第7章决策分析方法

东南大学机械工程学院工业工程系1第七章决策分析方法系统工程（SystemsEngineering,SE）东南大学机械工程学院工业工程系2第七章决策分析方法一、管理决策概述二、风险型决策分析三、冲突分析东南大学机械工程学院工业工程系3一、管理决策概述1、基本概念决策是决策者对系统方案所做决定的过程和结果。决策是决策者的行为和职责。决策者的决策活动需要系统分析人员的决策支持。决策分析就是为帮助决策者在多变的环境条件下进行正确决策而提供的一套推理方法、逻辑步骤和具体技术，以及利用这些方法技术规范地选择满意的行为方案的过程。按照H.A.西蒙（H.A.Simon）的观点，“管理就是决策”。从本课程已有内容来看，决策是系统工程工作的目的，系统分析从某种意义上就是决策分析。东南大学机械工程学院工业工程系4一、管理决策概述决策是由于企业活动非常复杂，因而，管理者的决策也多种多样。不同的分类方法，具有不同的决策类型。按决策的作用分类（1）战略决策。是指有关企业的发展方向的重大全局决策，由高层管理人员作出。（2）管理决策。为保证企业总体战略目标的实现而解决局部问题的重要决策，由中层管理人员作出。（3）业务决策。是指基层管理人员为解决日常工作和作业任务中的问题所作的决策。2.决策问题的基本模式和常见类型东南大学机械工程学院工业工程系5一、管理决策概述按决策的性质分类（1）程序化决策。即有关常规的、反复发生的问题的决策（2）非程序化决策。是指偶然发生的或首次出现而又较为重要的非重复性决策。2.决策问题的基本模式和常见类型东南大学机械工程学院工业工程系6一、管理决策概述njmiAfWjiij,1,,1)(，其中，Ai——决策者的第i种策略或第i种方案。属于决策变量，是决策者可控因素。——决策者和决策对象（决策问题）所处的第j种环境条件或第j种自然状态。属于状态变量，是决策者不可控制的因素。Wij——决策者在第j种状态下选择第i种方案的结果，一般叫益损值、效用值。j按决策问题的条件分类2.决策问题的基本模式和常见类型东南大学机械工程学院工业工程系7完全把握———确定型决策不完全把握——风险型决策(已知概率)完全不把握——对自然不确定——不确定决策对人的不确定——对抗型决策（对策）j其中依照的不同所得到四种类型是最基本和最常见的划分。决策问题的要素决策问题的类型一、管理决策概述j东南大学机械工程学院工业工程系8政治、经济、军事、能源、人口、教育、战略等决策A也可依照方案A和方案结果W的不同进行划分。一、管理决策概述定性、定量、模糊决策单目标、多目标决策隐式、显式决策W决策者：个人和群体决策东南大学机械工程学院工业工程系93、几种基本决策问题的分析确定型决策：条件：1）存在决策者希望到达的目标；2）存在确定的自然状态3）存在可供选择的两个以上的行动方案4）不同行动方案在确定的状态下的益损值可以计算出来。方法：在方案数量较大时，常用运筹学中的规划论等方法来解决（优化问题，不属于决策分析问题）一、管理决策概述东南大学机械工程学院工业工程系10风险型决策：条件：1）存在决策者希望到达的目标；2）存在两个以上不以决策者主观意志为转移的自然状态，但决策者或分析人员根据过去的经验和科学理论等可以预先算出自然状态的概率P(θi)3）存在两个以上可供决策者选择的行动方案4）不同行动方案在确定的状态下的益损值可以计算出来。方法：期望值法和决策树法这类是主要决策内容，要注意把握信息的价值及其分析和决策者的效用观3、几种基本决策问题的分析一、管理决策概述东南大学机械工程学院工业工程系11不确定型决策：条件：1）存在决策者希望到达的目标；2）自然状态不确定，且其出现的概率不可知3）存在两个以上可供决策者选择的行动方案4）不同行动方案在确定的状态下的益损值可以计算出来。一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析东南大学机械工程学院工业工程系12不确定型决策：一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析不确定型决策所处的条件和状态都与风险型决策相似，不同的只是各种方案在未来将出现哪一种结果的概率不能预测，因而结果不确定。一般采用以下方法：1).等可能性法：采用这种方法，是假定自然状态中任何一种发生的可能性是相同的，通过比较每个方案的损益平均值来进行方案的选择，在利润最大化目标下，选择平均利润最大的方案，在成本最小化目标下选择平均成本最小的方案。东南大学机械工程学院工业工程系13不确定型决策：一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析不确定型决策所处的条件和状态都与风险型决策相似，不同的只是各种方案在未来将出现哪一种结果的概率不能预测，因而结果不确定。一般采用以下方法：2).保守法：小中取大的准则。决策者不知道各种自然状态中任一种发生的概率，决策目标是避免最坏的结果，力求风险最小。运用保守法进行决策时，首先要确定每一可选方案的最小收益值，然后从这些方案最小收益值中，选出一个最大值，与该最大值相对应的方案就是决策所选择的方案。东南大学机械工程学院工业工程系14不确定型决策：一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析不确定型决策所处的条件和状态都与风险型决策相似，不同的只是各种方案在未来将出现哪一种结果的概率不能预测，因而结果不确定。一般采用以下方法：3).冒险法：大中取大的准则。决策者不知道各种自然状态中任一种可能发生的概率，决策的目标是选最好的自然状态下确保获得最大可能的利润。东南大学机械工程学院工业工程系15不确定型决策：一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析不确定型决策所处的条件和状态都与风险型决策相似，不同的只是各种方案在未来将出现哪一种结果的概率不能预测，因而结果不确定。一般采用以下方法：4).乐观法：也称折中决策法，决策者确定一个乐观系数ε（0.5，1），运用乐观系数计算出各方案的乐观期望值，并选择期望值最大的方案。东南大学机械工程学院工业工程系16不确定型决策：一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析不确定型决策所处的条件和状态都与风险型决策相似，不同的只是各种方案在未来将出现哪一种结果的概率不能预测，因而结果不确定。一般采用以下方法：5.最小最大后悔值法：指管理者在选择了某方案后，如果将来发生的自然状态表明其他方案的收益更大，那么他(或她)会为自已的选择而后悔。最小最大后悔值法就是使后悔值最小的方法。东南大学机械工程学院工业工程系17对抗型决策：njmiBAfWjiij,1,,1)(，其中，A——决策者的策略集B——竞争对手的集可采用对策论及其冲突分析等方法来分析解决。一、管理决策概述3、几种基本决策问题的分析东南大学机械工程学院工业工程系18多目标决策：大规模复杂系统一般有多属性和目标多样化，决策时必须考虑多目标，且有时各单目标之间相互矛盾。方法：化多目标为单目标，重排次序法、目标规划法、层次分析法（AHP）等3、几种基本决策问题的分析一、管理决策概述东南大学机械工程学院工业工程系19二、风险型决策分析1、风险型决策分析的基本方法1）.期望值法期望值法就是利用概率论中随机变量的数学期望公式算出每个行动方案的益损期望值并加以比较。若采用决策目标(准则)是期望收益最大，则选择收益期望值最大的行动方案为最优方案；反之，若决策目标是期望费用最小，则采用费用期望值最小的方案为最优方案。东南大学机械工程学院工业工程系20二、风险型决策分析1）.期望值法[例]某冷饮店销售冷饮食品，平均每箱冷饮进价40元，销售价60元。若当天进货的冷饮卖不完，由于要冷藏及折价处理，平均每箱亏损10元。已知该店以往夏季每天冷饮销售如下表，请决策该店每天应进货冷饮多少箱最佳？（每箱:20元或－10元）1、风险型决策分析的基本方法东南大学机械工程学院工业工程系21二、风险型决策分析1）.期望值法日销售量(箱)完成日销售量的天数(日)概率值1201818÷90=0.21402727÷90=0.31603636÷90=0.418099÷90=0.1总计901.0A．用最大收益期望值计算方法如下①根据去年同期冷饮销售资料，估算各种市场销售量的概率。1、风险型决策分析的基本方法东南大学机械工程学院工业工程系22二、风险型决策分析日销售量(箱)完成日销售量的天数(日)概率值1201818÷90=0.21402727÷90=0.31603636÷90=0.418099÷90=0.1总计901.0从上表中，可知，去年夏季每天销售冷饮120箱的概率为0.2，销售140箱的概率为0.3，销售160箱概率为0.4，销售180箱概率为0.1。东南大学机械工程学院工业工程系23二、风险型决策分析②拟定各种进货的备选方案：根据以往销售资料，拟定今年夏季每天冷饮进货方案为：方案A1为120箱，方案A2为140箱，方案A3为160箱，方案A4为180箱，东南大学机械工程学院工业工程系24二、风险型决策分析各方案的收益值计算方法如下：（每箱:20元或－10元）如：若当天进货为A1方案120箱，遇到市场销售状态为120箱，收益值为120X20=2400，遇到市场销售状态为140箱、160箱、180箱，其收益值均为120X20=2400。东南大学机械工程学院工业工程系25二、风险型决策分析各方案的收益值计算方法如下：若当天进货为A3方案为160箱，遇到市场销售状态为120箱，则收益值为=120X20-40X10=2000，遇到市场销售状态为140箱，则收益值为=140X20-20X10=2600元，遇到市场销售状态为160箱、180箱，收益值均为3200元，其余方案计算，依此类推。东南大学机械工程学院工业工程系26二、风险型决策分析③计算各方案的期望收益值期望收益值④选择期望收益值最大的方案为决策的行动方案。A3方案期望收益值最大，故决策选择方案。东南大学机械工程学院工业工程系27二、风险型决策分析B．以最小损失期望值标准来决策这是以追求销售损失最小为决策目标，即以销售损失期望值最小的原则选择方案。这里的销售损失，即包括进货量高于市场需求量而折价处理的损失，也包括进货量低于市场需求量而造成缺货而失去销售机会的利润损失。其步骤与最大收益期望值标准法相同，但计算方法有所不同。具体见下表。东南大学机械工程学院工业工程系28二、风险型决策分析比较每个方案的损失期望值，A3方案的损失期望最小，所以，选择A3方案为决策的行动方案。这一决策结果与最大收益值标准法决策结果是一致的东南大学机械工程学院工业工程系29二、风险型决策分析p152:例7－1例7—1的益损值表(单位：万元)自然状态概率行动方案价格上涨θ1价格不变θ2价格下跌θ3益损期望值0.30.60.1大批生产A14032-630.6中批生产A236342433.6小批生产A320161417图7－2东南大学机械工程学院工业工程系30二、风险型决策分析1、风险型决策分析的基本方法所谓决策树法就是利用树形图模型来描述决策分析问题，并直接在决策树图上进行决策分析。其决策目标(准则)可以是益损期望值或经过变换的其它指标值。2）.决策树法东南大学机械工程学院工业工程系31二、风险型决策分析1、风险型决策分析的基本方法决策树一般由方块结点、圆形结点、方案枝、概率枝等组成，方块结点称为决策结点；由方块结点引出若干条细支，每条细支代表一个方案，称为方案枝；圆形结点称为状态结点，由状态结点引出若干条细支，表示不同的自然状态，称为概率枝。每条概率枝代表一种自然状态。在每条细枝上标明客观状态的内容和其出现概率。在概率枝的最末稍标明该方案在该自然状态下所达到的结果（收益值或损失值）。这样树形图由左向右，由简到繁展开，组成一个树状网络图，如下图所示。（三角形节点为结果节点）2）.决策树法东南大学机械工程学院工业工程系32二、风险型决策分析1、风险型决策分析的基本方法2）.决策树法东南大学机械工程学院工业工程系33二、风险型决策分析应用决策树的具体步骤如下：①画出决策树。决策树图是人们对某个决策问题未来可能发生的情况与方案可能结果在图纸上的表示。因此，画决策树图的过程就是拟定各种方案的