朱慧 賈云濤
摘要:本文主要討論了在數(shù)學(xué)建模中解決一些經(jīng)濟決策類問題所需的幾種統(tǒng)計決策方法,給出了算法步驟,和適用條件。最后進(jìn)行了案例分析,根據(jù)不同的決策結(jié)果對決策方法做了總結(jié)。
關(guān)鍵詞:統(tǒng)計決策;數(shù)學(xué)建模;損益值
中圖分類號:O224
文獻(xiàn)識別碼:A
文章編號:1001-828X(2019)010-0459-01
一、引言
數(shù)學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決實際問題,建立數(shù)學(xué)模型是最關(guān)鍵的一步。數(shù)學(xué)建模在不同領(lǐng)域的研究和發(fā)展中日益彰顯出其重要性,是現(xiàn)代科技工作者必備的能力之一。數(shù)學(xué)建模面臨的問題是紛繁復(fù)雜的,建模的方法也各不相同。在經(jīng)濟現(xiàn)象和經(jīng)濟活動中,經(jīng)常遇到對未來的現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行分析預(yù)測的問題,對于預(yù)測者來說,預(yù)測的最終目的是要從各種預(yù)測的結(jié)果和方案中做出最優(yōu)選擇,這就涉及到?jīng)Q策問題。在經(jīng)濟領(lǐng)域的決策問題中,統(tǒng)計決策方法是必不可少的工具,也是數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)中需要掌握的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。下文將對幾種統(tǒng)計決策方法進(jìn)行分析和討論。二、統(tǒng)計決策方法
1.風(fēng)險型決策方法
在建模時,如果涉及到最優(yōu)方案的選擇,每種方案相關(guān)條件是不確定的,要結(jié)合概率來做判斷,這就屬于風(fēng)險型決策。做決策時,抉擇的標(biāo)準(zhǔn)有很多,損益的最大期望值就是其中之一。該方法通過計算各個可行方案的期望損益值,選擇其中期望收益最大的或期望損失最小的方案作為最優(yōu)方案。
計算的過程可以在損益表中進(jìn)行,也可以用決策樹方法。在決策樹中,用矩形方框代表決策點,表示該處需要做出方案選擇;從矩形引出若干條直線,表示各種備選方案,稱為方案枝;在直線末端畫一圓圈代表機會點;從機會點引出若干直線代表自然狀態(tài),分別標(biāo)上概率,稱為概率枝。在概率枝的末端標(biāo)上該條件下的損益值,最終得到整個樹形圖。通過從右往左,比較每個方案枝的損益值,選出最大值對應(yīng)的方案。決策樹方法,所用到的數(shù)學(xué)工具簡單,并且可以直觀的把討論的問題的所有信息展示出來,方便決策者整體把握。尤其是對于面臨的方案、狀態(tài)較多,并且行動方案帶有階段性,不同階段的不同狀態(tài)有著相互影響的時候,更適合用決策樹的方法。
在該方法中,選擇方案所依賴的一個重要信息就是各自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率,也叫先驗概率。概率如果出現(xiàn)一些偏差有可能引起決策結(jié)果的改變。決策時,先驗概率可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)或經(jīng)驗得到,具有一定的主觀性。為了降低風(fēng)險,也可根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),搜集補充資料,進(jìn)行修正,利用貝葉斯定理計算后驗概率,利用后驗概率進(jìn)行期望損益值計算,選擇方案。
2.不確定型決策方法
如果對于自然狀態(tài)的概率完全不確定,則可使用不確定型決策方法,一般有“樂觀決策法”,“悲觀決策法”,“α系數(shù)決策法”,
“等概率決策法”等。其中,等概率決策表示取各自然狀態(tài)概率相等,與決策樹方法類似。“樂觀決策法”是在每個方案的最大損益值中挑選最大值對應(yīng)的那個方案。“悲觀決策法”是在每個方案的最小損益值中挑選最大值對應(yīng)的方案?!唉料禂?shù)決策方法”則是對上述兩種方法的折衷選擇。同一問題,采取的方法不同,有可能會得到不同的方案。比較來看,“樂觀決策法”適合對未來發(fā)展形勢樂觀,對市場有信心的決策者;“悲觀決策法”則適合承擔(dān)風(fēng)險能力小,比較保守,缺乏信心的企業(yè)決策者;“α系數(shù)決策方法”則是體現(xiàn)了決策者對未來發(fā)展形勢的中立看法。
三、案例分析
例1:某公司打算擴大生產(chǎn)規(guī)模,有三個行動方案d1,d2,d3,兩個自然狀態(tài)θ1,θ2,d1,d2,d3在狀態(tài)θ1下?lián)p益值(萬元)分別為8,-1,3;在狀態(tài)θ2下的損益值分別為-3,6,4;該選擇哪個方案最佳?
首先,如果知道每個自然狀態(tài)的概率,假設(shè)P(θ1)=0.8,P(θ2)=0.2,那么可以用以期望值為標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險型決策方法,為直觀,我們用決策樹來體現(xiàn)決策問題的整體局面。
在決策點1處,方案d1期望損益最大,選擇方案d1作為最終的行動方案。
如果自然狀態(tài)的概率未知,則可選擇不確定型決策方法。例如等概率決策方法,假設(shè)每種狀態(tài)的概率相同P(θ1)=0.5,P(θ2)=0.5,則可得各方案的期望收益為E(d1)=2.5,E(d2)=2.5,E(d3)=3.5,此時將選擇d3作為最優(yōu)方案。
此外,若不使用自然狀態(tài)概率,則也可根據(jù)決策者的對市場的預(yù)期和主觀判斷來決策方法。比如決策者比較保守求穩(wěn),認(rèn)為形勢不樂觀,用“悲觀決策法”??梢员容^出每個方案的最低收益分別為-3,-1,3,最低收益中最大值為3,所以方案d3為最優(yōu)方案。
四、結(jié)語
從上述案例中,我們可以看出選擇的方案會隨著決策方法的不同而改變。在同一個問題中,很難用理論證明哪種方法更好。所以在建模過程中,決策者需要對歷史數(shù)據(jù),對市場的客觀情況有充分的分析,在合理的假設(shè)下選擇合適的決策方法進(jìn)行分析,并且可以對不同決策方法所得的結(jié)果進(jìn)行對比驗證,進(jìn)而取得最佳決策方案。
參考文獻(xiàn):
[1]徐國祥.統(tǒng)計預(yù)測與決策[M].上海:上海財經(jīng)大學(xué)出版社,2015(7).
[2]姜啟源,謝金星,葉俊.數(shù)學(xué)模型[M].北京:高等教育出版社,2009(11).
[3]朱建平,靳劉蕊.經(jīng)濟預(yù)測與決策[M].廈門:廈門大學(xué)出版社,2017(8).