学的一个新分支,也是运筹学的一个重要学科。
博弈论的基本要素分为:局中人,策略,得失,对于参与者还存在博弈结果以及博弈涉及到的均衡。
博弈论的类型分为:静态博弈和动态博弈,合作博弈和非合作博弈以及完全信息博弈和不完全信息博弈。
经济学中的存在着智猪博弈的这么一个故事:猪圈里有两头猪,一头大猪,一头小猪。猪圈的一边有个踏板,每踩一下踏板,在远离踏板的猪圈的另一边的投食口就会落下少量的食物。如果有一只猪去踩踏板,另一只猪就有机会抢先吃到另一边落下的食物。当小猪踩动踏板时,大猪会在小猪跑到食槽之前刚好吃光所有的食物;若是大猪踩动了踏板,则还有机会在小猪吃完落下的食物之前跑到食槽,争吃到另一半残羹。
那么,两只猪各会采取什么策略?答案是:小猪将选择“搭便车”策略,也就是舒舒服服地等在食槽边;而大猪则为一点残羹不知疲倦地奔忙于踏板和食槽之间。
原版的“智猪博弈”故事给了竞争中弱者以等待的方式为最佳的策略的启发。但是对于社会而言,弱小者未能参加竞争,所以得到的社会资源配置并不是最佳状态。为了使资源最有效的配置,规则的设计者是不愿意看见有人搭便车的,政府这样,公司的老板也是这样。而能否完全杜绝“搭便车”现象,就要看游戏规则的核心指标设置是否合适了。
许多人并未读过“智猪博弈”的故事,但是却在自觉地使用小猪的策略。股市上等待庄家抬轿的散户;等待产业市场中出现具有赢利能力新产品继而大举仿制牟取暴利的游资;公司里不创造效益但分享成果的人,等等。因此,对于制订各种经济管理的游戏规则的人,必须深谙“智猪博弈”指标改变的个中道理。
经济博弈论是指在将博弈论知识用于经济问题的分析之中,用于描述,反映经济问题参与人的策略选择动机,以便寻找到己方的问题最优解(其实也是其他利益主体的最优解)。在市场经济中,企业之间,企业与消费者之间,企业与政府之间,政府与消费者之间,政府与纳税人之间的相互影响,相互依存和相互制约不断加强,以这些主体间的对抗,依赖和制约为研究前提和出发点的博弈论研究更具有现实意义。
例如由于信贷不断收紧,成交量低迷导致回款速度慢,资金链压力很大,房地产商已经处于囚徒困境中,开发商的态度是:“不过至少目前为止,我们还没有做好在售楼盘降价的准备,业内人士一起交流,这点共识是一致的:只要有一家公司明显降价,就像坐大堤一样,很快就会争先降价,也就是恐慌性抛盘。所以,现阶段绝对不会,也不会产生这种情况出现的!”
实际上每个开发商都有两个选择:降价和不降价。如果大家都不降价,就可以顺应大家的心态,以最慢的速度回笼资金,等到将来可能的调控放松,还有可能获得极大利润;如果大家都降,都能回笼中等数量的资金,但市场陷入相互杀价;如果有的降价有的不降价,降价的能快速脱身,不降价的可能破产,每个人的心里都想着自己能够快速销售,而其他的销售商维持住市场价格,不进行降价。对于个体而言,无论别的销售商进行如何操作,自己最佳的策略选择都是降价。每个人都是理性的,都会选择对自己风险最小,收益最大的策略,开发商所提到的口头协定并不会持久坚持,最后必然会达到纳什均衡。
纳什均衡理论在经济中占据重要的位置,纳什均衡理论奠定了现代主流博弈论和经济理论的根本。
纳什均衡的重要影响可以概括为以下六个方面:(1)改变了经济学的体系和结构。(2)扩张经济学研究经济问题的范围。(3)加强了经济学研究的深度。(4)形成了基于经典博弈的研究范式体系。(5)扩大和加强了经济学与其他社会科学,自然科学的联系。(6)改变了经济学的语言和表达方式。
一谈到博弈论大家提起的最多的就是纳什均衡。纳什均衡指的是一种战略组合,这种组合由所有参与者的最优战略组成,也就是说在给定战略的情况下,没有单个人有积极性选择其他战略使自己获得更大利益,从而没有任何人有积极性打破这种均衡。虽然纳什均衡是单个人的最优战略组合,但是不是说是一个总体最佳的组合结果,从这个方面看,纳什均衡动摇了西方经济学的基石,同时,它也提示我们,合作是有利的“利己策略”。
运筹学与博弈论范文4
工程管理专业具有工程与管理复合的特点,注重理论与实践的结合,致力于培养实践能力强的技能性、应用型人才,强调教学内容理论与实践相结合,提出多种教学手段,着重提高学生发现与解决问题的能力。一方面,运筹学作为工程管理专业的专业基础必修课,必须有效支持工程管理专业的培养目标。另一方面,运筹学的系统方法有助于培养工程管理专业人才的整体思维能力。运筹学以系统的整体观念为核心,通过多学科的综合,有助于培养和提高管理人员解决实际问题的能力。
二、教学中存在的问题
运筹学的理论与方法不同于高等数学、线性代数等基础数学课程,它不是简单的数学计算,而是综合应用数学、经济学、管理学、物理学、化学等多学科的理论与方法,运用系统思想解决实际问题。
(一)教学目的不明确
工程管理专业的人才培养目标是符合行业、企业标准的应用型人才,课程体系建设标准是建设内容具有针对性、应用性突出的优质课程。而目前运筹学的教学仍然存在重视理论教学、忽略应用研究的现象,最终导致教学中注重公式和算法的讲解,很少将实际案例引入课堂教学,课堂教学亦如此,使得学生只会按已有题型计算,不善于探究所学知识在实际问题中的应用。
(二)教学内容安排不够合理
本校工程管理专业运筹学是拥有较多分支及方法的专业基础课程,也是工程管理专业考研的专业课。目前,计划仅有32学时,对于运筹学的学习要求是不够的,需要有效安排教学内容,突出重点,精选例题,并适当增加理论学时及实验学时。
(三)教学方法不够灵活
运筹学的教学方法仍停留在传统的以讲授为主,教学手段不够灵活,教学方式单一、互动性差,学生仅仅学到书本的理论与例题,没有延伸性的知识。
(四)实践教学环节不足
本校工程管理专业仍采用理论教学,缺乏实践环节,学生仅掌握建模方法进行手工计算,并未进行计算机实践练习,不能利用软件求解模型,降低了课程应用的操作能力。线性规划中单纯形法和运输问题仅能解决变量较少的情况,变量较多的情况必须借助计算机软件求解。
(五)缺乏适用的教材
教材理论性、逻辑性较强,重点介绍相关理论与模型,缺乏实际案例的介绍与讨论,也没有相关软件的方法,且对学生的数学基础要求较高,许多同学看到教材中复杂的公式及推理就已开始畏难,后续学习信心缺失。
(六)成绩考核不科学
考查仍采用笔试,缺乏对综合能力的考核,仅能考查学生对基本理论与方法的掌握水平,不能评定学生对运筹学方法的掌握水平。
三、教学改革建议
(一)明确教学目的
通过学习使学生掌握系统分析方法,树立整体观念,解决工程管理实践中遇到的优化决策问题。运筹学教学应结合人才培养目标和课程体系建设的要求,重视运筹学思想的应用及实例教学,使学生掌握解决实际问题的能力。
(二)合理安排教学内容
根据工程管理专业的培养方案及课程体系,合理安排教学内容。工程管理专业注重培养技能型、应用型专业人才,除了讲授运筹学的基础教学内容,更应侧重于理论知识在工程实践中的应用研究,在教学中应增加与专业发展相关的前沿知识的介绍,拓宽知识面,提高学生的科研创新能力。
(三)改进教学方法
1.加强案例教学。
介绍管理科学中的大量成熟的运筹学应用案例,鼓励学生参与课堂讨论,提高学生兴趣,对成功案例进行分析,总结成功经验。提出实际管理案例,引导学生采用运筹学的理论与方法解决,培养学生的系统思维能力。如线性规划方法可应用在钢筋下料、土石方调运等方面;博弈论可应用在工程招投标、工程质量管理、工程风险管理、工程监理等方面。
2.简化理论推导。
对于教材中较长篇幅论证的理论,讲解时要进行归纳,侧重理论的应用性,避免过分强调公式推导过程,而应侧重于模型的建立和应用。如第一堂课通过讲述古代文献中体现运筹学思想的案例,引起学生学习运筹学的兴趣;通过运筹学思想的应用实例,使学生认识到课程的重要性。运筹学课程内容多,逻辑性强,教师一定要深入浅出,注重条理,突出重点。再如,讲解单纯形法中松弛变量、剩余变量、人工变量的区别时,应注意结合三种变量的经济含义,让学生在理解的基础上区分三种变量的含义与作用。在讲解单纯形法四种解的判别中要注意归纳总结,将单纯形法的原理与解的判别结合起来,有助于学生理解和掌握解的判别标志。
3.多媒体教学。
合理运用多媒体教学,可有效减少理论推理和公式推导时间,重点突出运筹学的应用。课件中要突出案例等实际问题的主体地位,弱化理论论证、公式推导、数学计算等,着重阐述解决问题的思路与方法,提高教学效果。
4.进行辅导答疑。
对章节重难点及易混易错点当面答疑,及时了解学生对重难点的掌握情况,并针对大部分学生的疑惑和作业中的典型错误等进行系统讲解,弥补学生的知识薄弱点。
5.启发式教学。
教学过程中提出实际问题,让学生自行思考、分析解题思路,亲自动手建立相应模型,运用计算机软件等手段求解,对涉及到的问题展开讨论。如模型建立的假设、问题目标的理解、目标条件的分析、模型的建立、求解的步骤及方法、结果的讨论等,教师适当引导,必要时给予解释说明,让学生掌握解决问题的整体思路,最后可让学生以课题报告的形式做出系统全面的分析。
(四)加强实践环节
开展教学实验课程,选择较成熟的教学软件如LINDO,LINGO,WINQSB,EXCEL,鼓励学生运用软件编程解决问题,利用计算机代替手工计算,提高动手能力。鼓励学生参加全国大学生建模大赛,实现理论学习与解决问题相结合,提高对知识的运用能力。
(五)加强适用教材建设
工程管理专业优势特色专业建设目标中提出建立并创新“素质优良、能力一流”的理论与实践一体化的课程体系。编写适合工程管理特色专业的运筹学教材,要重点强调相关理论方法与工程管理和实际生活的结合,增加案例分析;突出运筹学分析和解决问题的思路与方法,理清问题的解决思路,量化相关数据,建立数学模型,运用软件求解,侧重方法的应用与结果分析。
(六)推行科学的考核方式
在考核方式上,将传统考查课本知识点的笔试形式改为课堂分组讨论、软件应用、案例作业、课程设计等综合考查方式,突出工程管理专业的运筹学教学目的。考核内容应围绕工程管理专业方面的知识重点展开,结合工程管理实际问题进行专题研究。
四、结语
运筹学与博弈论范文5
关键词:博弈;委托与;经济行为
一、博弈论发展简述
博弈论思想古已有之,博弈论最初主要研究象棋、桥牌、赌博中的胜负问题,人们对博弈局势的把握只停留在经验上,没有向理论化发展,正式发展成一门学科则是在20世纪初对于博弈论的研究,开始于策墨洛、波雷尔及冯・诺伊曼,今天博弈论已发展成一门较完善的的学科。目前已成为经济分析的主要工具之一,对产业组织理论、委托理论、信息经济学等经济理论的发展做出了非常重要的贡献。由于博弈论重视经济主体之间的相互联系及其辨证关系,大大拓宽了传统经济学的分析思路,使其更加接近现实市场竞争,从而成为现代微观经济学的重要基石,也为现代宏观经济学提供了更加坚实的微观基础。
有一只看不见的手引导他去促进一种目标,而这种目标决不是他所追求的东西。由于追逐他自己的利益,他经常促进了社会利益, 其效果要比他真正想促进社会利益时所得到的效果为大。二百多年来,西方经济学家坚持斯密的信条, 他们相信自私自利的个体在利益驱动下会使社会达到和谐一致。博弈论专家认识到,理性人在进行经济决策时,但由于目标(或经济利益)不一致时常发生冲突, 理性人的最优选择要受对方选择的影响, 理性人之间的这种互动行为使他们的决策均依赖于两个或更多的人们的交互式战略。冯.诺依曼和摩根斯坦因以合作博弈为对象, 主要对二人零和博弈进行了分析。此后,合作博弈有了长足发展,提出了稳定集,解概念, 核等重要概念与思想, 来研究人们发生冲突时的合作问题。1950年,纳什发表了他的博士论文非合作博弈,最先对合作博弈与非合作博弈进行了区别, 提出了博弈论中最为重要的概念:纳什均衡, 为非合作博弈一般理论奠定了基础, 非合作博弈发展起来。事实上,合作博弈可以看作非合作博弈的特殊情况, 它略去了非合作个体之间建立合作关系的过程而着重研究合作的可能性与形式。非合作博弈对分析理论更为适用, 因此,我们今天所说的博弈论主要是指非合作博弈。
二、博弈论与经济行为结合
(一)委托人与人之间约束与激励机制
作为产权经济学的一个重要分支,委托一理论是从信息不对称条件下的契约形成过程出发,探讨委托人如何设计出一种契约,以促使人为最大限度地增进委托人的效用而努力工作。标准的委托一理论是基于以下两个基本的假设:信息不对称与经济人假设委托一关系一旦确立期,委托人期望人忠诚为其服务,通过不断提高个人能力水平,来提高企业的产出绩效,进而实现其自身效用最大化。但因人利己主义倾向及信息不对称,这一前提经常与现实经济生活相背离,从而导致了委托一关系失效。
1.委托人与人之间的目标函数不一致
2.信息不对称所导致的问题
在信息不对称的前提下,委托人无法准确判断人是否在忠诚且有能力地为企业服务,因而也就无法有针对性地对其进行有效监督,此时,问题的产生也就具有了现实的可能性。在社会经济生活中,问题主要是指逆向选择和道德风险两个方面。 逆向选择,是指委托关系确立之前,人利用其相对于委托人的信息优势,使得契约的签订对自己有利 。
3.委托人和人之问契约不完备
委托一关系实质是一种契约关系,但现实经济生活存在诸多不确定性,使得委托双方不可能事前签订一个完备的契约。此外,契约的完备程度也与契约的成本密切相关,完备程度越高则其代价越大。
(二)讨价还价的博弈与情侣模型
在现实中,我们经常会遇到讨价还价的问题,这其实就是买主与卖主的一场博弈。博弈理论表明,当谈判的多阶段博弈是单数阶段时,先开价者具有“先发优势”;而双数阶段时,后开价者具有“后动优势”。这在商场竞争中是十分常见的现象:非常急切想买到物品的买方往往要以高一些的价格购得所需之物;急切于推销的销售人员往往也是以较低的价格卖出自己所销售的商品。
商业谈判中,有一种“情侣博弈”谈判的模式。“情侣博弈”说的是一对热恋中的情侣,在如何安排度周末,而提出了这样的问题:男士想要看球赛,女士想要听歌剧。如果从其中的某个个体来看,这样的结局不是最优,但是如果有一方的稍许让步,就可以换来情侣组合整体的最佳满意度,同时自己也得到相对较佳的满意度;反之,如果男士单独去看球赛而女士单独去听歌剧,由于缺少情侣陪伴,必然会造成或多或少的满意度下跌。对于这样一个模式,博弈论告诉我们,双方都去看球赛或者双方都去听歌剧,是博弈的两个“纳什均衡”,也就是对双方整体而言,满意程度最高的两个结局。
(三)寡头垄断
寡头垄断:又称寡头、寡占,一种由少数卖方(寡头)主导市场的市场状态。英语中这个词来源于希腊语中“很少的卖者”。寡头垄断是同时包含垄断因素和竞争因素而更接近于完全垄断的一种市场结构。它的显著特点是少数几家厂商垄断了某一行业的市场,这些厂商的产量占全行业总产量中很高的比例,从而控制着该行业的产品供给,寡头垄断又称为双占垄断或双头垄断。 寡头垄断的形成首先是由某些产品的生产与技术特点所决定的,寡头垄断行业往往是生产高度集中的行业,如钢铁、汽车、石油等行业。其次,寡头厂商为保持自身地位而采取的种种排他性措施,以及政府对某些寡头厂商的扶持政策等,也可促进寡头垄断市场的形成。
三、博弈论的不足与发展
虽然博弈论已经形成了比较完整的理论体系, 而且在经济学中得到了广泛应用, 但博弈理论仍存在很多不足,首先就是均衡解的多重性。在很多情况下, 博弈模型的均衡解不止一个, 而是很多个。可以说这是一种富余的均衡, 因为面对多重均衡解, 经济学家并不知道那一个均衡解最终会发生, 这就限制了博弈论对现实问题的解释力和对未来问题的预测能力。相信在博弈论的发展中, 对博弈均衡的精炼是博弈论专家们一项长久的任务。此外, 博弈的建模技术、分析方法和求解手段如何进一步发展; 博弈论的应用领域如何逐步拓宽; 博弈论在经济学的研究和应用中如何求得更广泛的普及等, 这些问题仍未得到满意的解决。
参考文献:
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运筹学与博弈论范文6
关键词:经济行为;博弈论;应用
一、引言
博弈论也被称为对策论、游戏理论,它是运筹学中的一个重要分支,是研究决策主体的行为发生直接相互作用时的决策以及这种决策的均衡问题。博弈论是由美国数学家在1944年首先创立的,世界上也有几名博弈论专家因将博弈论应用到经济学中而成功的获得诺贝尔经济学奖。由此可见,博弈论与经济学一直都有着千丝万缕的联系,博弈论的成功之处就在于将一个复杂的经济现象中抽离出数学基本模型,从另外一个视角来帮助我们更加直观的来掌握生活中的经济现象。博弈论成功的应用于经济学,这就使得经济学越来越侧重于人与人之间关系的研究,为研究经济行为主体提供了很好的方法论依据。
在过去的几十年中,博弈论为经济学的发展贡献了自己的一份力,也逐渐占据了经济学的核心地位。博弈论已经成功的将宏观经济学和微观经济学的研究紧密的结合起来,为经济复杂性的现象研究提供了新的思路。在市场经济飞速发展和市场经济竞争日趋激烈的今天,博弈论为经济学的研究提供了一个很好的方法论。在市场经济条件下,企业与企业之间既有竞争的关系又是高度依存的,每个企业在自己的发展过程中够应该选择一定的策略,在决定采取任何措施之前都要对对手做出的反应进行很好的预估,并相应的做出下一步的对策。
二、博弈论的主体构成部分及其分类
博弈论简单的来说就是一些个体或者组织,面对一定的环境条件和一定的规则下,同时或者先后、一次或者多次,从各自允许选择的行为或者策略中进行选择并且加以实施,各自取得相应结果的全过程。
博弈的分类同样也是多种多样的,可以根据参加人的多少分为二人博弈和多人博弈;根据参加者是否选择合作分为合作博弈和非合作博弈;根据博弈结果的不同分为零和博弈、常和博弈和变和博弈。在日常的经济行为中,合作博弈理论和非合作博弈理论是比较经常研究的方向,合作博弈理论主要强调的是集体理性,而非合作博弈理论则是主要研究人们在利益相互影响的局势中如何选择策略进而使自身的利益达到最大化。除非是为了实现自身利益最大化的需要,否则不会去考虑其它个体利益的一种决策原则。这种非合作博弈理论要求参与者中不能存在任何有约束力的协议,这也就是要求各参与者之间不能事先串通。现在大家所说的博弈论基本上是指非合作博弈论,广泛应用到经济学等各个领域。竞争无处不在,竞争是一切社会经济关系的根本基础。在市场经济条件下,合作是有条件和暂时的,不合作才是普遍的,这也就从客观上证明博弈论在现代经济生活中存在着应用的可能性与必要性。
三、博弈论在经济学中的应用
企业是以营利为目的的市场主体,最大的希望就是想要达到利润最大化。我们经常说市场经济中的两只手,就是“看的见的手”和“看不见的手”。企业在相互竞争过程中就会渐渐发现只有企业之间联合起来,形成市场垄断,这样才能更好的控制市场,达到盈利的目的。但是这样的结果是消费者是最大的受害者,想买的东西却买不起。但是企业之间为了保护自己的利益最大化,依然不肯选择降价,最后会导致市场崩溃,这就是自由竞争中最大的恶果。所以针对这样的情况,政府必须要伸出调节之手,对自由竞争中产生的恶果进行市场调节,避免更大恶果的出现。这种政府对企业的管制和对市场的调节就是经济行为中最大的博弈,因为政府想要达到的结果是市场稳健的进行,但是这和企业之间想要达到的利益最大化相冲突,所以这两种力量之间的博弈是随时都会发生的,至少在社会主义社会中是不可能消失的。博弈论广泛而深远地改变了经济学家的思维方式,传统的西方主流经济理论都建立在自由竞争的市场经济基础之上的。博弈论注重经济生活中各个方面,随着社会经济的发展,社会向更大规模和更集中的方向发展,博弈论在经济行为中运用范围越来越广。
博弈论应用于经济学已经成为现代经济学发展的大趋势了,随着对博弈论研究的日益进步和经济复杂程度的变化,博弈论的研究也成为热点。主要的表现在以下几个方面:
1、博弈论分为的合作博弈和非合作博弈,在日常的经济行为中主要表现为企业投资者花钱雇佣管理者管理企业时,通常是采用合同的方式来明确双方的责任和义务,使双方都能获得最大的经济利益,这就是合作博弈。另外一种情况则是非合作博弈,这种博弈方式更加看重的是自己一方的利益,这样做的结果很有可能最后造成集体的非理性,但是合作博弈则是强调的是集体理性,如经济行为中的讨价还价。在市场竞争日趋激烈的今天,完全竞争的市场结构已经不再存在,不完全竞争的市场结构日益显现。这就要求博弈双方在进行行为决策时,需要一定的条件和规章去约束,进而更好的规范经济行为,规范市场,最后以达到经济稳定的均衡状态。在任何经济行为中,个体永远离不开社会这个复杂的大系统,为了维持这个系统的相对稳定,也是需要协议的约束,所以合作博弈成为一种趋势。在经济行为中如中央和地方一直都是处于博弈的状态,最终形成地方强、中央弱的局面。如果建立一种新的更适合的博弈规则,最大限度的保护地方利益,最终达到全局利益的相对均衡,才能更好的解决地方和中央的理性冲突。为了更好的实现协议,可以建立一种激励政策,对于合作的地方政府以政策上的支持与奖励,对不合作的地方政府以相应的惩罚。这样就可以使双方都获得合理的利益,避免出现利益的极端化,造成不必要的损失。
2、博弈论对于信息的占有也是有很大讲究的,博弈参与者根据各自的信息分布类型来选择可以使自己利益最大化的策略。在科学技术发展的今天,信息的掌握程度已经成为市场主体间竞争成败的重中之重,谁能获得和传递更多的信息,谁就能最终获得胜利,所以,在日常经济行为中,博弈论中的信息研究越来越受到重视。例如在公共物品配置的过程中,不同的利益主体在信息不对称的条件下,做出符合自己实际情况的策略,得到不同的收益和均衡解,任何的经济行为,都可以通过对策完美均衡解来解释。
3、在以往的博弈论研究中,参与者的决策大多是非连续性的。但是随着竞争的越来越激烈化,信息也在决策中扮演重要角色,博弈论的研究也更趋向于连续化。博弈论作为一种强有力 的分析工具,广泛的应用于经济学领域。
四、博弈论在经济学中的应用实例
在我国的电力市场中竞争非常的激烈,参与者如何在市场经济允许的条件喜爱运用策略进行合法竞争最后使其利益最大化,并且如何预测和判断不合理竞争现象,这些都是需要运用博弈论来进行研究的。在上个世纪初,我国的电力企业充分显示了规模经济化,市场垄断可以为用户提供便宜但是又相当可靠的电力。但是随着科学的不断进步,电力企业的规模经济已经不能适应社会的发展,发电机组的效率也是已经达到了极限。以往的规模经济已不占什么优势,垄断经营模式的缺点也一点一点显现出来,例如生产效率低下、生产成本提高、企业内部缺乏活力等问题。所以在20世纪中后期,为了改变这种情况,许多电力企业开始改革自身的体制,打破垄断,建立更加公平、公开的电力市场。电力企业改革的主要目标是减少最终用户的用电成本,并最终降低整个电力工业的生产成本,吸引更多的投资,使自身的竞争力增强,最终实现社会资源的优化配置和社会福利最大化。电力企业在参与市场竞争定价时,企业的收益不仅仅是取决于自己公司的报价,很大程度上牵制了其他发电企业的报价,发电公司的报价过程就是一种竞价博弈。这样发电公司必然要运用博弈策略使得自己的企业在竞争中取得更大的利益。一些电力企业还可以相互组成一个利益集团,联合在一起来控制电力市场的价格,从而可以抬高市场价格,这些都是博弈论的思想策略。
在电力企业中,考虑到交易模式,这是竞价的首要条件。其中交易模式住哟啊有两种,一种是发电方直接将电卖给用户,这就属于双边交易模式,这期间不需要任何中介机构的参与,是一种完全竞争的交易模式。发电方可以接受用户的直接选择,但同时也取得了选择用户的权利,发电方可以很自由的进入或者退出市场。而另外一种则是发电公司通过中介机构(电力企业)和用户之间进行交易,在这种交易模式下,所有的发电企业都将电卖给电力企业,电力企业负责整个电能的买卖管理和整个电网的安全运行。为了更好的体现经济行为中的博弈论,本文主要介绍后一种交易模式的博弈论体现。电力企业可以进行区域间功率交换以取得更好的经济效益,比如我国的西电东送工程,就可以得到错峰效益和水火联合调度的效益等,更可以提高电力系统的安全性和可靠性,降低成本,提高经济效益。
在过去传统的发输电过程中主要是由一个部门统一决策和实施的,相应的定价方法也是以设备和运行的成本作为依据,所以投资能够确保回收。但是在现在的电力市场中,发电容量的大幅度增加主要是由各个独立的发电企业自己来决定的,输电的具体规划也很难与发电的规划相适应和协调,并且投资的主体也呈现多元化的趋势。虽然在市场化经济的今天,各方面的改革使得社会资金可以自由地进入到这个原本垄断的行业,但是更多的不确定性也造成了各方决策的困难程度。传统的发电扩建中,需要考虑的主要有扩建容量、地点和建设周期等,主体目标是以最大的成本来满足负荷增长的需要。但是在竞争日趋激烈的电力市场中,电力企业的目的是使利润达到最大化,尤其是想将成本能够尽快的收回。所以这就不可避免的要求发电厂扩建的周期逐渐的缩短,所以就存在着各个电力企业中的博弈行为。电力市场竞争的日趋激烈,使得原本垄断的行业逐渐分成各个不用利益的主体。这就不可避免的会出现运行成本要各个电力企业合理分摊,而合作博弈中的关于成本分摊的理论恰好可以很好的解决这个问题。在电力市场中,需要电力企业分摊的成本主要是有输电网固定成本、网损和输电阻塞成本。这其中输电网固定成本的有效回收是电网公司能够正常运行的有利保障,所以输电网络的固定成本在用户间进行合理有效的分摊是解决问题的关键,为了降低各自需要承担的费用,各个电力企业很有可能相互勾结,这也充分反映出博弈论研究在经济行为中的运用。
由于电力企业的最终目的都是通过各种策略来使自己的利益最大化,所以一些不合理的企图控制市场的行为也会随之出现。这就在客观上要求在市场运营时运用博弈论来判别和分析这些不合理行为,尽最大能力去防止这类行为的发生,并且要进行及时的纠正,这也是博弈论在电力企业中成功应用的一个案例。由于电力商品的特殊性,这些电力企业很有可能联合起来,运用协作博弈的方法进行投标对市场进行垄断,所以在市场正常运行的情况下必须要阻止这种寡头问题的出现。如果一旦出现一些电力企业利用线路阻塞、峰荷运行的工况造成机组必须运行的机会,运用博弈方法和策略哄抬电价的行为更要及时制止。国家为了减少电力企业报高价以获得更好的利润及时的采取措施,制定合理的上网竞价规则,使这些电力企业的竞价能够更接近边际成本,合理的竞价规则则可以改变竞价博弈的支付结构。所以这就要求电力企业在市场经济条件下更应注意竞争和调节的关系。政府的监管部门也应该在促进电力企业提高生产效率和管理水平的同时,对电力市场进行更好的宏观调控、制定出合理的竞价规则,使电力企业的利润都存在在合理的范围之内,才能保证我国电力市场的平稳发展。
五、总结
博弈论是一种独特的经济学理论,是研究人类经济行为的重要放大,在经济学领域占有非常重要的地位。在经济世界中,无时无刻不在演绎着博弈,优秀者们用世人叹为观止的手法去赢得最后的胜利。博弈论创造了一种全新的、科学的思维方式,这种思维方式有助于人们在负载的经济现象中做出理性和科学的选择。从博弈论的角度去看待我们日常生活中的经济行为,每个局的走向都将有理可依。当经济行为和博弈论这两门博大精深的学问得到完美融合的时候,瞬间就拥有了无限的魅力,引人去深思、去追寻。(作者单位:燕山大学)
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