第10章 (运筹学) 决策论

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第10章 决策论
运筹帷幄之中,决胜千里之外
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10.1 决策论概述 所谓决策,是指针对某一问题,在调查研究的基础上,确 定行动的目标,拟定多个可行方案,然后运用统一的标准, 选定最佳方案的全过程。 关于决策的重要性,诺贝尔奖获得者西蒙有一句名言: “管理就是决策”。这就是说管理的核心就是决策。决策 是一种选择行为,最简单的选择足回答是与否,例如,选 择生产某种新产品还是不生产。较为复杂的决策是从多种 方案中选取一种。研究决策的方法,并将现代科学技术成 就应用于决策,称之为决策科学。决策是行动的基础,正 确的行动来源于正确的决策,在日常业务中,决策贯穿于 管理工作的各个方面;决策包括战略性的经营决策、战术 性的资源开发利用决策,以及技术管理方面的决策。决策 是管理人员不可缺少的工作,高层管理人员(如企业经理
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但要添置车辆。每年增加固定成本。另据调查分析,此项产 品年运输量(状态)对应的概率如表10-1所示,表中的收益 使用年运输成本表示。作为工厂负责人,就要根据实际情 况,权衡利弊,在这两种方式中选择一种,这就是一个决 策问题。表中的期望收益值是以概率为权系数对收益值进 行加权平均的计算结果。 表10-1 决策收益表
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②非程序决策:传统方式是根据直观判断、创造性推测进 行决策.现代方式是培养决策者进行人工管理和专家系统 进行决策。 (3)按定量和定性分类。按定量和定性分类可分为定量 决策和定性决策,措述决策对象的指标部可以量化时用定 量决策,否则只能用定性决策。总的趋势是尽可能地把决 策问题量化。 (4)按决策过程的连续性分类。按决策过程的连续性分 类可分为单项决策和序贯决策。单项决策是指整个决策过 程只作一次决策就得到结果,序贯决策是指整个决策过程 由一系列决策组成。一般来讲,管理活动是由一系列决策 组成的,但在这一系列决策中往往有几个关键环节看做决 策,可以把这些关键的决策分别看作单项决策。
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实际最优方案。因为决策模型是对事物的理想化描述,一般 不可能考虑影响事物的所有因素。组织方案论证,就是弥 补理论分析的这种不足。最后,由决策领导者对经过论证 的方案进行最后抉择,决定是否采纳。最终决策是整个决 策的关键.要求担负这一职责的主要领导人具有良好的个 人素质、分析判断能力和丰富的管理决策经验。 决策形成以后,由职能部门编制计划、组织实施。 10.2 不确定型的决策 所谓不确定型的决策,是指决策者对环境情况一无所知。 在不确定的情况下,决策者知道将面对一些自然状态,并 且知道将采用的几种行动方案在各个不同的自然状态所获 得的相应收益值。但决策者不能预先估计或计算出各种自 然状态出现的概率。这是决策者是根据自己的主观倾向进
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(5)按决策环境分类。按决策环境可将决策问题分为确 定型、风险型和不确定型三种。确定型的决策是指决策环 境是完全确定的,作出的选择结果也是确定的。风险型决 策是指决策的环境不是完全确定的,而其发生的概率是已 知的。不确定型决策是指决策者对将发生结果的概率一无 所知.只能凭决策者的主观倾向进行决策。 3. 决策分析的基本步骤 一项重大决策的形成.首先要进行一系列的调查研究和分 析论证工作,然后将决策意图通过指令信息系统传递到执 行系统,这是一个完整的动态过程。决策过程一般包含四 个基本步骤: 第一步,确定目标。在重大事件的决策过程中,首先要确 定目标。一旦目标建立起来,接下来是决策过程的开始。
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相应的收益和损失值。如当选择月生产量为20件时,而销出 量为10件,这时收益额为: 10×(35-30)-1×(20-10)=40(元) 可以一一计算出各“策略—事件”对应的收益值和损失值, 记为aij,将这些数据汇总在决策矩阵中,见下表:
Ej Si 策 0 10 事 20 件 30 40
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着各种事件的发生概率不清时,决策者考虑可能由于决策错 误而造成重大经济损失。由于自己的经济实力比较弱,他 在处理问题时就比较谨慎。他分析各种最坏的可能结果, 从中选择最好者,以它对应的策略为决策策略。用符号表 示为max-min决策准则。在收益矩阵中先从各策略所对应的 可能发生的“策略—事件”对的结果中选出最小值,将它 们列于表的最右列。再从此列的数值中选出最大值,以它 对应的策略为决策者应选的决策策略。 悲观决策准则又称小中取大的准则。该准则为: (1)根据收益矩阵A=[aij],确定每一个策略可能得到最 坏结果Mi Mi=min{ai1,ai2,…,ain},i=1,2,…,m (2)选取Sk使得Mk=max{M1,M2,…,Mm}。

0 10 20 30 40
0 -10 -20 -30 -40
0 50 40 30 20
0 50 100 90 80
0 50 100 150 140
0 50 100 150 200
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这就是决策矩阵。根据决策矩阵中元素所示的含义不同, 可称为收益矩阵,损失矩阵,风险矩阵,后悔矩阵等。先 假设该工厂的决策者既缺乏经营经验,又没有掌握市场的 信息资料,这时他应该如何决策呢?这是无信息的决策问 题。根据决策者对待事件的收益态度,可归纳有几种决策 准则。这就是悲观主义决策准则、乐观主义决策准则、等 可能性决策准则和最小机会决策准则等。 下面我们讨论决策者是如何应用决策准则进行决策的。 10.2.1 悲观主义(max-min)决策准则 悲观主义决策准则亦称保守主义决策准则。决策者从最不 利的角度去考虑问题,先选出每个方案在不同自然状态的 最小收益值,再从这些最小收益中选取一个最大值,从而 确定最优行动方案,故此准则称悲观准则。当决策者面临
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所确定的目标一定要明确,避免抽象、含糊。 第二步,拟定多个可行方案。决策研究工作的中心任务是 通过各种调查研究和综合分析,产生各种可候选择的决策 方案。 第三步,预测未来的状态。知识和信息是决策科学化的 基础,要想使决策达到预期的目标,必须收集足够的相关 信息,并进行必要处理。收集信息要有针对性,根据决策 目标的具体要求,确定信息的范围和数量,提出各种专题 性报告或背景资料。 预测是决策过程的一个重要环节.预测必须建立在信息 工作的基础上。预测是通过事物的历史和现状资料,推测 事物的未来发展状态。预测的任务是根据决策目标的要求, 研究在现实决策目标的过程中将要出现的影响因素,
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策略决策是为完成战略决策所规定的目的而进行的决策。 如对一个企业来讲,产品规格的选探、工艺方案和设备的 选择、厂区和车间内工艺路线的布置等等。 执行决策是根据策略决策的要求对执行行为方案的选择: 如生产中产品合格标准的选择,日常生产调度的决策等。 (2)按决策的结构分类。按决策结构分类可分为程序决 策和非程序决策。程序决策是一种有章可循的决策,一般 是可重复的。非程序决策一般是无章可循的决策,只能凭 经验直觉作出应变的决策,一般是一次性的。内于决策的 结构不同,决策问题的方式也不同,可归纳为: ①程序决策:传统方式是根据习惯和标准程序进行决策, 现代方式是利用运筹学和信息系统进行决策。
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悲观主义决策准则计算见下表:
Ej 事 件 min 0←max -10 -20 -30 -40
Si 策
Байду номын сангаас略 0 10 20 30 40
0
0 -10 -20 -30 -40
10
0 50 40 30 20
20
0 50 100 90 80
30
0 80 100 150 140
40
0 50 100 150 200
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指出事件在不同条件下的发展结果。预测研究的主要使命是 通过科学方法,为决策目标和决策方案的选择提供科学依 据。 对于一般的决策问题,可以利用决策收益表或决策树计 算出各种方案的期望值,为比较各方案的价值提供参考信 息。 第四步,进行决策分析,选择最优方案。首先,对于待选 的各种方案,由专业技术人员运用运筹学、数理统计等科 学方法进行定量分析比较,找出初步的“最优方案”。然 后,业务主管部门组织方案论证,对专业人员拟定的初步 “最优方案”进行论证。这种论证是决策的一个必要程序, 不能省略或马虎。初步的“最优方案”并不一定是
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(5)决策者选择行动方案企图达到的目的是明确的。存在选 择方案的准则,在决策时有单一准则和多准则。上例中决策 的目标是“使总成本达到极小”。例中“增购车辆”方案的 总成本(期望收益)为206.0,它比另一个方案的总成本235.0 要小,所以决策者应选择“增购车辆”方案。 2. 决策问题的分类 从不同角度出发可得不同的决策分类。 (1)按性质的重要性分类。按此分类可将决策分为战略决 策、策略决策和执行决策,或叫战略计划、管理控制和运行 控制。战略决策是涉及某组织发展和生存有关的全局性、长 远性问题的决策。如厂址的选择、新产品开发方向、新市场 的开发、原料供应地的选择等。
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或行业负责人)要进行战略性决策,中下层管理人员(如部 门经理、计划管理人员、作业调度指挥人员等)要进行战术 性决策或技术性决策。地位越高,决策在工作中的作用就 显得越重要。决策的正确与否,对经济和让会效益影响极 大,小则影响一个企业、一个部门,大则影响整个国家和 社会的发展。 正确的决策必须建立在认识和了解问题内部关系以及环境 状况的基础上。首先,必须掌握决策对象的运动规律,占 有必要的资料和信息。其次,还要掌握辅助决策的技术和 方法,遵守必要的决策程序和步骤。 1. 决策问题的构成 为了说明决策问题的构成,我们先举一个例子。某工厂生 产的产品要销往销售地,决定自己组织运输,方案有两种: 一是增购车辆,二是租车。如果租车运输,所支付的运费 就高些,如果使用自己的车辆运输,运费就便宜些,
根据max-min决策准则有: max(0,-10,-20,-30,-40)=0 它对应的策略为S1,即为决策者应选的策略。在这里是“什
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么也不生产”,这个结论似乎荒谬,但实际中表示先看一看, 以后再做决定。上述计算用公式表示为:
S k max min (aij )
*
10.2.2 乐观主义(max-max)决策准则 乐观主义者考虑问题时,与悲观主义者相反。持乐观主义 (max-max)决策准则的决策者对待风险的态度和悲观主 义者不同,当他面临情况不明的策略问题时,他充满着乐 观冒险的精神绝不放弃任何一个可获得最好结果的机会, 以争取好中之好的乐观态度来选择他的决策策略。决策者 在分析收益矩阵各策略的“策略—事件”对结果中选择出 最大者,记在表的最右列。再从该列数值中选择最大者, 以它对应的策略为决策策略。
状态 16以下 方案 概率 16~18 18~20 20~22 22~24 24以上
0.05 184 160
0.15 192 160
0.20 200 200
0.30 208 220
0.20 216 240
0.10 224 260
期望 收益
增购车辆 租车运输
206.0 215.0
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根据此例可以看出,构成决策问题必须包括以下几个方面: (1)决策者。决策者的任务是进行决策。决策者可以是个 人、委员会或某个组织,一般指领导者或领导集体。上例 的决策者是厂长或领导班子。 (2)存在多个自然状态及其对应的概率。上例中的自然状 态有6个,即年运输量16以下,16-18,18-20,20-22,2224和24以上,其对应的概率分别为0.05,015,0.20,0.30, 0.20和0.10。 (3)存在两个以上可供决策着选择的决策方案。上例中的 决策方案有2个,即“增购车辆”和“租车运输”。 (4)在各个白然状态下,对应不同决策方案,其收益值可 以定量地计算或表示。上例中就是运输成本84,192, 200,…。
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进行决策。 例10.1 设某工厂是按批量生产某产品并按批销售,每件 产品的成本为30元,批发价格为每件35元。若每月生产的 产品当月销售不完,则每件损失1元。工厂每投产一批是10 件,最大月生产能力是40件,决策者可选择的生产方案为0, 10,20,30,40五种。假设决策者对其产品的需求情况一 无所知,试问这时决策者应如何决策? 这个问题可以用决策矩阵来描述。决策者可选的行动方 案有五种,这是他的策略集合,记作{Si},i=1,2,…,5。经过 分析他可判断将发生五种销售情况,即销售为0,10,20,30,40, 但不知它们发生的概率。这就是事件集合,记作 {Ej},j=1,2,…,5。每个“策略—事件”对都可以计算出
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