tin không chắc chắn
Trong việc lập kế hoạch sản xuất kinh doanh tại công ty may Thăng Long, có nhiều tình huống xảy ra, yêu cầu phải xử lý các thông tin không chắc chắn thu thập đƣợc trong các tình huống đó. Yêu cầu này đƣợc luận văn giải quyết bằng việc ứng dụng mô hình cây quyết định.
Đầu vào: các dữ liệu đã thu thập đƣợc là các thông tin không chắc chắn nhƣ
nhu cầu thị trƣờng, giá cả nguyên vật liệu, nhân công, chi phí phát triển thị trƣờng…
Đầu ra: Số lƣợng sản phẩm đƣợc sản xuất trong năm tới của nhà máy.
Để giải quyết bài toán này, việc trƣớc hết là chia vấn đề thành các bài toán nhỏ. Sử dụng cây quyết định để giải quyết các bài toán nhỏ trên, sau đó tổng hợp các kết quả tình huống để đáp ứng yêu câu. Trong khuôn khổ luận văn này, sẽ tìm hiểu các bài toán nhỏ cần thiết trong việc lập kế hoạch sản xuất nhƣ sau:
Bài toán 1
Chi phí phát triển một sản phẩm tại một thị trƣờng thử nghiệm (một địa điểm nào đó thuộc một địa phƣơng) đƣợc đánh giá qua 2 phƣơng án sau: Chi phí mở đại lý ở phƣơng án 1 là 25 triệu đồng với xác suất xảy ra là 55%, chi phí quản lý là 15 triệu đồng với xác suất phải chi khoản trên là 35%, chi phí phát sinh là 8 triệu với xác suất là 10%, hay còn gọi hệ số chắc chắn tƣơng ứng là 0.55, 0.35, 0.1
Phƣơng án 2 với các số liệu: Chi phí mở đại lý là 35 triệu đồng với xác suất xảy ra là 65%, chi phí quản lý là 25 triệu đồng với xác suất phải chi khoản trên là 20%, chi phí phát sinh là 15 triệu với xác suất là 15%. Hệ số chắc chắn tƣơng ứng là 0.65, 0.20, 0.15 cho các dữ liệu trên.
Phƣơng án 1 Phƣơng Án 2 ĐV (triệu đồng) Xác suất ĐV(triệuđ ồng) Xác suất Chi phí mở đại lý 25 55% 35 65% Chi phí quản lý 15 35% 25 20% Chi phí phát sinh 8 10% 15 15% (nguồn giả định)
Bảng 3: Số liệu chi phí phát triển sản phẩm trên thị trƣờng thử nghiệm
Giải pháp: Xây dựng cây quyết định bằng phần mềm Precisiontree 5.7 từ các dữ liệu bảng trên.
Tại ô bất kỳ trên bảng tính Excel tạo và đặt tên cho nút gốc, từ nút gốc chọn thuộc tính lựa chọn để tạo nhánh là các phƣơng án 1 và 2, gán giá trị cho mỗi nhánh các
thuộc tính chi phí nhƣ bảng trên và tạo các nút lá. Phần mềm xử lý các số liệu và đƣa ra giá trị kỳ vọng lớn nhất cho cây.
Kết quả thu đƣợc nhƣ hình 8:
Hình 11: Kết quả xây dựng mô hình cây quyết định cho bài toán 1 Đánh giá kết quả:
Theo kết quả mô hình cây quyết định nhƣ trên, giá trị kỳ vọng lớn nhất của phƣơng án 1 là 19,8 (triệu đồng), của phƣơng án 2 là 30 (triệu đồng). Giá trị kỳ vọng lớn nhất của cây là 30 triệu đồng.
Để đạt giá trị kỳ vọng lớn nhất là 30 triệu đồng, ta có đƣờng đi trên cây là từ nút gốc, đến nút TRUE nhƣ hình vẽ.
Các chi phí là những thông tin không chắc chắn, do đƣợc phân thành ba loại chi phí nên tổng xác suất xảy ra cho mỗi loại bằng 1. Trong thực tế, các xác suất xảy ra hay hệ số chắc chắn của thông tin chi phí có thể thay đổi, nhà quản lý dễ dàng xử lý bằng cách nhập lại số liệu cho các nút lá để nhận các kết quả mới.
Nhƣ vậy việc lựa chọn phƣơng án là dựa trên chủ quan của ngƣời ra quyết định, đƣợc trợ giúp bởi mô hình cây quyết định, trực quan hóa các lựa chọn.
Ở bài toán này, giả thuyết nhận giá trị thử nghiệm cho thị trƣờng địa phƣơng là 30 triệu đồng. Số liệu này đƣợc ứng dụng để giải quyết bài toán 2 sau đây.
Công ty cổ phần may Thăng Long lập kế hoạch về việc đƣa một sản phẩm ra thị trƣờng. Nhƣ trong nhiều tinh huống của sản phẩm mới, có nhiều sự không chắc chắn về liệu sản phẩm mới liệu có thể bắt kịp thị trƣờng không. Công ty may Thăng Long tin rằng đó có thể là một quyết định khôn ngoan khi giới thiệu 1 sản phẩm mới tới một thì trƣờng địa phƣơng để kiểm tra trƣớc khi giới thiệu nó ra phạm vi quốc gia. Do vậy, quyết định đầu tiên của công ty là liệu có thực hiện cuộc kiểm tra thị trƣờng không. Công ty may Thăng Long định lƣợng rằng giá cố định tại thị trƣờng thử nghiệm là 30 triệu đồng, theo nhƣ kết quả bài toán 1. Nếu nó quyết định thực hiện thử nghiệm đó, Công ty may Thăng Long sau đó phải đợi kết quả. Dựa vào kết quả của cuộc thử nghiệm, có thể quyết định có nên tung sản phẩm ra thị trƣờng quốc gia, trong trƣờng hợp nó sẽ phải chịu một chi phí cố định là 900 triệu đồng. Ngƣợc lại, nếu quyết định ban đầu là không hiệu lực trên thị trƣờng thử nghiệm, thì sau đó quyết định cuối cùng là liệu có tung sản phẩm ra thị trƣờng quốc gia hay không có thể đƣợc thực hiện một cách không trì hoãn. Lợi nhuận đơn vị của Công ty may Thăng Long đƣợc tính bằng sự chênh lệch giữa giá bán sản phẩm và chi phí biến đổi đơn vị, là 18 nghìn đồng (ở thị trƣờng thử nghiệm và thị trƣờng quốc gia)
Công ty may Thăng Long phân loại kết quả trên thị trƣờng thử nghiệm hoặc thị trƣờng quốc gia là tốt, khá hay tồi. Một kết quả đi cùng với dự báo về tổng số đơn vị sản phẩm bán ra. Sản lƣợng bán ra tƣơng ứng đối với thị trƣờng thử nghiệm là 200, 100, 10 và là 6000, 3000, 900 đối với thị trƣờng quốc gia. Dựa vào kết quả trên thị trƣờng thử nghiệm trƣớc đó cho sản phẩm tƣơng tự, Công ty may Thăng Long đánh giá rằng xác suất khả năng đầu ra (hệ số chắc chắn) của 3 thị trƣờng thử nghiệm là 0.3; 0.6 và 0.1. Sau đó căn cứ vào số liệu lịch sử của các sản phẩm trƣớc đó, công ty này đã đánh giá khả năng đầu ra của thị trƣờng quốc gia của mỗi thị trƣờng thử nghiệm cụ thể. Nếu kết quả là tốt, xác suất khả năng đầu ra (hệ số chắc chắn) của thị trƣờng quốc gia là 0.8; 0.15; và 0.05. Nếu kết quả của thị trƣờng thử nghiệm là khá, những khả năng đầu ra (hệ số chắc chắn) tƣơng ứng của thị trƣờng quốc gia là 0.3; 0.5 và 0.2. Nếu kết quả của thị trƣờng thử nghiệm là tồi, kết quả tƣơng ứng là 0.05; 0.25 và 0.7 (Chú ý khả năng đầu ra của thị trƣờng quốc ra có xu hƣớng phản ánh đầu ra của thị trƣờng thử nghiệm).
Nội dung TT Địa phƣơng TT Toàn quốc
Chi phí cố định 30 triệu đồng 900 triệu đồng
Sản lƣợng bán ra (Sản phẩm) Đơn giá 18 nghìn đồng/sản phẩm Tốt 200 sp 36 trđ 6000 sp 1080 trđ Khá 100 sp 18trđ 3000 sp 540 trđ Tồi 30 sp 5.4trđ 900 sp 162 trd Xác suất khả năng bán ra sản phẩm
Tốt 0.3
Khá 0.6
Tồi 0.1
Xác suất khả năng bán ra của TT toàn quốc
TT toàn quốc tốt TT toàn quốc khá TT toàn quốc tồi
TT địa phƣơng tốt 0.8 0.15 0.05
TT địa phƣơng khá 0.3 0.5 0.2
TT địa phƣơng tồi 0.05 0.25 0.7
Bảng 4 Dữ liệu bài toán 2
Nhƣ vậy bài toán 2 nhƣ sau:
Đầu vào: Dữ liệu nhƣ Bảng 4.
Đầu ra: Công ty muốn sử dụng cây quyết định để trực quan hóa các giải pháp
và giải pháp tốt nhất trong việc đƣa ra sản lƣợng sản xuất sản phẩm.
Để giải bài toán này, trƣớc hết cần phân tích bài toán:
Phân tích bài toán với ba nhân tố cơ bản của những vấn đề ra quyết định: những chiến lƣợc có thể, những đầu ra và khả năng có thể, và mô hình giá trị.
Công ty may Thăng Long phải đƣa ra quyết định liệu có thực hiện thử nghiệm thị trƣờng hay không. Sau đó nó phải quyết định liệu có nên giới thiệu sản phẩm đó ra thị trƣờng quốc gia không. Tuy nhiên, đó là quan trọng để nhận ra rằng nếu Công ty may Thăng Long quyết định thực hiện thử nghiệm thị trƣờng, quyết định về thị trƣờng quốc gia có thể dựa vào kết quả của thử nghiệm thị trƣờng. Trong trƣờng hợp này chiến lƣợc cuối cùng của công ty này sẽ là một kế hoạch ngẫu nhiên, ở đó nó thực hiện thử nghiệm thị trƣờng và sau đó giới thiệu sản phẩm tới thị trƣờng quốc gia nếu nó nhận đƣợc đầy đủ kết quả tích cực từ thị trƣờng thử nghiệm và từ bỏ sản phẩm nếu nhận đƣợc kết quả tiêu cực. Chiến lƣợc tối ƣu từ những vấn đề trong việc ra quyết định liên quan tới những kế hoạch ngẫu nhiên.
Theo những kết quả không chắc chắn và khả năng có thể, có thể chú ý rằng khả năng cụ thể chính là những thứ chúng ta cần trong cây quyết định. Điều đó là bởi vì kết quả của thị trƣờng thử nghiệm là đƣợc biết trƣớc kết quả của thị trƣờng quốc gia. Tuy nhiên, giả định Công ty may Thăng Long quyết định không thực hiện cuộc thử nghiệm thị trƣờng và sau đó thực hiện tung sản phẩm ra thị trƣờng quốc gia. Tiếp đó, những khả năng có thể xảy ra đối với kết quả của thị trƣờng quốc gia.
Điều quan trọng là không thể đơn giản đánh giá 3 khả năng mới đối với trƣờng hợp đó. Những khả năng này đƣợc suy ra từ những khả năng cụ thể. Điều này tuân theo quy luật của xác suất điều kiện. nếu chúng ta đặt T1, T2, T3 là kết quả tốt, khá,
tồi của thị trƣờng thử nghiệm và N là kết quả bất kỳ của thị trƣờng quốc gia và sau đó bằng quy tắc cộng xác suất và công thức xác suất điều kiện:
P(N) = P(N|T1)P(T1) + P(N|T2)P(T2) + P(N|T3)P(T3) Thay số ta có: P1 = 0.8*0.3+0.3*0.6+0.05*0.1=0.425
P2 = 0.15*0.3+0.5*0.6+0.2*0.1=0.370 P3 = 0.05*0.3+0.25*0.6+0.7*0.1=0.205
Khả năng đầu ra của thị trƣờng toàn quốc khi quyết định triển khai mà không cần kết quả của thị trƣờng thử nghiệm là 0.425; 0.370; 0.205.
Làm cách nào để ngƣời ra quyết định có thể xem xét đƣợc tất cả các khía cạnh quan trọng của vấn đề cùng một lúc: các lựa chọn thay thế quyết định, những kết quả không chắc chắn và xác suất của chúng, những hậu quả kinh tế, và thứ tự thời gian của các sự kiện, ...
Phƣơng pháp và công cụ tin học hỗ trợ giải quyết bài toán: mô hình cây quyết định và phần mềm Precision Tree5.7.
.
Hình 12: Thao tác thực hiện xây dựng cây quyết định cho bài toán 2
Hình 12 minh họa thao tác nhập dữ liệu cho nút lá (Thị trƣờng toàn quốc). Rõ ràng khi dữ liệu hoặc hệ số chắc chắn của nút thay đổi, ta dễ dàng nhập lại đê tạo ra cây quyết định có số liệu thu đƣợc sau xử lý là mới.
Hình 13 : Kết quả bài toán 2 Phân tích kết quả thu đƣợc:
Tất cả các ứng dụng ra quyết định trong điều kiện không chắc chắn đƣợc thực hiện theo những quy trình sau:
Đầu tiên sẽ xác định những khả năng có thể, đánh giá những khả năng có liên quan, và tính toán giá trị kỳ vọng.
Sau đó sử dụng mô hình cây quyết định để xác định những lựa chọn có giá trị kỳ vọng lớn nhất và theo đuổi lựa chọn đó với một sự phân tích toàn diện. Phân tích
bản tóm tắt rủi ro cho những lựa chọn khác nhau. Điều đó sẽ hữu dụng nếu những tiêu chí khác đƣợc xem xét.
Giải thích của cây này là khá đơn giản nếu ta nhận xét rằng mỗi giá trị chỉ dƣới mỗi tên nút là một giá trị kỳ vọng. 807 ở ô B49 là giá trị kỳ vọng cho toàn bộ vấn đề quyết định, có nghĩa là Công ty may Thăng Long sẽ nhận kết quả tốt nhất là 8070 triệu đồng. Sản lƣợng tốt nhất có thể tiêu thụ là 449.000 sản phẩm.
Các giá trị kỳ vọng đã đƣợc tính toán bắt đầu từ bên phải và hoạt động trở lại phía bên trái. Công ty có thể tối ƣu chiến lƣợc bằng cách theo nhánh TRUE từ trái tới phải. Đầu tiên cho bán thử nghiệm sản phẩm mới tại thị trƣờng địa phƣơng, nếu kết quả là tốt, thì sản phẩm sẽ đƣợc bán trên toàn quốc. Tuy nhiên nếu kết quả là khá hoặc tồi thì sản phẩm có thể bị dừng sản xuất. Trong trƣờng hợp thị trƣờng toàn quốc ảm đạm, công ty có thể giảm đƣợc thua lỗ, công ty chịu phí 30 triệu đồng để bán thử tại thị trƣờng địa phƣơng nhƣng thu lại đƣợc 18 triệu hoặc 5.4 triệu đồng.
Nhƣ vậy, cây quyết định ở đây dựa vào suy diễn lùi, nhận giá trị tại các nút lá, và phân tích ngƣợc lên đến kết quả tại gốc của cây.
Với kết quả bài toán 2, có thể quyết định sản lƣợng sản phẩm mới đƣợc sản xuất tại xí nghiệp 1 của công ty. Tuy nhiên, ngoài sản phẩm mới đƣợc công ty ƣu tiên sản xuất trong chiến lƣợc phát triển kinh doanh, xí nghiệp còn sản xuất sản phẩm truyền thống. Căn cứ vào năng lực sản xuất và chỉ tiêu còn lại sau khi thực hiện sản phẩm mới, sản lƣợng sản phẩm truyền thống đƣợc sản xuất đƣợc quyết định trong bài toán 3.
Bài toán 3
Các giá trị bài toán đầu vào, đầu ra nhƣ sau:
Đầu vào:
Để tính toán sản lƣợng sản xuất của nhà máy 1, ngoài sản lƣợng sản xuất của sản phẩm mới, cần xem xét thêm sản phẩm truyền thống đƣợc lên kế hoạch sản xuất cho năm tới.
Xác định sản lƣợng của sản phẩm truyền thống tại Xí nghiệp 1 đƣợc sản xuất trong năm tới là bao nhiêu sản phẩm. Dựa vào các căn cứ để lập kế hoạch sản xuất, nhà quản lý đã đánh giá xác suất xảy ra của các thông tin không chắc chắn về kinh tế thị trƣờng nhƣ bảng 5
Đầu ra: Quyết định sản lƣợng của sản phẩm truyền thống tại xí nghiệp1 đƣợc
sản xuất trong năm tới.
(sản phẩm)
Nhu cầu thị trƣờng xấu
Sản phẩm cạnh tranh bán tốt 300,000
Căn cứ đánh giá tình hình thực hiện kế hoạch năm trƣớc 450000 12% Căn cứ vào kết quả nghiên cứu và dự báo thị trƣờng 700000 30% Căn cứ vào chỉ tiêu kế hoạch do Tập Đoàn Dệt –May giao. 750000 8%
Sản phẩm cạnh tranh bán xấu 250,000
Năng lực sản xuất còn lại 655600 60%
Căn cứ đánh giá tình hình thực hiện kế hoạch năm trƣớc 450000 15% Căn cứ vào kết quả nghiên cứu và dự báo thị trƣờng 500000 20% Căn cứ vào chỉ tiêu kế hoạch do Tập Đoàn Dệt –May giao. 750000 5%
Nhu cầu thị trƣờng tốt
Sản phẩm cạnh tranh bán tốt 200,000
Năng lực sản xuất còn lại 655600 25%
Căn cứ đánh giá tình hình thực hiện kế hoạch năm trƣớc 450000 12% Căn cứ vào kết quả nghiên cứu và dự báo thị trƣờng 500000 60%
Căn cứ vào chỉ tiêu kế hoạch do Tập Đoàn Dệt –May giao. 750000 3%
Sản phẩm cạnh tranh bán xấu 150000
Năng lực sản xuất còn lại 655600 20%
Căn cứ đánh giá tình hình thực hiện kế hoạch năm trƣớc 450000 15% Căn cứ vào kết quả nghiên cứu và dự báo thị trƣờng 700000 60% Căn cứ vào chỉ tiêu kế hoạch do Tập Đoàn Dệt –May giao. 750000 5%
Bảng 5: Dữ liệu bài toán 3
Bằng việc tự xác định nút gốc, nhánh và các nút là dựa trên bảng trên, sử dụng phần mềm PrecisionTree 5.7 trực tiếp trên bảng tính dữ liệu trên thu đƣợc kết quả:
Hình 14: Kết quả bài toán 3 Đánh giá kết quả thu đƣợc:
Cây quyết định ở đây dựa vào cơ chế suy diễn lùi hay hƣớng từ mục tiêu, hệ thống sẽ lần lƣợt tính toán giá trị kỳ vọng của từng mục tiêu, nhận giá trị tại các nút lá, và phân tích ngƣợc lên đến kết quả tại gốc của cây
Sản lƣợng sản phẩm truyền thống nên sản xuất trong năm tới là 506.120 sản
phẩm. Để đạt đƣợc kết quả trên, cây quyết định có đƣờng đi từ gốc tới nút TRUE ->TRUE nhƣ mũi tên trong hình 13. Ngoài ra, khi lựa chọn nhánh đi từ gốc tới
nút FALSE –>TRUE, hay nút FALSE –> FALSE thì các sản lƣợng kỳ vọng sẽ nhận