第六章決策技術(shù)

1、1第六章 決策分析技術(shù)5.1 .1 決策概述決策概述5.2 5.2 風(fēng)險(xiǎn)型決策分析風(fēng)險(xiǎn)型決策分析5.3 5.3 沖突分析沖突分析25.15.1決策概述決策概述一、基本概念一、基本概念 決策是管理的重要職能，它是決策者對(duì)系統(tǒng)決策是管理的重要職能，它是決策者對(duì)系統(tǒng)方案所做決定的過(guò)程和結(jié)果，決策是決策者的行方案所做決定的過(guò)程和結(jié)果，決策是決策者的行為和職責(zé)。為和職責(zé)。 按照西蒙的觀點(diǎn)，按照西蒙的觀點(diǎn)，“管理就是決策管理就是決策”。 3二、決策問題的基本模式二、決策問題的基本模式 W Wijij=f(A=f(Ai i，j j) i=1,) i=1,.,.,m m，j=1,j=1,.,.,n n A A

2、i i決策者第決策者第i i種策略或方案。屬于決策變量，種策略或方案。屬于決策變量，是決策者的可控因素。是決策者的可控因素。 j j決策者所處的第決策者所處的第j j種環(huán)境條件或第種環(huán)境條件或第j j種自然種自然狀態(tài)。屬于狀態(tài)變量，是決策者不可控制的因素。狀態(tài)。屬于狀態(tài)變量，是決策者不可控制的因素。 W Wijij決策者在第決策者在第j j種狀態(tài)下選擇第種狀態(tài)下選擇第i i種方案的種方案的結(jié)果，是決策問題的價(jià)值函數(shù)值，一般叫益損值、結(jié)果，是決策問題的價(jià)值函數(shù)值，一般叫益損值、效用值。效用值。 4三、決策的分類三、決策的分類1 1、按作用、按作用戰(zhàn)略決策、管理決策、業(yè)務(wù)決策戰(zhàn)略決策、管理決策、業(yè)

3、務(wù)決策2 2、按過(guò)程、按過(guò)程程序化決策、非程序化決策程序化決策、非程序化決策3 3、按決策者、按決策者個(gè)體決策、群體決策個(gè)體決策、群體決策4 4、按目標(biāo)、按目標(biāo)單目標(biāo)決策、多目標(biāo)決策單目標(biāo)決策、多目標(biāo)決策5四、幾類基本決策問題的分析四、幾類基本決策問題的分析 （決策條件不同）（決策條件不同） 1.1.確定型決策確定型決策 (1)(1)存在決策者希望達(dá)到的明確目標(biāo)；存在決策者希望達(dá)到的明確目標(biāo)；(2)(2)存在確定的自然狀態(tài)；存在確定的自然狀態(tài)；(3)(3)存在著可供選擇的兩個(gè)以上的行動(dòng)方案；存在著可供選擇的兩個(gè)以上的行動(dòng)方案；(4)(4)不同行動(dòng)方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計(jì)不同行動(dòng)方案在確定

4、狀態(tài)下的益損值可以計(jì)算出來(lái)。算出來(lái)。方法：線性規(guī)劃等方法：線性規(guī)劃等62.2.風(fēng)險(xiǎn)型決策風(fēng)險(xiǎn)型決策 狀態(tài)是否出現(xiàn)無(wú)法預(yù)知但決策者或分析人狀態(tài)是否出現(xiàn)無(wú)法預(yù)知但決策者或分析人員根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)等可預(yù)先估算出自然狀態(tài)的員根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)等可預(yù)先估算出自然狀態(tài)的概率值概率值P(P(j j) )；不同方案下在確定狀態(tài)下的益；不同方案下在確定狀態(tài)下的益損值可計(jì)算出。損值可計(jì)算出。 方法：期望值法、決策樹法。方法：期望值法、決策樹法。 73.3.不確定型決策不確定型決策 自然狀態(tài)不確定，且出現(xiàn)的概率不可知；自然狀態(tài)不確定，且出現(xiàn)的概率不可知； 方法：樂觀法方法：樂觀法( (最大最大原則最大最大原則) )、悲觀

5、法、悲觀法( (最最小最大原則小最大原則) )、等概率法、后悔值法。、等概率法、后悔值法。 84.4.對(duì)抗型決策對(duì)抗型決策 W Wijij=f(A=f(Ai i，B Bj j) i=1,) i=1,.,.,m , j=1,m , j=1,.,.,n n 其中：其中：AA決策者的策略集；決策者的策略集； BB競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的策略集競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的策略集 可采用對(duì)策論及其沖突分析等方法來(lái)分析解可采用對(duì)策論及其沖突分析等方法來(lái)分析解決。決。 95.2 風(fēng)險(xiǎn)型分析決策風(fēng)險(xiǎn)型分析決策一、風(fēng)險(xiǎn)型決策分析的基本方法一、風(fēng)險(xiǎn)型決策分析的基本方法 1.1.期望值法期望值法 的概率離散隨機(jī)變量值iimiiiXXxxPXE:P

6、:)(i110益損值表（單位：萬(wàn)元）益損值表（單位：萬(wàn)元）概率0.30.60.1403620323416-624141B益損值方案3A2A1A狀態(tài)2B3B萬(wàn)元6 .30)6(*1 . 032*6 . 040*3 . 0)(1AE萬(wàn)元6 . 3324*1 . 043*6 . 036*3 . 0)(2AE萬(wàn)元1714*1 . 016*6 . 020*3 . 0)(1AE11因?yàn)橐驗(yàn)镋 E（A A2 2）最大）最大所以所以A A2 2最優(yōu)。最優(yōu)。122.2.決策樹法決策樹法 利用樹形圖模型來(lái)描述決策分析問題，并直利用樹形圖模型來(lái)描述決策分析問題，并直接在決策樹圖上進(jìn)行決策分析。其決策目標(biāo)接在決策樹圖

7、上進(jìn)行決策分析。其決策目標(biāo)( (準(zhǔn)準(zhǔn)則則) )可以是益損期望值或經(jīng)過(guò)變換的其它指標(biāo)值?？梢允且鎿p期望值或經(jīng)過(guò)變換的其它指標(biāo)值。 13狀態(tài)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)概率分支概率分支結(jié)果節(jié)點(diǎn)結(jié)果節(jié)點(diǎn)方案分支方案分支決策節(jié)點(diǎn)決策節(jié)點(diǎn)14益損值表益損值表概率0.30.60.1403620323416-624141B益損值方案3A2A1A狀態(tài)2B3B萬(wàn)元6 .30)6(*1 . 032*6 . 040*3 . 0)(1AE萬(wàn)元6 . 3324*1 . 043*6 . 036*3 . 0)(2AE萬(wàn)元1714*1 . 016*6 . 020*3 . 0)(1AE15多級(jí)決策樹多級(jí)決策樹 如果只需作一次決策，其分析求解即

8、告完成，如果只需作一次決策，其分析求解即告完成，則這種決策分析問題就叫做單級(jí)決策。反之，有則這種決策分析問題就叫做單級(jí)決策。反之，有些決策問題需要經(jīng)過(guò)多次決策才告完成，則這種些決策問題需要經(jīng)過(guò)多次決策才告完成，則這種決策問題就叫做多級(jí)決策問題。應(yīng)用決策樹法進(jìn)決策問題就叫做多級(jí)決策問題。應(yīng)用決策樹法進(jìn)行多級(jí)決策分析叫做多級(jí)決策樹。行多級(jí)決策分析叫做多級(jí)決策樹。 16 例子：例子：某企業(yè)面臨如下市場(chǎng)形勢(shì)：估計(jì)市場(chǎng)某企業(yè)面臨如下市場(chǎng)形勢(shì)：估計(jì)市場(chǎng)銷路好的概率為銷路好的概率為0.80.8，市場(chǎng)銷路差的概率為，市場(chǎng)銷路差的概率為0.20.2。企業(yè)打算進(jìn)行設(shè)備改造，設(shè)備改造需投資企業(yè)打算進(jìn)行設(shè)備改造，設(shè)備

9、改造需投資1212萬(wàn)元，萬(wàn)元，其改造有一定的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)評(píng)估，改造失敗的概率其改造有一定的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)評(píng)估，改造失敗的概率為為0.150.15。設(shè)備改造成功后有兩種方案可以選擇，。設(shè)備改造成功后有兩種方案可以選擇，一個(gè)是大批生產(chǎn)，銷路好時(shí)收益為一個(gè)是大批生產(chǎn)，銷路好時(shí)收益為7070萬(wàn)元，銷路萬(wàn)元，銷路差時(shí)收益為差時(shí)收益為2020萬(wàn)元；另一個(gè)是小批生產(chǎn)，銷路好萬(wàn)元；另一個(gè)是小批生產(chǎn)，銷路好時(shí)收益為時(shí)收益為5050萬(wàn)元，銷路差時(shí)收益為萬(wàn)元，銷路差時(shí)收益為4040萬(wàn)元。若不萬(wàn)元。若不進(jìn)行設(shè)備改造，則無(wú)論銷路好壞均可穩(wěn)獲收益進(jìn)行設(shè)備改造，則無(wú)論銷路好壞均可穩(wěn)獲收益2525萬(wàn)元；若設(shè)備改造失敗，帶來(lái)銷售損失萬(wàn)元

10、；若設(shè)備改造失敗，帶來(lái)銷售損失2525萬(wàn)元。萬(wàn)元。 請(qǐng)通過(guò)決策樹法分析該企業(yè)應(yīng)如何決策。請(qǐng)通過(guò)決策樹法分析該企業(yè)應(yīng)如何決策。17 決策樹如下：決策樹如下： 單位：萬(wàn)元單位：萬(wàn)元18 應(yīng)選擇設(shè)備改造，如果設(shè)備改造成功，應(yīng)選擇設(shè)備改造，如果設(shè)備改造成功， 選擇大批生產(chǎn)。選擇大批生產(chǎn)。19二、信息的價(jià)值二、信息的價(jià)值 決策所需的信息一般可以分為兩類決策所需的信息一般可以分為兩類: : 完全信息，即據(jù)此可以得到完全肯定的自然完全信息，即據(jù)此可以得到完全肯定的自然狀態(tài)信息，狀態(tài)信息， 抽樣信息，這是一類不完全可靠的信息。通抽樣信息，這是一類不完全可靠的信息。通過(guò)抽樣所獲得的信息，用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)推斷自然狀過(guò)

11、抽樣所獲得的信息，用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)推斷自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率，據(jù)此來(lái)選擇行動(dòng)方案。態(tài)出現(xiàn)的概率，據(jù)此來(lái)選擇行動(dòng)方案。201 完全信息的價(jià)值完全信息的價(jià)值例：某化工廠生產(chǎn)一種化工產(chǎn)品，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，例：某化工廠生產(chǎn)一種化工產(chǎn)品，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，該產(chǎn)品的次品率可分成該產(chǎn)品的次品率可分成S1-S5S1-S5共共5 5個(gè)等級(jí)，每個(gè)等個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的概率分別為級(jí)的概率分別為S1S1（0.20.2），），S2S2（0.20.2），），S3S3（0.10.1），），S4S4（0.20.2），），S5S5（0.30.3）。進(jìn)一步分析，）。進(jìn)一步分析，產(chǎn)品次品率的高低與所用原料的純度有關(guān)，純度產(chǎn)品次品率的高低與所用原料

12、的純度有關(guān)，純度越高，次品率越低。生產(chǎn)部門建議在生產(chǎn)前先越高，次品率越低。生產(chǎn)部門建議在生產(chǎn)前先“提純提純”。經(jīng)估算，在不同狀態(tài)下其益損值如表。經(jīng)估算，在不同狀態(tài)下其益損值如表所示。所示。21益損值表（單位：萬(wàn)元）益損值表（單位：萬(wàn)元）22 可以先把原料進(jìn)行檢驗(yàn)（花費(fèi)可以先把原料進(jìn)行檢驗(yàn)（花費(fèi)5050元），從而元），從而掌握原料處于何種狀態(tài)，這樣可以對(duì)不同純度的掌握原料處于何種狀態(tài)，這樣可以對(duì)不同純度的原料采用不同的策略（即原料采用不同的策略（即A1A1提純，提純，A2A2不提純），不提純），使益損期望值最大。使益損期望值最大。232.2.抽樣信息的價(jià)值抽樣信息的價(jià)值例：某家電公司由于原產(chǎn)品結(jié)

13、構(gòu)陳舊落后、產(chǎn)品質(zhì)例：某家電公司由于原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)陳舊落后、產(chǎn)品質(zhì)量差而銷路不廣。公司擬對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革，量差而銷路不廣。公司擬對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革，有兩個(gè)方案：有兩個(gè)方案：A1A1全新設(shè)計(jì)；全新設(shè)計(jì)；A2A2改型設(shè)計(jì)。根據(jù)以改型設(shè)計(jì)。根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)資料可以估計(jì)，銷路好的概率為往統(tǒng)計(jì)資料可以估計(jì)，銷路好的概率為0.350.35，銷，銷路差的概率為路差的概率為0.650.65，益損值可以估算，見表。，益損值可以估算，見表。 24益損值表（單位：萬(wàn)元）益損值表（單位：萬(wàn)元）25 由于影響銷路好壞的因素很復(fù)雜，故預(yù)測(cè)的由于影響銷路好壞的因素很復(fù)雜，故預(yù)測(cè)的信息不完全可靠，只是抽樣信息。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，得信息不完

14、全可靠，只是抽樣信息。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，得出銷路好結(jié)論的信息，其可靠度為出銷路好結(jié)論的信息，其可靠度為80%80%，得出銷路，得出銷路差結(jié)論的信息，其可靠度為差結(jié)論的信息，其可靠度為70%. 70%. 而預(yù)測(cè)的費(fèi)用是而預(yù)測(cè)的費(fèi)用是0.50.5萬(wàn)元。用決策樹決定預(yù)測(cè)是否值得去做。萬(wàn)元。用決策樹決定預(yù)測(cè)是否值得去做。26設(shè)設(shè) G G：銷路好：銷路好 B B：銷路差：銷路差 f fg g：預(yù)測(cè)結(jié)果為銷路好預(yù)測(cè)結(jié)果為銷路好 f fb b：預(yù)測(cè)結(jié)果為銷路差預(yù)測(cè)結(jié)果為銷路差 則則P(G)=0.35, P(B)=0.65P(G)=0.35, P(B)=0.65 P( P(f fg g/G)=0.8, P(/G)=0

15、.8, P(f fb b/G)=0.2/G)=0.2 P( P(f fb b/B)=0.7, P(/B)=0.7, P(f fg g/B)=0.3 /B)=0.3 27P(fg)=P(fg/G)P(G)+P(fg/B)P(B) (全概率公式）全概率公式） =0.80.35+0.30.65=0.475P(fb)=P(fb/B)P(B)+P(fb/G)P(G) (全概率公式）全概率公式） =0.70.65+0.20.35=0.525P(G/fg)=P(fg/G)P(G)/P(fg) (貝葉斯公式）貝葉斯公式） =0.80.35/0.475=0.589P(B/fg)=1-P(G/fg)=0.411P

16、(G/fb)=P(fb/G)P(G)/P(fb) (貝葉斯公式）貝葉斯公式） =0.20.35/0.525=0.133P(B/fb)=1-P(G/fb)=0.86728抽樣信息的收益期望值為抽樣信息的收益期望值為11.505-9.225=2.2811.505-9.225=2.28萬(wàn)元萬(wàn)元0.50.5萬(wàn)元萬(wàn)元所有應(yīng)選擇預(yù)測(cè)。所有應(yīng)選擇預(yù)測(cè)。29三、效用曲線的應(yīng)用三、效用曲線的應(yīng)用 用期望效用值代替期望益損值，來(lái)做決策依用期望效用值代替期望益損值，來(lái)做決策依據(jù)。據(jù)。 例：某制藥廠的例：某制藥廠的A A、B B兩種新藥的選擇。兩種新藥的選擇。30益損值表（單位：萬(wàn)元）益損值表（單位：萬(wàn)元）31 期望

17、期望益損值和期望效用值準(zhǔn)則的對(duì)比。益損值和期望效用值準(zhǔn)則的對(duì)比。益損值益損值E E（A A）=70=700.7+0.7+（-50-50）0.3=340.3=34萬(wàn)元萬(wàn)元E E（B B）=24=240.7+0.7+（-6-6）0.3=150.3=15萬(wàn)元萬(wàn)元選選A A。效用值（效用值（70-1.070-1.0，-50-0-50-0，24-0.8224-0.82，-6-0.58-6-0.58）U U（A A）=1.0=1.00.7+00.7+00.3=0.700.3=0.70U U（B B）=0.82=0.820.7+0.580.7+0.580.3=0.750.3=0.75選選B B32 5.3

18、5.3 沖突分析沖突分析一、對(duì)策論與沖突分析一、對(duì)策論與沖突分析 沖突分析沖突分析(Conflict Analysis(Conflict Analysis,CA,CA) )是國(guó)外是國(guó)外近年來(lái)在經(jīng)典對(duì)策論近年來(lái)在經(jīng)典對(duì)策論(Game Theory)(Game Theory)和偏對(duì)策理和偏對(duì)策理論論(Metagame Theory)(Metagame Theory)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種對(duì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種對(duì)沖突行為進(jìn)行正規(guī)分析的決策分析方法。沖突行為進(jìn)行正規(guī)分析的決策分析方法。 33對(duì)策論對(duì)策論(Game Theory)(Game Theory)： G= G= ( (N,A,VN,A,V) )G

19、 -GAMEG -GAMEN - N - 局中人集合局中人集合A - A - 局中人策略集合局中人策略集合V-V-贏得、支付或益損值贏得、支付或益損值偏對(duì)策論（偏對(duì)策論（Metagame TheoryMetagame Theory）：）：用結(jié)局優(yōu)先序代替贏得值。用結(jié)局優(yōu)先序代替贏得值。34沖突分析特點(diǎn)：沖突分析特點(diǎn)：1 1）具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)和邏輯學(xué)基礎(chǔ)；）具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)和邏輯學(xué)基礎(chǔ)；2 2）用結(jié)局的優(yōu)先序代替效用值；）用結(jié)局的優(yōu)先序代替效用值；3 3）適于解決社會(huì)決策問題；）適于解決社會(huì)決策問題；4 4）能進(jìn)行事前、事中、事后分析；）能進(jìn)行事前、事中、事后分析；5 5）可以計(jì)算機(jī)分析。）可以計(jì)算

20、機(jī)分析。35二、沖突分析的程序及要素二、沖突分析的程序及要素 1 1、沖突分析的一般過(guò)程、沖突分析的一般過(guò)程 沖突分析的一般過(guò)程或程序如圖所示。沖突分析的一般過(guò)程或程序如圖所示。 沖突問題對(duì)沖突事件背景的認(rèn)識(shí)與描述建 模穩(wěn)定性分析決 策結(jié) 果分 析與 評(píng)價(jià)YN沖突分析過(guò)程示意圖 36 2 2、基本要素、基本要素 (1)(1)時(shí)間點(diǎn)：沖突開始發(fā)生時(shí)刻，但時(shí)間點(diǎn)不直時(shí)間點(diǎn)：沖突開始發(fā)生時(shí)刻，但時(shí)間點(diǎn)不直接進(jìn)入分析模型。接進(jìn)入分析模型。 (2)(2)局中人局中人(Players)(Players)：是指參與沖突的集團(tuán)或個(gè)：是指參與沖突的集團(tuán)或個(gè)人人( (利益主體利益主體) )，局中人集合記作，局中人

21、集合記作N N，|N|=n2|N|=n2。 (3)(3)選擇或行動(dòng)選擇或行動(dòng)(Options)(Options)：是各局中人在沖突：是各局中人在沖突事態(tài)中可能采取的行為動(dòng)作。每個(gè)局中人一組行事態(tài)中可能采取的行為動(dòng)作。每個(gè)局中人一組行動(dòng)的某種組合稱為該局中人的一個(gè)策略。第動(dòng)的某種組合稱為該局中人的一個(gè)策略。第i i個(gè)局個(gè)局中人的行動(dòng)集合記作中人的行動(dòng)集合記作O Oi i ,|O ,|Oi i|=k|=ki i。 37 (4)(4)結(jié)局結(jié)局(Outcomes)(Outcomes)。各局中人沖突策略的組合共。各局中人沖突策略的組合共同形成沖突事態(tài)的結(jié)局。全體策略的組合為基本同形成沖突事態(tài)的結(jié)局。全體

22、策略的組合為基本結(jié)局集合，記作結(jié)局集合，記作T T， 可行結(jié)局可行結(jié)局 結(jié)局是沖突分析問題的解。結(jié)局是沖突分析問題的解。 niikT12TS 38(5)(5)優(yōu)先序或優(yōu)先向量?jī)?yōu)先序或優(yōu)先向量(Preference Vector)(Preference Vector)。 各局中人按照自己的目標(biāo)要求及好惡標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)可各局中人按照自己的目標(biāo)要求及好惡標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)局能出現(xiàn)的結(jié)局( (可行結(jié)局可行結(jié)局) )排出優(yōu)劣次序，形成各排出優(yōu)劣次序，形成各自的優(yōu)先序自的優(yōu)先序( (向量向量) )。39三、三、CACA基本方法舉例基本方法舉例古巴導(dǎo)彈危機(jī)古巴導(dǎo)彈危機(jī) 1.背景背景 1962年年10月月14日日

23、 美美 蘇蘇 維持現(xiàn)狀維持現(xiàn)狀 維持現(xiàn)狀維持現(xiàn)狀 實(shí)施空襲實(shí)施空襲 撤除導(dǎo)彈基地撤除導(dǎo)彈基地 設(shè)置封鎖圈設(shè)置封鎖圈 加劇局勢(shì)緊張化加劇局勢(shì)緊張化 402. 2. 建模建模（1 1）明確基本要素）明確基本要素 時(shí)間點(diǎn)：時(shí)間點(diǎn)：19621962年年1010月中旬月中旬 局中人：美、蘇（含古巴）局中人：美、蘇（含古巴） 行動(dòng)：美行動(dòng)：美 空襲空襲 封鎖封鎖 蘇蘇 撤除撤除 升級(jí)升級(jí)（2 2）表達(dá)及綜合結(jié)局）表達(dá)及綜合結(jié)局 41 1.空襲010101010101 0101 2.封鎖001100110011 0011 基本結(jié)局可行結(jié)局美： 3.撤除000011110000 1111 4.升級(jí)000000

24、001111 1111 十 進(jìn) 制數(shù)01234567891011 12131415 蘇： 古巴導(dǎo)彈危機(jī)中的局中人及其行動(dòng)和基本結(jié)局古巴導(dǎo)彈危機(jī)中的局中人及其行動(dòng)和基本結(jié)局42 （3 3）確定優(yōu)先序）確定優(yōu)先序美：46572130119108 蘇：04625173119108 43 3. 3. 穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析 基本假設(shè)：每個(gè)局中人都將不斷朝著對(duì)自基本假設(shè)：每個(gè)局中人都將不斷朝著對(duì)自己最有利的方向改變其策略；局中人在決定自己最有利的方向改變其策略；局中人在決定自己的選擇時(shí)，都會(huì)考慮到其他局中人可能的反應(yīng)己的選擇時(shí)，都會(huì)考慮到其他局中人可能的反應(yīng)及對(duì)本人的影響；全局平穩(wěn)結(jié)局首先對(duì)每個(gè)局及對(duì)本人的影響；全局平穩(wěn)結(jié)局首先對(duì)每個(gè)