Файл: Международный консорциум Электронный университет Московский государственный университет экономики, статистики и информатики.pdf

Моделирование рисковых ситуаций
74
Проводя соответствующие вычисления для случаев производства 6, 7, 8 и 9 ящи- ков, получаем:
6 ящиков
( )
(
)
;
000 90 1
,
0 5
,
0 3
,
0 1
,
0 300 2
2
=
+
+
+
=
ξ
M
( )
000 90 300 2
2
=
=
ξ
M
; .
0
;
0 000 90 000 90
=
σξ
=
−
=
ξ
D
7 ящиков
( )
;
5
,
752 116 350 9
,
0 255 1
,
0 2
2 2
=
×
+
×
=
ξ
M
( )
940 115 5
,
340 2
2
=
=
ξ
M
; ;
5
,
812 940 115 5
,
752 116
=
−
=
ξ
D
5 28 5
812
,
,
=
=
σξ
8 ящиков
( )
;
5
,
317 128 400 6
,
0 305 3
,
0 210 1
,
0 2
2 2
2
=
×
+
×
+
×
=
ξ
M
( )
25
,
256 124 5
,
352 2
2
=
=
ξ
M
; ;
25
,
061 4
25
,
256 124 5
,
317 128
=
−
=
ξ
D
73
,
63 25
,
061 4
=
=
σξ
9 ящиков
( )
;
265 106 450 1
,
0 355 5
,
0 260 3
,
0 165 1
,
0 2
2 2
2 2
=
×
+
×
+
×
+
×
=
ξ
M
( )
489 100 317 2
2
=
=
ξ
M
; ;
776 5
489 100 265 106
=
−
=
ξ
D
76 776 5
=
=
σξ
Вывод. Из представленных результатов расчетов с учетом полученных показателей рисков – средних квадратичных отклонений – очевидно, что производить 9 ящиков при любых обстоятельствах нецелесообразно, ибо средняя ожидаемая прибыль, равная 317, меньше, чем для 8 ящиков (352,5), а среднее квадратичное отклонение (76) для 9 ящиков больше аналогичного показателя для 8 ящиков (63,73). А вот целесообразно ли производст- во 8 ящиков по сравнению с 7 или 6 – неочевидно, так как риск при производстве 8 ящиков
(
73
,
63
=
σξ
) больший, чем при производстве 7 ящиков (
5
,
28
=
σξ
) и тем более 6 ящиков, где
0
=
σξ
. Вся информация с учетом ожидаемых прибылей и рисков налицо. Решение должен принимать генеральный директор компании «Российский сыр» с учетом его опыта, склон- ности к риску и степени достоверности показателей вероятностей спроса: 0,1; 0,3; 0,5; 0,1.
Авторы, учитывая все приведенные числовые характеристики случайной величины – при- были, склоняются к рекомендации производить 7 ящиков (не 8, что вытекает из максими- зации прибыли без учета риска!). Читателю предлагается обосновать свой выбор.
Задача 2. Рассмотрим упомянутую выше проблему закупки угля для обогрева дома.
Имеются следующие данные о количестве и ценах угля, необходимого зимой для ото- пления дома (табл. 7). Вероятности зим: мягкой —0,35; обычной – 0,5; холодной – 0,15.
Таблица 7
Зима
Количество угля, т
Средняя цена за 1 т в ф. ст.
Мягкая 4 7
Обычная 5 7,5
Холодная 6 8
Эти цены относятся к покупкам угля зимой. Летом цена угля 6 ф. ст. за 1 т, у вас есть место для хранения запаса угля до 6 т, заготавливаемого летом. Если потребуется зимой докупить недостающее количество угля, докупка будет по зимним ценам. Предполагает- ся, что весь уголь, который сохранится до конца зимы, в лето пропадет
*
. Сколько угля ле- том покупать на зиму?
*
Предположение делается для упрощения постановки и решения задачи.

Принятие решений в условиях неопределенности и риска (игры с природой)
75
Решение. Построим платежную матрицу (табл. 8).
Таблица 8
0,35 0,5 0,15
Вероятность
Зима
Мягкая
Обычная
Холодная
Мягкая (4 т)
-(4 × 6)
-(4 × 6 + 1 × 7,5)
-(4 × 6 + 2 ×8)
Обычная (5 т)
-(5 × 6)
-(5 × 6 + 0 × 7,5)
-(5 × 6 + 1 × 8)
Холодная (6 т)
-(6 × 6)
-(6 × 6 + 0 × 7,5)
-(6 × 6 + 0 × 8)
Произведем расчет ожидаемой средней платы за уголь (табл. 9).
Таблица 9
Зима
Средняя ожидаемая плата
Мягкая
-(24 × 0,35 + 31,5 × 0,5 + 40 × 0,15) = –30,15
Обычная
-(30 × 0,35 + 30 × 0,5 + 38 × 0,15) = –31,2
Холодная
-(36 × 0,35 + 36 × 0,5 + 36 × 0,15) = –36
Из табл. 9 видно, что, наименьшая ожидаемая средняя плата приходится на слу- чай мягкой зимы (30, 15 ф. ст.). Соответственно, если не учитывать степени риска, то представляется целесообразным летом закупить 4 т угля, а зимой, если потребуется, до- купить уголь по более высоким зимним ценам.
Если продолжить исследование процесса принятия решения и аналогично задаче
1 вычислить средние квадратичные отклонения платы за уголь для мягкой, обычной и холодной зимы, то соответственно получим:
• для мягкой зимы 357
,
5
=
σξ
;
• для обычной зимы 856
,
2
=
σξ
;
• для холодной зимы
0
=
σξ
Минимальный риск, естественно, будет для холодной зимы, однако при этом ожи- даемая средняя плата за уголь оказывается максимальной – 36 ф. ст.
Вывод. Мы склоняемся к варианту покупки угля для обычной зимы, так как, со- гласно табл. 9, ожидаемая средняя плата за уголь по сравнению с вариантом для мягкой зимы возрастает на 3,5%, а степень риска при этом оказывается почти в 2 раза меньшей
(
856 2,
=
σξ
против 5,357).
Отношение среднего квадратичного отклонения к математическому ожиданию
(средний риск на затрачиваемый 1 ф. ст.) для обычной зимы составляет
0915
,
0 2
,
31 856
,
2
=
против аналогичного показателя для мягкой зимы, равного
1777
,
0 15
,
30 357
,
5
=
, т.е. вновь раз- личие почти в 2 раза.
Эти соотношения и позволяют нам рекомендовать покупку угля, ориентируясь не на мягкую, а на обычную зиму.
Задача 3. АО «Фото и цвет» – небольшой производитель химических реактивов и оборудования, которые используются некоторыми фотостудиями при изготовлении 35- мм фильмов. Один из продуктов, который предлагает «Фото и цвет» – ВС-6. Президент
АО продает в течение недели 11, 12 или 13 ящиков ВС-6. От продажи каждого ящика АО получает 35 дол. прибыли. Как и многие фотографические реактивы, ВС-6 имеет очень малый срок годности. Поэтому, если ящик не продан к концу недели, он должен быть

Моделирование рисковых ситуаций
76
уничтожен. Каждый ящик обходится предприятию в 56 дол. Вероятности продать 11, 12 и
13 ящиков в течение недели равны соответственно 0,45; 0,35; 0,2. Как вы советуете посту- пить? Как вы порекомендуете поступить, если бы «Фото и цвет» мог сделать ВС-6 с добав- кой, значительно продлевающей срок его годности?
Решение. Матрицу игры с природой (здесь АО «Фото и цвет» – игрок с природой, а природа – торговая конъюнктура) строим по аналогии с рассмотренными выше зада- чами (табл. 10).
Таблица 10
Спрос на ящики
Производство ящиков
11
(0,45)
*
12
(0,35)
13
(0,2)
Средняя ожидаемая прибыль
11 35 × 11 = 385 35 × 11 = 385 35 × 11 = 385 385 12 35 × 11 – 56 × 1 = 329 35 × 12 = 420 35 × 12 = 420 379,05 13 35 × 11 – 56 × 2 = 273 35 × 11 – 56 × 1 = 364 35 × 13 = 455 341,25
*
В скобках приведена вероятность спроса на ящики.
Расчет средней ожидаемой прибыли производится с использованием вероятностей состояний природы, как и в задачах 1 и 2.
Вывод. Наибольшая из средних ожидаемых прибылей (385 дол.) отвечает при за- данных возможностях спроса производству 11 ящиков ВС-6.
Производство 11 ящиков в неделю и следует рекомендовать АО «Фото и цвет», ибо показатель риска – среднее квадратичное отклонение, как нетрудно убедиться, σξ =0 – минимален при максимальной средней ожидаемой прибыли.
Если срок службы химического реактива будет удлинен, то его производство даже при прежнем спросе можно увеличить, частично производя на склад для последующей реализации.

Принятие решений в условиях неопределенности и риска (игры с природой)
77
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Компания, производящая стиральный порошок, работает в условиях сво- бодной конкуренции. Порошок выпускается блоками, причем цена одного блока в бу- дущем месяце является неопределенной: 10 руб. с вероятностью 0,3; 15 руб. с вероятно- стью 0,5; 20 руб. с вероятностью 0,3. Полные затраты (ПЗ) на производство Q блоков сти- рального порошка определяются зависимостью ПЗ = 1000 + 5Q + 0,0025Q
2
Постройте таблицу решений и определите суточный выпуск продукции компа- нии (в блоках), при котором среднесуточная прибыль будет максимальной.
Задача 2. Спрос на некоторый товар, производимый монополистом, определяется зависимостью Q = 100 – 5р + 5j, где j – достоверно неизвестный уровень дохода потребите- лей, р – цена товара. По оценкам экспертов,



=
4
,
0
ью вероятност с
–
4
;
6
,
0
ью вероятност с
–
2
j
Полные затраты на производство товара определяются зависимостью ПЗ = 5 + 4Q + 0,05Q
2
Сколько товара должен выпускать монополист и по какой цене продавать, чтобы макси- мизировать свою ожидаемую прибыль?
Задача 3.
Молодой российский бизнесмен предполагает построить ночную диско- теку неподалеку от университета. По одному из допустимых проектов предприниматель может в дневное время открыть в здании дискотеки столовую для студентов и преподава- телей. Другой вариант не связан с дневным обслуживанием клиентов. Представленные бизнес-планы показывают, что план, связанный со столовой, может принести доход в 250 тыс. руб. Без открытия столовой бизнесмен может заработать 175 тыс. руб. Потери в слу- чае открытия дискотеки со столовой составят 55 тыс. руб., а без столовой— 20 тыс. руб.
Определите наиболее эффективную альтернативу на основе средней стоимостной цен- ности в качестве критерия.
Задача 4.
Небольшая частная фирма производит косметическую продукцию для подростков. В течение месяца реализуется 15, 16 или 17 упаковок товара. От продажи ка- ждой упаковки фирма получает 75 руб. прибыли. Косметика имеет малый срок годности, поэтому, если упаковка не продана в месячный срок, она должна быть уничтожена. По- скольку производство одной упаковки обходится в 115 руб., потери фирмы составляют
115 руб., если упаковка не продана к концу месяца. Вероятности продать 15, 16 или 17 упаковок за месяц составляют соответственно 0,55; 0,1 и 0,35. Сколько упаковок косметики следует производить фирме ежемесячно? Какова ожидаемая стоимостная ценность этого решения? Сколько упаковок можно было бы производить при значительном продлении срока хранения косметической продукции?
Задача 5.
Магазин «Молоко» продает в розницу молочные продукты. Директор магазина должен определить, сколько бидонов сметаны следует закупить у производите- ля для торговли в течение недели. Вероятности того, что спрос на сметану в течение не- дели будет 7, 8, 9 или 10 бидонов, равны соответственно 0,2; 0,2; 0,5 и 0,1. Покупка одного бидона сметаны обходится магазину в 70 руб., а продается сметана по цене 110 руб. за бидон. Если сметана не продается в течение недели, она портится, и магазин несет убыт- ки. Сколько бидонов сметаны желательно приобретать для продажи? Какова ожидаемая стоимостная ценность этого решения?

Моделирование рисковых ситуаций
78
Задача 6.
Найти наилучшие стратегии по критериям: максимакса, Вальда, Сэвид- жа, Гурвица (коэффициент пессимизма равен 0,2), Гурвица применительно к матрице рисков (коэффициент пессимизма равен 0,4) для следующей платежной матрицы игры с природой (элементы матрицы – выигрыши):
5 3
6 8 7 4
7 5
5 4 8 1
1 3
1 10 0 2
9 9
7 1
3 6
−
−
−
−
−
−












Задача 7.
Директор лицея, обучение в котором осуществляется на платной основе, решает, следует ли расширять здание лицея на 250 мест, на 50 мест или не проводить строительных работ вообще. Если население небольшого города, в котором организован платный лицей, будет расти, то большая реконструкция могла бы принести прибыль
250 тыс. руб. в год, незначительное расширение учебных помещений могло бы прино- сить 90 тыс. руб. прибыли. Если население города увеличиваться не будет, то крупное расширение обойдется лицею в 120 тыс. руб. убытка, а малое – 45 тыс. руб. Однако ин- формация о том, как будет изменяться население города, отсутствует. Постройте дерево решений и определите лучшую альтернативу, используя критерий Вальда. Чему равно значение ОДО для наилучшей альтернативы в отсутствие необходимой информации?
Пусть при тех же исходных данных государственная статистическая служба предос- тавила информацию об изменении численности населения: вероятность роста численно- сти населения составляет 0,7; вероятность того, что численность населения останется неизменной или будет уменьшаться, равна 0,3. Определите наилучшее решение, исполь- зуя критерий максимизации ожидаемой денежной оценки. Чему равно значение ОДО для наилучшей альтернативы при получении дополнительной информации? Какова ожидаемая ценность дополнительной информации?
Задача 8.
При крупном автомобильном магазине планируется открыть мастерскую по предпродажному обслуживанию и гарантийному ремонту автомобилей. Консульта- ционная фирма готова предоставить дополнительную информацию о том, будет ли ры- нок благоприятным или нет. Эти сведения обойдутся магазину в 13 тыс. руб. Админист- рация магазина считает, что эта информация гарантирует благоприятный рынок с веро- ятностью 0,5. Если рынок будет благоприятным, то большая мастерская принесет прибыль в 60 тыс. руб., а маленькая – 30 тыс. руб. При неблагоприятном рынке магазин потеяет 65 тыс. руб., если будет открыта большая мастерская, и 30 тыс. руб.— если откро- ется маленькая. Не имея дополнительной информации, директор оценивает вероятность благоприятного рынка как 0,6. Положительный результат обследования гарантирует бла- гоприятный рынок с вероятностью 0,8. При отрицательном результате рынок может ока- заться благоприятным с вероятностью 0,3. Постройте дерево решений и определите:
1) Следует ли заказать консультационной фирме дополнительную информацию, уточняющую конъюнктуру рынка?
2) Какую мастерскую следует открыть при магазине: большую или маленькую?
3) Какова ожидаемая денежная оценка наилучшего решения?
4) Какова ожидаемая ценность дополнительной информации?
Задача 9.
Фирма, производящая вычислительную технику, провела анализ рынка нового высокопроизводительного персонального компьютера. Если будет выпущена крупная партия компьютеров, то при благоприятном рынке прибыль составит 250 тыс.

Принятие решений в условиях неопределенности и риска (игры с природой)
79
руб., а при неблагоприятных условиях фирма понесет убытки в 185 тыс. руб. Небольшая партия техники в случае ее успешной реализации принесет фирме 50 тыс. руб. прибыли и 10 тыс. руб. убытков – при неблагоприятных внешних условиях. Возможность благо- приятного и неблагоприятного исходов фирма оценивает одинаково. Исследование рынка, которое может провести эксперт, обошлось фирме в 15 тыс. руб. Эксперт считает, что с вероятностью 0,6 рынок окажется благоприятным. В то же время при положитель- ном заключении благоприятные условия ожидаются лишь с вероятностью 0,8. При отри- цательном заключении с вероятностью 0,15 рынок также может оказаться благоприят- ным. Используйте дерево решений для того, чтобы помочь фирме выбрать правильную технико-экономическую стратегию. Ответьте на следующие вопросы:
1) Следует ли заказывать эксперту дополнительное обследование рынка?
2) Какую максимальную сумму фирма может выплатить эксперту за проделанную работу?
3) Какова ожидаемая денежная оценка наилучшего решения?
Задача 10.
Автомобильный завод получает реле поворота от двух поставщиков:
А и В. Качество этих изделий характеризуется данными в табл.11.
Таблица 11
Вероятность для поставщика
Процент брака
А
В
1 0,7 0,4 2 0,1 0,3 3 0,09 0,15 4 0,07 0,1 5 0,04 0,05
Полные затраты, связанные с ремонтом одного бракованного реле, составляют
5 руб.
Реле поступают партиями по 20 000 шт. Поскольку качество изделий у поставщика В хуже, он уступает всю партию на 500 руб. дешевле. Постройте дерево решений. Какого поставщика следует выбрать?

Моделирование рисковых ситуаций
80

81