環(huán)境系統(tǒng)工程決策方法ppt課件

1、環(huán)境系統(tǒng)工程第十講：環(huán)境系統(tǒng)決策.第一節(jié) 決策根本概念一、決策概念 就是決策者為到達某種目的，從假設(shè)干個可以替代的可行方案中選取理想或稱心的方案。這里包含三個主要內(nèi)容： 一是決策者有一個預(yù)期目的，即想要到達某種目的或期望的某種經(jīng)濟效果。 二是決策者客觀上想選擇某一方案； 三是客觀上有多個可行方案可供選擇，且可根據(jù)某一評價規(guī)范，從這些方案中選擇稱心的方案，并要付諸實施。.第一節(jié) 決策根本概念一、決策概念 正確的決策，將導(dǎo)致正確的行動，獲得最正確效果。決策科學(xué)是一門綜合性很強的新興交叉學(xué)科，橫跨了自然科學(xué)、社會科學(xué)和人類思想領(lǐng)域的多個方面，尤其是數(shù)學(xué)、運籌學(xué)、管文科學(xué)、行為科學(xué)和思想科學(xué)。雖然決策

2、是以人類的思想活動為主要表現(xiàn)方式，但決策依然有科學(xué)性可循。決策分析就是研討如何才干作出科學(xué)決策的一門科學(xué)。 .第一節(jié) 決策根本概念一、決策概念 從系統(tǒng)工程的觀念來說，系統(tǒng)決策就是根據(jù)系統(tǒng)的形狀選取能夠的戰(zhàn)略方案，并對這些戰(zhàn)略方案所產(chǎn)生的效果進展綜合研討，以便按照某種評價規(guī)范選擇一個最優(yōu)戰(zhàn)略方案。 .第一節(jié) 決策根本概念一、決策概念 40年代：決策分析隨著現(xiàn)代成效實際的提出而構(gòu)成和開展起來的。 50年代：提出統(tǒng)計決策實際。 60年代：提出了將系統(tǒng)分析方法和統(tǒng)計決策實際相結(jié)合的隨機性決策分析方法。 60年代后：出現(xiàn)了多目的決策、序貫決策、群決策。 隨著計算機技術(shù)的開展，決策曾經(jīng)從一種純粹憑個人閱歷

3、和才干的運籌技術(shù)，變成一門建立在嚴厲邏輯論證和準(zhǔn)確計算根底上的一門科學(xué)。 .第一節(jié) 決策根本概念.第一節(jié) 決策根本概念二、環(huán)境治理工程中決策應(yīng)遵照的準(zhǔn)那么 1、信息準(zhǔn)那么：決策應(yīng)以掌握大量、準(zhǔn)確的信息，高質(zhì)量的資料為根底。 2、可行性準(zhǔn)那么：分析現(xiàn)有的人力、物力、財力、技術(shù)才干，實施以后的利弊。 3、預(yù)測準(zhǔn)那么：為決策者提供有關(guān)未來的信息。 4、對比選優(yōu)準(zhǔn)那么：決策時要進展多種方案比較，從中選優(yōu)。 5、集團決策準(zhǔn)那么：決策時要貫徹民主集中制的集體指點原那么。發(fā)揚咨詢顧問機構(gòu)的作用。 6、反響準(zhǔn)那么：通常決策不能夠十全十美，應(yīng)將實際所檢驗出的缺乏及時反響給決策者，以便據(jù)此做出相應(yīng)調(diào)整。.第二節(jié)

4、決策分類與損益矩陣一、決策分類 1、決策者位置：高層、中層和基層決策。 2、作出決策的先后次數(shù)：一次決策、多階段決策 3、決策目的個數(shù)：單目的決策、多目的決策 4、決策內(nèi)容：戰(zhàn)略決策、戰(zhàn)術(shù)決策.第二節(jié) 決策分類與損益矩陣 5、根據(jù)對未來形狀掌握的可靠程度 1確定型決策 決策者對每個可行方案未來能夠發(fā)生各種自然形狀及其結(jié)果掌握比較清楚，這時可以從可行方案中選擇一個最有利的方案。 2風(fēng)險型決策 決策問題存在著多種自然形狀，每種形狀都能夠發(fā)生，而且發(fā)生的能夠性為某一概率值。如降雨預(yù)測：根據(jù)氣候云圖、氣候雷達等，但仍存在空報、漏報、錯報等風(fēng)險。 3不確定型決策 針對新的決策工程，由于自然變化的隨機性，

5、或缺乏可利用信息，只估測到能夠發(fā)生的幾種形狀，但每種形狀發(fā)生的能夠性無法確定。決策是憑個人的閱歷和估計作出。 .第二節(jié) 決策分類與損益矩陣1確定型決策例2-1 農(nóng)田總面積：100hm2； 種農(nóng)作物A:農(nóng)藥流失量0.9kg/hm2，收入300美圓/hm2，本錢 160美圓/hm2 種農(nóng)作作B:農(nóng)藥流失量0.5kg/hm2，收入150美圓/hm2，本錢 50美圓/hm2 總農(nóng)藥不允許超越632.5kg，收益最大的種值組合？ 建模：假設(shè)x1,x2分別為作物A和B的種植面積 Z=(300-160)x1+(150-50)x2 0.9x1+0.5x2=0 .第二節(jié) 決策分類與損益矩陣二、決策程序 1、確定

6、目的和價值準(zhǔn)那么 目的必需詳細、明確，在時間、地點和數(shù)量方面都有所要求，而且要有一個衡量目的的準(zhǔn)那么。目的系統(tǒng)：分清主次、先后、關(guān)鍵 2、擬定多個可行性方案 可行性方案是實現(xiàn)決策目的的途徑和手段，決策的中心問題就在于對多種可行性方案的優(yōu)選。從經(jīng)濟、環(huán)境和社會等方面綜合、系統(tǒng)的研討，對實施后的效果進展預(yù)測。強調(diào)三個效益。 3、決策模型，分析評價 對模擬結(jié)果進展分析評價，依托可行性分析和各種決策技術(shù)決策矩陣、決策樹使各種方案的利弊得以表達。 4、綜合分析，方案選優(yōu) 對各個可供選擇的可行性方案權(quán)衡利弊，從中選一或綜合為一。.第二節(jié) 決策分類與損益矩陣三、損益矩陣 損益矩陣實踐上是對決策問題的一種描畫

7、，并以此為根底，運用不同的分析規(guī)范和方法，從假設(shè)干個可行方案中選出最正確方案。損益矩陣普通由三部分組成： 可行性方案di 自然形狀Sm及其發(fā)生的概率 Pm 損益值各種行動方案的能夠結(jié)果 qij 把以上三部分內(nèi)容在一個表上表現(xiàn)出來，該表就稱為損益矩陣表.第二節(jié) 決策分類與損益矩陣.第二節(jié) 決策分類與損益矩陣D=d1, d2, dn為可行性方案集合戰(zhàn)略空間S=S1, S2, Sm為各方案能夠遇到的情況形狀空間P=P1, P2, Pm為每種自然形狀能夠發(fā)生的概率Q=qij為損益矩陣。為方案di在自然形狀Sj下所產(chǎn)生的收益或損失 損失值是可行性方案、自然形狀的函數(shù)。Q=f(D, S)D決策者所控制的要

8、素，即可以采用的可行方案S-決策者不能控制的要素，即自然形狀.第二節(jié) 決策分類與損益矩陣 某電視機廠計劃消費一種新產(chǎn)品，現(xiàn)有三種方案可供選擇。d1：改造原有的消費線； d2 ：新建一條消費線；d3 ：與其他企業(yè)協(xié)作消費。根據(jù)以往的市場閱歷信息，產(chǎn)品投入市場后能夠有三種自然形狀，S1：暢銷； S2 ：銷路適中； S3 ：滯銷。各自然形狀發(fā)生的概率分別為：P1=0.3，P2=0.4，P3 =0.3.第三節(jié) 確定型決策一、確定性決策 是指不同方案的未來自然形狀和信息完全知的情況下，決策者可根據(jù)完全確定的情況比較選擇，或者建立數(shù)學(xué)模型進展運算，并能得到確定結(jié)論的決策。二、常用的方法 線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃

9、、非線性規(guī)劃、費用分析三、例5-1106頁有問題？.第三節(jié) 確定型決策.第三節(jié) 確定型決策.第三節(jié) 確定型決策.第四節(jié) 不確定型決策一、確定性決策 是指決策者對環(huán)境情況一無所知，即不僅形狀發(fā)生是隨機的，而且形狀發(fā)生的概率由于缺乏閱歷和資料也是未知的。二、常用的方法 悲觀決策法 樂觀決策法 折中決策法 等能夠法 懊悔值法.第四節(jié) 不確定型決策1悲觀決策法 它是一種比較小心、謹慎的所謂“保守型決策者常用的方法。對客觀情況持悲觀態(tài)度，從害處著想，在各種最壞的情況下選擇好一點的結(jié)果。 首先從每一個方案中選擇一個最小的收益值。然后再從這些最小收益值所代表的不同方案中，選擇一個收益最大的方案。.第四節(jié) 不

10、確定型決策自然狀態(tài)損益可行方案S1S2S3S4d1600400-100-350-350d2850420-150-400-400d330020050-100-100d4400250905050決策.第四節(jié) 不確定型決策2樂觀法 該法多被一些敢想敢干，敢承當(dāng)風(fēng)險的所謂“進取型決策者采用，其特點是實現(xiàn)方案選擇中的樂觀原那么。.第四節(jié) 不確定型決策自然狀態(tài)損益可行方案S1S2S3S4d1600400-100-350600d2850420-150-400850d330020050-100300d44002509050400決策.第四節(jié) 不確定型決策3折中法 對客觀條件的估計既然不樂觀，也不悲觀，介于樂觀

11、與悲觀之間的一個折中規(guī)范。在運用時，決策者確定一個折中系數(shù)，對未來的估計樂觀時大于0.5，悲觀時小于0.5。.第四節(jié) 不確定型決策3折中法 仍以例5-2為例：假設(shè)斷策者傾向樂觀估計，將值定為0.7，根據(jù)上式，可計算每一可行方案的折中收益值。S1S2S3S4d1600400-100-3500.7*600+0.3*（-350）d2850420-150-4000.7*850+0.3*(-400)d330020050-1000.7*300+0.3*(-100)d440025090500.7*400+0.3*50決策.第四節(jié) 不確定型決策4等能夠法 該法以所謂無充分理由原那么為根據(jù)。由于各種自然形狀出現(xiàn)

12、的概率未知，故沒有足夠的信息闡明其發(fā)生概率是不同的。因此，可以為各種自然形狀出現(xiàn)的概率能夠性相等。.第四節(jié) 不確定型決策4等能夠法 A. 假設(shè)損益矩陣為收益值，那么按下式計算 B. 假設(shè)損益矩陣為損失值，那么按下式計算.第四節(jié) 不確定型決策5懊悔值法 當(dāng)某一自然形狀發(fā)生時，已明確某一行動方案最好，但決策者由于某種緣由沒有采用該方案而采用了其它方案，必將懊悔。因此將每種自然形狀下的最優(yōu)損益值作為該形狀的理想目的，再將該形狀下其他損益值與最優(yōu)值之差稱為未到達理想的懊悔值。 .第五節(jié) 風(fēng)險型決策 風(fēng)險型決策是指決策者在進展決策時并不確切知道哪一個條件自然形狀將一定發(fā)生，而只是根據(jù)閱歷、已有資料推算出

13、事件發(fā)生的概率，并據(jù)此進展決策。最大期望收益規(guī)范最小期望損失值規(guī)范最大能夠決策規(guī)范矩陣法靈敏度分析法 .第五節(jié) 風(fēng)險型決策1最大期望收益規(guī)范 該法以決策矩陣為根底，分別計算各個方案在不同自然形狀下的損益期望值，并從中選擇收益期望值最大或損失期望值最小的方案作為最優(yōu)方案。 見110例5-3.第五節(jié) 風(fēng)險型決策例5-3 某工廠擬消費A1, A2兩種產(chǎn)品，不同季節(jié)產(chǎn)品銷量不同，根據(jù)以往對市場需求統(tǒng)計，在旺季、平季、淡季銷售產(chǎn)品比例分別為0.2、0.5、0.3，假設(shè)消費A1產(chǎn)品在三個季中分別獲4萬元、3萬元和2萬元，A2產(chǎn)品在三個季節(jié)分別獲利7萬元，2萬元和0萬元。問該工廠應(yīng)如何安排消費，方能獲得最大

14、利潤？.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 自然狀態(tài)S 概率P可行方案DS1（旺季）S2（平季）S3（淡季）0.20.50.3A1432A2720消費A1產(chǎn)品獲利EA1=0.2*4+0.5*3+0.3*2=2.9萬元消費A2產(chǎn)品獲利EA2=0.2*7+0.5*2+0.3*0=2.4萬元.第五節(jié) 風(fēng)險型決策2最小期望損失值規(guī)范 該規(guī)范與最大期望收益規(guī)范相反，是以選擇期望損失值最小的方案為最優(yōu)方案： 見111表5-7.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 自然狀態(tài)S 概率P可行方案DS1（旺季）S2（平季）S3（淡季）0.20.50.3A1300A2012消費A1產(chǎn)品損失EA1=0.2*3+0.5*0+0.3*0=0.6萬元消費A

15、2產(chǎn)品損失EA2=0.2*0+0.5*1+0.3*2=1.1萬元.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 3最大能夠決策規(guī)范 最大能夠決策規(guī)范就是選擇概率值最大的一種自然形狀，然后從該自然形狀中挑選一個收益最大的方案作為最優(yōu)方案。這種決策比較簡單，運用較廣，主要運用于各個形狀的概率值中一個值突出地比其他要大，而高的收益值又相差不大。 見111表5-8.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 自然狀態(tài)S 概率P可行方案DS1（旺季）S2（平季）S3（淡季）0.20.50.3A1432A2720.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 4矩陣法 所謂矩陣法就是經(jīng)過矩陣運算來求方案的效益期望值。112頁 例5-4.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 5靈敏度分析法 在決策分

16、析中，自然形狀的概率和損益值往往由預(yù)測或估計得到，不能夠非常準(zhǔn)確，加之實踐情況也在不斷變化，這就需求分析決策所用的數(shù)據(jù)在多大范圍內(nèi)變動時，原決策的最優(yōu)方案繼續(xù)有效。如最優(yōu)方案允許概率值和損益值的變動范圍大，那么方案就比較穩(wěn)定。 詳細見例5-5。.第五節(jié) 風(fēng)險型決策例5-5：某工業(yè)局為消費某一新產(chǎn)品，規(guī)劃設(shè)計了兩個方案，即興建一個大廠或興建一個小廠，經(jīng)研討計算后編制損益表: (a) 運用最大期望值規(guī)范確定確定最優(yōu)方案 建大廠方案為最優(yōu)方案。.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 b靈敏度分析 現(xiàn)對兩種銷售形狀的概率做些變動，以探求敏感范圍。假設(shè)銷路好的概率由0.7變到0.8，那么兩個方案期望收益： E1(1)=1

17、00*0.8+(1-0.8)*(-20)=76萬元 E2(1)=40*0.8+(1-0.8)*(30)=38萬元假設(shè)銷路好的概率由0.7變到0.5，那么兩個方案期望收益： E1(2)=100*0.5+(1-0.5)*(-20)=40萬元 E2(2)=40*0.5+(1-0.5)*(30)=35萬元.第五節(jié) 風(fēng)險型決策 c轉(zhuǎn)機概率 假設(shè)由于概率值的變化使最優(yōu)方案發(fā)生轉(zhuǎn)機時的概率 為P0，這時兩方案的期望收益值相等。 100* P0 +(1- P0)*(-20)=40* P0 +(1- P0)*(30)= 即P0=5/11=0.45 即當(dāng)P00.45時，興建大廠方案仍為最優(yōu)方案；當(dāng)P0E2 應(yīng)選建大廠為最優(yōu)方案。 .第六節(jié) 決策樹 四、多級決策 多級決策是對決策問題比較復(fù)雜，而要進展多次序列的決策。 上例提供的建廠方案，其預(yù)測年限是10年，實踐上對10年進展產(chǎn)品銷路情況預(yù)測是難以準(zhǔn)確的，為防止出現(xiàn)預(yù)測失誤，通常將規(guī)劃期分為幾個