運(yùn)籌學(xué)OR2-Ch14-決策論課件

1、第十四章 決策分析Chapter14 Decision Analysis管理就是決策西蒙14-1 決策分析概述14-2 風(fēng)險(xiǎn)型決策分析14-3 決策樹分析法14-4 決策分析案例14-5 Bayes分析14-1 決策分析概述14.1.1 決策的概念決策分析是人們生活和工作中普遍存在的一種活動(dòng)，是為解決當(dāng)前或未來可能發(fā)生的問題，選擇最佳方案的一種過程。決策是管理過程的核心，管理就是決策。決策就是做出決定，大至國(guó)家政治、軍事，小至個(gè)人生活。一項(xiàng)決策任務(wù)（如設(shè)計(jì)、計(jì)劃等）會(huì)面對(duì)幾種不同的客觀情況，有幾種不同的方案可供選擇。14.1.2 決策的分類按層次分：戰(zhàn)略決策、策略決策、執(zhí)行決策按結(jié)構(gòu)分：程序化

2、決策和非程序化決策（結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化）按環(huán)境分：確定型、風(fēng)險(xiǎn)行、不確定型按性質(zhì)分：定性決策、定量決策按過程分：?jiǎn)雾?xiàng)決策、序貫決策*Page 2 of 32 決策分析概述14.1.3 決策的體制現(xiàn)代決策體制主要有三部分構(gòu)成：信息系統(tǒng)智囊系統(tǒng)決策系統(tǒng)*Page 3 of 32 決策分析概述14.1.4 決策的程序確立目標(biāo)收集信息設(shè)計(jì)方案信息反饋執(zhí)行 定性定量定時(shí)評(píng)估階段選擇方案圖6-2：決策程序示意圖*Page 4 of 32 14-2 風(fēng)險(xiǎn)型決策分析14.2.1 風(fēng)險(xiǎn)型決策的條件和要素決策者不僅知道未來可能的自然狀態(tài)，而且還可以知道各種狀態(tài)出現(xiàn)的概率當(dāng)然還知道各個(gè)可行方案所對(duì)應(yīng)各種自然狀態(tài)的收益

3、值*Page 5 of 32 風(fēng)險(xiǎn)型決策分析14.2.2風(fēng)險(xiǎn)型決策準(zhǔn)則最大可能準(zhǔn)則各個(gè)可能狀態(tài)發(fā)生概率已知，概率越大，其發(fā)生的可能性就越大選擇一個(gè)概率最大的自然狀態(tài)進(jìn)行決策，在該狀態(tài)下最大收益值所對(duì)應(yīng)的方案為最優(yōu)方案例1：某公司現(xiàn)需對(duì)某種新產(chǎn)品生產(chǎn)批量做出決策，現(xiàn)有三中備選方案；未來的市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品的需求情況有兩種可能的的自然狀態(tài)；各個(gè)自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率不同；不同方案對(duì)應(yīng)不同的自然狀態(tài)有不同的收益；資料見下表。試就此情況做出生產(chǎn)決策。解：在N2狀態(tài)下收益值最大是5萬元，它所對(duì)應(yīng)的方案是S3小批量生產(chǎn)，此為決策方案。*Page 6 of 32 風(fēng)險(xiǎn)型決策分析期望值準(zhǔn)則（Expected Mone

4、tary ValueEMV）各個(gè)方案的收益值看作為隨機(jī)變量各種可能的自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率已知，且隨機(jī)變量的分布已知求各個(gè)方案所對(duì)應(yīng)隨機(jī)變量的收益期望值比較收益期望值的大小，最大者所對(duì)應(yīng)的行動(dòng)方案為最優(yōu)方案。公式描述：*Page 7 of 32 最大期望值準(zhǔn)則舉例：例2：用最大期望值準(zhǔn)則求例1的最優(yōu)決策方案。解：風(fēng)險(xiǎn)型決策分析*Page 8 of 32 作業(yè)：教材Lets have a rest.*Page 9 of 32 14-3 決策樹分析法決策樹概要在較為復(fù)雜的以期望值為準(zhǔn)則的風(fēng)險(xiǎn)型決策問題中，用決策樹表達(dá)，更為直觀、形象、簡(jiǎn)便決策樹由決策點(diǎn)、事件點(diǎn)、葉節(jié)點(diǎn)和樹枝連線組成決策點(diǎn)，從它引出的分

5、枝為方案分枝；事件點(diǎn)，表示某一方案面臨的自然狀態(tài)的分枝點(diǎn)，其上數(shù)字表示該方案的期望收益，由它引出的分枝為狀態(tài)分枝或概率分枝葉節(jié)點(diǎn)，表示某一方案在某一特定狀態(tài)下的收益值，因此也稱為結(jié)果節(jié)點(diǎn)決策樹按決策的層次和時(shí)間可以分為單級(jí)決策樹、多級(jí)決策樹以及序貫決策樹*Page 10 of 32 決策樹分析法決策樹分析實(shí)例例2的決策樹分析決策S1S3S2大量生產(chǎn)中量生產(chǎn)小量生產(chǎn)P(N1)=0.3P(N2)=0.7P(N1)=0.3P(N2)=0.7P(N1)=0.3P(N2)=0.730-6-2102054.84.66.5*Page 11 of 32 14-4 決策分析案例案例1貝爾的夏季工作決策問題（教材

6、p.114）A接受約翰邀請(qǐng)拒絕約翰邀請(qǐng)BEC拒絕邀請(qǐng)接受瓦莎邀請(qǐng)$21,600$16,800$12,000$6,000$0$21.600$16,800$12,000$6,000$0$14,000$12,000$14.000$11,580$11,580$13,032$13,032瓦莎邀請(qǐng)0.6瓦莎不邀請(qǐng)0.40.050.250.050.25D0.050.250.400.250.050.40說明：從左至右按時(shí)間或事件順序作圖；決定葉節(jié)點(diǎn)的數(shù)值并標(biāo)示在圖上；從右至左順序計(jì)算每一個(gè)事件節(jié)點(diǎn)的期望值并標(biāo)示在圖上；評(píng)價(jià)每一個(gè)決策節(jié)點(diǎn)并做出決策；進(jìn)行必要的靈敏度分析*Page 12 of 32 決策分析案例

7、決策A：接受N公司購(gòu)買還是繼續(xù)開發(fā)；決策C：在開發(fā)成功后是接受N公司要求還是申請(qǐng)SBIR的資助；決策D：若開發(fā)沒有成功，是放棄計(jì)劃還是申請(qǐng)SBIR資助；計(jì)算葉節(jié)點(diǎn)及其它個(gè)點(diǎn)指標(biāo)值并反向序決策A繼續(xù)開發(fā)接受N公司購(gòu)買BFHC申請(qǐng)SBIR$150$1843D開發(fā)成功0.60GED3D開發(fā)沒有成功0.40I贏得資助0.2放棄失去資助0.8申請(qǐng)SBIR資助贏得資助0.70接受N公司要求中利潤(rùn)0.40失去資助0.30中利潤(rùn)0.40高利潤(rùn)0.25低利潤(rùn)0.75高利潤(rùn)0.20低利潤(rùn)0.40高利潤(rùn)0.20低利潤(rùn)0.40-$200-$300-$200-$225$75-$200$400$1,800-$300$1,

8、200-$200-$200$300$2,800$600$360$440$440案例2B公司的發(fā)展戰(zhàn)略問題的決策分析（教材P.1424）$184*Page 13 of 32 決策分析案例案例3：肯達(dá)爾蟹蝦經(jīng)營(yíng)公司的決策問題分析（教材P.2729)中午時(shí)刻決策：使用快遞服務(wù)還是保持觀望。如果使用快遞服務(wù)，則每只龍蝦增加附加成本：50%增加$4；25%增加$3；25%增加$2；而正常運(yùn)輸（通過里根機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸）的成本是3010=20美元，所以成本分別是：24、23、22美元。利潤(rùn)分別為：6，7，8美元如果不用快遞服務(wù)，則保持觀望直至5:005:00時(shí)刻的狀態(tài)分析：暴風(fēng)雨轉(zhuǎn)向大海，概率0.5，則對(duì)問題沒有

9、影響；暴風(fēng)雨襲擊波士頓，概率0.5。在此情況下有0.2的概率關(guān)閉里根機(jī)場(chǎng)。所以，里根機(jī)場(chǎng)關(guān)閉的概率為0.1，不關(guān)閉的概率為0.95:30時(shí)刻的決策：若里根機(jī)場(chǎng)沒有關(guān)閉，則照常規(guī)由美國(guó)快遞公司運(yùn)輸；*Page 14 of 32 決策分析案例案例3：肯達(dá)爾蟹蝦經(jīng)營(yíng)公司的決策問題分析若里根機(jī)場(chǎng)關(guān)閉，則需決策是取消所有貨物的投遞，還是通過麻夫公司運(yùn)輸。取消貨運(yùn)投遞的狀態(tài)：則70%的用戶20美元、利潤(rùn)為0在以后某時(shí)間獲得補(bǔ)償，則公司損失1070%=7美元，即利潤(rùn)$7,而且龍蝦放回的附加損失是$1，若已經(jīng)包裝則損失為$1.25，因此，可以認(rèn)為有50%的概率損失$8，50%的概率損失$8.25通過麻夫公司運(yùn)

10、輸?shù)臓顟B(tài)：67%的可能性附加成本$13；33%的可能性附加成本$19。相應(yīng)的利潤(rùn)分別為： 3、9*Page 15 of 32 決策分析案例案例3：肯達(dá)爾蟹蝦經(jīng)營(yíng)公司的決策問題分析決策如下：首先，在中午時(shí)刻對(duì)于可能的暴風(fēng)雨采取等待觀望，而不用快遞公司；在5:30時(shí)刻，當(dāng)暴風(fēng)雨造成機(jī)場(chǎng)關(guān)閉的情況下，則由麻夫公司承運(yùn)，而不采用取消投遞的做法當(dāng)然，如果機(jī)場(chǎng)不關(guān)閉，則按正常途徑進(jìn)行A等待觀望用快遞公司CHD$184機(jī)場(chǎng)關(guān)閉0.1G機(jī)場(chǎng)不關(guān)閉0.9取消投遞由麻夫公司承運(yùn)低附加費(fèi)0.67高附加費(fèi)0.33未包裝0.5已包裝0.5- $9- $3-$8.25- $8- $8.1B中距離0.25長(zhǎng)距離0.5短距離

11、0.25$ 6$ 7$ 8$ 10- $5- $5$8.5$6.75蟹蝦案例決策樹分析*Page 16 of 32 作業(yè)：教材Would you like coffee or tea?Help yourself please!Take a break.*Page 17 of 32 完備信息下的期望收益與信息價(jià)值前述狀態(tài)概率為先驗(yàn)概率，或統(tǒng)計(jì)概率，為歷史信息的推演為提高決策的準(zhǔn)確性，有時(shí)需要調(diào)研、實(shí)驗(yàn)等手段獲得新的現(xiàn)階段的補(bǔ)充信息所謂完備信息即通過調(diào)研、實(shí)驗(yàn)等手段，獲得每種自然狀態(tài)發(fā)生的概率，并且在某種狀態(tài)確定要發(fā)生時(shí)，都能以最優(yōu)策略予以應(yīng)付完備信息下的收益期望值用EPPI表示14-5 Baye

12、s分析 信息的價(jià)值用EVPI表示EVPI=EPPIEMV(先） 如果EVPIC（補(bǔ)充信息的費(fèi)用），則補(bǔ)充信息是合理的，否則就不值得*Page 18 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）Bayes后驗(yàn)分析Bayes分析是利用補(bǔ)充信息修正各個(gè)自然狀態(tài)發(fā)生概率，從而達(dá)到提高決策精度的有效手段 已知信息： 補(bǔ)充信息： Bayes目標(biāo)： Bayes方法：*Page 19 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）利用表格法計(jì)算后驗(yàn)概率：后驗(yàn)期望收益的計(jì)算與后驗(yàn)決策用補(bǔ)充信息后的狀態(tài)概率（后驗(yàn)概率）計(jì)算各個(gè)行動(dòng)方案的期望收益值在采樣信息xk出現(xiàn)的條件下進(jìn)行方案選擇：*Page 20 of 32 Bayes分

13、析（后驗(yàn)分析）計(jì)算采樣補(bǔ)充信息后的最大期望收益值：例4：某企業(yè)有一新產(chǎn)品，投入市場(chǎng)后會(huì)有兩種可能的結(jié)果：暢銷（概率0.3）和滯銷（概率0.7），其有關(guān)信息如下表所示：（單位：百萬元）為慎重起見，需要進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查以補(bǔ)充信息，所需費(fèi)用20萬元。市場(chǎng)調(diào)查的可能結(jié)果如下表。試決策該產(chǎn)品是否投放市場(chǎng)。*Page 21 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）解：（1）先驗(yàn)分析：最大期望收入：（2）完備信息價(jià)值：（3）因?yàn)镋VPIc（調(diào)研費(fèi)用），故決定進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查*Page 22 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）（4）后驗(yàn)分析（采用表格法計(jì)算后驗(yàn)概率）*Page 23 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）*Page 24 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）例4的決策樹分析如下*Page 25 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）*Page 26 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）因?yàn)楣舱裨囼?yàn)的費(fèi)用為2萬元，EVPIC=20(千元）所以決策要進(jìn)行共振試驗(yàn)。解：(1) 決定是否要做共振試驗(yàn)*Page 27 of 32 Bayes分析（后驗(yàn)分析）(2) Bayes分析：用表格法計(jì)算后驗(yàn)概率(3) 利用后驗(yàn)概率確定在各種試驗(yàn)結(jié)果條件下的