运筹学

陈建华

目录

  • 1 第一章    绪论
    • 1.1 第一节 运筹学的定义与发展简史
    • 1.2 第二节 运筹学的基本特点和工作步骤
    • 1.3 第三节 运筹学的主要分支
    • 1.4 第四节 运筹学的应用
  • 2 第二章  线性规划
    • 2.1 第一节 线性规划概述
    • 2.2 第二节 线性规划问题及其数学模型
    • 2.3 第三节 线性规划图解法及其几何意义
    • 2.4 第四节 线性规划单纯形法与单纯形表
    • 2.5 第五节 单纯形法的矩阵描述
    • 2.6 第六节 人造基下的单纯形法
    • 2.7 第七节 线性规划典型例题及应用
  • 3 第三章 运输问题
    • 3.1 第一节 运输问题的数学模型及其特征
    • 3.2 第二节 运输模型的求解---表上作业法
    • 3.3 第三节 运输问题的推广
  • 4 第四章 整数规划
    • 4.1 第一节 整数规划概念与特点
    • 4.2 第二节 分枝定界法
    • 4.3 第三节 割平面法
    • 4.4 第四节 0—1规划与隐枚举法
    • 4.5 第五节 指派问题与匈牙利法
    • 4.6 第六节 典型例题及应用
  • 5 第五章 图与网络
    • 5.1 第一节 图的基本概念
    • 5.2 第二节 树
    • 5.3 第三节 最短路问题
    • 5.4 第四节 网络最大流问题
    • 5.5 第五节 Euler图
    • 5.6 第六节 中国邮递员问题
  • 6 第六章 网络计划
    • 6.1 第一节 网络计划图
    • 6.2 第二节 网络计划图的时间参数
    • 6.3 第三节 网络计划的优化
  • 7 第七章 排队论
    • 7.1 第一节 排队论的基本概念
    • 7.2 第二节 排队系统常用分布
    • 7.3 第三节 单服务台模型
  • 8 第八章 存储论
    • 8.1 第一节 存储论基础
    • 8.2 第二节 确定性库存模型
    • 8.3 第三节 确定性库存模型的参数分析
    • 8.4 第四节 随机型存储模型
  • 9 第九章 决策论
    • 9.1 第一节 决策论基本问题
    • 9.2 第二节 完全不确定型决策
    • 9.3 第三节 风险型决策
    • 9.4 第四节 效用理论在决策中的应用
第一节 决策论基本问题

第九章决策论

决策是人们在政治、经济、技术以及日常生活中普遍遇到的一种选择方案的行为,其困难是如何从众多的方案中作出正确的选择,以便获得好的结果或达到预期的目标。管理企业与单位,会遇到大大小小的决策问题,诺贝尔经济学奖获得者西蒙有一句名言:管理就是决策。就是说管理的核心是决策。因此,需要针对不同的决策问题,提供科学的决策原则、程序与方法。决策分析是一门为解决决策问题提供系统的逻辑分析方法的应用数学学科,决策分析是运筹学的一个分支。决策科学的内容非常广泛:涉及社会学、决策心理学、决策行为学、决策的量化与评价、决策支持系统以及决策自动化等。

引例有一风险投资机会,成功与失败的概率分别是0.5。假设你每投资1元,若成功得到的利润是1.6(共计2.6),如果失败,则损失1元。投资次数与投资额不限。为了保险,你总是拿一半的钱去投资。如果你现有100万元,你觉得投资收益会怎么样?

第一种观点:

设初始投资为,拿一半的钱去投资,投资后有两种可能:

(1)成功,资本为

(2)失败,资本为

1期投资后,资本期望值为:

N期投资后,资本期望值为:

如果投资10000次,资本将是一个天文数字。

第二种观点:

投资N次,假设输赢的次数各为(根据概率)

(1)成功,资本为=1.8

(2)失败,资本为=0.5

经过N次投资后,总资本: (与成功、失败的顺序无关)

如果投资10000次,资本将接近0

 

第一节决策论基本问题

9.1.1决策论的基本概念

国际上对决策的定义有许多,基本上分为狭义与广义决策两派,狭义决策可定义为:决策是指个人或组织为了实现一定的目标,依据客观存在、主观经验、常识和逻辑,借助一定的工具、方法和技巧,在多个行动方案之间做出选择。广义决策认为将管理过程的行为都纳入决策范畴,决策贯穿于整个管理过程。

任何决策问题都要包含以下要素构成决策模型。

(1)决策主体:作出决策的个人、组织等,决策主体的任务就是作出具体的决策。

(2)决策目标:决策者希望达到的状态、工作努力的结果。一般而言,决策者追求的是利益最大化。

(3)可供选择的方案:参谋人员为决策者提供的可选择的各种可行方案,包括了解研究对象的属性、确定目的与目标。对象属性是指研究对象的特性,它们是客观存在的,是可以客观度量的、并由决策者主观选定的;目的表明选择属性的方向,反映了决策主体的要求与愿望;目标是给出了参数值得目的。如目的是选择一种省油的汽车,那么每公里耗油量就是目标。

(4)决策准则:决策判断的标准,备选方案的有效性度量。

(5)决策属性:决策方案的性能、质量参数、特征与约束,用于评价其达到目标的程度和水平。

(6)科学决策过程:任何科学决策的形成必须执行科学的决策程序,如下图所示

9-1科学决策过程

由上图可知,任何决策都有一个过程与程序,绝非决策者的灵机一动拍板就行,科学决策过程一般包括预决策决策决策后三个相互依赖的阶段。

决策系统:状态空间、策略空间、损益函数构成了决策系统。

状态空间不以人的意志为转移的客观因素,设一个状态为,有种不同状态,其集合记为

其中,S成为状态空间,S中的元素称为状态变量。

策略空间人们根据不同的客观情况,可能做出的主观的选择,记一种策略方案为,有种不同的策略,其集合为

其中,称为策略空间,中元素称为决策变量。

损益函数当状态处在情况下,人们做出决策决策,从而产生的损益值,显然的函数,即:

当状态变量为离散型变量时,损益值构成的矩阵叫损益矩阵:

上述三个要素构成了决策系统,决策系统可表示为三个要素的函数:

9.1.2决策的基本原则

最优化原则。在系统环境条件下,试图追寻最优解,寻找到实现目标的最优方案。在现实生活中,由于客观条件的制约,使得人们无法得到最优解,可以退而求其次,找到次优解甚至满意解。

系统原则。由于将决策者、决策环境、状态看成一个系统,因此在决策分析时,应以系统的总体目标为核心,满足系统优化、从整体出发。

可行性原则。决策必须可行,决策必须通过可行性研究,因为只有通过可行性研究才能够保证决策目标的实现。

信息对称原则。由于信息不对称而产生的程度误差,将会很大程度上影响到决策选择乃至系统目标的实现,在决策后阶段,及时的信息反馈沟通将是确保决策策略修正改进的重要保证。

9.1.3决策分析的基本分类

决策问题自古以来就存在,随着社会和科学技术的发展,决策问题越来越复杂。决策问题的分类方法有多种。

按决策的涉及及影响范围分类,决策可分为战略决策、策略决策和执行决策;或分为战略、战役与战术决策三种。

(1)战略决策在企业中属于最高层次的决策,是一类关系到全局性、方向性和根本性的决策。战略决策产生的影响是深远的,对决策系统的各个方面、都在较长时间范围内产生影响。

(2)策略决策属于中层决策,是为了保证战略决策目标的实现,各个管理方面的决策。如企业人力资源管理等。

(3)战术决策属于基层决策,主要根据策略决策的要求对实际执行行为方案的选择,是局部性的、暂时性的决策。

按未来事件的性质来进行分类,可以分为确定性决策、完全不确定性决策、风险型决策三类。有时候我们将完全不确定性决策和风险型决策统称为非确定性决策。

(1)确定性决策

确定性决策是指与行动方案有关的全部未来事件在进行决策之前是确定性的、非随机性的决策。

(2)完全不确定性决策

完全不确定性决策是指与行动方案有关的全部未来事件在进行决策之前是不确定性的、随机性的并且不知道未来事件的概率分布的决策。

(3)风险型决策

风险型决策是指与行动方案有关的全部未来事件在进行决策之前是不确定性的、随机性的但是知道未来事件的概率分布的决策。

此外还可决策的结构分类,可分为程序化决策、非程序化决策、半程序化决策三种;按决策目标可分为:单目标与多目标;按决策过程的连续性可分为静态决策与序贯决策。