犹豫模糊偏好决策研究进展与前景

来源:《系统工程理论与实践》编辑部时间:2020-11-09

要点:

决策分析的关键在于从决策情境的分析中找出相对可行的方案,本文涉及两种不同的决策情境,其一是面对多种可能时的不确定性是来自信息模糊和主观犹豫,其二是群体决策时,提供的方案的多元性,给决策者带来了难度。这是决策中常碰到的现象,不仅具有实际应用的潜力,而且对蓬勃发展的AI决策模型亦具有参考价值。

犹豫模糊偏好关系作为一种刻画事物不确定性的有效表达方式,能够用多个可能的隶属度同时描述决策者对事物两两比较的评价结果。专家学者先后提出了优先权导出模型、一致性理论、基于偏好关系的群体共识模型。

优先权导出模型借助不同的犹豫模糊算子去集成偏好关系中的犹豫模糊元素,最终通过判断集成结果的大小而对方案进行排序;一致性理论致力于检验决策者对事物的评价是否存在逻辑矛盾或估值不符的情况;基于偏好关系的群体共识模型是通过让决策者们互通其各自的决策意见,调整与群体意见偏差较大的个人意见而达到一个令决策者们较为认可的决策结果,群决策作为现代决策的重要组成部分,有助于利用群体智慧保证决策的有效性,越是不确定和错综复杂的情况越需要群体智慧来共同决策。

为了发挥犹豫模糊信息形式可以一般性地描述决策者在几个可能取值之间犹豫的优势,学者们针对犹豫模糊偏好关系的拓展形式展开了研究,犹豫模糊偏好关系及其拓展形式给决策者提供了一个更加直观且灵活的信息表达方式,因为这些表达方式较为符合人们的模糊思维,它们在实际中的应用也取得了一些进展。


内容简介:

决策分析,包括明确研究目标、确立研究对象、确定属性值及权重并采用适当的方法得到待评方案的排序等一系列过程,一直以来在人类的日常活动中扮演着重要的角色,起初,一些精准的数学模型可用以解决简单的决策问题,随着人们社会、经济活动的不断丰富,决策过程中存在的未知因素及决策问题中所涉及的认识需要逐步提升,使得这些精准的数学模型无法满足人们在面对实际问题时对不确定性刻画的需求,基于这样的情况,提出有效的信息表达方式并依此解决常见的决策问题是推动现代决策科学发展的必然诉求。
 
在实际的决策问题中,决策者有时候需要借助不同的途径以表示其决策意见,偏好关系,作为一种有效的决策信息表达方式,可以通过决策者针对评估对象进行两两比较而得到相应的决策信息,基于此,Saaty提出了偏好关系的基本概念,并在此之后建立了1~9标度去描述一个事物优于或劣于另一个事物的程度。该概念的提出为人们对事物的主观评价提供了一个崭新的思路,因其在获取信息过程中的直观性和简便性,它已经成为了人们日常决策分析中的重要组成部分。

决策问题的不确定性以及决策过程中存在的各种复杂因素必然产生了模糊类型的偏好关系,基于Zadeh提出的模糊集(fuzzy set)的概念,Orlorski和Tanino提出并研究了模糊偏好关系(fuzzy preference relation),它给人们表达模糊偏好信息提供了一个有效的新路径,例如:人们在判断事物A是否优于事物B时,不再是简单地运用“优于”还是“不优于”进行评价,而是采用“事物A优于/劣于事物B的程度”这样的描述来更加准确地表达其观点,随着社会活动的日益复杂和获取有效信息难度的增加,人们知识的局限性在决策过程中不断地显现出来,使得决策者在参与决策的过程中难以仅用一个隶属度去描述他们对事物的偏好,因而,人们在不确定环境下对事物的偏好往往会犹豫于几个可能的隶属度之间,此外,决策问题的复杂化及其存在的大量不确定性使得群决策成为了现代决策的一个重要标志,那么,如何最大程度地保留所有决策者的偏好并将其充分应用于决策过程也是保证决策科学性和有效性的关键,鉴于此,在Torra定义的犹豫模糊集(hesitant fuzzy set)基础上,Xia和Xu提出了犹豫模糊偏好关系(hesitant fuzzy preference relation),它能描述以下两种常见的决策情形:1)单个决策者对事物的偏好关系在多个评价值之间犹豫不定;2)群决策问题中,同时表达在多个决策者对事物的偏好意见不统一情况下的评价值,比如,某一决策者因其认知的模糊性,他/她在判断事物A优于事物B的程度的时候,可能给出0.5,0.6,0.7这三个可能的取值,那么,此时偏好信息表示为{0.5,0.6,0.7),该偏好信息涵盖了该决策者认知下的所有判断结果;再比如:在一个群决策过程中,两个决策者分别认为事物A优于事物B的程度为0.7,0.8,那么,此时偏好信息表示为{0.7,0.8},该集合同时涵盖了两位决策者的不同偏好意见。

犹豫模糊偏好关系的提出为决策者在不确定环境下对事物的偏好提供了一个有效、灵活、全面的信息表达方式,有关犹豫模糊偏好关系的研究也逐渐被展开,目前,基于犹豫模糊偏好关系的排序理论、一致性理论以及群体共识理论等相关的理论框架已初步建立起来,此外,因为犹豫模糊偏好关系能够很好地表征决策者模糊的思维,其在风险评估、金融投资、水资源配置、绿色供应链管理、军事战略选择、基础建设项目投资等领域也有着良好的应用。
 

本文内容摘自《系统工程理论与实践》第40卷第8期论文《犹豫模糊偏好决策研究进展与前景》,论文全文请点击文末链接下载阅读
作者徐泽水,教授,博士生导师,研究方向:决策理论与技术,信息集成理论和聚类算法,模糊数学与优化算法等;任珮嘉,博士研究生,研究方向:决策理论与方法等。

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