《决策分析概论》PPT课件.ppt

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1、第一章 决策分析概论,王飞航,参考书籍,彭勇行，管理决策分析，北京：科学出版社，2000 邱菀华，管理决策与应用熵学，北京：机械工业出版社，2002 孙明玺，经济技术预测和评价，中国展望出版社，1984侯定丕，管理科学定量分析引论，中国科学技术大学出版社，1993,相关知识准备,概率与数理统计运筹学高等数学,1.1 决策科学的历史,自从有了人，就有了人的决策活动。中国有文字记载的2000多年历史中的与决策相关的著作二十四史孙子兵法资治通鉴其他文学名著决策者：孙武、孙膑、张良、诸葛亮,中国历史上的著名决策案例,诸葛亮“隆中对”进取荆州、益州，结好孙权，革新政治，积蓄力量，准备条件统一全国的政策建

2、议春秋战国齐王田忌赛马上中下下上中北宋丁渭造宫殿国都汴梁宫殿规划：挖运河（运送材料、土用于烧砖和建筑、建筑废料填河）,决策从经验走向科学,20世纪50年代政治军事、科学技术、社会化大生产要求管理就是决策改善企业内部管理、提高生产效率、改善产品质量虽仍是提高效益和竞争能力的有效途径，但已不能满足需要，更重要是提升整体效果，将企业放到复杂外部环境中思考问题，科学分析、作出合理有效对策、克敌制胜,波音与协和的市场策略,大型民用客机市场策略（60年代）70年代的民航运输市场需求及经济发展水平，旅客的经济承受能力协和：较多考虑超音速要求波音：略低于音速、安全可靠、经济性好的波音系列宽体式大型客机结果：后

3、者获益，前者亏损,决策科学的发展：统计决策,统计学家J.Neyman和E.S.Perarson提出假设检验理论，利用抽样信息对统计假设做出统计推断。独立发展的起点：20世纪50年代的统计决策理论代表人物：L.J.Savage Abraham Wald P.C.Fishburn R.A.Fisher1954年萨维奇（LJSavage）从决策角度来研究统计分析方法，建立了贝叶斯（统计）决策理论，对决策理论作出了重要贡献。,决策科学的发展,1961年，HRaiffa和ROSchlaifer发表了应用统计决策理论的著作。1966年，霍华德（RAHoward）在第四届国际运筹学会议上发表决策分析：应用决

4、策理论一文，首次提出了“决策分析”这一名词，用它来反映决策理论的应用。,决策科学的发展：管理科学,20世纪40年代，Von Neuman和Morgenstern发表对策理论和经济行为，提出了现代效用理论。50年代，Simon发表管理决策科学等著作，突出决策在管理中的位置。60年代，K.Arrow社会选择和个人价值,决策科学的发展,60年代以后，许多学者在决策分析这一学科分支领域的各方面，如序贯决策、多目标决策、群决策、多层多人多目标决策等进行了大量工作。运筹学和决策分析对于决策概念的狭义理解：为决策机构在对其控制下的业务活动进行决策时，提供以数量化为基础的科学方法。,决策科学学派,描述性决策

5、管理决策论。它研究人类进行决策的实际行为，描述人们实际做出决策和解决问题的方式，以启迪人们的行为。描述性决策论把确定决策目标作为研究的主要内容规范性决策论 运筹学、决策分析 行为决策理论（20世纪70年代）以作为决策者的人的认识过程为主线，着重研究决策者的直觉判断过程，企图探索出一种能真实地描述人们实际决策行为的机理:包括信息的获取、加工、判断和反馈等各个环节的机理、以及决策者的知识结构和外部环境对人类大脑中信息处理过程的影响,现代决策科学的学科交叉,运筹学管理科学心理学社会学系统科学 计算机科学与信息技术,1.2 决策分析的定义,所谓决策乃是在几个可能的方案中作一选择。决策论是用以描述决策过

6、程并使其合理化的很多概念和方法。（现代科学技术辞典）所谓决策是指思考“对策”（或称办法）以解决目前或未来问题之用脑行为。（哈佛管理丛书：企业管理百科全书）决策是指公司或政府在确定其政策或选择实施现行政策的有效方法时所进行的一种经营活动，其中包括搜集必要的事实以对某一建议做出判断以及分析可以达到预定目的各种可供选择的方法等活动。（美国现代经济词典）决策就是对未来实践的方向、目标以及实现方向、目标的原则和方法所作的决定。（决策科学基础）,管理就是决策,1960年西蒙在其著作管理决策新科学中，明确地提出：“管理就是决策”。对组织管理中决策的地位提出了新的观念。任何组织的活动可以分为决策和作业两个部分

7、。决策贯穿在整个组织的各个层次和人员中。管理的核心就是决策。,本门课程的定义,决策是一个过程，为了实现某一特定系统的预定目标，在占有信息和经验的基础上，根据客观条件，提出各种备选方案，应用科学的理论和方法，进行必要的判断、分析和计算，按照某种准则，从中选出最满意方案的过程。,1.3 决策行为的属性,目的性 目的是直接影响决策的要素。智能性 决策既是思维科学的研究对象，又依赖于思维科学研究的成果。实践性 完整的决策过路必须包括决策的实施阶段。系统性强调整体最优动态性信息性,1.4 决策分析的基本要素,实例：萨维奇（LJSavage）给出的实例如果计划用六个鸡蛋煎蛋饼，已经向碗里打了五个好鸡蛋，准

8、备打入第六个鸡蛋时，有三种不同方案可供选择，即 方案a1：将第六个蛋打入盛有五个好蛋的碗里，简称“打入”；方案a2：将第六个蛋单独打入另一个碗里，以便检查好坏，简称“单打”；方案a3：丢弃第六个蛋，简称“丢弃”。,Savage实例,由于第六个蛋事前不知是好是坏，每种方案均面临两种不确定的结果，即 状态1：第六个蛋是好蛋；状态2：第六个蛋是坏蛋。如果用oij（i=1,2,3；j=1,2）分别表示方案ai在状态j下的决策结果，这个无数据决策问题所出现的全部结果，可以表示为,Savage实例,1.4 决策分析的基本要素,决策者受社会、政治、经济和心理等诸多因素影响的决策主体，可以是个体或群体。决策目

9、标 决策问题对于决策者所希望希望实现的目标，可以是单个目标，也可以是多个目标。行动方案 实现决策目标所采取的具体措施和手段。,1.4 决策分析的基本要素,行动方案（续）行动方案的个数可以是有限多个，也可以是无限多个。在某些情况下，行动方案也可以用连续变量表示。自然状态 采取某种决策方案时，决策环境客观存在的各种状态。自然环境可以是确定的、不确定的或随机的，可以是离散的，也可以是连续的。,1.4 决策分析的基本要素,条件结果值 采取某种行动方案在不同自然状态下所出现的结果。条件结果值可以表示为收益值、损失值或效用值。条件结果值可以是离散的，也可以是连续的。决策准则实现决策目标而选择行动方案所依据

10、的价值和行为准则。一般来说，决策准则依赖于决策者的价值倾向和偏好态度。,1.5 决策体系,概念在一个组织的决策过程中，与决策直接有关的组织结构，组织各个层次、各个部门的决策权限、决策方式、决策的调控机制、决策的监督方法等所构成的整个体系。决策体系是整个组织的领导管理体系中的一部分。五个系统：决策系统、智囊系统、信息系统、执行系统和监督系统所组成。,决策系统-智囊系统,决策系统是组织决策体系的核心，由组织内各层次、各组织单元中负有决策责任的决策者所组成（决策单元）。决策者是指拥有决策权的集团或个人。决策系统的主要任务：根据信息系统提供的情报，智囊系统制定的若干可供选择的方案，从全局出发，经过分析

11、比较，权衡利弊得失，选择决策行动方案，做出最终决策。智囊系统是专门协助决策系统为决策服务的独立的研究、咨询系统。其主要任务是对接受的某项决策问题进行咨询，利用信息系统提供的数据资料，对决策问题进行系统的研究，在决策者作出决策之前提出可供决策者选择的多种可行方案。,信息系统-执行系统-监督系统,信息系统：围绕决策系统的需要，专门搜索、统计、处理、储存、检索、传布有关情报资料信息。执行系统：指执行决策系统的各项决策指令并付诸实施的系统,并在执行决策指令的过程中，将情况及新的信息反馈到决策系统和其他系统。监督系统：对执行系统贯彻决策系统指令的情况进行检查监督，并协助决策系统进行调节控制，保证指令的执

12、行和决策目标的实现。,1.6 现代决策的特点,高速化 时间的价值 随机因素、各种态势和机遇都稍纵即逝现代通讯技术、计算机技术和控制技术 准确化 准确是决策科学化的前提，也是决策高速化的一个要求。定量方法,1.6 现代决策的特点,相关化 任何决策不能孤立进行多目标决策、序贯决策 网络化 信息的共享性及决策高速化、相关化 多维空间、决策结构趋向纵横交错的矩阵网络和主体网络,1.6 现代决策的特点,两极化 计算机和人工智能的应用 中下层决策者（规范性决策）、高层决策者（随机非程序性决策）三元化 现代决策已形成了主要由思想库、计算机与决策集团所组成的决策系统。,1.7 决策分析的类型和原则,一、决策分

13、析的类型按近代决策的基本理论 记述性决策论。以科学地说明人类行为的行为科学作为其立论的基础，代表人物：巴纳德、西蒙与麦奇。规范性决策论。立论基础是专业经济学、管理科学和运筹学等 按决策的层次 战略决策。为谋求企业与变化着的外部环境之间达到动态平衡的一种决策 管理决策。为实现战略决策所进行的具有实施管理性质的一种决策。业务决策。在管理决策的指导下，为了提高企业中各种具体业务工作的质量或效率等的一种决策。,一、决策分析的类型,按决策目标的数量 单目标决策多目标决策 按决策的自然状态 确定型决策非确定型决策风险型决策 按决策的动态性 静态决策动态决策,一、决策分析的类型,按决策的问题结构与程序 程序

14、性决策（Programmed Decision）非程序性决策（Non-programmed Decision）按决策管理的主体 单一决策群体决策,二、决策分析的原则,经济性原则系统性原则预测性原则可行性原则方向性原则信息性原则民主性原则科学性原则,经济性原则：经济性原则，就是研究经济决策所花的代价和取得收益的关系，研究投入与产出的关系。领导决策必须以经济效益为中心，并且要把经济效益同社会效益结合起来，以较小的劳动消耗和物资消耗取得最大的成果。如果一项决策所花的代价大于所得，那么这项决策是不科学的。,系统性原则：系统性原则，也称为整体性原则，它要求把决策对象视为一个系统，以系统整体目标的优化为准

15、绳，协调系统中各分系统的相互关系，使系统完整、平衡。因此，在决策时，应该将各个小系统的特性放到大系统的整体中去权衡，以整体系统的总目标来协调各个小系统的目标。,预测性原则：预测是决策的前提和依据。预测是由过去和现在的已知，运用各种知识和科学手段来推知未来的未知。科学决策，必须用科学的预见来克服没有科学根据的主观臆测，防止盲目决策。决策的正确与否，取决于对未来后果判断的正确程度，不知道行动后果如何，常常造成决策失误。所以领导决策必须遵循预测性原则。,可行性原则：可行性分析是可行性原则的外在表现，是决策活动的重要环节。只有经过可行性分析论证后选定的决策方案，才是有较大把握实现的方案。可行性原则的具

16、体要求，就是在考虑制约因素的基础上，进行全面性、选优性、合法性的研究分析。,方向性原则：决策必须具有清晰和实际的具体的方向目标，并且这个方向目标应该具有相对的稳定性，一经确定下来，不宜轻易改动。,信息性原则：信息是决策的基础，信息的质量决定着决策的质量。科学决策所要求的信息必须是准确、及时、适用的。进行决策必须广泛收集与之有关的全面系统的信息资料，然后进行归纳、整理、分析、加工，从而为正确的决策提供基本的条件。,民主性原则：决策的民主性原则，是指决策者要充分发扬民主作风，调动决策参与者、甚至包括决策执行者的积极性和创造性，共同参与决策活动，并善于集中和依靠集体的智慧与力量进行决策。,科学性原则

17、：科学性原则是一系列决策原则的综合体现。决策科学性的基本要求表现在：决策思想科学化决策方法科学化决策程序科学化,1.8 决策过程,决策分析是一个动态系统的反馈过程。决策过程通常随问题的性质，决策目标要求以及决策者偏好的不同而相异。按照西蒙的理论，管理决策概括为如下的四项活动六个步骤，每个步骤都可能向前一个或前几个步骤反馈的循环过程。,1.8 决策过程,1.8 决策过程,1.8.1 情报活动1.8.2 设计活动1.8.3 抉择活动1.8.4 评审活动1.8.5 管理决策是个连续反馈循环过程,1.8.1 情报活动,1管理决策问题识别2管理决策问题定义,1.8 决策过程,1.8.1 情报活动1.8.

18、2 设计活动1.8.3 抉择活动1.8.4 评审活动1.8.5 管理决策是个连续反馈循环过程,1.8.2 设计活动,设计活动是寻求多种途径解决问题的过程，在此过程中，决策者或他的咨询人员发掘、构想和分析多种可行的相互替代的活动方案。(1)必须制定多种可供选择的方案，方案之间具有原则区别，便于权衡比较；(2)每一种方案以确切的定量数据反映其成果；(3)要说明各种方案的特点、弱点及实践条件；(4)各种方案的表达方式必须做到条理化和直观化。,1.8 决策过程,1.8.1 情报活动1.8.2 设计活动1.8.3 抉择活动1.8.4 评审活动1.8.5 管理决策是个连续反馈循环过程,1.8.3 抉择活动

19、,抉择活动是预估、评价和选择的过程，在预估多种解决方案的后果并作出结论性的评价判断后，选择一种行动方案。“没有选择就没有决策”。选择什么样的方案为好?什么为差?这是个复杂的问题，并不是弄清各种替代方案的后果以后就能马上作出回答的。,1.8.3 抉择活动,方案后果的多样性和后果评价准则的多样性，很难找到一个对所有准则来说都是满意的方案。评价准则因人而异，未来后果往往是风险事件。抉择最终取决于决策者的习惯、传统、经验和信念等。,1.8.3 抉择活动,要尽可能采用现代科学的评估方法和决策技术，如“可行性分析”、“决策树”、“矩阵决策”、“模糊决策”等技术，对预选方案进行综合评价。主要内容是，通过定性

20、、定量、定时的分析，评估各预选方案的近期、中期、远期效能价值，分析方案的后果及其影响。做好方案优选，需要满足两个条件：一、合理的选择标准二、科学的选择方法,1.8.3 抉择活动,1关于选择方案的标准什么样的方案是最佳方案?其标准是什么?这就需要建立价值标准；达到什么程度才符合要求，是最优呢，还是满意就行?这又提出一个“满意标准”问题；如果一个方案执行起来会出现几种不同的可能结果，这时应按什么标准去选择?这就产生了不确定情况下的选择标准问题。(1)价值标准这是选择方案的基本判据。其内容有确定各项价值指标，分清主次，综合评价。一般从系统性、先进性、效益性、现实性四个方面进行综合评价。(2)“最优标

21、准”还是“满意标准”？,1.8.3 抉择活动,2选择方案的方法选择方案的方法甚多，归纳起来，有经验判断包括淘汰法、排队法、归纳法；数学方法；试验法等。,1.8.3 抉择活动,经验判断这是最古老的一种传统的方法。1940年代前的管理决策基本上都是依靠经验判断。今天把数学方法、物理模型、网络模型方法引进决策中后，经验判断的方法仍然是不可缺少和忽视的。尤其是一些涉及到社会、心理因素等复杂问题和非计量性多的决策，需要有领导者的经验判断。(2)归纳法所谓归纳法，是在方案众多的情况下，先把方案归成几大类，先看哪类最好，就选中哪类，然后再从中选出最好的方案，如选择厂址的决策，往往采取这种方法。这个方法的优点

22、是可以较快缩小选择范围。缺点是可能漏掉最优方案。因为最优方案也可能处在不是最好的那个类中。不过在不允许进行全面对比的情况下，这个办法仍常被采用，因为按此法选出的方案一般还是比较满意的。,1.8.3 抉择活动,(3)数学方法运用数学方法选择方案，在1950年代以后发展很快。因为在控制变量属于连续型的情况下，经验判断方法很难直接找到最优或满意方案，要借助于数学方法。所谓连续型变量是指这个变量的两个变异值之间，可以存在无穷多个中间数值。如产值、成本、利润等就是连续变量。连续型的控制变量就是意味着备选方案无穷多。运用数学方法，可以使决策达到精确化。但到目前为止，尚有许多复杂的决策，用数学方法还解决不了

23、，要综合运用选择方案的多种方法加以解决。,1.8.3 抉择活动,试验法社会问题的决策，虽然不可能创造出象实验室那样人为的典型条件，如科技界那样去实验。但对重大问题的决策，尤其是对新情况、新问题及无形因素起重大作用不便用数学方法分析时，先选择少数几个典型单位进行试点，然后总结经验以作为最后决策的依据，也不失为一种有效的方法。有些复杂的决策，虽然反复计算、讨论、比较，仍然没有多大把握，这时，实验就被提上日程。但也不是事事都经过试验。在方案选择过程中，往往是在选择范围已经缩小到只剩下两个关键方案而定不下来时，或方案已初步选出但仍感到还不放心时，不妨去作试验为妥。,1.8.3 抉择活动,方案优选，就是

24、领导者的决断，是决策行动，也是决策全过程中最核心、最关键的一着。在这个决定性的环节上见领导者的才能的高低。通常说的领导“善断”，也就是方案“优选”，无“优选”，即无“善断”。在现代化建设中，真正做到“善断”，不是一件易事，要求领导者要有很高的决策的素养，要有战略的系统的观点，科学的思维方法，丰富的经验判断和很强的鉴别能力。,1.8 决策过程,1.8.1 情报活动1.8.2 设计活动1.8.3 抉择活动1.8.4 评审活动1.8.5 管理决策是个连续反馈循环过程,1.8.4 评审活动,1贯彻实施实施是执行、跟踪和学习的过程。方案择定后，要付诸实施，在普遍实施前进行“试点”。试点要注意选择在整个系

25、统中具有典型性的地方，不能人为地创造某些特殊条件，这样纵然试点成功，也很难以实践。在试验实证中，应特别注重“可靠性”分析。可靠性的概念，即在规定条件下和预定时间内，完成任务或达到目标的成败概率。其中“失败率”是一个重要标志。“失效”与“可靠”作为一对矛盾范畴，看其在试行过程中的变化规律。,1.8.4 评审活动,2反馈及控制这个阶段的任务，就是要准确、及时地把方案实施过程中出现的问题、执行情况的信息，输送到决策机构，以进行追踪检查。追踪决策是正常的但不是注定要发生的或经常大量出现的，否则就失去了决策的科学性了。决策过程是一个动态的依赖于时空变量的复杂随机函数，把决策看成一个凝固僵化的东西，是不切

26、实际的。因此，对方案进行必要的修正是不鲜见的。就是对决策进行根本性修正的追踪决策，也是不奇怪的。,1.8 决策过程,1.8.1 情报活动1.8.2 设计活动1.8.3 抉择活动1.8.4 评审活动1.8.5 管理决策是个连续反馈循环过程,1.8.5 管理决策是个连续反馈循环过程,管理决策是个连续过程，一般可按上述情报、设计、抉择和实施四项活动划分并按顺序进行，但前面的活动不断从后继活动得到反馈信息，设计活动分析研究的结果可能修正情报活动提出的决策主题，抉择活动也可能对各种替代方案提出补充和修改。实施活动中的信息就更为重要，实施结果可能对整个决策作出评价和修正。,图1-1 管理决策的基本过程,1

27、.9 决策系统,一、决策函数收益函数、损失函数和效用函数统称为决策函数 记作 f=F（a，）收益矩阵、损失矩阵和效用矩阵统称为决策矩阵记作,收益函数,设决策问题的收益值为q，状态变量为，决策变量（方案或策略）为a。当决策变量a和状态变量确定后，收益值q随之确定。收益值q是a和的函数，称为收益函数，记作 q=Q(a,)如果决策变量和状态变量是离散的，即 a=ai(i=1,2,m)=j(j=1,2,n)，则收益函数可以表示为：qij=Q(ai,j)，(i=1,2,m；j=1,2,n)收益矩阵,损失函数,损失值又称为遗憾值，表示没有采取最满意方案或策略时所造成的损失。当决策变量a和状态变量确定后，损

28、失值r是a和的函数，称为损失函数，记作 r=R(a,)在离散情况下，损失值可以表示为 rij=R(ai,j)(i=1,2,m；j=1,2,n)损失函数可以表示为损失矩阵，即,损失函数,损失值可以通过收益值计算出来，计算公式为,一般地，损失函数和收益函数有如下关系：,决策表,例,某企业拟定了三个生产方案，方案a1是新建两条生产线生产两种新产品；方案a2是新建一条生产线生产一种新产品；方案a3是扩建原有生产线改进老品。在销售预测的基础上，测算了各方案在不同市场需求状态下的条件收益值，见表。试求该决策问题的损失矩阵。,条件收益值,解题步骤,转化为收益矩阵 利用公式求解损失矩阵,1.9 决策系统,二、

29、决策系统行动空间：在系统决策中，所有方案或策略a的集合，记作A。有限离散情况可用向量表示，即 A=（al，a2，am）T 状态空间：所有可能状态的集合记作。有限的离散情况=（l，2，n）T,二、决策系统,决策系统：状态空间，行动空间A以及定义在，A上的决策函数F（a，）共同构成的一个系统。记作（，A，F）最满意方案：系统决策的目的，就是寻求最满意方案，记作a*或aopt，使得决策函数F达到最优值。,1.9 决策系统,三、决策树决策点和方案枝 状态点和概率枝1.决策点和方案枝决策点用矩形方框表示，在该处需要对各种方案作出合理的选择。从决策点引出m条直线，每一条直线表示一个可行方案，称为方案枝，并将方案ai标注在方案枝直线之上。,三、决策树,2.状态点和概率枝每一个方案枝的末端画出一个圆圈，称为状态点或机会点 从状态点引出n个直线，每一条直线表示一种自然状态，称为概率枝或状态枝，并将状态值j标注在概率枝直线之上。,决策树图,把决策点、方案枝和状态点、概率枝结合在一起，构成表示决策系统（，A，F）的各种方案和各种状态的树形图，称为决策树图。从决策点起沿方案枝经过状态点到概率枝，表示了不同方案ai在不同状态j下的条件结果，并将条件结果值oij的标注在概率枝的末端。,决策树图,