第十四講決策分析方法和科學(xué)決策與信息分析

第十四講

決策分析方法2決策分析方法第一節(jié)管理決策概述第二節(jié)風(fēng)險型決策第三節(jié)不確定型決策3第一節(jié)管理決策概述一、基本概念

決策是管理的重要職能。它是決策者對系統(tǒng)方案所作決定的過程和結(jié)果，是決策者的行為和職責(zé)。決策者的決策活動需要系統(tǒng)分析人員的決策支持。管理決策分析就是為幫助決策者在多變的環(huán)境條件下進(jìn)行正確決策而提供的一套推理方法、邏輯步驟和具體技術(shù)，以及利用這些方法和技術(shù)規(guī)范選擇滿意的行動方案的過程。4決策問題的基本模式為：二、決策問題的基本模式和常見類型1，2，…，m1，2，…，n式中：——決策者的第i種策略或第i種方案，屬于決策變量，是決策者的可控因素?！獩Q策者和決策對象（決策問題）所處的第j種環(huán)境條件或第j種自然狀態(tài)，屬于狀態(tài)變量，是決策者不可控制的因素。——決策者在第j種狀態(tài)下選擇第i種方案的結(jié)果，是決策問題的價值函數(shù)，一般叫益損值、效用值。5根據(jù)決策問題的基本模式，可劃分決策問題的類型。θ完全把握不完全把握確定型決策風(fēng)險型決策對自然不確定——不確定決策對人的不確定——對抗型決策（對策）完全不把握A政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、能源、人口、教育等決策戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)等決策W定性、定量、模糊決策單目標(biāo)、多目標(biāo)決策隱式、顯式?jīng)Q策個人、群體決策決策者61、確定型決策三、幾種基本決策問題的分析

條件：①存在決策者希望達(dá)到的明確目標(biāo)(收益大或損失小等)；②存在確定的自然狀態(tài)；③存在可供選擇的兩個以上的行動方案；④不同行動方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計算出來。

方法：在方案數(shù)量較大時，常用運(yùn)籌學(xué)中的規(guī)劃論等方法來分析解決，如線性規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃。嚴(yán)格地來講，確定型問題只是優(yōu)化計算問題，而不屬于真正的管理決策分析問題。72、風(fēng)險型決策

條件：①存在決策者希望達(dá)到的明確目標(biāo)(收益大或損失小)；②存在兩個以上不以決策者主觀意志為轉(zhuǎn)移的自然狀態(tài)，但決策者或分析人員根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)理論等可預(yù)先估算出自然狀態(tài)的概率值P；③存在兩個以上可供決策者選擇的行動方案；④不同行動方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計算出來。

方法：期望值、決策樹法。

風(fēng)險型決策問題是一般決策分析的主要內(nèi)容。在基本方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)注意把握信息的價值及其分析和決策者的效用觀等重要問題。83、不確定型決策條件：①存在決策者希望達(dá)到的明確目的(收益大或損失小)；②自然狀態(tài)不確定，且其出現(xiàn)的概率不可知；③存在兩個以上可供決策者選擇的行動方案；④不同行動方案在確定狀態(tài)下的益損值可以計算出來。方法：樂觀法(最大最大原則)、悲觀法(最小最大原則)、等概率法(Laplace準(zhǔn)則，也是一種特殊的風(fēng)險型決策)、后悔值法(Savage準(zhǔn)則或后悔值最大最小原則)。94、對抗型決策Wij＝f(Ai，Bj)i＝1,2，…，m；j＝1,2，…，n式中Ai——決策者的策略集；Bj——競爭對手的策略集?？刹捎脤Σ哒摷捌錄_突分析等方法來分析解決。這類決策分析問題是當(dāng)前管理、經(jīng)濟(jì)界比較關(guān)注的問題。105、多目標(biāo)型決策

由于系統(tǒng)工程所研究的大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)一般具有屬性及目標(biāo)多樣化的特點(diǎn)，在管理決策時通常要考慮多個目標(biāo)，且它們在很多情況下又是相互消長或矛盾的，這就使得多目標(biāo)決策分析在管理決策分析中具有了日益重要的作用。多目標(biāo)決策的理論、方法與應(yīng)用，在國際上是最近二三十年才得到蓬勃發(fā)展的。目前分析該類決策問題的方法已有不少，常用方法有：化多目標(biāo)為單目標(biāo)的方法(含系統(tǒng)評價中的加權(quán)和及各種確定目標(biāo)權(quán)重的方法)、重排次序法、目標(biāo)規(guī)劃法及層次分析(AHP)方法等。11第二節(jié)風(fēng)險型決策分析1、期望值法期望值是指概率論中隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望，我們把采取的行動方案看成是離散隨機(jī)變量。假設(shè)未來存在m個自然狀態(tài)，每個自然狀態(tài)發(fā)生的概率為pi，行動方案在此狀態(tài)下的損益值為xi，則行動方案的損益期望值為一、風(fēng)險型決策分析的基本方法12【例1】某企業(yè)要生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，其行動方案和自然狀態(tài)如下表：自然狀態(tài)行動方案價格上漲θ1價格不變θ2價格下跌θ30.30.60.1大批生產(chǎn)A14032-6中批生產(chǎn)A2363424小批生產(chǎn)A3201614概率益損值這是面臨三種自然狀態(tài)和三種行動方案的風(fēng)險型決策分析問題，其益損值如下：方案A1：E（A1）＝0.3×40＋0.6×32＋0.1×（-6）＝30.6萬元方案A2：E（A2）＝0.3×36＋0.6×34＋0.1×24＝33.6萬元方案A3：E（A3）＝0.3×20＋0.6×16＋0.1×14＝17.0萬元通過計算比較可知，方案A2的數(shù)學(xué)期望最大，為33.6萬元，所以取A2方案132、決策樹法

所謂決策樹法，是利用樹形圖模型來描述決策分析問題，并直接在樹圖上進(jìn)行決策分析。（1）繪制決策樹：“□”——表示決策節(jié)點(diǎn)，從它引出的分枝叫做分枝。“○”——表示狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，從它引出的分枝叫做狀態(tài)分枝或概率分枝?！啊鳌薄硎窘Y(jié)果節(jié)點(diǎn)，即將不同行動方案在不同自然狀態(tài)下的結(jié)果注明在結(jié)果節(jié)點(diǎn)的右端。14決策樹法的基本模型4032-6價格上漲（0.3）價格不變（0.6）價格下跌（0.1）130.6363424233.6201614317.0決策點(diǎn)大批生產(chǎn)A1中批生產(chǎn)A2小批生產(chǎn)A333.6∥∥價格上漲（0.3）價格不變（0.6）價格下跌（0.1）價格上漲（0.3）價格不變（0.6）價格下跌（0.1）153、多級決策樹決策問題需要經(jīng)過多次決策才能完成，則這種決策問題就叫多級決策問題?！纠?】某化妝品公司決定對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，提出兩種方案以供選擇：一是從國外引進(jìn)一條自動化程度較高的生產(chǎn)線；二是自行設(shè)計一條有一定水平的生產(chǎn)線。引進(jìn)技術(shù)的成功率為80%，自行設(shè)計的成功率為60%。若引進(jìn)或自行設(shè)計成功，可考慮是否增加產(chǎn)量；若失敗，只能繼續(xù)使用原有工藝，產(chǎn)量不變。今后5年內(nèi)該產(chǎn)品價格有三種狀態(tài)。所有預(yù)測數(shù)據(jù)如下表，用決策樹法進(jìn)行方案選擇。16自然狀態(tài)行動方案跌價θ1原價θ2漲價θ30.10.50.4按原有工藝生產(chǎn)-1000125引進(jìn)生產(chǎn)線A1產(chǎn)量不變B1-25080200（成功率0.8）產(chǎn)量增加B2-400100300自行設(shè)計A2產(chǎn)量不變B1

-2500250（成功率0.6）產(chǎn)量增加B2-350-250650概率益損值例2的損益表根據(jù)上述條件，屬于二級決策分析問題，用多級決策樹進(jìn)行分析計算如下：17跌價(0.1)原價(0.5)漲價(0.4)-100012540跌價(0.1)原價(0.5)漲價(0.4)-2508020095跌價(0.1)原價(0.5)漲價(0.4)-400100300130跌價(0.1)原價(0.5)漲價(0.4)-250012575跌價(0.1)原價(0.5)漲價(0.4)-350250650100跌價(0.1)原價(0.5)漲價(0.4)-100012540產(chǎn)量不變B1產(chǎn)量增加B2130產(chǎn)量不變B1產(chǎn)量增加B2100112失敗(0.2)成功(0.8)引進(jìn)生產(chǎn)線A111276成功(0.6)失敗(0.4)自行設(shè)計生產(chǎn)線A2‖‖‖（損益值單位：萬元）18二、信息的價值

信息和決策的關(guān)系十分密切。不言而喻，要獲得正確的決策，必須依賴足夠和可靠的信息，但是為取得這些信息所花費(fèi)的代價也相當(dāng)可觀。從而提出了這樣一個問題：是否值得花費(fèi)一定數(shù)量的代價去獲得必須的信息以供決策之需呢?為此就出現(xiàn)了如何評價信息價值的問題。另外，信息不對稱情況下的決策是對抗型決策中的重要問題。191、完全信息的價值

【例3】某化工廠生產(chǎn)一種化工產(chǎn)品，根據(jù)統(tǒng)計資料的分析表明，該產(chǎn)品的次品率可以分成五個等級（即五種狀態(tài)），每個等級（狀態(tài)）的概率如下表所示。純度狀態(tài)（次品率）S1（0.02）S2（0.05）S3（0.10）S4（0.15）S5（0.20）概率0.200.200.100.200.30已知：生產(chǎn)該產(chǎn)品所用的主要化工原料純度越高，產(chǎn)品的次品率越低。20可以在生產(chǎn)前對該化工原料增加一道“提純”工序，能使全部原料處于高純度的S1狀態(tài)，但要增加工序費(fèi)用。經(jīng)估算，不同純度狀態(tài)下其損益值如下表所示。自然狀態(tài)方案S1S2S3S4S50.200.200.100.200.30提純A110001000100010001000不提純A2440032002023800-400概率益損值如果在做是否提純決策之前，先對原料進(jìn)行檢驗(yàn)，就可以根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，對不同純度的原料采用不同的策略。已知每次檢驗(yàn)的費(fèi)用為50元。用決策樹法判斷是否應(yīng)該增加檢驗(yàn)工序，并計算完全信息的價值。21S2(0.2)S3(0.1)S4(0.2)320020238001760S1(0.2)S5(0.3)4400-400S2(0.2)S3(0.1)S4(0.2)1000100010001000S1(0.2)S5(0.3)10001000A110004400A2‖4400A110003200A2‖3200A110002023A2‖2023A11000800A2‖1000A11000-400A2‖10002220S2(0.2)S3(0.1)S4(0.2)S1(0.2)S5(0.3)1760A1A2‖2170檢驗(yàn)不檢驗(yàn)‖-50（損益值單位：元）222、抽樣信息價值

【例4】某家電公司由于原有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)陳舊落后，產(chǎn)品質(zhì)量差，銷路不廣，該公司擬對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革，制定了兩種設(shè)計方案：（1）全新設(shè)計方案（A1），即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)全部重新設(shè)計；（2）改型設(shè)計方案（A2），即在原有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。公司根據(jù)以往的統(tǒng)計資料，對未來5年的市場狀況和損益值估計如下表。自然狀態(tài)方案銷路好銷路差0.350.65全新設(shè)計A145-22.5改型設(shè)計A2184.5概率益損值23公司進(jìn)一步通過市場調(diào)查和預(yù)測獲取抽樣信息，重新評估統(tǒng)計資料預(yù)測結(jié)果的可靠性，得出以下結(jié)論：銷路好的信息，其可靠度只有80%；銷路差的信息，其可靠度只有70%。請利用貝葉斯概率和多級決策樹進(jìn)行分析，判斷對市場信息進(jìn)行重新調(diào)查和預(yù)測的方案是否可取，并計算抽樣信息的價值。2445-22.51.125全新設(shè)計改型設(shè)計9.225‖184.59.22545-22.5全新設(shè)計改型設(shè)計184.545-22.5全新設(shè)計改型設(shè)計184.5不預(yù)測預(yù)測預(yù)測好預(yù)測差附：先驗(yàn)概率、后驗(yàn)概率與條件概率先驗(yàn)概率先驗(yàn)概率指根據(jù)歷史資料或主觀判斷所確定的，沒有經(jīng)過試驗(yàn)證實(shí)的概率。其中，利用過去歷史資料計算得到的先驗(yàn)概率，稱為客觀先驗(yàn)概率；當(dāng)歷史資料無從取得或資料不完全時，憑人們的主觀經(jīng)驗(yàn)來判斷而得到的先驗(yàn)概率，稱為主觀先驗(yàn)概率。后驗(yàn)概率后驗(yàn)概率是指通過調(diào)查或其它方式獲取新的附加信息，利用條件概率公式對先驗(yàn)概率進(jìn)行修正，而后得到的概率。（1）條件概率定義式：（2）全概率公式：（3）貝葉斯公式：條件概率公式27回到例4，設(shè)：G-產(chǎn)品銷路好；B-產(chǎn)品銷路差；fg-預(yù)測結(jié)果為產(chǎn)品銷路好；fb-預(yù)測結(jié)果為產(chǎn)品銷路差。已知：（1）根據(jù)企業(yè)以往統(tǒng)計資料得出的概率：P(G)=0.35P(B)=0.65（先驗(yàn)概率）（2）通過重新預(yù)測修正后的概率：P(fg/G)=0.8可得出P(fb/G)=1－0.8=0.2P(fb/B)=0.7可得出P(fg/B)=1－0.7=0.3根據(jù)全概率公式計算：預(yù)測結(jié)果為銷路好的全概率為預(yù)測結(jié)果為銷路差的全概率為以下根據(jù)已知的先驗(yàn)概率利用條件概率公式計算后驗(yàn)概率29根據(jù)貝葉斯公式計算：預(yù)測結(jié)果好的條件下，產(chǎn)品銷路好的概率預(yù)測結(jié)果好的條件下，產(chǎn)品銷路差的概率預(yù)測結(jié)果差的條件下，產(chǎn)品銷路好的概率預(yù)測結(jié)果差的條件下，產(chǎn)品銷路差的概率3045-22.51.125全新設(shè)計改型設(shè)計9.225‖184.59.22545-22.5全新設(shè)計改型設(shè)計184.545-22.5全新設(shè)計改型設(shè)計184.5不預(yù)測預(yù)測預(yù)測好預(yù)測差17.2612.56‖‖‖17.26-13.506.306.3011.505-0.5（損益值單位：萬元）11.00531三、效用曲線的應(yīng)用從以上風(fēng)險型決策分析的求解中可知，各種決策都以損益期望值的大小作為在風(fēng)險情況下選擇最優(yōu)方案的準(zhǔn)則。所謂“期望值”，如前所述，是在相同條件下通過大量試驗(yàn)所得的平均值。但在實(shí)際工作中，如果同樣的決策分析問題只作一次或少數(shù)幾次試驗(yàn)，用損益期望值作為決策的準(zhǔn)則就不盡合理。另一方面，在決策分析中需要反映決策者對決策問題的主觀意圖和傾向，反映決策者對決策結(jié)果的滿意程度等。32【例5】某制藥廠欲投產(chǎn)A、B兩種新藥，但受到資金及銷路限制，只能投產(chǎn)其中之一。若已知投產(chǎn)新藥A需要資金30萬元，投產(chǎn)新藥B只需資金16萬元，兩種新藥生產(chǎn)期均定為5年。估計在此期間，兩種新藥銷路好的概率為0.7，銷路差的概率為0.3。它們的益損值如表下所示。問究竟投產(chǎn)哪種新藥為宜?

狀態(tài)益損值概率方案銷路好銷路差0.70.3A70-50B24-633先采用損益期望值作為決策標(biāo)準(zhǔn)，用決策樹法計算如下?？梢姡捎脫p益期望值作為決策標(biāo)準(zhǔn)，方案A較優(yōu)。34（2）根據(jù)效用曲線，找到與方案B的損益值相對應(yīng)的效用值，與損益值24萬元對應(yīng)的的效用值為0.82，損益值-6對應(yīng)的效用值為0.58。利用效用值重新計算方案A和方案B的效用期望值。新藥A的效用期望值為：E(A)=1.0×0.7＋0×0.3=0.70E(B)=0.82×0.7＋0.58×0.3=0.75可見，若用效用值作為決策標(biāo)準(zhǔn)，得到不同的結(jié)論，方案B較優(yōu)。若用效用值作為決策標(biāo)準(zhǔn)，其步驟如下：（1）繪制決策人的效用曲線。設(shè)70萬元的效用值為1.0，-50萬元的效用值為零，然后由決策人經(jīng)過多次辨優(yōu)過程，找出與益損值相對應(yīng)的效用值后，就可以畫出決策人的效用曲線，如下圖所示。第三節(jié)不確定型決策

我們結(jié)合下面的例子進(jìn)行分析?！纠?】某企業(yè)要開發(fā)新產(chǎn)品，有三種產(chǎn)品方案，未來市場狀況的概率難以預(yù)測，其行動方案和損益值如下表：暢銷一般滯銷產(chǎn)品110050-10產(chǎn)品2806010產(chǎn)品3603525狀態(tài)方案損益值

1.樂觀法——最大最大原則首先找出各方案在最有利的情況下的最大損益值，然后選擇其中最大的一個所對應(yīng)之方案作為最優(yōu)方案，此即選取"最有利中之最有利"方案，故又稱樂觀法則。暢銷一般滯銷最大最大產(chǎn)品110050-10100√產(chǎn)品280601080產(chǎn)品360352560狀態(tài)方案損益值

2.悲觀法——最小最大原則先找出每種方案在最不利情況下的最小損益值，然后選擇最小損益值中最大的那個方案作為最優(yōu)方案。也就是說，將最不利中的最有利方案作為行動方案，所以稱悲觀法。暢銷一般滯銷最小最大產(chǎn)品110050-10-10產(chǎn)品280601010產(chǎn)品360352525√狀態(tài)方案損益值

3.等概率法——平均概率原則這種原則認(rèn)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(rèn)為某一狀態(tài)比其他狀態(tài)更可能出現(xiàn)。故認(rèn)為每種情況出現(xiàn)的可能性是一樣的，如有n種可能出現(xiàn)是情況，則每種情況出現(xiàn)的概率為1/n，依次主觀概率求出每一方案的損益期望值，從中選取損益期望值最大的方案，作為最優(yōu)方案。暢銷（P=1/3)一般（P=1/3)滯銷（P=1/3)損益期望值最大產(chǎn)品110050-1046.67產(chǎn)品280601050√產(chǎn)品360352540狀態(tài)方案損益值4.后悔值法——后悔值最大最小原則決策的思想是遺憾越小越好，其方法是在損益值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。暢銷（遺憾值）一般（遺憾值）滯銷（遺憾值）最大（遺憾值）最小產(chǎn)品1100（0）50（10）-10（35）35產(chǎn)品280（20）60（0）10（15）20√產(chǎn)品360（40）35（25）25（0）40狀態(tài)方案損益值第3章科學(xué)決策與信息分析主要內(nèi)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(wù)的特點(diǎn)；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(jìn)行定向濃集和科學(xué)抽象的一種科學(xué)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(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中的作用；信息在科學(xué)管理中的作用；信息在對外貿(mào)易中的作用；信息在制定生產(chǎn)計劃中的作用；信息在提高產(chǎn)品質(zhì)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決策階段信息服務(wù)的內(nèi)容與特點(diǎn)決策前（超前服務(wù)）促成決策及早完成（快）；有助于決策者掌握預(yù)測性信息（準(zhǔn)）；有助于決策者更新知識、增強(qiáng)判斷力（增）決策中（跟蹤服務(wù)）確立目標(biāo)階段；決策方案準(zhǔn)備階段；選定決策方案階段。決策后（反饋服務(wù)）跟蹤反饋；循環(huán)反饋；同步追蹤反饋。3.1.2不同決策階段的信息服務(wù)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(shí)性和準(zhǔn)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(shí)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(xì)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(chǎn)品研制的信息保障創(chuàng)意產(chǎn)生與篩選階段的信息保障創(chuàng)意產(chǎn)生于對信息的收集、吸收和理解；創(chuàng)意孕育著新產(chǎn)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(shí)用；有效。3.2各類型決策中的信息保障3.2.1新產(chǎn)品研制的信息保障