第十章：多目标决策与多属性效用.ppt

概念 多目标决策方法是从20世纪70年代中期发展起来的一种决策分析方法。决策分析是在若干可选的方案中选择和决定最佳方案的一种分析过程 概念 在社会经济系统的研究控制过程中我们所面临的系统决策问题常常是多目标的，例如我们在研究生产过程的组织决策时，既要考虑生产系统的产量最大，又要使产品质量高，生产成本低等。这些目标之间相互作用和矛盾，使决策过程相当复杂使决策者常常很难轻易作出决策。这类具有多个目标的决策总是就是多目标决策。 概念 多目标决策方法现已广泛地应用于工艺过程、工艺设计、配方配比、水资源利用、环境、人口、教育、能源、企业高速武器系统设计和评价、经济管理等领域。 概念 多目标决策的特点 （1）不可共度性：各个目标没有统一的度量标准，因而难于比较 （2）矛盾性：如果采用一种方案改进某一目标，可能会使另一种目标的值变坏 不能把多目标并为单个目标，使用单目标的决策问题的方法求解多目标问题 基本解决方法 化多为少法：将多目标问题化成只有一个或二个目标的问题，然后用简单的决策方法求解，最常用的是线性加权和法 分层序列法：将所有目标按其重要性程度依次排序，先求出第一个最重要的目标的最优解，然后在保证前一目标最优解的前提下依次求下一目标的最优解，一直求到最后一个目标为止。 基本解决方法 直接求非劣解法：先求出一组非劣解，然后按事先确定好的评价标准从中找出一个满意的解。 目标规划法：对于每一个目标都事先给定一个期望值，然后在满足系统一定约束条件下，找出与目标期望值最近的解。 多属性效用法：各个目标均用表示效用程度大小的效用函数表示，通过效用函数构成多目标的综合效用函数，以此来评价各个可行方案的优劣 基本解决方法 层次分析法：把目标体系结构予以展开，求得目标与决策方案的计量关系。 重排序法：把原来的不好比较的非劣解通过其他办法使其排出优劣次序来。 多目标群决策和多目标模糊决策等。 制定多目标决策的过程 制定多目标决策的过程 注意问题 （1）模型包括：思维模型、图表模型、实物模型、数学模型。模型的用途是去产生各种行动方案 （2）属性的值是采用某一方案x时，各个目标所达到的程度的一种测度，属性的值由模型或主观判断获得 制定多目标决策的过程 （3）对方进行分析和评价，按决策规则把每一个方案和其他所有方案比较 （4）价值判断： 定义问题，辨认问题的界限和环境 选择模型、确定模型的关键变量 决策规则的选定 多目标决策的五要素 五要素：决策单元、一集目标、一集属性、决策情况和决策规则 决策单元和决策人 决策人、分析人员、人机系统构成决策单元. 决策单元的作用：提供价值判断，据以排列方案 的优先序 功能：接受输入信息产生内部信息形成系统知识作决定 多目标决策的五要素 目标 目标是决策人希望到达的状态 目标可以表示成层次结构: 最高层目标是促使人们研究该问题的原动力, 但是它过于笼统，不便运算,需分解为具体而便于运算的下层目标。某流域水资源项目的目标如下图: 多目标决策的五要素 属性集(Set of Attributes)和代用属性(Proxy attribute) 属性是对基本目标达到程度的直接度量 当目标无法用属性值直接度量时，用以衡量目标达到程度的间接量叫代用属性 例如： i生态保护：用野生动植物品种数量的增减、鱼类的品种数量，洄游鱼类的通过量 ii,合格的教师队伍: 用教师的学历结构、职称结构、专业结构、科研能力(论文、成果数量)等来衡量. 多目标决策的五要素 对属性的要求： ①可理解：属笥要能充分说明目标满足的程度 ②可测：给定方案的属性在实际上可以用数值(以一定单位)来表示 对属性集的要求： ①完全的：反映了决策问题的所有重要方面 ②可运算的：能有效地用于进一步的分析 ③可分解的：属性集可以分成几部分，使评价简化 ④非冗余的：问题没有那个方面被重复考虑 ⑤最小的：对同一问题，找不到另一个完全的属性集，它有更少数目的元素 多目标决策的五要素 决策形势(情况)( Decision Situation) 决策形势指决策问题的结构和环境,它的范 围宽窄不等。 宽到包括全过程，方案无限多, 如：大型水利工程，区域规划，国民经济规划 窄到只包括分析评价步……方案数有限, 例：购物，分配选点，扩建学校。 多目标决策的五要素 决策规则(Decision Rule) 决策即选择最好的可行方案,这就需要对方案根据 其性能排序(或分挡定级).而对方案排序或分挡定 级的依据称作决策规则. 有时目标的阐述包含了决策规则, 如：公司的目标：获得最大利润. 有时需另加说明, 例：改善水质. 决策规则可分为两大类