《系统工程理论与方法》课程教学资源（PPT课件）Charpter 7 系统决策

第七章系统决策系统工程问题按照系统工程方法论的一般步骤由于目前处理的系统规模越来越大，面临的决进入系统决策环节，决策策问题也越来越复杂，往往涉及技术、经济、环境者根据这些信息资料，凭心理和社会等诸多因素，对于复杂系统的决策问题经验和直观感觉做出决策。决策者难于单凭经验做出正确的优劣分析、判断和快择，因此人们希望在决策过程中有科学理论为依据，有规范的方法和规则可循，尽可能保证决策成功

第七章 系统决策 系统工程问题按照系 统工程方法论的一般步骤 进入系统决策环节，决策 者根据这些信息资料，凭 经验和直观感觉做出决策。 由于目前处理的系统规模越来越大，面临的决 策问题也越来越复杂，往往涉及技术、经济、环境、 心理和社会等诸多因素，对于复杂系统的决策问题， 决策者难于单凭经验做出正确的优劣分析、判断和 抉择，因此人们希望在决策过程中有科学理论为依 据，有规范的方法和规则可循，尽可能保证决策成 功

7.1系统决策简介7.1.1决策分析的概念决策分析对各种所需决策的问题提出一套在进行决策时所必要的推理方法、逻辑步骤和科学手段并根据所取得的信息对各种替代方案在各种不同客观状态下，做出科学的分析和定量的计算，以此供决策人员在决策过程中对要采用的替代方案做出合理的决择。决策分析的理论和方法从广义上说包括线性规划、非线性规划、动态规划、对策论、决策论等

决策分析对各种所需决策的问题提出一套在进 行决策时所必要的推理方法、逻辑步骤和科学手段， 并根据所取得的信息对各种替代方案在各种不同客 观状态下，做出科学的分析和定量的计算，以此供 决策人员在决策过程中对要采用的替代方案做出合 理的决择。 决策分析的理论和方法从广义上说包括线性规 划、非线性规划、动态规划、对策论、决策论等。 7.1 系统决策简介 7.1.1 决策分析的概念

7.1.2决策分析类型任何经营决策均有一定的形成过程。为了便于归纳，可按目标、按目标环境与模型三种方式来进行。日常业务型决策、战术型决策、战略型决策按环境分确定型决策决策环境完全可知或可预测，人们知道将来会发生什么情况可获得精确、可靠的数据作为决策依据。风险型决策决策环境有几种可能的状态和相应后果，人们得不到充分可靠的有关未来环境的信息，但可以预测每种状态和后果出现的概率。·不确定型决策决策环境出现某种状态的概率难以估计，甚至连可能出现的状态和相应的后果都不知道

• 按目标 日常业务型决策、战术型决策、战略型决策 • 按环境分 • 确定型决策 决策环境完全可知或可预测，人们知道将来会发生什么情况， 可获得精确、可靠的数据作为决策依据。 • 风险型决策 决策环境有几种可能的状态和相应后果，人们得不到充分可 靠的有关未来环境的信息，但可以预测每种状态和后果出现的概 率。 • 不确定型决策 决策环境出现某种状态的概率难以估计，甚至连可能出现的 状态和相应的后果都不知道。 7.1.2 决策分析类型 任何经营决策均有一定的形成 过程。为了便于归纳，可按目标、 环境与模型三种方式来进行

7.1.2决策分析类型任何经营决策均有一定的形成过程。为了便于归纳，可按目标、按模型·环境与模型三种方式来进行。结构化模型问题决策、非结构化模型问题决策具有边界模型问题的决策可以看出：按目标的分类方法基本上是面向待决策问题的：按照环境的分类方法基本上是面向决策条件的按照模型的分类方法基本上是面向决策手段的。方法的应用取决于研究问题的特征

• 按模型 结构化模型问题决策、非结构化模型问题决策 具有边界模型问题的决策 可以看出： 按目标的分类方法基本上是面向待决策问题的； 按照环境的分类方法基本上是面向决策条件的； 按照模型的分类方法基本上是面向决策手段的。 方法的应用取决于研究问题的特征 7.1.2 决策分析类型 任何经营决策均有一定的形成 过程。为了便于归纳，可按目标、 环境与模型三种方式来进行

确定决策模型结构评定后果评定不确定因素评价方案收集信息灵敏度分析7.1.3决策分析过程选择方案决策分析实施步骤图

确定决策模型结构 评定后果 评价方案 选择方案 灵敏度分析 7.1.3 决策分析过程 评定不确定因素 收集信息 决策分析实施步骤图

7.2不确定问题决策不确定问题，在这种情况下，决策者对于决策环境一无所知，而是根据自己的主观倾向进行决策，于是依据决策者持有的主观态度不同或处理观点不同产生了几种不同的处理准则。以下结合具体实例进行说明。实例：某工厂生产某产品并按批销售，每件产品的成本为30元，批发价格为每件35元。若每月生产的产品当月销售不完，则每件损失1元。工厂每投产批是10件，最大月生产能力是40件，决策者可选择的生产方案为0，10，2030和40共5种。假设决策者对其产品的需求情况一无所知，试问这时决策者应如何决策？

7.2 不确定问题决策 不确定问题，在这种情况下，决策者对于决策环境一无所知，而是根据自 己的主观倾向进行决策，于是依据决策者持有的主观态度不同或处理观点不同， 产生了几种不同的处理准则。以下结合具体实例进行说明。 实例：某工厂生产某产品并按批销售，每件产品的成本为30元，批发价格 为每件35元。若每月生产的产品当月销售不完，则每件损失1元。工厂每投产一 批是10件，最大月生产能力是40件，决策者可选择的生产方案为0，10，20， 30和40共5种。假设决策者对其产品的需求情况一无所知，试问这时决策者应如 何决策？

可选行动方案决策者可选的行动方案有5种，这时他的策略集合，记作S，=1，2，，5。经表1益损值表（1)分析他可断定将发生5种销售情况，即销量E事件St为0，10，20，30和40，但不知它们发生的010203040000000概率。这就是事件（或状态）集合，记作10-1050505050策{E，j=1，2，*，5。每个“策略-事件20-2040100100100略3030-3090150150都可以计算出相应的益损值。如果选择月产2040-4080140200量为20件，而销量为10件，则收益额为10×（35-30）-1×（20-10）=40（元）益损值记作a：这些数据汇总后如表1所示

可选行动方案 决策者可选的行动方案有5种，这时他 的策略集合，记作{Si}，i=1，2，.，5。经 分析他可断定将发生5种销售情况，即销量 为0，10，20，30和40，但不知它们发生的 概率。这就是事件（或状态）集合，记作 {Ej}，j=1，2，.，5。每个“策略-事件” 都可以计算出相应的益损值。如果选择月产 量为20件，而销量为10件，则收益额为： 10×（35-30）-1×（20-10）=40（元） 益损值记作aij，这些数据汇总后如表1所示

悲观主义（max-min）决策原则贴打片表2益损值表（2）悲观主义决策准则也成为保守主义决策E事件Smin准则。当各事件的发生概率不清时，决策者203040010考虑可能由于决策错误而造成的重大经济损00000max0010505050-1050-10失。由于经济实力比较弱，他在处理问题时策2040100100-20100-20略比较谨慎。他分析各种最坏的可能结果，从30-303090150150-30402040-4080140200中选择最好者，以它对应的策略为决策策略用符号表示为max-min决策准则。在损益表根据max-min决策准则有：中选从各策略对应的可能发生的“策略-事max（0,-10-20,-30-40)=0件”对的结果中选出最小值，见表2，将它它对应的策略为S1，在这里是“什么也不生产”们列于表的最右侧，再从此列的数值中选择该结论似乎荒唐，但在实际中表示先看一看以后最小者，以它对应的策略作为决策者应选的再做决定。上述计算用公式表示为：决策策略。Sk→maxmina)CKIS1OKA1:1 可C0因口

广乐观主义（max-max）决策准则粘贴红灯片表3益损值表（3）持乐观主义决策准则的决策者对待风险E事件S的态度与悲观主义者不同，当他面临情况不max010203040明的策略问题时，他绝不放弃任何一个可获O0000150010-1050505050得最好结果的机会，以争取好中之好的乐观150巢20-2040100100100100路态度来选择他的决策策略。决策者在分析收30-303090150150150402080200-40140max+200益矩阵各策略的“策略事件”对的结果中选出最大者（见表3），记在表的最右侧根据max-max决策准则有NL再从此列的数值中选择最大者，以它对应的max（050100,150,200）=200策略作为决策者应选的决策策略，它对应的策略为S5，用公式表示为Simaxmax(ay)S中J,C口因口

厦等可能性（Laplace）准则粘贴红灯片表4益损值表（4）等可能性准则是由19世纪数学家LaplaceE事件E(s)=ZpayS提出的。他认为：当一人面临着某事件的集010203040合，在没有什么确切理由来说明这一事件比000000010-10505050503810策那一事件有更多发生机会时，只能认为各个20-204010010064100路30309015015078事件发生的机会是均等的。决策者计算各策-3040-402080140200max+80略的益损期望值，然后在所有这些期望值中11选择最大者，以它对应的策略作为决策者应用公式表示为：选的决策策略（见表4）。S→maxE(S))12max(E(Si))=max(0，38，64，78，80)=80，对应策略为S5。S中J