Матрица ценностей представлена в табл. 2. Там же приведены значения критериев. Лучшие по каждому из критериев решения показаны жирным шрифтом:
Таблица 2.
Номер альтерна- |
Состояние внешней среды |
Критерий |
|
|
||
тивного решения |
1.Конкурен- |
2.Конкурен- |
Критерий |
Максимакс- |
Критерий |
Критерий |
|
ция на преж- |
ция усилилась |
Вальда |
ный |
Гурвица |
Лапласа |
|
нем уровне |
|
|
|
( 0.4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.Продолжать |
125 |
90 |
90 |
125 |
104 |
112,5 |
работу в обыч- |
|
|
|
|
|
|
ном режиме |
|
|
|
|
|
|
2.Усилить рек- |
120 |
95 |
95 |
120 |
105 |
112,5 |
ламную деятель- |
|
|
|
|
|
|
ность |
|
|
|
|
|
|
Методика принятия решения в условиях риска.
Если каким-либо образом (например, экспертным методом) оценены вероятности состояний внешней среды ( p j ), то для оценки альтернативных
решений используются критерии Байеса-Лапласа или Ходжеса-Лемана:
Критерий Байеса-Лапласа: |
|
|
|
|
p |
|
u |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
u |
i |
j |
ij |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
min |
|
|
|
|
|
0 1 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ui , где |
||||||||
Критерий Ходжеса-Лемана: ui (1 |
)ui |
|
|||||||||||
коэффициент доверия к вероятности (т.е. к экспертам).
Варианты индивидуальных заданий Вариант 1. Предприятие имеет три альтернативных варианта своей ры-
ночной стратегии. Оценка его прибыли в зависимости от состояния внешней среды приведена в табл. 3.
А) Принятие решения в условиях неопределенности.
Необходимо найти оптимальные стратегии при пессимистической оценке (по критерию Вальда), оценке Лапласа, взвешенной оценке (по крите-
рию Гурвица). Значение коэффициента оптимизма выбрать самостоятельно.
Результаты выбора решения отразить в таблице, аналогично табл. 2. Сделать выводы о применимости критериев.
Б) Принятие решения в условиях риска.
25
Пусть получены экспертные оценки вероятностей состояний внешней среды p1=0.5, p2=0.35, p3=0.15. Оценить альтернативные решения по крите-
рию Байеса-Лапласа. Результаты вычисления ценности альтернативных ре-
шений занести в ту же таблицу. Выбрать наилучшее решение. Сравнить ре-
зультат выбора с полученными ранее результатами выбора решения в усло-
виях неопределенности.
Таблица 3.
Возможные |
аль- |
Возможные состояния внешней среды |
|
||
тернативные решения |
1.Конкуренция |
на |
2.Конкуренция немного |
3. Конкуренция |
|
|
|
прежнем уровне |
|
усилилась |
резко усилилась |
1. Продолжать работу в |
100 |
|
80 |
50 |
|
обычном режиме |
|
|
|
|
|
2.Активизировать |
рек- |
90 |
|
90 |
70 |
ламную деятельность |
|
|
|
|
|
3.Активизировать |
рек- |
60 |
|
70 |
80 |
ламу и снизить цены |
|
|
|
|
|
Варианты 2-14.
Постановка задачи такая же, как и для варианта 1. Численные значения
матрицы ценности альтернатив (т.е. оценок прибыли предприятия) приведе-
ны в табл. 4.
Таблица 4.
№ варианта |
Матрица ценности |
№ варианта |
Матрица ценности |
№ варианта |
Матрица |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ценности |
||
1 |
100 80 50 |
6 |
100 80 50 |
11 |
100 70 50 |
||||
|
90 |
90 70 |
|
90 100 70 |
|
90 |
90 60 |
||
|
60 |
70 80 |
|
60 |
90 80 |
|
50 |
60 70 |
|
2 |
100 70 60 |
7 |
100 80 50 |
12 |
100 70 50 |
||||
|
80 |
90 70 |
|
80 |
90 70 |
|
80 |
90 60 |
|
|
60 |
70 80 |
|
60 |
90 80 |
|
60 |
70 80 |
|
3 |
100 80 40 |
8 |
100 80 40 |
13 |
100 80 50 |
||||
|
70 |
90 60 |
|
70 |
90 50 |
|
70 |
90 60 |
|
|
60 |
70 80 |
|
50 |
70 80 |
|
60 |
70 70 |
|
4 |
100 80 20 |
9 |
100 80 50 |
14 |
100 80 50 |
||||
|
80 |
90 40 |
|
80 |
90 70 |
|
70 |
90 70 |
|
|
30 |
40 80 |
|
40 |
70 80 |
|
40 |
60 70 |
|
5 |
100 80 50 |
10 |
100 80 30 |
15 |
100 80 40 |
||||
|
80 |
95 70 |
|
90 |
90 40 |
|
80 |
90 70 |
|
|
60 |
70 80 |
|
50 |
60 70 |
|
50 |
70 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ранжирование критериев
26
Пусть все критерии можно ранжировать (строго упорядочить) по важно-
сти так, что при последовательном рассмотрении критериев вначале исполь-
зуется первый (наиболее важный с точки зрения ЛПР) критерий, затем вто-
рой и т.д. Это позволяет на множестве допустимых решений задать лексико-
графическое отношение предпочтения.
Определение 5. Допустимое решение x лексикографически предпоч-
тительнее допустимого решения x ,если выполняется одно из условий:
1) f1(x )>f1(x ), |
(4) |
|
|
|
2) i m f (x j) f (x j ) для j=1,…,i и fi+1(x )=fi+1(x ) |
||
Если fi(x )=fi(x ) для |
всех i=1,…,m, то допустимые решения x ,x лекси- |
|
кографически эквивалентны. |
|
|
Определение. |
Допустимое решение x лексикографически опти- |
|
мальное, если не существует допустимого решения x , для которого выпол-
няется условие (4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти лексикографически |
оптимальное решение многокритериаль- |
|||||||||
ной задачи можно, решив следующую последовательность задач: |
|
|||||||||
1) найти |
max f (x) f * |
в области x X; |
|
|||||||
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2) найти |
max f |
2 |
(x) f * |
в области, задаваемой условиями |
|
|||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
x X; |
f (x) f *; |
(5) |
|||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
………………………………………………………………. |
|
|||||||||
m) найти |
max f |
m |
(x) f * |
в области, задаваемой условиями |
||||||
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
x X; f |
(x) f * , i |
|
|
|
|||||
|
1, m 1; |
|
||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
i |
|
||
Итак, искомым лексикографически оптимальным является |
всякое ре- |
|||||||||
шение последней ( m-ой ) задачи. Полученное при этом лексикографически оптимальное решение является одной из эффективных точек, однако выбор
27
порядка ранжирования существенно влияет на то, какая из эффективных то-
чек будет найдена.
Так как область допустимых решений очередной задачи представляет собой множество оптимальных решений предшествующих задач, то она бы-
стро сужается до одной точки, лишая свободы выбора при максимизации по-
следующих критериев. Попытка избавиться от этого недостатка предпринята в методе последовательных уступок.
Метод последовательных уступок (компромиссов)
Здесь так же, как и в предыдущем походе, вначале производится каче-
ственный анализ относительной важности критериев. На основании такого анализа критерии нумеруются в порядке убывания важности.
Ищем максимальное значение f1* первого критерия f f1(x) на всем множестве допустимых решений. Затем назначаем величину «допусти-
мого» снижения (уступки) 1 критерия f1(x) и определяем наибольшее
значение f * второго критерия f f |
2 |
(x) при условии, что значение пер- |
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
вого критерия должно быть не меньше, |
чем f * - |
. Затем назначаем вели- |
|||||
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
чину «допустимого» снижения (уступки) 2 критерия f2 (x) и опре- |
|
||||||
деляем наибольшее значение f * |
третьего критерия f f |
3 |
(x) при усло- |
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
вии, что значение второго критерия должно быть не меньше, |
чем f * - |
и |
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
т. д. Таким образом, оптимальным решением многокритериальной задачи считается всякое решение последней из задач последовательности:
1)найти max f1(x) f1* в области x X ;
2)найти max f2 (x) f2* в области, задаваемой условиями
x X ; f |
(x) f * ; |
(6) |
|
1 |
1 |
1 |
|
m) найти max fm (x) fm* в области, задаваемой условиями
|
(x) f * |
|
|
|
|
x X; f |
i |
, i |
1, m 1; |
||
i |
i |
|
|
|
|
28
Очевидно, что если все i =0, то метод уступок находит только лекси-
кографически оптимальные решения, которые доставляют первому по важ-
ности критерию наибольшее на Х значение. В другом крайнем случае, когда величины уступок очень велики, решения , получаемые по этому методу,
доставляют последнему по важности критерию наибольшее на Х значение.
Поэтому величины уступок можно рассматривать как своеобразную меру отклонения приоритета частных критериев от жесткого лексикографическо-
го.
Метод последовательных уступок не всегда приводит к получению
только эффективных точек, но среди этих точек всегда существует хотя бы одна эффективная. Это следует из следующих утверждений [2].
Утверждение. Если X Rn - множество замкнутое и ограниченное, а
функции fi(x) непрерывны, то решением m-й задачи из (6) является, по крайней мере, одна эффективная точка.
Утверждение. Если x - единственная (с точностью до эквивалент-
ности) точка, являющаяся решением m-й задачи из (6), то она эффективна.
Примеры решения многокритериальной задачи методом после-
довательных уступок
Пример. Решить методом последовательных уступок многокритериаль-
ную задачу из примера.
f1(x)=7x1 +2x3-x4+x5 max , f2(x)=x1-5x2-4x3+x4 max
при ограничениях
-x1 +x2 |
+x3 |
=2 ; |
3x1 -x2 |
+x4 |
=3 ; |
5x1+2x2 +x3+x4 +x5=11;
xi 0 для i=1,2,...,5.
29