决策理论7-多目标决策的基本概念课件.ppt
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- 决策 理论 多目标 基本概念 课件
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1、7 多目标决策的基本概念n7.1 多目标决策及其特点n7.2 多目标决策与多目标评价n7.3 多目标决策问题的要素n7.4 多目标决策问题的符号表示n7.5 非劣解与最佳调和解7.1 多目标决策及其特点多目标决策例子多目标决策例子:在现实生活和工作中遇到的问题常常会有多个目标。1.综合利用水利工程的建设,通常要在适当地点修建一个水坝,并具有发电、防洪。航运等功能。同时,工程建设也要大量投资、会有淹没损失、需要安置移民;在选择水库库容(即确定坝高)的时候,就应综合考察发电、防洪、淹没(移民)、投资等多个目标。2.在若干候选人中选择一位担任某个职务时,年龄和健康状况、工作作风、品德、才能等都是重要
2、的评价因素。3.还有在某地区现有的若干所学校中扩建其中的一所、学生毕业后的择业;4.即使是购物,比如买衣服,总希望价廉、物美(尺寸合适、款式新颖、颜色中意、面料结实、加工质量高)等等。例子:买车备选车价格(万元)油耗(升/百公里)舒适度Mercedes(M)402510Chevrolet(C)15183Toyota(T)25106Volvo(V)35158单目标决策1(价格):价格(C)价格(T)价格(V)价格(M)单目标决策2(油耗):油耗(T)油耗(V)油耗(C)舒适(V)舒适(T)舒适(C)多目标决策问题的特点多目标决策问题的特点决策问题的决策问题的目标多于一个目标多于一个。多目标决策问
3、题的目标间多目标决策问题的目标间不可公度不可公度(non-commensurable),即各目标没有统一的衡量标准或计量单位,因而难以进行比即各目标没有统一的衡量标准或计量单位,因而难以进行比较。较。例如,水利工程建设问题中的发电这一目标可以用年发电量(亿度/年)或装机容量(万千瓦)来描述,而防洪效益只能用下游免遭洪涝灾害的面积(亩)来表征,淹没损失用水库建成后淹没的耕地和山林面积和淹没地区需要移民的数量(人)来说明,投资则应该用货币(万元)表示。多目标决策问题的特点多目标决策问题的特点各目标间的各目标间的矛盾性矛盾性。如果多目标决策问题中存在某个备选方案使所有目标都达到最优,即存在最优解,那
4、么目标间的不可公度性倒也不成问题了,只是这种情况很少出现,绝大部分多目标决策问题的各个备选方案在各目标之间存在某种矛盾,即如果采用一种方案去改进某一目标的值,很可能会使另一目标的值变坏。例如,水利工程建设问题,想要提高发电和防洪效益,就要提高水头,增加大坝高度,但是同时也需要增加投资,加大淹没损失和移民数量。由于多目标决策问题多个目标之间的矛盾性和不可由于多目标决策问题多个目标之间的矛盾性和不可公度性,因此不能用求解单目标决策问题的方法求公度性,因此不能用求解单目标决策问题的方法求解多目标决策问题。解多目标决策问题。买车问题的决策目标和属性Max(satisfaction car to buy
5、)Min(油耗)Min(价格)Max(舒适度)40,15,25,3525,18,10,1510,3,6,8总目标分目标属性值术语1:nObjectives(目标)(目标):nAn objective has been defined by Keeney and Raiffa as an indication of the preferred direction of movement.nThus,when stating objectives,we use terms like minimize or maximize.nTypical objectives might be to minim
6、ize costs or maximize market share.术语2:nAttributes(属性)(属性)nAn attribute is used to measure performance in relation to an objective.nFor example,if we have the objective maximize the exposure of a television advertisement we may use the attribute number of people surveyed who recall seeing the advert
7、isement in order to measure the degree to which the objective was achieved.nSometimes we may have to use an attribute which is not directly related to the objective.Such an attribute is referred to as a proxy attribute.For example,a company may use the proxy attribute staff turnover to measure how w
8、ell they are achieving their objective of maximizing job satisfaction for their staff.多目标决策的目标树Overall ObjectiveObjective 2Objective 1Objective nSub-objective 1Sub-objective 1Sub-objective 1Sub-objective 1Attribute for Sub-objective 1Attribute for Sub-objective 1Attribute for Sub-objective nAttribut
9、e for Sub-objective 1First level objectivenThe highest level of this structure generally represents the broad overall objectives that are instrumental in initiating the multiple objective decision problem in the first place.nThese objectives are,however,often vaguely stated and,hence,unoperational.S
10、econd level objectivesnAs we go down the hierarchical level,objectives at the lower level are more specific and more operational than those in the higher level.nThey are perceived as means to achieving higher ends represented by objectives in the higher level.nThus objectives at the lowest level of
11、the hierarchy are“most specific”and“most operational”.Attributes for objectivesnAn objective is operational is there is a practical way to assess the level of achieving such an objective.nTo facilitate this practical method,a set of attributes is assigned to each objective in the lowest level.nAn at
12、tribute is a measurable quantity whose value reflects the degree of achievement for a particular objective.多目标决策问题的分类多目标决策问题的分类最常用的分类法是按备选方案的数量来划分。1.多属性决策问题(multi-attribute decision making problems)这一类决策问题中的决策变量是离散型的,其中的备选方案数量为有限个,因此,有些文献也称之为有限方案多目标决策问题。这一类问题求解的核心是对各备选方案进行评价后排定各方案的优劣次序,再从中择优。2.多目标决策
13、问题(multi-objective decision making problems)这一类决策问题中的决策变量是连续型的,即备选方案数有无限多个,因此,有些文献也称之为无限方案多目标决策问题。求解这类问题的关键是向量优化,也即数学规划问题。多目标决策术语多目标决策术语 (1)属性属性(attribute)备选方案的特征、品质或性能参数。(2)目标目标(objective)它是决策人所感觉到的比现状更佳的客观存在,用来表示决策人的愿望或决策人所希望达到的、努力的方向。(3)目的目的(goal)是在特定时间、空间状态下,决策人所期望的事情。目标给出预期方向,目的给出希望达到的水平或具体数值。(
14、4)准则准则(criterion)是判断的标准或度量事物价值的原则及检验事物合意性的规则,它兼指属性及目标。7.2 多目标决策与多目标评价n1.多目标决策的求解过程多目标决策的求解过程n2.多目标评价多目标评价1.多目标决策的求解过程多目标决策的求解过程2.多目标评价多目标评价n评价是多目标决策过程中的重要步骤,或者说是关键性环节,评价的结果用作最终决策的依据。n有时候,评价可以作为独立的活动存在,与决策不发生直接的关联。评价/评估的分类n一类是对现存的已有系统或被评对象进行的,是根据一定的标准去测量和判定被评对象的性能和质量。这种评价的出发点是:n存在有效的标难,可以根据这一标难,收集系统的
15、有关资料,确定系统实际存在的性能和质量状况;n可以将系统实际的性能和质量与某个规定的标难相比较,判断系统性能是否合格或优劣.n另一类评价是针对待建系统的评价,通常是对某个工程项目或拟开发系统的若干个不同的设计方案进行的分析和评价,上图所示典型的多目标决策的求解步骤更切合这一类评价问题。评价的基本过程包括:确定评价标准;收集相关资料;对所收集的信息进行分析;用适当的方法形成评价结果。(1)评价的原则评价的原则一般来说评价是为了更好地决策,评价的结果直接影响决策的正确性,因此组织和实施评价时应该遵循如下基本原则:科学性;客观性;可比性;有效性;动态性。(2)评价的实施评价的实施从理论上讲,评价应该
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