MAT PÄÄTÖKSENTEKO JA ONGELMANRATKAISU

Transkriptio

1 MAT PÄÄTÖKSENTEKO JA ONGELMANRATKAISU Syksy 2007 Ahti Salo / Juuso Liesiö 1

2 Miksi kurssi päätöksenteosta? Välitön oppimistavoite päätösongelmien jäsentäminen moniulotteisuuden hahmottaminen monenlaisiin sovelluksiin perehtyminen ohjelmistoihin tutustuminen analyysien tekeminen tulosten kommunikointi hyvät metodiset valmiudet Myöhemmin korkealaatuisten tutkimusten, selvitysten ja analyysien tekeminen ja teettäminen kyky perustellun kritiikin esittämiseen päätösten perusteleminen terve itseluottamus Lähestymistapa pääsääntöisesti rationaalinen "mallitetaan ongelma, lasketaan vastaus ja päätetään" kurssin nimi voisi olla pikemminkin ongelmanteko ja päätöksenratkaisu hyvin valmisteltu on puoliksi tehty todellisuudessa kyse on paljon muustakin valta-asetelmat ja -pelit 2

3 Rajoitteita analyysin epävarmuudet kaikkia tekijöitä ei voida tai ei ole mielekästä sisällyttää analyysiin (vrt. force majeure -tekijät) kognitiiviset, sosiaaliset ja poliittiset rajoitteet vrt. Herbert Simon & bounded rationality 3

4 Materiaali ja sisältö Materiaali 1. Luentokalvot 2. Laskuharjoitustehtävät ja mallivastaukset 3. Lisäksi lisämateriaalia, jonka voi laina kopioitavaksi kurssin assistentilta Tentissä vaaditaan vain verkossa olevan materiaalin (1. ja 2.) hallintaa Ilman kurssikirjaa pärjää mutta vain jos hallitsee luentokalvojen asiasisällön! Jos ei osallistu luennoille/laskareihin voi ymmärrystä syventää tukeutumalla kirjoihin: Clemen, R.T. (1996) Making Hard Decisions: An Introduction to Decision Analysis Tuoreempi, enemmän esimerkkejä Kopio lainattavissa assistentilta French, S. (1988) Decision Theory: An Introduction to the Mathematics of Rationality Tarkempi esitys teoriasta; erityisesti monitavoitteisesta päätökseteosta Opintomonisteita ei jaeta. Kaikki materiaali (1.-3.) on mahdollista lainata kopioitavaksi kurssin päätyttyä joulukuussa 4

5 Luennot Monitavoitteinen päätöksenteko (#1-7) Preferenssien matemaattinen mallintaminen Arvopuuanalyysi Robustit menetelmät arvopuuanalyysissä Monitavoiteoptimointi Ryhmäpäätöksenteko (#8) Äänestysmekanismit, Arrow n mahdottomuus lause Eri päätöksentekijöiden arvot tavoitteina Päätöksenteko epävarmuuden vallitessa (#9 ja #10) Epävarmuuden kuvaaminen Hyötyfunktio ja riskin mittaaminen Dynaaminen päätöksenteko Laskuharjoitukset Laskutehtäviä (ei arvostella, assistentti esittelee mallivastaukset) Sovellusesimerkkejä Ohjelmistoihin tutustumista Kotitehtävät Kurssiin kuuluu kaksi arvosteltavaa kotitehtävää, jotka palautetaan assistentille. Tenttit Kotitehtäväpisteet voimassa joulu-, tammi ja toukokuun tenteissä. 5

6 Päätöksenteko 1.1 Mitä on päätöksenteko? Päätöksenteossa osa mahdollisista vaihtoehdoista rajataan tietoisesti pois. Kyse on siis valintojen tekemisestä Tunnetaanko päätöksentekovaihtoehdot? Tunnetaanko päätöskriteerit? Liittyykö päätöksentekoon epävarmuutta? Onko tulemien todennäköisyydet syytä mallintaa? Ketkä ovat päätöksentekijöitä? Kenelle vastuu viime kädessä kuuluu? Onko kyse yksilöstä vai ryhmästä? Mitkä ovat päätöksentekijöiden preferenssit? Miten päätös viedään täytäntöön? Mitä tapahtuu päätöksen jälkeen? 6

7 1.2 Päätöksenteon matemaattiset menetelmät Lähtökohtia: Vaihtoehdot ja päätöskriteerit tunnetaan Päätöksentekijät pystyvät ilmoittamaan mieltymyksensä eli preferenssinsä. Mieti jotakin hiljattain kohtaamaasi merkittävää päätöstilannetta. Pitivätkö yo. lähtökohdat siinä paikkansa? Tavoiteena antaa työkaluja, joiden avulla rationaalinen päätöksentekijä voi tehdä omalta kannaltaan parhaan mahdollisen päätöksen. Päätöksenteon tukeminen Tässä yhteydessä rationaalisuudella tarkoitetaan (myöhemmin täsmennettävien) rationaliteettiaksioomien noudattamista. Vrt. päätöksenteon psykologia miten ihmiset tekevät päätöksiä 7

8 1.3 Päätösongelmien luokittelua A. Yksi päätöksentekijä A.1. Yksi kriteeri, ei epävarmuutta Optimointi esim. lyhimmän reitin valinta kahden kaupungin välillä A.2. Monta kriteeriä, ei epävarmuutta Diskreetti joukko vaihtoehtoja: päätöskriteerit menetelmävaihtoehtoja monitavoitteinen arvoteoria (multiattribute value theory, MAVT) analyyttinen hierarkiaprosessi (Analytic Hierarchy Process, AHP) outranking menetelmät (ns. ranskalainen koulukunta, ELECTRE) esim. uuden auton valinta Jatkuvat päätösmuuttujat tyypillisesti kyse monitavoitteisesta optimointitehtävästä esim. tuotesuunnittelun parametrien asettaminen (auto tms.) 8

9 A.3. Yksi kriteeri, epävarmuutta Stokastinen optimointi esim. parhaan tuoton antavan sijoitusportfolion rakentaminen Mat Investointiteoria A.4. Monta kriteeriä, epävarmuutta Diskreetti joukko vaihtoehtoja: stokastiset päätöskriteerit monitavoitteinen hyötyteoria (multiattribute utility theory, MAUT = MAVT + todennäköisyydet, riski) päätöspuut ja vaikutuskaaviot esim. eettiset kriteerit täyttävän sijoitusportfolion rakentaminen Jatkuvat päätösmuuttujat monitavoitteinen stokastinen optimointi esim. elävakuutusyhtiöiden sijoitusportfolion päivittäminen B. Monta päätöksentekijää Miten voimme verrata sitä, missä määrin eri ihmisten tavoitteet toteutuvat? (vrt. onnellisuuden vertailu) käytännössä ei kovinkaan helppoa 9

10 Ryhmäpäätöksenteossa päätöksentekijöillä on yhteisiä pyrkimyksiä. Peliteoriassa peli on kahden tai useamman päätöksentekijän (agentin, toimijan) välistä, tiettyjen sääntöjen mukaan tapahtuvaa vuorovaikutusta. Toimijoiden strategiat vaikuttavat lopputulokseen esim. huutokaupat, mobiilioperaattoreiden välinen kilpailu Neuvottelussa päätöksenteon osapuolten pyrkimykset eivät ole välttämättä yhteneviä. Ratkaisuun ei siis välttämättä päästä, jos he sanoutuvat irti neuvotteluista. vrt. viime aikoina esillä olleiden eläkemallien valinta. Mat Peliteoria Äänestämiskirjallisuus ja sosiaalisen valinnan teoria (social choice) tarjoavat malleja, joilla ryhmäpäätöksentekotilantieta voidaan tukea. Mat Peliteoria: Yhteistyön peliteoria 10

11 1.4 Päätösanalyysin tehtäviä Mihin päätösanalyysillä voidaan pyrkiä? 1. Vaihtoehtojen ideointi, luominen 2. Tavoitteiden tunnistaminen 3. Yhteisen viitekehyksen rakentaminen käsitteiden täsmentäminen 4. Näkemystiedon kvantifiointi todennäköisyydet mahdolliset seuraamukset haitat ja hyödyt 5. Monisyisten päättelyketjujen analyysi kvantitatiivisilla suureilla voidaan laskea kvalitatiivisesta tiedosta on joskus vaikea nähdä metsää puilta 6. Arvo-orientoituneiden indeksien tuottaminen vrt. YK:n inhimillisen kehityksen indeksi On tärkeää pitäytyä olennaiseen monimutkaisen ratkaisun tuottaminen väärään ongelmaan yksi pahimmista virheistä vrt. Iridium-satelliitin markkinatutkimus tilaajilla ei useinkaan selkeää käsitystä siitä, minkä ongelma oikeastaan on 11

12 Mikä on hyvä päätös? kyse on monta kertaa tarkoituksenmukaisten toimintatapojen omaksumisesta ei välttämättä annetun suosituksen hyvyydestä sinänsä jälkiviisastelu on helppoa etenkin yhteiskunnallisessa päätöksenteossa päätöksentekoprosessiin kohdistuu laatu-vaatimuksia vrt. tarjouskilpailujen organisointi 1.5 Huomioitavaa 1. Analyysin tilaaja ei välttämättä tee päätöstä vaan tuottaa taustatietoa vrt. julkishallinnon alaiset tutkimuslaitokset (esim. VTT, VATT, MTTL, jne.) 2. Kaikkia mahdollisia vaihtoehtoja ei useinkaan ole mahdollista käsitellä rajattava edustava otos vrt. länsimetrosta käynnistyvä selvitystyö 3. Toisinaan on kyse pikemminkin toimintatapojen rakentamisesta kuin yksittäisten päätösten tekemisestä vrt. valvontavelvoitteet ja riskianalyysit tuotekehitysorganisaatioiden kypsyysmallit, laadunvarmistuskäytännöt 12

13 4. Vaatimus oikea-aikaisuudesta rajaa analyysin perusteellisuutta parempi tuottaa alustavia tuloksia ajoissa kuin perinpohjaisia liian myöhään 5. Päätösanalyysi ei koskaan korvaa päätöksentekijää kenellä vastuu viime kädessä? 6. Analyysejä tehdään ja teetetään toisinaan myös legitimointipyrkimyksessä päätökset itse asiassa jo tehty 1.6 Päätösongelman strukturointi Lähtökohtana ongelman selkeä kuvaus ja strukturointi ilman ongelman määrittelyä sen ratkaiseminen on lähestulkoon mahdotonta vrt. osuminen edellyttää maalin sijainnin tietämistä Ongelman strukturointiin ei ole yksioikoisia ohjeita kokemus, näkemys, terve järki Päätösanalyysimallit tarjoavat valmiita kehikkoja, jotka auttavat ongelman jäsentämisessä Mikään malli ei paras tai oikea: tarvitaan tarkoituksenmukainen malli 13