第1章 随机性决策的基本概念

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1、决策理论与方法 华中科技大学电子与信息工程系 魏 蛟 龙 电话：02787544949，13971309966 Jlwei ，邮编：430074 第一章 随机性决策的基本概念 一、决策与决策论的定义 决策一词在英语中是Decision，它在牛津词典中有如下解释 ： the act of deciding （做决定的行动） a conclusive judgment （最终判决，结论性的判断） the conclusion arrived at（得出的结论） 中国大百科全书 自动控制与系统工程卷 为最优地达到目标，对若干个备选行动方案进行的选择。 苏联大百科全书 “决策是自由意志行动的必要元素和

2、实现自由意志行动的手段。自 由意志行动要求先有目的和行动的手段，在体力动作之前完成智 力行动，要考虑完成或反对这次行动理由等等，而这一智力行动 以制订一项决策而告终。” 在这个解释中，特别注意两个特征： 决策是智力行动； 决策是 意志行动，因此，决策与人的意志、主观愿望和价值判断有关， 即：决策的结果因人而异，不惟一。 第一章 随机性决策的基本概念 一、决策与决策论的定义 大英百科全书 “社会科学中用来描述人类进行选择的过程的术语。”- 强调了“决策”的社会科学属性。 哈佛管理丛书 “决策是指考虑策略（或办法）来解决目前或未来问题的 智力活动。”-突出了决策的目的性和目标是为了 解决问题，同时

3、也说明决策是智力活动。 按照以上解释，决策是进行选择的行动或行动的结果， 并有作决策即制订决策的过程的含义。 第一章 随机性决策的基本概念 一、决策与决策论的定义 关于决策论(decision theory)和决策分析(decision analysis)，有下列定义。 中国大百科全书 自动控制与系统工程卷 决策论：根据系统的状态信号和评价准则选择最优策略的数学理论。 决策分析：研究不确定性决策问题的一种系统分析方法，其目的是改进决策 过程，从一系列备选方案中找出一个能满足一定目标的合适方案。 美国大百科全书的“Decision Theory“条 “所谓作决策，就是在若干个可能的备选方案中进行

4、选择。决策论则是为了 对制订决策的过程进行描述并使之合理化而发展起来的范围很广的概念 和方法。” “广义的决策理论可以分为两种： Prescriptive decision theory (规定性决策理论)，规定应当如何作决策。 Descriptive D.T.(描述性决策理论)，研究人们实际上是如何作决策的。” “行为科学家，社会科学家和哲学家力图找到决策过程的更精细的描述性模 型，以便为数学家、经济学家、战略分析家、商业管理人员和其他人员 提供更高级的规定性决策过程。” 第一章 随机性决策的基本概念 一、决策与决策论的定义 关于决策论(decision theory)和决策分析(decis

5、ion analysis)，有下列定义。 大英百科全书的“Decision Theory“条： “在统计学中探讨用公式表示并求解一般决策问题的理论和方法。” 认知科学百科全书 “Decision Making“条： “决策是从一集备选方案中选择所偏爱的方案或行动路线的过程，它渗透到生活的各 个方面，包括买什么，选举时投谁的票，找什么工作等等。决策通常涉及外部世 界的不确定性（例如，天气会怎么样）以及与个人偏好的冲突（例如，应该获取 更高的薪金还是更多的闲暇），决策过程常常从信息的集聚开始，通过似然率（ 主观概率）的估计和审议直到选定最终行动。” “决策的分析方法有三种，规范性，描述性和规定性。

6、规范性方法假设一个合乎理性 的决策人，他具有定义明确的、满足理性行为公理要求的偏好；它被称为理性选 择理论；它主要基于先验的考虑而非以实验为基础的观察。描述性的决策方法以 实验为基础，对选择行为进行观察和研究；它主要考察在决策形势下指导决策人 行为的心理因素。实验证据表明，人们常常与合乎理性的规范性决策所要求的不 同。据此，规定性方法的目标是改进决策方法，使之符合规范性要求。” 第一章 随机性决策的基本概念 一、决策与决策论的定义 决策：狭义上是要从若干可能的方案中，按某种标准（准则）选择 一个，而这种标准可以是：最优，满意，合理等等；广义上相当 于决策分析，是人们为了达到某个目标，从一些可能

7、的方案（途 径）中进行选择的分析过程，是对影响决策的诸因素作逻辑判断 与权衡。 决策理论：研究在有风险或不确定性情况下制订决策的定量分析方 法。 决策的其他含义：例如，决策的政治含义是指政策的制订过程 。 第一章 随机性决策的基本概念 二、决策论的发展简史 1.人类存在即面临决策 如古代：田忌与齐王赛马的故事, 既是对策(博弈，GAME)问题, 也是广义的决策问题 2.决策论的产生与赌博有关 16-17世纪法国宫廷设有赌博顾问，他们是研究概率论、对策论的 先驱，成为DT形成的理论与技术基础。 3.20世纪30年代以后，决策论从对策论中分离： 对策论：研究人与智能对手-人之间的对抗 决策论：研究

8、人与非智能对手-自然界之间的关系 4. Bernoulli在1738年提出效用的概念，Ramsay于1926年在效用和 主观概率的基础上提出了Decision Theory 5. 40年代Von Neumann-Morgenstern 建立了效用的公理体系 第一章 随机性决策的基本概念 二、决策论的发展简史 6. 近半个世纪以来，决策论的大部分内容与规范性决策论有关，由 于经济学家，数学家以及系统科学家的努力，决策分析日益广泛 地用于商业、经济、实用统计、法律、医学、政治等各方面；而 行为科学家对描述性决策和效用的测度兴趣日增、排序、分等级 、有界区间的度量技术等因此而获得发展。 7. 二次大

9、战开始后发展起来的运筹学在决策论的概念，方案的优化， 统计决策理论、决策方法中有着坚实的基础。使决策理论成为运 筹学中的一支。 8.近年来，决策分析已经成了工业、商业、政府部门制订决策所使用 的一种重要方法。一些规范性的决策方法，如成本效益分析、资 源分配、计划评审技术(PERT)，关键路径法(CPM)等应用日广。多 目标问题的研究逐步深入，方法层出不穷. 第一章 随机性决策的基本概念 二、决策论的发展简史 9.计算机的飞速发展与普及以及信息处理、数据存贮与检索手段的进 步+决策理论的进展（程序化决策方法能解决问题日益增加,非程 序化决策方法研究深入 统计数据、研究资料迅速更新+决策模型的日臻

10、完善(决策矩阵的迅速 更新) +人工智能的发展、知识库的形成根据新信息及时(自动)修政策略 成为可能自动决策以及决策支持系统的产生，决策支持系统 的产生和发展不仅为决策人提供问题求解所需的相关 信息和适当的模型，也使某些常规性问题有可能自动 求解。 10.模糊决策、序贯决策、群决策和组织决策及其支持系统等新的研 究领域不断出现. 第一章 随机性决策的基本概念 三、地位(与其他学科的关系) 1.是运筹学的一支 中国数学会运筹学会决策理论和方法专业委员会 2. 控制论的延伸 哈佛应用科学系：控制与决策组 斯坦佛大学设“决策分析研究所” 用控制论的方法研究决策，把反馈，灵敏度分析，系统分析等方法 引

11、入决策过程决策分析 .许多学者由控制论系统分析决策：陈珽 刘豹 . 学科：信息学部-控制科学与工程一级学科-系统工程二级学 科（专业），而决策理论、MIS&DSS是系统工程专业中极重要的 研究方向。 第一章 随机性决策的基本概念 三、地位(与其他学科的关系) 3.管理科学的重要组成部分 u学科: 管理 G 管理理论01 决策01 u决策论的许多重要著作的作者是经济或管理科学方面的教授 , 如 Simon、Buchanan Arrow, Sage, Keeny, 其中前三个是诺贝尔经济学 奖得主。 u图书目录的编排：决策(尤其多目标)属管理科学类，中、美均如此，如在 Management Sci

12、ence中有大量决策方面的文章、专集 4 系统工程中的重要部分 u系统是单元的集合，这些单元以整体完成某种目的，对系统的研 究包括：规定概念、确定系统、获取并运行系统。而确定系统即 系统分析(设计、评价)是核心, 决策论为系统分析提供方法 u 系统分析侧重客观的分析判断，决策分析强调价值判断与偏好分 析） u中有决策方面的文章和专集. 第一章 随机性决策的基本概念 三、地位(与其他学科的关系) 自然科学研究客观世界，事实元素，定量为主； 社会科学研究人际关系，价值元素，定性为主。 软科学用定量方法研究价值元素，即社会科学的定量化研究。 各类研究人员的研究内容各有侧重： 哲学家Philosoph

13、er：人如何决定什么是有价值的 行政管理人员Administrator：人们如何使一个组织为其目标服务 经济学家Economics：人如何在不同方案中决择使之自己尽量满足 心理学家Psychologist ：何为满足? 人如何动脑筋解决问题 教学家 Mathematician：提供各种数学模型帮助解决这些问题 至于决策的程序化、民主化则是政治问题 第一章 随机性决策的基本概念 四、随机性决策问题的基本特点与要素 u无论是个人还是企业和政府部门，无论在日常生活中还 是经营、管理过程中，都会遇到各种各样的需要人们作 判断和选择的问题，这些问题都是决策问题。 u在有些决策问题中，所有与问题有关的事实

14、和因素都是 事先确切知道的，称之为确定条件下的决策，这时决策 失误的原因除了考虑不周之外，就是问题的计算过于复 杂。这类决策问题属于运筹学的研究范畴，不是决策理 论研究的重点对象。 u本课程主要研究不确定条件下的决策-随机性决策。 第一章 随机性决策的基本概念 四、随机性决策问题的基本特点与要素 u无论是个人还是企业和政府部门，无论在日常生活中还 是经营、管理过程中，都会遇到各种各样的需要人们作 判断和选择的问题，这些问题都是决策问题。 u在有些决策问题中，所有与问题有关的事实和因素都是 事先确切知道的，称之为确定条件下的决策，这时决策 失误的原因除了考虑不周之外，就是问题的计算过于复 杂。这

15、类决策问题属于运筹学的研究范畴，不是决策理 论研究的重点对象。 u本课程主要研究不确定条件下的决策-随机性决策。 第一章 随机性决策的基本概念 四、随机性决策问题的基本特点与要素-随机性决策问题 事例 u火灾保险问题 一个商店的负责人考虑是否购买火灾保险。在保险期 内商店可能遇上火灾，设商店在保险期内发生的可能性为p，也可 能不发生火灾(可能性是1-p)；买火灾保险要花一笔保险费，通常保 险费是资产总额G的一定比率r，不买保险则一旦发生火灾损失就太 大了。 u出门带伞问题 晴雨未卜，出门是否带伞。如果不下雨，带伞是个累 赘；如果下雨，带伞可以防止挨淋，不带伞就要淋雨。 u进货问题 某个零售商准

16、备进一批易腐农产品，进了货若不能在当天 内售完，商品就会腐败变质，造成损失。零售商并不知道当天顾客 对这种商品的需求量，进货多了卖不掉是损失；进货太少满足不了 顾客需求，不但钱少赚了，还影响顾客的回头率。但是无论如何他 必须事先确定进货的数量。 u卖报人从批发商处拿多少当天报纸也与此类似，报纸的销售量与天 气、报纸内容有关，卖报人必须事先确定进货的数量。 第一章 随机性决策的基本概念 四、随机性决策问题的基本特点与要素-随机性决策问题 事例 u加工方法问题 机械零件制造商承接了一份订单加工新产品，为此要 安排加工工具。新产品的加工有两种方法，一种是用现成的通用设 备，加工能力较差且劳务成本较高；一种是购置专用设备，加工能 力较强且劳务成本低。若今后新产品的需求量大，购置专用设备比 采用通用设备好，需求量小时采用通用设备比购置专用设备好。问 题是新产品在今后的加工量现在并不清楚，但是制造