《決策學》模型的建立模擬和預測

第五章模型的建立、模擬和預測

教師：邢戰雷單位：陜西科技大學管理學院E-mail:xingzhanlei@手機QQ：704960357《決策學》

學習目標描述建模過程；針對特定問題情境進行建模；建立和操作一個蒙特卡羅模擬；描述、應用各種不同的預測方法并對各種方法比較說明；www.xingzhanlei@寫在前面的話建模——船模、車模、房?！@里說的是數學模型電腦游戲的基礎；幫助管理者預測局勢；通過模擬，將現實的經驗和情境模擬化，無需再現實中構建該情境。但是，因素復雜時，建模不適合。斯諾克模擬動力守恒數學模型M1V1=M2V2；預測模型通常是用來預測將來的，有著不同程度的精密性和復雜性。觀察過去并知道當前動態使計劃的制定者較好的把握未來的事件。www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@1123www.xingzhanlei@最新、最先進的“地圖理論”及其訓練1，閉目想象學校南教學區、學生生活區、沁園小區的大體輪廓；2，畫出輪廓（道路、大門）；3，畫出圖書館、未央湖分湖的大體輪廓；4，畫出教學樓1、2、3的大體位置及輪廓；5，畫出逸夫樓和實驗樓輪廓；6，畫出學校的綠化地帶；7，修飾雕琢，并簽上“班級—姓名—20101126”；總時間控制：20分鐘www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@第一節模型、建模循環、創建模型www.xingzhanlei@囚犯困境的結局矩陣Art的策略坦白否認Bob的策略坦白否認3年3年2年2年1年10年1年10年對A：B若坦白，A坦白好(3年<10)B不坦白，A坦白好(1年<2)對B：A若坦白，B坦白好(3年<10)A不坦白，B坦白好(1年<2)www.xingzhanlei@占優策略：無論對方策略為何，自己只有一種最優行為Art和Bob應該都否認，這是因為：如果他們都否認，毎人只會判2年但他們并不知道對方是否會否認如果Art坦白，但是Bob否認，

Art只會判1年如果Art否認,但是Bob坦白，

Art將會判10年他們最終最優的決定都是坦白——納什均衡納什均衡www.xingzhanlei@占優策略并不是最優策略對雙方最優：都不承認但不能串供，即使能串供，也不相信對方www.xingzhanlei@模型及其建立www.xingzhanlei@話題1——模型（P159-160）模型是所研究的系統、過程、事物或概念的一種表達形式，也可指根據實驗、圖樣放大或縮小而制作的樣品，一般用于展覽或實驗或鑄造機器零件等用的模子。模型可以取各種不同的形式，不存在統一的分類原則。按照模型的表現形式可以分為物理模型、數學模型、結構模型和仿真模型。模型的形式：圖標模型——圖標模型是最不抽象的一種模型，它是系統的物理復制，通常是原型的不同比例縮小的實物。

象征模型——各種流程圖+數學模型。重點放在當時的情境中并強迫人們思考程序是如何進行的，從而發現無效之處并進行改進。模擬模型——情境再現。知識點www.xingzhanlei@一個好模型帶來的好處知識點www.xingzhanlei@圖標模型模擬模型www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@系統往往是混亂的，具有很多可能的影響因素和很多子系統。我們需要選擇那些對模型輸出具有顯著影響的因素。www.xingzhanlei@話題2——建模的循環過程（P161-162）建模是個循環的過程。建模時，我們要對各種可以包含在模型中的因素進行篩選。模型建立后，測試精確性；同時與現實世界的事件進行比較，測試對不同輸入條件下是如何反應的（敏感性分析）；再次進行測試；直至該模型提供的解決方案足夠可靠并能據此決策。模型要盡力捕捉現實生活系統的本質，但是它們只能做到接近而非完全相同，因為現實是復雜的。參考P161的圖www.xingzhanlei@評價模型構建過程演示階段1：概括問題情境識別問題描述系統階段2：建立模型；分析，偏好，選擇（差異化分析）；有效性和效用的檢驗（科學/公平）敏感性分析階段3：計劃實施、過程控制；執行與檢測；記錄和修正知識點www.xingzhanlei@建模的影響因素實體——具有屬性，屬性說明了某種行為特性；行為者——系統中那些被主要問題包圍的人員；需要解決該問題的人；所有涉及該過程的人；過程——系統總發生的變化。定量因素——容易測得，對問題有顯著作用的因素；定性因素——無形，主觀的和無法直接測度的。問題——面臨的、潛在的、綜合的情況、難處等；簡單復雜www.xingzhanlei@卷煙市場預測的影響因素分析

更高的消費結構結構提升幅度更大的市場容量市場容量經濟人文因素導向消費者需求政策社會因素導向卷煙市場需求變化示意圖市場監督和控制www.xingzhanlei@學科成績綜合測評模型構建階段1：系統描述與因素識別問題描述：如何更加科學、公平的綜合評價學生的課程學習成績？識別問題/因素：出勤？聽講？老師？學生？環境？教材？個人偏好？決策模型建立目的：科學、公平的綜合評價成績。階段2：模型構建與修正數據真實性；方法科學性和有效性階段3：執行和過程控制老師控制；學生控制；執行力出現了問題www.xingzhanlei@現場調查

1、請寫出課程期末綜合成績考評指標、課程教師教學考核指標；

2、并賦予每個指標權重。www.xingzhanlei@課程綜合成績評價模型初步構建一級指標二級指標三級指標

權重（學分）數值評價指標權重數值評價指標權重數值《決策學》綜合評價指標模型

0平時成績A10.40出勤率A11

課堂討論A12

作業A13

學生和老師間的適應？A14

考試成績A20.60答題質量A21

卷面A22

知識點www.xingzhanlei@課程綜合成績評價模型期末綜合成績=A1*0.4+A2*0.6難題1：權重如何確定？難題2：真實數值是否可以輕易獲得？www.xingzhanlei@一級指標權重二級指標權重三級指標教學數量（A1）0.3本科課程0.35

研究生課程0.35公共課程0.2講座0.1

教學質量（A2）0.7教學形象0.1儀表儀態言談舉止板書或課件設計水平對待工作的態度教材講解0.2語言表達內容處理聯系實際講解熟練多媒體使用教學內容0.2內容熟悉，條例清楚相關學科知識新成果、新發展輔助參考書教學效果0.25學生學習興趣提高學生自學、分析與解決問題能力學生出勤率學生學習技能提高教學創新0.25教學手段的創新教學方式的創新知識點www.xingzhanlei@教師教學績效評價模型教師教學績效評價=A1*0.3+A2*0.7怎樣保證評價結果的有效性？www.xingzhanlei@模型建立的成本與收益分析效率的提高競爭力的提升效果上的改進培訓和行政成本數據收集和分析模型構造和計算成本成本-收益成本收益在構建模型時，如何實現成本最小/降低和收益最大/增加？知識點www.xingzhanlei@建模中的注意——“六個必要”和“九個原則”及時給出答案；檢查數據來源；傾聽大家意見了解組織背景了解參與其中的人考慮是否可以用橫向思維來解決問題自己和所有人理解模型；經常對數據提出質疑；分析之前仔細思考；目標不是絕對不變的；不要期望所有的結果都是“正態分布”；模型評估分外謹慎；檢查問題的邊界；參與能夠加強理解；攻其要害六個必要九個原則www.xingzhanlei@不得不說——模型的有效性模型的有效性取決于它對現實的反應程度。模型之所以對決策有幫助，是因為：結論和預測都很精確；通過在實施之前的實驗降低了風險；強化了人們對模型的理解，模擬了創造性，并評價了其他可供選擇的方案。模擬模型建立后，致力于研究隨著時間的推移，實體究竟是如何被各種因素所影響的其他方案評價標準你知道么因素敏感www.xingzhanlei@流程圖www.xingzhanlei@

1.3取款處理

1.1業務分類處理D1帳目現金庫儲戶存折存(取)款單存折存折存款單取款單存折存折1.2存款處理www.xingzhanlei@預測模型及其建立（重點）www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@什么是預測？P173預測是所有商業活動的基礎。精確地計劃和預測對于商業的健康發展至關重要。管理信息不充分或者不完全，可能暗示著管理者有所隱瞞；或者暗示著他們在對商業活動的控制上，不具備充分的技巧。大多數管理活動都是在預測不確定將來的基礎上進行的。相近論述和清楚明白的預測比管理者頭腦中固有的想法或者由占卜得來的觀點可靠得多。所有的預測都應該與正確的商業目標相比較，最終的階段是檢測和控制，保證我們正確的行動、修改工作預測和重新確立組織目標。www.xingzhanlei@什么是預測？預測是通過對客觀事實歷史和現狀進行科學的調查和分析，由過去和現在去推測未來，由已知去推測未知，從而揭示客觀事實未來發展的趨勢和規律。作用（1）為制訂一個切實可行的計劃提供科學依據事實；（2）是避免決策片面性和決策失誤的重要手段（3）既是計劃的前提條件，又是計劃工作的重要組成部分（4）是提高管理預見性的一種手段。（5）向前看，面向未來，做好準備，發現問題集中力量解決，一定程度上決定組織成敗。知識點www.xingzhanlei@科學的數據分析流程

規劃

—確定預測的目標，規劃分析流程采集

—從多源頭收集數據信息訪問

—讀取并匯總來自多數據庫源的數據準備

—對數據信息的整理和準備，為數據分析作準備分析

—選擇預測方法，開展數據分析輸出

—對市場預測分析結果的輸出傳播

—向領導和相關員工傳播預測結果，實現科學決策www.xingzhanlei@預測的必要性和重要性(應用范圍)外部市場銷售預測----憑借歷史數據和當前信息，我們未來一年的銷售量和利潤額可以達到多少產品預測----未來產品研發和產品改進的重心在哪里價格預測----分析市場價格趨勢,為產品制定具備誘惑力的價格市場預測----哪些市場處于發育初期，哪些市場尚有很大發展空間，新的增長點在哪里客戶預測----哪些客戶群將成為新產品的潛在購買者，哪些客戶面臨流失，哪些客戶的需求將大幅攀升競爭預測----新老競爭對手的加入，將在未來一年瓜分多大的市場份額內部管理庫存預測----如何保證正常供給，從容擬定采購計劃，最低成本擁有庫存成本預測----加大市場投入后,未來一年的成本上升幅度是多少資源預測----運營需要資金、人員、原材料等資源，如何確定需求,保證正常調用知識點www.xingzhanlei@預測的分類按期限分長期預測:其期限一般在十年或十年以上。中期預測:其期限一般在五年左右。短期預測:其期限通常在一年或短于一年。按方法分（重點）

定性預測:在缺乏足夠的統計數據或原始資料的條件下以及對某些影響因素難以量化的情況下，依靠預測者的知識，經驗等作出的預測。定量預測:通過對數據的分析而進行的預測.按預測范圍分宏觀預測：涉及全局或整體微觀預測：指繼承組織內的預測。www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@傳統預測方法——定性預測方法

定性預測方法可以對預測對象做出變動方向和性質上的推斷;定性預測法是根據銷售歷史資料和相關資料，利用對業務知識熟悉、具有豐富經驗和較強的綜合分析能力的業務人員或專家學者，對未來銷售趨勢做出性質上的判斷和預測。由于搜集到的資料大部分來源于銷售一線，所以能比較真實地反映銷售的趨勢性和方向性，所以它往往作為定量預測的前提。但這種方法也有不足之處:它只能預測一些簡單的事件;容易由于個人主觀的錯誤引起整個預測結果的偏差。一般來說，在傳統的銷售預測中常用的定性預測方法有五種：高級經理意見法、對比類推法、銷售人員意見法、購買者期望法和德爾菲法。知識點www.xingzhanlei@方法回顧——高級經理意見法高級經理意見法是依據銷售經理（經營者與銷售管理者為中心）或其他高級經理的經驗與直覺，通過一個人或所有參與者的平均意見，求出銷售預測值的方法。適用情況：當搜集到的資料不足而預測者的經驗相當豐富；無法依照時間系列分析預測未來時；不足之處：以個人的經驗為基礎，不如統計數字那樣令人信服；最大缺點在于經理的主觀看法可能會導致預測結果不夠客觀；因此這種方法在現代銷售預測中用的越來越少。知識點www.xingzhanlei@方法回顧——銷售人員意見集合法

銷售人員意見法是利用銷售人員對未來銷售進行預測。有時是由每個銷售人員單獨作出這些預測，有時則與銷售經理共同討論而作出這些預測。預測結果以地區或行政區劃匯總，一級一級匯總，最后得出企業的銷售預測結果。由于銷售人員最接近消費者和用戶，對商品是否暢銷、滯銷比較了解．對商品花色．品種、規格、式樣的需求等都比較了解，所以，許多企業都通過聽取銷售人員的意見來預測市場需求。Y=x1﹡a1+x2﹡a2+x3﹡a3

其中，Y表示預測平均值，x1、x2、x3表示A、B、預測值，a1、a2、a3分別表示A、B、C出現的概率或權重。知識點www.xingzhanlei@方法回顧——德爾菲法（DelphiMethod）

德爾菲法依據系統的程序，采用匿名發表意見的方式，即專家之間不得互相討論，不發生橫向聯系，只能與調查人員發生關系，通過多輪次調查專家對問卷所提問題的看法，經過反復征詢、歸納、修改，最后匯總成專家基本一致的看法，作為預測的結果。這種方法具有廣泛的代表性，較為可靠。德爾菲法是預測活動中的一項重要工具，在實際應用中通過通常可以劃分三個類型：經典型德爾菲法（ClassicalDelphi）、策略型德爾菲法（PolicyDelphi）和決策型德爾菲法（DecisionDelphi）。知識點www.xingzhanlei@預測模型的特征預測模型帶來的好處是顯而易見的，我們應該將這些好處列舉出來，幫助理解、識別關鍵變量，并維持各種選擇方案的多樣性。非定量模型適合用來預測主觀部分。專家小組、德爾菲法、市場觀察和集體團隊工作；不能全面分析或者判斷；高估或者低估；從技術角度而言，預測大多數情況是不正確的，需要我們在實際中進行不斷重新預測和糾正。預測要以戰略要求為依據，重要因素有：需求的增長；消費的季節性變化；消費者行為的不確定性；競爭者之間的價格差異；www.xingzhanlei@常見的定量預測模型時間序列模型移動平均數指數平滑模型線性規劃www.xingzhanlei@在生產和科學研究中，對某一個或一組變量x(t)進行觀察測量，將在一系列時刻t1,t2,…,tn(t為自變量且t1<t2<…<tn)所得到的離散數字組成序列集合x(t1),x(t2),…,x(tn)，我們稱之為時間序列，這種有時間意義的序列也稱為動態數據。這樣的動態數據在自然、經濟及社會等領域都是很常見的。時間序列分析是根據系統觀測得到的時間序列數據，通過曲線擬合和參數估計來建立數學模型的理論和方法。它一般采用曲線擬合和參數估計方法進行。時間序列分析常用在國民經濟宏觀控制、區域綜合發展規劃、企業經營管理、市場潛量預測、氣象預報、水文預報、地震前兆預報、農作物病蟲災害預報、環境污染控制、生態平衡、天文學和海洋學等方面。

時間序列模型www.xingzhanlei@時間序列數據分析法

時間序列法是需求預測工作中運用得比較多的一種預測方法。它是將過去的銷售歷史資料和數據，按時間順序排列，根據時間序列所反映的銷售的發展、方向和趨勢，將時間序列外推或延伸，以預測未來可能達到的水平。平均預測法時間序列分解法趨勢外推法時間序列平滑預測法自適應過濾法平穩時間序列預測法www.xingzhanlei@獎學金評定www.xingzhanlei@知識點www.xingzhanlei@舉例說明www.xingzhanlei@知識點www.xingzhanlei@www.xingzhanlei@舉例（P178）www.xingzhanlei@指數平滑模型指數平滑預測法是以加權平均的觀點建立起來的，是移動平均法的改進。前面介紹的一次移動平均法假定最近期間內的N個數據同等重要，從加權平均的觀點來看，即認為預測值是前N個數據以相等的權系數1/N的加權平均值，而所取期間以外的其他數據對此預測值毫無影響，即權系數為0。然而，越近期的數據對未來的影響越大，反映的信息越新，因此，越接近預測時點的數據，對于預測的意義越為重要。歷史數據對預測的重要程度應按時間上的由近至遠遞減。一個數據的重要程度由其參與求加權平均值所取的權重來體現。當權重系數按照指數規律遞減時，這種加權平均法就叫做指數平滑法。對于以隨機變化為主的時間序列，可以用一次指數平滑法。www.xingzhanlei@多說幾句——第一期的預測值初始值的確定，即第一期的預測值。一般原數列的項數較多時（大于15項），可以選用第一期的觀察值或選用比第一期前一期的觀察值作為初始值。如果原數列的項數較少時（小于15項），可以選取最初幾期（一般為前三期）的平均數作為初始值。指數平滑方法的選用，一般可根據原數列散點圖呈現的趨勢來確定。如呈現直線趨勢，選用二次指數平滑法；如呈現拋物線趨勢，選用三次指數平滑法?；蛘?，當時間序列的數據經二次指數平滑處理后，仍有曲率時，應用三次指數平滑法。www.xingzhanlei@多說幾句