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1、第五章第五章 多目标决策分析多目标决策分析多目标决策分析多目标决策分析q教学目的：教学目的：v通过本章的学习，使学生了解单目标决策与多目标决策的区别与联系，理解多目标问题的特点、要素，理解并掌握常用的多目标决策分析方法： AHP和目标规划方法，结合项目决策分析理解多目标决策分析的应用。 q教学重点和教学重点和难难点：点：v本章主要介绍多目标决策的基本理论及多目标决策问题的要素，并结合著者进行企业绩效评价的实例，介绍常用多目标决策求解方法DEA法和AHP法及其应用。并应用多目标决策方法对项目决策中项目与产品衔接策略进行了分析。v难点：多目标决策与多目标评价、多目标决策问题的一般性表述、AHP法、
2、目标规划法。 课程导入v我们面临的是一种充满竞争而又富于挑战的复杂环境。在这样的环境中，无论是高层制定战略规划或对策，中层对于经济建设或生产经营的管理，以及基层具体工作安排等，都不得不权衡各方利益，考虑多种决策目标，同时，还不得不面临国际、国内各种各样的风险，也就是说必须要以一种系统、全面的观念来做出决策。从这一意义上讲，多目标决策更符合现实情况，在决策中更具有普遍性，因此，对它的研究具有十分重要的现实意义。 5.1多目标决策的目标准则体系多目标决策的目标准则体系 1.多目标决策的概念多目标决策的概念：在在现现实实生生活活和和实实际际工工作作中中遇遇到到的的更更普普遍遍的的问问题题常常常常会会
3、有有多多个个目目标标。如如评评价价一一个个可可能能的的就就业业职位优劣的问题就是典型的多目标决策问题。职位优劣的问题就是典型的多目标决策问题。2.多目标决策的特点多目标决策的特点：决策问题的目标多于一个。决策问题的目标多于一个。多多目目标标决决策策问问题题的的目目标标间间不不可可公公度度(non-commensurable)，即即各各目目标标没没有有统统一一的的衡衡量标准或计量单位，因而难以进行比较。量标准或计量单位，因而难以进行比较。各目标间的矛盾性。各目标间的矛盾性。3.多目标决策问题的分类多目标决策问题的分类：最最常常用用的的多多目目标标决决策策问问题题的的分分类类法法是是按按决决策策问
4、问题题中中备备选选方方案案的的数数量量来来划划分分。一一类类是是多多属属性性决决策策问问题题(multi-attribute decision making problem)，另另 一一 类类 是是 多多 目目 标标 决决 策策 问问 题题 (multi-objectivedecisionmakingproblem),有有些些文文献献也也称称之之为为无无限限方方案案多多目目标标决决策策问问题题(multi-objectivedecisionmakingproblemswithinfinitealternative)。4.几个术语的含义几个术语的含义：(1)属属性性(attribute):备备选
5、选方方案案的的特特征征、品品质质或或性性能能参参数。数。(2)目目标标(objective):决决策策人人所所感感觉觉到到的的比比现现状状更更佳佳的的客客观观存存在在，用用来来表表示示决决策策人人的的愿愿望望或或决决策策人人所所希希望望达达到到的的、努努力力的的方方向向。在在多多目目标标决决策策问问题题中中，目目标标是是求极值求极值(极大或者极小极大或者极小)的对象，即需要优化的函数式。的对象，即需要优化的函数式。(3)目目的的(goal):目目的的是是在在特特定定时时间间、空空间间状状态态下下，决决策策人人所所期期望望的的事事情情。目目标标给给出出预预期期方方向向，目目的的给给出出希希望达到
6、的水平或具体数值。望达到的水平或具体数值。(4)准准则则(criterion):准准则则是是判判断断的的标标准准或或度度量量事事物物价价值值的的原原则则及及检检验验事事物物合合意意性性的的规规则则，它它兼兼指指属属性性及及目目标。标。一、多目标决策概述v1.多目标决策的示例1）宏观经济决策中的大型投资项目决策问题v经济评价：v国民经济评价：v社会评价：v环境评价：v项目后评价：2）学校的扩建v满足入学要求：v扩建费用最少：3）候选人选择v年龄和健康状况：v工作作风：v品德：v才能：4）学生毕业后的择业选择v收入：v工作强度：v发展潜力：v学术性：v社会地位：v地理位置：v个人偏好：5）个人购物
7、v价格：v尺寸：v款式：v材料：v流行度：v个人偏好：二、多目标决策的特点v多目标性：v目标的不可公度性：v目标之间的矛盾性：v定性指标与定量指标相混合：1）多目标性v决策问题的多目标性，有示例所见，是显而易见的。2）目标的不可公度性v是指：量纲的不一致性，即各目标没有统一的衡量标准或计量单位，因而难以比较。v例如：投资项目评价3）目标之间的矛盾性v如果多目标决策问题中存在某个备选方案，它能使所有目标达到最优，即存在最优解，此时，不存在目标间的矛盾性。v一般情况下，各个备选方案在各目标间存在着某种矛盾。v即如果采用一种方案去改进某一目标的值，很可能会使另一目标的值变坏。4）定性指标与定量指标相
8、结合v在多目标决策中：v有些指标是明确的，可以定量表示出来，如：价格、时间、产量、成本、投资等。v有些指标是模糊的、定性的，如候选人问题中，有变量：人的思想品德、工作作风、机制改革问题、市场应变能力。v不能用求解单目标决策问题的方法求解多目标决策问题。三、多目标决策问题的分类v1）多属性决策问题（有限方案多目标决策问题）v决策变量是离散的v备选方案数量是有限的v对备选方案进行评价后排定各方案的优劣次序，再从中择优。v2）多目标决策问题（无限方案多目标决策问题）v决策变量是连续的v备选方案是无限的v用线性规划理论，进行向量优化，选取最优方案v多属性决策问题和多目标决策问题，都是多准则决策问题。四
9、、多目标决策的求解过程v第一步，提出问题。v第二步，阐明问题。v第三步，构造模型。v第四步，分析评价。v第五步，择优实施。1）提出问题v第一步，提出问题。目标高度概括。2）阐明问题v第二步，阐明问题。使目标具体化，要确定衡量各目标达到程度的标准。即属性以及属性值的可获得性，清楚地说明问题的边界与环境。3）构造模型v第三步，构造模型。选择决策模型的形式，确定关键变量以及这些变量之间的逻辑，估计各种参数，并在上述工作的基础上产生各种备选方案。4）分析评价v第四步，分析评价。利用模型并根据主观判断，采集或标定各备选方案的各属性值，并根据决策规则进行排序或优化。5）择优实施v第五步，择优实施。根据优化
10、结果，选择优化方案，付诸实施。五、多目标评价五、多目标评价v评价的类别v评价的原则v评价的实施v价值判断1）评价的类别v评价或评估v一类是对现存的已有系统或被评价对象进行的。v该类评价以获取评价结果作为目的，评价结果可以作为决策的依据，但是不必与决策发生直接的联系。v对一个方案进行评价，主要用于考核。v另一类是对待建系统的评价。v该类评价以获取系统为目的、评价只是获取系统的决策的依据。v对多个方案进行评价，主要用于决策。2）评价的原则v科学性：评价所用的方法要科学化，程序化。信息的管理要集中化、系统化。v客观性：应当尽量避免由于评价实施者的个人倾向或偏见造成评价结果的主观随意性。v可比性：在确
11、定评价对象和评价标准时，还应当注意只有在相类似的条件或基础上才能进行相互间的比较v有效性：在评价时，要力争用最少费用取得尽可能好的结果。v动态性：一是被评价对象的属性往往是动态的，二是评价的指标是动态的。3）评价的实施v评价应该分两个阶段进行：v首先要搞清已有系统的实际性能和质量状况或待建系统可达到的性能和质量状况。v其次是把这些性能和质量状况与规定的标准相对照（比较），对系统的性能和质量作出判断。4）价值判断v事实元素：用科学手段和方法，借助仪器仪表检测，或通过变换成为可以检测的元素。v价值元素：无法用任何科学手段或仪器来检测或处理。v决策科学与自然科学区别：是否研究价值元素。v决策科学与社
12、会科学区别：是否对价值判断进行量化。v多目标决策所涉及的价值元素和需进行的价值判断有：v构造问题的时候，决策人的需要、企图等主观因素对所辨识问题的界限和决策问题环境、对确定决策问题的目标及相应属性有着重要影响。v系统建模中，选择决策模型的形式、确定模型的关键变量也不可避免地涉及决策人的价值判断。v进行分析评价时，要选择适当的决策原则，并由决策分析人员根据决策人的偏好结构即价值观来进行分析和评价。v在整个多目标评价和多目标决策问题的求解过程中，决策人的价值判断始终在起作用，而决策人的偏好结构对最终结果的影响最为关键。六、多目标决策问题的要素六、多目标决策问题的要素 1.决策单元和决策人决策单元和
13、决策人决决策策人人是是有有能能力力改改变变系系统统的的人人，这这里里的的能能力力指指进进行行这这种种变变化化的的责责任任与与权权力力。决决策策单单元元则则是是由由决决策策人人、分分析析人人员员和和作作为为信信息息处处理理器器的的人人机机系系统统构构成成。决决策策单单元元的的功功能能是是：接接受受输输入入信信息息，产产生生内内部部信信息息，形形成成系系统统知知识识，提提供供价价值值判判断断，做做决定。决定。 2.目标集及其递阶结构目标集及其递阶结构为为了了清清楚楚地地阐阐明明目目标标，可可以以将将目目标标表表示示成成层层次次结结构构：最最高高层层目目标标是是促促使使人人们们研研究究该该问问题题的
14、的原原动动力力，但但是是它它过过于于笼笼统统，不不便便运运算算，需需分分解解为为具具体体而而便便于于运运算算的的下下层目标。层目标。 3.属性集和代用属性属性集和代用属性属属性性就就是是对对基基本本目目标标达达到到程程度度的的直直接接度度量量，也也就就是是说说对对每每个个最最下下层层目目标标要要用用一一个或几个属性来描述目标的达到程度。个或几个属性来描述目标的达到程度。当当目目标标无无法法用用属属性性值值直直接接度度量量时时，用用以以衡衡量量目目标标达达到到程程度度的的间间接接量量称称为为代代用用属属性性(proxyattribute)。 4.4.决策形势决策形势 一一个个多多目目标标决决策策
15、问问题题的的基基础础是是决决策策形形势势（或或称称决决策策情情况况），它它说说明明决决策策问问题题的的结结构构和和决决策策环环境境。为为了了说说明明决决策策形形势势，必必须须清清楚楚地地识识别别决决策策问问题题的的边边界界和和基基本本的的组组成成，尤尤其其是是要要详详细细说说明明决决策策问问题题所所需需的的输输人人的的类类型型和和数数量量，以以及及其其中中哪哪些些是是可可获获得得的的；说说明明决决策策变变量量集集和和属属性性集集以以及及它它们们的的测测量量标标度度，决决策策变变量量之之间间、决决策策变变量量共共属属性性之之间间的的因因果果关关系；详细说明方案集和决策环境的状态。系；详细说明方案
16、集和决策环境的状态。 5.决策规则决策规则在在作作决决策策时时决决策策人人力力图图选选择择“最最好好的的”可可行行方方案案，这这就就需需要要对对方方案案根根据据其其所所有有属属性性值值排排列列优优劣劣次次序序(或或分分档档定定级级)。而而对对方案排序或分档定级的依据称做决策规则。方案排序或分档定级的依据称做决策规则。七、七、多目标决策问题的符号表示多目标决策问题的符号表示 1.多目标决策问题的一般性表述多目标决策问题的一般性表述：完完整整地地表表达达多多目目标标决决策策问问题题（MODP）需要清楚地说明下列五个要素：需要清楚地说明下列五个要素：决决策策单单元元（DMU)，包包括括决决策策人人（DM)；目标集及其层次结构，或称指标体系；目标集及其层次结构，或称指标体系；属属性性集集，如如果果目目标标与与属属性性之之间间的的关关系系不不是是显显而而易易见见的的，则则应应说说明明目目标标与与属属性性间间的的关系；关系；决策形势（决策形势（DS）；）； 决策规则（决策规则（DR）。 2.几种典型多目标决策问题的符号表示几种典型多目标决策问题的符号表示：风险型多属性决策问题风险型多属性决策问题在
