企業(yè)生產(chǎn)管理中的不確定性決策方法

易錦燕

(江蘇科技大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

企業(yè)生產(chǎn)管理中的不確定性決策方法

易錦燕

(江蘇科技大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

文章分析了企業(yè)管理活動中不確定性決策的主要方法，首先闡述不確定性決策的五大準(zhǔn)則，并分析這些準(zhǔn)則的特點與局限性。為了盡可能減少非完備狀態(tài)所帶來的經(jīng)濟效益損失，提出了一種解決不確定性決策問題的理性模型，并充分考慮到?jīng)Q策者主觀偏好與理性的決策過程。最后結(jié)合實際案例，在企業(yè)實際管理中采用理性模型提出最優(yōu)生產(chǎn)的方案，并對不同的方案進行了比較分析。

不確定性決策；經(jīng)典準(zhǔn)則；理性模型

0　引言

根據(jù)傳統(tǒng)決策理論的分類，概率可分為先驗概率、統(tǒng)計概率和估計三種類型，前兩種可被度量的概率稱之為“風(fēng)險”，與之相對應(yīng)的，估計這一類型被稱為“不確定性”，從這個意義上來講，風(fēng)險和不確定是兩個概念[1]。由于管理活動所面臨的復(fù)雜以及難以量化的環(huán)境，不確定性決策具有很強的現(xiàn)實意義。為了處理不確定屬性值問題，除了經(jīng)典的不確定決策方法外，許多學(xué)者也相繼提出了各種不同模糊決策方法，他們大多利用語言模糊集[2]、區(qū)間數(shù)[3]、三角模糊數(shù)[4]及其組合形式等，在模型中根據(jù)模糊集來獲取決策信息，然后利用方案之間兩兩比較的判別矩陣來驗證群體的一致性。

本文首先介紹了傳統(tǒng)的不確定決策所采用的準(zhǔn)則，也就是我們通常所說的悲觀、樂觀和折中等概率以及后悔值[6]。在介紹這些準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上對其進行評析，指出其所存在的問題。然后在考慮到傳統(tǒng)法則的問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前決策理論的最新的研究成果，提出了一定的改進方法，總體而言包含了：理性決策、可靠分析以及魯棒優(yōu)化。將這些最新的研究成果與傳統(tǒng)的準(zhǔn)則進行結(jié)合。最后本文通過一個具體的管理案例，分兩步采用經(jīng)典準(zhǔn)則以及優(yōu)化后的方法對其進行驗證。

1　不確定型決策的經(jīng)典準(zhǔn)則

不確定型決策是指管理決策者在進行決策的過程中既無法知曉事件發(fā)生的概率，又沒有歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供決策參考。主要因素如下三個方面：

（1）狀態(tài)空間：S={s1，s2，s3，...，sn}，即未來可能發(fā)生的各種狀態(tài)的集合；

（2）行動空間：A={a1，a2，a3，···，an}，即決策者所采取的行動方案；

（3）利潤函數(shù)：Vij=v(si，aj)，即決策者在條件si下采取行動方案aj所獲得的利潤。

由于信息的不對稱性，決策者在進行決策時，所掌握的信息往往是不全面的，因此在信息基礎(chǔ)上做出的事件發(fā)生概率的預(yù)測也必然存在誤差。在這種情況下，決策者的主觀判斷將會對決策產(chǎn)生很大的影響。而不同的決策者，其所具有的偏好也是不一樣的，學(xué)者對其進行歸納，總結(jié)出了五種經(jīng)典準(zhǔn)則：

（1）悲觀法則

悲觀法則對應(yīng)的決策者在進行決策時，會將環(huán)境考慮到最差狀態(tài)，在這種狀態(tài)下尋求決策方案，以獲得最大利潤。即在最壞的情況下達(dá)到將工程風(fēng)險降到最低的目的，基本思路是找出所有方案中的利潤最小值，然后再從里面找最大值，也即“小中取大法”。

假設(shè)利潤函數(shù)選取規(guī)則為：

則最優(yōu)方案為：

（2）樂觀法則

與悲觀法則相左，樂觀法則的決策者在進行決策的過程中，會考慮最優(yōu)環(huán)境，在這種環(huán)境下，尋求最佳方案。同時考慮到項目的風(fēng)險，選擇風(fēng)險最小利潤最大的方案。其基本思路是找出方案中的利潤值，然后綜合考慮后選擇最大值，即“大中取大法”。

假設(shè)利潤函數(shù)選取規(guī)則為：

則最優(yōu)方案為：

（3）折中法則

折中準(zhǔn)則是決策者會選擇幾個折中系數(shù)，在不同的系數(shù)下，對方案的最大利潤和最小利潤進行加強，從而得以選擇最佳方案。折中法則是在樂觀和悲觀之間選擇的一種折中決策狀態(tài)，通過折中利潤獲得方案的折中值，在折中值中選擇最大值。

假定樂觀系數(shù)為λ，各方案的折中值為uj，那么有：

則最優(yōu)方案為：

（4）等概率法則

這樣一種準(zhǔn)則是建立在一種假說之上的，即認(rèn)為每一種狀態(tài)發(fā)生的概率都是隨機的，因此在這種基礎(chǔ)之上選擇平均利潤值最大的那一個方案。假定這個等概率的利潤平均值為E(Vj)，則：

則最優(yōu)方案為：

（5）后悔值法則

后悔值法是一種最大中選最小的決策方法。按照現(xiàn)有的信息，決策者通過計算確定每種狀態(tài)下的最大利潤，并將這一最大利潤作為該種狀態(tài)下的理想值，將利潤值和此理想值之間的差額算作為后悔值，決策者在不同的狀態(tài)下選擇會得出不同的后悔值，從而在這些后悔值當(dāng)中選擇最小的那一個。記后悔值為rij，則：

然后把每個方案的最大后悔值選取出來為：

并從中選取最佳方案為：

上述所論證的不確定型決策的經(jīng)典方法都各自存在其局限性。比如悲觀法則以及樂觀法則是在極端情況下作出的決策，現(xiàn)實生活中，按照這兩種準(zhǔn)則進行決策的管理者非常有限。折中法則看上去中和掉了悲觀法則和樂觀法則的極端性，因而具有很強的現(xiàn)實意義，但是卻忽略了折中值的取值依然依賴于決策者個人，依然具有很強的主觀性。等概率法則所具有的問題和折中準(zhǔn)則類似，概率的估值很大程度上依賴于決策者的主觀感受。后悔值法則對決策者的個性有相對偏好，保守型的決策者比較傾向于使用后悔值法則。

2　不確定性決策問題的理性模型

考慮到不確定型決策所面臨的決策環(huán)境，在面臨巨大不確定性的環(huán)境下，決策者往往根據(jù)自己的偏好作出決策。決策者作為一個個體，針對同一個問題的思維方式和風(fēng)險偏好不同，作出的決策也就存在差異，決策結(jié)果并不完善。比如，雖然用樂觀決策選擇方案，但是風(fēng)險不可控性可能得到相反的結(jié)果；悲觀決策存在的風(fēng)險因素小，但是如果決策失敗，成本代價大。如何能在體現(xiàn)決策者偏好的同時又體現(xiàn)出決策過程的理性是一個有價值的問題。本文在此基礎(chǔ)上提出了針對不同決策模型的理性修訂。

理性模型修訂的具體過程為：

（1）首先通過與決策者對話獲得信息：“當(dāng)s2發(fā)生的機率為100%時，s1發(fā)生的概率至少多大，對方案A產(chǎn)生的結(jié)果的區(qū)別在哪？”并將其設(shè)為p12，且通過反復(fù)的對話，可以發(fā)現(xiàn)不同風(fēng)險偏好的管理決策者面對該問題時，答案具有很大的差別。一般而言，對風(fēng)險偏愛的決策者p12相對于風(fēng)險厭惡者而言會小。不斷重復(fù)進行該對話。

“若sj肯定發(fā)生，你認(rèn)為sj(i＜j)發(fā)生的概率至少多大時，兩種狀態(tài)的發(fā)生對方案aj來說沒有區(qū)別？”設(shè)為pij，則確定

（2）然后構(gòu)造一個互反矩陣B為：

求解矩陣B特征根問題，給定特征向量方程B·W=λman· W，將計算得出的特征向量歸一化處理，設(shè)為W=(w1，w2，...，wn)是所求的權(quán)重向量，λmax用以檢驗對話結(jié)果的一致性。

（3）將求得的權(quán)重wi與ai作為決策者的期望值。根據(jù)每個方案的ai求出期望值，從中選出最大值，當(dāng)時對應(yīng)的ak即為決策方案。

該模型能夠最大限度的表達(dá)決策者思維方式的決策方法。如果在控制客觀條件的條件下，風(fēng)險偏好決策者會對風(fēng)險有一定的規(guī)避，決策傾向趨于穩(wěn)妥；而風(fēng)險規(guī)避者對風(fēng)險有一定的偏好，會選擇利潤大一點的方案。這些都是在對自然狀態(tài)的發(fā)生情況一無所知的情況下做出的決策，該模型從主觀上彌補了此問題的不足，將決策性的失誤降低。該方案的優(yōu)點主要表現(xiàn)在權(quán)重向量W=(w1，w2，...，wn)的取值分布不同，能表示出不同的冒險程度。

定義樂觀參數(shù)如下:

3　模擬分析

本文試驗數(shù)據(jù)來源為某機械公司對A、B、C三種零件的生產(chǎn)設(shè)計方案，這三種零件的材料成本和加工工藝復(fù)雜程度不同，在不同的市場需求條件下，公司市場部預(yù)估計的利潤如表1所示，單位為萬元，此公司需要針對這三種零件作出決策判斷作為是否生產(chǎn)的依據(jù)。

表1　在不同市場需求下的利潤預(yù)判情況（單位：萬元）

為了比較理想模型與經(jīng)典不確定性決策準(zhǔn)則的決策結(jié)果有效性，我們分別采取5種傳統(tǒng)不確定決策方法和理想模型方法進行最優(yōu)方案選擇。

（1）基于經(jīng)典法則的決策分析

利用悲觀法則，則根據(jù)S*=max{V1，V2，···，Vn}，可以得到最優(yōu)方案為a1；利用樂觀法則，則根據(jù)S*=max{，…，}，可以得到最優(yōu)方案為a1或a3。

如果采用折中法則，假定樂觀系數(shù)為0.6，則根據(jù)最優(yōu)折中選擇函數(shù)S*=max{u1，u2，…，un}=max{5.4，2.6，4.2}，可得最優(yōu)方案應(yīng)為a1。

如果利用等概率原則，則首先根據(jù)利潤最優(yōu)判定函數(shù)得到S*=max{E(V1)、E(V2)、......、E(Vn)}=max{5、2.5、3}，然后根據(jù)利潤平均求和公式E(Vj)=(V1j+V2j+···+Vmj)/m求得每個方案獲得利潤損失的概率。即最終決策中，利潤損失期望為S*=max{E(V1)，E(V2)，…，E(Vn)}=max{132.5，155，147.5，140}，第1項方案利潤損失最小，則最優(yōu)方案仍為方案a1。

若利用后悔值原則，則先列出后悔值如表2所示。

表2　采用后悔值準(zhǔn)則的自然狀態(tài)下決策方案(單位：萬元)

根據(jù)S*=min{R1，R2，···，Rn}，則最優(yōu)方案應(yīng)為a1。

五種經(jīng)典法則對應(yīng)下的最優(yōu)方案選擇如表3所示。

（2）運用理性模型分析

對于方案a1，將四個不同效益值6,4,3,7從大小排序成為[7,6,4,3]，相對應(yīng)的自然狀態(tài)排序是[s4，s1，s2，s3]。下面通過與決策者對話，計算得出互反矩陣B為：

表3　五種經(jīng)典法則對應(yīng)下的最優(yōu)方案選擇

其中左下角元素與右上角元素互為倒數(shù)。求得其向量特征為W=(2.178，1.538，0.357，0.022)，歸一化后得到所求的權(quán)重向量為W=(0.532，0.376，0.087，0.005)。然后計算可以得出該方案的期望利潤為0.532×7+ 0.376×6+0.087×4+0.005×3=6.343。進一步將已知數(shù)值代入得出該方案a1的冒險程度為0.812，表示該決策者傾向于冒險型。同理，計算每個方案的期望值，最后選擇最大者。

4　結(jié)論

從分析結(jié)果中可以觀察到，經(jīng)典的不確定性決策方法均存在其優(yōu)點及局限性。本文在不確定性決策的理想模型的基礎(chǔ)上提出了樂觀型決策、悲觀型決策以及折中型決策等不同的決策情況，后者只需要取全中向量為（1,0,0,…,為四種決策的樂觀系數(shù)，符合每種準(zhǔn)則的內(nèi)涵。

相比于傳統(tǒng)的不確定決策方法相比，綜合考慮了決策中存在自然條件與不同決策者的主觀差異性問題，使最優(yōu)決策結(jié)果更為接近實際值。本研究對企業(yè)風(fēng)險決策管理具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。但是本文也具有很多的局限性，沒有對風(fēng)險進行進一步分析，剔除不同風(fēng)險的影響因素，這也是本文以后研究的方向。

[1]趙珂.企業(yè)風(fēng)險管理在戰(zhàn)略規(guī)劃和投資決策中的應(yīng)用研究[J].山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報,2013,(1).

[2]陳曉紅，胡文華，曹裕等.基于梯形模糊數(shù)的分層多目標(biāo)線性規(guī)劃模型在多屬性不確定決策問題中的應(yīng)用[J].管理工程學(xué)報,2012,(4).

[3]蘇志欣，王理，夏國平.區(qū)間數(shù)動態(tài)多屬性決策的VIKOR擴展方法[J].控制與決策,2010,(6).

[4]張市芳，劉三陽，秦傳東等.動態(tài)三角模糊多屬性決策的VIKOR擴展方法[J].計算機集成制造系統(tǒng),2012,18(1).

[5]邢增城，翟博文，梁川.基于不確定性決策的工程報價利潤率的研究[J].項目管理技術(shù),2013,11(8).

（責(zé)任編輯/浩天）

C934

A

1002-6487（2016）22-0177-03

國家自然科學(xué)基金資助項目（51275214）；江蘇省自然科學(xué)基金資助項目(BK2011470)；江蘇省現(xiàn)代教育重點研究課題（2012-R-21369）

易錦燕（1975—），女，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士，講師，研究方向：管理信息系統(tǒng)。