医药信息分析与决策---第1_2章 概论及确定型决策分析
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第1章医学信息分析与决策概论
内容
1.1 决策与医学信息决策 1.2 医学信息决策的信息来源与分类 1.3 医学信息决策方法概述
1.1 决策与医学信息决策
1. 决策的涵义
韦伯大辞典的定义：决策就是从两个或者多个备
选方案中有意识的选择其中一个方案。根据此定 义决策包括两个要素：
在《哈佛管理众书》中，决策的定义为： 西蒙(H.A.Simon)将决策视为一个过程：决策就是 “指考虑策略（或办法）来解决目前 找出要求制定决策的原则；寻找、拟定和分析可 或未来（问题）的智力活动。”
库存的总费用包括有两种类型：一种随库存量 的增加而递增，另一种随库存量的增加而递减。 1．随库存量增加而递增的费用 – 资金的成本。 – 仓库的成本。 – 存品变质或陈旧。 – 税收和保险。
37
§2.3.1库存费用分析
2．随库存量增加而递减的费用 – 订货费。 – 调整准备费。 – 购买费和加工费。 – 生产管理费。 – 缺货损失费。 –…
38
§2.3.1库存费用分析
3．库存总费用订货费CT 。 库存维持年费，用CH表示。所谓为库存维持年费， 就是一年里因为维持库存所花销的费用。 补充订货年费，用CR表示。CR与一年内订货的次 数有关，而与每一次订货多少无关。生产管理费。 购买（加工）年费，以CP表示。CP与价格和订货 数量有关，为价格与订货数量的乘积。 缺货损失年费，以CS表示。
F只重视“电算化”而忽视了管理和决策的效 能，导致传统MIS不能很好发挥效益。 人们对信息处理规律认识的提高是DSS产生和发 展的内在动力； F要想进一步提高信息处理的作用，对管理工作 做出实质性的贡献，就必须面对不断变化的环境 要求，研究更高级的系统，直接支持决策。
相关技术的发展是DSS发展的外部因素。 F运筹学模型已发展到近乎完善的地步； F数理统计方法及其软件的发展；
模型库 (MB)
（1）2库系统结构
人机交互系统是DSS人机接口界面； 决策者作为DSS的用户通过该子系统提出信 息查询的请求或决策支持的请求； 人机交互系统对接受到的请求作检验，形成 命令，为信息查询的请求进行数据库操作， 提取信息，所得信息传送给用户； 对决策支持的请求将识别问题与构建模型， 运行模型库中的模型，运行结果通过人机交 互系统传送给用户或暂存数据库待用。
变动成本
– 受业务量影响的成本(直线变化，阶梯变化)
成本函数(Cost)
– 固定成本+变动成本
成本函数
CT(x)=ax+b
– CT(x) 为成本函数 – a 为常数，单个产品的变动成本 – b 为常数，固定成本 – x 为产量（或销量）
– ax 为变动成本
收益与利润函数
– 收益函数R(Revenue) R(x)=Px
问题较难确定
较复杂 较难描述 主要是内部 半自动化
账务处理、物资 国民经济宏观 市场预测、股 出入库管理等 决策、西部大 票管理等 开发决策等
1.决策支持系统的概念
基本概念最早于20世纪70年代初由美国MIT的高端 （G.Anthony Gorry ）和斯柯特· 莫顿（Michael S.Scott Morton）教授在《管理决策系统》一文中首 先提出，当时人们称其为人机决策系统或管理决策 系统。为了强调这种系统对决策只能起辅助作用， 应发挥决策者的主体作用，后来将其名称改为决策 支持系统，有时也称为辅助决策支持系统。它是一 种以支持决策为目的的人机信息系统 。
面向决策者，即上层管理人员经常面临的结构 化程度不高、说明不够充分的问题； 把模型或分析技术与传统的数据存取技术及检 索技术结合起来；
帮助管理人员完成半结构化和非结构化的决策 问题； 强调支持的概念，用于支持决策者，而不是代 替其进行决策； 动态的、模型和用户共同驱动； 强调交互式的处理方式。
2. DSS任务
分析和识别问题；
描述和表达决策问题以及决策知识； 形成候选的决策方案； 构造决策问题的求解模型（数学模型、运筹学模 型、程序模型）； 建立评价问题的各种准则（价值准则、科学准则、 效益准则）； 多方案、多目标、多准则情况下的比较和优化； 综合分析。
3. DSS的主要特点
40
§2.3.2经济订货批量模型
1. 经济订货批量模型的假设条件：
1）外部对库存系统的需求率已知、需求率均匀且为常量。用 D( Demand )表年需要量，d表示单位时间需求率； 2）一次订货量不存在最大最小限制； 3）采购、运输不存在价格折扣； 4）订货提前期已知且为常量； 5）订货会费与订货批量无关； 6）库存维持费是库存量的线性函数； 7）不存在缺货情况； 8）补充率为无限大，全部订货一次交付； 9）采用固定量控制系统。
P:商品价格，x:销量 利润函数L(Lucre) L(x)=R(x)-CT(x)
盈亏平衡点
– 销售达到某一数量时，销售收益等于总投入，
企业利润为零。
盈亏分析模型
1. 假定条件：企业的总收益TR (total revenue) 和总成本TC (total cost) 均为产 量x的线性函数。 2. 决策变量：确定既不亏损又不盈利时 的临界产量水平X0=? 3. 求解方法： (1) 解析法（代数方法求解） (2) 图形法（借助几何图形求解）
26பைடு நூலகம்
找出盈亏平衡点
L(x)=R(x)-CT(x)=Px-(ax+b)=(P-a)x-b 当L(x)=0时， 即(P-a)x-b=0 得出x0=b/(P-a) 即表示当生产并销售x0产品时，厂家即不 盈利也不亏损，x0就是盈亏平衡点。
盈亏平衡点的意义
当x>x0时，企业能盈利 当x<x0时，企业要亏损 当x=x0时，企业保本经营
第二章 确定型决策分析
17
本章重点
确定型决策分析的相关概念 盈亏平衡分析方法 库存优化的决策模型分析 线性规划的决策分析方法
18
§2.1 确定型决策概述
概念: 确定型决策是指待决策问题的未来发展只 有一种确定的结果。 决策者的任务就是分析各种可行方案所得的结果， 从中选择最佳方案。
21
简言之，
它是一种研究收益量、投入量与效益三 者之间关系的一种决策分析方法。 盈亏分析是对企业生产中的总成本与总 收益的变化作线性分析的一种方法。 其目的是掌握企业经营的盈亏界限，确 定企业的最优生产规模，使企业获得最 大的经济效益。
22
盈亏平衡分析法相关概念
固定成本
– 不受业务量影响固定不变的成本
段的工作过程。
现代管理的核心是决策。决策的基础是信息。
1.2 医学信息决策的信息来源与分类
按决策的结构化程度，决策可分为：
类型特点 结构化决策 非结构化决策 半结构化决策
识别程度 问题确定，参数 问题不确定， 量化 参数难以量化
复杂程度 不太复杂 很复杂 模型描述 可用数学模型规 需开发专用模 范描述 型或无法建模 信息来源 内部 外部和内部综 合信息 决策方式 自动化 非自动化 案例
30
例2-1
例：某医院准备引进一种新治疗仪器， 提出三种备选方案：（1）采用最新先进 仪器，固定成本为80万元，每治疗一例 的单位可变成本10元；（2）采用中端仪 器，因定成本为60万，每治疗一例的单 位可变成本20元；（3）采用普通仪器， 固定成本为40万，每治疗一例的单位可 变成本40元。请问：该医院针对不同病 患规模该如何决策？
41
库 存 量
Q
Q/2 QROP
O
LT
LT
LT
LT
时间
图2.3 EOQ模型的库存变化图 Q：订货量，ROP：Re-Orer Point，LT：Lead Time
42
由图2.3可知，系统的最大库存量为Q，最小库 存量为0，不存在缺货。库存按值为d的固定需 求率减少。当库存量降低到订货点QROP时， 则以固定量Q发出订货。经过一个固定的订货 提前期LT，新的一批订货Q到达，且在此时原 先的库存刚好清空。从而使得库存量的又恢复 为Q。于是，平均库存量为Q/2。
1.3 医学信息决策方法概述
一、决策方法分类 硬方法(定量决策方法)
– 运用数学模型及计算机手段
软方法(定性决策方法)
– 决策过程中发挥集体专家的智慧、能力和经验
定性决策方法
1. 2.
3.
4.
5.
头脑风暴法 德尔菲法(专家匿名调查征询法) 列名小组法(又称德比克法) 方案前提分析法 提喻法
定量决策方法
能的行动方案；选择特定方案。
（H.A.Simon 管理学家决策理论学派创始人诺贝尔奖金获得者）
（1）有意识的选择 （2）备选方案
2. 决策过程
确定决策目标 拟定各种被选方案 从各种被选方案中进行选择 执行方案 设计方案
确定目标
环
境
评价方案
实施方案
信息的收集、加工、传输与利用贯穿着决策各阶
当
,虽然方案3是最优的选择，但
选择方案3也无法赢利。 同样的道理另外两种方案也会出现类似的情况
35
§2.3 库存优化决策模型
问题描述：通常工厂要定购各种原材料， 存在仓库里供生产用；商店要成批的购进 各种商品供零售用。那么每隔多长时间订 货一次，每次订货量为多少最核算？
36
§ 2.3.1库存费用分析
F人工智能方面的知识表达技术、专家系
统语言及智能用户界面的发展；
F系统小型、高效率、廉价的微机及工作
站的出现；
F数据库及其管理系统的改善；
F图形专用软件等。
1.2 决策支持系统的内容
1. DSS的系统结构 （1）2库系统结构
用户
人机交互系统
数据库管理系统 DBMS
模型库管理系统 MBMS
数据库 (DB)
DSS(Decision Support System)是一种以计算机为 工具，应用决策科学及有关学科的理论与方法，以 人机交互方式辅助决策者解决半结构化和非结构化 决策问题的信息系统。
2. 决策支持系统产生的背景
传统的MIS (Management Information System)的 局限是导致DSS产生的原因之一； FMIS在技术及方法论上存在固有的缺陷，导致 系统的自身僵化；
39
§ 2.3.2经济订货批量模型
EOQ ( Economic Order Quantity ) 经济订货批量（最佳订购批量）是指企业在计 划期商品供求条件下，使库存费用和采购费用 最小的商品订购批量。经济订购批量决策法就 是通过计算经济订购批量，来决定库存费用和 采购费用最小的商品进货的方案。
19
§2.1 确定型决策概述
确定型决策应具备的条件： 1. 有决策者希望达到的目标； 2. 事物未来的状态只有一个自然状态； 3. 存在两个或两个以上的备选方案； 4. 不同方案在该状态下的收益是清楚的
20
§2.2 盈亏平衡分析法
盈亏平衡分析来自于管理会计中企业的生产决 策问题： （在短期内）企业经理们要经常面临决策生产 多少产量合适？ 即产量水平定多高合适？ 这就离不开总收益与总成本的对比分析。 从长期来看，经理们要设法确定企业生产的临 界产量，从而充分发挥企业的资源优势，提高 生产要素的使用效率，最终确定最优的生产规 模。
1）如果只从成本结构分析， 应做出如下决策： 当病患量x<1时，应选择方 案 3； 当病患量x=1时，可选择方 案3或方案2； 当病患量1<x<2时，应选择 方案2； 当病患量x=2时，可选择方 案2或方案1； 当病患量x<2时，应选择方 案 1；
34
2）如果考虑是否赢利，就需要加入治疗单价P 进行分析。 当 ,应选择方案3,且可赢利。
31
解：（1）建立盈亏决策模型 设治疗病患人次为x（单位：万人次）， 则各方案的总成本函数为CTi (i=1,2,3)。
32
设每次治疗的单价为P，则各方案的盈亏 平衡点为:
60 x2 P 20 40 x3 P 40
80 x1 P 10
33
（2）确定决策方案:将三种方案的成本曲线 绘制在同一坐标系中，如图所示。
2. 图解法
根据盈亏平衡图来确定x0
R CT
TR
盈利区域和 数额
CT A
当x >x0时，盈利； 当x <x0时，亏损； 当x =x0时，利润为零，此 时盈亏达到平衡
亏损区 域及数 额
b
0
x0
x
29
盈亏平衡分析法虽然主要应用在企业经 营领域，但在医疗领域中也可以使用。 例如在医疗设备的采购更新问题上，虽 然先进设备可以提高医疗服务的水平， 但也可能由于新设备使用不足造医疗资 源的浪费，决策者可以通过盈亏平衡分 析法辅助医疗设备采购的决策。
内容
1.1 决策与医学信息决策 1.2 医学信息决策的信息来源与分类 1.3 医学信息决策方法概述
1.1 决策与医学信息决策
1. 决策的涵义
韦伯大辞典的定义：决策就是从两个或者多个备
选方案中有意识的选择其中一个方案。根据此定 义决策包括两个要素：
在《哈佛管理众书》中，决策的定义为： 西蒙(H.A.Simon)将决策视为一个过程：决策就是 “指考虑策略（或办法）来解决目前 找出要求制定决策的原则；寻找、拟定和分析可 或未来（问题）的智力活动。”
库存的总费用包括有两种类型：一种随库存量 的增加而递增，另一种随库存量的增加而递减。 1．随库存量增加而递增的费用 – 资金的成本。 – 仓库的成本。 – 存品变质或陈旧。 – 税收和保险。
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§2.3.1库存费用分析
2．随库存量增加而递减的费用 – 订货费。 – 调整准备费。 – 购买费和加工费。 – 生产管理费。 – 缺货损失费。 –…
38
§2.3.1库存费用分析
3．库存总费用订货费CT 。 库存维持年费，用CH表示。所谓为库存维持年费， 就是一年里因为维持库存所花销的费用。 补充订货年费，用CR表示。CR与一年内订货的次 数有关，而与每一次订货多少无关。生产管理费。 购买（加工）年费，以CP表示。CP与价格和订货 数量有关，为价格与订货数量的乘积。 缺货损失年费，以CS表示。
F只重视“电算化”而忽视了管理和决策的效 能，导致传统MIS不能很好发挥效益。 人们对信息处理规律认识的提高是DSS产生和发 展的内在动力； F要想进一步提高信息处理的作用，对管理工作 做出实质性的贡献，就必须面对不断变化的环境 要求，研究更高级的系统，直接支持决策。
相关技术的发展是DSS发展的外部因素。 F运筹学模型已发展到近乎完善的地步； F数理统计方法及其软件的发展；
模型库 (MB)
（1）2库系统结构
人机交互系统是DSS人机接口界面； 决策者作为DSS的用户通过该子系统提出信 息查询的请求或决策支持的请求； 人机交互系统对接受到的请求作检验，形成 命令，为信息查询的请求进行数据库操作， 提取信息，所得信息传送给用户； 对决策支持的请求将识别问题与构建模型， 运行模型库中的模型，运行结果通过人机交 互系统传送给用户或暂存数据库待用。
变动成本
– 受业务量影响的成本(直线变化，阶梯变化)
成本函数(Cost)
– 固定成本+变动成本
成本函数
CT(x)=ax+b
– CT(x) 为成本函数 – a 为常数，单个产品的变动成本 – b 为常数，固定成本 – x 为产量（或销量）
– ax 为变动成本
收益与利润函数
– 收益函数R(Revenue) R(x)=Px
问题较难确定
较复杂 较难描述 主要是内部 半自动化
账务处理、物资 国民经济宏观 市场预测、股 出入库管理等 决策、西部大 票管理等 开发决策等
1.决策支持系统的概念
基本概念最早于20世纪70年代初由美国MIT的高端 （G.Anthony Gorry ）和斯柯特· 莫顿（Michael S.Scott Morton）教授在《管理决策系统》一文中首 先提出，当时人们称其为人机决策系统或管理决策 系统。为了强调这种系统对决策只能起辅助作用， 应发挥决策者的主体作用，后来将其名称改为决策 支持系统，有时也称为辅助决策支持系统。它是一 种以支持决策为目的的人机信息系统 。
面向决策者，即上层管理人员经常面临的结构 化程度不高、说明不够充分的问题； 把模型或分析技术与传统的数据存取技术及检 索技术结合起来；
帮助管理人员完成半结构化和非结构化的决策 问题； 强调支持的概念，用于支持决策者，而不是代 替其进行决策； 动态的、模型和用户共同驱动； 强调交互式的处理方式。
2. DSS任务
分析和识别问题；
描述和表达决策问题以及决策知识； 形成候选的决策方案； 构造决策问题的求解模型（数学模型、运筹学模 型、程序模型）； 建立评价问题的各种准则（价值准则、科学准则、 效益准则）； 多方案、多目标、多准则情况下的比较和优化； 综合分析。
3. DSS的主要特点
40
§2.3.2经济订货批量模型
1. 经济订货批量模型的假设条件：
1）外部对库存系统的需求率已知、需求率均匀且为常量。用 D( Demand )表年需要量，d表示单位时间需求率； 2）一次订货量不存在最大最小限制； 3）采购、运输不存在价格折扣； 4）订货提前期已知且为常量； 5）订货会费与订货批量无关； 6）库存维持费是库存量的线性函数； 7）不存在缺货情况； 8）补充率为无限大，全部订货一次交付； 9）采用固定量控制系统。
P:商品价格，x:销量 利润函数L(Lucre) L(x)=R(x)-CT(x)
盈亏平衡点
– 销售达到某一数量时，销售收益等于总投入，
企业利润为零。
盈亏分析模型
1. 假定条件：企业的总收益TR (total revenue) 和总成本TC (total cost) 均为产 量x的线性函数。 2. 决策变量：确定既不亏损又不盈利时 的临界产量水平X0=? 3. 求解方法： (1) 解析法（代数方法求解） (2) 图形法（借助几何图形求解）
26பைடு நூலகம்
找出盈亏平衡点
L(x)=R(x)-CT(x)=Px-(ax+b)=(P-a)x-b 当L(x)=0时， 即(P-a)x-b=0 得出x0=b/(P-a) 即表示当生产并销售x0产品时，厂家即不 盈利也不亏损，x0就是盈亏平衡点。
盈亏平衡点的意义
当x>x0时，企业能盈利 当x<x0时，企业要亏损 当x=x0时，企业保本经营
第二章 确定型决策分析
17
本章重点
确定型决策分析的相关概念 盈亏平衡分析方法 库存优化的决策模型分析 线性规划的决策分析方法
18
§2.1 确定型决策概述
概念: 确定型决策是指待决策问题的未来发展只 有一种确定的结果。 决策者的任务就是分析各种可行方案所得的结果， 从中选择最佳方案。
21
简言之，
它是一种研究收益量、投入量与效益三 者之间关系的一种决策分析方法。 盈亏分析是对企业生产中的总成本与总 收益的变化作线性分析的一种方法。 其目的是掌握企业经营的盈亏界限，确 定企业的最优生产规模，使企业获得最 大的经济效益。
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盈亏平衡分析法相关概念
固定成本
– 不受业务量影响固定不变的成本
段的工作过程。
现代管理的核心是决策。决策的基础是信息。
1.2 医学信息决策的信息来源与分类
按决策的结构化程度，决策可分为：
类型特点 结构化决策 非结构化决策 半结构化决策
识别程度 问题确定，参数 问题不确定， 量化 参数难以量化
复杂程度 不太复杂 很复杂 模型描述 可用数学模型规 需开发专用模 范描述 型或无法建模 信息来源 内部 外部和内部综 合信息 决策方式 自动化 非自动化 案例
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例2-1
例：某医院准备引进一种新治疗仪器， 提出三种备选方案：（1）采用最新先进 仪器，固定成本为80万元，每治疗一例 的单位可变成本10元；（2）采用中端仪 器，因定成本为60万，每治疗一例的单 位可变成本20元；（3）采用普通仪器， 固定成本为40万，每治疗一例的单位可 变成本40元。请问：该医院针对不同病 患规模该如何决策？
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库 存 量
Q
Q/2 QROP
O
LT
LT
LT
LT
时间
图2.3 EOQ模型的库存变化图 Q：订货量，ROP：Re-Orer Point，LT：Lead Time
42
由图2.3可知，系统的最大库存量为Q，最小库 存量为0，不存在缺货。库存按值为d的固定需 求率减少。当库存量降低到订货点QROP时， 则以固定量Q发出订货。经过一个固定的订货 提前期LT，新的一批订货Q到达，且在此时原 先的库存刚好清空。从而使得库存量的又恢复 为Q。于是，平均库存量为Q/2。
1.3 医学信息决策方法概述
一、决策方法分类 硬方法(定量决策方法)
– 运用数学模型及计算机手段
软方法(定性决策方法)
– 决策过程中发挥集体专家的智慧、能力和经验
定性决策方法
1. 2.
3.
4.
5.
头脑风暴法 德尔菲法(专家匿名调查征询法) 列名小组法(又称德比克法) 方案前提分析法 提喻法
定量决策方法
能的行动方案；选择特定方案。
（H.A.Simon 管理学家决策理论学派创始人诺贝尔奖金获得者）
（1）有意识的选择 （2）备选方案
2. 决策过程
确定决策目标 拟定各种被选方案 从各种被选方案中进行选择 执行方案 设计方案
确定目标
环
境
评价方案
实施方案
信息的收集、加工、传输与利用贯穿着决策各阶
当
,虽然方案3是最优的选择，但
选择方案3也无法赢利。 同样的道理另外两种方案也会出现类似的情况
35
§2.3 库存优化决策模型
问题描述：通常工厂要定购各种原材料， 存在仓库里供生产用；商店要成批的购进 各种商品供零售用。那么每隔多长时间订 货一次，每次订货量为多少最核算？
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§ 2.3.1库存费用分析
F人工智能方面的知识表达技术、专家系
统语言及智能用户界面的发展；
F系统小型、高效率、廉价的微机及工作
站的出现；
F数据库及其管理系统的改善；
F图形专用软件等。
1.2 决策支持系统的内容
1. DSS的系统结构 （1）2库系统结构
用户
人机交互系统
数据库管理系统 DBMS
模型库管理系统 MBMS
数据库 (DB)
DSS(Decision Support System)是一种以计算机为 工具，应用决策科学及有关学科的理论与方法，以 人机交互方式辅助决策者解决半结构化和非结构化 决策问题的信息系统。
2. 决策支持系统产生的背景
传统的MIS (Management Information System)的 局限是导致DSS产生的原因之一； FMIS在技术及方法论上存在固有的缺陷，导致 系统的自身僵化；
39
§ 2.3.2经济订货批量模型
EOQ ( Economic Order Quantity ) 经济订货批量（最佳订购批量）是指企业在计 划期商品供求条件下，使库存费用和采购费用 最小的商品订购批量。经济订购批量决策法就 是通过计算经济订购批量，来决定库存费用和 采购费用最小的商品进货的方案。
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§2.1 确定型决策概述
确定型决策应具备的条件： 1. 有决策者希望达到的目标； 2. 事物未来的状态只有一个自然状态； 3. 存在两个或两个以上的备选方案； 4. 不同方案在该状态下的收益是清楚的
20
§2.2 盈亏平衡分析法
盈亏平衡分析来自于管理会计中企业的生产决 策问题： （在短期内）企业经理们要经常面临决策生产 多少产量合适？ 即产量水平定多高合适？ 这就离不开总收益与总成本的对比分析。 从长期来看，经理们要设法确定企业生产的临 界产量，从而充分发挥企业的资源优势，提高 生产要素的使用效率，最终确定最优的生产规 模。
1）如果只从成本结构分析， 应做出如下决策： 当病患量x<1时，应选择方 案 3； 当病患量x=1时，可选择方 案3或方案2； 当病患量1<x<2时，应选择 方案2； 当病患量x=2时，可选择方 案2或方案1； 当病患量x<2时，应选择方 案 1；
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2）如果考虑是否赢利，就需要加入治疗单价P 进行分析。 当 ,应选择方案3,且可赢利。
31
解：（1）建立盈亏决策模型 设治疗病患人次为x（单位：万人次）， 则各方案的总成本函数为CTi (i=1,2,3)。
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设每次治疗的单价为P，则各方案的盈亏 平衡点为:
60 x2 P 20 40 x3 P 40
80 x1 P 10
33
（2）确定决策方案:将三种方案的成本曲线 绘制在同一坐标系中，如图所示。
2. 图解法
根据盈亏平衡图来确定x0
R CT
TR
盈利区域和 数额
CT A
当x >x0时，盈利； 当x <x0时，亏损； 当x =x0时，利润为零，此 时盈亏达到平衡
亏损区 域及数 额
b
0
x0
x
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盈亏平衡分析法虽然主要应用在企业经 营领域，但在医疗领域中也可以使用。 例如在医疗设备的采购更新问题上，虽 然先进设备可以提高医疗服务的水平， 但也可能由于新设备使用不足造医疗资 源的浪费，决策者可以通过盈亏平衡分 析法辅助医疗设备采购的决策。