Управление и оптимизация / Larichev - Teoriya i metodi prinyatiya resheniy 2000
.pdfтакже построена специальным образом для учета поведенче ских аспектов. Прежде всего П(р) не подчиняется законам тео рии вероятностей. Отметим следующие свойства П(р):
1) П(0)=0, П(1)=1; 2)П(р)+П(1-р)<1;
3)при малых вероятностях П(р) > р;
4)отношение П(р)/П(а) ближе к 1 при малых вероятностях, чем при больших;
5)П(р) плохо определена у крайних значений. Теперь мы можем привести последовательность этапов, рекомендуемую при применении теории проспектов для выбора между различ ными вариантами действий.
1. Осуществляется редактирование проспекта; этап опреде лен достаточно неформгшьно. В него входит следующее:
•выбирается опорная точка;
•одинаковые исходы объединяются, и их вероятности сум мируются;
•одинаковые исходы с равными вероятностями в сравнивае мых играх удаляются;
•доминируемые исходы удаляются;
•округляются значения ценностей и вероятностей.
2.Подсчитываются значения ценности для разных вариан тов действий по формуле, приведенной выше, после чего выби рается вариант с наибольшей ценностью.
10. Теория проспектов и парадокс Алле
Применим теорию проспектов для анализа парадокса Алле (см. рис.7). Из левой лотереи следует:
и>1 (8) П(0,1)-ьи(8) П(0,89)
или
П(0,1) .
•^^i-nco.eg)
Из правой лотереи следует
П(0,1)>и(8)П(0,11)
или
П(0,1)
П(0,11)"
51
Нетрудно убедиться, что из перечисленных выше пяти свойств функции П(р) вытекает возможность выполнения нера венств
П(0,1) ^, П(0,1) П(0,11) 1-П(0,89)
так как 1-П(0,89) >П(0,11) и 1>П(0,11)-1-П(0,89). Следователь но, теория проспектов позволяет избежать парадокса Алле.
11. Новые парадоксы
Означает ли это, что теория проспектов дает возможность разрешить все противоречия между нормативной теорией, предписываюп^ей нормы рационального поведения, и особенно стями реального поведения людей? К сожалению, нет. Недоста точно формальный характер описанной выше процедуры редак тирования проспекта допускает неоднозначное толкование и применение противоречивых эвристик. Приведем следующий пример [14].
Пусть необходимо сделать выбор между двумя лотереями: R=($100,0,5; $51,0,25) и S=($101,0,5; $50;0,3).
Если мы округлим $101 до $100, то первые части лотереи идентичны, и остается выбор между оставшимися частями. Здесь более естественным представляется округление вероятно сти в R до 0,3, и тогда лотерея R является более предпочти тельной ($51 против $50). Если же мы начнем со второй части лотерей, причем округлим как вероятность, так и полезность, то S становится более предпочтительной.
Найдено уже немало примеров, в которых процедуры ре дактирования проспектов приводят к противоречиям. Несмотря на это, теория проспектов является интересной аксиоматиче ской теорией, стремящейся объединить дескриптивное знание о поведении людей и нормативные правила их рационального по ведения.
Выводы
1 Задача принятия решений является одной из центральных в экономике Предполагается, что лицо, принимающее решение, является рациональным человеком и его решения есть резуль-
52
тат упорядоченного процесса мышления На основе аксиом ра циональности доказывается теорема о существовании функции полезности Осуществляя выбор, рациональный человек мак симизирует свою функцию полезности
2 Наиболее простыми задачами принятия решений являются за дачи с вазами Выбор оптимального решения во многих задачах осуществляется построением деревьев решений Дерево реше ний представляет все возможные варианты действий ЛПР. Для нахождения оптимального варианта используется метод «сво рачивания» дерева.
3.Психологи и экономисты обнаружили ряд парадоксов, демонст рирующих, что поведение людей отличается от рационального
Были найдены многочисленные эвристики, используемые людьми при принятии решений Нерациональность человека является общепризнанным фактом, который должен учитывать ся при анализе решений.
4Теория проспектов построена с целью разрешения противоре чий между наблюдаемым поведением ЛПР и требованиями ра циональности Теория проспектов учитывает многие поведенче ские эффекты и позволяет устранить ряд парадоксов, возни кающих при применении теории полезности.
Список литературы
1.Нейман Дж. фон, Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведе ние. М.: Наука, 1970.
2.Самуэльсон П. Экономика. Вводный курс. М.: Прогресс, 1964.
3.Райфа Г. Анализ решений. М.: Наука, 1977.
4.Гнеденко Б.В., Хннчнн А.Я. Элементарное введение в теорию вероятно стей. М.: Наука, 1982.
5.Savage L.J. The Foundations of Statistics.N. Y.: Wiley, 1954.
6.McKean K. Decisions, Decisions // Discover. June 1985.
7.Kahneman D., Slovic P., Tversky A. fEds.) Judgment under uncertainty : Heuristics and Biases. Cambridge: Cambridge University Press, 1982.
8.Фншхоф Б., Гойтенн Б., Шапиро 3. Субъективная ожидаемая полезность: модель принятия решений / / Процедуры оценивания многокритериальных объектов: Сб. тр. ВНИИСИ / Под. ред. О. И. Ларичева. М., 1984. № 9.
9.Day R.H. Rational Choice and Economic Behavior // Theory and Decision. 1997. № 1.
10.Garling Т., Axhausen K., Brydsten M. Travel choice and the goal process utility distinction // Applied Cognitive Psychology. 1996. № 10.
11.Russell Т., Taylor R. The Relevance of Quasi-Rationality in Competitive Markets. In: D.Bell, H.Raiffa, A. Tversky (Eds.) Decision Making : Descriptive, Normative and Prescriptive Interactions. Cambridge: Cambridge University Press, 1988.
12.Kahneman D., Tversky A. Prospect Theory: an Analysis of Decisions under Risk // Econoraetrica. 1979. № 47.
53
13. Currim I. S., R. K. Sarin. Prospect versus Utility / / Management science.
35. № 1 (1989).
14.Wu. G. Editing and Prospect Theory: Ordinal Independence and Outcome Cancellation // Working Paper of Harvard Business School, 1993.
Контрольное задание
Дайте определения следующих ключевых понятий:
Рациональный выбор Теория полезности Лотерея Задачи с вазами
Действия и выигрыши Теорема Байеса Деревья решений
Сворачивание дерева решений Парадокс Алле Эвристики и смещения Дилемма генерала
Наблюдаемые и выявляемые предпочтения Теория проспектов Весовая функция вероятности
Многокритериальные
решения при объективных моделях
Нечего |
надеяться полностью избавиться |
от |
|||||
субъективности |
в |
задачах, связанных |
с выбором |
||||
решений. Даже в простейших |
однокршпериальных |
||||||
задачах она неизбежно |
присутствует, |
проявляясь |
|||||
хотя бы в |
выборе |
показателя |
эффективности |
и |
|||
математической |
модели |
явления. |
|
|
Е. С. Вентцель. Исследование операций
ВОЛШЕБНЫЕ СТРАНЫ
Компьютерная игра в Университете Власти
«Сегодня мы начинаем трехдневную компьютерную игру», - обратился к аудитории очередной лектор, положив руку на сто явший рядом монитор.
С пристальной сосредоточенностью слушали его студенты, выглядывая из-за серых кубов компьютеров, рядом с которыми лежали на столах шлемы.
«В этой игре вы будете управлять страной. В компьютеры уже введены модели, описывающие разные страны. Например, для эмигранта из Свапландии подготовлена компьютерная мо дель его страны
Вмоделях описаны в математическом виде промышленность
исельское хозяйство. В них учтены все товары, которые произ водятся в стране и которые ввозятся из-за границы, и все мага зины, где продаются эти товары. Смоделированы рудники, шах ты и нефтяные скважины Но этого мало. В наших моделях, са мых совершенных в мире, смоделированы и люди с их психоло гией, с их национальным характером, с различными типами пове дения; представлены все слои общества. Люди живут, работа ют, женятся, заводят детей, но все это происходит в быстром для нас с вами времени-компьютерном Вы тоже будете жить в искусственном компьютерном мире - как бы в одной из стран издавать законы, организовывать выборы в парламент, подби рать себе помощников и т д Вы сможете выступать на митин гах, встречаться с людьми, вступать с ними в контакты.
Когда вы наденете шлемы и включите компьютеры, вы по грузитесь в этот компьютерный мир. Это будет ваш мир, у вас будет возможность влиять на все события в той степени, в ка кой позволит уровень социального и технического развития предложенной вам страны.
От ваших действий будет зависеть многое. Можно будет задушить промышленность налогами, что приведет к безрабо тице, общему недовольству и даже к гражданской войне. Или, на против, вы сможете, создав новые правила экономической жизни вызвать экономический рост, процветание и способствовать появлению новых талантливых лидеров. А столкнувшись с ин фляцией, вы сможете выбрать те меры борьбы с нею, которые обсуждались на занятиях по экономике: от самых простых (кон троль за эмиссией денег) до глубоко разработанной монетарной политики Но если не добьетесь успеха в проводимых реформах, вы сами увидите последствия ваших неудачных решений, рост числа безработных и нищих на улицах столицы, лица голодных детей
Это сложная игра, и один из ее этапов - решение задачи вы бора политики экономических преобразований. Вы можете или
57
плыть по течению времени и ничего не менять, или, непродуман
но изменив курс, потерпеть полный крах. Успеха вы сможете достичь только на основе понимания условий задачи, которая предложена вам неделю назад в виде описания ситуации в услов ном компьютерном мире В модели заложены условия, когда успех возможен. Успех, возможно, неполный, как это и бывает в реаль
ной жизни.
Например, в вашей стране возрастет уровень жизни, но уси лится коррупция и пошатнутся моральные устои общества
(опустеют церкви, возрастет число уголовных преступлений). Либо магазины будут ломиться от импортных товаров, а про
мышленность придет в упадок. Это лишь примеры. Вы должны будете сами оценить, к чему стремиться и чем пожертвовать.
Вам дается трц дня для управления страной в компьютерной
реальности. За это время ваша страна проживет сто лет. Че рез три дня комиссией будут оценены ваши успех или неудача по
тому состоянию, в которое вы приведете «свою» страну Три дня потому, что жизнь в этом компьютерном мире небезопасна
для здоровья и может отрицательно повлиять на нервную сис тему.
Мы проведем детальный анализ ваших результатов. По вторная игра состоится только в конце обучения».
Студент Университета Власти, бывший гражданин Свапландии, вздохнув, надел шлем с проводами, щелкнул тумблером
и очутился в городе Санкте. Он стоял на знакомой с детства площади, у высоких стен королевского дворца - молодой Король,
окруженный свитой.
Л е к ц ия 3
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРИ ОБЪЕКТИВНЫХ МОДЕЛЯХ
1.Модели
Вволшебной стране Монтландии студенты Университета Власти обучгшись на моделях, описывающих весь мир: поведе ние людей, производственные системы, социальные отношения
идаже революции. Сколько-либо надежных моделей такого ти па пока не существует. Но известны другие, весьма точные и полезные модели.
Физик, описывающий уравнениями состояние газа в закры той камере, создает математическую модель процесса. Эконо мист, отвечающий за перевозку товаров от заводов-изготовителей к магазинам, также разрабатывает модель: он берет данные о производительности заводов, о потребностях магазинов, о стои мости перевозок и составляет уравнения и неравенства. Решая их, экономист строит наилучший план перевозок.
В приведенных выше примерах люди разрабатывают модель определенного объекта, стремясь представить в виде описания копию реального мира. Целями создания модели являются обычно: использование ее в решении задач, которые трудно решать на реальном объекте; лучшее понимание объекта; построение улучшенного объекта путем внесения изменений в модель. Естественным требованием к модели является ее идентичность с объектом. Мы изучаем внешний мир, создавая модели. Мы улучшаем искусственные системы, используя их модели. В обоих случаях роль моделей чрезвычайно велика.
Необходимо подчеркнуть отличие модели, которую в приве денном выше примере строит экономист, от физических моде лей. Модель экономиста описывает процессы, в которых важ ную роль играют люди: рабочие на заводах, продавцы в мага зинах, водители грузовиков. Совершаемые ими действия и их результаты находят отражения в модели. Как мы знаем, в жизни человеческое поведение в значительной степени непред сказуемо и сложно для моделирования. Однако в нашем приме ре предполагается, что люди лишь выполняют действия, пред писанные им производственной системой. Иначе говоря, люди
59
не имеют свободы поведения - такое предположение делается при построении многих моделей организаций и производствен ных систем.
2. Подход исследования операций
Модели, описывающие поведение людей, активно исполь зуются в исследовании операций. Исследование операций - сложившаяся научная дисциплина, хорошо известная в современном мире. Как определяет Е. С. Вентцель [1], под исследованием операций понимают применение математи ческих, количественных методов для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятельности.
Основными этапами решения любой задачи в исследовании операций являются:
1)построение модели;
2)выбор критерия оптимальности;
3)нахождение оптимального решения.
Для подхода исследования операций характерны следую щие особенности.
1. Используемые модели носят объективный характер. По строение моделей рассматривается в рамках исследования опера ций как средство отражения объективно существующей регшьности. Когда модель, правильно отражающая действительность, найдена, критерий оптимгшьности установлен, оптимальное ре шение может быть получено единственно возможным образом. «Другими словами, опираясь на одни и те же данные, различные специгшисты-аналитики должны получать одинаковые результа ты» [2]. Это требование, предложенное Г. Вагнером, весьма при мечательно. Оно определяет, что деятельность людей, описывае мая моделью, подчинена требованиям целесообразности.
2. Руководитель получает научно обоснованное решение.
По заказу руководителя аналитик исследует организацию, внешнюю среду и пытается построить адекватную модель. В этой работе сам ЛПР чаще всего не нужен. В описании много численных случаев применения методов исследования операций [2] подчеркивается, что группа аналитиков самостоятельно на ходит удачное решение. Конечно, иногда руководитель дает до полнительную информацию. Но его роль при этом не отличает-
60