基于WinQSB軟件應用決策樹求解風險型決策問題分析

林木湫

【摘 要】風險型決策問題在實際問題和決策中應用非常廣泛，而風險決策樹問題則是現今運籌學問題中較為典型的問題。較為常用的方法有：期望值標準準則、以最大可能性標準準則、決策樹等。本文主要是利用WinQSB軟件，運用軟件中風險決策樹的方法，對風險決策問題進行詳細的求解、數據計算、以及WinQSB軟件輸出結果數據的整理、分析及總結。

【關鍵詞】風險型問題;風險決策樹;WinQSB;資金時間價值

一、相關概念引入

（一）決策

是指決定的策略或者辦法。是人們為各種事件出主意、做決定的過程。它是一個復雜的思維操作過程，是信息搜集、加工、以及最后作出判斷、得出相關結論的過程。通俗來說，決策就是對事情上的多種方案，并進行期中一種的選擇過程，是人們在企業管理，市場營銷以及日常生活、工作中經常遇到的一些問題。而決策的困難，則是需要進行考慮，應如何從多種的方案中，決策者去做出正確且合理的一種選擇，以便決策者獲得好的結果，或者是可以達到預期、以及想要完成的目標等。

（二）企業決策

主要是指由企業的一些有關組織，本著想為企業實力增強實力、或者為企業的企業競爭力銷售能力、盈利水平，以及有關生產經營活動方面的相關決策。

（三）決策樹

是指在發生了各種的相關情況，在這個事件的發生概率的基礎之上，人們可以通過合理的構建決策樹，或者使用軟件的決策樹功能，以此來求取項目的凈現值、期望值要等于或者大于零的概率。并且直接評價風險型項目的風險，判斷風險型決策方案的可行性方案的一種風險決策分析方法，它也是一種圖解方法，是通過簡單直觀概率總結分析。由于決策圖形的分支，畫的形狀很像樹的枝干，故被命名為決策樹方法。決策樹方法的圖形是一種樹形的結構，它內部包含的每個節點，可以理解為都表示一個屬性上所相關進行的測試，而每個分支，則代表的是代表的一個測試點輸出結果，因此每個葉節點則可以代表相關的一種類別。同時，決策樹方法也是一種監管學習過程的行為過程方法，而所謂的監管學習方法，可以理解為則就是給定特定一堆數據樣本，每個個體數據樣本則都有一個相關的組屬性和一個相關的類別，而這些相關類別則是可以通過事先確定的，那么通過學習之后，則就得到一個數據的分類器，而這個數據分類器也能夠對新的出現，給出一些正確且合理的分類，因此，這樣類型的機器學習就能理解為是監督學習。因此，在這個機器學習中，決策樹將會是一個預測的數據處理模型，它代表每一種對象屬性和每一種對象值相互之間的關系，一種一一對應的映射關系。

（四）風險型決策

主要是指決策者通過對每個決策對象的特定自然狀態或者客觀條件的相關比較，有著比較明確的決策目標，但是若要實現這些決策目標，項目的決策者則必須冒一定風險的相關決策。

（五）WinQSB軟件

WinQSB則是Quantitative Systems for Business的縮寫，WinQSB是一種教學的軟件，對于一般的問題、非大型的問題一般都能夠計算，而且較小的問題還能夠演示中間的一些詳細的計算過程。該教學軟件可用于現今的管理科學、決策科學、運籌管理學、以及生產運作管理學等相關領域的求解問題。在使用該軟件時，使用者可以只需要根據需要求解的不同問題，使用程序當中的多種模塊功能，操作步驟簡單方便。而進入某個功能模塊以后，第一項工作則就是建立需要的新問題，或者是打開已經存盤的相關數據文件。同時，在WinQSB軟件安裝所有步驟完成后，軟件的每一個功能模塊都提供了一些相關的典型例題，以及數據文件，使用者可以事先先打開已有的相關數據文件，并了解數據輸入規定的格式，系統能夠解決的問題，以及WinQSB軟件結果的輸出格式等相關內容。

（六）資金時間價值

主要是指資金在生產以及流通過程中，隨著時間的推移而產生的不斷增殖，在一般情況下，它與無風險利率是一起進行使用的。

二、問題引入

風險型決策問題：是指決策者要進行的數據的統計型決策問題、或者是隨機型的風險型決策問題，主要是含有多種的相關隨機因素的風險決策型問題。那么，風險型決策問題通過總結，則必須具備并符合下列五個具體條件：

1.需具有決策者期望所需要完成并達到的預期目標，而目標需具備可行性以及可控性等

2.至少需要有兩個以上的行動方案，以此來提供決策者選擇，而最后只能選定一個滿意的方案;

3.需要存在兩個或者兩個以上的自然狀態;

4.要求在多種不同的行動方案之中，決策者在多種不同的自然狀態下，都可把期望值、益損值完整清晰地計算出來;

5.要求決策者在多種各種不同自然狀態，事件出現的概率，可以進行預先數據的估算或者完整的計算出來;

在未來的決定因素中，在可能出現的結果，不能作出充分且肯定的各種情況下，需根據各種可能的結果。來作出客觀決策。同時，決策者也需要明白的是，風險型決策問題的決策并不是沒有風險的，如果決策錯誤，負責人可要承擔一定的風險。因此，風險型決策問題，決策者應具有決策者期望所達到的預期的明確的標準。針對以上情況，對這類決策問題，現本文章通過討論運用用風險決策樹方法，應用WINQSB軟件進行高效求解，并對相關的計算結果進行詳細的分析。

三、風險型問題決策模型

（一）模型例題1

某企業準備參加項目A和項目B的項目投標，已知兩個項目被接受的概率是相同的，為35%。而企業獲得項目投標的收益完全取決于市場的各種情況，若企業獲得項目A的投標，則在市場好的情況下，企業則可獲利30萬元;而在市場差的情況下，企業則會損失4萬元。若企業獲得項目B的投標，則在市場好的情況下，企業則可獲利40萬元;而在市場差的情況下，企業則會損失5萬元。同時已知市場情況好的概率為60%。問題如下：

（1）企業是否可以參加項目投標？如果參加，則應該選擇投標項目A還是項目B？并說明選擇的理由？

（2）如果假定企業選擇投標項目A時，企業還可以選擇項目的廣告計劃A1或者A2。如果選擇廣告計劃A1，則市場情況好的概率為70%，而此時企業則可以獲利50萬元，市場情況差時，也將損失20萬元。如果選擇廣告計劃A2，則市場情況好的概率為60%，而此時企業則可以獲利40萬元，市場情況差時，也可獲利10萬元。請問企業是否應該參加項目A與項目B的投標？參加哪一項目的投標？如果當項目中標時，企業又應采取什么政策，才能使得企業的利益最大化？

解題過程：電腦打開WinQSB教學分析軟件，先進行數據的錄入，然后選擇點擊WinQSB教學分析軟件主菜單中的Decision Tree Analysis按鈕，即可得出數據輸出結果，并如下圖所示：

從上面表格的結果可以看出：

（1）企業應參加投標，如果參加，則參加項目B的投標，且總利潤為7.7萬元;

（2）企業應參加投標，如果參加，則應該參加項目A的投標，并且企業在此時中標的情況下，企業還可以選擇廣告計劃A1，企業獲得總利潤則為10.15萬元。

（二）模型例題2

某企業研制出一種新型產品（預期的產品銷售生命為6年）。并擬定了三種產品生產方案。第一種方案是大規模生產產品，第二種方案是小規模生產，所需要的一次性投資資金以及企業以后每年盈利情況，如下表所示。

企業通過市場調查，估計該新型產品的市場銷售情況，推算出企業新型產品前兩年銷路好的情況概率為0.6;若前兩年銷路情況好的話，則企業產品后面四年銷路情況通過市場調查，情況好的概率則為0.9，否則企業產品，后面四年的銷路情況好的概率則只有0.2。第三種方案是企業新型產品前兩年可以進行先小規模生產新型產品，然后再根據情況，考慮后面四年的時間內是否要追加對新型產品的投資資金，共計30萬元，以便大規模生產，請問該企業應如何做出最好、最有利于企業發展的決策？

解題過程：同樣也是用WinQSB軟件，點擊主菜單中的Decision Tree Analysis模塊，得出結果如下圖所示;

從上面的表格結果可以得出，企業的決策應是：先采用小規模的生產計劃，若新型產品的銷售情況良好，且前兩年銷路好，企業則應再選擇擴建。此時企業可獲得的總利潤為116.24萬元。

（三）風險型決策問題模型分析（決策樹法）

（1）通過上文兩個模型例題的解題過程，可以看出兩個模型例題都是風險決策中的多階段決策。通過使用軟件WinQSB可以很快的得出我們想要的結果。模型例題1是一種短期的決策，而模型例題2則是一種長期的決策。

（2）在公司企業之中，企業里面的每一個風險項目的實施過程中，都會涉及相關的人和物。而他們顯示的形式都是通過資金的形式，以此來表現出相關的價值形態。比如：勞動的價值，則都是通過資金的形式上表達并顯示出來的，而資金，則又會隨著時間不斷的流逝，以此來使進行資金增值，而資金在運用、進行周轉過，那多出來的增值額，則是資金的時間價值。

（3）在一定的單位時間內，資金的增值率固定了，一定的情況下，資金的在流通使用的時間越長，資金的累計時間價值才會越來越大;相反，資金的流通使用時間越短的話，那資金的累計時間價值則會越來越小。故在不考慮資金的時間價值的情況下，決策樹這一方法只適用于短期的資金使用的相關決策，而不適用于長期的資金使用的相關決策。在資金的使用時間上，越短，則資金受到時間的影響程度則會比較小，在資金的時間價值表現上，就越不清晰，越不明顯。

（4）鑒于上文闡述的內容，類似于模型例題1的項目招標中使用的決策樹這一方法則會比較準確預測，因為招標的時間短，則產生的額外費用不多，以此來分析各種方案，并幫助決策者做出正確且合適的決策。

（5）模型例題2的決策方案的跨度時間比較長，共為6年的時間跨度，此時則需要用到決策樹中的期望值方法來進行求解。下面分析模型例題2中各點的期望值：E（C）=212（萬元）;E（D）=16（萬元）;E（G）=182（萬元）;E（H）=25（萬元）;E（I）=-14（萬元）;E（J）=41.6（萬元）;E（A）=97.6（萬元）;E（B）=116.24（萬元）。通過AB兩點的期望值大小的比較，此時，這種情況應則應選擇進行小規模的生產，銷路好的情況下，則兩年后再進行擴建。可以通過數據的分析，即每年企業產品對收益的相加或者相減，這樣既可以得到每個節點上的期望值大小。并由資金的時間價值來計算，第二年的收益肯定會比第三年的收益要多，而這種簡單的每年收益代數和，則是在靜態的情況下，得出的結果，忽視了隨著時間資金的變化。模型例題2的計算方法及過程沒有考慮到風險因素條件，因此模型例題2計算的結果是一個大致的估算，主要是指在比較理想的情況下得出的計算結果。

四、總結

通過上文的兩個詳細例題的求解，可以總結出決策樹的分析方法能顯示出決策過程，具體形象。風險型決策樹的分析方法，能夠把風險決策的每個環節鏈接起來，并整合成一個有機的整體，這個方法不但有利于決策者對風險相關問題，決策過程中的思考，還易于決策者通過比較多種方案的相關情況，以此來判斷方案的優劣之處。同時，決策樹分析這一方法，定性分析是非常常見的，進行定量計算也是數學模型經常使用的。通過WinQSB模擬操作軟件，決策者使用決策樹的相關功能，可以很清晰的羅列出有關的全部可行性方案，和出現可能的自然狀態等，以及各可行方法的期望值，并且能直觀地向決策者展現風險項目整個決策過程中處在的問題。在應用于多階段復雜問題決策時，層次明顯清楚，有利于決策者研究相關的決策問題等，同時也可以讓各種因素進行限定，不但有利于作出決策者做出正確的決策，而且操作簡單便捷，有利于幫助項目風險決策者發現風險問題并切實的解決問題。

【參考文獻】

[1]趙登虎.WinQSB在運籌學中的應用[J].科技信息，2014（08）：166.

[2]許巖.淺談《管理運籌學》課程教學中WinQSB軟件的應用[J].現代計算機，2013（09）：28-31.

[3]王建永，林俊，黃慧欣，黃杰韜.基于決策樹的電網企業信息化項目風險管控[J].現代電子技術，2017，40（19）：182-186.

[4]朱雁春，張露玲.零售商資金約束下考慮資金時間價值的雙渠道供應鏈融資與定價策略研究[J].科技與經濟，2019，32（04）：61-65.

[5]卓毅鑫，徐鋁洋，張偉，林湘寧，李正天.基于決策樹體系的預想故障集下風電場擾動風險測度評估[J].電工技術學報，2015，30（S2）：143-152.

[6]張云龍，劉茂，李劍峰.基于WinQSB的多階段應急決策研究[J].安全與環境學報，2009，9（04）：116-119.

[7]張淑英. 運用winqsb求解有特殊規定指派問題[C]. 中國運籌學會企業運籌學分會.中國企業運籌學.中國運籌學會企業運籌學分會：中國運籌學會企業運籌學分會，2009：129-132.

[8]王春芳.資金時間價值具有較強實用性的分析研究[J].統計與管理，2019（06）：73-76.