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运筹学课程(决策)


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风险型决策问题的基本分析方法
风险型决策问题的解决基于下述五个基本条件: (1)存在着两个或两个以上的不以决策者的主观意志为转移的 自然状态; (2)在几种不同的自然状态中将来究竟出现哪种自然状态决策 者不能肯定,但是决策者可以预先估计出各种自然状态出现的 概率,即可能性; (3)存在着两个或两个以上的行动方案可供决策者选择; (4)决策者对各种后果的偏好模式是合乎理性的,由此,对各 种行动方案的评价可以采用后果效用的期望效用值; (5)不同的行动方案在不同的自然状态下的相应后果及其效用 值可以计算出来。
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例4 某一经营高级时装的商场,为了决 定购多少件皮上装进行决策。由于只能 发出一次定货单,并且假定这些上装在 几周内卖不出去的话,它们将失去市场 价值,因此,必须认真处理。这些上装 的成本为每件2000元,售价为4000元, 估计的需求情况如表6。试用基于最大 可能准则的决策方法决定定货量。
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Q(ai0 , j0 ) max min Q(ai , j )
1i m 1 j n
则基于悲观准则的最优行动为 ai0
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3.3 基于赫威兹准则的决策方法
利用基于赫威兹准则的方法进行决策时,首先指定 一个表示决策者乐观程度的所谓乐观系数,用 表
就越 示, 0 1 。决策者对状态的估计越乐观,
被感知 的环境 条件
提出 决策 问题
确定
决策 目标
选定
决策 策略
拟定 分析 备选 方案
选择 行动 方案
决策 实施 评价
决策 实施 后的 现状
被感知 的现状
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风险型决策方法
2.1 风险型决策问题 例1:某石油公司拥有一块可能有油的土地。根据可
能出油的多少,该土地拥有四种类型:可产油 50万桶、 可产油20万桶、可产油5万桶和无油。公司目前有三种 方案:自行钻井、无条件出租和有条件出租。若自行 钻井,打出一口有油井的费用是10万元,打出一口无 油井的费用是7.5万元,每一桶油的利润是1.5元。若 无条件出租,公司可得4.5万元。若有条件出租,当产 量为20万桶至50万桶时,每桶公司收取0.5元。按过去 的经验,该块土地属于上面四种类型的可能性分别为: 10%,15%,25%和50%。问题是该公司选择哪种方案, 可获得最大利润? 8
接近于1;越悲观, 就越接近于0。然后,对每一 个行动 a i ,按下面的公式计算H的值。
H (ai ) max Q(a i , j ) (1 a) min Q(ai , j )
1 j n 1 j n
i 1,, m
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比较诸 H (ai )的大小,使 H (ai ) 达到最大值
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3 不定型决策问题及其决策方法
对不定型决策问题的分析需满足下述三个基本条件
(1)存在着两个或两个以上的行动方案可供决策者
选择,最后选定一个行动方案;
(2)存在着两个或两个以上的不以决策者的主观意
志为转移的自然状态,且自然状态已知,但自然状态
发生的概率未知;
(3)不同的行动方案在不同的自然状态下的后果值
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2.4 基于渴望水平的决策方法

基于渴望水平准则的决策方法是,首先给出收 益(后果)的一个渴望水平A,然后,对每一 个行动,都求出其收益达到渴望水平A的概率。 使这个概率最大的行动,就是渴望水平准则下 的最优行动。 例5 对上个例子所描述的决策问题,设渴望水 平为10000元,试用基于渴望水平准则的决策 方法确定定货量。
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2.3 基于最大可能准则的决策方法

在风险型决策问题中,可以选择一个概率 最大(也就是发生可能性最大)的自然状 态,设为θ0,然后假定就是最大可能状态 θ0发生。这样,风险型决策问题就变成了 确定型决策问题。可以立即根据各行动方 案在θ0状态下的后果值找出最优行动方案。 这就是基于最大可能准则的决策方法。
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1. 2 管理与决策 决策渗透于管理的四个职能中 管理工作都是以决策为其特征的 管理工作的核心是决策 美国著名的管理学家西蒙(H.A.Simon)指出:
“管理就是决策”
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1.3 决策分析问题的特征 1. 不确定性 2. 动态性 3. 多目标性 4. 模糊性 5. 群体性
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1.4 决策过程


1000万/年
600万/年
1
中需求:500﹡0.3 ﹡5=900
低需求:-200﹡0.2 ﹡5=-200

⊙ ⊙
-200万/年
550万/年 450万/年
决策
高需求:550﹡0.5 ﹡5=1375
2300
2
中需求:450﹡0.3 ﹡5=675
低需求:250﹡0.2﹡5=250

250万/年
图2 决策过程
max maxQ(ai , j ) Q(ai 0 , j 0 ) 1 i m 1 j n
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例6: 某工厂试制成功一种新产品,准备批量生产投 放市场。 假定工厂可以采取三种行动:大批生产a1、 中批生产a2和小批生产a3 。未来销售也有三种:畅销 θ1 、一般θ2和滞销θ3。各行动下的利润见表9。求该 工厂基于乐观准则下的最优行动。
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一般地,对给出收益矩阵 Q(ai , j ),(i 1,, m; j 1,, n)
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目标:要求工厂在投产后5年内净利润最大?
高需求:0.5
决策 点

1000万/年
600万/年
1
中需求:0.3 ⊙
低需求:0.2 ⊙
决策 高需求:0.5 2 中需求:0.3 低需求:0.2
状态 点
-200万/年
550万/年 450万/年
⊙ ⊙

250万/年
结果 点
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图1 决策树
高需求:1000﹡0.5 ﹡5=2500 3200
的行动 a i 便是赫威兹准则下的最优
行动,即如果
H (aopt ) max H (ai )
1i m
则 aopt 就是赫威兹准则下的最优行 动。
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3.4 基于等概率准则的决策方法
基于等概率准则的决策方法的设想是,既
然不定型决策是对各个状态出现的概率一
无所知,只能假定各状态发生的概率彼此 相等,然后求各行动方案的收益期望值。 具有最大收益期望值的行动便是等概率准 则下的最优行动。
表1 某公司的决策收入表
50万桶 20万桶 5万桶 无油 (S 1) (S 2) (S 3) (S 4) 自行钻井(A1) 无条件出租(A2) 有条件出租(A3) 650000 200000 -5000 -75000 45000 45000 45000 45000 0 0
250000 100000
表9 某工厂生产新产品的收益矩阵
自然状态 收益 值 行动方案
1
10 5 2
2
-1 3 2
3
-5 -0.7 1.5
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a2
a1
a3
3.2 基于悲观准则的决策方法
悲观准则也称为最大最小准则。该准则是设想采取任 何一个行动,都是收益最小即后果最差的状态发生, 然后比较各行动的结果,哪一个行动的收益最大,这 一个行动就是基于悲观准则下的最优行动。 一般地,对给出的收益阵 Q(ai , j )(i 1,, m; j 1,, n) , 结果
4. 效用。效用是指决策者对后果的偏好的数值度量。
U (A i,S i)
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风险型决策问题的两种方法:决策矩阵法,决 策树法 2.2 决策矩阵法
表2 风险型决策矩阵 状 态

S1 S2 p1 p2
方 A1
Sn pn a1n a2n

A2

a11 a12 a21 a22 am1 am1

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3.1 基于乐观准则的决策方法
乐观准则也称为最大最大准则。该准则是设想任何 一个行动,都是收益最大即后果最好的状态发生, 然后比较各行动的结果,哪一个行动的收益最大, 这个行动就是基于乐观准则下的最优行动。
一般地,设给出决策阵 Q(ai , j )(i 1,, m; j 1,, n) , 其中 Q(ai , j ) 代表在决策者采取行动 a i 自然状态为 j 时的收益。如果
表6 皮装的需求情况
需求量 3 4 5 6 7 8
发生概率 0.05
0.15
0.5
0.20
0.05
0.05
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表7 定货问题的决策
3 0.05 6000 4000 2000 0 -2000 -4000 4 0.15 6000 8000 6000 4000 2000 0 5 0.50 6000 8000 10000 8000 6000 4000 6 0.20 6000 8000 10000 12000 10000 8000 7 0.05 6000 8000 10000 12000 14000 12000 8 0.05 6000 8000 10000 12000 14000 16000
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2.3 决策树
例3 设有某厂商想投资建一个工厂来生产高性能的移 动电话,决策信息如表5: 表5 决策信息 高需求 中需求 低需求 (S 3) (S 1) (S 2) 0.3 0.2 0.5 建较大规模的厂 (A 1) 建较小规模的厂 (A 2) 1000 550 600 450 -200 250
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表7 定货问题的决策
3 0.05 6000 4000 2000 0 -2000 -4000 4 0.15 6000 8000 6000 4000 2000 0 5 0.50 6000 8000 10000 8000 6000 4000 6 0.20 6000 8000 10000 12000 10000 8000 7 0.05 6000 8000 10000 12000 14000 12000 8 0.05 6000 8000 10000 12000 14000 16000
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