决策分析实验3.doc

实验3 风险型决策 1．实验目的 （1）熟练掌握使用EXCEL进行期望损益法决策分析。 （2）熟练掌握使用EXCEL进行决策树法分析。 2．实验内容 风险型决策是决策者对所需决策问题的未来发展虽不能完全确定，但可以确定其各种自然状态发生的概率。风险型决策问题最基本的特征是未来可能出现的自然状态不止一个，但每种自然状态出现的概率能够预测出来(可视为已知条件)；任一备选方案在既定自然状态下产生的结果是惟一确定的，但方案的最终结果取决于将来出现的自然状态。 风险型决策必备以下五要素： (1)存在决策人希望达到的目标； (2)存在两个以的行动方案可供选择； (3)存在两个或两个以上的不以决策人的主观意志为转移的自然状态； (4)不同行动方案的不同的自然状态下的相应的损益值(收益或损失)能够预测出来； (5)在几种不同的自然状态中未来究竟出现那种自然状态，决策人不能确定，但是各种自然状态出现的可能性是可以预测出来的。 (1) 设备选择决策分析(期望损益法) 案例3-1：宗民公司在生产过程中，一关键设备突然发生故障。为了保证履行合同，必须在7天内恢复正常生产，否则将被罚以100万元的违约金。公司面临两种选择：一是修复设备，7天内修复的概率为0.5，费用为20万元；二是购置新设备，7天内完成的概率为0.8，费用为60万元。在这种条件下，运用期望损益法，选择哪一种方案最佳？运用EXCEL构建模型进行决策分析。 ①期望损益决策的原理及基本步骤 期望损益决策法是以各方案的损益期望值为方案选择的标准，利用参数的概率分布求出每个行动损益期望值，具有最大收益期望值或最小损失期望值的行动为最佳行动。 期望损益进行决策分析的基本步骤如下： 明确决策问题，确定备选方案； 写出损益矩阵； 计算各行动的损益期望值Ej，即 (j=1,2,3,…m)(期望损益值) 其中m、n分别是方案和状态的个数，Fij是方案aj在状态bi下的损益值，Ej是方案aj的期望损益值。 选择最佳行动方案a*。 ②运用EXCEL构建设备选择决策分析的步骤如下： 步骤1：构建设备选择决策模型 本例以损失最小为决策目标，根据期望损益决策法的思路，写出设备选择损益矩阵。如表3-1所示。 表3-1 损益矩阵 单位：万元 状态 修复设备 购置新设备 概率P1 损益F 概率P2 损益F 成功 0.5 20 0.8 60 失败 0.5 120 0.2 160 根据损益矩阵，计算各方案的期望损益值，则(i=1,2;j=1,2).此例考察的是期望值最小者为佳，则目标函数为MIN Ej。 步骤2：根据已知数据及损益构建EXCEL数据表格，如图3-1所示。 图3-1EXCEL数据表格设计 步骤3：输入各方案下的期望损益单元格(C6，E6)公式及决策方案结果单元格C7(为C7：F7单元格合并)公式，如图3-2所示。 图3-2 期望损益及决策方案单元格公式输入 步骤4：根据上述的公式输入，决策方案选择结果如图3-3所示。 图3-3决策方案结果 通过上图可以看出，本例的决策方案为选择修复设备方案。 (2) 生产工艺决策分析(决策树法) 宗民公司计划改进一项生产工艺。取得新工艺有两种途径：一是自行研究，需投资270万元，成功的可能性为0.6；二是引进技术，投资300万元，成功的可能性为0.8。主要设备寿命期均为5年。无论采用哪一个方案，如果成功，都要考虑两种生产规模：一是保持原产量，二是扩大产量。如果失败，则仍采用原工艺进行生产，并保持原产量不变。据市场预测，估计今后5年内这种产品价格下跌的可能性为0.1，保持不变的可能性为0.4，上涨的可能性为0.5。各状态下的损益值如表3-2所示。则何方案最优？ 表3-2各种状态下的损益值 ①决策树法的基本原理及决策步骤 有些风险决策问题，在整个决策过程中需要做多次决策，对于这类多阶段决策问题，决策树法是一种行之有效的决策方法。 决策树法首先是构造决策树模型。就是把各种备选方案及其有关的的随机因素(自然状态)有序地、形象地表示成一个树形图(决策树)，并利用这一树形结构直观地进行决策分析。决策树模型结构如图3-4所示。 图3-4 决策树模型结构 其次从后往前分层在决策变点计算出各段决策终点的累计期望值。 最后在各层决策结点根据计算出来的期望值进行优选，连接各层优选出来的决策结点即为最优方案，总结点处的期望值即为最优值。 ② 运用EXCEL构建工艺选择决策分析的步骤如下： 步骤1构建决策树，如图3-5所示。 图3-5 生产工艺改进决策树 步骤2：根据已知数据、损益值表及决策树结构构建EXCEL表格，如图3-6所示。 图3-6 构建EXCEL表格 步骤3：根据决策树决策法思路构建新工艺选择决策分析EXCEL模型，如图3-7所示。 图3-7 构建新工艺选