運(yùn)籌學(xué)課件決策論解析

1、運(yùn)籌學(xué)課件決策論解析運(yùn)籌學(xué)課件決策論解析決策的重要性 決策-決定企業(yè)績(jī)效和企業(yè)命運(yùn)的關(guān)鍵。 史記：夫運(yùn)籌于帷幄之中，決勝于千里之外。 著名管理學(xué)家西蒙說(shuō)過(guò)“管理就是決策” “現(xiàn)代企業(yè)管理之父”杜拉克也說(shuō)“不論管理者做什么，他都是通過(guò)決策進(jìn)行的”“管理始終是一個(gè)決策的過(guò)程”。9/10/2022決策的重要性9/4/2022決策(Decision Making)的內(nèi)涵:決策就是人們?cè)趯?duì)未來(lái)的行為確定出明確的目標(biāo)和方向，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而選擇最佳的行動(dòng)方案與策略，并在實(shí)施過(guò)程中加以卓有成效的監(jiān)督與控制，以確保目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)。決策科學(xué)包括決策心理學(xué)、決策的數(shù)量化方法、決策評(píng)價(jià)以及決策支持系統(tǒng)、決策自動(dòng)化等

2、。其產(chǎn)生發(fā)展主要從兩條線展開(kāi)，即統(tǒng)計(jì)決策理論和管理科學(xué)理論。9/10/2022決策(Decision Making)的內(nèi)涵:決策就是人們?cè)跊Q策分析基本概念決策 狹義決策認(rèn)為決策就是作決定，單純強(qiáng)調(diào)最終結(jié)果； 廣義決策認(rèn)為將管理過(guò)程的行為都納入決策范疇，決策貫穿于整個(gè)管理過(guò)程中。決策目標(biāo) 決策者希望達(dá)到的狀態(tài)，工作努力的目的。一般而言，在管理決策中決策者追求的當(dāng)然是利益最大化。決策準(zhǔn)則 決策判斷的標(biāo)準(zhǔn)，備選方案的有效性度量。9/10/2022決策分析基本概念決策 9/4/2022決策分析基本分類表11表12 程序化、非程序化、半程序化決策9/10/2022決策分析基本分類表11表12 程序化、非

3、程序化、半程序化不確定型決策9/10/2022不確定型決策9/4/2022 不確定型決策是指決策者對(duì)未來(lái)事件有一定程度的了解，決策者知道未來(lái)事件將出件n種自然狀態(tài)，但決策者不知道這n種自然狀態(tài)發(fā)生的概率。決策時(shí)只能憑借決策者的經(jīng)驗(yàn)、判斷和估計(jì)。9/10/2022 不確定型決策是指決策者對(duì)未來(lái)事件有一定程度的了解，決常用的不確定型準(zhǔn)則有5種：1. 悲觀準(zhǔn)則2. 樂(lè)觀準(zhǔn)則3. 折衷法、實(shí)用主義準(zhǔn)則4. 等可能性準(zhǔn)則5. 最小機(jī)會(huì)損失（后悔）準(zhǔn)則不確定型決策9/10/2022常用的不確定型準(zhǔn)則有5種：不確定型決策9/4/2022【例5】某公司為經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)的需要，決定要在現(xiàn)有生產(chǎn)條件不變的情況下，生產(chǎn)一

4、種新產(chǎn)品，現(xiàn)可供開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品有,四種不同產(chǎn)品，對(duì)應(yīng)的方案為A1,A2,A3,A4由于缺乏相關(guān)資料背景，對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求只能估計(jì)為大中小三種狀態(tài)，而且對(duì)于每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率無(wú)法預(yù)測(cè)，每種方案在各種自然狀態(tài)下的效益值表，如下表：9/10/2022【例5】某公司為經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)的需要，決定要在現(xiàn)有生產(chǎn)條件不變的情表 效益值表(單位：萬(wàn)元) 9/10/2022表 效益值表(單位：萬(wàn)元) 9/4/2022（1）悲觀主義準(zhǔn)則（小中取大法 max min）則對(duì)應(yīng)的A4方案為決策方案，即生產(chǎn)產(chǎn)品IV策略值為9/10/2022（1）悲觀主義準(zhǔn)則（小中取大法 max min）則對(duì)應(yīng)的A4(2) 樂(lè)觀主義準(zhǔn)則（大中取大

5、法max max ） 則對(duì)應(yīng)的A1方案為決策方案，即生產(chǎn)產(chǎn)品I 策略值為9/10/2022(2) 樂(lè)觀主義準(zhǔn)則（大中取大法max max ） 則對(duì)應(yīng)的(3)折衷法，現(xiàn)實(shí)主義準(zhǔn)則(Hurwicz criterion) max min法是當(dāng)0時(shí)狀態(tài)，max max是 1時(shí)狀態(tài) 原則：決策者給出樂(lè)觀系數(shù), 0,10 則說(shuō)明決策者越接近悲觀；1 則說(shuō)明決策者越接近樂(lè)觀。則應(yīng)選擇對(duì)應(yīng)的決策方案A4，即生產(chǎn)產(chǎn)品IV。9/10/2022(3)折衷法，現(xiàn)實(shí)主義準(zhǔn)則(Hurwicz criterio策略值為（4）等可能性決策準(zhǔn)則(Equal likelihood criterion) 則應(yīng)選擇對(duì)應(yīng)的A1方案為決

6、策方案，即生產(chǎn)產(chǎn)品I。 9/10/2022策略值為（4）等可能性決策準(zhǔn)則(Equal likeliho（5）最小后悔值準(zhǔn)則（最小機(jī)會(huì)損失準(zhǔn)則，Minimax regret criterion） 編制機(jī)會(huì)損失表: 找出每個(gè)方案的最大機(jī)會(huì)損失Zi：選擇最小的機(jī)會(huì)損失值: 對(duì)應(yīng)的方案l即為所決策方案 9/10/2022（5）最小后悔值準(zhǔn)則（最小機(jī)會(huì)損失準(zhǔn)則，Minimax re則應(yīng)選對(duì)應(yīng)的A2方案為決策方案，即生產(chǎn)產(chǎn)品。 后悔值計(jì)算過(guò)程9/10/2022則應(yīng)選對(duì)應(yīng)的A2方案為決策方案，即生產(chǎn)產(chǎn)品。 后悔值計(jì)算過(guò)在不確定性決策中，是因人因地因時(shí)選擇決策準(zhǔn)則的，但在實(shí)際中當(dāng)決策者面臨不確定性決策問(wèn)題時(shí)，

7、他首先是獲得有關(guān)各事件發(fā)生的信息，使不確定性決策問(wèn)題轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)決策。9/10/2022在不確定性決策中，是因人因地因時(shí)選擇決策準(zhǔn)則的，但在實(shí)際中當(dāng) 風(fēng)險(xiǎn)型決策9/10/2022 風(fēng)險(xiǎn)型決策9/4/2022風(fēng)險(xiǎn)型決策是決策者根據(jù)幾種不同自然狀態(tài)可能發(fā)生的概率所進(jìn)行的決策。決策者雖然對(duì)未來(lái)的情況情況無(wú)法作出肯定的判斷，但可判明各種自然狀態(tài)發(fā)生的概率。決策者所采取的任何一個(gè)行動(dòng)方案都可能面臨不同的自然狀態(tài)，從而導(dǎo)致不同的結(jié)果，因?yàn)椴还軟Q策者選擇哪一個(gè)行動(dòng)方案，都要承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，從而這類決策稱為風(fēng)險(xiǎn)型決策。 9/10/2022風(fēng)險(xiǎn)型決策是決策者根據(jù)幾種不同自然狀態(tài)可能發(fā)生的概率所進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)型決策一般

8、包含以下條件：存在決策者希望達(dá)到的目標(biāo)，如收益最大或損失最?。淮嬖趦蓚€(gè)或兩個(gè)以上可供選擇的方案；存在至少兩種不以決策者主觀意志為轉(zhuǎn)移的自然狀態(tài)；可以計(jì)算出不同方案在不同自然狀態(tài)下的損益值；對(duì)可能出現(xiàn)的不同自然狀態(tài)，決策者能根據(jù)資料確定每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率。 客觀概率 主觀概率9/10/2022風(fēng)險(xiǎn)型決策一般包含以下條件：9/4/20224.1 期望值準(zhǔn)則(Expected value criterion)求效益期望值EMV。效益期望值條件效益值概率，即選擇最大效益期望值所對(duì)應(yīng)的方案為決策方案 4.1.1 最大收益期望值決策準(zhǔn)則9/10/20224.1 期望值準(zhǔn)則(Expected value c

9、rite【例6】某電訊公司決定開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，需要對(duì)產(chǎn)品品種做出決策，有三種產(chǎn)品A1，A2，A3可供生產(chǎn)開(kāi)發(fā)。未來(lái)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求情況有三種，即較大、中等、較小，經(jīng)估計(jì)各種方案在各種自然狀態(tài)下的效益值，見(jiàn)表各種自然狀態(tài)發(fā)生的概率分別為0.3，0.4和0.3那么工廠應(yīng)生產(chǎn)哪種產(chǎn)品，才能使其收益最大。表 效益表(單位：萬(wàn)元)9/10/2022【例6】某電訊公司決定開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，需要對(duì)產(chǎn)品品種做出決策，有【解】效益的期望值表如下 因此選擇相應(yīng)方案，即開(kāi)發(fā)A1產(chǎn)品 。9/10/2022【解】效益的期望值表如下 因此選擇相應(yīng)方案，即開(kāi)發(fā)A1產(chǎn)品 求每個(gè)方案的期望后悔值，最小期望后悔值對(duì)應(yīng)的方案即為所選方案。損失

10、值計(jì)算與前面的后悔值相似，為每個(gè)方案在各狀態(tài)下的收益值與該狀態(tài)下的最好收益值的差。4.1.2 最小機(jī)會(huì)損失決策準(zhǔn)則(Expected regret value)9/10/2022求每個(gè)方案的期望后悔值，最小期望后悔值對(duì)應(yīng)的方案即為所選方案表 效益表(單位：萬(wàn)元)后悔值計(jì)算9/10/2022表 效益表(單位：萬(wàn)元)后悔值計(jì)算9/4/20224.2 決策樹(shù)法（Decision Tree）決策樹(shù)是由決策點(diǎn)、事件點(diǎn)及結(jié)果構(gòu)成的樹(shù)形圖，一般應(yīng)用于序列決策中。 : 表示決策點(diǎn)，也稱為樹(shù)根，由它引發(fā)的分枝稱之為方案分枝，方案節(jié)點(diǎn)被稱為樹(shù)枝n條分枝表示有n種供選方案 : 表示策略點(diǎn)（或稱為狀態(tài)點(diǎn)），其上方數(shù)字

11、表示該方案的最優(yōu)收益期望值，由其引出的m條線稱為概率枝表示有m種自然狀態(tài)，其發(fā)生的概率已標(biāo)明在分枝上。：表示每個(gè)方案在相應(yīng)自然狀態(tài)的效益值。 ：表示經(jīng)過(guò)比較選擇此方案被刪除掉了，稱之為剪枝。 9/10/20224.2 決策樹(shù)法（Decision Tree）決策樹(shù)是由決策 從右向左計(jì)算各方案期望值，并進(jìn)行標(biāo)注； 對(duì)期望值進(jìn)行比較，選出最大效益期望值，寫在上方，表明其所對(duì)應(yīng)方案為決策方案，同時(shí)在其它方案上打上 刪除圖 決策樹(shù)圖Vm1 Vmn HH1HiHmE(H1) E(Hi) E(Hm) V11 V1j V1n Vi1 Vij Vin Vmj pjpnp1pjpnp1pjpnmaxE(Hi) p

12、1方法： 根據(jù)題意作出決策樹(shù)圖； 9/10/2022 從右向左計(jì)算各方案期望值，并進(jìn)行標(biāo)注； 對(duì)期望值進(jìn)行比【例7】某廠決定生產(chǎn)某產(chǎn)品，要對(duì)機(jī)器進(jìn)行改造投入不同數(shù)額的資金進(jìn)行改造有三種方法，分別為購(gòu)新機(jī)器、大修和維護(hù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn),銷路好發(fā)生的概率為0.6相關(guān)投入額及不同銷路情況下的效益值如表所示，請(qǐng)選擇最佳方案。表 效益值表(單位：萬(wàn)元) 供選方案投資額Ti銷路好p1=0.6銷路不好p2=0.4A1：購(gòu)新122520A2：大修82012A3：維護(hù)51589/10/2022【例7】某廠決定生產(chǎn)某產(chǎn)品，要對(duì)機(jī)器進(jìn)行改造投入不同數(shù)額的供選方案投資額Ti銷路好p1=0.6銷路不好p2=0.4A1：購(gòu)新1

13、22520A2：大修82012A3：維護(hù)5158解： 根據(jù)題意，作出決策樹(shù)，見(jiàn)下頁(yè)圖 計(jì)算各方案的效益期望值： 最大值為 選對(duì)應(yīng)方案A3，即維護(hù)機(jī)器，并將A1，A2剪枝。9/10/2022供選方案投資額Ti銷路好p1=0.6銷路不好p2=0.4A1A0.8 A1A2A3-5 -0.8 0.8 25 好0.6-20 20 -12 15 -8 不好0.4好0.6不好0.4好0.6不好0.4購(gòu)新大修維護(hù)9/10/2022A0.8 A1A2A3-5 -0.8 0.8 25 好0.年度損益值計(jì)算表 單位：萬(wàn)元/年【例8】為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要，某市提出了擴(kuò)大某種電器生產(chǎn)的兩種方案。一種方案是建設(shè)大工廠，另一

14、種方案是建設(shè)小工廠，兩種方案的使用期都是10年。建設(shè)大工廠需要投資600萬(wàn)元，建設(shè)小工廠需要投資280萬(wàn)元，兩種方案的每年損益值及自然狀態(tài)的概率，見(jiàn)下表。試用決策樹(shù)選出合理的決策方案。單階段決策案例9/10/2022年度損益值計(jì)算表 單位：萬(wàn)元/年【例8】解：（1）畫出決策樹(shù) （2）計(jì)算各點(diǎn)的期望損益值 （3）進(jìn)行決策 把建大廠與建小廠的期望損益值進(jìn)行比較，可知合理的決策方案是建設(shè)大廠。 建大廠：建小廠： 680 銷路好（0.7） 200 2 建大廠 銷路差（0.3） -40 680 1 / 460 銷路好（0.7） 80 建小廠 3 銷路差（0.3） 60 9/10/2022解： （2）計(jì)算

15、各點(diǎn)的期望損益值 【例9】在例8中，如果把10年分為前3年和后7年兩期考慮。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)：前3年銷路好的概率為0.7，若前3年銷路好，則后7年銷路好的概率為0.8；前3年銷路差的概率為0.3，若前3年銷路差，則后7年銷路差的概率為0.9。在這種情況下，建大廠和建小廠兩個(gè)方案哪個(gè)為好？單階段決策案例9/10/2022【例9】在例8中，如果把10年分為前3年和后7年兩期考慮。根解:（1）畫出決策樹(shù)1064 銷路好（0.8） 200銷路好 4495.2 （0.7）銷路差（0.2） -40 2 銷路差 -112 銷路好（0.1） 200 （0.3） 5 495.2 銷路差（0.9） -40 1 532

16、 銷路好（0.8） 80銷路好 6 444.6 （0.7） 銷路差（0.2） 60 3銷路差434 銷路好（0.1） 80 （0.3） 7銷路差（0.9） 60 建大廠 建小廠 9/10/2022解:（1）畫出決策樹(shù)1064 銷路好（0.8） （2）計(jì)算各點(diǎn)的期望損益值（3）進(jìn)行決策 建大廠的期望收益值495.2萬(wàn)元。大于建小廠的444.6萬(wàn)元。因此，建大廠仍是最優(yōu)方案。 在實(shí)際工作中，還需要把不同時(shí)期的投資額和損益值等按照復(fù)利原則折算為現(xiàn)值，才能進(jìn)行對(duì)比研究。9/10/2022（2）計(jì)算各點(diǎn)的期望損益值（3）進(jìn)行決策9/4/2022【例10】某公司由于市場(chǎng)需求增加，使得公司決定要擴(kuò)大公司規(guī)模

17、，供選方案有三種：第一種方案，新建一個(gè)大工廠，需投資250萬(wàn)元；第二種方案，新建一個(gè)小工廠，需投資150萬(wàn)元；第三種方案，新建一個(gè)小工廠，2年后若產(chǎn)品銷路好再考慮擴(kuò)建，擴(kuò)建需追加120萬(wàn)元，后3年收益與新建大工廠相同 如下表所示，根據(jù)預(yù)測(cè)該產(chǎn)品前2年暢銷和滯銷的概率分別為0.6，0.4若前2年暢銷，則后3年暢銷和滯銷概率為0.8，0.2；若前2年滯銷，則后3年一定滯銷請(qǐng)對(duì)方案做出選擇。 多階段決策問(wèn)題9/10/2022【例10】某公司由于市場(chǎng)需求增加，使得公司決定要擴(kuò)大公司規(guī)模表 效益值(單位：萬(wàn)元) 9/10/2022表 效益值(單位：萬(wàn)元) 9/4/2022暢銷0.8150滯銷0.2-50

18、 5330 6-150滯銷1-50 228暢銷0.6滯銷0.4暢銷0.8 80滯銷0.2 20 7204 860滯銷120 3108.4暢銷0.6滯銷0.4暢銷0.8150滯銷0.2-502101220411210擴(kuò)建不擴(kuò)建 9暢銷0.8滯銷0.2 80 20 41020滯銷1暢銷0.6滯銷0.460后3年前2年 1112大工廠小工廠先小后大112解：120150150250比較方案,E(4)最大，則取最大值112，對(duì)應(yīng)的方案是先小后大作為選定方案，即先建小廠，后擴(kuò)建大工廠的方案為最終方案。 9/10/2022暢銷0.8150滯銷0.2-50 5330 6-150滯銷1 【例11】某化工廠考慮

19、是否要投資15000萬(wàn)元開(kāi)發(fā)一種處理工業(yè)廢料的新工序，如開(kāi)發(fā)，可望有60%的機(jī)會(huì)成功，如獲成功，可申請(qǐng)專利，專利申請(qǐng)費(fèi)為5000元，獲批準(zhǔn)的機(jī)會(huì)是50%。如試驗(yàn)成功，不管專利是否被批準(zhǔn)，工廠都有自用還是出售這種權(quán)利的選擇。在使用中，這種新工序可望在4年內(nèi)有利可圖，獲利大小，受能否取得專利權(quán)的影響；受該工序本身的性能（能產(chǎn)生多少利潤(rùn)）的影響；還受到政府的補(bǔ)助（用減稅或津貼等方式）的影響。政府補(bǔ)助可分大量、中等及少量3種。 各種情況下的條件利潤(rùn)如下： （1）出售權(quán)利的收益：批準(zhǔn)專利權(quán)時(shí)，可得40000元；未批準(zhǔn)專利權(quán)時(shí)，可得25000元；不申請(qǐng)專利時(shí)，可得30000元。 ( 2 )自己使用的每年收

20、益。自己使用新工序的年收益，現(xiàn)政府補(bǔ)助大小和專利情況不同而異,見(jiàn)表：3 風(fēng)險(xiǎn)型決策 多階段決策問(wèn)題9/10/2022 【例11】某化工廠考慮是否要投資15000萬(wàn)元開(kāi)發(fā)一種處 試用決策樹(shù)評(píng)選出合理的決策方案。使用新工序列表 單位：元9/10/2022 試用決策樹(shù)評(píng)選出合理的決策方案。使用新工序列表 解：（1）畫出決策樹(shù)： 三級(jí)決策樹(shù)圖940000 12 40000 41200 出售 8 41200 大量補(bǔ)助（0.3） 15000 批準(zhǔn)（0.5） 自用 13 中量補(bǔ)助（0.4） 10000 28100 小量補(bǔ)助（0.3） 6000 6 25000 申請(qǐng)專利 14 25000 32000 不批準(zhǔn)（0.5）20800 出售4大量補(bǔ)助（0.3） 7000 自用 15 中量補(bǔ)助（0.4） 5500 4200 小量補(bǔ)助（0.3） 3000 2 不申請(qǐng)專利 32000 30000 7 30000 4200 3