決策方法課件ppt

1、決策方法課件學(xué) 習(xí) 公 約空杯心態(tài)積極參與真誠建議掌聲鼓勵保持秩序手機調(diào)整全情投入隨時互動課 程 要 求一、決策基本概念1、系統(tǒng)決策過程H.A. X把決策過程同現(xiàn)代的管理科學(xué)、 計算機技術(shù)和自動化技術(shù)結(jié)合起來，將其劃分為四個階段：找出制定決策的理由；找到可能的行動方案； 在諸行動方案中進行抉擇；對已進行的抉擇進行評價。這四個階段交織在一 起，就形成了系統(tǒng)決策過程。 決策是為達到某種目標(biāo)，從若干個求解方案中選出一個最優(yōu)或合理方案的過程。決策問題如果影響決策結(jié)果的主要因素是不具有理智思維能力的自然事物，即針對的對象是自然事物，人們完全依據(jù)對自然事物狀態(tài)的了解來作決定，則把這類總稱為決策問題。2、決

2、策問題及其分類 (1) 構(gòu)成一個決策問題必須具備以下幾個條件： 存在試圖達到的明確目標(biāo)； 存在不以決策者的主觀意志為轉(zhuǎn)移的兩種以上的自然狀態(tài)； 存在兩個或兩個以上可供選擇的行動方案； 不同行動方案在不同自然狀態(tài)下的益損值可以計算出來。 (2) 從不同角度來分析決策問題，我們可以得出不同的分類： 按決策的重要性可將其分為戰(zhàn)略決策、策略決策和執(zhí)行決策，或稱為戰(zhàn)略規(guī)劃、管理控制和運行控制三個層次。 按決策的性質(zhì)可將其分為程序化決策和非程序化決策。 根據(jù)人們對自然狀態(tài)規(guī)律的認識和掌握程度，決策問題通?？煞譃榇_定型決策、風(fēng)險型決策（統(tǒng)計決策）以及非確定型（完全不確定型）決策三種。 按決策的目標(biāo)數(shù)量可將其

3、分為單目標(biāo)決策和多目標(biāo)決策。 按決策的階段可將其分為單階段決策和多階段決策，也可稱為單項決策和序貫決策。 確定型決策非確定型決策（完全不確定型決策）風(fēng)險型決策3、決策模型和方法（1）主觀決策模型和方法 實質(zhì)是決策者根據(jù)主觀經(jīng)驗進行決策。常用的方法有因素成對比較法（PA）、直接給出權(quán)值法（DR）、德爾菲法、頭腦風(fēng)暴法、名義小組法、層次分析法（AHP）；（2）定量決策模型和方法 確定型決策：線性規(guī)劃方法、盈虧平衡分析法、信息熵法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、模糊建模、灰色系統(tǒng)理論方法、最大方差法、主成分分析法； 風(fēng)險型決策：決策表（決策矩陣）法、決策樹法； 完全不確定型決策：悲觀法、樂觀法、折中法、最小遺憾值法

4、。特點：（1）目標(biāo)（2）至少有2個以上的行動方案（3）不同方案得失可計算（4）決策環(huán)境確定大致概率完全不確定4、系統(tǒng)決策的基本步驟 一項完整的決策過程應(yīng)該包括以下幾個基本步驟： (1) 明確目標(biāo)：確定目標(biāo)是決策的前提。決策目標(biāo)要制定得具體、明確，避免抽象、 含糊。 (2) 擬定多個行動方案：根據(jù)確定的目標(biāo)，擬定多個行動方案，這是科學(xué)決策的關(guān)鍵。 (3) 探討并預(yù)測未來可能的自然狀態(tài)：所謂自然狀態(tài)，是指那些對實施行動方案有影響而決策者又無法控制和改變的因素所處的狀況。 (4) 估計各自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率：這是統(tǒng)計決策（風(fēng)險型決策）問題必須進行的工作，是構(gòu)成該類決策問題的條件之一。 (5) 估算各個

5、行動方案在不同自然狀態(tài)下的益損值：這也是構(gòu)成決策問題的條件之一。 (6) 評價和分析決策結(jié)果：選擇出滿意的行動方案，這一步是系統(tǒng)決策全過程的主體， 應(yīng)用一定的決策準(zhǔn)則，最終為決策者選擇出滿意方案。 二、風(fēng)險型決策方法1、風(fēng)險性決策定義：如果一個決策問題未來可能出現(xiàn)的自然狀態(tài)不止一個，但每種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率卻能夠預(yù)測出來，這種決策就是風(fēng)險型決策。2、風(fēng)險型決策的要素存在決策人希望達到的目標(biāo)（收益較大或損失較?。淮嬖趦蓚€以上的行動方案可供選擇；存在兩個或兩個以上的不以決策人的主觀意志為轉(zhuǎn)移的自然狀態(tài)；在幾種不同的自然狀態(tài)中未來究竟出現(xiàn)哪種自然狀態(tài)，決策人不能肯定，但是各種自然狀態(tài)出現(xiàn)的可能性（

6、概率出）可以預(yù)測出來。不同的行動方案在不同的自然狀態(tài)下的相應(yīng)損益值（收益或損失）能夠預(yù)測出來；風(fēng)險型決策所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要是期望值標(biāo)準(zhǔn)。每個方案的益損期望值可表示為: 式中： Vi第i種方案的益損期望值； Vij第i方案在自然狀態(tài)Sj下的益損值； Pj自然狀態(tài)Sj出現(xiàn)的概率。 期望值標(biāo)準(zhǔn)是指計算出每個方案的收益和損失的期望值，并且以該期望值為標(biāo)準(zhǔn)，選擇收益最大或損失最小的行動方案為最優(yōu)方案。3、決策標(biāo)準(zhǔn)4、三種風(fēng)險型決策方法 (1) 決策表法 決策表法是分別計算出方案在不同自然狀態(tài)下的益損期望值，并列成表，然后選擇益損期望值最大或者最小的方案作為最優(yōu)方案。 (2) 決策矩陣法（2）決策矩陣法:用

7、于備選行動方案及自然狀態(tài)都比較多的情況。設(shè)有m個行動方案A1，A2，Ai, ,Am，寫成集合為AA1，A2，Ai, ,Am，叫做方案向量；有n個自然狀態(tài)S1，S2，Sj, ,Sn，寫成集合為SS1，S2，Sj, ,Sn，叫做狀態(tài)向量；每個自然狀態(tài)發(fā)生的概率分別為P(S1)，P(S2) ，P(Sj), ,P(Sn)，寫成P P(S1)，P(S2) ，P(Sj), ,P(Sn) ，叫狀態(tài)概率矩陣或概率矩陣。設(shè)aij是自然狀態(tài)為Sj，采取第i個行動方案時所取得的效益值，即aija(Ai, Sj)對應(yīng)于每個方案的一系列狀態(tài)及概率，有個總期望益損值E(A)；進行決策時：若希望收益最大，則在期望值的列矩陣

8、中找最大的元素，其所對應(yīng)的方案便是，Armax E(A) 若希望損失最小，則在期望值的列矩陣中找最小的元素，所對應(yīng)的方案即是， Asmin E(A) 例2：紅軍步兵部隊可能在平原、有隱蔽地物的開闊地、丘陵及水網(wǎng)地帶與藍軍坦克部隊遭遇，遭遇的可能概率分別為0.1，0.4，0.2，0.3。遭遇時紅軍使用的武器可能有五種組合：A1磁性手雷、40火箭筒、82無坐力炮；A2磁性手雷、40火箭筒、82無坐力炮、85加農(nóng)炮；A3磁性手雷、40火箭筒、82無坐力炮、反坦克導(dǎo)彈；A4磁性手雷、40火箭筒、82無坐力炮、85加農(nóng)炮、反坦克導(dǎo)彈；A5磁性手雷、40火箭筒、82無坐力炮、反坦克導(dǎo)彈、坦克優(yōu)點有二：對于

9、特別復(fù)雜、計算量特別大的決策問題，比決策樹優(yōu)越；把決策問題化成兩個矩陣相乘，最后得到一個矩陣（列矩陣或行矩陣），從中找出最大或最小元素，方便利用計算機進行決策。(3) 決策樹法 應(yīng)用決策樹來作決策的過程，是從右向左逐步后退進行分析。根據(jù)右端的損益值和概率枝的概率，計算出期望值的大小，確定方案的期望結(jié)果。然后根據(jù)不同方案的期望結(jié)果作出選擇。 優(yōu)點有三：形成了一個簡單明晰的決策過程，使決策者能按順序有步驟地進行決策；構(gòu)成的決策圖比較直觀，便于集體討論決策；便于隨時查核重要的決策依據(jù)，并可適時進行修改、補充，以更好地實現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)。方案分枝概率分枝決策節(jié)點： 標(biāo)決策期望益損值 狀態(tài)節(jié)點： 標(biāo)本方案期望

10、益損值 結(jié)果節(jié)點： 標(biāo)每個方案在相應(yīng)狀態(tài)下面的益損值概率分枝 ： 標(biāo)自然狀態(tài)的概率多級決策建設(shè)小廠如銷路好，3年以后擴建，擴建需要投資400萬元，可使用7年，每年盈利190萬元。試用決策樹評選出合理的決策方案。200-4019080不擴建601230.3銷路好0.7930銷路好0.7銷路差0.3建大廠建小廠P(S1 )=0.7564680719擴建銷路好0.7560930719后7年，第二次決策前3年，第一次決策點：1.01907400=930萬元點：1.0807=560萬元因此應(yīng)采用擴建的方案，而舍棄不擴建的方案。把點的930萬元移到點4來，則點： 0.78030.79300.360(37)

11、 280=719萬元 由于點的期望利潤值較大，因此取點而舍點。這樣，相比之下，建設(shè)大工廠的方案不是最優(yōu)方案，合理的策略應(yīng)采用前3年建小工廠，如銷路好，后7年進行擴建的方案。 S1 S2 0.4 0.6A1 100 -20 A2 75 10A3 50 30電視機廠試生產(chǎn)三種電視機Ai(i=1,2,3)。市場大、小Sj (j=1,2)。生產(chǎn)哪種？100-207510503012340.60.40.60.40.6A1A2A3P(S1 )=0.4100-20751050303812823633840.60.40.60.40.6A1A2A3P(S1 )=0.4例3 ：某人有一筆多余資金100元，現(xiàn)有兩種

12、存儲方案。一是存入銀行，每年可穩(wěn)得7的利息。二是用于購買有獎儲蓄，若中頭獎，獎金10000元；中獎概率為十萬分之三（P0.00003）；若中二等獎，可得獎金2000元，其概率為萬分之五（P0.0005）；若中三等獎，可得獎金100元，其概率為百分之一（P0.01）；若中末獎，可得獎金10元，概率為百分之十（P0.1）。獎票為100元一張，不論中獎與否，兩年后都退還本金，并且每張獎票發(fā)給8元利息。試用決策樹為此問題尋求一個理性的決策方案。（不考慮復(fù)利） 作業(yè)三、貝葉斯決策 處理風(fēng)險決策問題時，需要知道各種狀態(tài)出現(xiàn)的概率：P(B1)， P(B2)， ， P(Bn)，這些概率稱為先驗概率。 風(fēng)險是由

13、于信息不充分造成的，決策過程還可以不斷收集信息，如果收集到進一步信息A，對原有各種狀態(tài)出現(xiàn)概率估計可能會有變化，變化后的概率為P(BjA)，此條件概率表示在追加信息A后對原概率的一個修正，所以稱為后驗概率。Bayes法就是一種后驗概率方法運用貝葉斯定理能解決計算后驗概率的問題貝葉斯定理P（Bj | Ai） P（Ai | Bj ） P（Bj）/ P（Ai | Bj ） P（Bj）式中： P（Bj）為事件Bj發(fā)生的概率； P（Bj | Ai ）為事件Ai發(fā)生條件下，事件Bj發(fā)生的條件概率； P（Ai | Bj ） 為事件Bj發(fā)生條件下，事件Ai發(fā)生的條件概率。設(shè)A表白色，B1表次品零件，B2表正品

14、零件，則P（ B1|A）P(A|B1) P(B1)/ P(A|B1) P(B1)+ P(A|B2) P(B2) 1.00.2/( 1.0 0.2+0.5 0.8)0.2/0.60.33應(yīng)用貝葉斯定理進行決策兩階段決策：進行市場調(diào)查與否；是否生產(chǎn)新產(chǎn)品。隨機抽取一個，正好是次品的概率為多少？任取一個上拋落地后為白色時，這個零件是次品的概率是多少？有道工序：把一種白色圓片零件的一面漆成紅色，現(xiàn)有五個零件，其中的一個遺漏了這道工序。例題某鉆井大隊在某地進行石油勘探，主觀估計該地區(qū)為有油(1 )地區(qū)的概率為 P(1)0.5 ,沒油(2 )的概率為 P(2 )0.5，為提高勘探效果，先做地震試驗，根據(jù)積

15、累資料得知：有油地區(qū)，做試驗結(jié)果好(F)的概率P(F1 )0.9有油地區(qū)，做試驗結(jié)果不好(U)的概率P(U1 )0.1無油地區(qū)，做試驗結(jié)果好(F)的概率P(F2 )0.2有油地區(qū)，做試驗結(jié)果不好(U)的概率P(U2 )0.8求：在該地區(qū)做試驗后，有油和無油的概率 各為多少？解：做地震試驗結(jié)果好的概率P(F ) P(1 ) P(F1 ) P(2 ) P(F2) 0.50.9 + 0.50.2 = 0.55做地震試驗結(jié)果不好的概率P(U) P(1 ) P(U1 ) P(2 ) P(U2 ) 0.50.8 + 0.50.1 = 0.45用Bayes公式求解各事件的后驗概率：做地震試驗結(jié)果好的條件下有

16、油的概率 P(1 ) P(F 1 ) 0.45 9P(1F ) = = P(F ) 0.55 11做地震試驗結(jié)果好的條件下無油的概率 P(2 ) P(F 2 ) 0.10 2P(2F ) = = P(F ) 0.55 11用Bayes公式求解各事件的后驗概率：做地震試驗結(jié)果不好的條件下有油的概率 P(1 ) P(U 1 ) 0.05 1P(1U) = = P(U ) 0.45 9做地震試驗結(jié)果不好的條件下無油的概率 P(2 ) P(U 2 ) 0.40 8P(2U ) = = P(U) 0.45 9四、完全不確定型決策 不但要在不確定的自然狀態(tài)下進行決策，而且連每一種自然狀態(tài)發(fā)生的概率也無法知

17、道。在這種條件下如何更好地去“碰運氣”？1.小中取大法則悲觀法則 其基本作法是先找出每種方案在最不利情況下的最小收益，然后選擇最小收益中最大的那個方案作為最優(yōu)方案。即取 為最優(yōu)方案。 這種方法是以最小收益值（或最大損失值）作為評價方案的標(biāo)準(zhǔn)。重點是使收益值不低于一個限度（或損失值不超過一定限度）。對自然狀態(tài)來說， 決策中是以收益值最?。ɑ驌p失值最大）的自然狀態(tài)作為必然出現(xiàn)的自然狀態(tài)來看待的，這就把不確定型決策問題簡化為確定型決策問題。這里是按“ 最不利”的情況來處理的，以最不利中的最有利方案作為行動方案，所以實 際上這是一種比較保守和穩(wěn)妥的決策方法，又稱悲觀決策方法。2.大中取大法則樂觀法則

18、其方法是首先找出各方案在最有利的情況下的最大收益值，然后選擇其中最大的一個所對應(yīng)之方案作最優(yōu)方案，即 此即選取最有利中之最有利方案，故又稱樂觀法則。3.折衷法則a法則 它是悲觀法則與樂觀法則的折衷，其方法是： (1)首先根據(jù)歷史資料和經(jīng)驗判斷，確定系數(shù)a的值（0a1）; (2)根據(jù)每一方案的最大收益值Vimax與最小收益值Vimin，計算各方案 的折衷收益值Hi，即HiaVimax(1-a)Vimin ； (3)選擇折衷收益值最大的方案，即 maxHi作為最優(yōu)方案。 這種方法取決于a之取值。 a值越大，則過于樂觀，a=1即樂觀法則。 a值越小，則過于悲觀，a=0即悲觀法則。 4.大中取小法則最小遺憾法則 其基本思想是處事以遺憾越小越好。因為決策者作出決策后，必與事實有出入，應(yīng)以感到遺憾為最優(yōu)。 其方法是在收益矩陣的每一列中選出最大的元素，將這一列的每一個元素都減去這個最大值，得遺憾矩陣。然后找出各方案的最大遺憾值，選其中最小者之方案為最優(yōu)方案。 5.平均法則均勻概率法則。這種法則認為，決策者既然不能確知每一種情況出現(xiàn)的概率，則不應(yīng)認為某一狀態(tài)