決策支持模型庫中博弈分析模型的引入設計

［摘 要］ 本文基于關系數據庫理論與技術，以企業技術創新管理決策問題為基點，結合先前的研究成果，將博弈分析模型引入決策支持系統模型庫中，主要應用簡單的文本格式以及Excel文件格式加以實現，在模型庫中首次加入了博弈分析模型的實現技術，從而為決策支持系統的設計提供支持。

［關鍵詞］ 決策支持；博弈模型；技術創新

［中圖分類號］F270.7；C931.6［文獻標識碼］A［文章編號］1673-0194（2008）07-0083-03

在日益激烈的競爭環境以及信息技術不斷發展的背景下，如何利用信息技術提高企業競爭力、支持企業高層決策越來越受到企業界、學術界的關注。技術創新是企業立足之本，能否成功實現，有賴于對技術創新活動的有效管理，技術創新決策機制是技術創新成敗的關鍵因素，全面準確和及時的信息支持以及科學化、智能化的決策支持成為成功技術創新預測和決策的基礎。

模型庫系統是決策支持系統（DSS）最有特色的部件之一，與MIS相比，DSS之所以能夠對決策制定過程提供有效的支持，除了系統設計思想不同外，主要在于DSS有能力為決策者提供推理、比較選擇和分析整個問題的模型庫，模型庫的建立以及模型庫管理在DSS中占有十分重要的地位。

影響決策的因素多而復雜，這些因素及決策問題本身是半結構化或非結構化的，難以進行定量化表示，這就使得開發決策支持系統有較大的難度。隨著管理科學的不斷發展，博弈理論已成為決策分析的熱點方法。本文基于傳統決策支持系統的框架，以企業技術創新決策問題為出發點和落腳點，試圖將決策的博弈分析方法引入決策模型庫中，進一步擴展決策模型庫的類型與方法，從而發展了決策支持系統的模型庫框架，并將其應用到企業技術創新決策支持系統中。

一、企業技術創新決策問題與決策方法

技術創新決策問題可以從不同角度進行分類。從層次上可以分為戰略層、戰術層、操作層的決策問題；從創新對象上可以分為產品創新和工藝創新的決策問題；從創新方式上可以分自主創新、模仿創新、合作創新的決策問題。本文對大量與技術創新有關的文獻進行總結和歸納，同時也實證調研了一些企業的技術創新活動，將技術創新決策問題進行了梳理，歸納為表1。

在實際中，隨著環境等因素的變化，企業所遇到的決策問題也會有所變化，因而企業技術創新的決策問題也應是動態發展的。另外對于不同性質的企業可能面臨的關鍵問題不同，或者分析問題的角度不同，因而決策問題的層次和個數也會不同。例如研究型企業一般沒有操作層問題，生產型企業就可能涉及所有層次的決策問題。

由此可見，技術創新決策問題有4方面的特點：一是涉及的決策問題范圍大，跨度大；二是涉及的影響因素多；三是決策的優劣直接影響到企業的經濟效益；四是突發性的決策問題多。

管理就是決策，事實上管理科學的理論與方法無不蘊涵著決策支持，幾乎所有的管理理論都可以用于支持實際的決策問題，如運籌與管理領域的動態規劃、排隊論等，決策理論與技術領域的多目標決策、群決策方法等。表2給出了當前管理科學與工程部分研究領域的決策方法。

一個決策問題可以使用不同的理論與方法進行分析，決策結果可能由于使用方法的不同而不同，利用計算機提供決策支持，旨在通過輸入基本數據，使管理人員及時獲得技術創新項目選擇所需的信息，為決策提供基礎，以彌補人工經驗決策、評估的缺陷，降低創新實施的風險。

二、決策支持模型庫構建與管理

以上分析表明，由于決策方法靈活多樣，不同的決策對象，不同的現實環境，不同的分析者所使用的分析方法或設計思想有所不同，就是說，一個決策問題應該可以應用多種分析方法進行分析，反之，一種分析方法也可能應用于多種決策問題。這就表明一個較為完備的決策支持系統應具有較為完備的分析工具和一個較為完備的問題集成功能。

決策問題是動態發展的，決策理論和決策方法也是不斷發展的，一個完備的決策系統還應該是能夠動態地對問題和分析模型加以維護與修改，動態地擴展決策支持系統的功能，不僅具有綜合的分析能力，而且還能盡可能地按照決策者的意愿進行決策分析，使系統功能更加完善，更加有效。

關系數據庫理論和方法是較為成熟的技術，可以采用關系數據庫理論與方法管理決策支持模型庫，用關系表表示和管理決策模型，即應用關系的觀點把模型當作數據庫中的一組數據進行存儲、管理和使用。模型的關系表示已被認為是一種較為理想的模型表示方法，它有利于系統對模型和問題的組織。對于較為復雜的決策模型，關系表示不足以描述問題和解決問題時，可以充分利用其他技術，如面向對象的開發環境，對其中的一些數據提取可通過視圖機制來實現，也可通過鏈接與嵌入對象來實現。若決策模型較為簡單，則可直接通過對象的方法來完成。

模型的關系組織法是把所有類型的決策模型組織成一個關系表，每個模型作為這個關系表中的一條記錄，這樣就可以利用關系數據庫管理技術將各種決策方法集成起來，可以利用關系表的各種操作對其進行維護，模型的屬性字段可以定義模型名，存放使用模型幫助信息的幫助文件名，存放輸入與輸出信息的描述文件名，存放復雜單元模型過程的執行文件名；執行文件中包括模型分析過程的核心內容，它可以是各種事先編譯好的可執行文件，也可以是關系表、視圖和各種形式的對象。

與模型的關系組織類似，可以將決策問題也作同樣的關系組織，也就是說，將所有類型的問題組織成一個關系表，每個問題是關系表中的一條記錄。一個問題可能對應多種決策方法，一個決策方法可能解決多個問題，顯然模型與問題是多對多的關系，這就需要建立第三個關系表，即問題與決策方法集成關系表。其中屬性字段應是存放幫助信息的文件名，該文件存儲關于特定問題、應用特定方法所需要的輸入與輸出信息，存放復雜綜合模型過程的執行文件名，這是特定模型與特定問題結合后的綜合分析過程。當用戶提出問題，要求應用某特定方法進行決策分析時，首先系統在這個關系表中查詢滿足問題和方法的記錄，由此根據相應需要的輸入要求輸入數據，問題處理控制系統根據該表與模型關系表的鏈接自動查找相應的執行文件，調用并執行，然后將結果以說明文件的形式輸出。

模型、問題及其集成的關系表內容示例如表3、表4、表5所示。

三、企業技術創新博弈模型構建

博弈模型相對于其他決策模型而言并不太復雜，一般地，博弈決策模型有大量的輸入數據、分析過程與分析結果，表現為分析過程較為簡單，但理解模型并能真正用好模型較為困難。因此，為便于用戶理解并會用模型，需要將分析原理、基本輸入數據、分析過程及結果含義等以文本方式或以數據描述文件輸出給用戶，以幫助用戶理解問題的分析過程，理解問題需要的輸入輸出數據，從而有效地應用系統。根據問題及決策模型的不同可以采用多種文件格式進行構建、存儲、分析、計算、表示博弈過程，一些簡單的模型分析甚至可以采用Excel工具。本文依據先前的研究成果，即以持續技術創新博弈分析模型為例，應用Excel工具將模型的分析過程加以表示，以完成決策支持系統從模型庫登錄到模型分析及結果輸出各環節的表示方法，支持博弈模型決策支持系統的進一步構建。

首先需要將決策模型的應用環境、背景、使用方法、需要的輸入數據、輸出結果、分析過程等方面信息存儲在幫助文件（BYCX.HLP）中，再將模型需要的輸入輸出數據存儲在數據描述文件（BYCX.DOT）中，最后將模型的分析過程表示為Excel 工作表，用于代替執行文件（BYCX.PRG）。當用戶需要對技術創新進行決策時，若其采用的是博弈分析模型，則可通過模型庫菜單選項選中該模型，并從模型與問題集成的關系數據表MWSJ.DBF中找到鏈接的幫助文件、數據描述文件以及執行文件，當輸入必要的數據后，系統自動給出輸出結果，從而完成決策分析過程。

以下是有關持續技術創新博弈分析決策方法的幫助文件、數據描述文件以及執行文件的部分必要說明及內容。如在幫助文件（BYCX.HLP）中可以包括以下說明信息：

“持續技術創新就是指在根本性創新產生后企業中各類創新的分布形式，或指在產品或工藝技術的整個生命周期內各類后繼創新的數理、強度及頻率。

本模型以兩階段博弈為基本研究框架，基于一個消費者具有多樣化偏好的行業，一個已經存在的產品市場，分析雙寡頭企業，在一個給定的產品生命周期內，同時選擇兩個變量，即邊際成本和產品替代程度，將產品創新理解為兩個企業產品相互替代程度的降低，將工藝創新理解為邊際生產成本的降低。在博弈的第一階段，兩企業選擇一定程度的成本縮減量用以表示企業選擇工藝創新，或者進一步提高產品差異程度用以表示企業選擇產品創新，當觀察到有技術改進時，在第二階段，兩企業通過成本縮減效果來選擇產品的產出水平，同時還可以通過提高產品差異程度選擇產品的銷售價格，企業根據兩種創新類型對競爭優勢的作用效果，在利潤目標最大化的條件下對兩種類型的創新做出選擇。本章中影響持續技術創新戰略選擇的關鍵因素有3個，……。

兩階段博弈模型的基本假設：

行業中的兩個企業具有相同初始成本，面對線性的市場需求，其產品具有一定程度的差異，則兩企業的逆需求函數可以表示為：

p_i（k_i，k_j，b_i，b_j）= a - q_i- b_iq_j

……

此外，還可包括產品創新決策的算例分析表，工藝創新戰略選擇的算例分析表等。”

在數據描述文件（BYCX.DOT）中可以包括以下信息：

輸入變量如表6，兩階段博弈均衡輸出如表7。

此外在該文件中還可以加入博弈分析過程中產生的各種分析表，如產品創新效果分界點表、產品創新效果表、工藝創新結果分析表等。

最后將模型的分析過程表示為Excel 工作表，用于代替執行文件（BYCX.PRG）。Excel提供多種運算分析工具，可以充分利用它們完成博弈分析運算，可將上述的輸入項設置在表格中，再將博弈分析提供的運算公式加入到輸出項中，僅在Excel中即可完成博弈模型的分析。

四、小 結

決策支持系統發展到今天已出現了多種模型庫管理架構，本文對企業技術創新管理決策支持系統的模型庫進行了分析和探討，以關系數據庫理論與技術為模型庫管理的基本模型，整合了從模型庫登錄到提取模型，再到得出分析結果整個過程的分析與設計，特別是結合了先前的研究成果，將企業技術創新決策方法中的博弈分析模型應用簡單的文本文件格式以及Excel文件加以實現，這是首次在決策支持系統模型庫中加入博弈分析模型的實現技術，為企業技術創新決策支持系統的設計提供支持。

企業技術創新決策支持系統對企業獲得競爭優勢具有重要理論與現實意義，本文的研究只是其中的一種思路，有待于進一步完善。

主要參考文獻

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