研究生决策理论与方法课程

决策理论与方法研究生课程胡隆基华中科技大学公共管理学院[e-mail]第一讲引论本讲主要内容1.何谓决策？2.系统化决策的过程3.决策的类型4.决策理论的发展历程5.本课程的内容安排6.考试方法1.何谓决策1决策的定义决策就是对各种可行方案的选择。是面对“选择性”时所作的“抉择”。决策＝判断＋抉择“选择性”是决策的必要和充分条件，要避免“霍布森选择”。判断是个认识过程，表现为对某一现象的认识，确定对象是否具备某种属性。好的决策≠好的结果，但会提高取得好的结果的概率。坏的决策也可能碰巧取得好的结果（“谋事在人，成事在天”）2.系统化决策的过程2.1决策一般过程识别问题提出方案方案选择行动客观状况决策一般过程目标（含价值观与准则）买车决策一、识别问题老王上班地点离家很远，每天都要6点起床去挤8路电车上班，很是痛苦。某天突发横财，为了自己多年7点起床的梦想，决定买车。老王认为自己的问题是：“如何买一辆适合自己的车”二、拟定备选方案大众GOLF本田飞渡东风标致307现代伊兰特三、确定决策目标和标准目标：自己满意的车标准：价格、耐用性、油耗、舒适性、外形给每个标准赋予权重四、依据目标和标准对备选方案进行评估步骤一步骤二五方案选择本田飞度3决策问题的类型3.1决策的人数个人决策。决策者一个群体决策。决策者多个，一起对一个共同的问题进行决策。3.2方案的多少单一方案接受与否的是非决策问题多个备选方案中选择一个方案的单选决策问题多个备选方案中选择多个方案的组合决策问题3.3有否对手独立决策。你的决策对别人没影响，别人的决策对你也没影响互动决策，也称为对策（博奕论）。对方的决策，就是本方的未来客观条件，反之，本方的决策也是对方的未来客观条件。3.4未来状况信息的特征确定性决策。田忌、齐威王赛马如果齐为王出上中下那么田忌出下上中非确定型决策（Indeterminateness）：风险决策，不确定型(Uncertainty)决策3.5决策目标的多寡单目标决策多目标决策3.6决策的目的个人决策为自己决策。标准：“自己不后悔就行”，决策过程不需要公开透明公共决策为他人决策。标准：“大家的认可”，所以决策过程需要公开和透明，同时需要相关人员的参与。政治就是妥协4决策理论的分类和发展历程4.1决策理论的分类一般来说分为两类：理性决策。出发点是提供一套规则，以综合反映人们的优先观念和对不确定前景的信念，从而选择出满意的方案。行为决策。主要是研究决策中的心理和认知内容（这是一个已经获得两次）4.2发展历程理性决策理论：（两个主题：“准则”和“不确定性”）理性决策理论是1738年，伯努利提出效用值的概念，以及用概率反映不确定性1881年，埃奇沃思，提出序数效用论1931年，拉母西，1944冯洛伊曼和摩根斯坦提出效用值运算定理。基数效用论再次兴起1950s萨维奇建立贝叶斯决策理论1966年，霍华德《决策分析：应用决策理论》，首次提出“决策分析”一词。行为决策理论：1978年，西蒙获得诺贝尔奖（50年代就开始研究了）行为决策理论的开创者：爱德华兹和阿莱斯（1988年诺贝尔奖得主）。2002年，卡尼曼（诺贝尔奖），特沃斯基神经心理学、神经决策理论。这个领域还会有人获奖。群体决策1972，阿罗。群体决策、社会选择理论1986，布坎南，政治决策的经济分析1998，阿马蒂亚森。社会选择理论5本课程内容安排2不确定型决策3风险决策回顾4博弈论基础6考试方法??参考书①李怀祖《决策理论导论》机械工业出版社，1992②李瑛《决策统计分析》6、7、9章，天津大学出版社，2005③丁以中，JenniferS.Shang《管理科学—运用Spreadsheet建模和求解》9、10章，清华大学出版社，2005年如果对决策心理学感兴趣自己参阅：①庄锦英，《决策心理学》，上海教育出版社，2006②马可斯.巴泽曼《管理决策中的判断》第六版，人民邮电出版社，2007③哈蒙德，肯尼，莱福，《决策的艺术》上海人民出版社，2003第二讲不确定型决策分析本讲主要内容1.何谓不确定型决策？2.乐观决策法3.悲观决策法4.乐观系数决策法5.最小的最大后悔值法6.拉普拉斯决策法1.何谓不确定型决策1.1引例假设北京市机场要进行扩建，需要重新选址再建一个机场。已经确定了两个可能的新机场建设地址：A和B，但是还没有下最终结论。希尔顿酒店计划在新机场附近新建一家酒店。该酒店面临的决策问题就是：在哪里购买土地？拟定方案：1）在A购买；2）在B购买；3）在A＆B都购买；4）都不买设定目标和标准：收益最大化评价。分析这类问题最常见的方法是构建一个收益矩阵。自然状态：未来决策环境中可能出现的各种状况称之为自然状态。收益矩阵就是有关：所有备选方案在每一种可能的自然状态下最终结果的总结表。收益表自然状态方案S1S2-----SnA1U11U12-----U1nA2U21U22-----U2n------------------------AmUm1Um2-----Umn数据表AB当前的购买价格1812如果机场建在该处，酒店的未来现金流的现值3123如果机场不建在该处，土地未来的出售价格的现值64引例的收益矩阵自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买00特点：机场究竟建在何处对于希尔顿酒店来说，完全不知道。这就是不确定型决策。也就是究竟哪一个自然状态会发生，决策者没有一点信息。2.乐观决策法乐观决策法，又叫：好中求好法、最大最大法。基本思想就是：认为在最乐观的自然状态下具有最大收益值的那个方案就是最佳方案。求法：首先求出每个行动方案在各种自然状态下的最大收益值，然后求出各个最大收益值的最大值，该最大值对应的方案就是最佳方案。自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买00131150乐观决策有时候会导致决策失误！！方案自然状态12A30－10000B2929思考题用乐观法求解下题方案自然状态123A14012080B20015040C340140－203.悲观决策法也叫坏中求好法(Wald方法)，最小中的最大化法。认为最悲观的自然状态下具有最大效益的哪个方案就是最佳方案算法：首先求出每个方案在各种自然状态下的最小收益值，然后求出各个最小收益值中的最大值，该最大值对应的方案就是最佳方案。自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买00－12－8－10思考题：为什么悲观决策法不是坏中求坏呢？？悲观决策法也可能犯错误方案自然状态12A1000028B2929思考题：用悲观法求下题方案自然状态123A14012080B20015040C340140－204.乐观系数决策法又称为Hurwicz决策法、折衷法。首先主观设定一个[0,1]之间的乐观系数。当系数为0时，为悲观法，为1时，就是乐观法。计算出各个方案的最乐观结局与最悲观结局的折衷值，其公式为：*0[](1)(1,2,,)iiiUAUUim比较各个行动方案的结果，选择受益最大的那个行动方案。自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买000.51.5200.5思考题：用乐观系数法求下题方案自然状态123A14012080B20015040C340140－200.65.最小的最大后悔值法概念和计算步骤也称Savage方法。所谓某个方案在某个自然状态下的后悔值（或者机会损失）等于某个自然状态的最大报酬值减去该方案在该自然状态下的报酬值。首先将收益矩阵转化成后悔值矩阵；决策准则：在全部方案的最大后悔值中选取最小值对应的方案。原来的收益矩阵自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买00自然状态方案机场选址处AB在A处购买023在B处购买210AB都买下812AB都不买131123211213用最小的最大后悔值法求解下题方案自然状态123A14012080B20015040C340140－20后悔值矩阵方案自然状态123A200300B140040C010100200140100注意！！在Savage法的指导下，有时候可能会作出莫名其妙的决策。例如：考虑下面的收益矩阵方案自然状态12A92B46转化为后悔值矩阵方案自然状态12A04B5045假定还有一个备选方案，方案自然状态12A92B46C39后悔值矩阵方案自然状态12A077B535C6066.拉普拉斯决策法概念和计算步骤也称为等可能法。其思想是假定各种自然状态出现的可能性是相同的，然后计算各种方案的期望收益。假设有n中可能发生的自然状态，假定每种自然状态发生的概率均相等，则每种自然状态发生的概率等于1／n；由此计算出各种方案的期望收益。选择期望收益最大的方案为最优方案。方案自然状态123A14012080B20015040C340140－20113.3130153.3补充例子例：假设某种产品只能批量生产，成本30元/件，批发价35元/件，当月售不完－1元/件。每批10件，最大生产力40件/月(批量生产与销售)，应如何决策？010203040Vi=Vij000000010-1050505050190/520-2040100100100320/530-303090150150390/540-402080140200400/515SiAi第三讲风险型决策分析本讲主要内容part1.何谓风险型决策？Part2期望收益理论1.最大期望价值法2.最小期望后悔值法3.灵敏性分析4.决策树技术5.多级决策问题6.贝叶斯决策part3.期望效用理论part4.前景理论Part1.何谓风险型决策基本概念1、风险型决策的特征：（1）目标明确；（2）存在两个以上的行动方案；（3）存在两种以上的自然状态；（4）各方案在各自然状态下的损益可计算；（5）未来出现哪种状态不确定，但可估其概率。收益表自然状态方案S1(P1)S2(P2)---Sn(Pn)A1U11U12---U1nA2U21U22---U2n----------------------AmUm1Um2---Umn希尔顿酒店购地的例子AB当前的购买支出1812如果机场建在该处，酒店的未来现金流的现值3123如果机场不建在该处，土地未来出售收入的现值64Probability0.40.6支付（收益）矩阵自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买00Probability0.40.6Part2.期望收益理论1.最大期望价值法期望价值（EMV）：第i个方案的期望价值定义为：其中，Rij表示备选方案i在第j个自然状态下的益，pj表示第j个自然状态发生的概率。11,2,,niijjjEMVRpim支付（收益）矩阵自然状态方案机场选址处AB在A处购买13－12在B处购买－811AB都买下5－1AB都不买00Probability0.40.6－23.41.4021130.4(12)0.62AijjjEMVrpEMVEMV的含义EMV是假设决策主体重复进行同一个决策问题时，不断选择某个方案的长期平均收益。所以只有当我们不断面对同意决策问题的时候，选择EMV值的备选方案才有意义，才可能获得该平均收益。当决策只需进行一次的时侯，按照EMV决策原则行事，风险就比较大。思考题用最大期望价值法求解下题方案自然状态EMV12A15000-50005000B500040004500概率0.50.5方案A的风险相对要大，而EMV决策没考虑这种风险，我们会在效用理论中讨论这个问题2.最小期望后悔值法基本概念思考题：什么是后悔值？？？期望