决策分析方法(ppt 31页).ppt

第六章决策分析方法 系统工程 课程建设团队2009年11月 主要内容 管理决策概述风险型决策分析冲突分析 第一节管理决策概述 一 基本概念 决策是管理的重要职能 它是决策者对系统方案所作决定的过程和结果 是决策者的行为和职责 决策者的决策活动需要系统分析人员的决策支持 管理决策分析就是为帮助决策者在多变的环境条件下进行正确决策而提供的一套推理方法 逻辑步骤和具体技术 以及利用这些方法和技术规范选择满意的行动方案的过程 第一节管理决策概述 一 基本概念 决策是管理的重要职能 它是决策者对系统方案所作决定的过程和结果 是决策者的行为和职责 决策者的决策活动需要系统分析人员的决策支持 管理决策分析就是为帮助决策者在多变的环境条件下进行正确决策而提供的一套推理方法 逻辑步骤和具体技术 以及利用这些方法和技术规范选择满意的行动方案的过程 第一节管理决策概述 决策问题的基本模式为 二 决策问题的基本模式和常见类型 式中 决策者的第i种策略或第i种方案 属于决策变量 是决策者的可控因素 决策者和决策对象 决策问题 所处的第j种环境条件或第j种自然状态 属于状态变量 是决策者不可控制的因素 决策者在第j种状态下选择第i种方案的结果 是决策问题的价值函数 一般叫益损值 效用值 第一节管理决策概述 根据决策问题的基本模式 可划分决策问题的类型 二 决策问题的基本模式和常见类型 第一节管理决策概述 1 确定型决策 三 几种基本决策问题的分析 条件 存在决策者希望达到的明确目标 收益大或损失小等 存在确定的自然状态 存在可供选择的两个以上的行动方案 不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来 方法 在方案数量较大时 常用运筹学中的规划论等方法来分析解决 如线性规划 目标规划 严格地来讲 确定型问题只是优化计算问题 而不属于真正的管理决策分析问题 第一节管理决策概述 2 风险型决策 三 几种基本决策问题的分析 条件 存在决策者希望达到的明确目标 收益大或损失小 存在两个以上不以决策者主观意志为转移的自然状态 但决策者或分析人员根据过去的经验和科学理论等可预先估算出自然状态的概率值P 存在两个以上可供决策者选择的行动方案 不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来 方法 期望值 决策树法 风险型决策问题是一般决策分析的主要内容 在基本方法的基础上 应注意把握信息的价值及其分析和决策者的效用观等重要问题 第一节管理决策概述 3 不确定型决策 三 几种基本决策问题的分析 条件 存在决策者希望达到的明确目的 收益大或损失小 自然状态不确定 且其出现的概率不可知 存在两个以上可供决策者选择的行动方案 不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来 方法 乐观法 最大最大原则 悲观法 最小最大原则 等概率法 Laplace准则 也是一种特殊的风险型决策 后悔值法 Savage准则或后悔值最大最小原则 第一节管理决策概述 4 对抗型决策 三 几种基本决策问题的分析 Wij f Ai Bj i 1 2 m j 1 2 n式中 Ai 决策者的策略集 Bj 竞争对手的策略集 可采用对策论及其冲突分析等方法来分析解决 这类决策分析问题是当前管理 经济界比较关注的问题 第一节管理决策概述 5 多目标型决策 三 几种基本决策问题的分析 由于系统工程所研究的大规模复杂系统一般具有属性及目标多样化的特点 在管理决策时通常要考虑多个目标 且它们在很多情况下又是相互消长或矛盾的 这就使得多目标决策分析在管理决策分析中具有了日益重要的作用 多目标决策的理论 方法与应用 在国际上是最近二三十年才得到蓬勃发展的 目前分析该类决策问题的方法已有不少 常用方法有 化多目标为单目标的方法 含系统评价中的加权和及各种确定目标权重的方法 重排次序法 目标规划法及层次分析 AHP 方法等 第二节风险型决策分析 1 期望值法期望值是指概率论中随机变量的数学期望 这里 我们把采取的行动方案看成是离散随机变量 则m个方案就有m个离散随机变量 离散变量所取之值就是行动方案相对应的益损值 一 风险型决策分析的基本方法 第二节风险型决策分析 例 某企业要生产一种新产品 其行动方案和自然状态如下表 这是面临三种自然状态和三种行动方案的风险型决策分析问题 其益损值如下 方案A1 E A1 0 3 40 0 6 32 0 1 6 30 6万元方案A2 E A2 0 3 36 0 6 34 0 1 24 33 6万元方案A3 E A3 0 3 20 0 6 16 0 1 14 17 0万元 通过计算比较可知 方案A2的数学期望最大 为33 6万元 所以取A2方案 第二节风险型决策分析 2 决策树法所谓决策树法 学是利用树形图模型来描述决策分析问题 并直接在 树图上起先决策分析 一 风险型决策分析的基本方法 1 绘制决策树 表示决策节点 从它引出的分枝叫做分枝 表示状态节点 从它引出的分枝叫做状态分枝或概率分枝 表示结果节点 即将不同行动方案在不同自然状态下的结果注明在结果节点的右端 决策树法的基本模型 第二节风险型决策分析 第二节风险型决策分析 3 多级决策树决策问题需要经过多次决策才能 则这种决策问题就叫多级决策问题 一 风险型决策分析的基本方法 第二节风险型决策分析 二 信息价值 信息和决策的关系十分密切 不言而喻 要获得正确的决策 必须依赖足够和可靠的信息 但是为取得这些信息所花费的代价也相当可观 从而提出了这样一个问题 是否值得花费一定数量的代价去获得必须的信息以供决策之需呢 为此就出现了如何评价信息价值的问题 另外 信息不对称情况下的决策是对抗型决策中的重要问题 第二节风险型决策分析 1 完全信息价值 例 某化工厂生产一种化工产品 根据统计资料的分析表明 该产品的次品率可以分成五个等级 即五促状态 每个等级 状态 的概率如下表所示 2 抽样信息价值 第二节风险型决策分析 三 效用曲线的应用 从以上风险型决策分析的求解中可知 各种决策都以益损期望值的大小作为在风险情况下选择最优方案的准则 所谓 期望值 如前所述 是在相同条件下通过大量试验所得的平均值 但在实际工作中 如果同样的决策分析问题只作一次或少数几次试验 用益损期望值作为决策的准则就不尽合理 另一方面 在决策分析中需要反映决策者对决策问题的主观意图和倾向 反映决策者对决策结果的满意程度等 第二节风险型决策分析 例 某制药厂欲投产A B两种新药 但受到资金及销路限制 只能投产其中之一 若已知投产新药A需要资金30万元 投产新药B只需资金16万元 两种新药生产期均定为5年 估计在此期间 两种新药销路好的概率为0 7 销路差的概率为0 3 它们的益损值如表下所示 问究竟投产哪种新药为宜 若用效用值作为决策标准 其步骤如下 绘制决策人的效用曲线 设70万元的效用值为10 50万元的效用值为零 然后由决策人经过多次辨优过程 找出与益损值相对应的效用值后 就可以画出决策人的效用曲线 如图所示 第三节冲突分析 冲突分析是国外在经典对策论和偏对策理论基础上发展起来的一种冲突行为进行正规分析的决策分析方法 一 对策论与冲突分析 冲突分析方法有以下主要特点 1 能最大限度地利用信息 尤其对许多难以定量分析的问题 用冲突分析解决起来更显得心应手 因而较适于解决工程系统中考虑社会因素影响时的决策问题和社会系统中的多人决策问题 第三节冲突分析 冲突分析方法有以下主要特点 2 具有严谨的数学 集合论 和逻辑学基础 是在一般对策论基础上发展起来的偏对策理论的实际应用 3 冲突分析既能进行冲突事态的结果预测 事前分 又能进行事态的过程描述和评估 事后分析 从而可为决策者提供多方面有价值的决策信息 并可进行政策和决策行为的分析 一 对策论与冲突分析 冲突分析方法有以下主要特点 4 分析方法在使用中几乎不需要任何数学理论和复杂的数学方法 很容易被理解和掌握 主要分析过程还可用计算机 通过人 机对话解决 因而具有很强的实用性 5 冲突分析用结局的优先序代替了效用值 并认为对结局比较判断时可无传递性 从而在实际应用中避开了经典对策论关于效用值和传递性假设等障碍 第三节冲突分析 一 对策论与冲突分析 第三节冲突分析 二 冲突分析的程序及要素 1 冲突分析的一般过程 第三节冲突分析 二 冲突分析的程序及要素 2 冲突分析的基本要素 1 时间点 它是说明 冲突 开始发生时刻的标志 对于建模而言 则是能够得到有用信息的终点 冲突总是一个动态的过程 各种要素都在变化 这样很容易使人认识不清 所以需要确定一个瞬间时刻 使问题明朗化 但时间点不直接进入分析模型 2 局中人 Players 局中人是指参与冲突的集团或个人 利益主体 他们必须有部分或完全的独立决策权 行为主体 冲突分析要求局中人至少有两个或两个以上 局中人集合记作N N n 2 3 选择或行动 Options 它是各局中人在冲突事态中可能采取的行为动作 冲突局势正是由各方局中人各自采取某些行动而形成的 每个局中人一组行动的某种组合称为该局中人的一个策略 Strategy 第i个局中人的行动集合记作O