《决策学》模型的建立模拟和预测

第五章模型的建立、模拟和预测

教师：邢战雷单位：陕西科技大学管理学院E-mail:xingzhanlei@手机QQ：704960357《决策学》

学习目标描述建模过程；针对特定问题情境进行建模；建立和操作一个蒙特卡罗模拟；描述、应用各种不同的预测方法并对各种方法比较说明；www.xingzhanlei@写在前面的话建模——船模、车模、房模……这里说的是数学模型电脑游戏的基础；帮助管理者预测局势；通过模拟，将现实的经验和情境模拟化，无需再现实中构建该情境。但是，因素复杂时，建模不适合。斯诺克模拟动力守恒数学模型M1V1=M2V2；预测模型通常是用来预测将来的，有着不同程度的精密性和复杂性。观察过去并知道当前动态使计划的制定者较好的把握未来的事件。www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@1123www.xingzhanlei@最新、最先进的“地图理论”及其训练1，闭目想象学校南教学区、学生生活区、沁园小区的大体轮廓；2，画出轮廓（道路、大门）；3，画出图书馆、未央湖分湖的大体轮廓；4，画出教学楼1、2、3的大体位置及轮廓；5，画出逸夫楼和实验楼轮廓；6，画出学校的绿化地带；7，修饰雕琢，并签上“班级—姓名—20101126”；总时间控制：20分钟www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@第一节模型、建模循环、创建模型www.xingzhanlei@囚犯困境的结局矩阵Art的策略坦白否认Bob的策略坦白否认3年3年2年2年1年10年1年10年对A：B若坦白，A坦白好(3年<10)B不坦白，A坦白好(1年<2)对B：A若坦白，B坦白好(3年<10)A不坦白，B坦白好(1年<2)www.xingzhanlei@占优策略：无论对方策略为何，自己只有一种最优行为Art和Bob应该都否认，这是因为：如果他们都否认，毎人只会判2年但他们并不知道对方是否会否认如果Art坦白，但是Bob否认，

Art只会判1年如果Art否认,但是Bob坦白，

Art将会判10年他们最终最优的决定都是坦白——纳什均衡纳什均衡www.xingzhanlei@占优策略并不是最优策略对双方最优：都不承认但不能串供，即使能串供，也不相信对方www.xingzhanlei@模型及其建立www.xingzhanlei@话题1——模型（P159-160）模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式，也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品，一般用于展览或实验或铸造机器零件等用的模子。模型可以取各种不同的形式，不存在统一的分类原则。按照模型的表现形式可以分为物理模型、数学模型、结构模型和仿真模型。模型的形式：图标模型——图标模型是最不抽象的一种模型，它是系统的物理复制，通常是原型的不同比例缩小的实物。

象征模型——各种流程图+数学模型。重点放在当时的情境中并强迫人们思考程序是如何进行的，从而发现无效之处并进行改进。模拟模型——情境再现。知识点www.xingzhanlei@一个好模型带来的好处知识点www.xingzhanlei@图标模型模拟模型www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@系统往往是混乱的，具有很多可能的影响因素和很多子系统。我们需要选择那些对模型输出具有显著影响的因素。www.xingzhanlei@话题2——建模的循环过程（P161-162）建模是个循环的过程。建模时，我们要对各种可以包含在模型中的因素进行筛选。模型建立后，测试精确性；同时与现实世界的事件进行比较，测试对不同输入条件下是如何反应的（敏感性分析）；再次进行测试；直至该模型提供的解决方案足够可靠并能据此决策。模型要尽力捕捉现实生活系统的本质，但是它们只能做到接近而非完全相同，因为现实是复杂的。参考P161的图www.xingzhanlei@评价模型构建过程演示阶段1：概括问题情境识别问题描述系统阶段2：建立模型；分析，偏好，选择（差异化分析）；有效性和效用的检验（科学/公平）敏感性分析阶段3：计划实施、过程控制；执行与检测；记录和修正知识点www.xingzhanlei@建模的影响因素实体——具有属性，属性说明了某种行为特性；行为者——系统中那些被主要问题包围的人员；需要解决该问题的人；所有涉及该过程的人；过程——系统总发生的变化。定量因素——容易测得，对问题有显著作用的因素；定性因素——无形，主观的和无法直接测度的。问题——面临的、潜在的、综合的情况、难处等；简单复杂www.xingzhanlei@卷烟市场预测的影响因素分析

更高的消费结构结构提升幅度更大的市场容量市场容量经济人文因素导向消费者需求政策社会因素导向卷烟市场需求变化示意图市场监督和控制www.xingzhanlei@学科成绩综合测评模型构建阶段1：系统描述与因素识别问题描述：如何更加科学、公平的综合评价学生的课程学习成绩？识别问题/因素：出勤？听讲？老师？学生？环境？教材？个人偏好？决策模型建立目的：科学、公平的综合评价成绩。阶段2：模型构建与修正数据真实性；方法科学性和有效性阶段3：执行和过程控制老师控制；学生控制；执行力出现了问题www.xingzhanlei@现场调查

1、请写出课程期末综合成绩考评指标、课程教师教学考核指标；

2、并赋予每个指标权重。www.xingzhanlei@课程综合成绩评价模型初步构建一级指标二级指标三级指标

权重（学分）数值评价指标权重数值评价指标权重数值《决策学》综合评价指标模型

0平时成绩A10.40出勤率A11

课堂讨论A12

作业A13

学生和老师间的适应？A14

考试成绩A20.60答题质量A21

卷面A22

知识点www.xingzhanlei@课程综合成绩评价模型期末综合成绩=A1*0.4+A2*0.6难题1：权重如何确定？难题2：真实数值是否可以轻易获得？www.xingzhanlei@一级指标权重二级指标权重三级指标教学数量（A1）0.3本科课程0.35

研究生课程0.35公共课程0.2讲座0.1

教学质量（A2）0.7教学形象0.1仪表仪态言谈举止板书或课件设计水平对待工作的态度教材讲解0.2语言表达内容处理联系实际讲解熟练多媒体使用教学内容0.2内容熟悉，条例清楚相关学科知识新成果、新发展辅助参考书教学效果0.25学生学习兴趣提高学生自学、分析与解决问题能力学生出勤率学生学习技能提高教学创新0.25教学手段的创新教学方式的创新知识点www.xingzhanlei@教师教学绩效评价模型教师教学绩效评价=A1*0.3+A2*0.7怎样保证评价结果的有效性？www.xingzhanlei@模型建立的成本与收益分析效率的提高竞争力的提升效果上的改进培训和行政成本数据收集和分析模型构造和计算成本成本-收益成本收益在构建模型时，如何实现成本最小/降低和收益最大/增加？知识点www.xingzhanlei@建模中的注意——“六个必要”和“九个原则”及时给出答案；检查数据来源；倾听大家意见了解组织背景了解参与其中的人考虑是否可以用横向思维来解决问题自己和所有人理解模型；经常对数据提出质疑；分析之前仔细思考；目标不是绝对不变的；不要期望所有的结果都是“正态分布”；模型评估分外谨慎；检查问题的边界；参与能够加强理解；攻其要害六个必要九个原则www.xingzhanlei@不得不说——模型的有效性模型的有效性取决于它对现实的反应程度。模型之所以对决策有帮助，是因为：结论和预测都很精确；通过在实施之前的实验降低了风险；强化了人们对模型的理解，模拟了创造性，并评价了其他可供选择的方案。模拟模型建立后，致力于研究随着时间的推移，实体究竟是如何被各种因素所影响的其他方案评价标准你知道么因素敏感www.xingzhanlei@流程图www.xingzhanlei@

1.3取款处理

1.1业务分类处理D1帐目现金库储户存折存(取)款单存折存折存款单取款单存折存折1.2存款处理www.xingzhanlei@预测模型及其建立（重点）www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@什么是预测？P173预测是所有商业活动的基础。精确地计划和预测对于商业的健康发展至关重要。管理信息不充分或者不完全，可能暗示着管理者有所隐瞒；或者暗示着他们在对商业活动的控制上，不具备充分的技巧。大多数管理活动都是在预测不确定将来的基础上进行的。相近论述和清楚明白的预测比管理者头脑中固有的想法或者由占卜得来的观点可靠得多。所有的预测都应该与正确的商业目标相比较，最终的阶段是检测和控制，保证我们正确的行动、修改工作预测和重新确立组织目标。www.xingzhanlei@什么是预测？预测是通过对客观事实历史和现状进行科学的调查和分析，由过去和现在去推测未来，由已知去推测未知，从而揭示客观事实未来发展的趋势和规律。作用（1）为制订一个切实可行的计划提供科学依据事实；（2）是避免决策片面性和决策失误的重要手段（3）既是计划的前提条件，又是计划工作的重要组成部分（4）是提高管理预见性的一种手段。（5）向前看，面向未来，做好准备，发现问题集中力量解决，一定程度上决定组织成败。知识点www.xingzhanlei@科学的数据分析流程

规划

—确定预测的目标，规划分析流程采集

—从多源头收集数据信息访问

—读取并汇总来自多数据库源的数据准备

—对数据信息的整理和准备，为数据分析作准备分析

—选择预测方法，开展数据分析输出

—对市场预测分析结果的输出传播

—向领导和相关员工传播预测结果，实现科学决策www.xingzhanlei@预测的必要性和重要性(应用范围)外部市场销售预测----凭借历史数据和当前信息，我们未来一年的销售量和利润额可以达到多少产品预测----未来产品研发和产品改进的重心在哪里价格预测----分析市场价格趋势,为产品制定具备诱惑力的价格市场预测----哪些市场处于发育初期，哪些市场尚有很大发展空间，新的增长点在哪里客户预测----哪些客户群将成为新产品的潜在购买者，哪些客户面临流失，哪些客户的需求将大幅攀升竞争预测----新老竞争对手的加入，将在未来一年瓜分多大的市场份额内部管理库存预测----如何保证正常供给，从容拟定采购计划，最低成本拥有库存成本预测----加大市场投入后,未来一年的成本上升幅度是多少资源预测----运营需要资金、人员、原材料等资源，如何确定需求,保证正常调用知识点www.xingzhanlei@预测的分类按期限分长期预测:其期限一般在十年或十年以上。中期预测:其期限一般在五年左右。短期预测:其期限通常在一年或短于一年。按方法分（重点）

定性预测:在缺乏足够的统计数据或原始资料的条件下以及对某些影响因素难以量化的情况下，依靠预测者的知识，经验等作出的预测。定量预测:通过对数据的分析而进行的预测.按预测范围分宏观预测：涉及全局或整体微观预测：指继承组织内的预测。www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@传统预测方法——定性预测方法

定性预测方法可以对预测对象做出变动方向和性质上的推断;定性预测法是根据销售历史资料和相关资料，利用对业务知识熟悉、具有丰富经验和较强的综合分析能力的业务人员或专家学者，对未来销售趋势做出性质上的判断和预测。由于搜集到的资料大部分来源于销售一线，所以能比较真实地反映销售的趋势性和方向性，所以它往往作为定量预测的前提。但这种方法也有不足之处:它只能预测一些简单的事件;容易由于个人主观的错误引起整个预测结果的偏差。一般来说，在传统的销售预测中常用的定性预测方法有五种：高级经理意见法、对比类推法、销售人员意见法、购买者期望法和德尔菲法。知识点www.xingzhanlei@方法回顾——高级经理意见法高级经理意见法是依据销售经理（经营者与销售管理者为中心）或其他高级经理的经验与直觉，通过一个人或所有参与者的平均意见，求出销售预测值的方法。适用情况：当搜集到的资料不足而预测者的经验相当丰富；无法依照时间系列分析预测未来时；不足之处：以个人的经验为基础，不如统计数字那样令人信服；最大缺点在于经理的主观看法可能会导致预测结果不够客观；因此这种方法在现代销售预测中用的越来越少。知识点www.xingzhanlei@方法回顾——销售人员意见集合法

销售人员意见法是利用销售人员对未来销售进行预测。有时是由每个销售人员单独作出这些预测，有时则与销售经理共同讨论而作出这些预测。预测结果以地区或行政区划汇总，一级一级汇总，最后得出企业的销售预测结果。由于销售人员最接近消费者和用户，对商品是否畅销、滞销比较了解．对商品花色．品种、规格、式样的需求等都比较了解，所以，许多企业都通过听取销售人员的意见来预测市场需求。Y=x1﹡a1+x2﹡a2+x3﹡a3

其中，Y表示预测平均值，x1、x2、x3表示A、B、预测值，a1、a2、a3分别表示A、B、C出现的概率或权重。知识点www.xingzhanlei@方法回顾——德尔菲法（DelphiMethod）

德尔菲法依据系统的程序，采用匿名发表意见的方式，即专家之间不得互相讨论，不发生横向联系，只能与调查人员发生关系，通过多轮次调查专家对问卷所提问题的看法，经过反复征询、归纳、修改，最后汇总成专家基本一致的看法，作为预测的结果。这种方法具有广泛的代表性，较为可靠。德尔菲法是预测活动中的一项重要工具，在实际应用中通过通常可以划分三个类型：经典型德尔菲法（ClassicalDelphi）、策略型德尔菲法（PolicyDelphi）和决策型德尔菲法（DecisionDelphi）。知识点www.xingzhanlei@预测模型的特征预测模型带来的好处是显而易见的，我们应该将这些好处列举出来，帮助理解、识别关键变量，并维持各种选择方案的多样性。非定量模型适合用来预测主观部分。专家小组、德尔菲法、市场观察和集体团队工作；不能全面分析或者判断；高估或者低估；从技术角度而言，预测大多数情况是不正确的，需要我们在实际中进行不断重新预测和纠正。预测要以战略要求为依据，重要因素有：需求的增长；消费的季节性变化；消费者行为的不确定性；竞争者之间的价格差异；www.xingzhanlei@常见的定量预测模型时间序列模型移动平均数指数平滑模型线性规划www.xingzhanlei@在生产和科学研究中，对某一个或一组变量x(t)进行观察测量，将在一系列时刻t1,t2,…,tn(t为自变量且t1<t2<…<tn)所得到的离散数字组成序列集合x(t1),x(t2),…,x(tn)，我们称之为时间序列，这种有时间意义的序列也称为动态数据。这样的动态数据在自然、经济及社会等领域都是很常见的。时间序列分析是根据系统观测得到的时间序列数据，通过曲线拟合和参数估计来建立数学模型的理论和方法。它一般采用曲线拟合和参数估计方法进行。时间序列分析常用在国民经济宏观控制、区域综合发展规划、企业经营管理、市场潜量预测、气象预报、水文预报、地震前兆预报、农作物病虫灾害预报、环境污染控制、生态平衡、天文学和海洋学等方面。

时间序列模型www.xingzhanlei@时间序列数据分析法

时间序列法是需求预测工作中运用得比较多的一种预测方法。它是将过去的销售历史资料和数据，按时间顺序排列，根据时间序列所反映的销售的发展、方向和趋势，将时间序列外推或延伸，以预测未来可能达到的水平。平均预测法时间序列分解法趋势外推法时间序列平滑预测法自适应过滤法平稳时间序列预测法www.xingzhanlei@奖学金评定www.xingzhanlei@知识点www.xingzhanlei@举例说明www.xingzhanlei@知识点www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@举例（P178）www.xingzhanlei@指数平滑模型指数平滑预测法是以加权平均的观点建立起来的，是移动平均法的改进。前面介绍的一次移动平均法假定最近期间内的N个数据同等重要，从加权平均的观点来看，即认为预测值是前N个数据以相等的权系数1/N的加权平均值，而所取期间以外的其他数据对此预测值毫无影响，即权系数为0。然而，越近期的数据对未来的影响越大，反映的信息越新，因此，越接近预测时点的数据，对于预测的意义越为重要。历史数据对预测的重要程度应按时间上的由近至远递减。一个数据的重要程度由其参与求加权平均值所取的权重来体现。当权重系数按照指数规律递减时，这种加权平均法就叫做指数平滑法。对于以随机变化为主的时间序列，可以用一次指数平滑法。www.xingzhanlei@多说几句——第一期的预测值初始值的确定，即第一期的预测值。一般原数列的项数较多时（大于15项），可以选用第一期的观察值或选用比第一期前一期的观察值作为初始值。如果原数列的项数较少时（小于15项），可以选取最初几期（一般为前三期）的平均数作为初始值。指数平滑方法的选用，一般可根据原数列散点图呈现的趋势来确定。如呈现直线趋势，选用二次指数平滑法；如呈现抛物线趋势，选用三次指数平滑法。或者，当时间序列的数据经二次指数平滑处理后，仍有曲率时，应用三次指数平滑法。www.xingzhanlei@多说几句