決策系統(tǒng)化分析在工程中的應(yīng)用

解倩　闖超

摘 要：文章通過(guò)具體的實(shí)際案例詳細(xì)說(shuō)明了決策分析如何運(yùn)用在工程中，論證了決策分析的特點(diǎn)是要用定量的方法處理決策者的價(jià)值判斷，它是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉，它所采取的研究方法既不同于純自然科學(xué)，也有別于傳統(tǒng)的社會(huì)科學(xué)，它綜合了管理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等各科知識(shí)和理論。

關(guān)鍵詞：決策 系統(tǒng)化 分析

1 前言

制定決策并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任是管理人員的基本工作之一。當(dāng)代著名管理學(xué)家西蒙教授說(shuō)“管理就是決策”，這一精辟論斷突出了決策在現(xiàn)代化管理中的核心地位。自然科學(xué)研究的是客觀世界，是客觀世界中的事實(shí)元素，采用的方法以定量為主，而社會(huì)科學(xué)主要研究由人組成的時(shí)候、社會(huì)中的人及人際關(guān)系，其核心是價(jià)值元素，使用的方法以定性為主。而決策分析的特點(diǎn)則是要用定量的方法處理決策者的價(jià)值判斷，它是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉；它所采取的研究方法既不同于純自然科學(xué)，也有別于傳統(tǒng)的社會(huì)科學(xué)，它綜合了管理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等各科知識(shí)和理論[1-3]。

2 應(yīng)用

公司新開(kāi)發(fā)車型試生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，車身側(cè)圍局部有肉眼不可見(jiàn)但專業(yè)檢測(cè)可見(jiàn)的輕微凹坑現(xiàn)象，而對(duì)外觀質(zhì)量的要求取決于每個(gè)客戶的主觀感受，部分客戶會(huì)注重車輛外觀質(zhì)量，而部分客戶則更重視車輛的使用性能。所以，是否要投入人力資源和資金去改善這個(gè)現(xiàn)象以提升整車的外觀品質(zhì)，以及如若需要改善應(yīng)采取何種方案，公司經(jīng)過(guò)分析得出以下結(jié)果表１：

公司項(xiàng)目組開(kāi)展了前期的調(diào)查工作。首先，按照市場(chǎng)對(duì)該款車外觀品質(zhì)提升的預(yù)期需求，按照提升品質(zhì)投入資金100萬(wàn)，得出其預(yù)期收益，見(jiàn)表2：

由不確定型決策的定義及其應(yīng)滿足的條件可知，該問(wèn)題屬于不確定型決策問(wèn)題。由于樂(lè)觀準(zhǔn)則和悲觀準(zhǔn)則都過(guò)于極端，因此我們分別選擇折中決策準(zhǔn)則和后悔值準(zhǔn)則對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析。

取樂(lè)觀系數(shù)為0.55，采用折中決策準(zhǔn)則進(jìn)行分析，得出結(jié)果如表3：

由表3可知，運(yùn)用折中決策準(zhǔn)則，應(yīng)該選擇投入資金以提升外觀品質(zhì)。

而由于折中決策原則的樂(lè)觀系數(shù)確定存在較大的主觀性，而且對(duì)中需求的這一信息沒(méi)有加以利用，導(dǎo)致信息利用的不夠充分，所以，再使用后悔值準(zhǔn)則對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的分析，以期避免較大的決策失誤，得到一個(gè)更加合理的結(jié)果。

運(yùn)用后悔值決策準(zhǔn)則，分析結(jié)果如表4所示：

由表4可得，運(yùn)用后悔值決策準(zhǔn)則，也應(yīng)選擇投入資金以提升外觀品質(zhì)的方案。

故，公司最終決定，投入資金以提升該車型的外觀品質(zhì)，確定投入項(xiàng)目資金控制在100萬(wàn)元以內(nèi)。

以上分析結(jié)果為，對(duì)該外觀品質(zhì)進(jìn)行立項(xiàng)提升。關(guān)于提升方案，現(xiàn)有兩個(gè)方向，一是后期補(bǔ)救，即逐臺(tái)檢測(cè)，有問(wèn)題則進(jìn)行修復(fù)，該方向外觀品質(zhì)提升成功率為0.6；二是從源頭入手，即設(shè)計(jì)變更，從造型、成型工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行優(yōu)化，該方向外觀品質(zhì)提升成功率為0.8。而每個(gè)方向的方案成功與否以及與該車型不同銷量情況下的盈虧情況（單位：萬(wàn)元）見(jiàn)表5所示：

針對(duì)該決策的選擇，我們選用的畫(huà)決策樹(shù)的方法進(jìn)行分析，因?yàn)闆Q策樹(shù)是對(duì)決策局面的一種圖解，也是風(fēng)險(xiǎn)型決策中常用的方法。用決策樹(shù)可以使決策問(wèn)題形象化，它把各種備選方案、可能出現(xiàn)的自然狀態(tài)以及各種損益值簡(jiǎn)明地繪制在一張圖表上，便于我們審度決策局面，分析決策過(guò)程，使整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單明了。該問(wèn)題的決策樹(shù)繪制見(jiàn)圖1：

由此決策樹(shù)可知，選擇前期設(shè)計(jì)變更提升外觀品質(zhì)為更優(yōu)的解決方案。

項(xiàng)目組對(duì)于影響該外觀品質(zhì)問(wèn)題（側(cè)圍輕微凹坑）的各個(gè)因素進(jìn)行了研討，分析一致認(rèn)為產(chǎn)品減薄率偏低，整體剛性不足，涂裝受熱后應(yīng)力不均是引起變形的主要原因，并隨之制訂了三套前期設(shè)變方案，分別如下：

H1修改造型

H2增加零件料厚

H3增加支撐件及膨脹膠

根據(jù)前期多個(gè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，各個(gè)方案所能提升該車型外觀的品質(zhì)對(duì)銷量的影響見(jiàn)下表，其中，先驗(yàn)概率為p（θ1暢銷）=0.4，p（θ2一般）=0.4，p（θ3滯銷）=0.2。

相對(duì)銷售情況，每個(gè)方案所帶來(lái)的盈利值見(jiàn)表6：

現(xiàn)在想對(duì)各個(gè)方案的預(yù)期效果及銷量進(jìn)行更精準(zhǔn)的評(píng)估，需要對(duì)各個(gè)方案先進(jìn)行CAE分析，進(jìn)行分析所需要的費(fèi)用為30萬(wàn)元，其似然函數(shù)表如表7所示：

由此可知，該車型銷售預(yù)測(cè)情況有三種，即θ1（暢銷），θ2（一般），θ3（滯銷），可采取的實(shí)施方案也有三種，即H1，H2，H3。利用貝葉斯決策分析相關(guān)知識(shí)，于是得

無(wú)補(bǔ)充信息期望收益

=-200×0.4＋50×0.4＋（-100）×0.2=80（萬(wàn)元）

=-150×0.4＋100×0.4＋（-50）×0.2=90（萬(wàn)元）

=-180×0.4＋50×0.4＋（-20）×0.2=88（萬(wàn)元）

由風(fēng)險(xiǎn)型決策的期望值準(zhǔn)則得到目前最滿意方案：無(wú)論該車型市場(chǎng)銷量如何，提升方案H2為最佳方案，最大期望盈利值為90萬(wàn)元。

接著我們要對(duì)是否先做CAE分析再確定最優(yōu)方案進(jìn)行決策計(jì)算，首先要計(jì)算CAE分析后的各個(gè)期望值，必須先計(jì)算全概率和后驗(yàn)概率（=）。根據(jù)全概率公式，有

計(jì)算結(jié)果如表8所示。

利用貝葉斯公式計(jì)算后驗(yàn)概率，有

相關(guān)計(jì)算結(jié)果如表9所示。

（1）當(dāng)分析結(jié)果為采用方案H1時(shí)：

1200×0.5714+50×0.3810

+（-100）×0.0476=128.57

150×0.5714+100×0.3810

+（-50）×0.0476=121.43

180×0.5714+50×0.3810

+（-20）×0.0476=120.95

最大期望收益值 max{128.57，121.43，120.95}=128.57

（2）當(dāng)分析結(jié)果為采用方案H2時(shí)：

1=200×0.5263+50×0.4211+（-100）×0.0526=121.05

=150×0.5263+100×0.4211+（-50）×0.0526=118.42

=180×0.5263+50×0.4211+

（-20）×0.0526=114.74

最大期望收益值 max｛121.05，118.42，114.74｝=121.05

（3）當(dāng)分析結(jié)果為采用方案H3時(shí)：

1=200×0.4444+50×0.4444+（-100）×0.1111=100

=150×0.4444+100×0.4444

+（-50）×0.1111=105.56

=180×0.4444+50×0.4444

+（-20）×0.1111=100

最大期望收益值 max{100，105.56，100}=105.56

該決策問(wèn)題經(jīng)過(guò)CAE分析后所得到的期望收益值為：

E3=128.57×0.42+121.05×0.38+105.56×0.36=138

根據(jù)補(bǔ)充信息價(jià)值定義，EVAI=不完全信息期望收益-無(wú)補(bǔ)充信息期望收益，

可得EVAI=138-90=48萬(wàn)元>20萬(wàn)元

所以，我們是值得花費(fèi)20萬(wàn)元先進(jìn)行CAE分析的，根據(jù)CAE分析結(jié)果確定最優(yōu)方案。

3 思考

由此可見(jiàn)，在工作中運(yùn)用系統(tǒng)分析法做決策，會(huì)讓我們處理問(wèn)題更加科學(xué)和高效，避免一些無(wú)用的工作或者錯(cuò)過(guò)最佳解決方法。決策分析的理論和方法，不僅僅在我們的工作中體現(xiàn)其重要性和優(yōu)越性，小到日常生活的瑣碎，大到政府國(guó)家的方針政策，都離不開(kāi)系統(tǒng)分析決策的思路的運(yùn)用，我們只有深刻理解并熟練掌握，才能使這個(gè)科學(xué)的方法真正地為我所用。

當(dāng)然，任何事物都有其兩面性，我們也不能忽略問(wèn)題本身的價(jià)值，而一味地追求最優(yōu)的解決方案，這樣也可能使我們付出遠(yuǎn)高于問(wèn)題本身價(jià)值的更高的代價(jià)，或者暫用了大量的時(shí)間和精力而錯(cuò)失了最佳時(shí)機(jī)，被別人搶占了先機(jī)。時(shí)間、價(jià)值、效率等都是我們要綜合衡量的因素。

總之，利劍在手，如何運(yùn)用，還需要大家各顯神通。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶廠琪. 決策理論與方法[M].北京：高等教育出版社，2017.

[2]岳超源. 決策理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[3]簡(jiǎn)禎富. 決策分析與管理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019.