決策理論與方法研究的課題立項立項進展

決策理論與方法研究的課題立項立項進展

決策什么都做不了。管理中的決策重要性可以通過著名的結論（即管理就是決策）來反映。決策理論與方法屬于決策科學。決策科學(也常稱為“決策分析”)是通過邏輯公理體系和基于公理體系的方法論來闡釋決策的理念。追蹤“決策分析”的來源很困難,因為其內涵和名稱都在不斷地變化［２］。決策分析的規(guī)范性研究可以追溯到18世紀的BER-NOULLI［３］,最終由SAVAGE［４］于20世紀50年代建立了關于主觀概率的公理體系,形成了經(jīng)典的期望效用理論。盡管期望效用理論對決策理論產(chǎn)生了深遠的影響,為決策科學規(guī)范研究提供了基礎,但是ALLAIS［５］有關悖論的發(fā)現(xiàn)給出了許多不滿足效用理論的公理的情形,從而對傳統(tǒng)的期望效用理論形成了巨大的沖擊。EDWARDS［６］的研究開創(chuàng)了基于心理學的決策分析的描述性研究,此后一些學者開始應用決策理論來解決現(xiàn)實中的商業(yè)和社會管理的決策問題。我國的決策科學研究始于改革開放初期［７］,經(jīng)過30多年的積累與發(fā)展,在理論、方法與應用方面都取得了長足的進步。國家自然科學基金委員會管理科學部(簡稱管理科學部)于1987年開始資助該領域的研究,此后,決策理論與方法研究的資助項目呈穩(wěn)步增長趨勢,并在“十二五”規(guī)劃中將“決策理論”列為優(yōu)先資助領域之一［８］。本研究將針對管理科學部近年來在該領域的項目資助情況進行初步的總結和分析。1創(chuàng)新研究群體項目資助從2000~2013年,管理科學部對決策理論與方法(G0104)研究的資助項目共184項(不包括國際(地區(qū))合作與交流項目、專項基金資助項目、創(chuàng)新研究群體科學基金、國家杰出青年科學基金、重大研究計劃)。按照國家自然科學基金資助類別劃分,其中重點項目3項,面上項目104項,青年科學基金項目70項,地區(qū)科學基金項目7項。決策科學領域的相關資助在2010年以前,一直保持在10個項目左右;之后,對該領域的資助呈快速發(fā)展趨勢,每年資助20項以上,2011、2012和2013年資助基本持平,平均每年資助27項。決策科學領域內各子類別資助情況見表1。2本文在理論和方法上取得了進展2.1格序決策理論BERNOULLI［３］提出了對數(shù)效用函數(shù)和期望效用模型來解釋圣彼得堡悖論?，F(xiàn)代效用函數(shù)理論起源于NEUMANN等［４６］建立的期望效用模型的公理體系(V-M體系),在該體系中概率信息被視為已知量。SAVAGE［４］擴展了V-M體系,針對概率信息非給定情況下建立了主觀效用理論。早期的效用理論關注對任意結果和貨幣的效用,在20世紀70年代后則關注效用的評估和多屬性效用函數(shù)。此外,非期望效用模型體系,如SCHMEIDLER［４７］期望效用理論等比期望效用理論模型具有更好的描述現(xiàn)實的功能。然而,作為一種指導實際決策方法,其發(fā)展較為緩慢。國家自然科學基金對決策科學的基礎理論研究資助主要集中在決策的基礎理論方面。公理化是現(xiàn)代決策理論的特點。我國學者建立了同質和異質分配模型及其公理體系,通過嚴格的數(shù)學證明,得出了典型的同質和異質分配方法,以滿足各類公理性質的出現(xiàn)。對公理性質的強制性、相關性和相容性進行了證明和討論;對離散模型、整數(shù)模型、多階段分配模型等特殊分配模型進行了公理化分析［９］。策略生成是決策科學的難點。文獻提出用可拓論和可拓方法探討策略生成的計算機實現(xiàn)的邏輯基礎和部分方法,建立策略生成的可拓模型和可拓推理。文獻既研究了可拓策略生成系統(tǒng)的基礎理論,特別是邏輯基礎之可拓邏輯,又研究了可拓策略生成的基本方法。在決策方法研究方面,學者們運用格論、圖論、優(yōu)化技術等理論與方法,研究了實施格序決策的方法體系和相關理論,系統(tǒng)分析了格序決策實用化中可能出現(xiàn)的各種問題,取得了一些創(chuàng)新成果:1定義和規(guī)定了能描述格上不同元素(決策方案的偏好)之間的優(yōu)劣關系及其聯(lián)系強度的變量、參數(shù)、關系式、運算規(guī)則和比較方法,建立了相應的運算體系。2分析了格上元素可能缺失的狀況和引入缺失元對方案優(yōu)選的影響,研究了格上缺失元素的補充策略,提出了決策偏好結構格序化和格結構完整化的可能途徑,建立了補充缺失元的系統(tǒng)策略理論和方法。3在非二元性選擇環(huán)境下,研究了配對市場的選擇函數(shù)及其偏好結構,將獨立無關性條件弱化為獨立決定條件,并研究這時的Arrow不可能性定理及其相關問題［１１］。在決策信息研究方面,文獻在殘缺信息條件下,利用軟計算技術研究殘缺數(shù)據(jù)的回歸與生成,使用規(guī)劃模型研究殘缺信息的最小域,形成殘缺信息的處理機制。關于“直覺”判斷的決策信息,文獻探尋了個體判斷知識的邏輯性檢驗方法和群體判斷的沖突性協(xié)調方案;利用構造性數(shù)學建模方法,將判斷決策行為度量化,構建多元判斷信息的同化方法,形成專家判斷的一致性理論;利用軟計算技術,構建多元判斷信息的集成、“滿意”方案選擇建模與智能算法,形成融合實際的“直覺”決策信息。在決策信息集結研究方面,文獻提出了“群化集結算子”的新思路。從數(shù)據(jù)分組的方法、算子的形式、權向量的確定、合成算子的構建及算子的性質等方面對密度集結算子基礎理論進行研究,并從數(shù)據(jù)規(guī)模角度對基礎的群化算子進行了拓展。2.2動態(tài)化多目標決策理論研究多準則決策指包含有沖突準則的決策問題,根據(jù)可供選擇方案為離散或者連續(xù)分為多屬性決策和多目標決策問題［４８］。多準則的問題伴隨著決策分析研究,是決策問題的重要特征。2009年,第二十屆多準則決策國際會議在四川成都召開,標志著我國學者的研究在國際學術界占有一席之地。國家自然科學基金對多準則決策研究的資助項目也主要在多屬性決策(如考慮指標期望的多指標決策、主客觀信息集成方法、基于直覺非平衡語言術語分布的多屬性群決策等)和多目標決策(如基于協(xié)商對策的不完全信息多人多目標決策、多目標進化算法等)2個方面。關于多目標決策,學者們主要集中研究了多目標決策的解。文獻提出了一個求解多目標二層規(guī)劃問題的多目標進化算法。該方法的特點是求解二層規(guī)劃問題,即在求解上層規(guī)劃的同時考慮了下層目標函數(shù)的雙目標,為此,研究者設計了一種基于隨機生成權向量的加權和函數(shù)的多目標進化算法。文獻構建了應用多種不確定性分析工具對動態(tài)化多目標分類問題進行建模求解的研究框架,并將快速動態(tài)化多目標分類決策理論研究和具有強烈應用背景的應急管理有機結合,分析了篩選分類、有偏好分類和名義分類在應急管理中的應用,設計了多種基于案例學習的快速化、多目標分類問題的解決途徑。多屬性決策主要涉及屬性特點及決策方法研究:1在決策的多屬性方面,有學者提出“群化集結算子”的新思路［１３］。2在決策方法方面,學者提出了一系列考慮指標期望信息的方案排序或選優(yōu)的方法,并研究了考慮指標具有均衡性、確定值期望、等定性期望、區(qū)間值期望的多指標決策方法［１６］。還有學者提出了基于模糊語言變量的R-ELECTRE方法［１７］,將傳統(tǒng)的ELECTRE方法進行了進一步拓展,并研究了集成DEMATEL和Choquet積分的多指標評價方法。2.3決策技術研究群決策研究主要包括群決策行為機制與模式的理論研究、群決策信息表示和集結方法等。管理科學部對群決策資助的項目也主要集中在這些領域。不可能性定理是群決策的核心理論。有學者研究了隨機偏愛群體決策和不可能性定理［１８］。隨機偏愛是序數(shù)型不完全信息偏愛的一類基本形式。文獻借助決策者對方案偏愛發(fā)生的主觀概率,引進了描述匯集個體隨機偏愛到群體偏愛的群體隨機偏愛映射。為研究群體隨機偏愛映射存在性這一群體決策理論中的基本問題,構造了一組相應的不完全信息隨機偏愛公理。文獻的主要成果是:在方案個數(shù)不少于3和決策人數(shù)不少于2的條件下,證明了不存在任何形式的群體隨機偏愛映射,滿足所給的這組隨機偏愛公理。研究表明,對于序數(shù)型隨機偏愛的不完全信息情形,仍然具有與偏愛信息是完全的、與經(jīng)典群體決策相仿的不可能性定理。這一結果奠定了序數(shù)型不完全信息群體決策的理論基礎。在群決策方法研究方面,文獻研究了決策者分別對屬性和方案的偏好以區(qū)間效用值、區(qū)間互補判斷矩陣、區(qū)間互反判斷矩陣等形式給出表達的多屬性群決策問題,給出了集成上述各種類型決策信息的一系列優(yōu)化決策模型,這些模型不僅考慮了已知的客觀信息以及決策者所提供的主觀偏好信息,并且在信息集成過程中能夠避免主客觀信息的丟失和扭曲,從而使得決策結果更加科學合理。文獻建立了一套新的、具有不同形式偏好信息的群決策理論與方法,彌補了以往單純采用具有相同形式偏好信息的群決策方法解決實際問題的不足。在群決策任務的分解與協(xié)同機制研究方面,文獻主要研究采用多Agent與貝葉斯網(wǎng)技術,研究了群決策環(huán)境下決策任務的表示與分解。通過貝葉斯網(wǎng)描述了一類復雜的決策任務,通過貝葉斯網(wǎng)的分解實現(xiàn)任務的分解,建立了基于貝葉斯網(wǎng)的任務模型,提出了一個基于多重聯(lián)合規(guī)則的、面向多重聚類的(CSMC)子任務聚類方法。該方法將任務抽象成一系列的優(yōu)相關屬性集組成的關聯(lián)規(guī)則,因而對子任務的聚類也就是進行關聯(lián)分類;在基于多目標演化算法的動態(tài)聚類方法基礎上引入多種群算法,提出了一種新穎的動態(tài)多目標、多點聚類方法。沖突是群決策的重要研究內容之一。文獻以群決策中的決策成員關系視角,研究2種類型決策成員(利益無關決策群體和利益相關決策群體)之間沖突的測度及協(xié)調管理。在分析群決策中群的含義及沖突的過程和層次性的基礎上,文獻提出了基于“關心自己-關心他人-關心決策任務”三維模型的群決策沖突管理模式,并分析競爭、合作、妥協(xié)、脅迫等多種典型沖突管理模式,設計三維群決策沖突管理模型中群決策變量的評價指標以及群決策沖突管理模式選擇的條件,為解決群決策沖突管理提供了新的思維模式。此外,還進行了群決策沖突管理的合作博弈分析以及沖突過程中的均衡分析。對于談判的研究,文獻通過多邊談判的實驗室模擬,對面對面(FTF)的和以計算機為中介(CM)的溝通條件下,不同任務結構的多邊談判中談判動機、決策策略等決策心理因素進行了研究,提出了不同溝通媒介的多邊談判中動機性信息加工取向的談判心理模型、公平啟發(fā)的形式偏好調節(jié)等模型和改進多邊談判質量的建議,并對FTF和CM這2種條件下群體決策的異同進行了比較研究,取得了創(chuàng)新性的研究成果。2.4研究方法與模型在決策行為實驗研究方面,學者為了研究群體的規(guī)模與決策結果的關系,以及獲得群體大小連續(xù)變化的實驗數(shù)據(jù),進行了大量的實驗工作［２５，２６］。實驗注重人格化及群體決策中的非理性因素,更貼近最常見的面對面群體的真實的決策行為。在長時間的實驗過程中,積累了較多實驗數(shù)據(jù),并獲得了有用的結論。文獻中的研究方法可對其他研究者進行長期、大量的實驗研究提供借鑒。在參考點選擇機制研究方面,文獻研究了交通出行者的出行決策的參考點選擇機制。在有限理性假設下,研究發(fā)現(xiàn):在給定出行情景的情況下,路徑選擇決策中的參考點取值主要由出行者的風險態(tài)度決定。通過對參考點取值的形成與演化過程的詳細分析,文獻提出了一種內生的參考點確定方法,即出行者根據(jù)自己的要求,確保在預算時間內到達目的地的可靠程度(即可接受的最小成功概率)累積概率分布函數(shù),估算出一個期望到達時間(即預算時間)。如果實際到達時間早于預算時間,那么出行者感知為獲得;反之,如果實際到達時間比預算時間晚,那么出行者感知為損失。相對于直接給定的外生方式,這是一種根據(jù)系統(tǒng)實時狀況內生而來的參考點選擇機制。為驗證該取值辦法的合理性,文獻將這種內生方式的參考點選擇機制應用到了基于累積前景理論的交通均衡配流模型中,流量分布的數(shù)值實驗結果表明:相較于外生方式,依據(jù)內生方式建立的模型與實際情況更加吻合。在參考點更新機制研究中,文獻研究了參考價格更新機制,提出了一種新的參考點更新模式,即假設客戶具有有限記憶,并根據(jù)每個記憶周期的初始和最近價格確定新的參考點,這被稱之為First-End模式。基于這種假設,文獻構建了企業(yè)動態(tài)定價優(yōu)化模型。通過分析該模型的穩(wěn)態(tài)和最優(yōu)價格路徑,發(fā)現(xiàn)客戶記憶窗口的長度對穩(wěn)態(tài)價格及企業(yè)的利潤有很大的影響。同時,通過與指數(shù)平滑模型及Peak-End模型的比較,發(fā)現(xiàn)相對指數(shù)平滑的模型具有更好的靈活性;也證明了在合理的假設條件下,Peak-End模型是所建模型的特例。在偏好反轉研究方面,文獻在第3代前景理論的基礎上,針對個人主觀偏好,研究了愿意接受(WTA)、愿意支付(WTP)和Choice的偏好反轉問題。研究表明,在WTA/WTP組和WTA/Choice組中,存在標準的偏好反轉;在WTP/Choice組中存在非標準的偏好反轉。此外,文獻還發(fā)現(xiàn),中國人比美國人在獲取時表現(xiàn)得更具風險喜好,而在損失時更風險規(guī)避。2.5模糊決策研究不確定性決策與風險決策的根本區(qū)別在于對隨機變量分布的認識程度不同,由此,對隨機變量分布的認識,是決策的基礎性問題。關于分布密度估計的相合性,文獻提出了非線性廣義phi-混合樣本的分布密度函數(shù)和非線性回歸(預測)函數(shù)的非參數(shù)估計,系統(tǒng)地研究了估計的相合性及收斂速度,給出了各種寬容的條件。關于分布密度估計的漸近正態(tài)性,文獻在新的廣義條件下,提出了非線性廣義al-pha-混合樣本的分布密度函數(shù)的非參數(shù)估計,研究了估計量的漸近正態(tài)性,不僅改進了之前文獻中已有的線性/混合序列下的結論,而且首次建立了之前文獻中未涉及的非線性/非al-pha-混合序列下分布密度估計漸近正態(tài)性的各種簡單條件。模糊決策是不確定性決策的分支之一。文獻取得的主要成果為:1對現(xiàn)有模糊集排序方法進行了系統(tǒng)分類和比較,建立了模糊集排序的基本原則,提出了新的模糊集排序方法。2以新的模糊集排序方法為基礎,建立了模糊多屬性決策與模糊群決策的加權平均模型和折衷模型,導出了2類模型的解釋性算法。3研究了多目標規(guī)劃的模糊求解程序,建立了含非線性隸屬函數(shù)模糊多目標規(guī)劃的轉換模型。4研究了模糊多目標規(guī)劃的非模糊轉換法則,提出了綜合型模糊規(guī)劃的一般算法。5完成了模糊決策支持系統(tǒng)的設計與開發(fā)。文獻研究了將協(xié)調平均算子拓展到模糊環(huán)境的情形,定義了模糊加權協(xié)調平均算子、模糊有序加權協(xié)調平均算子和模糊混合協(xié)調平均算子,建立了基于模糊混合協(xié)調平均算子的多屬性群決策模型,研究了網(wǎng)絡鏈路權值為三角模糊數(shù)時的最短路徑問題。粗糙集決策是一種不確定性決策。學者從二元關系出發(fā),建立了運用粗集理論研究多準則決策分析問題的框架體系［３１］。以基于粗集理論的歸納學習技術為基礎,運用多種智能技術,針對不同類型的多準則決策問題建立反映決策者偏好的模型,提出了決策矩陣和決策函數(shù)的概念。文獻對基于軟計算技術的不確定性決策方法進行了系統(tǒng)的研究,建立了信息系統(tǒng)中知識粒度的公理化方法,給出了知識粒度與信息熵之間的關系,統(tǒng)一了完備信息系統(tǒng)與非完備信息系統(tǒng)中不確定性度量的相關結果;建立了粒度序、多粒度意義下的不確定性決策模型;提出了基于正向近似、逆向近似與屬性劃分的準則約簡方法與決策規(guī)則獲取算法;給出了決策信息系統(tǒng)與非完備決策信息系統(tǒng)中決策規(guī)則集的性能評價方法;探索了粗糙集、概念格與決策樹相關融合技術,建立了基于閉標記格的關聯(lián)規(guī)則獲取方法,提出了基于粗糙集與屬性值聚類的決策樹算法。不確定性決策中的應急決策是決策科學應用領域中的研究熱點,國家自然科學基金資助應急決策的項目數(shù)明顯增加。近年來,管理科學部有一個重大研究計劃專門資助該領域的研究。2.6決策管理方面決策科學在社會、經(jīng)濟管理的諸多方面得到廣泛的應用研究,如能源開發(fā)與利用、投資分析、化學配方等。在排污治理決策方面,文獻將總量分配作為一個長期激勵手段、并結合互聯(lián)網(wǎng)技術研究我國排污申報制度的改進,以提高污染源信息質量,并針對污染物允許排放總量的分配特點,研究應用同質可分離物品分配的拍賣或仲裁的方法和模型,并利用計算復雜性來研究和分析相應方法的防操縱性和對排污者的激勵性。在保險決策應用方面,文獻分析了道德風險與逆向選擇的概念及其產(chǎn)生機理,闡釋了最優(yōu)保險契約設計的基本思想。文獻建立了多個夸大風險損失的索賠欺詐博弈模型,分析了保險雙方的博弈策略選擇及其可能達到的均衡,給出了滿足保險人零期望利潤約束的保險定價公式。在金融市場與投資決策方面,文獻研究了一般風險決策行動的風險度量及其在投資決策中的應用,建立了規(guī)范化期望效用和信息熵的風險度量及決策模型,并在證券投資決策中進行應用研究,為投資者提供了有效的投資決策方法。文獻界定了中國機構投資者的概念,從行為金融的視角,揭示了中國機構投資者的風險形成機理,并構建了中國機構投資者集成風險管理的方法。在客戶管理決策方面,文獻研究了一套保留價值客戶,提升低價值客戶的定性、定量模型,提出了一套評估客戶挽留價值和挽留策略的模型與方法,并應用于在客戶交易行為預測方面,構建了客戶流失預警的ADTreeLogit模型。文獻拓展了傳統(tǒng)客戶流失預測模型,分別考察引入屬性選擇、特征提取和特征選擇方法、可解釋性的基于結構風險最小化方法、集成學習方法后,建立了新的預測模型,并基于競爭對手反擊效應存在性,建立了客戶挽留價值計算模型。文獻假設客戶的購買過程為泊松過程,流失時間為幾何分布,恢復時間為指數(shù)分布,證明了在上述假設下,客戶的活躍、流失變化過程為一穩(wěn)態(tài)兩狀態(tài)連續(xù)時間馬爾可夫鏈,并稱其為層級間歇泊松模型。同時,進一步假設客戶的購買率、流失率和恢復率均存在差異性,分別服從伽馬分布、貝塔分布和伽馬分布,設計了一個馬爾可夫鏈蒙特卡洛算法來對以上模型進行參數(shù)估計,推導了客戶購買數(shù)量期望、客戶所處狀態(tài)的概率、客戶未來一段時間購買數(shù)量的期望等分析方法的常用公式。總之,文獻從客戶購買行為分析出發(fā),從多階段、延遲回報的角度分析營銷行為與客戶關系及客戶購買行為的動態(tài)關系,建立了客戶個體層級的決策支持模型。在產(chǎn)品決策方面,文獻研究了多類產(chǎn)品擴散的營銷策略優(yōu)化理論,研究表明:多類產(chǎn)品擴散過程中本身存在著相互影響;綜合考慮有無供給約束限制下,免費商品贈送等營銷策略和消費者購買行為影響時,得出促銷策略與價格策略分別采用會影響多類新產(chǎn)品的擴散,兩者結合使用的效果最佳;消費者行為同樣會對產(chǎn)品擴散過程和營銷策略的采用產(chǎn)生較大影響;產(chǎn)品在兩地市場擴散時促銷策略的采用會發(fā)生變化。文獻引入“保鮮努力”的概念到新鮮產(chǎn)品的供應鏈決策優(yōu)化和協(xié)調機制中。研究發(fā)現(xiàn),保鮮努力不僅影響新鮮產(chǎn)品的供給數(shù)量,而且影響其銷售需求。在軍事決策應用方面,學者對艦艇編隊防空目標威脅開展了目標威脅評估的數(shù)學表示、目標威脅評估的模糊多屬性決策與模糊多屬性群體決策方法、艦艇編隊防空對抗的模糊多人對策理論等方面的研究,發(fā)現(xiàn)了一些涉及合理性目標威脅評估模型的公理化條件及關鍵性問題解的存在性、唯一性、穩(wěn)定性條件［４２］。在應急決策應用研究方面,文獻研究了當供應鏈面對突發(fā)事件,決策者如何制定最優(yōu)應急決策并設計契約激勵機制來協(xié)調供應鏈。文獻研究了應對突發(fā)事件的應急互助契約問題,對突發(fā)事件下“集成式應急系統(tǒng)”、“分散式應急