Bridging Decision Problems, Vol. I 界定问题
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第2章:应用

连接决策问题,第一卷——问题的构建 · Warren B. Powell

改进任何产品、流程或服务的第一步是提供一个基本描述,然后识别可能的绩效指标、决策类型和不确定性来源。我们将通过多种应用场景来说明这些初始步骤。随后,我们将在本书其余部分借助这些应用来说明不同的建模手段。

展示决策制定的多种场景的插图。
图 2.1. 展示决策制定的多种场景的插图。

序贯决策问题的美妙之处在于,它们贯穿于涉及人的各种活动之中。图 2.1 是描述作者活动的一些问题场景的快照,这些场景为本书的工作提供了动机基础。每张图片都代表了一系列决策问题。这与线性规划、整数规划和非线性规划等问题类别形成鲜明对比——后者虽然是重要而强大的工具,但只能解决决策问题中非常狭窄的一个子集。

我们注意到,人们自然会倾向于关注物理资源的管理,因为这是我们所能看到的。诚然,管理物理资源为做出更好的决策提供了许多机会,但还有其他决策直接涉及信息的收集,以及管理支持这些运营所需的、往往规模巨大的资金流动。

在本章中,我们将回顾以下问题场景:

其中许多可以被描述为元问题领域,因为它们本身包含了一些子领域,而这些子领域本身就代表着人类活动的主要领域。我们的目标是创建一组多样化的应用,一方面是为了说明属于序贯决策问题这一范畴的问题的广泛性,另一方面是为了提供一组多样化的决策场景,从而为本书其余部分将呈现的建模框架提供动机。

在这个阶段,我们还没有准备好描述完整的模型——那将在第二卷中呈现。对于每一个应用,我们都将针对构建过程中的三个问题给出答案,同时认识到这仅仅是一个样本,旨在让读者开始思考这一过程。

入门——构建问题

用泛泛的术语来讨论复杂问题是非常常见的。图 2.2(由ChatGPT生成)回答了以下问题:

请撰写一页讨论,说明公司应如何应对将扰乱其供应链的关税突然上涨。

ChatGPT关于供应链应如何应对关税上涨的版本。
图 2.2. ChatGPT关于供应链应如何应对关税上涨的版本。

这些泛泛而谈的讨论的问题在于,它们从未提供一条清晰的路径来改进流程。讨论中的内容或许都是真实的,但它缺乏可以用来解决问题的具体行动。ChatGPT(在2025年)给出的回答,反映了商业书籍中广泛存在的那种泛泛而谈的类型,而这种内容永远无法成为正式模型的基础。

本章说明了构建问题的第一阶段,它由四个要素组成:

在这一点上,我们还不打算尝试描述我们该如何解决这个问题(也就是说,如何做出决策)。要做到这一点,我们需要在后面才会展开的其他材料。这一阶段的目标是利用各种问题场景,以一般的方式说明识别指标、决策和不确定性的过程。识别这三个要素是解决任何决策问题的关键,因此我们必须首先养成识别它们的习惯。

把握相互作用

虽然识别指标、决策和不确定性是一个有价值的起点,但理解它们之间如何相互作用也同样重要。

决策对指标的影响

一个有用的练习是创建一个电子表格,将不同的决策列在左侧,将指标列在顶部。然后,凭借纯粹的判断,在每个单元格中输入以下选项之一,以体现你认为每个决策对每个指标的影响:

表 2.1 说明了一个小型库存问题可能呈现的样子。该电子表格可从 tinyurl.com/InteractionMatrix/ 下载。

表 2.1. 一个具有较短提前期的库存问题的决策与指标之间的相互作用矩阵。
决策 \ 指标销售收入产品成本持有成本缺货
何时/订购多少HHMM
是否购买货币对冲?NLN
折扣MNLM
在社交媒体上营销产品HLLM

首先按重要程度从左到右列出指标。然后,我们将利用该矩阵来识别最重要的决策,以及你所列出的决策所影响最大的指标。

该相互作用矩阵可以通过两种方式使用:

  1. 列出所有决策,然后评估每个决策对每个指标的影响。由此,识别出那些对最重要指标似乎影响最大的决策。
  2. 对于复杂的问题,列出所有决策可能不切实际。此时,可以利用这组指标来帮助识别与该问题最相关的决策。然后返回到方法(1),以帮助确定最重要决策的优先次序。

在投入昂贵而复杂的数据收集和计算机建模步骤之前,填写此类表格的练习可以帮助引导我们理解决策在提升绩效方面所发挥的作用。

给定决策后不确定性的影响

设想我们已经做出了一个决策(也就是说,它已被固定下来)。我们需要理解影响该决策所产生指标的各种不确定性形式。对于我们这个简单的(提前期较短的)库存问题,我们可能得到表 2.2 所给出的矩阵。

表 2.2. 对于一个具有较短提前期的库存问题,给定决策后不确定性与指标之间的相互作用矩阵。
不确定性 \ 指标销售收入单位成本持有成本缺货
销售量(售出单位数)HLMM
提前期LLMH
预测误差LNMM
库存损耗MNN

对不确定性建模,简单来说就是理解那些未来可能出现、而我们目前尚不知晓的信息。这一简单的观察在关于不确定性的讨论中常常被忽视,这些讨论往往被复杂的数学(”随机建模”)以及鲜有人真正理解的风险量化所淹没。

与决策一样,我们可以首先列出我们能想到的每一个不确定性来源,然后利用相互作用矩阵来确定其中最重要的因素的优先次序。或者,我们也可以利用我们所列出的指标来帮助指导重要不确定性来源的识别。

不确定性对决策的影响

一个简单的指派问题。
图 2.3. 一个简单的指派问题。

不确定性影响你被允许做出的决策,这种最常见的情形出现在资源分配问题的背景中——在这类问题中,我们管理某种资源(人员、机器、产品供应、药品),以服务于各项任务(工作、患者、客户)。在图 2.3 中,我们说明了将卡车(配备司机)分配去运输货运负载的情形。主要的不确定性来源是托运人呼叫进来、需要运输的负载流,但这也可以是任何任务。我们可能会将一名司机分配给一个利润吸引力不高的负载,但这个负载会占用该司机数天时间,导致他无法用于当天晚些时候可能呼叫进来的更好负载。

客户请求流是一个主要的不确定性来源,出现在以下场景中:

需要被服务的需求流的一个重要特征是这些需求如何被系统所知晓。一些变化形式包括:

用于满足客户的资源可用性也可能存在不确定性:

系统动态中的不确定性

我们在某一时间点所知道的信息,在我们向前推进时可能会发生变化,而如果发生变化,我们通常对其变化方式并不确定。系统演化中不确定性的一些例子包括:

需要认识到的重要一点是,关于系统如何随时间演化的不确定性可以分为两类:

预测中的不确定性

存在许多问题(但并非全部)需要在现在做出决策时对未来可能发生的情况进行预测。当然,未来几乎总是不确定的,但我们可以选择使用对未来可能发生情况的”最佳估计”,或者明确地对这种不确定性进行建模以帮助我们现在做出决策。我们将在第4章讨论决策制定方法时再回到这个问题。

评论

不确定性无疑是理解决策问题时最微妙的问题。人们通常对某种类型的不确定性的重要性有一种直觉上的感知;本节有助于细化某种形式的不确定性实际上如何影响决策问题。

库存规划

叙述

运筹学(以及随机优化)中被最广泛研究的问题之一是库存问题,该问题通常被表述为确定何时下补货订单,以及订单应该多大。图 2.4 描绘了库存补货问题的经典教科书式描述,其中显示了新产品到达时库存的增加,随后是产品被消耗时的减少。图中描绘了库存降至零的缺货情况。

Illustration of a classical inventory problem with short lead times.
图 2.4. 具有较短提前期的经典库存问题的示意图。

图 2.5 展示了一个更贴近实际的库存问题版本,它描绘了在产品来自遥远地点(例如从中国到美国东部)的情境中可能出现的库存问题。我们可能需要等待6-8周,但天气延误可能会使这一时间进一步延长。长途运输通常包括港口到港口运输所用的远洋集装箱船、(在美国境内常见的)铁路运输,然后是卡车运输。

Illustration of an inventory problem with long lead times.
图 2.5. 具有较长提前期的库存问题示意图。

库存规划必须与需求管理策略相协调,而后者可以通过定价、折扣、促销和营销来施加影响。库存管理必须应对多种不确定性来源,从需求中常见的日常波动,到由于竞争对手行为、新技术、供应商流失以及新供应来源出现所导致的市场变化。此外,由于天气、机械故障和港口的劳工行动,运输时间也可能出现显著的变化。可以通过使用空运等快速运输方式作为集装箱运输的替代方案,以及使用整车卡车运输作为铁路运输的替代方案,来应对过度的延误。

指标

我们将指标分为”基础指标”和”风险指标”,前者通过常规报告获取,后者则专门针对管理层认为在基础指标中未被恰当反映的重大事件(通常是负面事件)。

决策

根据我们是在解决单一库存问题还是在处理网络层面的问题来组织决策是有帮助的。教科书式的库存模型通常侧重于操作层面的决策,例如何时下订单以及订购多少。然而,当我们面对较长的提前期时,视角会发生变化,因为现在做出的决策会影响未来数月的系统。

与库存规划相关的决策清单相当长。在下面的交互节中,我们将使用一种被称为”交互矩阵”的工具来识别最重要的决策。

表 2.3. 操作层面的库存决策以及每项决策主要影响的资源类别。
物理财务信息
是否观察/核实库存
从可用供应商集合中选择向谁下订单(如果有多个供应商)
何时下补货订单。
订购多少。
如何包装(海运集装箱、半集装箱、托盘、箱子)。
如何为订单融资(现金转账、银行贷款……)
从国外到中间存储设施的产品运输方式选择
向客户进行国内配送的运输方式选择
表 2.4. 战术层面的库存决策以及每项决策主要影响的资源类别。
物理财务信息
是否为来自国外的产品购买货币对冲
折扣/促销(以减少库存)
产品定价。
营销/展示(货架空间、端架展示、广告(各种形式))
针对功能、设计等进行市场测试……
设计并实施营销活动
供应商选择(针对每种材料或部件),包括是否拥有多个供应商。这决定了可能的供应商。
设备维护(增加计划停机时间,减少非计划停机时间)
表 2.5. 战略层面的库存决策以及每项决策主要影响的资源类别。
物理财务信息
与库存可视性平台的合同(我的货物在哪里)?
需求预测方法的选择(统计方法、组织内不同人员的参与)。
产品设计(决定所需的材料和部件)
市场识别(我们的销售对象是谁)
寻求与制造业供应链伙伴之间多大程度的连通性(信息共享)

单一库存问题

这些决策是在不同的时间尺度上做出的:操作层面(每小时、每天、每周)、战术层面(每月)和战略层面(每季度、每年)。

供应链设计

存在一些与供应链网络设计相关的决策,这些决策贯穿于数十到数千个单独的库存决策之中。这些决策通常是在更长的时间尺度上做出的。表 2.6 提供了一些用于设计供应链的网络层面决策的示例。

表 2.6. 网络层面供应链设计决策及其主要影响的资源类别。
物理财务信息
缓冲库存的位置选择及其再平衡方式
关闭现有设施
制造设施的购买/租赁/建造/扩建地点选择
哪些制造设施需要关闭/出售、终止租约
仓库和配送中心的购买/租赁/建造/扩建地点选择
是否在配送中心和仓库中引入物料搬运自动化
用于信息共享与协调的信息技术投资
安排大额信贷额度或其他备用融资来源

不确定性

不确定性也发生在不同的时间尺度上。我们为可能发生但并非定期发生的重大中断设立了一个特殊类别。

表 2.7. 小时至每日库存不确定性及其主要影响的资源类别。
物理财务信息
客户需求的日常波动
库存测量误差
库存"缩水"(盗窃、丢失、腐坏、破损等)
货运批次的良品率(多少件物品/多少材料符合规格)
因天气、设备故障导致的运输延误
预测误差
原材料商品成本
供应商投入品成本
电力(电力、燃料)中断
通信错误、人为执行错误
公司股价的日常波动
单笔交易中的金融欺诈
可分配产能的日常可用性
表 2.8. 每周库存不确定性及其主要影响的资源类别。
物理财务信息
因技术变迁、竞争对手行为、市场变化导致的平均需求偏移
产品售价变化(影响需求和利润流)
商品价格变化
市场对价格变化的反应方式
港口、铁路场站、国际口岸罢工导致的延误
大客户行为的变化
华尔街态度的转变(例如从"增长型"转为"稳定型"再到"衰退型")
表 2.9. 月度至年度库存不确定性及其主要影响的资源类别。
物理财务信息
新型信息技术的出现(AWS、AI、可视化平台)
新型制造/物料搬运技术的出现(例如机器人技术)
新竞争对手的出现
人口模式的变化(例如移民增长)
需求模式的变化(高端产品需求增加)
贸易条约
劳动力可获得性的变化
表 2.10. 重大中断库存不确定性及其主要影响的资源类别。
物理财务信息
新型信息技术的出现(AWS、AI、可视化平台)
新型制造/物料搬运技术的出现(例如机器人技术)
新竞争对手的出现
人口模式的变化(例如移民增长)
需求模式的变化(高端产品需求增加)
贸易条约
劳动力可获得性的变化

(注:表2.10的源图与表2.9呈现内容相同——已标记供你与原稿核对;”重大中断”一行的内容可能需要从另一份源文件中替换补入。)

对于诸如供应链之类的复杂问题而言,识别不同的不确定性来源是一个尤为丰富的领域。不确定性不仅种类繁多,而且呈现出不同的形态,例如细粒度波动、状态切换、尖峰、突发以及罕见事件。我们将在第5章中更详细地讨论这些行为特征。

表 2.11. 长交货期库存问题的决策与度量指标交互矩阵。
决策 \ 度量指标销售收入产品成本持有成本缺货库存周转率营业利润率销售增长
何时/订购多少HHMMMML
是否购买货币对冲?NLNNNMN
折扣MNLMLMM
在社交媒体上推广产品HLLMMLM
供应商选择LMLLLML
定价HNLLLMM
是否进行货币对冲?NLNNNLN
库存传感器LLLMLLN
是否使用可视化平台跟踪在途产品?LLMLLN
产品设计MHLMMMH

交互作用

一个有助于理解决策问题各个要素的强大练习是,主观评估不同类型交互作用的强弱,这一思路我们在前文捕捉交互作用一节中首次提出。我们首先描述长交货期库存问题中决策与度量指标之间的交互作用,如表2.11所示。我们要强调的是,填写此矩阵完全是主观的,因为它有助于我们识别最重要的决策,以及我们最有可能改进的度量指标。

我们正在做的,是用一个使这一选择变得明确(即便是主观做出的)的过程,来替代通常完全隐性的”选择关注哪些决策”这一步骤。

给定某个决策后,不确定性与度量指标之间的交互矩阵可能如表2.12所示。这里,我们特意将某个决策保持固定,以避免混淆不确定性对我们所做决策选择所产生的影响。

表 2.12。 针对长交货期库存问题给定决策后不确定性与指标之间的交互矩阵。
不确定性 \ 指标销售收入单位成本持有成本缺货库存周转营业利润率销售增长
销量(售出单位数)
交货期
预测误差
库存损耗
大宗商品价格变化
市场对价格的反应
停工
竞争对手定价行为

需求管理——家具销售

情景描述

管理商品在制造和分销各环节中的流动的另一面,是管理需求所带来的挑战。家具生产大国包括中国(遥遥领先)、美国(主要面向国内消费)、德国(主要面向欧洲市场)、意大利(高端家具)以及波兰(低成本家具)。家具销售商必须应对较长的交货期、高度季节性的需求和定制化需求,以及激烈的市场竞争。虽然他们会使用各种常规工具来管理实物产品的流动,但采用各种需求管理策略来帮助供需平衡同样十分重要。

家具销售商必须应对的一些需求侧问题包括:

指标

指标始终取决于评估者的视角,但在这一情境下,我们预期可能包括以下几类:

决策

我们设想自己是某家具零售店的门店经理:

不确定性

家具销售中可能出现的一些不确定性示例包括:

电力电网管理

情景描述

能源系统是一个涵盖广泛网络的统称术语,该网络为支撑现代社会运转提供能源。我们将重点关注电力的流动,其中包括来自不同来源的发电,主要是天然气(但仍有一部分煤炭和石油)、核能,以及日益增长的风能、太阳能和水力发电。

任何电力系统的支柱都是电网,电网由高容量输电线路组成,用于以高电压(从69千伏,即69,000伏,到345千伏,超高压线路甚至高达765千伏)远距离输送电力。随后,电力通过本地配电网络以4千伏至14千伏的电压输送给企业和居民住宅。

电力来自一支“机组舰队”,可能包括核电、燃煤和蒸汽发电机以及燃气轮机,还有水力发电(由于核电的存在,这里带有浓厚的海军词汇色彩)。这些发电机组的区别在于它们能够多快“启动”(调度)或关闭,以及它们能多容易地加快或减慢运行速度。另一个重要特征是固定成本和运营成本。例如,核电固定成本高、运营成本低,除维护期外必须持续运行。燃气轮机的固定成本要低得多,但运营成本较高,可以在一小时内启动。而蒸汽发电机则需要8到12小时才能升温,因此通常需要提前一天进行规划。

风能和太阳能利用的日益增长,为电网带来了此前从未面对过的不可控波动性。应对这种波动性的方式是储能,储能形式多样,其中最引人瞩目的是电网级电池储能。澳大利亚和佛罗里达是在电池储能方面投入巨大的两个地区,但如今这已开始成为伴随大型太阳能发电场和风电场建设而普遍进行的一项投资。

然而,储能还有其他多种形式,包括:

在管理不同形式的不确定性方面,能源是一个特别丰富的问题领域,使用不同的发电技术,这些技术在提前通知的时间跨度上存在巨大差异(从调节燃气轮机输出所需的短短2秒,到核电站维护计划变更所需的长达一年时间)。

在本书撰写之时,电网正承受越来越大的压力,以满足“人工智能”工具日益增长的需求,这些工具需要庞大的计算中心,利用来自英伟达(Nvidia)等公司提供的专用芯片来处理具有数百亿参数的神经网络计算需求。此外,随着气温升高,空调使用量的增长,以及加密货币的计算需求,也在不断推动用电需求的增长。

指标

用于评估发电系统的丰富指标集包括:

决策

电力行业的决策时间跨度从数秒(用于平滑电压波动)到数年(用于购电的长期协议)不等:

不确定性

能源系统提供了极为丰富的不确定性集合,这些不确定性既影响基础设施投资,也影响能源系统的日常运行。

对可再生能源的重视提高了不确定性的可见度。图 2.6 展示了整整一年内按小时计的太阳能输出,既传达了季节性变化和熟悉的日周期,也反映了云层覆盖的影响。特别重要的是不同形式不确定性的可预测性。我们知道太阳几十年后何时落下,但即使在非常短的时间跨度上,云层覆盖也特别难以预测。

Hourly solar energy generation over an entire year.
图 2.6。 整整一年内按小时计的太阳能发电量。

酒店收益管理

叙述

酒店需要管理长达未来一年的客房预订,尽管大多数预订会在最后几个月内到达,在某些情况下,是在最后几周内到达。随着时间推移,酒店可以在客房逐渐订满时提高价格。通常酒店会先提供较低的价格,但这些价格必须反映酒店可能订满的可能性,这意味着可能会拒绝支付意愿更高的商务出行者。

酒店管理不仅仅是客房定价的问题。酒店可以提供各种服务,从免费早餐、健身房和泳池使用权,到当地服务的票券,如滑雪场或旅游行程。

一个重要的广告渠道是社交媒体平台,如谷歌和脸书。这些平台运行复杂的拍卖机制,广告商必须动态出价以获得在一定时期内发布其网页链接的权利。

指标

酒店收益管理的一些指标包括:

决策

酒店经理可能做出的决策通常包括:

不确定性

酒店经理必须面对若干不确定性来源:

健康应用

健康是一个巨大的话题,几乎触及每一个人。我们有强烈的动机在保持预算的同时,做出维持或改善健康的决策。下面的主题只是这一背景下丰富决策问题集合中的一小部分缩影。

管理2型糖尿病

叙述

全球约有10%的人口患有2型糖尿病,这反映了一种无法控制血液中血糖水平的状况。当胰腺不能产生足够的胰岛素,或身体对胰岛素产生抵抗时,就会出现2型糖尿病。未能控制由此产生的高血糖水平可能导致一系列健康问题,包括心脏和肾脏衰竭、眼部血管损伤(可能导致青光眼和失明)、因血液循环不良导致的足部问题(有时需要截肢),以及痴呆症发病率的增加。

血糖短期飙升(称为高血糖症),可能在食用某些类型的食物后不久发生,会导致视力模糊、头痛、疲劳和难以集中注意力。血糖下降(低血糖症)可能导致头晕、心率加快、昏厥、癫痫发作,甚至昏迷。

因此,糖尿病是一种既需要长期管理又需要短期管理的疾病。长期血糖水平升高可能造成永久性器官损伤,而短期波动可能产生需要立即治疗的医疗状况。

指标

与大多数医疗状况一样,许多指标反映患者的状态,但也有其他指标。

决策

我们偏离通常仅列出决策的风格,将医生做出的医疗决策与患者做出的决策分开列出。

医疗决策(由医生做出)

患者决策

不确定性

公共卫生——纳洛酮急救包管理

叙述

尽管吸毒和药物过量问题已存在数十年,但自2013年前后起,因合成阿片类药物导致的过量死亡急剧激增,很快大幅超过所有其他药物导致的死亡人数。这一增长的很大一部分原因是普渡制药公司于1996年推出的奥施康定。奥施康定含有羟考酮,该成分比其他止痛药物成瘾性更低。

羟考酮具有长效配方,不能提供吸毒者所寻求的快速”快感”。然而,公众发现该药物可以被压碎并滥用,这种做法在2013年后急剧增加。下面我们从为州或市政府工作的公共卫生官员的角度,总结相关指标、决策和不确定性。

指标

决策

以下决策来自州政府的视角:

不确定性

药物测试临床试验的运行

叙述

截至2024年,几乎有50万项临床试验在测试各种药物和治疗方法的有效性。临床试验分为三个阶段:

临床试验不仅非常昂贵,还需要花费大量时间。在这一评估过程中,专利的20年计时正在流逝,这就造成了尽快得出(希望是积极的)结论以推向市场的动机。

试验的运行过程对试验管理提出了大规模的后勤问题,需要大量的资金支持,这也意味着相当大的财务风险。整个过程必须在对药物或治疗方法大规模表现存在相当大不确定性的情况下进行。

临床试验可能在以下三个层面的任何一个层面失败,原因包括:

典型的成功率如下:

整个流程的总体成功率约为10%。

度量指标

评估一种药物涉及多种度量指标:

决策

我们从拥有该药物、并有意将其推向市场的公司的角度来描述决策:

不确定性

在做出决策时,必须考虑以下不确定性:

组织一场总统选举

叙述

任何看过电视剧《白宫风云》(”West Wing”)的人(或密切关注总统选举的人),都见识过管理一场总统竞选活动的挑战。这无疑是一个复杂的运营问题,需要管理候选人和工作人员,通常既要收集信息(例如进行民意调查),又要传播信息(发表演讲),而且始终要在预算受限的环境中进行。

度量指标

一些最重要的度量指标包括:

决策

竞选经理必须做出一系列决策,包括:

不确定性

总统选举必须在多种不确定性存在的情况下进行管理:

整车运输车队管理

叙述

在美国,货运主要以所谓的整车运输(full truckload trucking)的形式进行,即托运人将货物装满一辆通常为53英尺长的挂车(根据货物类型,最大载重可达46,000磅),从一个地点运往另一个地点。它们的运作方式与出租车类似——卡车司机(配有牵引车头)会空车行驶到某处装载货物,然后将其运往另一个地点,在那里卸货,或者放下挂车等待后续卸货。一名司机每天可能运送一到两批货物,但大多数货运任务需要1到5天时间。

一旦司机卸完货,挑战就在于尽量减少司机为接下一批货物而空驶的里程数。以下三个问题使整车运输承运商的运营变得格外复杂:

整车运输行业有超过200万名司机在工作。大多数运输公司的司机人数不到5人,而有些公司则拥有10,000名以上的司机。

度量指标

最常报告的绩效度量指标包括:

决策

从负责调度和货运规划的经理的角度来看,决策可能包括:

不确定性

整车运输行业面临的一些不确定性包括:

共同基金现金管理

叙述

一位在攻读工商管理硕士(MBA)期间学习过运营规划课程的共同基金经理,接触到一个被称为”报童问题”(newsvendor problem)的经典问题。报童问题产生的场景是:你必须决定分配多少数量的资源(例如报纸),以满足在做出决策时尚未知晓的需求。如果分配过多,你将剩余资源无法处理(我们假设它们无法留存以供未来使用,就像今天的报纸对明天毫无价值一样)。如果分配过少,则会出现未满足的需求。

在完成MBA学位(就读于一所顶尖商学院)后,这位共同基金经理面临的问题是:应保留多少现金以应对赎回请求。图 2.7 所示的邮件概述了这一问题,但其核心要素如下:

一位共同基金经理(也是一名前MBA学生)发来的邮件,寻求有关如何管理现金余额的建议。
图 2.7。 一位共同基金经理(也是一名前MBA学生)发来的邮件,寻求有关如何管理现金余额的建议。

度量指标

该问题涉及的度量指标包括:

决策

共同基金经理面临的决策包括:

不确定性

这些决策必须在以下不确定性存在的情况下做出:

供应链金融

叙述

每一笔涉及商品、部件和最终产品购销的供应链交易都伴随着资金流动,从而在买方与卖方之间(涉及供应链各个层级)以及可能提供融资和保险服务的第三方金融合作伙伴之间,形成了一个复杂的资金流动网络。

一笔金融交易的典型步骤包括:

可能发生的金融交易种类多样,例如:

供应链管理中存在多种对财务产生影响的不确定性来源。企业可以利用不同形式的保险来保护自身。以下是一些示例:

度量指标

大型公司使用的财务指标清单相当长。下面列出一些与供应链财务管理直接相关的指标:

决策

首席财务官所做的决策示例包括:

不确定性

同样,供应链金融中出现的各种不确定性形式的一小部分示例包括:

智能试错

叙述

决策制定中存在一个庞大的问题类别,最恰当的描述是”智能试错”。当存在一组离散选择,且每个选择的表现都不确定时,就会出现这类问题。这种问题情境出现的例子包括:

上述每一种情境都涉及从一组选择中进行选择。我们希望选出表现最好的那个,但我们不确定每个选择的实际表现如何。这种情况在图 2.8 中有所描绘。选择数量可能是两个、几十个、几百个,甚至数千个。

A set of discrete choices.
图 2.8。 一组离散选择。

这个基本问题有多种变体:

上述任何一种情境仍然可以用我们的三要素——度量指标、决策和不确定性——来描述。

度量指标

假设任何一次”实验”都会返回一个表现观测值,无论是广告点击次数、患者对药物的反应,还是半导体制造工艺的产量。当然,可能有多个度量指标用来描述表现,我们可能希望以某种组合方式对它们进行优化。然而,我们应当区分表现的两个重要维度:

决策

这很简单——就是一组选择。这些选择可能是:

有些问题中,选择的集合并不明显。例如,我们可能正在寻找能够用一种需要在高温下加工的新材料制造专用零件的供应商。或者我们需要一种非常特殊的化学品来制造新疫苗,或者需要一种在制造最新半导体芯片过程中所需的极高纯度气体。寻找合适的供应商、材料或化学品以满足需求,可能极具挑战性。

此外,还存在这样一类问题:我们知道自己的表现度量指标,但不知道如何改进它。一家水泥制造商可能需要削减成本以保持竞争力,但没有明确的策略来实现这一目标。一位医生想要治疗患者的某种病症,但不知道该采用什么治疗方法。

不确定性

离散选择(试错型)问题的不确定性可以有两种形式:

习题

当某道习题要求提供交互矩阵时,你可以使用”框架交互矩阵”模板,该模板可从 tinyurl.com/InteractionMatrix/ 下载。

  1. 对于库存问题,选择一种你熟悉的产品(例如食品、服装、家居用品、药品或五金件),并回答以下问题:
    1. 参考库存一节中各维度的清单,识别出与你的问题相关的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵(Framing Interaction Matrix)创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  2. 对于需求管理问题:
    1. 选择一组你认为零售家具店店长会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  3. 对于电网问题:
    1. 选择一组你认为在进行发电机日常规划时会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  4. 对于酒店收益管理问题:
    1. 选择一组你认为在两个月的规划时域内管理客房预订时会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  5. 对于2型糖尿病管理问题:
    1. 选择一组你认为医生在为2型糖尿病患者做决策时会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  6. 对于纳洛酮急救包管理问题:
    1. 选择一组你认为州政府在利用联邦政府资金规划向各县分配纳洛酮急救包时会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  7. 对于总统竞选运作问题:
    1. 选择一组你认为总统候选人的竞选经理会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  8. 对于整车运输车队管理问题:
    1. 选择一组你认为在规划接受哪些货运订单(通常提前七天进行规划)时会面临的指标、决策和不确定性。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  9. 考虑共同基金现金余额问题:
    1. 共同基金经理的邮件提出了一种决定应持有多少现金的方法。请写出该公式。
    2. 使用框架交互矩阵创建交互矩阵,以捕捉你对每类决策对每个绩效指标影响的最佳估计。
    3. 重复(b),以捕捉你对每类不确定性对每个绩效指标影响的最佳估计。
  10. 举出一个你自身经历中遇到的"试错"问题的例子,即你必须反复做出同样选择的情形。
    1. 描述该试错问题所处的背景,以及触发再次做出决策需求的原因。
    2. 描述该决策过程中涉及的指标(如有必要,可以是一个或多个)、可选择的方案集合,以及所有形式的不确定性。
    3. 提出你将如何做出选择的建议。