第九章 决策分析.ppt

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1、运 筹 学 课 件,Decision Analysis,内蒙古科技大学,一. 决策概述,1、什么叫决策 根据内、外部条件，对目标及实现目标的方案作出最优或满意的选择过程称为决策。,序,决策是一个过程,这个过程包括决策前的调查研究制定方案等一系列程序步骤，也包括决策后，在执行过程中的不断修正完善的反馈调整过程。,决策的核心是选优,决策中所确定的目标不是任意一个目标，所确定的方案也不是任意一个方案，而是多个目标中选取出一个最好的目标，从实现该目标的多种方案中选取出一种较好或满意方案。因此，决策过程是选优过程。,现代决策一般指科学决策与民主决策,决策必须有科学依据，遵循科学程序，运用科学方法，同时充

2、分发挥和集中专家与群众的集体智慧。,2、决策的意义,一个人、一个家庭、一个部门、一个地区、一个政党、一个国家要生存、要发展都有一个如何决策的问题，决策的正确与否直接关系到这些个人或群体的生存与发展。,(1)一部人类史就是一部决策史,(2)决策是管理的核心,决策理论学派的代表人物、1978年诺贝尔经济学奖得主西蒙教授认为：“管理就是决策”，“不仅最高管理层要决策，而且各级管理人员都是决策者”，“企业成败不在于生产率是否提高，而在于决策是否正确”。,3、决策的例子,例1:“丁谓修皇宫” 北宋真宗朝代，皇宫失火，丁谓主持修复皇宫的工作。 丁谓提出了一个“一举三得”的施工方案：,挖河 取土 烧砖制瓦

3、河行船 水运建材 皇宫修复后 碴土填河,这个例子是古人应用系统工程思想进行决策的典型案例。丁谓把“修皇宫”作为一个系统，而把“挖土烧砖”、“运输材料”、“清理垃圾”作为三个子系统，通过子系统间的有机联系和相互协调而达到了系统的整体的最优化。高明的决策是人类智慧的结晶。,例2:“囚徒两难”决策,每个囚徒的推理： 如果对方选择“不招供”，我的最佳选择是“招供”，这样我可以得到自由,不用坐牢。如果对方选择“招供”，我的最佳选择也是“招供”，否则我就要承担全部罪行判8年而对方将消遥法外。,双方都这样推理：个人是合理的，但是集体不合理，每人判5年合起来判10年。,二. 决策程序,提出决策问题,问题是客观

4、存在的现实矛盾，要在广泛收集资料数据、调查研究的基础上进行系统分析，弄清问题的性质、范围、历史沿革、制约因素、发展前景和解决的手段。并用准确的语言阐明问题。,2、确定决策目标,目标的确定要保证科学性，要有明确的评价标准。要有定性定量的确切表述。总目标由若干分目标组成，形成目标体系。,3、拟定决策方案,拟定方案应遵循多样性与可行性原则。可采用“专家咨询法”与“课题委托法”。,4、分析与优化方案,用科学的分析工具和方法对目标、方案进行定性定量分析，建立各种模型及现代化的科学方法。例如运筹学方法，计算机模拟仿真技术对目标、方案进行分析优化及排序。,5、实施与反馈,制定具体的实施计划、措施和步骤，充分

5、考虑到方案在实施中可能发生的问题，及这些问题出现后会产生什么样的影响和危害。 若方案在实施中由于主客观条件发生重大变化将危及决策目标时，要对决策目标及方案进行一种根本性的修正。,例1: 抗美援朝决策分析,（1）问题：美军入侵朝鲜，朝鲜向中国求救 （2）目标：保和平，卫祖国 （3）方案A：参战 方案B：不参战 （4）最优方案：方案A参战（抗美援朝） （5）结局：实现和平,决策目标：“国家富强，人民富裕” 要素分析： e1=“发展道路” e2= “发展阶段” e3= “根本任务” e4=“发展动力”,e5= “外部条件” e6= “政治保证” e7=“战略部署” e8“依靠力量” e9“祖国统一”

6、,例2：一个正确决策的范例“中特理论”策略结构与要素分析,这些要素相互联系、相互作用并与环境协调产生了巨大功能。“中特理论”是中国共产党与中国人民集体智慧的结晶，是科学决策与民主决策的光辉典范。,三、决策分类,确定性决策 非确定性决策,不确定性决策 风险决策,（1）目标,（2）至少有2个以上的行动方案,（3）不同方案得失可计算,（4）决策环境,确定,大致概率,完全不确定,决策的基本条件：,例1 某石油公司计划开发海底石油，有四 种勘探方案 A1 , A2 , A3 , A4可供选择。勘探 尚未进行，只知可能有以下三种结果： S1:干井， S2：油量中等， S3:油量丰富， 对应于各种结果各方案

7、的损益情况已知，应 如何决策？,例2 某洗衣机厂，根据市场信息，认为 全自动洗衣机应发展滚筒式，有两种方 案。 A1:改造原生产线， A2：新建生产 线。市场调查知，滚筒式销路好的概率 为0.7，销路不好为0.3。两种方案下各种 情况的损益情况已知，应如何决策？,第一节 不确定性决策,收益矩阵,(一) 乐观准则(最大最大法则),选A1,(二) 悲观准则(最大最小法则),选A3,选A1,(三)、折衷准则(乐观系数准则),选 A2,(四) 等可能准则,选 A1,(五)、后悔值准则(最小机会损失),例：产品，成本30元/件，批发价35元/件， 当月售不完1元/件。每批10件，最大生 产力40件/月(

8、批量生产与销售)，应如何决 策？,第二节 风险决策,（一）、期望值准则,(1)、矩阵法,例1,选 A2,例2,分析当P(S1 )为何值时，方案会从A1 A2,当P(S1 )=0.8 P(S2)=0.2时 ， E(A1 )=0.8500+(-200)0.2=360 E(A2)=0.8(-150)+0.2(1000)=80 , 选A1 当P(S1 )=0.6 P(S2)=0.4时 E(A1 )=220 E(A2)=310 , 选A2,一般： E(A1 )=500+(1-)(-200)=700-200 E(A2)=(-150)+(1-)(1000)=-1150+1000 令E1 =E2 得=0.65

9、 称=0.65为转折概率 0.65 选A1 0.65 选A2,(2) 决策树法,例1,电视机厂试生产三种电视机Ai(i=1,2,3)。市场大、小Sj (j=1,2)。生产哪种？,解：,解：, 多级决策问题,例2 化工原料厂，由于某项工艺不好，影响效益，现厂方欲改革工艺，可自行研究(成功可能为0.6)，买专利(成功可能为0.8)。若成功，则有2种生产方案可选，1是产量不变，2是增产；若失败，则按原方案生产，有关数据如下表。试求最优方案。,最 优 决 策,买 入 专 利， 成功则增产， 失败则保持原产量。,(3)贝叶斯法(后验概率法)(Bayes法),处理风险决策问题时，需要知道各种 状态出现的概

10、率：P(1)， P(2)， ， P(n)，这些概率称为先验概率。,风险是由于信息不充分造成的，决策过程还可以不断收集信息，如果收集到进一步信息S，对原有各种状态出现概率估计可能会有变化，变化后的概率为P(jS)，此条件概率表示在追加信息S后对原概率的一个修正，所以称为后验概率。Bayes法就是一种后验概率方法.,P(jSi )通过概率论中Bayes公式计算得出,例1,某钻井大队在某地进行石油勘探，主观估计该地区为有油(1 )地区的概率为P(1)0.5 ,没油(2 )的概率为P(2 )0.5，为提高勘探效果，先做地震试验，根据积累资料得知：,有油地区，做试验结果好(F)的概率P(F1 )0.9

11、有油地区，做试验结果不好(U)的概率P(U1 )0.1 无油地区，做试验结果好(F)的概率P(F2 )0.2 有油地区，做试验结果不好(U)的概率P(U2 )0.8,求：在该地区做试验后，有油和无油的概率各为多少？,解,做地震试验结果好的概率 P(F ) P(1 ) P(F1 ) P(2 ) P(F2) 0.50.9 + 0.50.2 = 0.55,做地震试验结果不好的概率 P(U) P(1 ) P(U1 ) P(2 ) P(U2 ) 0.50.8 + 0.50.1 = 0.45,例2,某公司有资金500万元，如用于某项开发事业，估计成功率为96%，一年可获利润12；若失败则丧失全部资金；若把

12、资金全存在银行，可获得年利率6%，为辅助决策可求助于咨询公司，费用为5万元，根据咨询过去公司类似200例咨询工作，有下表 ：,试用决策树方法分析该公司是否应该咨询？ 资金该如何使用？,T1：咨询公司意见：可以投资 T2：咨询公司意见：不宜投资 E1：投资成功 E2：投资失败,答：求助于咨询公司 如果投资公司给出可以投资意见则投资 如果投资公司给出不宜投资意见则存入银行,第三节 效用理论,1、效用值的概念 同一笔贷币量在不同场合情况下，它的价值在人们的主观上具有不同值的含义。经济学家和社会学家以效用这个概念去衡量人们对同一笔货币量在主观上的价值，这就是货币的效用值。由于效用值不同，决策者对决策方

13、案的选择有较大影响。,例如:设有甲、乙、丙三种决策方案 甲方案：直接发给100元 乙方案：采用抽签发给：抽中得300元，抽不中不给钱，抽中与抽不中的可能性（概率）各为50% 丙方案：采用抽签发给：抽中得500元，抽不中要交100元，抽中与抽不中的可能性各为50% 。 试问决策者愿意接受哪个方案？,甲方案损益期望值为： 1001=100元,乙方案损益期望值为：300 0.5+0 0.5=150元,丙方案损益期望值为： 500 0.5+(-100) 0.5=200元,2002年诺贝尔经济学奖得主卡尼曼“把心理学研究和经济学研究有效结合，从而解释了在不确定条件下如何决策。 卡尼曼理论：在可以计算的大

14、多数情况下，人们对所损失的东西的价值估计高出得到相同东西的价值的两倍。人们对同样数量的损失和赢利感受是相当不同的。如，丢掉10元钱所带来的不愉快感受要比得到10元钱所带来的愉快感受强烈得多。称为预期效用值。,2、预期效用值,(1)、效用值例话,例：工厂价值200万元，发生火灾可能性0.001(千分之一)。厂长上保险：2500元 不上保险：20000000.001=2000(元), 同样货币在不同的风险场合，其价值在同一个人感觉不一样。, 同样货币，在不同的人来看，有不同的价值 观。,(2)、效用值计算及效用曲线,对比提问法,设计两种方案 A1， A2 A1：无风险可得一笔金额 X2 A2：以概

15、率P得一笔金额 X3 ，以概率(1-P)损失一笔金额 X1,X1X2X3， u(xi )表示金额xi 的效用值。,在某种条件下，决策者认为A1， A2两方案等效。 P U(x1 )+(1-P) U(x3 )= U(x2 ) ( ) P, x1 , x2 , x3 为4个未知数。 已知其中3个可定第4个。,可以设已知x1 , x2 , x3 ，提问确定P。,一般用改进的VM法，即固定P=0.5, 每次给出x1 , x3 ，通过提问定x2 ， 用(*)求出U(x2) 5点法,定5个点作图,例1、在某次交易中，决策者认为： 可承担的最大损失是 -1000万元 可获得的最大收益是2000万元 U(20

16、00)=1 U(-1000)=0,提问(1) A1: 无风险得？你觉得A1，A2等效？ A2: 以0.5可能得2000万， 0.5可能损失1000万。,回答 1200万，0.5U(2000)+0.5U(-1000)=U(1200) 则U(1200)=0.5,提问(2) A1: 无风险得？你觉得A1，A2等效？ A2: 以0.5可能得1200万， 0.5可能损失 -1000万。,回答 800万，0.5U(1200)+0.5U(-1000)=U(800) 0.50.5=U(800)=0.25,提问(3) A1: 无风险得？你觉得A1，A2等效？ A2: 以0.5可能得800万， 0.5可能损失 -1000万。,回答 200万，U(200)= 0.50.25=0.125,冒险型,L1: 保守型,L2: 中间型,L3: 冒险型,(3)效用值准则决策,(1)期望值准则（决