01决策理论与方法概述

决策理论与方法主讲：廖志高[e-mail]15277289417课程性质：学科基础课教学时数：48学时学分数：3先修课程运筹学概率论与数理统计线性代数综合报告——70%专题汇报——15%平时表现——15%遗传算法人工神经网络退火算法协同学实物期权层次分析法博弈论专题模糊集粗糙集区间数随机过程投票理论时间序列分析其他决策分析概述第一章案例一：“针纺皇帝”的征服与溃败从白手起家成立帝贤公司，到成功上市并将其带入巅峰时期，王淑贤用了整整十八年。而帝贤由巅峰时期跌至谷底却只用了两年。征服1986年，王淑贤办了个十几个人的小针纺工厂(帝贤公司前身)，选择了数量小批量多的外贸订单，并很快获得了成功。“当时国营企业不愿做外贸单，因为怕担责任。”王淑贤回忆。1999年，11月3日，经河北省政府批准，王淑贤的公司改制为中国第一家民营Ｂ股企业，在香港上市。顿时，巨量的资金涌入了王淑贤的口袋。中国证监会2001年开放交易Ｂ股一周内，帝贤股价最高涨幅达97％，王淑贤的财富每天递增3000万元，个人身价从3．68亿元迅速涨至7．26亿元，跻身“中国十大富豪”。溃败王淑贤遇到的第一个“滑铁卢”是造纸。王淑贤和规模排名全日本第二的日本制纸集团合资，在承德建了造纸厂。起初计划投资100亿日元，日方以设备、技术入股，控有55％股份，于2004年6月投产。但半年之后纸厂就关门了，据说是银行收缩贷款，导致原料采购完全停摆。随后日方于2005年4月宣布中止合资计划。溃败造纸失败的严重结果是唤醒了王淑贤最大的敌人——银行。银行很快大举讨债，此时帝贤欠下的巨额贷款才为外界所知。2006年，工行首先发难，据统计，帝贤公司未偿还工商银行承德分行的贷款余额为4.2771亿元，积欠利息5268万元。此外，帝贤公司欠下建设银行承德分行贷款余额1.698亿元，欠下中国银行承德分行贷款余额3000万元。最终，工行、建行、中行一纸诉状，将帝贤告上了法院，广发行和光大银行则冻结了王淑贤持有的9360.4万股股份。自我反思“人家一鼓动，我就上市了；一上钱就多了，钱一多就扩张、就上项目，结果资金链跟不上，断了。”五大三粗的王淑贤快人快语，“早知道就不上市了！”1.1决策分析的概念1、狭义－决策就是作出决定，仅限于人们从不同的行动方案中作出最佳选择，即通常意义上我们所说的拍板。2、广义－指人们为了实现某一特定目标，在占有一定信息和经验的基础上，根据主客观条件的可能性，提出各种可行方案，采用一定的科学方法和手段，进行比较、分析和评价，按照决策准则，从中筛选出最满意的方案，并根据方案实施的反馈情况对方案进行修整控制，直至目标实现的整个系统过程。决策理论与方法13基本概念小结决策：从若干可能的方案中，按某种标准选择一个，而这种标准可以是最优、满意、合理等。决策分析：人们为达到某个目标，从一些可能的方案中进行选择的分析过程，是对影响决策的诸因素作逻辑判断与权衡。决策理论：研究在有风险或不确定性情况下制定决策的定量分析方法。决策理论与方法141.2决策论发展简史16-17世纪法国宫廷设有赌博顾问。皇家贵族对赌博的爱好导致概率论、博弈论的诞生。概率论、博弈论是决策论的先导。1920s后，根据效用理论，决策论从博弈论中分出。博弈论：研究人与智能对手（人）之间的对抗决策论：处理人与非智能对手（自然界）之间的关系决策理论与方法15效用概念与理论的首倡者：伯努利DanielBernoulli(1700-1782)乾隆三年（公元1738年），早于边沁51年，早于杰文斯等130余年，数学家兼物理学家、瑞士人丹尼尔·伯努利就在一篇文章里提到了效用和边际效用。《圣彼得堡皇家科学院学报》。题目是“一个风险测量新理论的阐述”。文中，伯努利提出了他的“中心思想”：“一个物件的价值不基于它的价格，而应依赖于它能提供的效用。”决策理论与方法16伯努利的效用理论他对传统决策理论提出了质疑，认为传统决策理论只考虑了客观因素（如事件发生的几率和事件的影响），而忽略了决策者的主观因素。他说到：“效用……依赖于做评估的个人的具体情况……没有理由假设……每个人感知到的风险都是等量的。”这每个人根据自己具体情况感知到的东西，就是“效用”。同样的客观因素，在不同人的眼里，“效用”是不一样的。决策理论与方法17伯努利的边际效用递减定律“由财富的一小点递增带来的效用，与已拥有的财富成反比。”“考虑到人性，在我看来，以上的假说对能应用这样比较方法的许多人来说，是正确的。”在启蒙运动那个重客观理性的时代，伯努利能把人的主观因素加入决策理论，是非常了不起的一个贡献。决策理论与方法18边沁的效用主义（功利主义）JeremyBentham(1748-1832)乾隆五十四年（公元1789年），41岁的边沁发表了他的成名作《道德与立法原理导论》。在其中，他毫无保留地以启蒙运动精神写道：“自然把人类置于两个君主的统治之下——它们是痛苦和快乐。它们两个完全充分地指明了我们应该做什么，同时也决定了我们必须做什么……效用原理认可这一点，并把它当成整个效用原理体系的基石；效用原理的目标，是用理性和法律的双手托起快乐的经纬。”边沁接着在该著作中对效用这个概念作了阐述：“……（效用就是）任何实体的一种属性——该属性倾向于产生益处、优越、快乐、善或者幸福……该属性增强社群幸福的倾向性，高于它减弱那幸福的倾向性。”决策理论与方法19边沁的“快乐微积分”：评估快乐强度长度——持久性确定性——概率疏近性——获得的难易程度，唾手可得还是水月镜花可放大性——是否像原子弹核裂变的链式反应，或是滚雪球，越滚越大纯度——会不会有毒副作用，引起痛苦范围——此快乐因素影响多少人决策理论与方法20杰文斯的边际效用学派WilliamStanleyJevons(1835-1882)在他于1871年发表的名著《政治经济学理论》中，杰文斯开门见山，提出了“价值完全依赖于效用。”然后，他接着阐述道：“我们只要仔细地追循效用变化的自然法则——（同样增量的商品的）效用依赖于我们已经拥有的商品数量，就可以得到一个令人满意的交易理论。”“在帕斯卡之前，有谁能想到我们能测量疑问和信念？谁能想到，对不起眼的赌博游戏的研究，能够导致可能是数学最辉煌的分支——概率论——的诞生？现在，毫无疑问的是，快乐、痛苦、劳动、效用、价值、财富、货币、资本等等等等，都是可以量化的概念；不仅如此，我们的整个工商贸易活动，都确定无疑地依赖于在有利与无利数量间的权衡比较。”决策理论与方法21决策论发展简史（续）Ramsay(拉姆齐，1926)在效用和主观概率基础上提出了制定决策的理论DeFinetti(菲内特，1937)对主观概率的构造做出了重大贡献VonNeumann和Morgenstern(摩根施特恩，1944)建立了效用的公理体系Wald(沃尔德，1950)用博弈论的定理解决统计决策中的一些基本问题决策理论与方法22决策论发展简史（续）Blackwell（布莱克韦尔）andGirshick(吉尔西克，1954)把主观概率和效用理论整合成一个求解统计决策问题的条理清晰的过程Savage(萨维奇，1954)建立了具有理论体系并形成具有严格的哲学基础和公理框架的统计决策理论之后，形成了以贝叶斯分析为基础的统计决策理论决策理论与方法23决策论发展简史（续）1960s，实用统计决策与最优化统计决策Howard(霍华德，1966)提出决策分析一词，并把系统分析方法引入统计决策理论1970s，决策分析已经成了工业、商业、政府部门制定决策所使用的重要方法。成本效益分析、资源分配、计划评审技术(PERT)、关键路径法(CPM)等普及应用决策理论与方法24决策论发展简史（续）IT的飞速发展，加上决策理论的进展，导致统计数据、研究资料迅速更新和决策模型的日臻完善，以及人工智能的发展、知识库的形成，使得根据最新信息及时乃至自动修改策略成为可能决策支持系统(DSS)的产生和发展不仅为决策人提供问题求解所需的相关信息合适当的模型，也使某些常规性问题有可能自动求解决策理论与方法251.3决策论与其它学科的关系运筹学的分支经济学与管理科学的重要组成部分控制论的延伸系统科学与系统工程的重要部分社会科学与自然科学的交叉，典型的软科学决策理论与方法26决策论是运筹学的分支中国运筹学会设有决策理论与方法专业委员会国际运筹学会（IFORS）设有对策与决策组，学术会议中决策论是主要内容之一决策理论与方法27经济学和管理科学的重要组分管理科学（一级学科）-管理理论-决策理论诺贝尔经济学奖得主ArrowandHicks(希克斯,1972),Simon(西蒙，1978),NashandHarsanyi(海萨尼，1994),Sen(1998)等顶级期刊ManagementScience登有大量决策方面文章，并出专集决策理论与方法28决策论是控制论的延伸控制变量为离散时，控制问题-〉决策问题反馈、敏感性分析、系统分析等引入决策过程，形成决策分析方法。《控制与决策》期刊学科分类上，信息学部-〉控制科学与工程（一级学科）-〉系统工程（二级学科）-〉决策理论、MIS、DSS决策理论与方法29系统科学与工程的重要部分决策论为系统分析（尤其是不确定性的）提供了必要方法。系统分析侧重于对系统的整体性能进行客观的分析判断决策分析在客观分析的同时还注意决策人的价值判断和偏好分析。期刊Systems,MenandCybernetics（控制论）登有决策方面的文章（集）决策理论与方法30社会科学与自然科学的交叉自然科学：可测量性、可重复性和客观性社会科学：价值判断、定性，难量化，难客观软科学（决策论）：定量化的方法处理决策人的价值判断哲学家、管理人员、经济学家、心理学家、数学家、政治家多方参与1.4决策分析的基本要素1、决策者2、决策目标3、决策方案4、自然状态5、决策结果6、决策准则决策分析的基本要素决策理论家萨凡奇（Sovage）曾举了一个做鸡蛋煎饼的无数据决策的例子来说明决策的内容过程。1.4决策分析的基本要素决策者：决策主体，可以是个体业可以是群体。决策者受社会、政治、经济、文化、心理等因素的影响。决策目标：可以是单个目标，也可以是多个目标。决策方案：有明确方案和不明确方案两种。前者是指有有限个明确的方案。后者一般只是对产生方案可能的约束条件加以描述而方案本身可能是无限个，要找出合理或最优的方案可借助运筹学的线性规划等方法。1.1决策分析的概念及其基本要素决策分析的基本要素自然状态：决策者无法控制但可以预见的决策环境客观存在的各种状态。自然状态可能是确定的，也可能是不确定，其中不确定的又分为离散和连续两种情况。决策结果：各种决策方案在不同自然状态下所出现的结果。决策准则：评价方案是否达到决策目标的价值标准，即选择方案的依据，与决策者的价值取向或偏好有关。1.5决策分析的分类1、个人决策和组织决策（目的或动机）2、战略决策、管理决策和业务决策（问题性质）3、程序化决策和非程序化决策（重复性&规范性）4、确定型决策和非确定型决策（自然状态）5、单项决策和序贯决策（连续性）6、单目标决策和多目标决策（目标数量）7、定性决策和定量决策（量化程度）个人决策和组织决策根据决策者具有个人身份和组织身份这样两种身份，将决策分为个人决策和组织决策。个人决策是决策者为满足其个人的目的或动机而以个人的目的或动机而以个人身份作出的决策。如个人职业选择、生活方式的选择等都是个人决策问题。组织决策是与某个组织或群体的目标直接相关的决策，它与个人的目的没有直接关系。1.5决策分析的分类及基本原则1.5决策分析的分类战略决策、管理决策和业务决策根据所要解决的问题性质，决策分为战略决策、管理决策和业务决策。（安东尼模式）战略决策是指组织机构为了自身与变化的环境适应和谋求发展