理论教育 随机混合整数规划(MMIP)模型优化

随机混合整数规划(MMIP)模型优化

时间:2023-06-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:(二)随机混合整数规划模型建立1.模型建立随机混合整数规划模型的目标函数是包含复合实物期权ERP投资项目的净现值。

随机混合整数规划(MMIP)模型优化

(一)变量和参数的描述

1.0-1整数决策变量

Ut:0-1变量。表示如果在t决策点投资者选用投资策略1(购买系统软件包)Ut=1。如果不选择Ut=0,t∈{1,…,T};

Vt:0-1变量。如果在t决策点投资者选用投资策略2aVt=1。如果不选择Vt=0,t∈{1,…,T};

Wtn:0-1变量。如果在t决策点投资者选用投资策略2bWt=1。如果不选择Wt=0,t∈{1,…,T}。

2.连续型决策变量

Xt:表示在t决策点投资者如果选择投资策略1时,所选择投资的ERP软件系统的级别系数,t∈{1,…,T};

Yt:表示在t决策点投资者如果选择投资策略2a时,所选择投资的ERP软件系统的级别系数,t∈{1,…,T};

Zt:表示在t决策点投资者如果选择投资策略1时,所选择投资的ERP软件系统的级别系数,t∈{1,…,T}。

3.状态变量

Ft:决策点t的现金流量,t∈{1,…,T}

4.参数

(1)项目成本

定义It∗表示采用投资策略的项目成本:

It1是采用投资策略1的投资成本;

I2at是采用投资策略2a的沉没成本;

I2bt是采用投资策略2b的沉没成本。

(2)软件价格函数

假设购买ERP软件综合软件包,购买最佳组件企业,自己开发中间件的价格函数是相应的ERP软件系统级别系数XYZ的一元线性关系,则

投资策略1中综合软件包的价格为

P1X)=η1X+θ1

投资策略2中最佳组件的价格为

P2aY)=η2aY+θ2a

中间件的价格为

P2bZ)=η2bZ+θ2b

不同的软件级别系数的ERP系统实施建成后给企业带来的收益也是不同的。假设:

ERP系统总的预期未来净收益=有形收益总量+无形收益总量-

运行费用总量

如果采用投资策略1,投入软件级别系数为X的ERP系统:

X级ERP软件系统给企业带来的未来净收益=g1X)×ERP系统总的预期未来净收益

如果采用投资策略2,投入软件级别系数分别为Y的最佳组件和Z的中间件的ERP系统:ERP软件系统给企业带来的未来净收益=g2YZ)×ERP系统总的预期未来净收益

其中函数g1X)是级别系数为X的ERP软件所对应收益回报系数,可以是线性函数的,也可以是非线性函数的;设投资策略2建成的ERP软件系统的收益回报系数为g2YZ),模型假设g1X),g2YZ)都为线性函数,且

g1X)=ν1X

g2YZ)=ν2Y+Z

P1Xt)是投资策略1中综合软件包的价格,t∈{1,…,T};(www.daowen.com)

P2aYt)是投资策略2中最佳组件的价格,t∈{1,…,T};

P2bZt)是投资策略2中中间件的价格,t∈{1,…,T}。

(3)其他参数

I是企业ERP系统投资总的最大费用预算

I′是采用投资策略2a时的投资总的最大费用预算;

L表示来自于投资策略2a的学习价值;

δ表示建成ERP系统后企业价值创造系数的改变量;

E是从ERP系统开始上线运行到寿命期结束时内运行总费用;

VCtt)是当在投资决策t决定投资ERP软件系统时,ERP上线给企业带来的有形收益总量,其中Ct=Gt·p

VDtt)是当在投资决策点t决定投资ERP软件系统时,ERP上线给企业带来的无形收益总量,其中Dt=Gt·p

p是单位产品的净利润;

b是企业应用ERP系统,单位产品经历企业整条供应链总的成本节省量;

γ是无风险利率

T是评价的时段数。

(二)随机混合整数规划模型建立

1.模型建立

随机混合整数规划模型的目标函数是包含复合实物期权ERP投资项目的净现值。模型求解项目在约束条件下净现值的最大值即:使得项目在未来某个决策点上投资最优,同时还确定了选择投资何种ERP软件系统级别系数使项目的净现值最大。

模型如下:

目标函数:978-7-111-50077-3-Chapter04-48.jpgFt=VtL-[UtI1t+VtI2at+WtI2bt]-[P1Xt)+P2aYt)+2bZt)+XtKt+YtKt]+

ν1Xnt[VCtt)+δVDtt)+E]+ν2Yt+Zt)[VCtt)+δVDtt)+E]

t∈{2,…,T}

将函数的具体表达式带入上式,变形为Ft=VtL-[UtI1t+θ1)+VtI2at+θ2a)+WtI2bt+θ2b)]-(η1Xt+η2aYt+η2bZt+

XtKt+YtKt]+ν1Xnt[VCtt)+δVDtt)]+ν2Yt+Zt)[VCtt)+

δVDtt)+E]

t∈{2,…,T}(443b)

约束条件的具体含义为:

约束条件(4-4-3d)~(4-4-3f):表示在ERP项目整个投资过程中,3种投资策略只能选择一次。

约束条件(4-4-3g):表示在ERP项目整个投资过程中,一旦决定采用投资策略2a,那么在投资决策期T到来前,必须决定采用投资策略2b;或者都不选择。

约束条件(4-4-3h):表示ERP项目整个投资过程中,在每一个投资决策点投资策略1和投资策略2中只能选择一个。如果选择了投资策略1,那么就不能再选择投资策略2了,或者都不选择。

约束条件(4-4-3i):表示投资策略2a必须在投资策略2b之前实行。

约束条件(4-4-3j):表示在项目投资的任何一个决策点,因为投资策略2a是为投资策略2b提供了前提条件,即投资策略2a的实行拥有增长期权,所以不能同时选择这两种策略。

(4-4-3m)~(4-4-3o):是采用每种投资策略的费用约束条件。即投资总成本不能超出总的费用预算。

2.实物期权价值ROV求解

通过求解随机混合整数规划方程,求解出最大的NPVoption,然后求出在t=1决策点采用投资策略1立即投资的项目净现值NPVstatic,则ERP项目投资整个的实物期权价值为

ROV=max(NPVoption-NPVstatic,0)

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