清華：決策方法(權(quán)威精華不可不看)ppt課件

1、決策方法課件.一、決策根本概念1、系統(tǒng)決策過(guò)程H.A. 西蒙把決策過(guò)程同現(xiàn)代的管文科學(xué)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將其劃分為四個(gè)階段：找出制定決策的理由；找到能夠的行動(dòng)方案； 在諸行動(dòng)方案中進(jìn)展抉擇；對(duì)已進(jìn)展的抉擇進(jìn)展評(píng)價(jià)。這四個(gè)階段交錯(cuò)在一 起，就構(gòu)成了系統(tǒng)決策過(guò)程。 .決策是為到達(dá)某種目的，從假設(shè)干個(gè)求解方案中選出一個(gè)最優(yōu)或合理方案的過(guò)程。決策問(wèn)題假設(shè)影響決策結(jié)果的主要要素是不具有明智思想才干的自然事物，即針對(duì)的對(duì)象是自然事物，人們完全根據(jù)對(duì)自然事物形狀的了解來(lái)作決議，那么把這類(lèi)總稱(chēng)為決策問(wèn)題。2、決策問(wèn)題及其分類(lèi) .(1) 構(gòu)成一個(gè)決策問(wèn)題必需具備以下幾個(gè)條件： 存在試圖到達(dá)的明

2、確目的； 存在不以決策者的客觀(guān)意志為轉(zhuǎn)移的兩種以上的自然形狀； 存在兩個(gè)或兩個(gè)以上可供選擇的行動(dòng)方案； 不同行動(dòng)方案在不同自然形狀下的益損值可以計(jì)算出來(lái)。 .(2) 從不同角度來(lái)分析決策問(wèn)題，我們可以得出不同的分類(lèi)： 按決策的重要性可將其分為戰(zhàn)略決策、戰(zhàn)略決策和執(zhí)行決策，或稱(chēng)為戰(zhàn)略規(guī)劃、管理控制和運(yùn)轉(zhuǎn)控制三個(gè)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(duì)自然形狀規(guī)律的認(rèn)識(shí)和掌握程度，決策問(wèn)題通?？煞譃榇_定型決策、風(fēng)險(xiǎn)型決策統(tǒng)計(jì)決策以及非確定型完全不確定型決策三種。 按決策的目的數(shù)量可將其分為單目的決策和多目的決策。 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(chēng)為單

3、項(xiàng)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(xiǎn)型決策.3、決策模型和方法1客觀(guān)決策模型和方法 本質(zhì)是決策者根據(jù)客觀(guān)閱歷進(jìn)展決策。常用的方法有要素成對(duì)比較法PA、直接給出權(quán)值法DR、德?tīng)柗品?、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(xiàn)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)實(shí)際方法、最大方差法、主成分分析法； 風(fēng)險(xiǎn)型決策：決策表決策矩陣法、決策樹(shù)法； 完全不確定型決策：悲觀(guān)法、樂(lè)觀(guān)法、折中法、最小遺憾值法。.特點(diǎn)：1目的2至少有2個(gè)以上的行動(dòng)方案3不同方案得失可計(jì)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

4、根本步驟 一項(xiàng)完好的決策過(guò)程應(yīng)該包括以下幾個(gè)根本步驟： (1) 明確目的：確定目的是決策的前提。決策目的要制定得詳細(xì)、明確，防止籠統(tǒng)、 模糊。 (2) 擬定多個(gè)行動(dòng)方案：根據(jù)確定的目的，擬定多個(gè)行動(dòng)方案，這是科學(xué)決策的關(guān)鍵。 (3) 討論并預(yù)測(cè)未來(lái)能夠的自然形狀：所謂自然形狀，是指那些對(duì)實(shí)施行動(dòng)方案有影響而決策者又無(wú)法控制和改動(dòng)的要素所處的情況。 (4) 估計(jì)各自然形狀出現(xiàn)的概率：這是統(tǒng)計(jì)決策風(fēng)險(xiǎn)型決策問(wèn)題必需進(jìn)展的任務(wù)，是構(gòu)成該類(lèi)決策問(wèn)題的條件之一。 (5) 估算各個(gè)行動(dòng)方案在不同自然形狀下的益損值：這也是構(gòu)成決策問(wèn)題的條件之一。 (6) 評(píng)價(jià)和分析決策結(jié)果：選擇出稱(chēng)心的行動(dòng)方案，這一步是系

5、統(tǒng)決策全過(guò)程的主體， 運(yùn)用一定的決策準(zhǔn)那么，最終為決策者選擇出稱(chēng)心方案。 .二、風(fēng)險(xiǎn)型決策方法1、風(fēng)險(xiǎn)性決策定義：假設(shè)一個(gè)決策問(wèn)題未來(lái)能夠出現(xiàn)的自然形狀不止一個(gè)，但每種自然形狀出現(xiàn)的概率卻可以預(yù)測(cè)出來(lái)，這種決策就是風(fēng)險(xiǎn)型決策。.2、風(fēng)險(xiǎn)型決策的要素存在決策人希望到達(dá)的目的收益較大或損失較?。淮嬖趦蓚€(gè)以上的行動(dòng)方案可供選擇；存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的不以決策人的客觀(guān)意志為轉(zhuǎn)移的自然形狀；在幾種不同的自然形狀中未來(lái)終究出現(xiàn)哪種自然形狀，決策人不能一定，但是各種自然形狀出現(xiàn)的能夠性概率出可以預(yù)測(cè)出來(lái)。不同的行動(dòng)方案在不同的自然形狀下的相應(yīng)損益值收益或損失可以預(yù)測(cè)出來(lái)；.風(fēng)險(xiǎn)型決策所根據(jù)的規(guī)范主要是期望值規(guī)

6、范。每個(gè)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方案在自然形狀Sj下的益損值； Pj自然形狀Sj出現(xiàn)的概率。 期望值規(guī)范是指計(jì)算出每個(gè)方案的收益和損失的期望值，并且以該期望值為規(guī)范，選擇收益最大或損失最小的行動(dòng)方案為最優(yōu)方案。3、決策規(guī)范.4、三種風(fēng)險(xiǎn)型決策方法 (1) 決策表法 決策表法是分別計(jì)算出方案在不同自然形狀下的益損期望值，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:用于備選行動(dòng)方案及自然形狀都比較多的情況。設(shè)有m個(gè)行動(dòng)方案A1，A2，Ai, ,Am，寫(xiě)成集合為AA1，A2，Ai, ,Am，叫做方

7、案向量；有n個(gè)自然形狀S1，S2，Sj, ,Sn，寫(xiě)成集合為SS1，S2，Sj, ,Sn，叫做形狀向量；每個(gè)自然形狀發(fā)生的概率分別為P(S1)，P(S2) ，P(Sj), ,P(Sn)，寫(xiě)成P P(S1)，P(S2) ，P(Sj), ,P(Sn) ，叫形狀概率矩陣或概率矩陣。.設(shè)aij是自然形狀為Sj，采取第i個(gè)行動(dòng)方案時(shí)所獲得的效益值，即aija(Ai, Sj)對(duì)應(yīng)于每個(gè)方案的一系列形狀及概率，有個(gè)總期望益損值E(A)；進(jìn)展決策時(shí)：假設(shè)希望收益最大，那么在期望值的列矩陣中找最大的元素，其所對(duì)應(yīng)的方案便是，Armax E(A) 假設(shè)希望損失最小，那么在期望值的列矩陣中找最小的元素，所對(duì)應(yīng)的方案

8、即是， Asmin E(A) .例2：紅軍步兵部隊(duì)能夠在平原、有隱蔽地物的開(kāi)闊地、丘陵及水網(wǎng)地帶與藍(lán)軍坦克部隊(duì)遭遇，遭遇的能夠概率分別為0.1，0.4，0.2，0.3。遭遇時(shí)紅軍運(yùn)用的武器能夠有五種組合：A1磁性手雷、40火箭筒、82無(wú)坐力炮；A2磁性手雷、40火箭筒、82無(wú)坐力炮、85加農(nóng)炮；A3磁性手雷、40火箭筒、82無(wú)坐力炮、反坦克導(dǎo)彈；A4磁性手雷、40火箭筒、82無(wú)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(wú)坐力炮、反坦克導(dǎo)彈、坦克優(yōu)點(diǎn)有二：對(duì)于特別復(fù)雜、計(jì)算量特別大的決策問(wèn)題，比決策樹(shù)優(yōu)越；把決策問(wèn)題化成兩個(gè)矩陣相乘，最后得到一個(gè)矩陣列矩陣或行矩陣，從中找出最

9、大或最小元素，方便利用計(jì)算機(jī)進(jìn)展決策。.(3) 決策樹(shù)法 運(yùn)用決策樹(shù)來(lái)作決策的過(guò)程，是從右向左逐漸后退進(jìn)展分析。根據(jù)右端的損益值和概率枝的概率，計(jì)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(diǎn)有三：構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單明晰的決策過(guò)程，使決策者能按順序有步驟地進(jìn)展決策；構(gòu)成的決策圖比較直觀(guān)，便于集體討論決策；便于隨時(shí)查核重要的決策根據(jù)，并可適時(shí)進(jìn)展修正、補(bǔ)充，以更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的。.方案分枝概率分枝決策節(jié)點(diǎn)： 標(biāo)決策期望益損值 形狀節(jié)點(diǎn)： 標(biāo)本方案期望益損值 結(jié)果節(jié)點(diǎn)： 標(biāo)每個(gè)方案在相應(yīng)形狀下面的益損值概率分枝 ： 標(biāo)自然形狀的概率.多級(jí)決策建立小廠(chǎng)如銷(xiāo)路好，3年以后

10、擴(kuò)建，擴(kuò)建需求投資400萬(wàn)元，可運(yùn)用7年，每年盈利190萬(wàn)元。試用決策樹(shù)評(píng)選出合理的決策方案。.200-4019080不擴(kuò)建601230.3銷(xiāo)路好0.7930銷(xiāo)路好0.7銷(xiāo)路差0.3建大廠(chǎng)建小廠(chǎng)P(S1 )=0.7564680719擴(kuò)建銷(xiāo)路好0.7560930719后7年，第二次決策前3年，第一次決策.點(diǎn)：1.01907400=930萬(wàn)元點(diǎn)：1.0807=560萬(wàn)元因此應(yīng)采用擴(kuò)建的方案，而舍棄不擴(kuò)建的方案。把點(diǎn)的930萬(wàn)元移到點(diǎn)4來(lái)，那么點(diǎn)： 0.78030.79300.360(37) 280=719萬(wàn)元 由于點(diǎn)的期望利潤(rùn)值較大，因此取點(diǎn)而舍點(diǎn)。這樣，相比之下，建立大工廠(chǎng)的方案不是最優(yōu)方案，合

11、理的戰(zhàn)略應(yīng)采用前3年建小工廠(chǎng)，如銷(xiāo)路好，后7年進(jìn)展擴(kuò)建的方案。. S1 S2 0.4 0.6A1 100 -20 A2 75 10A3 50 30電視機(jī)廠(chǎng)試消費(fèi)三種電視機(jī)Ai(i=1,2,3)。市場(chǎng)大、小Sj (j=1,2)。消費(fèi)哪種？.100-207510503012340.60.40.60.40.6A1A2A3P(S1 )=0.4.100-20751050303812823633840.60.40.60.40.6A1A2A3P(S1 )=0.4.例3 ：某人有一筆多余資金100元，現(xiàn)有兩種存儲(chǔ)方案。一是存入銀行，每年可穩(wěn)得7的利息。二是用于購(gòu)買(mǎi)有獎(jiǎng)儲(chǔ)蓄，假設(shè)中頭獎(jiǎng)，獎(jiǎng)金10000元；中獎(jiǎng)概

12、率為十萬(wàn)分之三P0.00003；假設(shè)中二等獎(jiǎng)，可得獎(jiǎng)金2000元，其概率為萬(wàn)分之五P0.0005；假設(shè)中三等獎(jiǎng)，可得獎(jiǎng)金100元，其概率為百分之一P0.01；假設(shè)中末獎(jiǎng)，可得獎(jiǎng)金10元，概率為百分之十P0.1。獎(jiǎng)票為100元一張，不論中獎(jiǎng)與否，兩年后都退還本金，并且每張獎(jiǎng)票發(fā)給8元利息。試用決策樹(shù)為此問(wèn)題尋求一個(gè)理性的決策方案。不思索復(fù)利 作業(yè).三、貝葉斯決策 處置風(fēng)險(xiǎn)決策問(wèn)題時(shí)，需求知道各種形狀出現(xiàn)的概率：P(B1)， P(B2)， ， P(Bn)，這些概率稱(chēng)為先驗(yàn)概率。 風(fēng)險(xiǎn)是由于信息不充分呵斥的，決策過(guò)程還可以不斷搜集信息，假設(shè)搜集到進(jìn)一步信息A，對(duì)原有各種形狀出現(xiàn)概率估計(jì)能夠會(huì)有變化，

13、變化后的概率為P(BjA)，此條件概率表示在追加信息A后對(duì)原概率的一個(gè)修正，所以稱(chēng)為后驗(yàn)概率。Bayes法就是一種后驗(yàn)概率方法.運(yùn)用貝葉斯定理能處理計(jì)算后驗(yàn)概率的問(wèn)題貝葉斯定理PBj | Ai PAi | Bj PBj/ PAi | Bj PBj式中： PBj為事件Bj發(fā)生的概率； PBj | Ai 為事件Ai發(fā)生條件下，事件Bj發(fā)生的條件概率； PAi | 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表達(dá)色，B1表次品零件，B2表正品零件，那么P B1|AP(A|B1) P(B1)/ P(A|B1) P(B1)+ P(A|B2) P(B2) 1.00.2/( 1.0 0.2+0

14、.5 0.8)0.2/0.60.33運(yùn)用貝葉斯定理進(jìn)展決策兩階段決策：進(jìn)展市場(chǎng)調(diào)查與否；能否消費(fèi)新產(chǎn)品。隨機(jī)抽取一個(gè)，正好是次品的概率為多少？任取一個(gè)上拋落地后為白色時(shí)，這個(gè)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(gè)零件，其中的一個(gè)脫漏了這道工序。.例題某鉆井大隊(duì)在某地進(jìn)展石油勘探，客觀(guān)估計(jì)該地域?yàn)橛杏?1 )地域的概率為 P(1)0.5 ,沒(méi)油(2 )的概率為 P(2 )0.5，為提高勘探效果，先做地震實(shí)驗(yàn)，根據(jù)積累資料得知：.有油地域，做實(shí)驗(yàn)結(jié)果好(F)的概率P(F1 )0.9有油地域，做實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好(U)的概率P(U1 )0.1無(wú)油地域，做實(shí)驗(yàn)結(jié)果好(F

15、)的概率P(F2 )0.2有油地域，做實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好(U)的概率P(U2 )0.8求：在該地域做實(shí)驗(yàn)后，有油和無(wú)油的概率 各為多少？.解：做地震實(shí)驗(yàn)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做地震實(shí)驗(yàn)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(yàn)概率：做地震實(shí)驗(yàn)結(jié)果好的條件下有油的概率 P(1 ) P(F 1 ) 0.45 9P(1F ) = = P(F ) 0.55 11做地震實(shí)驗(yàn)結(jié)果好的條件下無(wú)油的概率 P(2

16、 ) P(F 2 ) 0.10 2P(2F ) = = P(F ) 0.55 11.用Bayes公式求解各事件的后驗(yàn)概率：做地震實(shí)驗(yàn)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做地震實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好的條件下無(wú)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形狀下進(jìn)展決策，而且連每一種自然形狀發(fā)生的概率也無(wú)法知道。在這種條件下如何更好地去“碰運(yùn)氣？.1.小中取大法那么悲觀(guān)法那么 其根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

17、益中最大的那個(gè)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(píng)價(jià)方案的規(guī)范。重點(diǎn)是使收益值不低于一個(gè)限制或損失值不超越一定限制。對(duì)自然形狀來(lái)說(shuō)， 決策中是以收益值最小或損失值最大的自然形狀作為必然出現(xiàn)的自然形狀來(lái)對(duì)待的，這就把不確定型決策問(wèn)題簡(jiǎn)化為確定型決策問(wèn)題。這里是按“ 最不利的情況來(lái)處置的，以最不利中的最有利方案作為行動(dòng)方案，所以實(shí) 際上這是一種比較保守和穩(wěn)妥的決策方法，又稱(chēng)悲觀(guān)決策方法。.2.大中取大法那么樂(lè)觀(guān)法那么 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(gè)所對(duì)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(chēng)樂(lè)

18、觀(guān)法那么。.3.折衷法那么a法那么 它是悲觀(guān)法那么與樂(lè)觀(guān)法那么的折衷，其方法是： (1)首先根據(jù)歷史資料和閱歷判別，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(jì)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，那么過(guò)于樂(lè)觀(guān)，a=1即樂(lè)觀(guān)法那么。 a值越小，那么過(guò)于悲觀(guān)，a=0即悲觀(guān)法那么。 .4.大中取小法那么最小遺憾法那么 其根本思想是處事以遺憾越小越好。由于決策者作出決策后，必與現(xiàn)實(shí)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(gè)元素都減去這個(gè)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.平均法那么均勻概率法那么。這種法那么以為，決策者既然不能確知每一種情況出現(xiàn)的概率，那么不應(yīng)以為某一形狀比其他形狀更能夠出