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决策树例题分析及解答 (1)


各点效益值计算过程是: 点2:13.5×0.8×3+172.9×0.8+25.5×0.2×3+ 206.5×0.2-25(投资)=202.3万元 点3:15×0.8×3+105×0.8+15×0.2×3+105×0.2- 10(投资)=140万元 点4:21.5×0.6×7年+29.5×0.4×7年=172.9万元 点5:29.5×1.0×7=206.5 点6:15×0.6×7+15×0.4×7=105万元 通过以上计算。可知建小厂的效益期望值为140万元,而 建大厂的效益期望值为202.3万元,所以应选择建大厂的 方案。
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销路好(0.7) 680万元 2 建大厂 销路差(0.3) 200万元
-40万元
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719万元
扩建 建小厂 930万元 销路好(0.7) 4 不扩建 销路好(0.7) 6 930万元 3 719万元 前3年,第一次决策 560万元 销路差(0.3) 后7年,第二次决策
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销路好(0.7)
190万元
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投资决策评价指标
非贴现现金流量指标
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• 计算完毕后,开始对决策树进行剪枝, 在每个决策结点删去除了最高期望值以 外的其他所有分枝,最后步步推进到第 一个决策结点,这时就找到了问题的最 佳方案 • 方案的舍弃叫做修枝,被舍弃的方案用 “≠”的记号来表示,最后的决策点留 下一条树枝,即为最优方案。
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• A1、A2两方案投资分别为450万和240 万,经营年限为5年,销路好的概率为 0.7,销路差的概率为0.3,A1方案销 路好、差年损益值分别为300万和负60 万;A2方案分别为120万和30万。
玉米 棉花 花生 合计 资源供给量 资源余缺量
在生产出16.5万公顷玉米的前提下,将获得 5.28万元的利润,在忙劳动力资源尚剩余680 个工日可用于其他产品生产。
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例:设某茶厂计划创建精制茶厂,开始有两个方案,方案 一是建年加工能力为800担的小厂,方案二是建年加工能 力为2000担的大厂。两个厂的使用期均为10年,大厂投 资25万元,小厂投资10万元。产品销路没有问题,原料来 源有两种可能(两种自然状态):一种为800担,另一种为 2000担。两个方案每年损益及两种自然状态的概率估计值 见下表
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益损值 方案
状态 需求量较 需求量一 高 般
需求量 较低
需求量很低
甲 乙
600 800
400 350
-150 -350
-350 -700


益损值 方案
350
400
状态 需求
220
250
需求量 一般
50
90
需求量 较低
-100
-50
需求量 很低 最大后 悔值
量较 高
甲 乙 丙 丁
200 0 450 400
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决策过程如下:画图,即绘制决策树
• A1的净收益值=[300×0.7+(-60)×0.3] ×5-450=510 万 • A2的净收益值=(120×0.7+30×0.3)×5-240=225万 • 选择:因为A1大于A2,所以选择A1方案。 • 剪枝:在A2方案枝上打杠,表明舍弃。
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例 题
• 为了适应市场的需要,某地提出了扩大电视机生产的 两个方案。一个方案是建设大工厂,第二个方案是建 设小工厂。 • 建设大工厂需要投资600万元,可使用10年。销路好 每年赢利200万元,销路不好则亏损40万元。 • 建设小工厂投资280万元,如销路好,3年后扩建,扩 建需要投资400万元,可使用7年,每年赢利190万元。 不扩建则每年赢利80万元。如销路不好则每年赢利60 万元。 • 试用决策树法选出合理的决策方案。 经过市场调查, 市场销路好的概率为0.7,销路不好的概率为0.3。
先将各个方案可能带来的最大遗憾计算出来。
遗憾值的计算方法:将每一种自然状态下各个方案可 能取得的最大收益值找出来,其遗憾值为0,其余各方 案的收益值与找出的该状态下的最大收益值相减,即 为该方案在该状态下的遗憾值;然后再从各方案在各 种自然状态下的遗憾值中,找出最大遗憾值;最后从 各方案最大遗憾值中找出遗憾值最小的方案。
玉米 棉花 花生
60 105 45
2250 2250 750
8250 750 1500
1500 1800 1650
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解:玉米、棉花、花生和种植面积分别为X1,X2,X3公顷,依 题意列出线性规划模型。 目标函数:S=1500X1+1800X2+1650X3——极大值 约束条件:X1+X2+X3≤33.333 60X1+105X2+45X3≤2800 2250X1+2250X2+750X3≤63000 8250X1≤165000 X1,X2,X3≥0 采用单纯形法求出决策变量值: X1=20公顷 X2=5.333公顷 X3=8公顷
自然状态 原料800担 原料2000担 概率 0.8 0.2 建大厂(投资25 万元) 13.5 25.5 建小厂(投资10 万元) 15.0 15.0
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补充: 风险型决策方法——决策树方法
• 风险决策问题的直观表示方法的图示法。因为图的形状 像树,所以被称为决策树。
• 决策树的结构如下图所示。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, 分枝数就是可能的相当方案数。圆圈代表方案的节点, 从它引出的概率分枝,每条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点,注有各方案在相应 状态下的结果值。
乙 800 350 -350 -700
丙 350 220 50 -100
丁 400 250 90 -50
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损益值 方案
状态 需求量 需求量 需求量较 需求量 max
较高 一般 低 很低

乙 丙 丁
600
800 350 400
400
350 220 250
-150
-350 50 90
-350
-700 -100 -50
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悲观原则
需求量 较高 需求量 一般 需求量 较低 需求量 很低
min -350 -700
甲 乙
600 800
400 350
-150 -350
-350 -700


350
400
220
250
50
90
-100
-50
-100
-50
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3、最小后悔准则(最小机会损失准则) 用益损值表计算出后悔值(同一状态下各 方案的最大益损值与已采用方案的益损 值之差),取后悔值最小的方案
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状 益损值 态
方案
需求 量较 高
需求 量一 般
需求 量较 低
需求量 很低
max min
600 800 350
400
a=0.7
315 350 215
265
甲 乙 丙

600 800 350
400
400 350 220
250
-150 -350 50
90
-350 -700 -100
-50
-350 -700 -100
-50
600×0.7+(--350 ×0.3)=315
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决策准则小结
不同决策者甚至同一决策者在不同决 策环境下对同一个问题的决策可能截 然不同,并没有所谓的“正确答案”。 决策准则的选取主要取决于决策者对 于决策的性格和态度,以及制定决策 时的环境 所有的准则都不能保证所选择的方案 在实际情况发生时会成为最佳方案
• 例: 某农业企业有耕地面积33.333公顷,可供灌水量 6300立方米,在生产忙季可供工作日2800个,用于 种植玉米、棉花和花生三种作物。预计三种作物每公 顷在用水忙季用工日数、灌水量和利润见表,在完成 16.5万公斤玉米生产任务的前提下,如何安排三种作 物的种植面积,以获得最大的利润。
作物 类别 忙季需 工作日数 灌水需要量 (立方米) 产量 (公斤) 利润 (元)
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例: 假设某场办工厂准备生产一种新产品,但是对市
场需求量的预测只能大致估计为较高、一般、较低、 很低四种情况,而对每一种情况出现的概率无法估计。 工厂为生产这种产品设计了四个方案,并计划生产五 年,根据计算,各个方案五年损益值如表所示。
甲 需求量较高 需求量一般 需求量较低 需求量很低 600 400 -150 -350
80万元
60万元
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计算各点的期望值: • 点②:0.7×200×10+0.3×(-40)×10-600(投资) =680(万元) • 点⑤:1.0×190×7-400=930(万元) • 点⑥:1.0×80×7=560(万元) 比较决策点4的情况可以看到,由于点⑤(930万元) 与点⑥(560万元)相比,点⑤的期望利润值较大, 因此应采用扩建的方案,而舍弃不扩建的方案。 把点⑤的930万元移到点4来,可计算出点③的期望利 润值: • 点③:0.7×80×3+0.7×930+0.3×60×(3+7)-280 = 719(万元)
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建小厂的方案在经济上是比较合理的
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例:随着茶叶生产的发展,三年后的原 料供应可望增加,两个行动方案每年损益及 两种自然状态的概率估计如表
三年后两种收益估计值 单位: 0.4
建大厂 21.5 29.5
建小厂 15.0 15.0
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0 50 180 150
240 440 40 0
300 650 50 0
300 650 450 400
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平均主义决策(折衷决策)
在悲观与乐观中取折中值,既不过于冒险, 也不过于保守,先确定折中系数a。 a在0~1之间,a=0则为悲观决策,a =1则为乐观决策。将各个方案在各种自然 状态下可能取得的最大收益值找出,用它 乘以a,再加上最小收益值乘以1-a,即为 各方案折中后的收益值,从中找折中后收 益值最大的方案。
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