第六讲-对策决策分析PPT课件

社会科学研究方法李国梁吉林大学行政学院MPA教育中心,1,第六讲对策决策方法,一、对策方法二、决策方法,2,知识背景,日常生活中人们对一些简单的问题做决定,往往根据自己的知识、经验或直觉进行判断。但是，组织中的一些复杂问题，如公益事业投资方案选择问题等，单凭经验做出的决定往往不能保证其正确，还需要采取适当的方法帮助人们做出正确的抉择。做出决定之前，需要考虑的问题有：你针对的对象是谁？是什么影响你的决策结果？已经掌握了决策对象的哪些信息？怎样做才是最好的？决策是为达到某种目标，从若干个求解方案中选出一个最优或合理方案的过程。如果影响决策结果的主要因素是不具有思维能力的自然事物，即对象是自然事物，人们完全依据对自然事物状态的了解来作决定，这类问题是决策问题。,3,根据人们对自然状态规律的认识和掌握程度，一般可将决策问题分为确定型、风险型、完全不确定型决策三大类。如果决策方案选定之后自然状态只可能出现一种，决策结果具有惟一性，我们将这类问题称为确定型决策。对确定型决策问题，应当将重点放在方案开发和各方案效果的了解方面。如果方案确定后可能出现多种影响决策效果的自然状态，各种自然状态出现的概率已知，这类问题就是风险型决策，应当将重点放在对自然状态的了解上，不断减少风险。如果方案确定后可能出现多种影响决策效果的自然状态，并且对自然状态出现的可能性完全没有任何信息，这类问题是完全不确定型决策问题。在完全没有任何决策信息的前提下决策具有很大风险，应将重点放在对自然状态的了解上，收信信息，使这类问题转化成风险型决策问题或确定型决策问题。,4,确定型决策问题在决策时可采用运筹学的规划论等最优化方法，完全不确定型决策问题可根据决策者的不同决策偏好选择决策方法，如悲观法、乐观法、折中法等。本讲只讨论风险型决策问题的决策方法。如果决策针对的是人，即影响决策结果的主要因素是具有理智思维能力的人，参加竞争的各方各自具有不同的目标和利益，这种具有竞争或对抗性质的行为称为对策行为，此类问题称为对策问题。对策就是为了达到各自的目标和利益，各方充分考虑对手的各种可能的行动方案，并力图选取对自己最为有利或最为合理的方案的过程。本讲阐述二人有限零和对策，即矩阵对策。,5,案例一某县防汛部门要决定沙包的储备数量，已知正常降雨要消耗15万个，雨少和雨多时需要10万个20万个。假定预先储备沙包每个2元，应急沙包是3元/个，问：没有天气预报的情况下，应该储备多少个沙包，才能使支出最少？,6,案例二某一设备用于装备部队，如果进口每套450万元。通过调查，依照国内现有技术能力，在两年内研制成功的概率为0.7，研制费用为2000万元，若研制成功，生产费用为每套200万元，研制失败后再进口的费用为每套500万元，为了保证部队的装备配置，如何选择方案？,7,一、对策方法,（一）矩阵对策问题,日常生活中，经常可见到竞争和竞争行为，例如下棋，体育竞赛，集团利益争斗等等。这类行为具有对抗的性质。田忌赛马是典型的对策问题。齐王与田忌赛马，各自从双方的马匹选出上马，中马和下马，同等级马匹，齐王的优于田忌，若田忌的马比齐王的马等级高则田忌马胜，采用三局两胜制，若负一方则输千金。此问题中的因素如下：（1）局中人。有权决定自己行动方案的参加者，称为局中人。一个对策问题至少有两个局中人，此例中为齐王和田忌。,8,（2）策略集。一局对策中，可供局中人选择的一个可行而完整的行动方案称为一个策略。参加对策的每一局中人都有自己的策略集，每一局中人的策略集中至少应包括两个策略。田忌赛马中，齐王和田忌的策略集，即马的出赛次序有：（上，中，下）、（上，下，中）、（中，上，下）、（中，下，上）、（下，中，上）、（下，上，中）。（3）赢得函数（支付函数）。在一局对策中，各局中人所选定的一个策略形成的策略组称为一个局势。如田忌的（上，中，下）对齐王（中，下，上）就是一个局势。局势出现以后，对策的结果也就确定，当局中人、策略集和赢得函数这三个因素确定后，一个对策模型也就形成了。这里只讨论有限零和的对策问题。,9,（二）矩阵对策问题的求解,1.矩阵对策的数学模型矩阵对策只有两个参加对策的局中人，每个局中人都只有有限个策略可供选择，在任一局势下，两个局中人的赢得之和总是等于零。田忌赛马即是一个矩阵对策，齐王和田忌各有六个策略，一局对策结束后，齐王的所得必为田忌的所失，反之亦然。通常，用I，II分别表示两个局中人，并设局中人I有m个纯策略a1,a2,am可供选择，局中人II共有n个纯策略b1,b2,.,bn可供选择。则局中人I，II的策略集分别为：S1=a1,a2,am,S2=b1,b2,.bn,10,11,12,31111-11311-111-13111-11131111-1131111-113,A=,齐王的赢得矩阵,13,2.矩阵对策的最优纯策略矩阵对策模型给定后，各局中人面临的问题就是如何选取对自己最为有利的纯策略以谋取最大的赢得（或最小损失）。我们对下例进行判断。例1设有一矩阵对策G=（S1，S2；A），其中S1=a1,a2,a3,a4，S2=b1,b2,b3局中人I的赢得矩阵为：,14,若局中人为了争取最大得利，则有可能冒相应损失的风险，如果从理智出发，应该从各自可能出现的最不利的情形中选择一种最为有利的情形作为决策的依据。这就是“理智行为”，也是对策双方实际上都能接受的一种稳妥方法。局中人I的a2方案和局中人II的b2方案是各自己的最稳妥方案。a2和b2分别称为局人I和局中人II的最优纯策略。,15,对于一般矩阵对策，有如下定义：定义：设G=（S1，S2；A）为矩阵对策，其中S1=a1,a2,am，S2=b1,b2,.bnA=（aij）mn。若等式max(minaij(j=1n)i=1m)=min(maxaij(i=1m)j=1n)=ai*j*成立，则称VG=ai*j*为对策G的值，其实对应的纯局势为G在纯策略下的解ai*，bj*分别称为局中人I，II的最优纯策略。最优纯策略不依赖对方采取的方案。,16,对于案例一，防汛部门为局中人I，策略10万个，15万个和20万个，记为a1,a2,a3；天气假定为局中人II，策略为：雨少，正常，多雨。记为b1,b2,b3。,可以求解是(a3，b3),即储备20万个沙包。,17,二、决策方法,（一）决策风险在人们的日常生活和企业组织的经营管理中，经常遇到决策问题，如下例。例6.2某企业经过市场调查和预测得知，某新产品在今后5年中在市场上销售为畅销、一般=滞销的概率分别为0.3，0.5和0.2。为使该新产品投产，该企业有两种可选择的行动方案：一种方案是投资16万元新建车间，按这种方案，市场畅销、一般和滞销三种情况下的利润分别为获利50万元、25万元和亏损5万元；另一种方案是投资3万元扩建原有车间，在这种方案下，市场畅销、一般和滞销三种情况下的利润分别为获利35万元、20万元和5万元。问该企业如果选择？,18,分析以上问题可以发现，上述问题都包括下列要素：（1）自然状态。它描述了决策问题所处的各种状态。如投资问题有三种自然状态，即产品畅销、一般和滞销；武器装备问题有两种自然状态，即研制成功和研制失败。显然，决策问题的自然状态是指一种客观存在。（2）行动方案。它是为解决决策问题，决策者可采取的行动。如投资问题，决策者可采取的行动方案有两种，即新建车间和扩建车间；武器装备问题，决策者可采取的行动有两种，即自行研制和进口。（3）后果。它是决策者采取了某一行动方案后可能获得的结果。对于投资问题，若采取新建车间的方案，有三种果，即畅销时获利50万元，销路一般时获利35万元，滞销时亏损5万元。若采取扩建车间的方案有三种后果，即畅销时获利35万元，销路一般时获利20万元和滞销时获利5万元。由上可知，在决策问题中由于自然状态的不确定性，不论决策者采取什么样的行动方案，都可能产生多种不同的后果，即决策后果具有不确定性。,19,（4）效用。效用是指客观结果在决策者心中的价值。由于个人的心理特征不同，决策者对决策将会带来的后果的评价有个人独特的感觉和反应，这种感觉和反应就是决策者认为的效用。如保险问题，即使家庭财产相差很小，不同的家庭会有不同的评价，一些家庭积极参加保险，而另一些家庭不愿意参加。在风险型决策过程中，决策者对所面临的决策环境不是完全确定地掌握，事件可能出现的状态不止一种，而是两种或者两种以上。但是，决策者对即将发的和种事件状态和后果的概率是已知的，这种情况下的决策要冒一定的风险。风险型决策问题通常有两种描述和解决方法，一种是决策矩阵法；另一种是决策树法。,20,（二）决策矩阵法风险型决策问题可以用决策矩阵表来描述，一般形式如表6.2。,表6.2决策矩阵的一般形式,21,在表6.2中，A1，A2，.，Am分别表示决策者可能采取的m个行动方案，它们彼此相互独立而又能相互代替，所有行动方案构成的集合A=A1，A2，.，Am称为决策空间。S1，S2，.，Sn分别表示各个行动方案可能遇到的客观条件即自然状态。所有可能出现的自然状态集合S=S1，S2，.，Sn称为状态空间。对风险型决策问题，假定它们是随机变量，其发生的概率分别用P(S1)，P(S2)，.，P(Sn)表示。由于发生这类事件的可能性是相互排斥的，又是相互独立的事件，故有P(S1)+P(S2)+，.+P(Sn)=1。表中的主要部分是在各自然状态下决策者采取行动方案的后果。上述风险型决策问题例6.2可以用表6.3决策矩阵加以描述。,22,23,(三）决策树方法风险型决策问题的直观表示方法是图示法。因为图的形态像树，所以被称为决策树。与决策矩阵表示法相比，决策树表示法有很多优点。如果决策矩阵解决的是单级决策问题，且要求所有行动方案所面对的自然状态完全一致。而决策树可以解决多阶段的决策问题，并且具有表示方便，层次清楚等特点。决策树结构如图6.1所示。图中的方块代表决策节点，从它引出的分枝叫方案分枝。每条分枝代表一个方案，分枝数就是可能的行动方案数。圆圈代表方案节点。从它引出概率分枝，每概率分枝上标明了自然状态及其发生的概率。概率分枝数反映了该方案面对的可能的状态数。末端的三角形叫结果节点，注有各方案在相应状态下的结果值。,24,图6.1决策树结构,25,应用决策树来作决策的过程，是从右向左逐步后退进行分析。根据右端的损益值和概率枝的概率，计算出期望值的大小，确定方案的期望结果，然后根据不同方案的期望结果作出选择。方案的舍弃叫做修枝，被舍弃的方案用“”的记号表示，最后在决策点留下一条树枝，即最优方案。图6.2所示的决策要描述了案例二的风险型决策。,图6.2案例二的决策树,26,当所要决策的问题只需进行一次决策就可解决，叫单阶段决策问题。如果问题比较复杂，而要进行一系列的决策才能解决