Математическая теория игр

Теории игр – это теория математических моделей принятия решений в условиях конфликта или неопределенности. Другими словами, теория игр исследует оптимальные стратегии в ситуациях игрового характера, когда результат деятельности нашего предприятия зависит от стратегии другого «игрока», намерения которого нам неизвестны.

Это ситуации, связанные с решением производственных задач, выбор оптимальных объемов, качества и ассортимента продукции в изменяющихся внешних условиях, либо при изменении какого-либо внутреннего фактора. Кроме того, теория игр может быть применена при расчетах оптимального количества запасов ТМЦ на предприятии. Теория игр позволяет двум противоборствующим игрокам (предприятие и поставщики, предприятие и погода) выбрать стратегию, которая была бы выгодна обеим. В качестве примера можно рассмотреть следующую ситуацию:

Фирма выпускает два вида продукции (П1 и П2). В зависимости от поведения конкурента она может продать различное количество продукции, а именно:

- если конкуренты будут ориентированы на продукцию П1, наша фирма сможет продать 500 единиц продукции П1 и 1000 единиц продукции П2;

- если конкуренты будут ориентированы на продукцию П2, наша фирма сможет продать 900 единиц продукции П1 и 600 единиц продукции П2.

Себестоимость производства единицы продукции П1 – 8 р., цена 10 р. Себестоимость производства единицы продукции П2 6 р., цена 11 р. Рассмотрим вероятный результат при изменении поведения конкурента. Обозначим стратегии: ориентация на продукцию П1 – «А» для нашего предприятия и «Б» для конкурента, ориентация на продукцию П2 – «В» для нашего предприятия и «Г» для конкурента. Если мы выбираем разные стратегии, то наше предприятие сможет продать всю произведенную продукцию:

Прибыль (стратегии А - Г) = 500 * (10-8) + 1000 * (11-6) = 6000 р.

Прибыль (стратегия В - Б) = 900 * (10-8) + 600 * (11-6) = 4800 р.

В случае совпадения наших интересов, мы сможем продать только часть продукции, а часть останется нереализованной, хотя издержки на ее производство наше предприятие понесет:

Прибыль (стратегии А-Б) = 500 * (10-8) + 600 * (11 – 6) – (900-500) * 8 = 800 р.

Прибыль (стратегии В-Г) = 500 * (10-8) + 600 * (11 –6) – (1000-600) * 6 =1600 р.

Таким образом, при совпадении стратегий наше предприятие получит меньше прибыли. Предугадать поведение конкурента сложно. Нужно применять смешанную стратегию. Обозначим частоту применения стратегии «А» за Х. Значит, частота применения стратегии «В» – (1-Х). Приравняем вероятные суммы прибыли, которую получит наше предприятие в том ли ином случае:

6000 * Х + 1600 * (1-Х) = 800 * Х + 4800 * (1-Х).

стратегия конкурента - Г стратегия конкурента – Б

Решаем данное уравнение:

6000*Х – 1600 *Х - 800*Х + 4800*Х = 4800 – 1600,

8400 *Х = 3200,

Х = 3200 / 8400 = 0,38,

(1-Х) = 0,62.

Рассчитываем ассортимент продукции:

0,38 * (900 П1 + 600 П2) + 0,62* (500 П1 + 1000 П2) = 342 П1 + 228 П2 + 310 П1 + 620 П2 = 652 П1 + 848 П2.

Выпуская такой ассортимент продукции, мы получим одинаковую прибыль при любом поведении конкурента. При этом прибыль будет меньше максимальной, но больше минимальной.

Вопросы для обсуждения:

1. Каким образом можно использовать математическую теорию игр для определения ценности информации о стратегии конкурента (другого игрока)?

Задачи и ситуации:

Рассчитать оптимальное количество продукции предприятия, если объем реализации зависит от погодных условий.

Если погода будет теплой, предприятие сможет продать 1975 единиц продукции А и 600 единиц продукции Б. Если погода будет холодной, предприятие сможет реализовать 625 единиц продукции А и 1000 единиц продукции Б.