管理決策理論、技術與方法和科學決策與信息分析

管理決策理論、技術與方法MBA選修課程衷心希望本課程能讓學者決策英明！1?張所地西安交通大學管理學博士山西財經大學管理學教授、工商管理博士導師國務院特殊津貼專家山西省委聯(lián)系的高級專家山西財經大學管理工程研究中心主任山西省風險管理研究會會長Tel：86-351-7666868(OMail:zsdzx@126zhangsuodiws@qq2?該課程內容提要本課程主要內容或特色是：在由決策主體、初始狀態(tài)空間、預期狀態(tài)空間、損益函數空間和決策環(huán)境五要素構成的管理決策系統(tǒng)的基礎上，將現(xiàn)代的理性決策理論和行為決策理論有機結合，分十章分別介紹了管理決策論發(fā)展的歷程、西蒙的管理決策過程論、基礎的理性決策分析方法、理性期望效用理論及應用、主觀期望效用理論及應用、行為決策理論及實踐、基本的理性群決策理論、行為群決策分析、多目標決策分析基本原理和方法、方案的抉擇的可行、可靠及可接受的綜合評價方法。3?本課程設置的目的經過多年的教學與研究實踐積累，從基本原理出發(fā)，進行取材，既要能將最新的管理決策理論研究成果融入本課程中，又不能太專門化和龐大化。本課程設置的基本思想是：為管理類的研究生提供能快速進入管理決策系統(tǒng)，在實際決策中發(fā)揮啟發(fā)作用的課程。因為任何管理決策總是在組織內外環(huán)境影響下，由處于該組織的某個管理層——決策主體所作的。決策主體要面對現(xiàn)在狀況，考慮未來預期，確定決策目標，識別管理決策問題，設計備擇方案，確定方案選擇標準，進行管理決策制定、組織實施和反饋控制，還要承擔制定和實施決策的后果。然而，在動態(tài)復雜的管理環(huán)境下，想適時決策和“一次成功”，需掌握決策所需的現(xiàn)狀和未來的信息，這是十分困難的事情，也表明有成效決策的難度和研究的必要性。人們希望在決策過程中有科學理論為依據，有規(guī)范的方法和規(guī)則可循，有發(fā)揮潛力的技藝可學，以盡可能地保證決策成功，需要了解決策行為科學和決策定量科學。4?本課程的教學參考書張所地等編著《管理決策理論、技術與方法》,清華大學出版社,2023.08,“十四五”高等教育規(guī)劃教材.經管系列.該書對《張所地著：管理決策論，中國科學技術出版社，2023.1》做了重大修改，尤其每章前增加了引例；章后都附了該章內容精要和案例練習，結合精品課程《管理決策》網站上的各種動態(tài)充實更新的電子資料及導讀資料，可為各種不同需求的讀者提供較為豐富的管理決策的內容。原著是山西省本科精品課程《管理決策》的教材，也是山西省研究生精品課程《管理決策理論與方法》的主要教學參考書。原著于2023年12月榮獲山西省第五次社會科學研究優(yōu)秀成果一等獎，晉社科獎證字第05034號。原著于2023年獲山西省研究生優(yōu)秀教材二等獎。5?教學要求共八講，32個課時。每次課前預習、課中討論、課后練習思考考試成績：平時25%+EMAIL交作業(yè)8次25%+期末50%6?第3章理性決策分析?教學目的掌握理性決策系統(tǒng)的構成要素掌握風險型決策分析方法、純不確定型決策模型方法掌握貝葉斯決策分析方法及其應用了解風險型決策分析的其他準則教學重點確定型、純不確定型和風險型三種決策分析方法。教學難點貝葉斯決策分析方法。8?3.1理性決策系統(tǒng)3.2確定型決策分析3.3純不確定型決策分析3.3.1悲觀準則—瓦爾德(Wald)法3.3.2樂觀準則—最大最大法3.3.3最小遺憾準則—薩維奇(Savage)法3.3.4折衷準則—赫威斯(Hurwicz)法3.3.5等可能性準則—拉普拉斯(Laplace)法3.4風險型決策分析3.4.1期望最優(yōu)準則3.4.2概率優(yōu)勢準則3.4.3期望標準差混合準則3.4.4貝葉斯準則3.4.5部分期望準則3.4.6決策樹技術本章目錄9?3.1理性決策系統(tǒng)理性決策系統(tǒng)提出的必要性：第1章介紹了由決策主體、初始狀態(tài)空間、預期狀態(tài)空間、損益函數空間及決策意境組成的管理決策系統(tǒng)。在實際研究中，往往先對一個簡單系統(tǒng)進行剖析，再逐步擴展到一般的管理決策系統(tǒng)，為此需要對該管理決策系統(tǒng)作如下的簡化基本假設:10?簡化基本假設:11?理性決策系統(tǒng)——Wald統(tǒng)計決策系統(tǒng)12?13?決策分析的內涵：在管理實踐中，有一大類的管理決策問題可以抽象成理性決策系統(tǒng)，通過收集信息及情報，在該系統(tǒng)中尋求滿意方案，使得決策函數達到最優(yōu)，稱為理性決策系統(tǒng)分析，簡稱決策分析。理性決策系統(tǒng)的類型按未來決策環(huán)境出現(xiàn)的后果狀態(tài)集合的狀態(tài)空間出現(xiàn)狀態(tài)確定與否進行分類：14?3.2確定型決策分析15?3.3純不確定型決策分析純不確定型決策分析的特點：決策者往往只能根據自己的主觀傾向進行決策，不同的主觀態(tài)度建立不同的評估和決策準則，根據不同的決策準則，選出最終的滿意方案也可能是不同的。本小節(jié)介紹5種常用的純不確定型決策分析方法(以下討論，均以收益型問題為例，費用型問題同理)。16?3.3.1悲觀準則—瓦爾德(Wald)法17?試分析計算例3-1。悲觀準則的特點：是從壞處著眼的帶有保守性質的一種決策準則，它反映了決策者的悲觀情緒。這個準則在某些場合下適用，例如企業(yè)規(guī)模小，資金薄弱，經不起大的經濟沖擊；或者是決策者認為最壞狀態(tài)發(fā)生的可能性甚大，對好狀態(tài)缺乏信心。在某些行動可能導致重大損失，比如人的傷亡、企業(yè)的倒閉時，人們也往往愿意采用這種較為穩(wěn)妥的原則進行決策。人們寧愿在無事時花點錢參加各種保險，以防萬一遭到不幸時蒙受致命的損失便是這樣的例子，但是，這條準則常引導決策者要慎重決策，與狹路相逢勇者勝相悖。18?3.3.2樂觀準則—最大最大法19?試分析計算例3-2。樂觀準則的特點：表明決策者在決策時，即使情況不明，但仍不放棄任何一個可能獲得最大利益的機會?；跇酚^準則的決策方法是從最好情況著眼的帶有冒險性質的一種決策方法。它反映了決策者的樂觀情緒。當決策者估計出現(xiàn)最好狀態(tài)的可能性甚大，而且即使出現(xiàn)最壞狀態(tài)損失也不十分嚴重時會采用這一決策方法。20?3.3.3最小遺憾準則—薩凡奇(Savage)法21?試分析計算例3-3。22?3.3.4折衷準則—赫威斯(Hurwicz)法23?試分析計算例3-4，體會折衷準則的特點。24?3.3.5等可能性準則—拉普拉斯(Laplace)法25?試分析計算例3-5，體會等可能性準則的特點，對比分析五個準則的適用性。26?§3.3純不確定型決策分析匯總

27?§3.3純不確定型決策分析匯總28?3.4.1悲觀準則——華爾德（Wald）法

這種方法又叫maxmin法，或小中取大準則，它是保守悲觀論者偏愛的方法。原則：先找出每個決策在各種狀態(tài)下的目標最小值，再從各個決策的這些最小值中選一個最大值，對應的決策就是相對滿意決策。29?3.4.2樂觀準則——最大最大法

這種方法又叫maxmax方法。它是愛冒風險的樂觀主義者偏好的方法。30?這個方法又叫后悔值準則。它從后悔值（又稱機會損失或損失）最小的角度考慮問題，是前述兩種方法的折中性算法，略偏保守。

則后悔值為：3.4.3最小遺憾準則——薩凡奇（Savage）法

31?3.4.4折衷準則——赫威斯（Hurwicz）法

這種方法要求決策者給定樂觀系數α，且α∈[0,1]。當α越靠近1，決策結果越與樂觀或冒險者相吻合；當α越接近零，決策結果越接近悲觀與保守者的需要。

32?3.4.5等可能性準則——拉普拉斯（Laplace）法

這種方法把狀態(tài)發(fā)生的概率都取成等可能值，如m種狀態(tài)，每個狀態(tài)發(fā)生的概率取1/m。33?§3.5風險型決策分析一項決策所產生的后果，取決于兩方面因素，即除了取決于決策者所選擇的行動方案，還取決于決策者所無法控制（或無法完全控制）的客觀因素，前者通常稱為決策變量，后者稱為自然狀態(tài)。風險型決策，是決策者根據幾種不同自然狀態(tài)可能發(fā)生的概率所進行的決策。34?3.5.1風險型決策問題的特征存在著決策者希望達到的一個（或一個以上）明確的決策目標，如利益較大，損失較小等。

存在著決策者可以主動選擇的兩個或兩個以上的行動方案，即存在兩個以上決策變量。存在著不以（或不全以）決策者的主觀意志為轉移的兩種或兩種以上的自然狀態(tài)，即存在著兩種或兩種以上狀態(tài)變量。

不同行動方案在不同自然狀態(tài)下的損益值可以預先確定出來。

各種自然狀態(tài)的出現(xiàn)概率可預先計算或估計出來，具體可區(qū)分為主觀概率和客觀概率。35?3.5.2期望損益值準則

一個決策變量的期望值，就是它在不同自然狀態(tài)下的損益值（或機會損益值）乘上相對應的發(fā)生概率之和。即期望損益決策，是以不同方案的期望損益作為擇優(yōu)的標準，選出期望損益相對滿意方案。36?3.5.3期望收益值準則的局限

以期望貨幣損益值為標準的決策方法一般只適用于下列幾種情況：概率的出現(xiàn)具有明顯的客觀性質，而且較穩(wěn)定；決策不是解決一次性問題，而是解決多次重復的問題；決策的結果不會對決策者帶來嚴重的后果。采用期望值標準時，要求自然狀態(tài)的概率不變、決策后果函數不變。

37?3.5.4風險型決策的其他準則

概率優(yōu)勢法則如果在決策問題中，方案ai的條件收益值不小于任一實數的概率，大于或等于方案aj的條件收益值不小于同一實數的概率，則稱方案ai按概率優(yōu)于方案aj。μ-σ法則在評價一個行動方案時，不僅考慮方案可能帶來的期望收益值，同時也明確考慮代表風險的條件收益方差。因此，法則的判斷依據一般是期望和方差的二元函數（稱為評價函數），即38?3.5.5貝葉斯決策分析風險型決策的基本方法是將狀態(tài)變量視為隨機變量，用先驗狀態(tài)分布表示狀態(tài)變量的概率分布，用期望值準則計算方案的滿意程度。由于先驗狀態(tài)分布與實際情況存在一定誤差，為了提高決策質量，需要通過收集有關狀態(tài)變量的補充信息，對先驗概率進行修正，用后驗狀態(tài)分布進行決策，這就是貝葉斯決策分析。39?3.5.5.1貝葉斯決策分析的基本方法

利用補充信息修正先驗狀態(tài)概率分布，這是貝葉斯決策的關鍵。具體來說，可以通過全概率公式和貝葉斯公式，利用可得的概率值去修正先驗概率分布，使其更符合實際情況。全概率公式：貝葉斯公式：40?貝葉斯決策的基本方法是，利用市場調查獲取的補充信息值H，去修正狀態(tài)變量的先驗分布，即依據條件分布矩陣提供的較充分信息，用貝葉斯公式求出在信息值H發(fā)生的條件下，狀態(tài)變量的條件分布或條件密度，經過修正的狀態(tài)變量的分布稱為后驗分布。后驗分布能夠更準確地表示狀態(tài)變量概率分布的實際情況。再利用后驗分布對風險型決策問題作出決策分析，并測算信息的價值和比較信息的成本。41?貝葉斯決策分析的基本步驟驗前分析：應用狀態(tài)分析方法測算和估計狀態(tài)變量的先驗分布，并計算各可行方案在不同自然狀態(tài)下的條件結果值。預驗分析：比較分析補充信息的價值和成本的過程。驗后分析：利用補充信息修正先驗分布，得到解決更加符合市場實際的后驗分布。再利用后驗分布進行決策分析，選出最滿意的可行方案，并對信息的價值和成本作對比分析，對決策分析的經濟效益情況作出合理的說明。序貫分析：適當地將決策分析全過程劃分為若干階段，多階段相互連接，前階段決策結果是后階段決策的條件，形成決策分析全過程。42?43?3.5.5.2貝葉斯決策信息的價值完全信息價值（EVPI）的意義將能夠提供狀態(tài)變量真實情況的補充信息稱為完全信息。掌握了完全信息的風險決策就轉化為確定型決策。如果補充信息值Hj對每個狀態(tài)值θ都是完全信息值，則完全信息值Hj對狀態(tài)值θ的期望收益值稱為完全信息價值的期望值，簡稱完全信息價值，記作EVPI。44?補充信息價值（EVAI）的意義一般情況下，信息值Hj對狀態(tài)值來說，條件概率，信息值并非完全信息價值，此時Hj稱為補充信息價值。設Hj為補充信息值，決策者掌握了補充信息值Hj前后期望收益值的增加量，或者掌握了補充信息值Hj前后期望損失值的減少量，稱為補充信息值Hj的價值。全部補充信息值Hj價值的期望值，稱為補充信息價值的期望值。記作EVAI。

45?完全信息價值（EVPI）的計算補充信息價值（EVAI）的計算

46?3.5.6

部分期望決策分析法

基本模型當狀態(tài)且服從連續(xù)分布時，決策變量有兩種可能性(當然亦為連續(xù)變量)。

，造成過量（或剩余）損失額為

，式中，k0為已知的單件成本。總過量損失額：，造成不足損失額為：式中，為單件利潤。總不足損失額：47?

總損失額應為與之和。為求最優(yōu)決策，對上式求導，并令其值為零，解出的即是。注：在具體求導過程中，可分別從狀態(tài)變量取值連續(xù)和離散兩種情況討論。48?狀態(tài)變量服從不同分布時部分期望法的應用θ服從泊松分布θ服從正態(tài)分布N(μ,σ)

單位正態(tài)損失積分：

49?§3.6決策樹分析法由于決策問題的特性，規(guī)范決策模型要符合兩個要求：①能反映風險決策的環(huán)境，因而必然要采用事態(tài)體的表達形式。②能反映決策的序慣性。決策樹這種構模形式既簡明又能滿足上述兩項要求。決策樹是一種圖解法，它能夠清晰直觀地表示出影響決策的各種要素，通過判斷各種方案出現(xiàn)的概率及最終期望值，確定出解決問題的行動方案。

50?3.6.1決策樹的構成

決策點，用口表示，說明決策者必須在此選擇一項行動方向，從它引出的分支叫方案分枝，每個方案分枝代表一個策略，分枝數反映策略的個數。方案枝，表示可供選擇的方案。機會點或方案結點，用○表示，說明這是一個預期隨機時間，其上方的數字表示該方案的收益期望值。

概率枝，也叫狀態(tài)分枝，說明事件發(fā)生的可能性，它從機會點引出，每條分枝上標明自然狀態(tài)及其出現(xiàn)的概率，狀態(tài)分枝數反映自然狀態(tài)數。

結果結點，用△表示，它旁邊的數字是每一方案在相應狀態(tài)下的收益值。剪枝號，用‖表示。51?3.4風險型決策分析

風險型決策問題基本特征：①存在一個(或一個以上)明確的決策目標，如利益較大，損失較小等。②存在可以選擇的兩個或兩個以上的行動方案，即存在兩個以上決策變量。③存在不以(或不全以)決策者的主觀意志為轉移的兩種或兩種以上的自然狀態(tài)，即存在兩種或兩種以上狀態(tài)變量。④不同行動方案在不同自然狀態(tài)下的損益值可以預先確定出來。⑤各種自然狀態(tài)的出現(xiàn)概率可根據有關資料預先計算或估計出來。52?3.4.1風險型決策的期望最優(yōu)準則嘗試寫出費用風險型期望最小準則，想一想期望最優(yōu)準則是否存在缺點，是什么？為什么？53?3.4.2風險型決策的概率優(yōu)勢準則3.4.3風險型決策的期望標準差混合準則查找關于這兩個準則的資料，了解其適用性。分析前述準則是否存在缺點。54?3.4.4風險型決策的貝葉斯準則貝葉斯準則的本質：有必要通過科學實驗、調查收集有關狀態(tài)變量的補充信息，通過統(tǒng)計分析等方法對先驗概率分布進行修正，形成試驗后認知的狀態(tài)概率分布(稱為后驗概率分布)，用這樣的后驗概率分布形成決策準則(稱為貝葉斯準則)進行決策，就會提高決策的質量，據此進行決策的方法就稱為風險型的貝葉斯決策分析方法。55?3.4.4.1貝葉斯決策分析方法1.貝葉斯決策分析的意義仔細閱讀并了解貝葉斯決策分析的意義。2.貝葉斯決策分析的原理貝葉斯決策的關鍵：利用補充信息修正狀態(tài)的先驗概率分布，可以通過全概率公式和貝葉斯公式，利用可得的概率值去修正先驗概率分布?；叵敫怕收搩热荩瑖L試寫出全概率公式以及貝葉斯公式。56?57?3.貝葉斯決策分析的基本步驟①先驗分析。②預驗分析。③后驗分析。仔細閱讀三個步驟，勾勒出每個步驟的關鍵環(huán)節(jié)。

58?根據貝葉斯指標體系，快速計算完成例3-6。59?3.4.4.2貝葉斯決策信息價值利用補充信息修正先驗分布，使后驗分布更加符合市場實際，提高了決策的科學性和效益性。由此推知，信息本身既有成本，也有價值。如何測算信息的價值，從以下幾方面討論：根據貝葉斯指標體系，快速計算完成例3-7。

60?

決策樹的界定：為了使決策方法形象化，我們把計算過程畫成樹形結構，稱之為決策樹。它由節(jié)點和分支組成，它可適用于任何一種決策方法的形象化。其中節(jié)點分為條件節(jié)點、決策節(jié)點和狀態(tài)節(jié)點。分別用菱形

、正方形□和圓形○標記。條件節(jié)點表示需要的條件費用(其值等于菱形內部的數字)。決策節(jié)點生成各行動方案，并將最優(yōu)方案的期望金額(收益或費用值)記入其內部。狀態(tài)節(jié)點生成各狀態(tài)，其內數字表示某一方案期望金額(收益或費用值)。決策節(jié)點和狀態(tài)節(jié)點分別引出決策分支和狀態(tài)分支。它們旁邊的數字分別表示決策方案和狀態(tài)概率。繪制例3-7的決策樹。完成例3-9。

61?3.4.6決策樹技術風險型的決策問題，通常是以最大期望利潤或最低期望成本作為決策準則，相應的決策樹的技術應用步驟如例3-10所示。繪制例3-10的決策樹。

62?圖3-4一般問題的決策樹結構63?請對本節(jié)的例3-11，利用軟件Treeplan進行求解。64?請完成本章練習題、思考題、案例題，下次上課前進行交流也可將問題疑惑反映到管理決策課程網站論壇里還可進行QQ交流或發(fā)Email65?66?Thankyouverymuchforlistening!67?第3章科學決策與信息分析主要內容：信息分析在決策中的作用；各類型決策中的信息保障；信息分析的工作流程?；疽螅毫私飧黝悰Q策中信息利用的重要性；了解不同決策階段信息服務的特點；理解決策對信息的基本要求；掌握信息分析工作的基本流程。3.1信息分析在決策中的作用3.1.1決策活動中的信息利用信息分析:是對情報進行定向濃集和科學抽象的一種科學勞動.信息在軍事戰(zhàn)略制定中的作用；信息在制定地區(qū)經濟發(fā)展規(guī)劃中的作用；信息在科學管理中的作用；信息在對外貿易中的作用；信息在制定生產計劃中的作用；信息在提高產品質量、發(fā)展花色品種中的作用。3.1信息分析在決策中的作用3.1.2不同決策階段的信息服務決策階段信息服務的內容與特點決策前（超前服務）促成決策及早完成（快）；有助于決策者掌握預測性信息（準）；有助于決策者更新知識、增強判斷力（增）決策中（跟蹤服務）確立目標階段；決策方案準備階段；選定決策方案階段。決策后（反饋服務）跟蹤反饋；循環(huán)反饋；同步追蹤反饋。3.1信息分析在決策中的作用3.1.3決策對信息的基本要求可靠性（可信度）——信息的真實性和準確性。信息源；信息獲取手段；信息獲取的條件。完整性（完全度）——包括決策對象全部的信息全面收集歷史的、現(xiàn)實的和未來的信息；兼顧反映正面的和反面問題的信息。精確性（精確度）——反映事物特征的細微化程度。不同決策對信息的精確度要求不同；劃定范圍，確定上限和下限。3.2各類型決策中的信息保障3.2.1新產品研制的信息保障創(chuàng)意產生與篩選階段的信息保障創(chuàng)意產生于對信息的收集、吸收和理解；創(chuàng)意孕育著新產品，要盡可能多的收集；篩選是從多個創(chuàng)意中選擇出具有開發(fā)價值項目的過程，其要求是：新意；可行；實用；有效。3.2各類型決策中的信息保障3.2.1新產品研制的信息保障開發(fā)決策階段的信息保障主要任務是針