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1、Chi决策分析1.4结构化的风险管理将风险管理与决策分析的方法相结合。 风险管理定义为:为削减选定策略中不好结局的影响或概率而实行一系 列的行动。风险管理策略可表现为在寻优过程中提高不好结局的目标值 或削减一个或多个不好结局发生的概率。 本节举例论证怎样将结构风险管理融合到运筹学的决策分析中,并介绍 了关于给定随机大事的风险管理期望值计算过程步骤。 这里所提及的步骤与通常的敏感度分析不同。敏感度分析指的是打算推举决策保持为最优的参数值范围的过程,即打算 最优决策的范围。本质上,最优策略的后验分析就是查找最优解稳定性的 关键参数的变化范围。正如Clauss在数学规划中指出的,实际管理者最感爱好对
2、如何从他使用的 最优策略中获得更多的价值,其次是知道这个策略对某个参数的灵敏度。这里指出的步骤是在不确定的状况下提高最优策略总体价值。人们发 觉分析如何提高项目的价值比简洁地将资金投入选出的最优策略中更 有意义。这使分析者将目标转向“优中择优”中来,实质上这一过程 促使了人们寻求制造风险更低期望值更高的策略。1 .背景一一风险管理与决策树众所周知决策树与风险管理间的关系。决策分析在风险分析与管理中起着重要的作用。在此特地争论了如何使 决策树成为风险管理的一部分。在全部的争论中,决策树表示的决策方案包括针对详细风险管理的方案, 而这里所提出的决策分析步骤是针对还没有定义风险管理方案的决策分 析。
3、采用这些步骤旨在搜寻定义风险管理方案,然后把这些方案结合到 决策树的修正与评价中。有用的决策分析在两个阶段包含风险管理的内容:对专家进行询问访问。估量模型的参数概率分布时,例行要求受访者 澄清不确定性的实质与产生的缘由“在访问中可能并不包括风险管理 的策略。 一旦构造了决策树并进行评估,决策分析者为了确定:(a)最优决策对输入数值的灵敏度,(b)总目标值对输入数值的灵敏度,转变详细的随机变量。177.5(1 - )+187.3 = 171.5(1- )+197.22515.925 = 6 万= 0.377当p37.7%,最优策略是自行设计;当 v 37.7% ,最优策略是外购。在这个案例中,部
4、件的单位可变成本与随机大事“设计不行行”亲密相关, 也与自行制造亲密相关。如前步骤4,假如重新设计部件的单位成本增加8元, 变成108元。假如风险管理能使单位可变成本增量削减1元,即107元,那么 如何?(4)使部件单位可变成本增量降低1元(步骤4)外购外购自行制造182.64重新设计186.07设计可行 0A单位:百万元 O 177.5需求量低0.3 _需求量一般0.5 . 需求量rWj02162(107+55)188.75215.5186.93设计可行0.4O 171.5重新设计0.6O 197.225图7自行制造重新设计的成本降低1元的决策树结论:自行制造重新设计的成本降低1元,节省成本
5、73.5万元。A = 182645-183.38 = -0.735(5)使部件单位可变成本增量降低5元(步骤4)自行制造设计可行 0A重新设计-6单位:百万元 O 177.5需求量低18117/。.3需求量一般X 0.5 需求量身 02158(103+55)183.75209.5设计可行0.4O 171.5更新设计0.6O 197.225图8自行制造重新设计的成本降低5元的决策树结论:自行制造重新设计的成本降低5元,节省成本367.5万元。A = 179.705-183.38 = -3.675同时、公司也面临与供应商保持良好关系问题,有必要争论如何管理与供 应商的风险。如上述的第4、6步。为此
6、,将依据历史数据提出的外购重新设计 状况下,价格增加15%的估量,削减1%变成14%,状况如何?(6)降低外购重新设计价格增加的幅度,即增加14%(次优路径分析步骤6、4)结论:这时并不转变最优决策,仍为“自行制造”。(6)降低外购重新设计价格增加的幅度,即增加8%(次优路径分析步骤6、4)结论:当供应商将价格调整到8%将对最优决策产生重大影响,使期望成本减少365万元。A = 179.732-183.38 = -3.648争论使得自制与外购无差的,外购供应商的价格调整幅度的临界概率:外购供应商的价格调整幅度为x-1,183.38 = 171.5x0.4+(0.3x 1 x 140xx)+(0
7、.5x 1.25xl40xx)+(0.2xl.5 xl40xx)x0.6114.78 = 102.9%x = 1.115当1-xNll.5%,最优策略是自行设计;当l-x11.5% ,最优策略是外购。(7)设计可行性完全信息的价值自行制造单位: 0177.5百万元设计可行 /0.4O asatii-0.6171.5 /外购O 171.5自行制造O 187.3187.3 /飞外购O 197.225图11完全了解设计可行性信息的决策树结论:完全了解设计可行性信息的价值是240万元。留意,这表示收集可行性 信息费用的上限,但不同于前面争论的完全掌握可行性的价值。EVPI = 183.38-180.9
8、8 = 2.40概括以上研讨这些风险管理方案的分析结果,见表4。表4风险管理方案分析因素变化最优期望转变量评价削减重新设计的从8元减为7元73万元若需重新设计,应尽量掌握相关成本从8元减为3元365万增加生产成本削减现有设计不行 行风险从0.6变为0.598万元为削减后来的重大设计修改从0.6变为0.3416万应尽快地修改现有设计 新的最优决策:外购从0.6减为0.01190 万完全掌握的价值掌握需求不确定性不适用削减需求量无助于降低成本设计不行行外购价从15%变为14%0供应商给出承诺,重新设计格提高的百分比从15%减为8%360万时,不得大幅度提价降低高需求外购价原价格削减8元无影响协商大
9、批量购买的优待价格设计可行性的EVPI240万现有设计可行性的测试从表中可以看出,最有潜力的风险管理方案是降低现有设计不行行概率(最 多能节省1188万)。然而,这很难做到。供应商给出承诺,不采用重新设计大 幅提价,将节省成本365万。若将重新设计发生概率削减一半(从0.6变为0.3), 才可能使最优决策从自行制造变为外购(保持良好的供应关系)并获得更大利 益。问题中的另一个不确定因素是“需求”,对成本有很大影响,需求高时总成 本也最高。然而,在这里争论管理高需求所带来的风险无意义。由于实践中公 司从每个部件都获益,所以不应掌握需求应扩大需求量。假如以净收益构造问 题,那么管理应当考虑需求量低
10、对净收入的影响。这说明进行风险管理集中在正确的全局绩效量度是特别有价值的,由此可得到很多的潜在改进措施。到此为止,通过评估主要变量的风险管理对最优决策与次最优决策目标函 数值的影响。实际中,风险管理是多种多样的,经理可实行一种或多种方案联 合使用,嬖如: 尽快W善现有设计,削减重新设计的可能性;对现有设计进行测试,以澄清现有设计是否可行; 努力确保重新设计时部件的单位可变成本的增加不超过8%;作好外购谈判,确定重新设计增加成本的底线。参考文献K Chelst and SE Bodily., Structured risk management: filling a gap in decisio
11、n analysis educationJournal of Operational Research Society (2000) Vol. 51, No. 12 1420-1432决策分析的组成部分一一完全信息价值(EVPI)的计算。从广义的风险管 理意义说,在收集信息上的投资也是风险管理策略。运筹学教材中的“自然状态”和管理者对风险观点之间的隐含着属性 冲突。(a)决策树中的概率是不同的可能自然状态的潜在可能性。课本概念是, 我们能收集数据或采用专家澄清自然状态,但不能转变自然状态的 概率。即“自然状态”词暗含不变的概念。(b)管理者并不认为风险是不变的。相反,他们认为他们的一部分工作
12、对风险能起作用可以转变自然状态。公司股东们赞许这样的责任。 管理者通过很多方法寻求转变自然状态,譬如公司内部治理,外部 合同管理以及整合销售的市场竞争。通过集体争论的头脑风暴确定的风险管理行动取决于风险的机会,评 估风险机会公司的特征,公司自身所处的环境。表1列出了可能产生 改进的管理行动。对于决策分析者的挑战是提出一个结构或识别削减 风险应关注领域的程序。在离散随机变量分析中,降低最不利结局可能性或削减其对降低 不利风险的影响。至于连续的随机变量,通过以下三种方式之一或多 种方式风险管理改善风险特征。图la显示的是当前决策集合中最优方案的风险特征。但是,决策者一般通过提高全部可能结果的价值可
13、以把风险特征向右 偏移,变成如图1b所示,譬如削减了项目的运营成本就可能带来这种 结果。另一方面,分析者也可以删除下侧风险将结果移至肯定的保证水平之 上,于是抬高了均值,而最重要的是删除了最坏的可能如图1c所示。 与客户签订一份保证最低购买量的合同就可以供应这种偏移。保险是 转移风险的工具,当然也需要费用,而这个费用使整个风险特征向下 偏移期望值下降。管理活动也可能关注风险特征中不确定性的集中性,在不转变均值的 状况下降低风险。如图Id显示了这种削减风险活动的风险特征。实际 上,以分散风险的方式产生这种风险特征。实际这是由风险特征la中 货币价值的一半加上图la 一半的期望值得到的。这等于我们
14、以等于一 半期望货币价值价格卖掉一半的风险机会并保持另一半风险机会不 变,这样就产生了如图Id所示的风险特征。有些管理活动可能产生多种抱负效果,而为改进风险机会全部的管理 行动可以通过这些效果实现。在每个例子中,都去掉一些最不盼望发 生的情形。尽管这些情形还有可能发生,但通过降低最不利结局果概 率改善风险特征如图le所示。最不利结局及其发生概率“大幅削减” 的概念与管理者以“下侧风险”标示最坏结局看待风险是全都的。然 而,文献认为管理者一般倾向不用数量化表示最坏状况的发生概率。 因此,尽管管理者实行了显著降低发生可能性的行动,但是他们更倾 向留意图1b一图Id风险特征转变的更大价值。表1列出了
15、可能产生改进的管理行动。对于决策分析者的挑战是提出一个 结构化的或识别削减风险应关注领域的程序。表1增加价值削减风险的管理行动公司内部的管理成本掌握外部合同掌握设置里程碑掌握现金流出快速反应 提高生产率激励系统劳动协作 技术革新性能的计算机模拟扩展的原型测试使用成型设计试验性工厂 改进产品市场调查现场测试共享争论成果试验真实伺服系统 制造力量柔性设施通用的产品设计柔性生产力全局整合方案闲余生产力量(设施、零件)削减应收账款增加应付账款交货次数与供应商协作合同合同收支条款惩罚条款担保激励条款基于绩效的或有要求与关注的暴露匹配合同承诺的期限资信要求终止选择权可变使用选择权金融市场套期保值期权衍生产
16、品共享关系(风险分散,联营或合资) 意外事故保险目标市场2.采用概率分布表示增加决策价值或削减风险的行动的结果在离散随机变量分析中,降低最不利结局可能性或削减其对降低不利风险 的影响。至于连续的随机变量,通过以下三种方式之一或多种方式风险管理改 善决策的风险特征。实际情况图la当前决策集合中最优决策收益的概率分布向右偏移图1b采纳提高全部结局价值行动使原最优决策收益概率分布右移图Id实行削减不确定行动后最优决策收益的概率分布图le实行降低极端损失行动后最优决策收益的概率分布图1增值与削减风险的行动有些管理活动可能产生多种抱负效果,为降低风险增大机会,通过实行以 上全部的管理行动可以实现这些效果
17、。在每个例子中,都去掉一些最不盼望发 生的情形。尽管这些情形还有可能发生,但通过降低最不利结局果概率改善风 险特征如图le所示。“大幅削减”最不利结局及其发生概率的概念与管理者以“下侧风险”标 示最坏结局看待风险是全都的。然而,争论认为管理者一般倾向不用数量化表 示最坏状况的发生概率。因此,尽管管理者实行了显著降低发生可能性的行动, 但是他们更倾向留意在图1b图Id风险特征转变的所带来的价值。3.在最优决策中查找增加价值削减风险行动所实行的步骤我们关注管理者已经评估了方案的风险特征并确定了最好决策的分析阶 段,这就是最优决策。这个最优是现有选择方案中最佳的,但不是通过可能制 造性构建的最佳决策
18、。在这个阶段,负责管理策略或向决策的董事会介绍的经理将检验决策中是 否存在比较差的结局甚至是无法接受的结果。决策不行避开地有下侧风险,问 题就是如何改进这个决策。最基本步骤是,在最优策略中找出最差结局。此外,提高期望值改善最优 决策的六个步骤是:(1)完全掌握。在最优决策中,找出导致最坏结局发生的随机大事。通过指定最佳分支发 生概率为1,计算“完全掌握”的期望值,并确定完全掌握增加的净期望 值。(2)降低风险一一转变发生概率。在最优决策中,找出导致最坏结局随机大事的分支。削减该分支的发生概 率,直接用比如0.1削减发生的概率,而把这个0.1概率加到相邻分支上。 削减影响一一转变对最坏结局分支的
19、随机变量取值。依据实际状况使终端数值削减I元或100万元,重新计算期望值。不断重 复使其期望值与次最优决策相等。或者用某些现实的最大改进的界限。(4)转变给定参数。在多数状况下参数是计算期望值的一部分,转变与最优路径有关的确定性 参数,依据实际状况转变1元或100万元,重新计算期望值(本质上,参 数虽是个初始输入,但也可通过管理行动得到改善)。(5)对其他随机大事与最优决策消失的分支重复上述步骤。(6)对次最优策略的最坏结局路径重复上述步骤。假如次最优策略的期望值与最优策略的接近,对两个以上的可供选择决策 重复上述步骤很有价值。假如上述两个策略的期望值差异很大,没有必要 进行上述分析。期望值的
20、转变量是经理争论对于不同随机大事和关键参数的风险管理决策 的依据。4.自行制造与外购决策案例:离散型决策树分析一家公司现打算是自行制造还是外购一种部件。公司有这种部件的设计方 案但不能保证设计是否可行。由于在设计完全实现之前必需做出决策,提前期 很长。不确定因素之一是现有设计的可行性。假如设计不行行作较大的修改,那 么势必增加生产成本,可变成本将增加8%。最终,影响自行制造部件的成本。 此外,假如现在与供应商签订外购合同设计作较大的改动,那么供应商使用最 新设计改动将使部件的价格提高15%。不确定因素之二是部件的需求量,相关的数据如表2o全部的分析过程采 用决策树表示。这是一个离散的决策树分析
21、问题,该问题的决策树如图2所示。表2自行制造与外购案例随机大事 设计可行性现有设计可行概率=0.4(部分需要)重新设计的概率=0.6需求=0.3=0.5=0.2低:1百万件 一般:1.25百万件 禺:1.5百万件成本 自行制造固定成本:设施投资 单位可变成本:固定成本:设施投资 单位可变成本:55百万元 外购(现有)设计可行100元/件 重新设计108元/件固定成本:设施投资 单位变动成本:(现有)设计可行 重新设计0百万140元/件161元/件(增加15%)单位:百万元需求量低自行制造/U3 设计可行177.5人 0A03/03 重新设计187.34 -60.2,/03设计可行171.54
22、4重新设计197.22乂2 0.6X 0.5需求量一般需求量高需求量低需求量一般需求量高需求量低需求量一般需求量高需求量低需求量一般需求量高0.2155180205163190217140175210161201.25241.5图2自行设计与外购部件问题确定最优决策的决策树从决策树中可看出:自行制造方案的期望成本为18338万元,而外购方案 的期望成本为18694万元。自行制造方案不仅期望成本低而且风险也小,其中 总成本最多不超过21700万元(在重新设计和高需求状况下)。而外购的最高成 本达到24150万元(状况如上),两个决策的风险特征参看图3并见表3以收益 为结局的累积概率分布。OOOO
23、OOOOO外购尸(X)0.120.200.500.700.881.00x(d =自制)-217-205-190-180-163-155x(d =外购)-241.5-210-201.25175161-140图3自行制造与外购决策的风险特征(单位:百万元)表3自行制造与外购决策收益的累积概率分布在最优策略中,最高的成本消失在现有设计不行行且需求高的状况下。按 前述第一个步骤,定义“设计不行行”随机大事,假如管理者能完全掌握设计 过程并消退设计不行行的可能性,那么状况如何呢?为了计算完全掌握策略的 期望值,令“设计不行行”的概率为0。(1)完全掌握设计可行性(设计可行的概率为1)(步骤1)单位:百万
24、元自行制造 0设计可行O 177.5图4设计完全可行性的决策树结论:完全掌握设计的可行性,最优决策发生转变,此时外购决策是最优的, 节省成本1188万元。A = 17L5 183.38 = 11.88如前述第2步,假如设计可行概率值增加0.1,则整个项目成本节省98万元。(2)降低设计不行行发生概率10%(步骤2)百万元百万元结论:削减设计不行行风险,降低发生概率10%,节省成本98万元。 = 182.4 183.38 =-0.98(3)降低设计不行行发生概率30%(发生的概率减半)(步骤2)结论:削减设计不行行风险,降低发生概率30%,节省成本416.25万元。A = 179.2175-183.38 = -4.1625这些数据都表明,假如要使设计发生重大变更,那么必需投入大量的时间与精 力掌握可变成本的增加。争论使得自制与外购无差的设计可行性的临界概率:设计不行行的概率为P,