貝葉斯決策分析教材課件

第五章貝葉斯決策分析第五章貝葉斯決策分析1§5.1貝葉斯決策的基本方法5.1.1貝葉斯決策的基本方法管理決策的兩種偏向：(1)缺少調(diào)查，(2)調(diào)查費(fèi)用過(guò)高。貝葉斯決策：為了提高決策質(zhì)量，需要通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，收集有關(guān)狀態(tài)變量的補(bǔ)充信息，對(duì)先驗(yàn)分布進(jìn)行修正，用后驗(yàn)狀態(tài)分布進(jìn)行決策。貝葉斯決策的意義

貝葉斯決策可以做到少花錢(qián)多辦事，提高決策分析的科學(xué)性和效益性?！?.1貝葉斯決策的基本方法5.1.1貝葉斯決策的基本方2有關(guān)的概率公式離散情況 設(shè)有完備事件組｛θj｝（j=1,2,…,n），滿(mǎn)足：則對(duì)任一隨機(jī)事件H，有全概率公式：有關(guān)的概率公式離散情況則對(duì)任一隨機(jī)事件H，有全概率公式：3有關(guān)的概率公式貝葉斯公式：有關(guān)的概率公式貝葉斯公式：4§5.1貝葉斯決策的基本方法5.1.2貝葉斯決策的基本方法補(bǔ)充信息（信息值） 指通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查分析所獲取的補(bǔ)充信息，

用已發(fā)生的隨機(jī)事件H或已取值的隨機(jī)變量τ表示，稱(chēng)H或τ為信息值。信息值的可靠程度 用在狀態(tài)變量θ的條件下，信息值H的條件分布p(H/θ)表示?！?.1貝葉斯決策的基本方法5.1.2貝葉斯決策的基本方55.1.2貝葉斯決策的基本方法離散情形

若θ取n個(gè)值θj（j=l,2,…,n），H取m個(gè)值Hi（i＝1,2,…,m），則信息值的可靠程度對(duì)應(yīng)一個(gè)矩陣—貝葉斯決策的似然分布矩陣5.1.2貝葉斯決策的基本方法離散情形65.1.2貝葉斯決策的基本方法 利用市場(chǎng)調(diào)查獲取的補(bǔ)充信息值Hi或τ去修正狀態(tài)變量θ的先驗(yàn)分布，即依據(jù)似然分布矩陣所提供的充分信息，用貝葉斯公式求出在信息值H或τ發(fā)生的條件下，狀態(tài)變量θ的條件分布p(θ/H)。先驗(yàn)概率—p(θ)：由以往的數(shù)據(jù)分析得到的概率；后驗(yàn)概率—p(θ/H)：在得到信息之后，重新加以修正的概率。5.1.2貝葉斯決策的基本方法 利用市場(chǎng)調(diào)查獲取的補(bǔ)充信息7貝葉斯決策的基本步驟1.驗(yàn)前分析依據(jù)數(shù)據(jù)和資料以及經(jīng)驗(yàn)和判斷，去測(cè)算和估計(jì)狀態(tài)變量θ的先驗(yàn)分布p(θ)；計(jì)算各可行方案在不同θ下的條件結(jié)果值；根據(jù)某種決策準(zhǔn)則評(píng)價(jià)選擇，找出最滿(mǎn)意方案。2.預(yù)驗(yàn)分析 比較分析補(bǔ)充信息的價(jià)值和成本的過(guò)程。目的：判斷是否值得去補(bǔ)充信息？貝葉斯決策的基本步驟1.驗(yàn)前分析8貝葉斯決策的基本步驟2.預(yù)驗(yàn)分析判斷：如果信息的價(jià)值高于其成本，則補(bǔ)充信息給企業(yè)帶來(lái)正效益，應(yīng)該補(bǔ)充信息．反之，補(bǔ)充信息大可不必。注：如果獲取補(bǔ)充信息的費(fèi)用很小，甚至可以忽略不計(jì)，本步驟可以省略，直接進(jìn)行調(diào)查和收集信息，并依據(jù)獲取的補(bǔ)充信息轉(zhuǎn)入下一步驟。貝葉斯決策的基本步驟2.預(yù)驗(yàn)分析9貝葉斯決策的基本步驟3.驗(yàn)后分析利用補(bǔ)充信息修正先驗(yàn)分布,得到更加符合實(shí)際的后驗(yàn)分布；再利用后驗(yàn)分布進(jìn)行決策分析，選出最滿(mǎn)意的可行方案；對(duì)信息的價(jià)值和成本作對(duì)比分析，對(duì)決策分析的經(jīng)濟(jì)效益情況作出合理的說(shuō)明．驗(yàn)后分析和預(yù)驗(yàn)分析的異同：相同：都是通過(guò)貝葉斯公式修正先驗(yàn)分布不同：主要在于側(cè)重點(diǎn)不同貝葉斯決策的基本步驟3.驗(yàn)后分析10貝葉斯決策的基本步驟4.序貫分析（主要針對(duì)多階段決策） 指把復(fù)雜的決策問(wèn)題的決策分析全過(guò)程劃分為若干階段，每一階段都包括先驗(yàn)分析、預(yù)驗(yàn)分析和驗(yàn)后分析等步驟,每個(gè)階段前后相連,形成決策分析全過(guò)程．貝葉斯決策的基本步驟4.序貫分析（主要針對(duì)多階段決策）11p129例5.1 某工廠(chǎng)計(jì)劃生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況有暢銷(xiāo)（θ1），滯銷(xiāo)（θ2）兩種，據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，估計(jì)兩種情況發(fā)生的概率分布和利潤(rùn)如下表所示：狀態(tài)θ暢銷(xiāo)（θ1）滯銷(xiāo)（θ2）概率P(θi)0.80.2利潤(rùn)（萬(wàn)元）1.5－0.5p129例5.1 某工廠(chǎng)計(jì)劃生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況有12p129例5.1 為了進(jìn)一步摸清市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品的需求情況，擬聘請(qǐng)某咨詢(xún)公司進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查和分析，該公司對(duì)銷(xiāo)售情況預(yù)測(cè)也有暢銷(xiāo)(H1)和滯銷(xiāo)(H2)兩種，對(duì)暢銷(xiāo)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率為0.95，對(duì)滯銷(xiāo)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率為0.9：P(Hi/θj)θ1θ2H10.950.10H20.050.90p129例5.1 為了進(jìn)一步摸清市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品的需求情況，擬13p129例5.1解：1、驗(yàn)前分析記方案a1為生產(chǎn)該新產(chǎn)品，方案a2為不生產(chǎn)。則： E(a1)=1.1（萬(wàn)元），E(a2)=0 記驗(yàn)前分析的最大期望收益值為E1，有：

E1＝max{E(a1)，E(a2)}=1.35。

因此驗(yàn)前分析后的決策為：生產(chǎn)該新產(chǎn)品。即：

aopt＝a1E1為不作市場(chǎng)調(diào)查的期望收益。p129例5.1解：14p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：15p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：再由貝葉斯公式得：p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：得：16p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：

用后驗(yàn)分布代替先驗(yàn)分布，計(jì)算各方案的期望收益值。當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為

H1（產(chǎn)品暢銷(xiāo)）時(shí)：aopt(H1)＝a1即：市場(chǎng)調(diào)查暢銷(xiāo)時(shí)，最優(yōu)方案是生產(chǎn)該新產(chǎn)品。p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：aopt(H1)＝a117p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H2（產(chǎn)品滯銷(xiāo)）時(shí)：aopt(H1)＝a2即：市場(chǎng)調(diào)查滯銷(xiāo)時(shí)，最優(yōu)方案是不生產(chǎn)該新產(chǎn)品。p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：aopt(H1)＝a218p129例5.1

是否該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查？ 假定咨詢(xún)公司收費(fèi)為0.1萬(wàn)元。2、預(yù)驗(yàn)分析： 通過(guò)調(diào)查，該企業(yè)可獲得的收益期望值為： 因此，只要調(diào)查費(fèi)用不超過(guò)0.0301萬(wàn)元，就應(yīng)該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查；否則，則不應(yīng)進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查。不應(yīng)進(jìn)行調(diào)查通過(guò)調(diào)查，該企業(yè)收益期望值能增加。p129例5.1是否該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查？ 假定咨詢(xún)公司收費(fèi)為019p129例5.13、驗(yàn)后分析：綜上所述，在咨詢(xún)公司收費(fèi)不超過(guò)0.0301萬(wàn)元的情況下，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，能使該企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)決策取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；否則，不做市場(chǎng)調(diào)查。若調(diào)查結(jié)果是該產(chǎn)品暢銷(xiāo)，則應(yīng)該選擇方案a1，即生產(chǎn)新產(chǎn)品；若調(diào)查結(jié)果是該產(chǎn)品滯銷(xiāo)，則應(yīng)該選擇方案a2，即不生產(chǎn)新產(chǎn)品。p129例5.13、驗(yàn)后分析：綜上所述，20p132例5.2

某企業(yè)為開(kāi)發(fā)某種新產(chǎn)品需要更新設(shè)備，有三種方案可供選擇：引進(jìn)大型設(shè)備(a1)、引進(jìn)中型設(shè)備(a2)、引進(jìn)小型設(shè)備(a3)。市場(chǎng)對(duì)該新產(chǎn)品的需求狀態(tài)也有三種：需求量大(θ1)、需求量一般(θ2)、需求量小(θ3)。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，企業(yè)的收益矩陣如下（單位：萬(wàn)元）：p132例5.2 某企業(yè)為開(kāi)發(fā)某種新產(chǎn)品需要更新設(shè)備，有三種21例5.2

根據(jù)歷年資料，該產(chǎn)品各需求狀態(tài)的概率分別為p(θ1)=0.3，p(θ2)=0.4，p(θ3)=0.3。為使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)路，該擬試銷(xiāo)作市場(chǎng)調(diào)查，試銷(xiāo)結(jié)果可能有三種：需求量大(H1)、需求量一般(H2)、需求量小(H3)。調(diào)查結(jié)果值的可靠性如下表所示：試對(duì)該企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行決策。P(Hi/θj)θ1θ2θ3H10.60.20.2H20.30.50.2H30.10.30.6例5.2 根據(jù)歷年資料，該產(chǎn)品各需求狀態(tài)的概率分別為p(θ122p132例5.2解：1、驗(yàn)前分析E1＝max{E(a1)，E(a2)，E(a3)}=17因此驗(yàn)前分析后的決策為：引進(jìn)大型設(shè)備。即：

aopt＝a1E1為不進(jìn)行試銷(xiāo)（市場(chǎng)調(diào)查）的期望收益。p132例5.2解：1、驗(yàn)前分析E1＝max{E(a1)，23p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：24p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：再由貝葉斯公式得：p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：得：25p132例5.2p132例5.226p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：

用后驗(yàn)分布代替先驗(yàn)分布，計(jì)算各方案的期望收益值。當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H1（需求量大）時(shí)：P(θj/Hi)θ1θ2θ3H10.56250.250.1875H20.25710.57140.1715H30.09090.36360.5455p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：P(θj/Hi)θ127p132例5.2aopt(H1)＝a1即：試銷(xiāo)為產(chǎn)品需求量大時(shí)，最優(yōu)方案是引進(jìn)大型設(shè)備。P(θj/Hi)θ1θ2θ3H10.56250.250.1875H20.25710.57140.1715H30.09090.36360.5455p132例5.2aopt(H1)＝a1P(θj/Hi)28p132例5.2當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H2（需求量一般）時(shí)：aopt(H2)＝a1即：試銷(xiāo)為產(chǎn)品需求量一般時(shí)，最優(yōu)方案也是引進(jìn)大型設(shè)備。p132例5.2當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H2（需求量一般）時(shí)：aop29當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H3（需求量?。r(shí)：aopt(H2)＝a3即：試銷(xiāo)為產(chǎn)品需求量小時(shí)，最優(yōu)方案是引進(jìn)小型設(shè)備。p132例5.2當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H3（需求量?。r(shí)：aopt(H2)＝a30p132例5.23、驗(yàn)后分析： 通過(guò)試銷(xiāo)，該企業(yè)可獲得的收益期望值為： 該企業(yè)收益期望值能增加：只要試銷(xiāo)所需費(fèi)用不超過(guò)3萬(wàn)元，就應(yīng)該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查；否則，則不應(yīng)進(jìn)行試銷(xiāo)。p132例5.23、驗(yàn)后分析：該企業(yè)收益期望值能增加：只要31p132例5.23、驗(yàn)后分析：在試銷(xiāo)費(fèi)用不超過(guò)3萬(wàn)元的情況下，進(jìn)行試銷(xiāo)，能使該企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)決策取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；若試銷(xiāo)費(fèi)用不超過(guò)3萬(wàn)元，則不應(yīng)進(jìn)行試銷(xiāo)。若試銷(xiāo)結(jié)果是該產(chǎn)品需求量大或一般，則應(yīng)該選擇方案a1，即引進(jìn)大型設(shè)備；若調(diào)查結(jié)果是該產(chǎn)品需求量小，則應(yīng)該選擇方案a3，即引進(jìn)小型設(shè)備。p132例5.23、驗(yàn)后分析：32§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值從前面的分析看出，利用補(bǔ)充信息來(lái)修正先驗(yàn)概率，可以使決策的準(zhǔn)確度提高，從而提高決策的科學(xué)性和效益性。因此，信息本身是有價(jià)值的—能帶來(lái)收益。但獲得的情報(bào)越多，花費(fèi)也更多。因此有一個(gè)獲取補(bǔ)充信息是否有利的問(wèn)題：收益與成本的比較。問(wèn)題：如何衡量信息的價(jià)值？§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值從前面的分析看出，利用補(bǔ)充信33§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）完全情報(bào)：指能夠提供狀態(tài)變量真實(shí)情況的補(bǔ)充信息。即在獲得補(bǔ)充情報(bào)后就完全消除了風(fēng)險(xiǎn)情況，風(fēng)險(xiǎn)決策就轉(zhuǎn)化為確定型決策。1.完全信息值 設(shè)Hi為補(bǔ)充信息值，若存在狀態(tài)值θ0，使得條件概率P(θ0/

Hi)=1，或者當(dāng)狀態(tài)值θ≠θ0時(shí)，總有P(θ/

Hi)=0。則稱(chēng)信息值Hi為完全信息值。（補(bǔ)充信息可靠性100%）§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值5.2.1完全信息的價(jià)值（345.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）2.完全信息值Hi的價(jià)值

設(shè)決策問(wèn)題的收益函數(shù)為Q=Q(a,θ)，其中a為行動(dòng)方案，θ為狀態(tài)變量。 若Hi為完全信息值，掌握了Hi的最滿(mǎn)意的行動(dòng)方案為a(Hi)，其收益值為 Q(a(Hi),θ)＝maxQ(a,θ) 驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為aopt,其收益值為Q(aopt,θ)，則稱(chēng)掌握了完全信息值Hi前后的收益值增量：為在狀態(tài)變量為θ時(shí)的完全信息值Hi的價(jià)值。5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）2.完全信息值Hi的價(jià)355.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）3.完全信息價(jià)值 如果補(bǔ)充信息值Hi對(duì)每一個(gè)狀態(tài)值θ都是完全信息值，則完全信息值Hi對(duì)狀態(tài)θ的期望收益值稱(chēng)為完全信息價(jià)值的期望值（expectedvalueofperfectinformation）,簡(jiǎn)稱(chēng)完全信息價(jià)值，記做EVPI。5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）3.完全信息價(jià)值365.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中 如果補(bǔ)充信息(咨詢(xún)公司市場(chǎng)調(diào)查)的準(zhǔn)確度很高，預(yù)測(cè)暢銷(xiāo)，則100%暢銷(xiāo)；預(yù)測(cè)滯銷(xiāo)，則100%滯銷(xiāo)；這時(shí)：

P(θ1/

H1)=1，P(θ2/

H1)=0

P(θ1/

H2)=0，P(θ2/

H2)=1

則H1（咨詢(xún)公司預(yù)測(cè)暢銷(xiāo)）、H2（咨詢(xún)公司預(yù)測(cè)滯銷(xiāo)）都是完全信息值(完全情報(bào))。5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中375.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中，若H1、H2都是完全信息值 驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為a1

(生產(chǎn)新產(chǎn)品)完全信息值H1的價(jià)值=1.5-Q(a1,θ1)=1.5-1.5=0完全信息值H2的價(jià)值=0-Q(a1,θ2)=0-(-0.5)=0.5完全信息價(jià)值為：狀態(tài)θ暢銷(xiāo)（θ1）滯銷(xiāo)（θ2）概率P(θi)0.80.2利潤(rùn)（萬(wàn)元）1.5－0.55.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中，若H1、385.2.2補(bǔ)充信息的價(jià)值（EVAI）1.補(bǔ)充信息價(jià)值 實(shí)際工作中取得完全情報(bào)是非常困難的。補(bǔ)充信息值Hi的價(jià)值：決策者掌握了補(bǔ)充信息值Hi前后期望收益值的增加量(或期望損失值的減少量)。補(bǔ)充信息價(jià)值：全部補(bǔ)充信息值Hi價(jià)值的期望值，稱(chēng)為補(bǔ)充信息價(jià)值的期望值。簡(jiǎn)稱(chēng)補(bǔ)充信息價(jià)值，記做EVAI（ExpectedValueofAdditionalInformation）。5.2.2補(bǔ)充信息的價(jià)值（EVAI）1.補(bǔ)充信息價(jià)值392、補(bǔ)充信息價(jià)值（EVAI）的計(jì)算公式1：其中：a(τ)表示在信息值τ下的最滿(mǎn)意方案，Eθ/τ表示在信息值τ的條件下對(duì)狀態(tài)值θ求收益期望值。公式2：公式3：R(a,θ)表示決策問(wèn)題的損失函數(shù)2、補(bǔ)充信息價(jià)值（EVAI）的計(jì)算公式1：其中：a(τ)表示40例5.1中：驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為a1

(生產(chǎn)新產(chǎn)品) E(aopt,θ)=E(a1,θ)=1.1萬(wàn)元 a(H1)=a1,a(H2)=a2EVAI=1.13-1.1=0.03萬(wàn)元例5.1中：驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為a1(生產(chǎn)新產(chǎn)品) E415.2.3EVAI與EVPI的關(guān)系任何補(bǔ)充信息價(jià)值都是非負(fù)的，且不超過(guò)完全信息的價(jià)值。即： EVPI≥EVAI≥0信息價(jià)值對(duì)管理決策的意義 任何補(bǔ)充信息決不會(huì)降低決策方案的經(jīng)濟(jì)效益！ 完全信息是一類(lèi)特殊的補(bǔ)充信息，是價(jià)值的信息。5.2.3EVAI與EVPI的關(guān)系任何補(bǔ)充信息價(jià)值都是42§5.3抽樣貝葉斯決策問(wèn)題：如何獲取補(bǔ)充信息？主要途徑：抽樣調(diào)查5.3.1抽樣貝葉斯決策的基本方法1.抽樣貝葉斯決策 利用抽樣信息值作為補(bǔ)充信息值，去修正狀態(tài)變量的先驗(yàn)分布，得到后驗(yàn)分布，再依據(jù)后驗(yàn)分布進(jìn)行的貝葉斯決策。2.抽樣貝葉斯的決策步驟 驗(yàn)前分析、預(yù)驗(yàn)分析、驗(yàn)后分析§5.3抽樣貝葉斯決策問(wèn)題：如何獲取補(bǔ)充信息？43§5.3抽樣貝葉斯決策例5.8

設(shè)某公司的一條生產(chǎn)線(xiàn)成批地生產(chǎn)某種零件，每批為800件。現(xiàn)將零件組裝成儀器，根據(jù)過(guò)去的統(tǒng)計(jì)資料分析，零件的次品率及其相應(yīng)的概率如表5－2。若組裝成儀器調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)次品零件則需要更換，每件更換的改裝費(fèi)為15元。若采取某種技術(shù)措施，可使每批零件的次品率降到最低為0.02，但每批要花費(fèi)技術(shù)改造費(fèi)500元?！?.3抽樣貝葉斯決策例5.8設(shè)某公司的一條生產(chǎn)線(xiàn)成批地44例5.8 進(jìn)行技術(shù)改造之前，采取抽樣檢驗(yàn)，抽取20個(gè)零件，發(fā)現(xiàn)一個(gè)次品。試對(duì)該公司是否應(yīng)該采取技術(shù)改造措施作出決策分析。表5－2狀態(tài)θj(次品率）θ1=0.02θ2=0.05θ3=0.1θ4=0.15θ5=0.2概率p(θj)0.40.30.150.10.05例5.8 進(jìn)行技術(shù)改造之前，采取抽樣檢驗(yàn)，抽取20個(gè)零件，發(fā)45例5.8

驗(yàn)前分析方案： 不采取技術(shù)措施（a1）， 采取技術(shù)措施（a2）E1＝min{E(a1)，E(a2)}=740因此驗(yàn)前分析后的決策為：采取技術(shù)措施。即：aopt＝a2例5.8驗(yàn)前分析方案： 不采取技術(shù)措施（a1），E1＝mi46例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許抽樣檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取個(gè)零件中所含廢品個(gè)數(shù)”，則： P(X=k︱θj)=C20kθjk·

(1-θj)20-k, k=0,1,…,20，j=1,2,…,5計(jì)算得： P(X=1︱θ1)=0.2725,P(X=1︱θ2)=0.3774 P(X=1︱θ3)=0.2702,P(X=1︱θ4)=0.1368

P(X=1︱θ5)=0.0576例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許抽樣檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取個(gè)零件中47例5.8：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=1)=0.3903，P(θ2︱X=1)=0.4053 P(θ3︱X=1)=0.1451，P(θ4︱X=1)=0.0490

P(θ5︱X=1)=0.0103兩方案的期望費(fèi)用值：因此抽到1個(gè)次品后的決策為：不采取技術(shù)措施。即：aopt＝a1例5.8：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率：因此抽到1個(gè)次品后的決策為：不48例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品 P(X=0︱θ1)=0.6676,P(X=0︱θ2)=0.3585 P(X=0︱θ3)=0.1216,P(X=0︱θ4)=0.0388

P(X=0︱θ5)=0.0115后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=0)=0.6722，P(θ2︱X=0)=0.2707 P(θ3︱X=0)=0.0459，P(θ4︱X=0)=0.0098

P(θ5︱X=0)=0.0014例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品后驗(yàn)概率：49例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品，兩方案的期望費(fèi)用值：因此若未抽到次品，則決策為：不采取技術(shù)措施。即：aopt＝a1例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品，兩方案的期望50例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品 P(X=2︱θ1)=0.0528,P(X=2︱θ2)=0.1887 P(X=2︱θ3)=0.2852,P(X=2︱θ4)=0.2293

P(X=2︱θ5)=0.1369后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=2)=0.1406，P(θ2︱X=2)=0.3766 P(θ3︱X=2)=0.2846，P(θ4︱X=2)=0.1526

P(θ5︱X=2)=0.0456例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品后驗(yàn)概率：51例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品，兩方案的期望費(fèi)用值：決策為：采取技術(shù)措施。即：aopt＝a2。同理，當(dāng)抽樣20個(gè)抽到的廢品數(shù)超過(guò)2個(gè)時(shí)，應(yīng)選擇采取技術(shù)措施。抽樣后決策的期望費(fèi)用為：比未經(jīng)抽樣就進(jìn)行決策，其費(fèi)用可減少：例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品，兩方案的期52p148例5.9 某公司降價(jià)銷(xiāo)售一批某種型號(hào)的電子元件，這種元件一箱100個(gè)，以箱為單位銷(xiāo)售。已知這批元件每箱的廢品率有三種可能，即0.20，0.10，0.05，其相應(yīng)概率分別是0.5，0.3，0.2。假設(shè)該元件正品的市場(chǎng)價(jià)格為每箱100元，廢品不值錢(qián)。該公司處理價(jià)格每箱為85元，遇到廢品不予更換。某鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)正需要購(gòu)買(mǎi)這種元件，該企業(yè)應(yīng)如何作出決策？如果該公司允許購(gòu)買(mǎi)前從每箱中抽取4個(gè)元件進(jìn)行檢驗(yàn)，確定所含廢品個(gè)數(shù)，假定抽樣是可放回的，該企業(yè)應(yīng)如何作出決策。p148例5.9 某公司降價(jià)銷(xiāo)售一批某種型號(hào)的電子元件，這種53p148例5.9 驗(yàn)前分析 設(shè)a1，a2分別表示該企業(yè)購(gòu)買(mǎi)和不購(gòu)買(mǎi)這批元件的可行方案。E1＝max{E(a1)，E(a2)}=1因此驗(yàn)前分析后的決策為：購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a1p148例5.9 驗(yàn)前分析 設(shè)a1，a2分別表示該企業(yè)購(gòu)買(mǎi)和54例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許每箱抽樣4個(gè)檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取個(gè)零件中所含廢品個(gè)數(shù)”，則： P(X=k︱θj)=C4kθjk·

(1-θj)4-k, k=0,1,…,4，j=1,2,3計(jì)算得： P(X=0︱θ1)=0.4096

P(X=0︱θ2)=0.6561

P(X=0︱θ3)=0.8145例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許每箱抽樣4個(gè)檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取55例5.9：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=0)=0.3628

P(θ2︱X=0)=0.3487 P(θ3︱X=0)=0.2885兩方案的期望收益值：因此若抽樣4個(gè)未抽取到廢品，應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a1例5.9：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率：因此若抽樣4個(gè)未抽取到廢品，應(yīng)56例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 P(X=1︱θ1)=0.4069,P(X=1︱θ2)=0.2916 P(X=1︱θ3)=0.1715后驗(yàn)概率：

P(θ1︱X=1)=0.6271P(θ2︱X=1)=0.2679,P(θ3︱X=1)=0.1050因此若抽樣4個(gè)抽取到1個(gè)廢品，則不應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a2例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 P(X=1︱θ1)=0.4069,57例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 P(X=2︱θ1)=0.1536,P(X=2︱θ2)=0.0486 P(X=2︱θ3)=0.0135后驗(yàn)概率：

P(θ1︱X=1)=0.8163P(θ2︱X=1)=0.1550,P(θ3︱X=1)=0.0287因此若抽樣4個(gè)抽取到2個(gè)廢品，則不應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a2。同理：抽到廢品3、4個(gè)時(shí)，也不應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 P(X=2︱θ1)=0.1536,58例5.9：驗(yàn)后分析

因此若抽樣4個(gè)未抽取到廢品，則應(yīng)選擇購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品(a1)，預(yù)期收益為2.815元；否則不應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品(a2)，預(yù)期收益為0。抽樣的預(yù)期收益為：比未經(jīng)抽樣就進(jìn)行決策，其收益可增加：例5.9：驗(yàn)后分析 因此若抽樣4個(gè)未抽取到廢品，則應(yīng)選擇購(gòu)59§5.3抽樣貝葉斯決策5.3.2抽樣信息的價(jià)值 當(dāng)補(bǔ)充情報(bào)是采用抽樣的方法獲得時(shí)，這種補(bǔ)充情報(bào)價(jià)值習(xí)慣上稱(chēng)為抽樣情報(bào)價(jià)值（ExpectedValueofSamplingInformation）記做EVSI。在例5.8中 EVSI=E1-E2=167.55（元）在例5.9中 EVSI=E2-E1=0.59（元）§5.3抽樣貝葉斯決策5.3.2抽樣信息的價(jià)值60§5.3抽樣貝葉斯決策5.3.3最佳樣本容量

在抽樣貝葉斯決策中，抽樣所支付的費(fèi)用叫抽樣成本。樣本容量為N時(shí)的抽樣成本記為C(N)。 當(dāng)樣本容量N確定以后，抽樣情報(bào)價(jià)值也隨之而確定。抽樣情報(bào)價(jià)值也是N的函數(shù)，記為EVSI(N)。抽樣凈收益：ENGS(N)=EVSI(N)-C(N)最佳樣本容量：使ENGS（N）達(dá)到最大值的非負(fù)整數(shù)§5.3抽樣貝葉斯決策5.3.3最佳樣本容量61§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.1決策法則

從補(bǔ)充信息值τ(或H)的集合到行動(dòng)方案集合A的單值對(duì)應(yīng)稱(chēng)為決策法則。記作：若某個(gè)決策問(wèn)題有m個(gè)行動(dòng)方案，有n個(gè)補(bǔ)充信息值，則至多有mn個(gè)決策法則。最佳決策法則：在一個(gè)決策問(wèn)題的所有決策法則中，按照某一原則選出的最佳者，稱(chēng)為該決策問(wèn)題的最佳決策法則?！?.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.1決策法則若某個(gè)625.4.1決策法則例5.1中，有兩個(gè)行動(dòng)方案：a1為生產(chǎn)該新產(chǎn)品，a2為不生產(chǎn)該新產(chǎn)品。 有兩種補(bǔ)充信息：暢銷(xiāo)(H1)和滯銷(xiāo)(H2) 共有4種決策法則：按照期望收益值最大原則選出的最佳決策法則是δ2(H)。5.4.1決策法則例5.1中，有兩個(gè)行動(dòng)方案：a1為生產(chǎn)63§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)設(shè)貝葉斯決策法則δ(τ)，對(duì)于狀態(tài)變量θ的任一值，當(dāng)補(bǔ)充信息值τ確定后，行動(dòng)方案a=δ(τ)也就相應(yīng)確定，則對(duì)應(yīng)的損失值為R(δ(τ),θ)，損失值越小，決策法則越優(yōu)。風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)ρ(δ,θ)：損失值R(δ(τ),θ)對(duì)所有補(bǔ)充信息值的τ數(shù)學(xué)期望。§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)64§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)

風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)ρ(δ,θ)是在狀態(tài)值θ下，決策法則δ對(duì)全部補(bǔ)充信息值的平均損失。例5.1中，損失矩陣為決策法則δ1(H)＝a1的風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)值為：§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)決策法655.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)決策法則δ2(H)的風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)值為：同理可求出決策法則δ3(H)和δ4(H)的風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)值：5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)決策法則δ2(H)的風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)值為：同理66§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)B(δ) 對(duì)決策法則δ，風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)ρ(δ,θ)對(duì)狀態(tài)θ的數(shù)學(xué)期望，稱(chēng)為決策法則δ的貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)。貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)B(δ)是一個(gè)常數(shù)，表示決策法則δ，對(duì)一切補(bǔ)充信息值τ和狀態(tài)值θ的平均損失值?！?.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)貝葉斯675.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)例5.1中：同理可求出決策法則B(δ2)、B(δ3)和B(δ4)5.4.2貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)例5.1中：同理可求出決策法則B(δ268§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.3貝葉斯原則以貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)作為評(píng)價(jià)決策法則優(yōu)劣的原則稱(chēng)為貝葉斯原則。 （以貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)小的決策法則為優(yōu)）最佳決策法則：在貝葉斯原則下，貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)最小的決策法則稱(chēng)為最佳決策法則。如例5－1中：

B(δ2)＜B(δ1)＜B(δ4)＜B(δ3)因此：最優(yōu)決策法則為δ2，這與之前貝葉斯決策的結(jié)論完全一致。§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.3貝葉斯原則69§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.3貝葉斯原則可以證明：貝葉斯決策所得到的決策法則，就是貝葉斯原則下的最佳決策法則。并且，最佳決策法則的貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)等于完全信息價(jià)值與補(bǔ)充信息價(jià)值之差（后驗(yàn)完全信息價(jià)值）。即： B(δopt)＝EVPI－EVAI§5.4貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)和貝葉斯原則5.4.3貝葉斯原則70

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76貝葉斯決策分析教材課件77貝葉斯決策分析教材課件78貝葉斯決策分析教材課件79貝葉斯決策分析教材課件80演講完畢，謝謝觀(guān)看！演講完畢，謝謝觀(guān)看！81第五章貝葉斯決策分析第五章貝葉斯決策分析82§5.1貝葉斯決策的基本方法5.1.1貝葉斯決策的基本方法管理決策的兩種偏向：(1)缺少調(diào)查，(2)調(diào)查費(fèi)用過(guò)高。貝葉斯決策：為了提高決策質(zhì)量，需要通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，收集有關(guān)狀態(tài)變量的補(bǔ)充信息，對(duì)先驗(yàn)分布進(jìn)行修正，用后驗(yàn)狀態(tài)分布進(jìn)行決策。貝葉斯決策的意義

貝葉斯決策可以做到少花錢(qián)多辦事，提高決策分析的科學(xué)性和效益性。§5.1貝葉斯決策的基本方法5.1.1貝葉斯決策的基本方83有關(guān)的概率公式離散情況 設(shè)有完備事件組｛θj｝（j=1,2,…,n），滿(mǎn)足：則對(duì)任一隨機(jī)事件H，有全概率公式：有關(guān)的概率公式離散情況則對(duì)任一隨機(jī)事件H，有全概率公式：84有關(guān)的概率公式貝葉斯公式：有關(guān)的概率公式貝葉斯公式：85§5.1貝葉斯決策的基本方法5.1.2貝葉斯決策的基本方法補(bǔ)充信息（信息值） 指通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查分析所獲取的補(bǔ)充信息，

用已發(fā)生的隨機(jī)事件H或已取值的隨機(jī)變量τ表示，稱(chēng)H或τ為信息值。信息值的可靠程度 用在狀態(tài)變量θ的條件下，信息值H的條件分布p(H/θ)表示。§5.1貝葉斯決策的基本方法5.1.2貝葉斯決策的基本方865.1.2貝葉斯決策的基本方法離散情形

若θ取n個(gè)值θj（j=l,2,…,n），H取m個(gè)值Hi（i＝1,2,…,m），則信息值的可靠程度對(duì)應(yīng)一個(gè)矩陣—貝葉斯決策的似然分布矩陣5.1.2貝葉斯決策的基本方法離散情形875.1.2貝葉斯決策的基本方法 利用市場(chǎng)調(diào)查獲取的補(bǔ)充信息值Hi或τ去修正狀態(tài)變量θ的先驗(yàn)分布，即依據(jù)似然分布矩陣所提供的充分信息，用貝葉斯公式求出在信息值H或τ發(fā)生的條件下，狀態(tài)變量θ的條件分布p(θ/H)。先驗(yàn)概率—p(θ)：由以往的數(shù)據(jù)分析得到的概率；后驗(yàn)概率—p(θ/H)：在得到信息之后，重新加以修正的概率。5.1.2貝葉斯決策的基本方法 利用市場(chǎng)調(diào)查獲取的補(bǔ)充信息88貝葉斯決策的基本步驟1.驗(yàn)前分析依據(jù)數(shù)據(jù)和資料以及經(jīng)驗(yàn)和判斷，去測(cè)算和估計(jì)狀態(tài)變量θ的先驗(yàn)分布p(θ)；計(jì)算各可行方案在不同θ下的條件結(jié)果值；根據(jù)某種決策準(zhǔn)則評(píng)價(jià)選擇，找出最滿(mǎn)意方案。2.預(yù)驗(yàn)分析 比較分析補(bǔ)充信息的價(jià)值和成本的過(guò)程。目的：判斷是否值得去補(bǔ)充信息？貝葉斯決策的基本步驟1.驗(yàn)前分析89貝葉斯決策的基本步驟2.預(yù)驗(yàn)分析判斷：如果信息的價(jià)值高于其成本，則補(bǔ)充信息給企業(yè)帶來(lái)正效益，應(yīng)該補(bǔ)充信息．反之，補(bǔ)充信息大可不必。注：如果獲取補(bǔ)充信息的費(fèi)用很小，甚至可以忽略不計(jì)，本步驟可以省略，直接進(jìn)行調(diào)查和收集信息，并依據(jù)獲取的補(bǔ)充信息轉(zhuǎn)入下一步驟。貝葉斯決策的基本步驟2.預(yù)驗(yàn)分析90貝葉斯決策的基本步驟3.驗(yàn)后分析利用補(bǔ)充信息修正先驗(yàn)分布,得到更加符合實(shí)際的后驗(yàn)分布；再利用后驗(yàn)分布進(jìn)行決策分析，選出最滿(mǎn)意的可行方案；對(duì)信息的價(jià)值和成本作對(duì)比分析，對(duì)決策分析的經(jīng)濟(jì)效益情況作出合理的說(shuō)明．驗(yàn)后分析和預(yù)驗(yàn)分析的異同：相同：都是通過(guò)貝葉斯公式修正先驗(yàn)分布不同：主要在于側(cè)重點(diǎn)不同貝葉斯決策的基本步驟3.驗(yàn)后分析91貝葉斯決策的基本步驟4.序貫分析（主要針對(duì)多階段決策） 指把復(fù)雜的決策問(wèn)題的決策分析全過(guò)程劃分為若干階段，每一階段都包括先驗(yàn)分析、預(yù)驗(yàn)分析和驗(yàn)后分析等步驟,每個(gè)階段前后相連,形成決策分析全過(guò)程．貝葉斯決策的基本步驟4.序貫分析（主要針對(duì)多階段決策）92p129例5.1 某工廠(chǎng)計(jì)劃生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況有暢銷(xiāo)（θ1），滯銷(xiāo)（θ2）兩種，據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，估計(jì)兩種情況發(fā)生的概率分布和利潤(rùn)如下表所示：狀態(tài)θ暢銷(xiāo)（θ1）滯銷(xiāo)（θ2）概率P(θi)0.80.2利潤(rùn)（萬(wàn)元）1.5－0.5p129例5.1 某工廠(chǎng)計(jì)劃生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況有93p129例5.1 為了進(jìn)一步摸清市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品的需求情況，擬聘請(qǐng)某咨詢(xún)公司進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查和分析，該公司對(duì)銷(xiāo)售情況預(yù)測(cè)也有暢銷(xiāo)(H1)和滯銷(xiāo)(H2)兩種，對(duì)暢銷(xiāo)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率為0.95，對(duì)滯銷(xiāo)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率為0.9：P(Hi/θj)θ1θ2H10.950.10H20.050.90p129例5.1 為了進(jìn)一步摸清市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品的需求情況，擬94p129例5.1解：1、驗(yàn)前分析記方案a1為生產(chǎn)該新產(chǎn)品，方案a2為不生產(chǎn)。則： E(a1)=1.1（萬(wàn)元），E(a2)=0 記驗(yàn)前分析的最大期望收益值為E1，有：

E1＝max{E(a1)，E(a2)}=1.35。

因此驗(yàn)前分析后的決策為：生產(chǎn)該新產(chǎn)品。即：

aopt＝a1E1為不作市場(chǎng)調(diào)查的期望收益。p129例5.1解：95p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：96p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：再由貝葉斯公式得：p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：得：97p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：

用后驗(yàn)分布代替先驗(yàn)分布，計(jì)算各方案的期望收益值。當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為

H1（產(chǎn)品暢銷(xiāo)）時(shí)：aopt(H1)＝a1即：市場(chǎng)調(diào)查暢銷(xiāo)時(shí)，最優(yōu)方案是生產(chǎn)該新產(chǎn)品。p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：aopt(H1)＝a198p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H2（產(chǎn)品滯銷(xiāo)）時(shí)：aopt(H1)＝a2即：市場(chǎng)調(diào)查滯銷(xiāo)時(shí)，最優(yōu)方案是不生產(chǎn)該新產(chǎn)品。p129例5.12、預(yù)驗(yàn)分析：aopt(H1)＝a299p129例5.1

是否該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查？ 假定咨詢(xún)公司收費(fèi)為0.1萬(wàn)元。2、預(yù)驗(yàn)分析： 通過(guò)調(diào)查，該企業(yè)可獲得的收益期望值為： 因此，只要調(diào)查費(fèi)用不超過(guò)0.0301萬(wàn)元，就應(yīng)該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查；否則，則不應(yīng)進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查。不應(yīng)進(jìn)行調(diào)查通過(guò)調(diào)查，該企業(yè)收益期望值能增加。p129例5.1是否該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查？ 假定咨詢(xún)公司收費(fèi)為0100p129例5.13、驗(yàn)后分析：綜上所述，在咨詢(xún)公司收費(fèi)不超過(guò)0.0301萬(wàn)元的情況下，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，能使該企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)決策取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；否則，不做市場(chǎng)調(diào)查。若調(diào)查結(jié)果是該產(chǎn)品暢銷(xiāo)，則應(yīng)該選擇方案a1，即生產(chǎn)新產(chǎn)品；若調(diào)查結(jié)果是該產(chǎn)品滯銷(xiāo)，則應(yīng)該選擇方案a2，即不生產(chǎn)新產(chǎn)品。p129例5.13、驗(yàn)后分析：綜上所述，101p132例5.2

某企業(yè)為開(kāi)發(fā)某種新產(chǎn)品需要更新設(shè)備，有三種方案可供選擇：引進(jìn)大型設(shè)備(a1)、引進(jìn)中型設(shè)備(a2)、引進(jìn)小型設(shè)備(a3)。市場(chǎng)對(duì)該新產(chǎn)品的需求狀態(tài)也有三種：需求量大(θ1)、需求量一般(θ2)、需求量小(θ3)。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，企業(yè)的收益矩陣如下（單位：萬(wàn)元）：p132例5.2 某企業(yè)為開(kāi)發(fā)某種新產(chǎn)品需要更新設(shè)備，有三種102例5.2

根據(jù)歷年資料，該產(chǎn)品各需求狀態(tài)的概率分別為p(θ1)=0.3，p(θ2)=0.4，p(θ3)=0.3。為使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)路，該擬試銷(xiāo)作市場(chǎng)調(diào)查，試銷(xiāo)結(jié)果可能有三種：需求量大(H1)、需求量一般(H2)、需求量小(H3)。調(diào)查結(jié)果值的可靠性如下表所示：試對(duì)該企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行決策。P(Hi/θj)θ1θ2θ3H10.60.20.2H20.30.50.2H30.10.30.6例5.2 根據(jù)歷年資料，該產(chǎn)品各需求狀態(tài)的概率分別為p(θ1103p132例5.2解：1、驗(yàn)前分析E1＝max{E(a1)，E(a2)，E(a3)}=17因此驗(yàn)前分析后的決策為：引進(jìn)大型設(shè)備。即：

aopt＝a1E1為不進(jìn)行試銷(xiāo)（市場(chǎng)調(diào)查）的期望收益。p132例5.2解：1、驗(yàn)前分析E1＝max{E(a1)，104p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：由全概率公式得：105p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：再由貝葉斯公式得：p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：得：106p132例5.2p132例5.2107p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：

用后驗(yàn)分布代替先驗(yàn)分布，計(jì)算各方案的期望收益值。當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H1（需求量大）時(shí)：P(θj/Hi)θ1θ2θ3H10.56250.250.1875H20.25710.57140.1715H30.09090.36360.5455p132例5.22、預(yù)驗(yàn)分析：P(θj/Hi)θ1108p132例5.2aopt(H1)＝a1即：試銷(xiāo)為產(chǎn)品需求量大時(shí)，最優(yōu)方案是引進(jìn)大型設(shè)備。P(θj/Hi)θ1θ2θ3H10.56250.250.1875H20.25710.57140.1715H30.09090.36360.5455p132例5.2aopt(H1)＝a1P(θj/Hi)109p132例5.2當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H2（需求量一般）時(shí)：aopt(H2)＝a1即：試銷(xiāo)為產(chǎn)品需求量一般時(shí)，最優(yōu)方案也是引進(jìn)大型設(shè)備。p132例5.2當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H2（需求量一般）時(shí)：aop110當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H3（需求量?。r(shí)：aopt(H2)＝a3即：試銷(xiāo)為產(chǎn)品需求量小時(shí)，最優(yōu)方案是引進(jìn)小型設(shè)備。p132例5.2當(dāng)市場(chǎng)調(diào)查值為H3（需求量?。r(shí)：aopt(H2)＝a111p132例5.23、驗(yàn)后分析： 通過(guò)試銷(xiāo)，該企業(yè)可獲得的收益期望值為： 該企業(yè)收益期望值能增加：只要試銷(xiāo)所需費(fèi)用不超過(guò)3萬(wàn)元，就應(yīng)該進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查；否則，則不應(yīng)進(jìn)行試銷(xiāo)。p132例5.23、驗(yàn)后分析：該企業(yè)收益期望值能增加：只要112p132例5.23、驗(yàn)后分析：在試銷(xiāo)費(fèi)用不超過(guò)3萬(wàn)元的情況下，進(jìn)行試銷(xiāo)，能使該企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)決策取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；若試銷(xiāo)費(fèi)用不超過(guò)3萬(wàn)元，則不應(yīng)進(jìn)行試銷(xiāo)。若試銷(xiāo)結(jié)果是該產(chǎn)品需求量大或一般，則應(yīng)該選擇方案a1，即引進(jìn)大型設(shè)備；若調(diào)查結(jié)果是該產(chǎn)品需求量小，則應(yīng)該選擇方案a3，即引進(jìn)小型設(shè)備。p132例5.23、驗(yàn)后分析：113§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值從前面的分析看出，利用補(bǔ)充信息來(lái)修正先驗(yàn)概率，可以使決策的準(zhǔn)確度提高，從而提高決策的科學(xué)性和效益性。因此，信息本身是有價(jià)值的—能帶來(lái)收益。但獲得的情報(bào)越多，花費(fèi)也更多。因此有一個(gè)獲取補(bǔ)充信息是否有利的問(wèn)題：收益與成本的比較。問(wèn)題：如何衡量信息的價(jià)值？§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值從前面的分析看出，利用補(bǔ)充信114§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）完全情報(bào)：指能夠提供狀態(tài)變量真實(shí)情況的補(bǔ)充信息。即在獲得補(bǔ)充情報(bào)后就完全消除了風(fēng)險(xiǎn)情況，風(fēng)險(xiǎn)決策就轉(zhuǎn)化為確定型決策。1.完全信息值 設(shè)Hi為補(bǔ)充信息值，若存在狀態(tài)值θ0，使得條件概率P(θ0/

Hi)=1，或者當(dāng)狀態(tài)值θ≠θ0時(shí)，總有P(θ/

Hi)=0。則稱(chēng)信息值Hi為完全信息值。（補(bǔ)充信息可靠性100%）§5.2貝葉斯決策信息的價(jià)值5.2.1完全信息的價(jià)值（1155.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）2.完全信息值Hi的價(jià)值

設(shè)決策問(wèn)題的收益函數(shù)為Q=Q(a,θ)，其中a為行動(dòng)方案，θ為狀態(tài)變量。 若Hi為完全信息值，掌握了Hi的最滿(mǎn)意的行動(dòng)方案為a(Hi)，其收益值為 Q(a(Hi),θ)＝maxQ(a,θ) 驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為aopt,其收益值為Q(aopt,θ)，則稱(chēng)掌握了完全信息值Hi前后的收益值增量：為在狀態(tài)變量為θ時(shí)的完全信息值Hi的價(jià)值。5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）2.完全信息值Hi的價(jià)1165.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）3.完全信息價(jià)值 如果補(bǔ)充信息值Hi對(duì)每一個(gè)狀態(tài)值θ都是完全信息值，則完全信息值Hi對(duì)狀態(tài)θ的期望收益值稱(chēng)為完全信息價(jià)值的期望值（expectedvalueofperfectinformation）,簡(jiǎn)稱(chēng)完全信息價(jià)值，記做EVPI。5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）3.完全信息價(jià)值1175.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中 如果補(bǔ)充信息(咨詢(xún)公司市場(chǎng)調(diào)查)的準(zhǔn)確度很高，預(yù)測(cè)暢銷(xiāo)，則100%暢銷(xiāo)；預(yù)測(cè)滯銷(xiāo)，則100%滯銷(xiāo)；這時(shí)：

P(θ1/

H1)=1，P(θ2/

H1)=0

P(θ1/

H2)=0，P(θ2/

H2)=1

則H1（咨詢(xún)公司預(yù)測(cè)暢銷(xiāo)）、H2（咨詢(xún)公司預(yù)測(cè)滯銷(xiāo)）都是完全信息值(完全情報(bào))。5.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中1185.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中，若H1、H2都是完全信息值 驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為a1

(生產(chǎn)新產(chǎn)品)完全信息值H1的價(jià)值=1.5-Q(a1,θ1)=1.5-1.5=0完全信息值H2的價(jià)值=0-Q(a1,θ2)=0-(-0.5)=0.5完全信息價(jià)值為：狀態(tài)θ暢銷(xiāo)（θ1）滯銷(xiāo)（θ2）概率P(θi)0.80.2利潤(rùn)（萬(wàn)元）1.5－0.55.2.1完全信息的價(jià)值（EVPI）在例5.1中，若H1、1195.2.2補(bǔ)充信息的價(jià)值（EVAI）1.補(bǔ)充信息價(jià)值 實(shí)際工作中取得完全情報(bào)是非常困難的。補(bǔ)充信息值Hi的價(jià)值：決策者掌握了補(bǔ)充信息值Hi前后期望收益值的增加量(或期望損失值的減少量)。補(bǔ)充信息價(jià)值：全部補(bǔ)充信息值Hi價(jià)值的期望值，稱(chēng)為補(bǔ)充信息價(jià)值的期望值。簡(jiǎn)稱(chēng)補(bǔ)充信息價(jià)值，記做EVAI（ExpectedValueofAdditionalInformation）。5.2.2補(bǔ)充信息的價(jià)值（EVAI）1.補(bǔ)充信息價(jià)值1202、補(bǔ)充信息價(jià)值（EVAI）的計(jì)算公式1：其中：a(τ)表示在信息值τ下的最滿(mǎn)意方案，Eθ/τ表示在信息值τ的條件下對(duì)狀態(tài)值θ求收益期望值。公式2：公式3：R(a,θ)表示決策問(wèn)題的損失函數(shù)2、補(bǔ)充信息價(jià)值（EVAI）的計(jì)算公式1：其中：a(τ)表示121例5.1中：驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為a1

(生產(chǎn)新產(chǎn)品) E(aopt,θ)=E(a1,θ)=1.1萬(wàn)元 a(H1)=a1,a(H2)=a2EVAI=1.13-1.1=0.03萬(wàn)元例5.1中：驗(yàn)前最滿(mǎn)意行動(dòng)方案為a1(生產(chǎn)新產(chǎn)品) E1225.2.3EVAI與EVPI的關(guān)系任何補(bǔ)充信息價(jià)值都是非負(fù)的，且不超過(guò)完全信息的價(jià)值。即： EVPI≥EVAI≥0信息價(jià)值對(duì)管理決策的意義 任何補(bǔ)充信息決不會(huì)降低決策方案的經(jīng)濟(jì)效益！ 完全信息是一類(lèi)特殊的補(bǔ)充信息，是價(jià)值的信息。5.2.3EVAI與EVPI的關(guān)系任何補(bǔ)充信息價(jià)值都是123§5.3抽樣貝葉斯決策問(wèn)題：如何獲取補(bǔ)充信息？主要途徑：抽樣調(diào)查5.3.1抽樣貝葉斯決策的基本方法1.抽樣貝葉斯決策 利用抽樣信息值作為補(bǔ)充信息值，去修正狀態(tài)變量的先驗(yàn)分布，得到后驗(yàn)分布，再依據(jù)后驗(yàn)分布進(jìn)行的貝葉斯決策。2.抽樣貝葉斯的決策步驟 驗(yàn)前分析、預(yù)驗(yàn)分析、驗(yàn)后分析§5.3抽樣貝葉斯決策問(wèn)題：如何獲取補(bǔ)充信息？124§5.3抽樣貝葉斯決策例5.8

設(shè)某公司的一條生產(chǎn)線(xiàn)成批地生產(chǎn)某種零件，每批為800件?，F(xiàn)將零件組裝成儀器，根據(jù)過(guò)去的統(tǒng)計(jì)資料分析，零件的次品率及其相應(yīng)的概率如表5－2。若組裝成儀器調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)次品零件則需要更換，每件更換的改裝費(fèi)為15元。若采取某種技術(shù)措施，可使每批零件的次品率降到最低為0.02，但每批要花費(fèi)技術(shù)改造費(fèi)500元?！?.3抽樣貝葉斯決策例5.8設(shè)某公司的一條生產(chǎn)線(xiàn)成批地125例5.8 進(jìn)行技術(shù)改造之前，采取抽樣檢驗(yàn)，抽取20個(gè)零件，發(fā)現(xiàn)一個(gè)次品。試對(duì)該公司是否應(yīng)該采取技術(shù)改造措施作出決策分析。表5－2狀態(tài)θj(次品率）θ1=0.02θ2=0.05θ3=0.1θ4=0.15θ5=0.2概率p(θj)0.40.30.150.10.05例5.8 進(jìn)行技術(shù)改造之前，采取抽樣檢驗(yàn)，抽取20個(gè)零件，發(fā)126例5.8

驗(yàn)前分析方案： 不采取技術(shù)措施（a1）， 采取技術(shù)措施（a2）E1＝min{E(a1)，E(a2)}=740因此驗(yàn)前分析后的決策為：采取技術(shù)措施。即：aopt＝a2例5.8驗(yàn)前分析方案： 不采取技術(shù)措施（a1），E1＝mi127例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許抽樣檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取個(gè)零件中所含廢品個(gè)數(shù)”，則： P(X=k︱θj)=C20kθjk·

(1-θj)20-k, k=0,1,…,20，j=1,2,…,5計(jì)算得： P(X=1︱θ1)=0.2725,P(X=1︱θ2)=0.3774 P(X=1︱θ3)=0.2702,P(X=1︱θ4)=0.1368

P(X=1︱θ5)=0.0576例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許抽樣檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取個(gè)零件中128例5.8：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=1)=0.3903，P(θ2︱X=1)=0.4053 P(θ3︱X=1)=0.1451，P(θ4︱X=1)=0.0490

P(θ5︱X=1)=0.0103兩方案的期望費(fèi)用值：因此抽到1個(gè)次品后的決策為：不采取技術(shù)措施。即：aopt＝a1例5.8：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率：因此抽到1個(gè)次品后的決策為：不129例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品 P(X=0︱θ1)=0.6676,P(X=0︱θ2)=0.3585 P(X=0︱θ3)=0.1216,P(X=0︱θ4)=0.0388

P(X=0︱θ5)=0.0115后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=0)=0.6722，P(θ2︱X=0)=0.2707 P(θ3︱X=0)=0.0459，P(θ4︱X=0)=0.0098

P(θ5︱X=0)=0.0014例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品后驗(yàn)概率：130例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品，兩方案的期望費(fèi)用值：因此若未抽到次品，則決策為：不采取技術(shù)措施。即：aopt＝a1例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)未抽到廢品，兩方案的期望131例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品 P(X=2︱θ1)=0.0528,P(X=2︱θ2)=0.1887 P(X=2︱θ3)=0.2852,P(X=2︱θ4)=0.2293

P(X=2︱θ5)=0.1369后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=2)=0.1406，P(θ2︱X=2)=0.3766 P(θ3︱X=2)=0.2846，P(θ4︱X=2)=0.1526

P(θ5︱X=2)=0.0456例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品后驗(yàn)概率：132例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品，兩方案的期望費(fèi)用值：決策為：采取技術(shù)措施。即：aopt＝a2。同理，當(dāng)抽樣20個(gè)抽到的廢品數(shù)超過(guò)2個(gè)時(shí)，應(yīng)選擇采取技術(shù)措施。抽樣后決策的期望費(fèi)用為：比未經(jīng)抽樣就進(jìn)行決策，其費(fèi)用可減少：例5.8：預(yù)驗(yàn)分析 如果抽樣20個(gè)抽到2個(gè)廢品，兩方案的期133p148例5.9 某公司降價(jià)銷(xiāo)售一批某種型號(hào)的電子元件，這種元件一箱100個(gè)，以箱為單位銷(xiāo)售。已知這批元件每箱的廢品率有三種可能，即0.20，0.10，0.05，其相應(yīng)概率分別是0.5，0.3，0.2。假設(shè)該元件正品的市場(chǎng)價(jià)格為每箱100元，廢品不值錢(qián)。該公司處理價(jià)格每箱為85元，遇到廢品不予更換。某鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)正需要購(gòu)買(mǎi)這種元件，該企業(yè)應(yīng)如何作出決策？如果該公司允許購(gòu)買(mǎi)前從每箱中抽取4個(gè)元件進(jìn)行檢驗(yàn)，確定所含廢品個(gè)數(shù)，假定抽樣是可放回的，該企業(yè)應(yīng)如何作出決策。p148例5.9 某公司降價(jià)銷(xiāo)售一批某種型號(hào)的電子元件，這種134p148例5.9 驗(yàn)前分析 設(shè)a1，a2分別表示該企業(yè)購(gòu)買(mǎi)和不購(gòu)買(mǎi)這批元件的可行方案。E1＝max{E(a1)，E(a2)}=1因此驗(yàn)前分析后的決策為：購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a1p148例5.9 驗(yàn)前分析 設(shè)a1，a2分別表示該企業(yè)購(gòu)買(mǎi)和135例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許每箱抽樣4個(gè)檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取個(gè)零件中所含廢品個(gè)數(shù)”，則： P(X=k︱θj)=C4kθjk·

(1-θj)4-k, k=0,1,…,4，j=1,2,3計(jì)算得： P(X=0︱θ1)=0.4096

P(X=0︱θ2)=0.6561

P(X=0︱θ3)=0.8145例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 如果允許每箱抽樣4個(gè)檢驗(yàn)，設(shè)X=“抽取136例5.9：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率： P(θ1︱X=0)=0.3628

P(θ2︱X=0)=0.3487 P(θ3︱X=0)=0.2885兩方案的期望收益值：因此若抽樣4個(gè)未抽取到廢品，應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a1例5.9：預(yù)驗(yàn)分析后驗(yàn)概率：因此若抽樣4個(gè)未抽取到廢品，應(yīng)137例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 P(X=1︱θ1)=0.4069,P(X=1︱θ2)=0.2916 P(X=1︱θ3)=0.1715后驗(yàn)概率：

P(θ1︱X=1)=0.6271P(θ2︱X=1)=0.2679,P(θ3︱X=1)=0.1050因此若抽樣4個(gè)抽取到1個(gè)廢品，則不應(yīng)購(gòu)買(mǎi)該批產(chǎn)品。即：aopt＝a2例5.9：預(yù)驗(yàn)分析 P(X=1︱θ1)=0.4069,1