收益管理中基于結(jié)構(gòu)特征的概率預(yù)測與資源分配問題研究
發(fā)布時間:2020-04-13 03:34
【摘要】: 收益管理是運籌學(xué)在管理中成功應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域,也是當(dāng)今科學(xué)研究的難點和熱點之一。所謂收益管理,是指企業(yè)基于對消費行為的理解與不確定環(huán)境的預(yù)測,通過選擇能力、價格和時機等決策要素,有效分配資源,從而管理需求以實現(xiàn)收益最大化。隨著經(jīng)濟全球化趨勢的快速發(fā)展,市場需求層次的不斷升級,消費需求結(jié)構(gòu)的日益多樣化,產(chǎn)品的供應(yīng)鏈不斷延長,產(chǎn)品的生命周期越來越短。在這種環(huán)境下,如何利用有限的資源實現(xiàn)收益最大化就成為企業(yè)需要解決的迫切問題。收益管理是企業(yè)應(yīng)對劇烈市場競爭的有效模式,是企業(yè)分配資源、管理需求的便利途徑。收益管理已在許多領(lǐng)域得到研究與推廣應(yīng)用,如航空運輸、零售管理、酒店經(jīng)營、汽車租賃、能源管理等行業(yè)。 在這種日益加劇的競爭環(huán)境下,企業(yè)主要面臨兩個問題:一、如何認(rèn)識瞬息萬變的不確定環(huán)境;二、如何利用有限的資源滿足多樣化的市場需求。大多數(shù)收益管理決策問題都是隨機優(yōu)化模型,模型的輸入涉及相關(guān)決策要素的概率分布,需要預(yù)測不確定環(huán)境要素的整體分布。概率預(yù)測的結(jié)果是決策模型求解的基礎(chǔ),概率預(yù)測的質(zhì)量直接影響決策的優(yōu)劣,因此改善概率預(yù)測精度對收益管理有著重要的價值,研究概率預(yù)測問題成為收益管理中的一個基本問題。收益管理決策問題本質(zhì)上是資源分配問題,一般是通過數(shù)量或價格決策控制有限資源的分配。資源分配決策直接影響企業(yè)收益,改善資源分配決策對實現(xiàn)收益最大化尤其重要,因此研究資源分配問題成為收益管理中的一個核心問題。 收益管理中概率預(yù)測面臨的主要困難是,有待預(yù)測的要素一般表現(xiàn)出一些特征,如間斷特征、非平穩(wěn)特征、不完全特征、非對稱特征等。這些表現(xiàn)特征使得多數(shù)傳統(tǒng)的預(yù)測方法一般難以應(yīng)用或預(yù)測精度不高。這些表現(xiàn)特征一般與收益管理問題的實際背景有關(guān),分析這些表現(xiàn)特征的形成機理,有助于研究捕獲這些表現(xiàn)特征的方法,有助于充分利用問題特征改善概率預(yù)測的精度。收益管理中資源分配問題大多數(shù)是大規(guī)模非線性優(yōu)化問題,利用一般性的最優(yōu)化技術(shù)一般難以有效求解。收益管理中資源分配問題一般具有一些問題特征,如目標(biāo)凸/凹性、可分離性等。分析這些問題特征,,研究問題結(jié)構(gòu)特征與最優(yōu)解性質(zhì)之間的關(guān)系,可以改善資源分配問題的求解方法;诖,本文在分析問題的結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,尋求能夠充分利用問題結(jié)構(gòu)特征的解決思路與方法,研究了收益管理中若干需求與價格的概率預(yù)測問題與多種資源分配問題,取得了一定的研究結(jié)果。 本文的主要工作與貢獻包括以下幾個方面: (1)若干需求與價格的概率預(yù)測問題研究。需求與價格是收益管理中的兩類主要不確定要素。隨著信息技術(shù)在收益管理中的廣泛應(yīng)用,發(fā)掘并利用數(shù)據(jù)的規(guī)律與問題的特征,以改善需求與價格的概率預(yù)測精度是收益管理的一個迫切要求。本文分別針對三個具有典型表現(xiàn)特征的收益管理問題——間斷需求收益管理、具有刪失信息的需求管理和非對稱價格收益管理問題,通過提煉分析形成這些表現(xiàn)特征的內(nèi)在機理,研究了需求與價格的概率預(yù)測問題。間斷需求的形成主要受自身規(guī)律與外部要素的影響,如間斷銷售受到正常銷售與大型促銷活動的綜合影響,間斷備件需求受到備件壽命與設(shè)備維護操作的共同影響。航空業(yè)與零售業(yè)缺貨造成的刪失需求分布具有平滑性特點。股票與債券價格變動受到投資者風(fēng)險偏好的影響存在非對性特點。 本文在發(fā)掘數(shù)據(jù)表現(xiàn)特征與分析表現(xiàn)特征形成機理的基礎(chǔ)上,研究了可以充分利用問題特征,捕獲數(shù)據(jù)表現(xiàn)特征的預(yù)測思路,提出了多種基于問題特征的概率預(yù)測方法。針對需求間斷與非零需求是否平穩(wěn)的特點,分析外部信息對間斷需求的影響,研究了考慮自身規(guī)律與外部信息影響的間斷需求概率預(yù)測問題,提出了兩種將時間序列與因果分析進行集成的概率預(yù)測方法。針對刪失需求數(shù)據(jù)不完全的特點,分析經(jīng)典非參數(shù)方法在關(guān)鍵點處的估計偏差,利用需求分布具有平滑性特點,研究了具有刪失信息的需求預(yù)測問題,提出了三種刪失需求的概率預(yù)測方法。針對價格數(shù)據(jù)的非對稱特點,分析非對稱特點的形成原因,研究了非對稱價格概率預(yù)測問題,提出了三種利用非對稱分布的概率預(yù)測方法。在概率預(yù)測方法研究的基礎(chǔ)上,進一步研究了一般性的概率預(yù)測評價問題。 上述部分研究已在國際上得到認(rèn)可,相關(guān)結(jié)果發(fā)表在以下國際期刊:European Journal of Operational Research (2008, 185(2): 716-725), Journal of the Operational Research Society (2007, 58(1): 52-61), Applied Mathematics and Computation (2006, 181(2): 1035-1048), Expert Systems with Applications (2007,33(2):434-440)。相關(guān)研究獲得2006年安徽省高等學(xué)校優(yōu)秀科技成果(自然科學(xué)類)一等獎。部分研究成果已開發(fā)成應(yīng)用軟件系統(tǒng),在企業(yè)中獲得應(yīng)用推廣,取得較好的經(jīng)濟效益。 (2)若干資源分配問題及其求解研究。研究資源分配問題的結(jié)構(gòu)特征與解的性質(zhì),利用模型的結(jié)構(gòu)特征,改善資源分配問題的求解,對收益管理在更多領(lǐng)域的推廣應(yīng)用有著重要的價值。收益管理中的資源分配問題主要包括基于數(shù)量與基于價格兩類;跀(shù)量的資源分配問題本質(zhì)上都是大規(guī)模約束凸規(guī)劃問題,這些問題從不同的角度可分為連續(xù)變量/整數(shù)變量問題,線性/非線性約束問題,目標(biāo)函數(shù)可分離/不可分離問題等;趦r格的收益管理主要通過價格調(diào)整實現(xiàn)資源的合理分配,因此動態(tài)定價問題就成為收益管理的一個重要問題。 本文在分析資源分配問題結(jié)構(gòu)特征與解的性質(zhì)的基礎(chǔ)上,研究了可以充分利用這些結(jié)構(gòu)特征的模型求解思路和方法,提出了多種基于結(jié)構(gòu)特征的資源分配問題的求解方法。針對凸可分線性約束與凸可分非線性兩類連續(xù)多產(chǎn)品資源分配問題,通過分析問題的一般結(jié)構(gòu)特征,得出了問題最優(yōu)解的一般性質(zhì),提出了基于問題結(jié)構(gòu)特征的最優(yōu)解求解方法。針對NP完全的大規(guī)模整數(shù)多產(chǎn)品資源分配問題,通過分析模型的結(jié)構(gòu)特征和解的性質(zhì),研究了利用問題的結(jié)構(gòu)特征改善問題求解的思路,提出了基于結(jié)構(gòu)特征的變量縮減方法和多種基于結(jié)構(gòu)特征的啟發(fā)式方法與近似求解方法。針對收益管理中市場份額與顧客價格敏感性同時未知,銷售期內(nèi)無法實現(xiàn)補充訂貨的零售問題特點,研究了帶有主動需求學(xué)習(xí)的動態(tài)定價問題,比較了多種定價策略的異同。 上述部分研究已在國際上得到認(rèn)可,相關(guān)結(jié)果發(fā)表(或接受發(fā)表)在以下國際期刊:European Journal of Operational Research, International Journal of Production Economics, Computers Operations Research (33(3): 660-673),Applied Mathematical Modelling。所提出的基于結(jié)構(gòu)特征的求解方法可快速有效地求得資源分配問題的最優(yōu)解或近似解。 除了上述研究結(jié)果與貢獻外,本文還指出了該領(lǐng)域一些值得進一步研究的前沿問題。
【圖文】:
差的兩分段正態(tài)分布估計參數(shù)為(0,1.0901’,0.9128’),卡方擬合優(yōu)度檢驗的尸值為1.0000,卡方統(tǒng)計量為4.1429。而經(jīng)驗殘差的正態(tài)分布估計參數(shù)為C0.0226,0.99902),其卡方擬合優(yōu)度檢驗的P值為0.9984,卡方統(tǒng)計量為9.1333。圖2.4.4比較了經(jīng)驗殘差頻數(shù)和擬合的正態(tài)和兩分段正態(tài)概率曲線。從圖中可以看出,經(jīng)驗殘差是非對稱的,兩分段正態(tài)概率曲線能夠較好地捕捉這種非對稱性。
2FU與DS/DD的關(guān)系示意圖
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號】:F275;F224
本文編號:2625534
【圖文】:
差的兩分段正態(tài)分布估計參數(shù)為(0,1.0901’,0.9128’),卡方擬合優(yōu)度檢驗的尸值為1.0000,卡方統(tǒng)計量為4.1429。而經(jīng)驗殘差的正態(tài)分布估計參數(shù)為C0.0226,0.99902),其卡方擬合優(yōu)度檢驗的P值為0.9984,卡方統(tǒng)計量為9.1333。圖2.4.4比較了經(jīng)驗殘差頻數(shù)和擬合的正態(tài)和兩分段正態(tài)概率曲線。從圖中可以看出,經(jīng)驗殘差是非對稱的,兩分段正態(tài)概率曲線能夠較好地捕捉這種非對稱性。
2FU與DS/DD的關(guān)系示意圖
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號】:F275;F224
【引證文獻】
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1 陽成虎;;基于預(yù)算約束的多產(chǎn)品報童風(fēng)險模型研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2011年03期
2 陽成虎;;損失約束下多產(chǎn)品報童問題研究[J];福州大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版);2010年01期
3 陽成虎;秦小輝;;需求具有價格敏感性的多產(chǎn)品報童問題研究[J];西藏大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年02期
4 陽成虎;;兩個約束條件下多產(chǎn)品報童問題的求解方法研究[J];運籌與管理;2010年06期
本文編號:2625534
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