第01講決策理論基本知識

決策理論與方法(1)

——決策理論基本知識合肥工業(yè)大學管理學院Friday,February3,2023決策理論基本知識1、決策與決策過程2、決策問題分類3、決策問題求解過程決策理論與方法-決策理論基本知識為什么要研究決策？任何個人、企業(yè)、事業(yè)單位和政府機構都離不開決策。個人決策關系到個人的成敗得失，組織決策關系到組織的生死存亡，國家決策關系到國家的興衰榮辱。然而任何決策其結果完全符合預期情況的很少，總是或多或少地偏離原先期望，甚至截然相反?？s小這種偏離正是決策研究的目標。決策理論與方法-決策理論基本知識什么是決策？狹義表述：決策是選擇方案的活動，是領導的行為，即“拍板”。廣義表述：決策是一個提出問題、研究問題、擬定方案、選擇方案并實施方案的全過程，即決策是決策主體以問題為導向，對組織或個人未來行動的方向、目標、方法和原則所作的判斷和決策。決策理論與方法-決策理論基本知識決策的兩個特征1、決策是面向未來的：因此結果是不確定的，很難符合預期目標；2、決策追求“一次成功率”：技術研究可允許反復實驗，但決策不可以。提高決策成功率的方法是在決策前進行充分論證，應用科學的決策理論、方法和技術。決策理論與方法-決策理論基本知識決策的四個要素決策四要素：決策主體，決策目標，行動方案，決策環(huán)境決策主體：決策行為的發(fā)出者，可以是個人，也可以是群體。理性人：(1)知識是完備的；(2)價值觀或偏好是一致的；(3)擇優(yōu)的即能對知識系統(tǒng)進行遍歷搜索，制定出無遺漏的方案集，并能對所有方案進行全面比較。管理人(或有限理性人或現(xiàn)實人)：(1)知識不完備；(2)價值觀或偏好是非一致的；(3)只能對知識系統(tǒng)進行非遍歷搜索，制定出可能方案集，能對該方案集進行選擇比較。影響決策質(zhì)量的個人因素：知識、經(jīng)驗、判斷力、個性、價值觀、個人感情等因素；社會、經(jīng)濟、文化、科學背景；知識結構、心理結構。決策理論與方法-決策理論基本知識決策的四個要素決策目標：決策目標是決策者的期望，其合理性直接影響決策結果的合理性。確定決策目標應遵循的原則：利益兼顧原則(個人、組織、國家)；目標量化原則：便于度量、評價和考核；結果滿意原則：不可能達到最優(yōu)。滿意是指以有限的資源和一定的速度獲得最大的效益或以最少的資源和最快的速度獲得預期的效益。決策理論與方法-決策理論基本知識決策的四個要素行動方案：達到目的的手段。行動方案的制定是整個決策中最為重要的階段，特別是重大決策。決策中的行動方案是一個由若干可替代的可行方案的集合。決策環(huán)境：決策環(huán)境指各種方案可能面臨的自然狀態(tài)和背景，如天氣、市場需求、政策影響等。決策理論與方法-決策理論基本知識決策過程情報活動(Intelligence)：審時度勢、確定決策問題和決策時機，解決“做什么”，是決策目標的確定過程。信息集：為減少行動集、自然狀態(tài)集、后果集的不確定性開展調(diào)查研究所獲得的信息。自然狀態(tài)集：事物所有可能的自然狀態(tài)Θ={1,…,n}設計活動(Design)：尋求多種途徑解決問題的過程，是行動方案的探求過程。設計活動強調(diào)多方案。行動集：決策主體可能采用的所有行動集合A={a1,…,am}決策理論與方法-決策理論基本知識決策過程決擇活動(Choice)：是預估、評價和選擇方案的過程。方案后果的多樣性、評價準則的多樣性及決策者個人主觀因素等對決擇活動均產(chǎn)生重要影響。后果集：決策問題各種可能的后果集合C={cij=c(ai,j)}，cij表示決策人采取行動ai時出現(xiàn)自然狀態(tài)j時的后果。實施活動(implementation)：是執(zhí)行、跟蹤和學習的過程。對選擇的方案制定詳細執(zhí)行計劃、資源預算計劃，加強實施過程的監(jiān)督與檢查，及時糾正偏差。決策理論與方法-決策理論基本知識決策過程環(huán)境評價方法確定目標實施方案設計方案反饋決策理論與方法-決策理論基本知識舉例決策目標：挑選一條從合肥到南京的交通路徑。設計活動：動車（出發(fā)地—合肥火車站—南京南站—目的地）；自備車（A：出發(fā)地—合寧高速—南京一橋—目的地；B：出發(fā)地—合寧高速—南京三橋—目的地；C：出發(fā)地—合寧高速—過江隧道—目的地）決擇活動：從路程、路況(環(huán)境)、時耗、成本等方面預估、評價方案，并根據(jù)評價準則如時間、成本或安全等確定行動方案。實施活動：完成購票或備車加油等準備工作并實施行動方案。決策理論與方法-決策理論基本知識決策理論基本知識1、決策與決策過程2、決策問題分類3、決策問題求解過程決策理論與方法-決策理論基本知識按決策者職能劃分專業(yè)決策(專家決策)：指各類專業(yè)人員(如醫(yī)生、建筑設計師等)在職業(yè)標準的范圍內(nèi)，根據(jù)自己或別人提供的經(jīng)驗和專門知識所進行的判斷和決策。特點：專業(yè)決策與專業(yè)標準密切相關；有“批量”決策能力；“隔行如隔山”。管理決策：指企事業(yè)單位的管理者所進行的決策。特點：管理的藝術性決定了管理決策沒有相同的標準和不變的準則；逐個解決問題；一種不停頓的滾動式?jīng)Q策。如經(jīng)營方向決策、營銷決策、投資決策。（戰(zhàn)略層、管理層、業(yè)務層）公共決策(社會決策)：指國家、行政管理機構和社會團體所進行的決策。特點：決策問題的清晰度較差(原因復雜)；追求公眾共識。決策理論與方法-決策理論基本知識按決策環(huán)境劃分確定性決策：指未來狀態(tài)完全可以預測，有精確、可靠的數(shù)據(jù)資料支持的決策問題。風險性決策（隨機性決策）：指有多種未來狀態(tài)和相應后果，但只能得到各種狀態(tài)發(fā)生的概率而難以獲得充分可靠信息的決策問題。不確定性決策：指難以獲得各種狀態(tài)發(fā)生的概率，甚至對未來狀態(tài)都難以把握的決策問題。競爭型決策：指決策主體在利益相互影響的環(huán)境中策略的選擇問題。決策理論與方法-決策理論基本知識按其他方式劃分(1)按決策問題的性質(zhì)劃分程式?jīng)Q策：指經(jīng)常重復的決策問題。非程式?jīng)Q策：指那些尚未發(fā)生過、不容易重復出現(xiàn)的決策問題。按決策目標的數(shù)量劃分單目標決策多目標決策決策理論與方法-決策理論基本知識按其他方式劃分(2)按參與決策的人數(shù)劃分單人決策多人決策（群決策或分布式?jīng)Q策）按信息對決策的支持程度劃分結構化半結構化非結構化決策理論與方法-決策理論基本知識決策理論基本知識1、決策與決策過程2、決策問題分類3、決策問題求解過程決策理論與方法-決策理論基本知識求解過程圖決策理論與方法-決策理論基本知識問題描述與定義問題描述與定義的任務是如何將一個實際問題轉化成適合用數(shù)學模型來描述的問題，主要工作：決策目標及決策目標的形式化表示（如成本最小或收益最大；風險最小或利潤最大等）決策變量：明確可能影響決策目標的所有決策變量，定義所有決策變量以及其取值范圍假設與簡化：為了便于建模，往往會摒棄實際問題中一些與本質(zhì)無關或次要的因素；對一些不確定性的定量關系進行限制（實際問題中某兩個變量之間的影響關系可能很復雜，但可用一個簡單但合理的關系代替復雜關系。例如：用線性分段函數(shù)代替非線性函數(shù)）決策理論與方法-決策理論基本知識復雜問題分解如果面對的決策問題異常復雜（往往是一個多目標決策問題，如三峽大壩的修建），需要對這樣的決策問題進行分解，分解策略一般有兩種：對問題分解：將復雜決策問題按決策目標的不同分解成若干個子問題，然后對子問題逐個求解，最后按照總目標最優(yōu)的策略進行決策。（Multi-agent系統(tǒng)）對模型分解：用某一種可用于構建復雜問題模型的方法對整個問題建模（如貝葉斯網(wǎng)，這種方法一般適用于決策目標單一或難以分解，而決策變量之間的關系有非常復雜和不明確的情形），然后對模型進行分割，分塊求解，再形成最終解。決策理論與方法-決策理論基本知識模型與建模模型是人們對系統(tǒng)的屬性及其運行狀態(tài)的主觀描述，是系統(tǒng)本質(zhì)屬性用某種數(shù)學或非數(shù)學表示的形式，是客觀現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象。(輸入)-結構-參數(shù)-(輸出)系統(tǒng)結構輸入輸出參數(shù)干擾Y=f(X)=AX+B輸出結構輸入?yún)?shù)/干擾決策理論與方法-決策理論基本知識模型與建模建模就是“現(xiàn)實問題的模型化”，即摒棄問題中一些與本質(zhì)無關或次要的因素，分析決策變量的取值不同對決策目標的影響，確定決策目標與決策變量之間的數(shù)、形、結構或模式等關系。Y=f(X)=AX+B輸出結構輸入?yún)?shù)/干擾決策理論與方法-決策理論基本知識模型描述數(shù)學描述：用數(shù)學符號和數(shù)學公式來表述系統(tǒng)的屬性，由變量、參數(shù)、約束條件及等式與不等式方程式等組成Y=f(x1,x2,…,xn),Y為輸出（決策目標），f為結構，(x1,x2,…,xn)為輸入（決策變量）非數(shù)學描述：文字、語言、圖形、圖像及實物等當f結構無法用函數(shù)表示時，可以用一定結構的圖來表示：如神經(jīng)網(wǎng)絡、決策樹等還有一些只有定性特征的模型也常用圖表示，如系統(tǒng)的演變、系統(tǒng)的體系結構等決策理論與方法-決策理論基本知識建模方法觀察法(Observation)：直接觀察管理對象的行為，并把觀察結果按時間順序系統(tǒng)地記錄下來自然觀察(不讓被試者知道)參與式觀察(假裝成與被試者相同的身份與他們混在一起)策劃性觀察(按照預先設計好的情境對被試者進行觀察)調(diào)查法(Survey)(測驗法)郵件(問卷)調(diào)查電話調(diào)查面談或訪談決策理論與方法-決策理論基本知識建模方法案例研究(CaseStudy):對某一個體、群體或組織在較長時間里連續(xù)進行調(diào)查、了解、收集全面的資料實驗法(Experiment):在控制其他額外變量的條件下，通過對一個變量的操縱來測量另外一個變量的變化實驗室實驗現(xiàn)場實驗決策理論與方法-決策理論基本知識建模方法仿真法(simulation)：創(chuàng)設與真實環(huán)境幾乎完全相同的情境（實驗室仿真和計算機仿真），并通過反復試驗獲得問題的模型。準實驗法(quasi-experiment)：存在無法控制但又無法消除的混淆變量時的實驗法就稱為準實驗法。(系統(tǒng)性變量：如評估全面質(zhì)量管理對企業(yè)財務的影響，就存在宏觀經(jīng)濟周期性變化這一不可控變量)解析法(Analysis)：對具有明確數(shù)學關系的決策問題，可通過分析法建立相應的決策模型。優(yōu)化決策問題常用分析法建模。決策理論與方法-決策理論基本知識模型選擇確定性決策問題：借助運籌學或最優(yōu)化理論，建立各種優(yōu)化模型隨機性決策問題：借助概率論與數(shù)理統(tǒng)計，建立各種統(tǒng)計模型，如決策樹、貝葉斯網(wǎng)等不確定性決策問題：借助相關不確定性理論建立相應的模型，如定性推理、神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊集、粗糙集、證據(jù)理論、灰色理論等。競爭型決策問題：借助博弈論建立相應的模型。決策理論與方法-決策理論基本知識模型求解模型求解就是通過對方案的評估、比較、選擇或優(yōu)化，進而獲得問題的解。演算獲得解析解借助數(shù)值計算方法獲得數(shù)值解借助人工智能方法獲得數(shù)值解常用模型求解工具統(tǒng)計工具：SPSS軟件優(yōu)化工具：SAS軟件人工智能工具：Matlab軟件、SAS軟件、SPSSClementine決策理論與方法-決策理論基本知識解的融合對于復雜決策問題，當采用分解策略對問題求解時，如何對子問題(子模型)的解進行融合最終形成整個問題的解是一個重要問題，涉及的內(nèi)容有：融合策略：加法策略、乘法策略等權重設計沖突消解決策理論與方法-決策理論基本知識結果檢驗與模型優(yōu)化結果檢驗：測試結果的有效性，并分析可能存在的問題（仿真、實驗）模型優(yōu)化調(diào)整模型參數(shù)