系统评价理论与方法课件.ppt

第六章决策分析方法 第一节管理决策概述 美国卡内基梅隆大学教授 1978年诺贝尔经济学奖获得者赫伯特 西蒙说 管理就是决策 决策是管理的核心内容 决策是管理的基本要素 决策贯穿于管理过程的始终 根据世界银行估算 在过去20年中 中国每年的投资大约在5000亿元人民币左右 而投资失误率在30 按照这个比例计算 每年因决策失误所造成的损失大约为1500亿元 20年大约为30000亿元 常常是一个决策失误 就能造成几亿 几十亿元的损失 黄河中游重要支流渭河变成悬河 多次发生水灾 沿岸民众受害不浅 学界早已公认其祸首就是三门峡水库 由于设计上的缺陷 使得水库发电和上游泥沙淤积之间形成了尖锐矛盾 近年 政府开始承认在三门峡建设中存在重大的决策失误 然而由于决策失误所造成的日益恶化的环境问题 早已超出了经济所能涵盖的范围 百事可乐的瓶子决策 贸然出击 可口可乐的更漏型的瓶子 握起来舒适 适合自动贩卖机贩卖 让人容易辨认 成为可口可乐公司的标志和最重要的竞争优势 百事可乐曾贸然投入数百万美元 设计新瓶子与可口可乐竞争 推出旋涡型瓶子与可口可乐竞争 但它不被消费者认同 仅仅被认为是对可口可乐形象的模仿 1970年 约翰 斯考利就任百事可乐的销售副总裁 面临如何解决这个问题 他提出了三个问题 1 这个问题的结症在那里 一定要消除可口可乐瓶子的那股无形的特殊力量 2 类似的决策该如何做 顾客真正的需要是什么 3 做这个决策应该花多长时间 这个决策关系到整个白事可乐的市场 如果必要 花几年也在所不惜 经过对350个家庭的长期跟踪调查 低折扣价格 发现 不管他们订购多少数量的可乐 都有办法把它喝光 结论 你能够说服人们买多少 他们就能喝多少决策 我们需要做的是 设计一种使人们更容易携带更多的软饮料回家的包装 塑料的 轻便的 大容量的 一 决策的概念 决策是一种过程 情报活动 设计活动 抉择活动 实施活动决策是管理的重要职能 它是决策者对系统方案所决定的过程和结果 是决策者的行为和职责 管理决策分析就是为了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 以及利用这些方法和技术规范地选择满意的行为方案的过程 决策基本过程图 问题分析 诊断及信息活动 对方案进行综合分析 比较 评价的抉择 检查评价 执行方案 确定决策目标 准则及方案设计 问题是应该怎决定做实际做做得怎什么样做什么什么么样 决策的制定 决策的执行 9 第一节管理决策概述 决策问题的基本模式为 二 决策问题的基本模式和常见类型 式中 决策者的第i种策略或第i种方案 属于决策变量 是决策者的可控因素 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 决策者在第j种状态下选择第i种方案的结果 是决策问题的价值函数 一般叫益损值 效用值 10 第一节管理决策概述 根据决策问题的基本模式 可划分决策问题的类型 二 决策问题的基本模式和常见类型 11 第一节管理决策概述 1 确定型决策 三 几种基本决策问题的分析 条件 存在决策者希望达到的明确目标 收益大或损失小等 存在确定的自然状态 存在可供选择的两个以上的行动方案 不同行动方案在确定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分析解决 如线性规划 目标规划 严格地来讲 确定型问题只是优化计算问题 而不属于真正的管理决策分析问题 12 第一节管理决策概述 2 风险型决策 三 几种基本决策问题的分析 条件 存在决策者希望达到的明确目标 收益大或损失小 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预先估算出自然状态的概率值P 存在两个以上可供决策者选择的行动方案 不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来 方法 期望值 决策树法 风险型决策问题是一般决策分析的主要内容 在基本方法的基础上 应注意把握信息的价值及其分析和决策者的效用观等重要问题 13 第一节管理决策概述 3 不确定型决策 三 几种基本决策问题的分析 条件 存在决策者希望达到的明确目的 收益大或损失小 自然状态不确定 且其出现的概率不可知 存在两个以上可供决策者选择的行动方案 不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来 方法 乐观法 最大最大原则 悲观法 最小最大原则 等概率法 Laplace准则 也是一种特殊的风险型决策 后悔值法 Savage准则或后悔值最大最小原则 14 第一节管理决策概述 4 对抗型决策 三 几种基本决策问题的分析 Wij f Ai Bj i 1 2 m j 1 2 n式中Ai 决策者的策略集 Bj 竞争对手的策略集 可采用对策论及其冲突分析等方法来分析解决 这类决策分析问题是当前管理 经济界比较关注的问题 15 第一节管理决策概述 5 多目标型决策 三 几种基本决策问题的分析 由于系统工程所研究的大规模复杂系统一般具有属性及目标多样化的特点 在管理决策时通常要考虑多个目标 且它们在很多情况下又是相互消长或矛盾的 这就使得多目标决策分析在管理决策分析中具有了日益重要的作用 多目标决策的理论 方法与应用 在国际上是最近二三十年才得到蓬勃发展的 目前分析该类决策问题的方法已有不少 常用方法有 化多目标为单目标的方法 含系统评价中的加权和及各种确定目标权重的方法 重排次序法 目标规划法及层次分析 AHP 方法等 三 几类基本决策问题的分析 一 确定型决策方法 量本利分析法 二 风险型决策方法 期望值 决策树法 三 不确定型决策方法 经验准则乐观法 悲观法等概率法 后悔值法 确定型决策最常用的方法是盈亏平衡分析法 也称量本利分析法 1 盈亏平衡分析原理要使企业盈亏平衡必须满足下列条件 销售收入 总成本 0其中 销售收入 产品单价 销售量总成本 固定成本 总的变动成本总的变动成本 单位变动成本 销售量 一 确定型决策方法 量本利分析法 盈亏平衡点上有 销售收入 总成本于是有 Q0 F P CV Q F M P CV 式中 Q0 盈亏平衡点产销量F 固定成本V 变动成本CV 单位变动成本P 产品单价M 目标利润 单位产品边际贡献 一 确定型决策方法 量本利分析法 应用 1 求保本点产量 2 预测实现目标利润的销售量 3 求利润M Q P Cv F 4 判断企业经营的安全率 5 用于定价策略中 边际贡献定价法或变动成本定价法 例1 已知商品的销售价格为10元 去年的销售额为12万元 利润为2万元 固定费用为4万元 1 求盈亏平衡点销量Q0 2 今年欲使利润翻番 应销售多少商品 去年的销售量 12 万 10 1 2 万件 去年的Cv 12 4 2 万 1 2 万件 5 元 1 Q0 40000 10 5 8000件 2 Q 40000 40000 10 5 16000 件 方法 1 期望值2 决策树法 第二节风险型决策分析 1期望值法风险型决策是以决策收益表为基础的 通过决策收益表分别计算各个方案在不同自然情况下的收益 然后按照客观概率的大小 加权平均计算出各个方案的收益值 进行比较 从中选择一个最优方案 22 23 第二节风险型决策分析 例 某企业要生产一种新产品 其行动方案和自然状态如下表 这是面临三种自然状态和三种行动方案的风险型决策分析问题 其益损值如下 方案A1 E A1 0 3 40 0 6 32 0 1 6 30 6万元方案A2 E A2 0 3 36 0 6 34 0 1 24 33 6万元方案A3 E A3 0 3 20 0 6 16 0 1 14 17 0万元 通过计算比较可知 方案A2的数学期望最大 为33 6万元 所以取A2方案 24 第二节风险型决策分析 2 决策树法所谓决策树法 学是利用树形图模型来描述决策分析问题 并直接在 树图上起先决策分析 1 绘制决策树 表示决策节点 从它引出的分枝叫做分枝 表示状态节点 从它引出的分枝叫做状态分枝或概率分枝 表示结果节点 即将不同行动方案在不同自然状态下的结果注明在结果节点的右端 25 决策树法的基本模型 40 30 6 畅销 0 3 一般 0 6 滞销 0 1 1 30 6 36 34 24 畅销 0 3 一般 0 6 滞销 0 1 2 33 6 20 16 14 畅销 0 3 一般 0 6 滞销 0 1 3 17 决策点 大批量 中批量 小批量 60 3年 1 绘制决策树 表示决策节点 从它引出的分枝叫做分枝 表示状态节点 从它引出的分枝叫做状态分枝或概率分枝 表示结果节点 即将不同行动方案在不同自然状态下的结果注明在结果节点的右端 26 第二节风险型决策分析 3 多级决策树决策问题需要经过多次决策才能 则这种决策问题就叫多级决策问题 一 风险型决策分析的基本方法 27 第二节风险型决策分析 二 信息价值 信息和决策的关系十分密切 不言而喻 要获得正确的决策 必须依赖足够和可靠的信息 但是为取得这些信息所花费的代价也相当可观 从而提出了这样一个问题 是否值得花费一定数量的代价去获得必须的信息以供决策之需呢 为此就出现了如何评价信息价值的问题 另外 信息不对称情况下的决策是对抗型决策中的重要问题 28 第二节风险型决策分析 1 完全信息价值 例 某化工厂生产一种化工产品 根据统计资料的分析表明 该产品的次品率可以分成五个等级 即五促状态 每个等级 状态 的概率如下表所示 29 30 2 抽样信息价值 31 第二节风险型决策分析 三 效用曲线的应用从以上风险型决策分析的求解中可知 各种决策都以益损期望值的大小作为在风险情况下选择最优方案的准则 所谓 期望值 如前所述 是在相同条件下通过大量试验所得的平均值 但在实际工作中 如果同样的决策分析问题只作一次或少数几次试验 用益损期望值作为决策的准则就不尽合理 另一方面 在决策分析中需要反映决策者对决策问题的主观意图和倾向 反映决策者对决策结果的满意程度等 效用理论及风险评价 事实上 任何决策都是由决策人作出的 决策人自己的经验 才智 胆识和判断能力等主观因素 必然会对决策方案的选择产生影响 决策人对风险的态度也是至关重要的 同一个决策问题 保守型决策人与冒险型决策人所做出的选择会很不一致 而且同样的货币量对不同的经济主体往往具有不同的 价值 即使是对同一经济主体 在不同时刻 不同环境下 同样的货币量也可能具有不同的 价值 同一货币量在不同的场合对决策人会产生不同的价值含义 这种货币量对决策人产生的价值含义就称为货币量的效用值 这种决策人对于期望损益值的独特兴趣 感受和取舍反应就叫做效用 效用能够反映人们的价值观念在决策活动中的具体表现 代表着决策人对于风险的态度 那么如何在决策时反映决策人的这种偏好呢 这就是本节所要介绍的效用理论问题 在经济学中 效用 utility 是指商品或劳务满足人的欲望或需要的能力 效用因人 因时 应地而不同 同一种商品或劳务对于不同的消费者 在不同的时间和不同的地点 其效用是不同的 由此可知 经济学中的效用是描述商品或服务满足消费者需要程度的一个概念 主要用于消费者行为的理论分析 同样 在决策论中需要讨论和描述可行方案的各种结果满足决策者愿望 实现决策者偏好程度的问题 因此 需要引入效用的概念 并进一步讨论如何测度结果值的效用 一 效用函数的定义 设决策问题的各可行方案有多种可能的结果值 依据决策者的主观愿望和价值取向 每个结果值对决策者均有不同的价值和作用 反映结果只对决策者价值和作用的大小称为效用 记作 这里需要指出 在决策理论中 效用既是概念 反映决策方案的结果值满足和实现决策者愿望和倾向的程度 另外 效用也是量值 可以用具体的方法测定 并作为决策分析的依据 二 效用函数的类型 由于效用函数视决策者对风险态度的不同而不同 因而效用函数也有不同的类型 如图所示 图不同类型下效用函数曲线 1 直线型效用函数 直线型效用函数与决策的货币效果成线性关系 决策者对决策风险持中立态度 属中间型决策者 决策者只需要根据期望损益值作为选择方案的标 准 而不需要利用效用函数 其所对应的曲线如图中的A线所示 保守型效用函数表示随着货币额的增多而效用递增 但其递增的速度越来越慢 决策者对利益的反应比较迟缓 而对损失的反应则比较敏感 不求大利 但求规避风险 这是一种谨慎小心的保守型决策者 这类函数所对应的曲线为保守型效用曲线 如图中的B曲线所示 曲线中间部分呈上凸形状 表示决策者厌恶风险 上凸的越厉害 表示厌恶风险的程度越高 2 保守型效用函数 3 冒险型效用函数 冒险型效用函数表示随着货币额的增多而效用也递增 但递增的速度越来越快 决策者想获得大利而不关心亏损 也即决策者对于亏损反应迟缓 而对利益却很敏感 是一种想谋大利 不怕冒险的进取型的决策者 这类函数所对应的曲线为冒险型效用曲线 如图中C线所示 曲线中间的部分成上凹形状 表示决策者喜欢冒险 敢于做大胆的尝试 效用曲线上凹得越厉害 表示决策者冒险性越大 4 渴望型效用函数 渴望型效用函数表示在货币额不大时 决策者具有一定的冒险胆略 但一旦货币额增至相当数量时 他就转为稳妥策略 这类函数所对应的曲线为渴望型效用曲线 如图的D线所示 在曲线上有一个拐点 c h 左段呈上凹 右段呈上凸 这种决策者的特点是一曲线上的拐点 c h 为分界点 当效用值小于h时 他喜欢采取冒险行动 而当效用值大于h时 他又改为稳妥策略 二 效用曲线的确定 效用可以用效用值u表示 效用值介于0和1之间 在一个决策问题中 一般把最大收益值的效用定义为1 把最小效益值的效用定义为0 即 在平面直角坐标系中 如果用横坐标表示收益值 纵坐标表示效用值 则可把决策者对收益值的态度绘成一条直线 这条曲线称为这个决策者的效用曲线 效用曲线因人而异 不用的决策者会有不同的决策曲线 效用曲线可以通过N M心理试验加以确定 这种方法是冯 诺依曼和摩金斯顿 VonNeumann和Morgenstern 两人于1944年共同创立的 这种方法也称为标准测定法 例某决策人面临着一项最大可能获利20万元 或者最大损失10万元的决策项目 试确定决策者的效用曲线 第一步 确定最大收益效用值和最小收益值 它们分别为 第二步 向决策人提出下面两种选择方案 第一方案 以50 的机会获利20万元 50 的机会损失10万元 第二方案 以100 的机会获利5万元 注 这5万元正是第一方案的期望值 对于这两个方案 每一个被测对象都可以有自己的选择 假定改决策人选择第二方案 这说明第二方案的效用值大于第一方案 心理试验将继续下去 第三步 向决策人提出将第二步第二方案中的100 机会获得5万元改成2万元 问决策人的选择有何改变 假定该决策人认为有50 的机会损失10万元对他所处的现状来说是不能接受的 那么他仍然会选择100 的把握获得2万元的方案 这说明第二方案的效用仍然大于第一方案 心理实验继续下去 第四步 向决策人提出 如果他不选择第一方案 他必须支付1万元 这时该决策人可能不情愿白花1万元 而愿意采用第一方案 这时说明让决策人无条件付出1万元的效用比第一方案的效用低 这样的心理试验反复试验下去 直到最后可能达到这样的妥协 决策者觉得这样一分钱也不付 或者采用第一方案 两者对他是一样的 这说明对于该决策者来说0的货币量与采用第一方案的效用是相同的 因第一方案的效用值是 故对决策者来说 货币值0的效用值为0 5 接着 可以在0 20万元之间和 10 0万元之间进行与上面相同的心理实验 例如 在0 20万元之间的心理实验室关于效用值的等价货币值的实验 其对应的投资方案是50 的机会获得0元 50 的机会获得20万元 为了下面叙述方便 称其为投资第三方案 其心理实验程序可参看下表 再继续进行下去就可以得到足够的试验数据 如假定在 10 0万元之间的心理试验得到的结果是 5 85万元 这说明 5 85万元 的效用值是 按照同样的方法 还可以在20 8 25万元 8 25 0万元 0 5 85万元 5 85 10万元之间进行同样的心理试验 便可以得到与效应值对应的货币量 如下 表效用值为0 75的心理试验程序 再进行下去就可以得到足够的实验数据画出如图所示的效用曲线A 对另外的一个决策者进行同样的心理试验 其结果可能不同 假定得到的效用曲线如图中的曲线B所示 图效用曲线 我们不但可以用N M心灵实验法求货币的效用 也可以用它来求非货币所表现的事物的效用 比如 对决策者来说 有A B C D E F六件事情 假设他 最满足 的是A 最厌恶 的是F 则令 要测定 可以提问 有两个方案 第一个方案可能以的概率获得A 和以的概率获得F 第二方案以1的概率获得B 你认为为何值时 方案一与方案二等效 决策者回答值后 便可以用上面同样的方法得出 同样也可以得出 三 效用曲线在风险决策中的应用 下面用几个简单的例子来说明效用曲线在风险决策中的应用 例某决策人面临着大 中 小批量三种生产方案的选择问题 该产品投放市场可能有三种情况 畅销 一般 滞销 根据以前同类产品在市场上的销售情况 畅销的可能性是0 2 一般为0 3 滞销的可能性为0 5 问该如何决策 其决策表如表所示 按期望值法以损益值进行决策 可得 表生产方案决策表 应进行中批生产 假定对该决策人进行风险心理试验得到的效用曲线如图中A所示 将其决策表中的货币量换成相应的效用值 得到效用值决策表 表决策人甲效用值表 这时 应采取小批量生产 这说明决策甲是小心谨慎的 是为保守型决策人 假定对该决策人进行风险心理试验得到的效用曲线如图16 7中曲线B所示 将决策表中的货币量换成相应的效用值 得到效用值决策表 表决策人乙效用值表 这时 对决策人乙来说应选大批量生产 显然这是位敢冒风险的决策人 由于在某些情况下 利用货币期望值作为标准的决策无法完全反映决策的因果 因此 可以改用效用作为标准进行决策 此时只要将原来的损益值改为相应的效用值即可 下面举例来说明效用决策模式 用效用值作为决策的标准有其方便之处 它可以把决策者对风险的态度反映进去 从而使所作出的选择更能符合决策者的需要 但它也有不足之处 即它不能准确地测定 因为用标准测定对决策者做心理测验时 决策者往往感到难以回答 尤其需要反复提问之后才能绘出效用函数曲线 因此 往往需要同时采用上面介绍过的几种办法 再把所选结果进行综合判断 才能最后做出抉择 52 第三节冲突分析 冲突分析是国外在经典对策论和偏对策理论基础上发展起来的一种冲突行为进行正规分析的决策分析方法 一 对策论与冲突分析 冲突分析方法有以下主要特点 1 能最大限度地利用信息 尤其对许多难以定量分析的问题 用冲突分析解决起来更显得心应手 因而较适于解决工程系统中考虑社会因素影响时的决策问题和社会系统中的多人决策问题 53 第三节冲突分析 冲突分析方法有以下主要特点 2 具有严谨的数学 集合论 和逻辑学基础 是在一般对策论基础上发展起来的偏对策理论的实际应用 3 冲突分析既能进行冲突事态的结果预测 事前分 又能进行事态的过程描述和评估 事后分析 从而可为决策者提供多方面有价值的决策信息 并可进行政策和决策行为的分析 一 对策论