七章科学决策

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1、第七章第七章 科学决策科学决策主要内容：主要内容：决策及科学决策的概念科学决策程序科学决策常用的几种方法第一节 决策的概念一、决策的含义 决策就是对未来实践的方向、目标、原则以及为坚持方向、贯彻原则、达到目标而对采取的方法与手段所作的决定。二、决策的基本特征1.意识性2.目的性3.超前性4.选择性三、决策的分类三、决策的分类1.按主体分2.按范围分3.按有无先例可循分4.按条件的确定程度分5.按认识活动的形式分四、科学决策四、科学决策1.经验决策含义：特点：2.科学决策科学决策含义特点五、决策的基本要素五、决策的基本要素决策者决策对象信息理论与方法决策结果第二节第二节 科学决策程序科学决策程序

2、一、确定决策目标确定目标要达到的要求：1.目标具有明确性2.目标具有可行性3.目标具有期限性4.目标具有层次性二、拟制备选方案拟制备选方案的要求：1.符合目标要求2.方案互相排斥3.方案整体详尽三、综合论证方案选优论证的内容：论证的内容：1.价值论证2.可行性论证3.应变论证四、试验和普遍实施试验应注意的问题：实施的步骤：复习题1.决策的含义、特点？2.科学决策的含义、特点？3.科学决策的程序？第三节第三节 科学决策常用的几种方法科学决策常用的几种方法附：相关基础内容附：相关基础内容1 1、损益值、损益值W W：指决策面临的自然状态出现时的结果。表示自然状指决策面临的自然状态出现时的结果。表示

3、自然状态发生后给决策者带来收益或损失的大小。态发生后给决策者带来收益或损失的大小。2 2、概率、概率P P：表示某一随机事件可能发生的程度的一个数。表示某一随机事件可能发生的程度的一个数。0P10P13 3、随机事件、随机事件：随机现象的每一种表现或结果。（具有多种可能随机现象的每一种表现或结果。（具有多种可能 的结果，而对于究竟发生哪一种结果事先不能肯的结果，而对于究竟发生哪一种结果事先不能肯 定的现象叫随机现象）定的现象叫随机现象）4 4、损益期望值、损益期望值( () )：实施各可行方案时将出现的结果。实施各可行方案时将出现的结果。 是描述方案的实施给决策者带来收益或损失的大小的数量是描

4、述方案的实施给决策者带来收益或损失的大小的数量指标。若用指标。若用( () )表示可行方案的损益期望值，则：表示可行方案的损益期望值，则：( ()=()=(W WijijPPj j)t)t-I-I投投j=1j=1n nn：可能出现的的自然状态的个数可能出现的的自然状态的个数: :第第i i个可行方案个可行方案W Wijij：第第i i个可行方案第个可行方案第j j种状态的损益值种状态的损益值P Pj j：第第j j种状态出现的概率种状态出现的概率一、确定型决策一、确定型决策1、定义：决策目标明确，决策者对决策的各种条件和因素、定义：决策目标明确，决策者对决策的各种条件和因素 完全掌握，并能切实

5、了解采取行动后产生的结果完全掌握，并能切实了解采取行动后产生的结果 情况下的决策。情况下的决策。条件：条件：有一个明确目标；有一个明确目标；有一种确定的自然状态有一种确定的自然状态,即该状态出现的概率即该状态出现的概率P=1；有有两个以上的行动方案；两个以上的行动方案；对应各方案的损益值可以知道。对应各方案的损益值可以知道。2、常用方法、常用方法简单法简单法线性规划法线性规划法统筹法统筹法二、风险型决策二、风险型决策1、定义：指决策的问题存在着多种状态，每种状态都有可能、定义：指决策的问题存在着多种状态，每种状态都有可能 发生，且发生的概率可知，是一种随机事件，这种发生，且发生的概率可知，是一

6、种随机事件，这种 状态下的决策称为风险型决策。状态下的决策称为风险型决策。条件：条件：有一个明确目标；有一个明确目标； 有两个以上的行动方案；有两个以上的行动方案；有两个以上的自然状态；有两个以上的自然状态；各方案在不同状态下的损益值可知；各方案在不同状态下的损益值可知；自然状态出现的概率可知自然状态出现的概率可知2、常用方法、常用方法表解法表解法决策树法决策树法最大可能性准则最大可能性准则期望值准则期望值准则依据依据思想：把整个决策过程作为一个大系统，用决策树对整个系统思想：把整个决策过程作为一个大系统，用决策树对整个系统进行描述，然后在决策树上运用期望值准则，通过对系进行描述，然后在决策树

7、上运用期望值准则，通过对系统已知量的分析、计算和选优来完成决策。统已知量的分析、计算和选优来完成决策。决策树：决策树：步骤：步骤：收集资料、预测状态概率、计算损益值；收集资料、预测状态概率、计算损益值；绘制决策树；绘制决策树；计算期望损益值；计算期望损益值；选优决策。选优决策。画图的符号规定：画图的符号规定： 例1、某总队后勤部拟建一座工厂，生产某种新产品，现提出两个建厂方案，一是建大厂，投资300万；二是建小厂，投资120万。使用期均10年，经预测，今后10年内，该产品市场销路好的概率为0.7，其决策表如下：1 销路好2 销路差P1：0.7P1：0.3建大厂（-300）建小厂（-120）10

8、0（万元/年）40 （万元/年）-20 （万元/年）30 （万元/年）PW试决策如何建厂？ 例例例例2 2 2 2、从甲地到乙地有两条行军路线，其中从甲地到乙地有两条行军路线，其中从甲地到乙地有两条行军路线，其中从甲地到乙地有两条行军路线，其中号路线是通道没有桥梁，号路线是通道没有桥梁，号路线是通道没有桥梁，号路线是通道没有桥梁，号路线号路线号路线号路线中间有一座桥。如果中间有一座桥。如果中间有一座桥。如果中间有一座桥。如果号路线桥梁被损坏可折返走号路线桥梁被损坏可折返走号路线桥梁被损坏可折返走号路线桥梁被损坏可折返走号路线或用船摆渡通过。现已知号路线或用船摆渡通过。现已知号路线或用船摆渡通过

9、。现已知号路线或用船摆渡通过。现已知走走走走号路所需时间号路所需时间号路所需时间号路所需时间4 4 4 4小时，小时，小时，小时，号路桥好需号路桥好需号路桥好需号路桥好需2 2 2 2小时，桥好的概率为小时，桥好的概率为小时，桥好的概率为小时，桥好的概率为0.70.70.70.7。船度情况如下表：。船度情况如下表：。船度情况如下表：。船度情况如下表： 状 态 风小 1 风大 2 概 率 0.6 0.4 时间（小时） 4.5 7选择最优行军路线。选择最优行军路线。选择最优行军路线。选择最优行军路线。 解解： 1、计算损益值、计算损益值 号路线桥梁被损坏折返走号路线所需时间为 4+2 小时。 2

10、2、绘制决策树、绘制决策树4A1A2好 0.72坏0.3B16B2船1 0.64.52 0.475.55.53.053.051234 走号路所需时间4小时，号路桥好需2小时，号路线中间有一座桥。 练习练习、我舰执行海面搜索任务，搜索方案有4种：S1、S2、S3、S4。可能出现海情的概率分别为：二级浪以下的 N1= 0.3、三级或四级浪的 N2= 0.5、四级浪以上的N3=0.2。假定采取任何一种方案，在任何海情下搜索目标的概率已知，数值见下表：求采取何种方案完成任务的把握最大。 海 情 方 案 N1 N2 N3 S1 S2 S3 S4 0.8 0.4 0.1 0.7 0.6 0.2 0.9 0

11、.5 0.3 0.6 0.3 0.2 S1 S2S3S40.30.50.20.30.50.20.30.50.20.30.50.20.80.40.10.70.60.20.90.50.30.60.30.2123450.460.550.580.370.58 例例3 3、某后勤部拟建一座工厂，现提出两个建厂方案：一是建大厂投资300万，二是先建小厂投资120万，三年后再视情况决定是否扩建。若扩建需再投资150万，服役期均为10年。经预测得知：10年中前三年销路好的概率为0.7，并且前三年销路好后七年销路好的概率0.9；若前三年销路差后七年销路差的概率0.9；销路好，建大厂年效益值为100万，建小厂为4

12、0万，小厂扩建后为95万；销路差，建大厂每年亏损20万，建小厂效益值为30万，小厂扩建后为0。试用决策树法决策。好 0.7差 0.3好 0.7好 0.9差 0.1好 0.1差 0.9好 0.1差 0.9扩150不扩好 0.9差 0.1好 0.9差 0.1100201002095040304030123456789大厂300小厂120差 0.3448.527361656448.5217306.4370.05306.4前3年后7年解：解：小结小结：1、决策树法的核心是画决策树。弄清画、决策树法的核心是画决策树。弄清画“ ”，画，画“ ”的情况。的情况。2、计算损益期望值时要减去、计算损益期望值时要

13、减去“投入投入”，要考虑时间阶段。，要考虑时间阶段。 四、不确定型决策1、定义： 指决策问题的目标已经明确，而所面临条件出现的概率完全无法预测，这种要冒更大的风险、依靠决策者的经验、能力和思维判断进行的决策称为不确定型决策。2、条件 一个目标：存在着一个明确的目标。 多种状态：存在着两个以上的自然状态。 多个方案：存在两个以上的可行方案。 损益值可知：不同行动方案在不同自然状态下的损益值可以估计出来。 概率未知：不同自然状态出现的概率不知。 例如，某边防站进行缉私行动，可能出现的情况有三种：消息不准；气候不良；道路不畅。对于这三种自然状态可能出现的概率也不清楚，但是知道每种自然状态对各种行动方

14、案所产生的影响，即知道各种自然状态下各种行动方案的成功率，见下表：状态方案A1A2A31 230.90.40.10.50.30.70.60.80.2w3、决策常用方法 5种准则 乐观准则（大中取大）（损失则小中取小）决策思路：决策思路：数学表达式：数学表达式：DL= A0A A0 该准则下的最优方案决策步骤：决策步骤： 找出各方案的最大损益值； 在一组最大损益值中再选取最大值，该最大值对应的方案为最优方案。例：例： W A123 A1 A2 A3 0.90.50.60.40.30.80.10.70.2*最大值0.90.70.8max W(Ai,j) max / j AiA 悲观准则悲观准则（小

15、中取大）决策思路：决策思路：数学表达式：数学表达式：决策步骤决策步骤: 找出各方案的最小损益值； 在一组最小损益值中再选取最大值，该最大值对应的方案为最优方案。 W A123 A1 A2 A3 0.90.50.60.40.30.80.10.70.2最小值0.10.30.2*例：例： 乐观系数准则（折衷准则）决策思路：决策思路：乐观系数：乐观系数：表示 ，0 1取值历史资料、经验判断等。折衷损益值及计算公式：折衷损益值及计算公式：Wiz= max W(Ai,j) +（1- ）min W(Ai,j) j j 即即 折衷损益值= 最大损益值 + （1- ）最小损益值 数学表达式：数学表达式：Dz=

16、A0A / max Wiz AiA决策步骤：决策步骤：确定乐观系数；计算各方案的折衷损益值；选取最大折衷损益值所对应的方案为最优方案。例：例： W A123 A1 A2 A3 0.90.50.60.40.30.80.10.70.2（ = 0.8)Wiz0.740.620.68* 等可能性准则决策思路：决策思路：数学表达式：数学表达式：DE=A0A/ maxE(Ai) AiAE(Ai)按等概率计算的Ai方案的损益期望值注：注：收益时 maxE(Ai) AiA损失时 minE(Ai) AiA决策步骤：决策步骤：以等概率计算各方案的损益期望值；选出最大损益期望值，其对应方案为最优方案。例：例： W

17、A123 A1 A2 A3 0.90.50.60.40.30.80.10.70.2E(Ai)14/3015/3016/30* 后悔值准则（大中取小）决策思路：决策思路：后悔值：描述后悔程度大小的量，即现实结果与理想目标之差。R(Ai,j)表选取方案Ai而遇到自然状态j时的后悔值。R(Ai,j)= max W(Ak,j) - W(Ai,j) AkA数学表达式：数学表达式：DH= A0A / min maxR(Ai,j) AiA j 决策步骤：决策步骤：计算并列出后悔值表收益时：Rij=maxWkj-Wij损失时：Rij=Wij- minWkj选取各方案的最大后悔值；在一组最大后悔值中选择最小值，

18、该最小值对应的方案为最优方案。例：例： W A123 A1 A2 A3 0.90.50.60.40.30.80.10.70.2 后 悔值 表00.40.30.40.500.600.5最大后 悔值0.60.50.5* w A123乐观悲观折衷等可能 后悔值 A1 A2 A30.90.50.60.40.30.80.10.70.20.9*0.70.80.10.3*0.20.74*0.620.6814/3015/3016/30*0.60.5*0.5* 后 悔值 表00.40.30.40.500.600.5 w A123 A1 A2 A30.90.50.60.40.30.80.10.70.2 练习：练习：各种行动方案在各种自然状态下的损益值见下表：试用“五种准则”选择最优方案。