【正文】 第二章 模型輔助決策 與決策相關(guān)內(nèi)容 模型的決策支持 數(shù)學(xué)模型的決策支持 多模型輔助決策系統(tǒng) 1. 科學(xué)決策 ? 科學(xué)決策：決策者依據(jù) 科學(xué)方法、科學(xué)程序、科學(xué)手段 所進(jìn)行的決策工作。 ? 科學(xué)決策 ,必須依靠 決策體系 開展工作 , 嚴(yán)格遵循一定的 決策程序 和正確的 決策原則 , 依靠 專家和智囊組織 , 運用科學(xué)的 決策方法 , 采用先進(jìn)的 信息處理技術(shù)和手段 , 進(jìn)行綜合的、全方位的決策。 與決策相關(guān)內(nèi)容 2. 決策的原則 （ 1）在決策全過程中需遵循的原則 ? 實事求是原則：根據(jù)實際情況確定方針。 ? “外腦”原則：重視發(fā)揮參謀、智囊作用。 ? 經(jīng)濟(jì)原則：力求節(jié)約財力、人力、物力等。 （ 2）在確定決策目標(biāo)時需遵循的原則 ? 差距原則：決策目標(biāo)與現(xiàn)實之間存在一定差距。 ? 緊迫原則：解決目標(biāo)與現(xiàn)實之間的差距具有緊迫性。 ? “力及”原則：達(dá)到目標(biāo)解決差距應(yīng)該是力所能及的，是主客觀條件所允許的，有解決的現(xiàn)實可能性。 （ 3）在制定備選方案時遵循的原則 ? 瞄準(zhǔn)原則：備選方案必須瞄準(zhǔn)決策目標(biāo)。 ? 差異原則：各備選方案之間必須有差異。 （ 4）在優(yōu)選方案時遵循的原則 ? “兩最”原則：最優(yōu)方案應(yīng)是效益最大、可靠性最大，損失最小、風(fēng)險性最小的決策方案。 ? 預(yù)后原則：選定方案應(yīng)具有應(yīng)變能力和預(yù)防措施。 ? 時機(jī)原則：決策應(yīng)在信息充分或根據(jù)充分的時機(jī)作出，不能超前或拖后。 （ 5）在決策實施過程中需遵循的原則 ? 跟蹤原則：決策付諸實施后要隨時檢查驗證。 ? 反饋原則：一旦發(fā)生決策與客觀情況不適應(yīng)之處，要及時采取措施，進(jìn)行必要修改和調(diào)整。 3. 決策細(xì)化程序 確定決策 目標(biāo) 擬定各種 方案 從各方案 中選擇 執(zhí)行 方案 調(diào)查研究 預(yù)測技術(shù) 環(huán)境分析 創(chuàng)新技術(shù) 模型技術(shù) 可行性分析 決策理論 可靠性 分析 提出問題 確定目標(biāo) 價值準(zhǔn)則 擬定方案 分析評估 選擇方案 試驗驗證 普遍實施 追蹤決策 修改決策 4. 決策體系 ? 定義：指決策整個過程中的各個層次、各個部門在決策活動中的決策權(quán)限、組織形式、機(jī)構(gòu)設(shè)置、調(diào)節(jié)機(jī)制、監(jiān)督方法的整個體系。 ? 決策體系由 決策系統(tǒng)、參謀（智囊）系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和監(jiān)督系統(tǒng) 組成的一個統(tǒng)一整體。 ? 決策體系運行過程 ： 決 策 系 統(tǒng) 執(zhí)行系統(tǒng) 監(jiān)督系統(tǒng) 信息系統(tǒng) DSS 參謀（智囊） 系統(tǒng) 模型的決策支持 1. 模型的定義 模型是對于現(xiàn)實世界的事物、現(xiàn)象、過程或系統(tǒng)的簡化描述。它反映了實際問題最本質(zhì)的特征和量的規(guī)律，即描述了現(xiàn)實世界中有顯著影響的因素和相互關(guān)系。 2. 模型的類型 （ 1）物理模型（實體模型） ? 實物模型（如，風(fēng)洞實驗中的飛機(jī)模型、水利系統(tǒng)中的船舶模型） ? 類比模型（模擬模型）：是現(xiàn)實系統(tǒng)的符號表示，通常是一些二維表或圖形。 如，用不同顏色表示地圖上的不同目標(biāo)，如水域或山脈；股票走勢表用于表示股票價格的變動情況；機(jī)器或房屋的藍(lán)圖。 新型飛機(jī)風(fēng)洞實驗 （ 2）數(shù)學(xué)模型 如用方程描述的數(shù)學(xué)模型（代數(shù)方程、微分方程、統(tǒng)計學(xué)方程等）；幾何、拓?fù)洹?shù)理邏輯等描述的模型。 （ 3）結(jié)構(gòu)模型 描述自然界和人類社會中的大量事物和事物之間的關(guān)系。在建模中可利用圖論作為工具。如 圖模型 （ 4）仿真模型 如模擬汽車碰撞實驗的仿真模型、模擬飛機(jī)航行的仿真模型 中學(xué)仿真實驗系統(tǒng)實驗樣例 UM六足昆蟲仿生機(jī)器人動力學(xué)仿真 3. 數(shù)學(xué)模型的類型 ? 原理性模型（如，牛頓力學(xué)三定律） ? 系統(tǒng)學(xué)模型（如，系統(tǒng)動力學(xué)、大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)辨識、系統(tǒng)控制等） ? 規(guī)劃模型（如，線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、運輸問題等） ? 預(yù)測模型 ?定性預(yù)測法主要有：專家調(diào)查法、情景分析法、主觀概率法、對比法等。 ?定量預(yù)測法主要有：趨勢法、回歸法、平滑法等。 ? 管理決策模型（關(guān)鍵路徑法 CPM、 計劃評審技術(shù) PERT、風(fēng)險評審技術(shù) VERT、 層次分析法） ? 仿真模型（蒙特卡羅法、微觀分析模擬等） ? 計量經(jīng)濟(jì)模型（經(jīng)濟(jì)計量法、投入產(chǎn)出法、可行性分析、價值工程等） 數(shù)學(xué)模型的決策支持 線性規(guī)劃模型的決策支持 投入產(chǎn)出模型的決策支持 線性規(guī)劃模型的決策支持 ? 線性規(guī)劃是用來處理 線性目標(biāo)函數(shù) 和 線性約束條件 的一種頗有成效的最優(yōu)化方法。 ? 解決的兩類典型問題： ① 給出一定的人力、物力、財力條件下，如何合理利用它們完成最多的任務(wù)或得到最大的效益； ② 在完成預(yù)定目標(biāo)的過程中如何以最少的人力、物力、財力等資源去實現(xiàn)目標(biāo)。 ? 線性規(guī)劃模型的一般形式 ： 目標(biāo)： min(或 max) 約束條件（ .）： ≤ bi xj ≥ 0 其中， z為目標(biāo)函數(shù)； xj為決策變量； aij、 bi和 cj分 別為消耗系數(shù)、需求系數(shù)和收益系數(shù)。 ???njjj xcz1??njjij xa1線性規(guī)劃模型的決策支持包括兩方面： ? 模型求解的最優(yōu)解的決策支持 ? 模型的 whatif分析的決策支持 模型求解的最優(yōu)解的決策支持 – 線性規(guī)劃模型 → 最優(yōu)解：單純形法，這是 結(jié)構(gòu)化決策 。 – 實際的決策問題 → 線性規(guī)劃模型：人選定參數(shù)、建立目標(biāo)函數(shù)和約束方程，這是 非結(jié)構(gòu)化決策 。 – 實際的決策問題 → 最優(yōu)決策：人和計算機(jī)，這是 半結(jié)構(gòu)化決策 。 模型的 whatif分析的決策支持 – whatif分析：（ if）線性規(guī)劃模型中的參數(shù)變化 → 最優(yōu)解的怎樣改變（ what） – 分析模型中 參數(shù)的精確程度對最優(yōu)解的影響 ，有效地指導(dǎo)決策者作出最終的決策。 線性規(guī)劃模型的決策支持實例 ? 某公司研制了兩種新產(chǎn)品“玻璃門”和“鋁框窗”。 ? 工廠 A每周 大約 有 4個小時用來生產(chǎn)玻璃門；工廠 B每周 大約有 12個小時用來生產(chǎn)鋁框窗；工廠 C每周 大約 有 18個小時用來生產(chǎn)玻璃門和鋁框窗。 ? 生產(chǎn)每扇門工廠 A、 C分別需要 3個小時；生產(chǎn)每扇窗工廠 B、 C都需要 2個小時。 ? 玻璃門的單位利潤 估計 為 =300元；玻璃窗的單位利潤 估計 為 =500元。 xPyP最優(yōu)解： 求在生產(chǎn)能力允許的條件下，達(dá)到最大利潤的最優(yōu)解。 設(shè)每周生產(chǎn)新門的數(shù)量為 x，生產(chǎn)新窗的數(shù)量為 y。 該問題的線性規(guī)劃模型的數(shù)學(xué)方程為： ①利潤： P=300x+500y ② 工廠 A約束 x≤4/1+18/3 工廠 B約束 y≤12/2+18/2 工廠 C約束 3（ x4/1)+2(y12/2) ≤18 x≥0 y≥0 模型的求解 利用線性規(guī)劃模型的求解方法可得到最優(yōu)解是： x=4, y=15, p=8700 線性規(guī)劃模型為決策者提供了最優(yōu)決策。它是公司 領(lǐng)導(dǎo)層是否對新產(chǎn)品生產(chǎn)的重要決策支持。 whatif分析 ? 單個產(chǎn)品的單位利潤的估計值不準(zhǔn)確時，最優(yōu)解怎樣變化？ ? 兩個產(chǎn)品的單位利潤的估計值不準(zhǔn)確時，最優(yōu)解怎樣變化？ ? 單個工廠生產(chǎn)新產(chǎn)品時間改變后，最優(yōu)解怎樣變化？ ? 三個工廠生產(chǎn)新