1、管理决策分析管理决策分析广西大学数学与信息科学学院广西大学数学与信息科学学院运筹管理系运筹管理系本课程是管理科学、信息管理与信息系统本课程是管理科学、信息管理与信息系统专业本科生的专业必修课专业本科生的专业必修课 目的目的掌握在管理决策中常用的数学模型和决策掌握在管理决策中常用的数学模型和决策方法方法主要内容主要内容决策分析的基本概念、基本方法及其在经决策分析的基本概念、基本方法及其在经济管理中的应用。济管理中的应用。第一章第一章 决策分析概论决策分析概论第二章第二章 确定型决策分析确定型决策分析第三章第三章 效用函数效用函数第四章第四章 风险型决策分析风险型决策分析第五章第五章 贝叶斯决策分
2、析贝叶斯决策分析第六章第六章 多目标决策分析多目标决策分析第七章第七章 多属性决策分析多属性决策分析第八章第八章 序贯决策分析序贯决策分析（选学）（选学）第九章第九章 模糊决策和灰色决策方法模糊决策和灰色决策方法（选学）（选学）本课程期评成绩由期末考试成绩与平时成绩本课程期评成绩由期末考试成绩与平时成绩综合而成综合而成期评成绩期评成绩=期末成绩期末成绩50%+平时成绩平时成绩50%期末考试采用闭卷形式，考核内容为本课程期末考试采用闭卷形式，考核内容为本课程所讲授的基本概念和基本方法。所讲授的基本概念和基本方法。平时成绩由考勤、平时成绩由考勤、第一章第一章 决策分析概论决策分析概论1.1.1决策
3、分析的概念及其发展简史决策分析的概念及其发展简史决策决策做决定做决定狭义的理解狭义的理解决策是指决策分析的过程决策是指决策分析的过程广义的理解广义的理解“管理就是决策管理就是决策”20世纪世纪60年代，美经济与管理年代，美经济与管理学家西蒙（学家西蒙（H.A.Simon）游戏：游戏：闯关获取奖金闯关获取奖金第一关奖金第一关奖金1000元，第二关奖金元，第二关奖金3000元，元，第三关奖金第三关奖金6000元。元。每通过一关，闯关者可选择继续闯关，或每通过一关，闯关者可选择继续闯关，或放弃下一关，放弃者可获得此前的累计奖放弃下一关，放弃者可获得此前的累计奖金，闯关失败则不能继续闯关且此前获得金，
4、闯关失败则不能继续闯关且此前获得的累计奖金归零。的累计奖金归零。游戏共游戏共3关，关，若你已顺利通过若你已顺利通过2关，是否继关，是否继续闯关？续闯关？决策分析决策分析指指人们人们为了实现某一为了实现某一(些些)特定系统的预定特定系统的预定目标目标，在占有信息和经验的基础上，根据，在占有信息和经验的基础上，根据客观客观条件条件，提出各种备选，提出各种备选方案方案，应用科学，应用科学的理论和方法，进行必要的判断、分析和的理论和方法，进行必要的判断、分析和计算，按照某种计算，按照某种准则准则，从中选出最，从中选出最满意的满意的方案方案，并对方案的实施进行检查，直到目，并对方案的实施进行检查，直到目
5、标实现的全过程。标实现的全过程。决策分析的发展简史决策分析的发展简史20世纪世纪20年代年代统计决策统计决策：假设检验理论：假设检验理论提出提出“决定决定”的概念的概念20世纪世纪40年代年代现代效用理论现代效用理论20世纪世纪50年代年代贝叶斯决策贝叶斯决策决策函数决策函数风险型决策的风险型决策的最大期望值准则最大期望值准则20世纪世纪50年代年代H.A.Simon：将行为科学将行为科学引入决策分析理论，引入决策分析理论，用用“满意准则满意准则”替代替代“最优准则最优准则”20世纪世纪60年代年代K.Arrow：群决策群决策中的不可能定理中的不可能定理20世纪世纪60年代年代决策分析决策分析
6、系统科学系统科学行为科学行为科学运筹学运筹学统计学统计学计算科学计算科学1.1.2决策分析的特征决策分析的特征系统性系统性应坚持以整体目标为核心进行系统分析，应坚持以整体目标为核心进行系统分析，使决策从整体上最优或令人满意。使决策从整体上最优或令人满意。动态性动态性决策必须考虑到系统是处于不断变化中的。决策必须考虑到系统是处于不断变化中的。信息性信息性信息是科学决策的基础和依据。信息是科学决策的基础和依据。决策者决策者决策主体决策主体可以是个体，也可以是群体。它受社会、可以是个体，也可以是群体。它受社会、政治、经济、文化、心理等因素的影响。政治、经济、文化、心理等因素的影响。决策目标决策目标决
7、策者希望达到的明确的目标，可以是单决策者希望达到的明确的目标，可以是单个目标，也可以是多个目标。个目标，也可以是多个目标。行动方案（备选方案）行动方案（备选方案）实现决策目标可以采取的具体措施和手段。实现决策目标可以采取的具体措施和手段。可能有有限个，也可能是无限个。可能有有限个，也可能是无限个。自然状态自然状态指决策者无法控制但可以预见的决策环境指决策者无法控制但可以预见的决策环境客观存在的（各种）状态。客观存在的（各种）状态。条件结果值条件结果值指各种行动方案在不同的自然状态下所出指各种行动方案在不同的自然状态下所出现的结果。现的结果。决策准则决策准则是选择行动方案所依据的价值标准和行为是
8、选择行动方案所依据的价值标准和行为准则。准则。1.2.1决策分析的分类决策分析的分类个人决策和组织决策个人决策和组织决策根据决策者具有个人身份或组织身份划分根据决策者具有个人身份或组织身份划分战略决策、管理决策和业务决策战略决策、管理决策和业务决策根据决策所要解决的问题的性质（按决策根据决策所要解决的问题的性质（按决策层次）划分层次）划分程序化决策和非程序化决策程序化决策和非程序化决策根据问题出现的重复性及决策程序的规范根据问题出现的重复性及决策程序的规范性划分性划分确定型决策和非确定型决策确定型决策和非确定型决策根据决策问题所处的自然状态不同划分根据决策问题所处的自然状态不同划分单阶段决策和
9、序贯决策单阶段决策和序贯决策根据决策过程的动态性划分根据决策过程的动态性划分单目标决策和多目标决策单目标决策和多目标决策根据决策所要求达到的目标的数量划分根据决策所要求达到的目标的数量划分定性决策和定量决策定性决策和定量决策根据决策问题的量化程度划分根据决策问题的量化程度划分1.信息充分原则信息充分原则 信息必须具有准确性、时效性和全面性。信息必须具有准确性、时效性和全面性。任何决策都要从收集、分析信息入手。任何决策都要从收集、分析信息入手。2.经济效益原则经济效益原则效益效益指决策所要取得的效益指决策所要取得的效益指决策过程本身的效益指决策过程本身的效益3.系统分析原则系统分析原则应坚持以整
10、体最优为目标。应坚持以整体最优为目标。4.定性和定量分析结合的原则定性和定量分析结合的原则定量分析应以定性分析为基础，二者相互补定量分析应以定性分析为基础，二者相互补充。充。5.社会制约原则社会制约原则决策目标不能脱离社会经济系统的环境制约。决策目标不能脱离社会经济系统的环境制约。6.民主集中原则民主集中原则1.3.1决策分析的步骤决策分析的步骤识别问题；识别问题；设定决策目标；设定决策目标；拟定各种可行的备选方案；拟定各种可行的备选方案；对各方案进行评价分析；对各方案进行评价分析；比较各备选方案，从中选出最优方案；比较各备选方案，从中选出最优方案；决策的执行、反馈与调整等决策的执行、反馈与调
11、整等。识别问题识别问题设定目标设定目标拟定方案拟定方案评价分析评价分析实施方案实施方案问题解决问题解决修订目标修订目标修正方案修正方案补充方案补充方案修订目标修订目标追踪决策追踪决策图图1.1决策分析过程的基本步骤决策分析过程的基本步骤反馈反馈反馈反馈优化方案优化方案问题：问题：决策对象的现实状态与期望状态之决策对象的现实状态与期望状态之间存在的需要缩小或排除的差距。间存在的需要缩小或排除的差距。发现问题发现问题：被动或主动：被动或主动界定问题界定问题：问题的性质、特点、范围、背：问题的性质、特点、范围、背景和条件等景和条件等分析问题分析问题：分析问题产生的原因，抓主要：分析问题产生的原因，抓
12、主要矛盾，寻找解决问题的办法和方案矛盾，寻找解决问题的办法和方案 目标：目标：在一定的环境和条件下，决策系统在一定的环境和条件下，决策系统所期望达到的状态。所期望达到的状态。根据问题分析提出目标设想根据问题分析提出目标设想结合其它管理要求、主客观条件分析评价结合其它管理要求、主客观条件分析评价设定目标本身也是一个完整的决策过程，设定目标本身也是一个完整的决策过程，其一般步骤如图其一般步骤如图1-2所示。所示。问题分析问题分析目标设想目标设想分析评价分析评价设定目标设定目标修订设想修订设想图图12设定目标的一般步骤设定目标的一般步骤应注意以下几点：应注意以下几点：(1)目标的针对性目标的针对性：
13、针对解决问题的关键和要：针对解决问题的关键和要害提出目标害提出目标(2)目标的需要和可能目标的需要和可能相结合相结合(3)目标必须具体明确目标必须具体明确：表述具体准确，符合：表述具体准确，符合各专业领域的科学技术规范，尽可能量化。各专业领域的科学技术规范，尽可能量化。(4)目标的约束条件目标的约束条件(5)目标体系目标体系：目标的层次、主次：目标的层次、主次方案：方案：解决问题、实现目标的方法和途径。解决问题、实现目标的方法和途径。应兼顾应兼顾可行可行与与创新创新。寻找方案寻找方案：探求各种可能的方法和途径：探求各种可能的方法和途径设计方案设计方案：形成实际价值的具体方案：形成实际价值的具体
14、方案估测方案的结果估测方案的结果尽可能拟定出尽可能拟定出多个多个可行的备选方案可行的备选方案即：根据决策目标和评价标准，对各备选即：根据决策目标和评价标准，对各备选方案进行比较、分析和评价，得出各备选方案进行比较、分析和评价，得出各备选方案的优劣顺序。方案的优劣顺序。5.优化方案优化方案由决策者确定选择最由决策者确定选择最满意满意的方案。的方案。决策方案是否可行，必须经过实践的检验。决策方案是否可行，必须经过实践的检验。对方案的实施进行追踪对方案的实施进行追踪对决策方案进行反馈修正对决策方案进行反馈修正目的目的使决策分析过程接近实际，增强方案的实使决策分析过程接近实际，增强方案的实用价值用价值
15、提高决策结果的科学性，避免决策失误提高决策结果的科学性，避免决策失误追踪决策是在方案实施的过程中，追踪决策是在方案实施的过程中，主客观主客观情况发生重大变化情况发生重大变化或或原决策方案存在重大原决策方案存在重大失误失误时所进行的一种补救性的新决策。时所进行的一种补救性的新决策。追踪决策不同于正常决策，作好追踪决策追踪决策不同于正常决策，作好追踪决策应注意：回溯分析、非零起点、双重优化、应注意：回溯分析、非零起点、双重优化、心理效应。心理效应。回溯分析回溯分析是从原决策的起点开始，按照决策程序，是从原决策的起点开始，按照决策程序，对原有决策的产生环境、主客观条件逐步对原有决策的产生环境、主客观
16、条件逐步地进行客观分析，查找失误点及失误的原地进行客观分析，查找失误点及失误的原因，以便及时做出修正因，以便及时做出修正，使追踪决策建立，使追踪决策建立在客观实际的基础上。在客观实际的基础上。非零起点非零起点追踪决策是在原有决策实施的过程中发生追踪决策是在原有决策实施的过程中发生的，随着时间的推移，决策环境和决策条的，随着时间的推移，决策环境和决策条件已经发生一定数量的变化，使得件已经发生一定数量的变化，使得追踪决追踪决策产生的时点已不再是原有决策产生的那策产生的时点已不再是原有决策产生的那个时点了个时点了。因此，追踪决策时应充分注意。因此，追踪决策时应充分注意各种变化对决策过程的影响。各种变
17、化对决策过程的影响。双重优化双重优化要在各个新方案中进一步择优，新方案优要在各个新方案中进一步择优，新方案优于原决策的方案；于原决策的方案；在新方案的拟定过程中，修正决策目标和在新方案的拟定过程中，修正决策目标和决策标准，使新决策优于原决策，追踪决决策标准，使新决策优于原决策，追踪决策的预期执行效果应优于原有决策的可能策的预期执行效果应优于原有决策的可能的执行效果。的执行效果。心理效应心理效应发现并尽量消除原有决策失误带来的心理发现并尽量消除原有决策失误带来的心理压力，使决策者在原有决策失误的情况下，压力，使决策者在原有决策失误的情况下，能够再次以客观公正的、积极的心态进行能够再次以客观公正的
18、、积极的心态进行追踪决策；追踪决策；注意不要对外泄露有关决策失误及追踪决注意不要对外泄露有关决策失误及追踪决策的信息，以避免引起连锁的社会心理反策的信息，以避免引起连锁的社会心理反应。应。问题：问题：如何用数学方法表示决策问题？如何用数学方法表示决策问题？1.4.1决策函数决策函数决策函数：决策函数：反映决策目标与决策变量之间反映决策目标与决策变量之间的关系的函数。的关系的函数。常见的决策目标有：常见的决策目标有：收益（如产值、利润、销售收入等）最大收益（如产值、利润、销售收入等）最大损失最小损失最小效用最大效用最大1.收益函数收益函数设：设：q表示收益值，表示收益值，表示状态变量，表示状态变
19、量，表示表示决策变量（方案或策略），则收益函数为：决策变量（方案或策略），则收益函数为：),(Qq 若决策变量若决策变量和状态变量和状态变量是离散的，是离散的，),2,1(),2,1(njmiji ，则收益函数可表示为：则收益函数可表示为：),2,1;,2,1(,),(njmiQqjiij 此时的收益函数可以用矩阵来表示，称为此时的收益函数可以用矩阵来表示，称为收益矩阵收益矩阵：),2,1;,2,1(,),(njmiQqjiij mnmmnnnnijqqqqqqqqqqQ.)(2122221112112.损失函数损失函数损失值损失值r也称遗憾值，表示没有采取最满意也称遗憾值，表示没有采取最满意
20、方案或策略时所造成的损失，它由状态变方案或策略时所造成的损失，它由状态变量和决策变量所决定：量和决策变量所决定：),(Rr 一般地，损失函数和收益函数有如下关系：一般地，损失函数和收益函数有如下关系：),(),(max),(QQRA 其中，其中，A表示所有方案或策略的集合。表示所有方案或策略的集合。njmiqqrijkjmkij,2,1;,2,1max1 ，即：即：用收益表中每一列的最大值减去该列的用收益表中每一列的最大值减去该列的每个元素每个元素，得到相应的损失矩阵：，得到相应的损失矩阵：mnmmnnnnijrrrrrrrrrrR.)(2122221112113.决策函数决策函数收益函数、损
21、失函数和效用函数统称为决收益函数、损失函数和效用函数统称为决策函数，记为策函数，记为：),(Ff 在离散情况下可以表示为在离散情况下可以表示为决策矩阵决策矩阵：mnmmnnnmijooooooooooO.)(212222111211例：写出例：写出闯关游戏闯关游戏的收益矩阵和损失矩阵的收益矩阵和损失矩阵解：闯关者目前已累计奖金解：闯关者目前已累计奖金4000元，可以选元，可以选择的方案有：择的方案有：1(继续闯关继续闯关)或或2(放弃放弃)。若放弃，可获奖金若放弃，可获奖金4000元；元；若继续闯关，闯关成功可获奖金若继续闯关，闯关成功可获奖金1万元，万元，否则奖金为零。否则奖金为零。因此，此
22、决策问题存在两种状态：因此，此决策问题存在两种状态：1(闯关成功闯关成功)或或2(闯关失败闯关失败)。1闯关成功闯关成功2闯关失败闯关失败1(继续闯关继续闯关)10000元元0元元2(放弃放弃)4000元元4000元元状态状态j方案方案i条件收益值条件收益值qij 40004000010000)(22ijqQ由收益矩阵可计算损失矩阵为：由收益矩阵可计算损失矩阵为：0600040000 0600040000)(22ijrR行动空间（行动空间（A）：）：所有方案或策略所有方案或策略的集合。的集合。为有限离散时，行动空间可用向量表示：为有限离散时，行动空间可用向量表示：TmA ,21 状态空间（状态
23、空间（）：所有可能状态所有可能状态的集合。的集合。为有限离散时，行动空间可用向量表示：为有限离散时，行动空间可用向量表示：Tn ,21 决策系统（决策系统（，A，F）：）：即状态空间即状态空间，行动空间行动空间A以及定义在以及定义在，A上的决策函数上的决策函数F(，)共同构成的一个系统。共同构成的一个系统。系统决策的目的，就是寻求最满意方案，系统决策的目的，就是寻求最满意方案，记作记作*或或opt使得决策函数使得决策函数F达到最优值。达到最优值。决策树形图：决策树形图：以若干结点和分支构成的树以若干结点和分支构成的树状结构图形。状结构图形。当状态空间当状态空间和行动空间和行动空间A的元素为有限
24、的的元素为有限的离散情况时，可用决策树形图表示的决策离散情况时，可用决策树形图表示的决策系统图。系统图。决策树分析法：决策树分析法：以图解方式表达整个决策以图解方式表达整个决策的层次、阶段及其相应决策依据。的层次、阶段及其相应决策依据。1.决策点和方案枝决策点和方案枝决策点：决策点：以方框表示的结点，在该处需要对以方框表示的结点，在该处需要对各种方案作出选择。各种方案作出选择。方案枝：方案枝：由决策点起自左而右画出的若干条由决策点起自左而右画出的若干条直线，每条直线表示一个备选方案。直线，每条直线表示一个备选方案。2.状态点和概率枝状态点和概率枝状态点：状态点：每个方案枝的末端的一个圆圈每个方
25、案枝的末端的一个圆圈“”。概率枝：概率枝：从状态点引出的若干条直线，每条从状态点引出的若干条直线，每条直线代表一种自然状态，并标注状态概率。直线代表一种自然状态，并标注状态概率。11(继续闯关继续闯关)2(放弃放弃)1(成功成功)2(失败失败)1000004000决策点决策点方案枝方案枝状态点状态点概率枝概率枝若已知状态概率，可将标于概率枝上。如：若已知状态概率，可将标于概率枝上。如：p(1)=0.1，p(2)=0.9，p(1)=0.1p(2)=0.91闯关闯关放弃放弃成功成功失败失败1000004000闯关闯关2放弃放弃成功成功失败失败闯关闯关3成功成功放弃放弃失败失败0300000 决策（决策（Decision making）决策分析（决策分析（Decision analysis）追踪决策（追踪决策（Tracking decision）定性决策（定性决策（Qualitative decision-making）定量决策（定量决策（Quantitative decision-making）综合决策（综合决策（Comprehensive decision）
