第2.2章 多准则决策
决策理论和方法》习题
<决策理论和方法>习题1998年第一章概论一、什么是决策? 什么是决策分析? 决策问题的特点是什么? 决策问题有哪些要素?二、用决策树表示下列问题:1. 火灾保险2. 易腐品进货问题3. 油井钻探问题: 某公司拥有一块可能有油的土地, 该公司可以自己钻井,也可以出租给其它公司开采; 若出租土地,租约有两种形式,①无条件出租,租金45万元②有条件出租,租金依产量而定: 产量在20万桶或以上时,每桶提成5元; 产量不足20万桶时不收租金.设钻井费用为75万元,有油时需另加采油设备费25万元,油价为15元/桶.(为了简化,可以将油井产量离散化,分为4种状态: 无油,产油5万桶, 产油20万桶, 产油50万桶)三、* 设油井钻探问题如下: 每次钻井费用10万元,有油时售油收入100万元,有油的概率为0.2, 无油的概率为0.8.问无油时该继续钻井否? 若该, 钻几次仍无油时停止钻井?第二章主观概率和先验分布(Subjective Probability & Prior Distribution)一、为什么要引入主观概率? 试比较主、客观概率的异同.如何设定先验分布?二、1. 阅读<决策分析> §6.3.42. 两人一组,一人充当决策人, 一人充当决策分析人, 就来年国民经济增长率的先验分布进行对话,并画出对话所得的图形曲线. 互换角色, 就就来年通涨率的先验分布进行对话.三、设某个决策人认为产品售出400件的可能性是售出800件的可能性的1/3,是售出1200件的可能性的1/2, 与售出1600件的可能性相同, 售出800件的可能性售出1200件的可能性的两倍, 是售出1600件的可能性的3倍; 售出1200件的可能性比售出1600件的可能性的大2倍. 求该决策人关于产品销售量的主观概率分布.第三章效用、损失和风险 (Utility 、Loss & Risk)一、什么是效用? 基数效用与序数效用有何区别? 采用效用进行决策分析有何利弊?二、某人请3个朋友吃饭, 他不知道究竟能来几人. 设各种状态的主观概率如下表所示. 设此人的效用函数u=x-2y-z2.其中x是为朋友预订的客饭有人吃的份是来了吃不到饭的客人数, z 是预订了客饭没有人吃的份数, 求他该为朋友订几份客饭? (设每人吃一份, 不得分而食之)三、某人有资产1000用于购买股票,A 种股票有70%的机会增值一倍30%的可能连本丢掉; B 种股票有60%的机会增值一倍40%的可能连本丢掉. 设此人的效用U 与收益X 的函数关系是U(x)=ln(x+3000).决策人用m 购A 种股票,1000- m 购B 种股票.求m.四、某厂考虑两种生产方案产品A 可以0.3的概率获利5万元, 以0.2的概率获利8万元, 以0.5的概率获利9万元; 产品B 肯定可以获利8万元. 决策人甲的效用函数为线性,即U 1(x)= x; 决策人乙的效用函数 U 2(x)= x 2/5 当 0≤x ≤5 4x -10- x 2/5 当5≤x ≤10 1.画出两个决策人的效用曲线. 2.甲乙两个决策人分别作何选择?3.若生产AB 两种产品均需另加5万元的固定成本, 甲乙两个决策人又该作何选择?五、画出你的关于货币的效用曲线并作简要说明.六、把一副扑克牌的四张A 取出,牌面向下洗匀后排在桌面上.你可以从下列两种玩法中任选一种:⑴ 先任意翻开一张再决定: a)付出35元,叫停; 或者 b)继续翻第二张,若第二张为红你可收入100元, 第二张为黑则付出100元;⑵ 任意翻开一张, 若此牌为红你可收入100元,为黑则付出100元; 1. 画出此问题的决策树2. 设某决策人的效用函数u=ln()1200+x ,他该选何种玩法?七、(Peterberg Paradox)一个人付出C 元即可参加如下的赌博:抛一枚硬币,若第N 次开始出现正面, 则由庄家付给2N 元. 在这种赌博中, 参加者的期望收益为21NN N p =∞∑ = 2121NN∞∑ = ∞但是, 很少有人愿意出较大的C. 试用效用理论对此加以证明.第四章 贝叶斯分析 (Bayesean Analysis )一、 1. 风险型和不确定型决策问题的区别何在? 各有哪些求解方法?2. 什么是贝叶斯分析? 贝叶斯分析的正规型与扩展型有何区别?二、用Molnor的六项条件逐一衡量下列原则: ①Minmax②Minmin③Hurwitz④Savage-Hiehans⑤Laplace三、不确定型决策问题的损失矩阵如下表. 用上题所列五种原则分别求解.(在用四、某决策问题的收益矩阵如下表. 试用①最大可能值原则②Bayes原则③E-V原则④贝努里原则(U=0.1C2)分别求解五、油井钻探问题(续第二章二之3)1. 设各种状态的主观概率分布如下表且决策人风险中立,决策人该选择什么行动?2. 若可以通过地震勘探(试验费12万元)获得该地区的地质构造类型x j(j=1,2,3,4)的信息.设已知P(x|θ)如下表③进行贝叶斯分析,求贝叶斯规则;④讨论正规型贝叶斯分析的求解步骤;⑤求完全信息期望值EVPI和采样信息期望值EVSI.六、 1. 医生根据某病人的症状初步诊断病人可能患A 、B 、C 三种病之一, 得这三种病的概率分别是0.4、0.3、0.3. 为了取得进一步的信息,要求病人验血,结果血相偏高. 得A 、B 、C 三种病血相偏高的可能性分别是0.8、0.6、0.2. 验血后医生判断患者得A 、B 、C 三种病的概率各是多少? 2.(续1)若得A 、B 、C 三种病的白血球计数的先验分布分别是在[8000, 1000] 、[7000, 9000] 、[6000, 8500]区间上的均匀分布,化验结果是8350-8450.求此时病人患三种病的可能性各是多少?七、某公司拟改变产品的包装, 改变包装后产品的销路不能确定,公司经理的估为了对销路的估计更有把握, 公司先在某个地区试销改变了包装的产品.根据以:1. 2. 确定与各种试销结果相应的贝叶斯行动; 3.分析试销费用与是否试销的关系.第五章 随机优势(Stochastic Dominance )一、用随机优势原则求解决策问题有何利弊?二、决策人面临两种选择:①在[-1, 1]上均匀分布;②在[-A, B]上均匀分布其中⑴A=B=2; ⑵A=0.5, B=1.5; ⑶A=2, B=3. 试用FSD 和SSD 判别在上述三种情况下①与②何者占优势.(设决策人的效用函数u ∈U 2)三、已知收益如下表, 用优势原则筛选方案. (设决策人的效用函数u ∈U 2)四、决策人的效用函数u∈U.试分析他对下表所示的决策问题应作何选择.d第二篇多准则决策分析(MCDM)第八章多属性效用函数(Multi-attribution utility function)一、某企业拟在若干种产品中选一种投产,每种产品的生产周期均为两年. 现仅考虑两种属性: 第一年的现金收益X和第二年的现金收益Y. 设现金收益可以精确预计; 企业的偏好是①X、Y是互相偏好独立的;②x x x’⇔x≥x’ ;③y y y’⇔y≥y’④(100,400)~(200,300), (0,600) ~(100,200). 设有下列产品对:(1). (0,100) (100,100) (2).(0,400) (200,200)(3). (100,500) (200,300) (4). (0,500) (150,200)每对产品只能生产其中之一. 企业应该作何选择,为什么?二、表一、表二分别给出了两个不同的二属性序数价值函数. 分别判断X是否偏好独立于Y, Y是否偏好独立于X.三、某人拟从甲地到乙地.他考虑两个因素,一是费用C,一是旅途花费的时间t,设①他对c、t这两个属性是互相效用独立的,②费用及时间的边际效用都是线性的, 且边际效用随费用和时间的增加而减少,③他认为(20,4) ~(10,5), (20,5) ~(10,618);1.求此人的效用函数2.若此人面临3种选择:a,乘火车,3小时到达,30元钱; b,自己开车,有3/4的机会4小时到达化汽油费10元,1/4的机会6小时到达化汽油费12元; c, 先化2元乘公共汽车到某地搭便车,1/4的机会5小时到达,1/2的机会6小时到达,1/4的机会8小时到达. 求他应作何种选择.第十章多属性决策问题(Multi-attribution Decision-making Problem)即:有限方案的多目标决策问题(MCDP with finite alternatives)一、现拟在6所学校中扩建一所. 通过调研和分析, 得到两个目标的属性值表如下:(1. .2. 设w1=2w2, 用TOPSIS法求解.二、(续上题)若在目标中增加一项,教学质量高的学校应优先考虑. 但是各学校教学质量的高低难以定量给出, 只能给出各校教学质量的优先关系矩阵如下表. 设三、某人拟在六种牌号的洗衣机中选购一种. 各种洗衣机的性能指标如下表所(表中所列为洗5kg衣物时的消耗).设各目标的重要性相同, 试用适当的方法求解四、六方案四目标决策问题的决策矩阵如下表. 各目标的属性值越大越好.W=(0.3, 0.2, 0.4, 0.1)T , α=0.7 , d1=15 , d3=2.0×106.用ELECTRE第十一章 多目标决策问题(Multi-objective Decision-making Problem )设决策人认为属性x 最重要, 属性y 次之, 试用字典序法求解并讨论解的合理性.二、<决策分析>P219之例11.1, 若决策人的目的改为MinP y P y P y y 1123322--+-+++() 试求解并作图. 三、试画出逐步进行法(STEM)的计算机求解的程序框图.四、举一随机性多目标决策问题的实例. 五、多目标规划问题 max f 1= 2x 1+ x 2f 1=-4x 1+ x 2 -2x 1+ x 2≤1 - x 1+2x 2≤8 x 1+ x 2≤10 2x 1- x 2≤8 4x 1+3x 2≥8 x 1, x 2≥01. 画出可行域X 和X 在目标空间的映象Y 的图形.2. 求出所有非劣解;3. 在目标空间标出理想点;4. 设ω1=ω2求x ω1, x ω2, x ω∞及最佳调和解.六、MADP 和MODP 各有什么特点? 哪些方法可以同时适用于求解这两类问题?第十二章 群决策(Group Decision )一、1.Arrow 不可能定理有什么现实意义?2.什么是投票悖论?3.什么是策略行为?二、群由30人组成, 现要从a 、b 、c 、d 四个候选人中选出一人担任某职务. 已知群中成员的偏好是:其中8位成员认为 a b c d 其中4位成员认为 b c d a 其中6位成员认为 b d a c 其中5位成员认为 c d a b 其中5位成员认为 d a c b 其中2位成员认为 d c b a1. 用你所知道的各种方法分别确定由谁入选.2. 你认为选谁合适?为什么?三、某个委员会原有编号为1、2、3的三个成员, 备选方案集为{a, b, c}.三个成员的偏好序分别是:c 1b 1ab 2a 2ca 3c 3b1. 求群体序.2. 若委员会新增两个成员(编号为4, 5), 原来成员的偏好序不变, 新增的两个成员应如何表达偏好?3. 原来成员的偏好序不变时,成员4,5联合能否控制委员会的排序结果?为什么?四、谈判问题的可行域和现况点如图所示.试用下列方法求解:1.Nash谈判模型;2.K-S模型;3.中间-中间值法;4. 给出均衡增量法的求解步骤.五、简述群决策与多目标决策的异同.。
统计学:多准则决策分析法 (MCDM)
同理得,B2 , B3 对总目标的权值分别为: 0.246, 0.456,
决策层对总目标的权向量为: 0.3, 0.246, 0.456
3.案例分析
0.3, 0.246, 0.456 可作为最后的决策依据。
即各方案的权重排序为 B3 B1 B2 又 B1, B2 , B3 分别表示苏杭、北戴河、桂林,
按照我国的投资 计划管理体制
1.2 为什么要进行项目评估
项目决策的科学化管 理
提高项目效益的重要 手段
项目决策的重要基础 与依据
1.3 为什么选择MCDM
决策者面对 项目方案之 更多的选择 间的排他性
传统的单指 标分析法有
局限性
选择 MCDM
项目的不确 定性因素和 不可测因素
2. MCDM 分析方法
2.2 AHP 层次分析法
2.2 AHP 层次分析法
2.2 AHP 层次分析法
AHP层次分析法---加权分析
权重
准则
0.5
C1
0.3
C2
0.2
C3
方案选择
A1
A2
A3
0.5
0.3
1
1
0.4
0.6
0.7
1
0.2
S1
S2
多准则决策
方法方 案
A1 A2 A3 A4
SAW
SAW
(R最大化) (R归一化)
0.266
0.269
0.226
0.223
0.272
0.274
0.236
0.234
WP
0.269 0.219 0.276 0.236
TOPSIS
0.350 0.146 0.334 0.170
•A3与A1(A4与A2)差别不大,A3,A1明显优于A4,A2 •用各种方法得到的结果没有显著差别
1.5
20
5.5
中 很高
A2
2.5
2.7
18
6.5
低
中
A3
1.8
2.0
21
4.5
高
高
A4
2.2
1.8
20
5.0
中
中
多准则决策
•例 选择战斗机
•对X5, X6表述的量化: “很高”、“高”、
“中”、“低”、
“很低” 记分
•9设,7有,5m,3个,1,备选方案A1, A2,…, Am, n个属性X1, X2, …,
•以上方法的综合 •记偏于主观与偏于客观的方法得到的权重分别为
•综合权
•,
重 •或
•α,β根据决策者对w(1), w(2)的偏好程度进行调节
多准则决策
•4.综合方法---由决策矩阵与属性权重得到最终决策
•各种方法的详细步骤参看:
•Hwang C.L. and Yoon K. Multiple Attribute Decision Making——Methods and Applications . Berlin/Heidelberg/New York Springer-Verlag ,1981
多准则决策问题的评估方法
多准则决策问题的评估方法1. 引言在现实生活中,我们经常面临各种复杂的决策问题,而这些问题通常涉及到多个准则。
多准则决策问题是指在决策过程中涉及到多个目标或准则,我们需要综合考虑这些准则之间的相互关系,以做出最优的决策。
针对这一问题,评估方法的选择显得尤为重要,它能够帮助我们全面、深入地分析问题,并找到最佳的解决方案。
2. 多准则决策问题的定义与挑战多准则决策问题是指在决策过程中,需要同时考虑多个目标或准则。
与传统的单一准则决策问题相比,多准则决策问题更加复杂,因为我们需要在多个准则之间进行权衡,而且这些准则之间往往存在相互影响和冲突。
面临多准则决策问题时,我们往往需要寻找一种方法来将各个准则量化,并确定它们之间的相对重要性。
我们也需要考虑到决策结果对于不同利益相关者的影响,以及不同准则间可能存在的权衡关系。
3. 多准则决策问题的评估方法在评估多准则决策问题时,我们可以采用多种不同的方法。
下面介绍几种常见的评估方法。
(1)模糊综合评价法模糊综合评价法是一种常用的多准则决策评估方法,它基于模糊集理论,并利用专家判断或意见调查的方式,将各个准则的评价结果通过模糊数学的方法进行综合。
在使用模糊综合评价法时,我们首先需要建立评价指标体系,然后通过专家评分或调查问卷的形式,将各个评价指标进行模糊化处理,最后利用模糊综合评估的方法对各个准则进行综合评价。
(2)层次分析法层次分析法是一种常用的多准则决策评估方法,它通过将问题拆解成多个层次和多个准则,利用专家判断或意见调查的方式,构建准则之间的相对重要性矩阵,进而对各个准则进行综合评估和排序。
在使用层次分析法时,我们首先需要建立层次结构,明确各个层次和准则之间的关系。
通过专家对各个准则之间的相对重要性进行成对比较,并构建成对比较矩阵。
利用特征向量方法对成对比较矩阵进行一致性检验和权重计算,得到各个准则的权重。
(3)TOPSIS法TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)法是一种常用的多准则决策评估方法,它通过计算决策方案与理想解的接近程度和决策方案与负理想解的远离程度,对各个决策方案进行排序和选择。
多准则决策方法-ELECTRE
碩士論文報告
題目: 多準則決策方法應用於
線上學習系統選擇之研究
指導教授:郭倉義 吳仁和 研 究 生:施義雄 博士 博士 撰
1
報告內容
研究背景與動機 研究目的與範圍 研究方法及流程 多準則決策評估模式之構建 個案分析 研究結論 研究建議
2
研究背景與動機
-面對知識競爭時代,企業對教育訓練與e化觀念逐漸普及,
3
研究目的與範圍
本研究主要目的在於以企業需求為導向,試著運用多準則決 策分析法,讓決策者在企業內建置線上學習系統時,能選擇 出最適合企業之方案。對企業而言,經由此多準則評估模式 可選擇線上學習系統之順序,對有心建構線上學習系統者, 則可供規劃建置時的參考依據。 本研究針對企業選擇線上學習系統評估來進行深入的探討, 以企業內部實際需要為導向,對於企業建置線上學習系統的 一些外在環境因素(例如:國內的網路頻寬不足,等待時間過 久等),不在本研究範圍之內。
25
建構「線上學習系統」的策略思維
二、輔導及執行所有線上課程之製作、提供 與導入
線上課程有委製、外購及自製三種方式
26
建構「線上學習系統」的策略思維
三、以預算成本考量時,解決方案宜採 Per-Server計價方式
即以安裝伺服器數量計價,不限上線人數
27
建構「線上學習系統」的策略思維
多准则决策的基本概念.
四、多准则决策的分类
多准则决策是指在多个不能互相替代的准则存在下进行的决策,它 是由多目标决策(multiple objective decision making, MODM)和多属性 决策(multiple attribute decision making, MADM)两个重要部分组成。 由于这个划分是1981年才由Hwang和Yoon确定下来,因此这几个名 词长期以来非常混淆。因此有时“多目标决策”可能也代表了多准 则决策,教材就是这样;但一般“多属性决策”就代表本身。
二、多目标(准则)决策问题的特点
多目标风险决策问题存在着许多共同的特点,理解和掌握这些特 点,对我们进一步研究多目标风险型决策的理论和方法,以及在 决策实践中更加灵活和有效地做出决策有着十分重要的意义。 ① 决策问题的目标多于一个。 ②目标之间的不可公度性(non-commensurable),或称量纲的 不一致性,即各目标没有统一的衡量标准或计量单位,因而难 以进行比较。例如,水利工程建设问题中的发电这一目标可以用 年发电量(亿度/年)或装机容量(万千瓦)来描述,而防洪效 益只能用下游免遭洪涝灾害的面积(亩)来表征,淹没损失用水 库建成后淹没的耕地和山林面积和淹没地区需要移民的数量(人) 来说明,投资则应该用货币(万元)表示。又如选拔干部时,候 选人的健康状况、工作作风、品德、才能等等不但没有统一的计 量单位,甚至连应该如何衡量各目标的达到程度都难以确定。
多属性决策 准则形式 准则特征 约束条件 方案特征 适用范围 属性 隐含的目标,与方案不直接联系 不变动,合并到属性中 有限数目、离散、预定方案 选择/评价问题 多目标决策 目标 明确的目标,与决策变量直接联系 变动,以显式给出 无限数目,连续,生产方案 设计问题
多目标决策一般利用向量优化(数学规划)技术进行分析,本课 程主要讲述多属性决策。
多准则决策中层次分析技术革新
多准则决策中层次分析技术革新一、多准则决策概述多准则决策(Multi-Criteria Decision Making,简称MCDM)是决策科学中的一个重要分支,它涉及到在多个目标或准则之间进行权衡和选择的问题。
在现实世界中,决策者往往需要在多个相互冲突的目标之间做出选择,例如成本、时间、质量、风险等。
多准则决策技术提供了一套系统的方法来处理这些问题,帮助决策者在复杂情况下做出更加合理的决策。
1.1 多准则决策的重要性多准则决策技术的重要性在于它能够帮助决策者在多个目标之间进行平衡,找到最优的解决方案。
这种技术特别适用于那些目标之间存在冲突,或者需要同时考虑多个利益相关者的情况。
通过应用多准则决策技术,决策者可以更加全面地考虑问题,避免单一目标导向的决策偏差。
1.2 多准则决策的应用场景多准则决策技术的应用场景非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 项目管理:在项目选择和资源分配中,需要考虑时间、成本、质量等多个准则。
- 供应链管理:在供应链设计和优化中,需要权衡成本、服务水平、风险等因素。
- 决策:在项目评估中,需要综合考虑回报率、风险、市场潜力等准则。
- 环境管理:在环境政策制定中,需要平衡经济发展和环境保护之间的关系。
二、层次分析法技术概述层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是一种常用的多准则决策技术,由运筹学家托马斯·L·萨蒂(Thomas L. Saaty)在20世纪70年代提出。
AHP通过建立层次结构模型,将复杂问题分解为多个层次和准则,然后通过成对比较的方式确定各准则的相对重要性,最终得出决策的优先级。
2.1 层次分析法的基本原理层次分析法的基本原理是通过建立层次结构模型,将决策问题分解为目标层、准则层和方案层。
目标层是决策的最终目的,准则层是影响决策的各种因素,方案层是可供选择的具体方案。
通过成对比较准则层中的各个准则,可以确定它们的相对重要性,并通过一致性检验确保比较的合理性。
最新多准则决策的基本概念ppt课件
第一节 多准则决策的基本概念
一、引言
多准则决策(multiple criteria decision making, MCDM)起源可以追溯到1896年Pareto提出的Pareto最 优概念;但直到1951年Koopmans才将有效点的概念 引入决策领域;同年,Kuhn和Tucker引入向量优化的 概念。多准则决策作为规范决策方法引入决策领域则 是在20世纪60年代,以查恩斯(Charnes)和库伯 (Cooper)在目标规划上的研究和Roy提出的 ELECTRE方法为代表。
案例,教材P157,自己阅读
层次分析法(AHP)是重要的综合性多属性分析方法,不 重复讲解,希望个人仔细阅读,加深理解。P164
设二维效用函数W=W(u1,u2) 为二维效用函数,按距离规则, W=W(u1,u2) 应该满足的条件: ① W(1,1)=1; ② W(0,0)=0 ③ 0<W(1,u2)<1,0<u2<1
0<W(u1,1)<1,0<u1<1 ④ W(u1,u2) 的取值与距离 d (1u1)2(1u2)2 成线性关系。
5混合规则当各目标效用之间的关系比较复杂时可以考虑混合规则???????????????????niiiucwnnucucuuwucucuuwccuuuuuuwccucucucucuuw1221121221121212121212122112211211101011???????维效用合并公式维时混合规则的推广到是乘法规则公式近似于当是加法规则时且当是代换规则时且当案例教材p157自己阅读层次分析法ahp是重要的综合性多属性分析方法不重复讲解希望个人仔细阅读加深理解
4 决策形势 多目标决策问题的基础是决策形势(或称决策情况),它说
多准则决策概述
决策矩阵标准化 属性值的物理意义(包括量纲)各不相同
d11 d1j d1n
D
dm1 dmj dmn
dij作比例 尺度变换
rij
d ij
m
d ij
i1
R的列和为1~
归一化
r11 r1 j r1n
R
rm1 rmj rmn
rij
dij
i
max
1,2, m
dij
rij
0 rij 1
决策矩阵标准化时先对费用型属性值作倒数变换:
归一化
1
rij m d ij
1
i1
d ij
最大化 1
rij
max i
d ij 1
d ij
min i
d ij
d ij
注意非单调性属性的标准化处理
• 线性性 对于明显呈非线性的属性值(如边际效益 递减),需先拟合合适的函数作变换.
3.属性权重
X1, X2, …, Xn的权重 w (w 1,w 2, ,w n)T
定义Xj对于方案的区分度
Fj 1Ej
例 属性权重
wj
Fj
n
Fj
j1
不易区分方案优劣
0.50 0.30 0.25
R 0.30
0.30
0.25
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.15 0.20 0.25
0.05
0.20
0.25
E [ 0 .80 2 .94 8 1 6 ]
F [ 0 .10 7 .06 1 0 4 ]
d ij
m
d
2 ij
i1
R的列最大值 R的列模为1~
为1~最大化 模一化
多准则决策
SAW
SAW
(R最大化) (R归一化)
0.266
0.269
0.226
0.223
0.272
0.274
0.236
0.234
WP
0.269 0.219 0.276 0.236
TOPSIS
0.350 0.146 0.334 0.170
A3与A1(A4与A2)差别不大,A3,A1明显优于A4,A2 用各种方法得到的结果没有显著差别
R的列最小值为0 (最大值为1)
属性值(对决策优劣)的性质
• 单调性 效益型属性值单调增 费用型属性值单调减
决策矩阵标准化时先对费用型属性值作倒数变换:
归一化
最大化
注意非单调性属性的标准化处理
• 线性性 对于明显呈非线性的属性值(如边际效益 递减),需先拟合合适的函数作变换.
3.属性权重 X1, X2, …, Xn的权重
4.综合方法---由决策矩阵与属性权重得到最终决策
各种方法的详细步骤参看:
Hwang C.L. and Yoon K. Multiple Attribute Decision Making——Methods and Applications . Berlin/Heidelberg/New York Springer-Verlag ,1981
区间 尺度
严重不妥!
5. AHP与MAUT的争论——二者的公理化系统有区别 • AHP允许排序逆转而MAUT不允许. • MAUT需要偏好排序的传递性而AHP不需要.
徐玖平,吴巍编著 多属性决策的理论与方法. 北京 清华大学出版社 2006
确定
随机
模糊
粗糙
4.综合方法---由决策矩阵与属性权重得到最终决策
《决策理论和方法》的练习题
<决策理论和方法>习题第一章概论一、什么是决策? 什么是决策分析? 决策问题的特点是什么? 决策问题有哪些要素?二、用决策树表示下列问题:1. 火灾保险2. 易腐品进货问题3. 油井钻探问题: 某公司拥有一块可能有油的土地, 该公司可以自己钻井,也可以出租给其它公司开采; 若出租土地,租约有两种形式,①无条件出租,租金45万元②有条件出租,租金依产量而定: 产量在20万桶或以上时,每桶提成5元; 产量不足20万桶时不收租金.设钻井费用为75万元,有油时需另加采油设备费25万元,油价为15元/桶.(为了简化,可以将油井产量离散化,分为4种状态: 无油,产油5万桶, 产油20万桶, 产油50万桶)三、* 设油井钻探问题如下: 每次钻井费用10万元,有油时售油收入100万元,有油的概率为0.2, 无油的概率为0.8.问无油时该继续钻井否? 若该, 钻几次仍无油时停止钻井?第二章主观概率和先验分布(Subjective Probability & Prior Distribution)一、为什么要引入主观概率? 试比较主、客观概率的异同.如何设定先验分布?二、1. 阅读<决策分析> §6.3.42. 两人一组,一人充当决策人, 一人充当决策分析人, 就来年国民经济增长率的先验分布进行对话,并画出对话所得的图形曲线. 互换角色, 就就来年通涨率的先验分布进行对话.三、设某个决策人认为产品售出400件的可能性是售出800件的可能性的1/3, 是售出1200件的可能性的1/2, 与售出1600件的可能性相同, 售出800件的可能性售出1200件的可能性的两倍, 是售出1600件的可能性的3倍; 售出1200件的可能性比售出1600件的可能性的大2倍. 求该决策人关于产品销售量的主观概率分布.第三章效用函数一、什么是效用? 基数效用与序数效用有何区别? 采用效用进行决策分析有何利弊?二、某人请3个朋友吃饭, 他不知道究竟能来几人. 设各种状态的主观概率如下表所示. 设此人的效用函数u=x-2y-z.其中x是为朋友预订的客饭有人吃的份数, y是来了吃不到饭的客人数, 是预订了客饭没有人吃的份数, 求他该为朋友订几份客饭? (设每人吃一份, 不得分而食之)三、某人有资产1000用于购买股票,A种股票有70%的机会增值一倍30%的可能连本丢掉; B种股票有60%的机会增值一倍40%的可能连本丢掉. 设此人的效用U与收益X的函数关系是U(x)=ln(x+3000).决策人用m购A种股票,1000- m购B种股票.求m.四、某厂考虑两种生产方案产品A可以0.3的概率获利5万元, 以0.2的概率获利8万元, 以0.5的概率获利9万元; 产品B肯定可以获利8万元. 决策人甲的效用函数为线性,即U1(x)= x; 决策人乙的效用函数U2(x)= x/5 当 0≤x≤54x-10- x/5 当5≤x≤101.画出两个决策人的效用曲线.2.甲乙两个决策人分别作何选择?3.若生产AB两种产品均需另加5万元的固定成本, 甲乙两个决策人又该作何选择?五、画出你的关于货币的效用曲线并作简要说明.六、把一副扑克牌的四张A取出,牌面向下洗匀后排在桌面上.你可以从下列两种玩法中任选一种:⑴先任意翻开一张再决定: a)付出35元,叫停; 或者 b)继续翻第二张,若第二张为红你可收入100元, 第二张为黑则付出100元;⑵任意翻开一张, 若此牌为红你可收入100元,为黑则付出100元;1. 画出此问题的决策树2. 设某决策人的效用函数u=,他该选何种玩法?七、(Petersburg Paradox)一个人付出C元即可参加如下的赌博:抛一枚硬币,若第N次开始出现正面, 则由庄家付给2元. 在这种赌博中, 参加者的期望收益为= = ∞但是, 很少有人愿意出较大的C. 试用效用理论对此加以证明.第四章贝叶斯分析(Bayesian Analysis)一、1. 风险型和不确定型决策问题的区别何在? 各有哪些求解方法?2. 什么是贝叶斯分析? 贝叶斯分析的正规型与扩展型有何区别?二、用Molnor的六项条件逐一衡量下列原则: ①Minmax②Minmin③Hurwitz④Savage-Hiehans⑤Laplace三、不确定型决策问题的损失矩阵如下表. 用上题所列五种原则分别求解.(在用四、某决策问题的收益矩阵如下表. 试用①最大可能值原则②Bayes原则③E-V原则五、油井钻探问题(续第二章二之3)1. ,决策人该选择什么行动?2. 若可以通过地震勘探(试验费12万元)获得该地区的地质构造类型x j③进行贝叶斯分析,求贝叶斯规则;④讨论正规型贝叶斯分析的求解步骤;⑤求完全信息期望值EVPI和采样信息期望值EVSI.六、1. 医生根据某病人的症状初步诊断病人可能患A、B、C三种病之一, 得这三种病的概率分别是0.4、0.3、0.3. 为了取得进一步的信息,要求病人验血,结果血相偏高. 得A、B、C三种病血相偏高的可能性分别是0.8、0.6、0.2.验血后医生判断患者得A、B、C三种病的概率各是多少?2.(续1)若得A、B、C三种病的白血球计数的先验分布分别是在[8000, 1000] 、[7000, 9000] 、[6000, 8500]区间上的均匀分布,化验结果是8350-8450.求此时病人患三种病的可能性各是多少?,公司经理的估计是为了对销路的估计更有把握, 公司先在某个地区试销改变了包装的产品.根据以往的经验,:1.2. 确定与各种试销结果相应的贝叶斯行动;3. 分析试销费用与是否试销的关系.第五章随机优势(Stochastic Dominance)一、用随机优势原则求解决策问题有何利弊?二、决策人面临两种选择:①在[-1, 1]上均匀分布;②在[-A, B]上均匀分布其中⑴A=B=2; ⑵A=0.5, B=1.5; ⑶A=2, B=3. 试用FSD和SSD判别在上述三种情况下①与②何者占优势.(设决策人的效用函数u∈U)三、已知收益如下表, 用优势原则筛选方案. (设决策人的效用函数u∈U)四、决策人的效用函数u∈U.试分析他对下表所示的决策问题应作何选择.第二篇多准则决策分析(MCDM)第八章多属性效用函数(Multi-attribution utility function)一、某企业拟在若干种产品中选一种投产,每种产品的生产周期均为两年. 现仅考虑两种属性: 第一年的现金收益X和第二年的现金收益Y. 设现金收益可以精确预计; 企业的偏好是①X、Y是互相偏好独立的;②x x x’⇔x≥x’;③y y y’⇔y ≥y’④(100,400)~(200,300), (0,600) ~(100,200). 设有下列产品对:(1). (0,100) (100,100) (2).(0,400) (200,200)(3). (100,500) (200,300) (4). (0,500) (150,200)每对产品只能生产其中之一. 企业应该作何选择,为什么?二、表一、表二分别给出了两个不同的二属性序数价值函数. 分别判断X是否偏好独立于Y, Y是否偏好独立于X.三、某人拟从甲地到乙地.他考虑两个因素,一是费用C,一是旅途花费的时间t, 设①他对c、t这两个属性是互相效用独立的,②费用及时间的边际效用都是线性的, 且边际效用随费用和时间的增加而减少,③他认为(20,4) ~(10,5), (20,5) ~(10,6);1.求此人的效用函数2.若此人面临3种选择:a,乘火车,3小时到达,30元钱; b,自己开车,有3/4的机会4小时到达化汽油费10元,1/4的机会6小时到达化汽油费12元; c, 先化2元乘公共汽车到某地搭便车,1/4的机会5小时到达,1/2的机会6小时到达,1/4的机会8小时到达. 求他应作何种选择.第十章多属性决策问题(Multi-attribution Decision-making Problem)即:有限方案的多目标决策问题(MCDP with finite alternatives)一、现拟在6所学校中扩建一所. 通过调研和分析, 得到两个目标的属性值表如下: (1. .2. 设w1=2w2, 用TOPSIS法求解.二、(续上题)若在目标中增加一项,教学质量高的学校应优先考虑. 但是各学校教学质量的高低难以定量给出, 只能给出各校教学质量的优先关系矩阵如下表. 设w1=w2=w3,三、某人拟在六种牌号的洗衣机中选购一种. 各种洗衣机的性能指标如下表所(表中所列为洗5kg衣物时的消耗).设各目标的重要性相同, 试用适当的方法求解.四、六方案四目标决策问题的决策矩阵如下表. 各目标的属性值越大越好.W=(0.3, 0.2, 0.4, 0.1) , α=0.7 , d1=15 , d3=2.0×10.用ELECTRE第十一章多目标决策问题(Multi-objective Decision-making Problem)设决策人认为属性x最重要, 属性y次之, 试用字典序法求解并讨论解的合理性.二、<决策分析>P219之例11.1, 若决策人的目的改为试求解并作图.三、试画出逐步进行法(STEM)的计算机求解的程序框图.四、举一随机性多目标决策问题的实例.五、多目标规划问题max f1= 2x1+ x2f1=-4x1+ x2-2x1+ x2≤1- x1+2x2≤8x1+ x2≤102x1- x2≤84x1+3x2≥8x1, x2≥01. 画出可行域X和X在目标空间的映象Y的图形.2. 求出所有非劣解;3. 在目标空间标出理想点;4. 设ω1=ω2求, , 及最佳调和解.六、MADP和MODP各有什么特点? 哪些方法可以同时适用于求解这两类问题?第十二章群决策(Group Decision)一、1.Arrow不可能定理有什么现实意义?2.什么是投票悖论?3.什么是策略行为?二、群由30人组成, 现要从a、b、c、d四个候选人中选出一人担任某职务.已知群中成员的偏好是:其中8位成员认为 a b c d其中4位成员认为 b c d a其中6位成员认为 b d a c其中5位成员认为 c d a b其中5位成员认为 d a c b其中2位成员认为 d c b a1. 用你所知道的各种方法分别确定由谁入选.2. 你认为选谁合适?为什么?三、某个委员会原有编号为1、2、3的三个成员, 备选方案集为{a, b, c}.三个成员的偏好序分别是:c 1b 1ab 2a 2ca 3c 3b1. 求群体序.2. 若委员会新增两个成员(编号为4, 5), 原来成员的偏好序不变, 新增的两个成员应如何表达偏好?3. 原来成员的偏好序不变时,成员4,5联合能否控制委员会的排序结果?为什么?四、谈判问题的可行域和现况点如图所示.试用下列方法求解:1.Nash谈判模型;2.K-S模型;3.中间-中间值法;4. 给出均衡增量法的求解步骤.五、简述群决策与多目标决策的异同.。
决策分析与多标准决策
决策分析与多标准决策第一章:背景与概述在现代社会中,决策已经成为了组织运营的核心活动之一。
各种各样的问题需要从多个角度进行考虑与权衡,而这些角度的不同通常涉及到逻辑、知识、价值观等方面的考虑,因此,传统的单一指标决策方法显然难以满足当今的繁杂需求。
多标准决策方法因此应运而生,成为了目前决策研究的主要领域之一。
第二章:决策分析的基本概念在理解多标准决策之前,我们需要先认识决策分析的基本概念。
决策分析是指通过收集、整理、分析有关信息、问题和解决方案的各种数据和信息,确定决策问题的各种因素的关系,并运用决策方法,制定决策策略,给出最优解决方案的过程。
第三章:多标准决策方法的基本思想多标准决策方法的基本思想在于,将众多问题中的多种因素纳入考虑范畴,不再仅仅依据某个单一指标来进行决策。
其核心是将不同视角下的信息集成,显式地考虑多个标准和多个决策对象的多个决策因素,并确定相应的评价指标及其权重,综合评价各方案。
第四章:常用的多标准决策方法在实际应用中,多标准决策方法主要包括有层次分析法(AHP)、层次过程决策模型(ANP)、TOPSIS法、熵权法和经验模态分解(EMD)法等。
这些方法各有特点和适用范围,需要根据实际情况来选择最为适合的方法。
第五章:多标准决策方法在实际中的应用多标准决策方法已经广泛应用于许多领域,如环境评估、城市规划、投资决策等等。
其中,以层次分析法(AHP)作为评价工具的案例较为普遍。
比如,在城市规划中,AHP可用于多方案评价决策,包括交通、建筑设计、环保等多个方面。
在环境评估中,AHP可以考虑多种指标,如污染物扩散、人口分布、区域发展等方面,通过对各个因素的评估,得出最优解决方案。
第六章:多标准决策方法未来发展趋势多标准决策方法的未来发展趋势主要呈现多样化的方向。
一方面,由于信息技术的快速发展,其所提供的数据与知识将更加精细、准确和全面,因此多标准决策方法的综合计算能力也将进一步提升。
另一方面,众多研究者也在探索各种新兴的决策模型和算法,如深度学习、文献分析、模糊决策等等,这些方法都在不同程度上为多标准决策方法带来了新的思路和可行性。
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3 建成后需投入流动资金
4 年产值 5 产值利税率 6 环境污染(废气)
0.1333
0.0667 0.1867 0.1467
0.7271
1 0.8 0.5 0.7043 0.8979
1
0.7538 1 1
0.8649
0.8462 0.8333 0.8333 0.9162
步骤2:线性加权,得到综合得分
13
步骤1 确定指标集
14
步骤2 确定指标权重
1 确定第一层指标的权重
A B1 B2 B1 1 1/5 B2 5 1 B3 3 1/2
B3
(1)计算结果为:
1/3
2
1
w1=(1*5*3)^(1/3)=2.466, w2=0.464, w3=0.874 归一化,得:w1=0.648, w2=0.122, w3=0.230
max
i 1
n
( Aw) i 1.948 0.367 0.690 3.005 nwi 3 * 0.648 3 * 0.122 3 * 0.230
16
步骤2 确定指标权重
1 确定第一层指标的权重
A B1 B2 B3
B1
B2 B3
1
1/5 1/3
5
1 2
3
1/2 1
(3)检验判断矩阵是否具有一致性:
第2章 多准则决策
1 线性加权法
2 TOPSIS(逼近理想点法)
3 AHP(层次分析法)
4 模糊多准则决策法
1
多准则决策背景
有多个备选方案可供选择; 有多个指标需要考虑;
决策的目的:选出最优方案或对各个方案进行排序
例1 旅游景点的选择问题
旅游地点 A1 A2 A3 A4 价格 高 较高 一般 低 客流 多 一般 多 一般 服务 较好 好 一般 较差
2 w ( x x i i ) i 1
n
权重 1 建厂投资 2 建成年限 3 建成后需投入流动资金 4 年产值 5 产值利税率 6 环境污染(废气) 与正理想点的距离D+ 与负理想点的距离D- 0.2533 0.2133 0.1333 0.0667 0.1867 0.1467
方案2 0.8721 0.75 1 0.7538 1 1 0.1467 0.2503
11
步骤1 确定指标集
(1)政治因素 这两个项目所在的国家与我国具有良好的外交关系, 所在国的政局稳定,经济政策连贯,政治对其经济影响不 大;从军事角度看,发生战争的可能性较小。 (2)经济方面因素
工程所在国有不同程度的通货膨胀;在外汇方面,虽
未实行垄断,但资金转移困难较大;税收等方面的风险因 素也有所不同。
9
3 AHP 层次分析法
案例:某公司拟分别在两个国家的甲、乙两个施工 项目投标。该公司根据实际情况,拟在这两个标中 投一个标。投标前,公司对不同施工标进行风险评 价,以确定投标对象。投标人首先进行调查研究, 进行风险识别。
你认为应该考虑哪些因素?
10
步骤1 确定指标集
通过调研,认为有以下风险因素可以考虑: (1)政治因素 (2)经济方面因素 (3)自然环境和投标竞争环境方面的因素 (4)工程技术方面
从以上计算结果,得到什么结论? (1) 方案乙的风险较大。 (2)指标C3(汇率)对于项目的风险影响最大(可以分析这8大指标 对于风险的影响程度)。
22
4 模糊决策法
在生活中,对于某些指标,人们常使用定性描述,如
对人物的描述,身高还行、脾气还好;
对于某款衣服的描述:舒适性不错、保暖性能较好、 比较美观;
例2 恋人选择问题
对恋人的选择问题(对一个理智的女士而言,考虑男士的以下几 个指ห้องสมุดไป่ตู้:孝顺父母、富有能力、长相、住房、学历、发展前景等)
2
1 线性加权法(企业建设方案评价)
某企业在一个新工厂的建设中,有如下3种方案可供选择
权重 1 建厂投资 2 建成年限 3 建成后需投入流动资金 4 年产值 万元 年 万元 万元 0.2533 0.2133 0.1333 0.0667 方案1 1000 5 458 2600 方案2 860 4 333 1960 方案3 750 3 385 2200
线性加权公式:
z wi xi
i 1
n
6
2 TOPSIS ----逼近理想点法
步骤1:数据标准化(方法见2.1 线性加权法中的步骤1 )
步骤2:确定正理想点X+(1,1,1,1,1,1) 负理想点X- (0.75, 0.6, 0.7271, 0.7538, 0.8, 0.5 )
权重 1 建厂投资 2 建成年限 3 建成后需投入流动资 金 4 年产值 0.2533 0.2133 0.1333 0.0667 方案1 0.75 0.6 0.7271 1 方案2 0.8721 0.75 1 0.7538 方案3 1 1 0.8649 0.8462 负 正 理想点 理想点 1 1 1 1 0.75 0.6 0.7271 0.7538
w1 0.122, w2 0.32, w3 0.588
max 3.018, CI 0.009, RI 0.58, CR CI / RI 0.015 0.1
一致性检验通过。
18
步骤2 确定指标权重
2 确定第二层指标的权重
2.2 确定B2--C指标的权重 B1
C4 C5 计算结果:
Z A W RA (0.3
0.3
0.3 0.6 0.1 0 0.4) 0.3 0.6 0.1 0 0.4 0.3 0.2 0.1
(0.4 0.3 0.2 0.1)
B产品的综合评价矩阵:
Z B W RB (0.3
0. 3
0.1 0.2 0.6 0.1 0. 4) 0.1 0.3 0.5 0.1 0.2 0.1 0.4 0.3
4
1 线性加权法(企业建设方案评价)
步骤1:数据标准化
权重 1 建厂投资 2 建成年限 3 建成后需投入流动 资金 4 年产值 5 产值利税率 6 环境污染(废气) 万元 年 万元 万元 % 0.2533 0.2133 0.1333 0.0667 0.1867 0.1467 方案1
0.75 0.6 0.7271 1 0.8 0.5
12
步骤1 确定指标集
(3)自然环境和投标竞争环境方面的因素
自然环境均较差,两个标的竞争均较为激烈。 (4)工程技术方面 两个工程的规模有所不同,施工的复杂程度也有所区 别。在供水、供电等方面的条件总体较差,不同程度上得 不到保障。
总体而言,其投标的主要风险有以下3大方面,共8个指标:
经济风险(通货膨胀、汇率、税收) 技术风险(供水能力、供电能力) 环境风险(气候环境、企业竞争、法规约束)
5 产值利税率
6 环境污染(废气)
0.1867
0.1467
0.8
0.5
1
1
0.8333
0.8333
1
1
7
0.8
0.5
2 TOPSIS ----逼近理想点法
步骤3:计算每个方案与理想点的距离
D
wi ( xi x )2
i 1
n
D
方案1 0.75 0.6 0.7271 1 0.8 0.5 0.3225 0.0636
5 产值利税率
6 环境污染(废气)
%
0.1867
0.1467
12
3
15
6
12.5
5
试确定最优建设方案。
3
1 线性加权法(企业建设方案评价)
步骤1:数据标准化
在一致化和无量纲化的时候,如下公式 可能会更好些:
对于极大型指标:
x x max
对于极小型指标:
min x x
上述公式的优点:如果数值的差异本身 非常小,则标准化后的数据差异也不大。
步骤4:计算每个方案与正、负理想点的综合接近度Z
D Z D D
方案1 与正理想点的距离D+
与负理想点的距离D-
方案2 0.1467
0.2503
方案3 0.1152
0.2637
0.3225
0.0636
各方案与理想点的相对接近度Z
0.1647
0.6305
0.6960
综合以上结果,方案2、3较好。
0.320
0.558 0.667
0.207
0.362 0.081
C5
C6 C7 C8
0.333
0.163 0.297 0.540
0.041
0.037 0.068 0.124
21
步骤3 确定最优方案
3 确定投标方案 C1 0.079 D1 D2 0.111 0.889 C2 0.207 0.5 0.5 C3 0.362 0.5 0.5 C4 0.081 0.167 0.883 C5 0.041 0.889 0.111 C6 0.037 0.5 0.5 C7 0.068 0.111 0.889 C8 0.124 0.167 0.883 0.390 0.609 W
在此情况下,模糊决策法应运而生。
23
步骤1 确定评语集和指标集
(1)确定指标体系(舒适性、耐磨性、美观性) (2)确定评语集
评语级 指标集 舒适性 耐磨性 美观性 V1 很好 V2 好 V3 不太好 V4 不好
24
B产品
步骤2 确定指标权重和评价矩阵
A产品的评价矩阵
评语级 指标集 舒适性 0.3 耐磨性 0.3 美观性 0.4 V1 很好 0.3 0.3 0.4 V2 好 0.6 0.6 0.3 B产品的评价矩阵 评语级 V3 不太好 0.1 0.1 0.2 V4 不好 0 0 0.1