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WISO 2- (Fach) / (7) Bewertung bei Unsicherheit I (Lektion)
1. Einleitung
2. Umgang mit Unsicherheit
3. Entscheidungskriterien bei Risiko und bei Ungewissheit
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- Grundlegende Ansätze zum Umgang mit Unsicherheit? 1. Einwertige Berücksichtigung: Unsichere Parameter werden durch deterministische Werte ersetzt Szenarienmenge reduziert sich auf ein Szenario ⇒ Entscheidung unter Sicherheit + Aufwandsrestriktion – Risikoeinstellung kann nur indirekt berücksichtigt werden: Risikoneutralität ⇒ Unsichere Parameter durch Erwartungswert ersetzen Risikoscheu ⇒ Sicherheitsab- od. –aufschläge auf Erwartungswerte der Parameter Risikofreude ⇒ Umgekehrtes Vorgehen zu Risikoscheu 2. Mehrwertige Berücksichtigung: Risiko wird explizit berücksichtigt Unsichere Parameter durch Zufallsvariablen od. in Szenarien abgebildet Risikopräferenzen = können direkt in die Zielfunktion eingebunden werden Führt zu stochastischen Entscheidungsmodellen
- Einwertige vs. mehrwertige Unsicherheitsberücks. Gemeinsamkeit: Bildung & Berechnung der Szenario-Wahrscheinlichkeiten (oder bereits vorgegeben) Unterscheide: Einwertige = Berechnung S Durchschnittsszenario und db Mehrwertige = Berechnung der Ergebnisse eik Einwertige = Berechnung G(S) mit S und db (kein weiteres Mal die Wahrscheinlichkeiten)hinzuziehen Mehrwertige = Berechnung μ(Ai) mit Wahrscheinlichkeiten pk und eik
- Klassische Entscheidungskriterien Ziel: Verkleinerung der Alternativenmenge Beim mehrwertigen Ansatz müssen Alternativen anhand der Verteilung ihrer Ergebnisse beurteilt werden. Präferenzwertzuordnung durch Verdichtung von Verteilungsinformationen ⇒ Rangordnung der Alternativen Man unterscheidet Entscheidungskriterien bei Risiko & bei Ungewissheit Unvorteilhafte Alternativen sollten mit Hilfe von Dominanzkonzepten vor der Anwendung von Entscheidungskriterien aussortiert werden.
- Dominanz bei Unsicherheit Dominanz bei Unsicherheit 1. Erster Analyseschritt: Verkleinerung der Alternativenmenge 2. Zustandsdominanz:Ai (Handlungsalternative i) ist effizient, wenn keine Alternative Aq existiert, die eqk ≥ eik (Ergebnis) ∀Für alle k = 1,...,K & eqk > eik (Ergebnis) für mindestens ein k erfüllt ⇒ Andernfalls ist Ai ineffizient 3. Absolute Dominanz:Aq ist gegenüber Ai absolut dominant, wenn gilt min{eqk | k = 1,...,K} ≥ max{eik | k = 1,...,K} D.h. selbst das Best-Case Ergebnis von Ai übertrifft nicht das Worst-Case Ergebnis von Aq Das Dominanzprinzip erlaubt es, offensichtlich unterlegene Handlungsalternativen im Vorfeld auszusondern discard. Also es reduziert das Entscheidungsfeld auf effizienteHandlungsalternativen.
- Entscheidungsregeln/ Entscheidungskriterien Entscheidungsregeln/ Entscheidungskriterien: werden nun auf die verbliebenen effizienten Handlungsalternativen angewendet. dienen der Ableitung der optimalen Handlungsalternative unter gegebenen (impliziten oder expliziten) Prämissen. Entscheidungsregeln existieren für: → Entscheidungen bei Unsicherheit;→ Entscheidungen bei Risiko.
- Entscheidungsregeln bei Unsicherheit Entscheidungsregeln bei Unsicherheit: Laplace-Kriterium Maximin-Kriterium (Wald-Regel) Maximax-Kriterium Hurwicz-Kriterium (Optimismus-Pessismismus-Regel )
- Entscheidungsregeln bei Risiko Entscheidungsregeln bei Risiko: Erwartungswertkriterium (μ-Kriterium od. Bayes-Regel) Erwartungswert-Standardabweichungskriterium (μ, σ- Kriterium) Hodges-Lehmann-Kriterium
- Systematisierung der Entscheidungssituationen 1. Entscheidungen unter Sicherheit: Es ist mit Sicherheit bekannt, welcher Umweltzustand eingetreten ist oder eintreten wird. 2. Entscheidungen unter Ungewissheit: Entscheidungen unter Risiko: – mehrere Umweltzustände sind möglich, – Einzelnen möglichen Umweltzuständen können subjektive od. objektive Eintrittswahrscheinlichkeiten zugeordnet werden. 2. Entscheidungen unter Unsicherheit – Wie 1.)– allerdings können keine Eintrittswahrscheinlichkeiten angegeben werden. 3. Entscheidungen unter Spielsituationen:– Der Eintritt der Umweltzustände wird nicht durch den Zufall, sondern durch ein oder mehrere rational handelnde Gegenspieler bestimmt.
- μ-Kriterium? Klassische Entscheidungskriterien bei Risiko: Vorgehen bei Risiko: Jeder Alternative Ai wird mittels Präferenzfunktion ein eindeutiger Präferenzwert zugeordnet. (Verteilung der Ergebnisse wird auf einen Wert verdichtet) Mit Hilfe der Präferenzwerte wird eine Rangfolge der Alternativen erstellt Erwartungswertkriterium (μ-Kriterium oder Bayes-Regel): Maximierung des Erwartungswertes der Ergebnisverteilung Zu maximierende Präferenzfunktion: μ(Ai) = ∑kk=1 pk • eik für i = 1,...M Hohes mittleres Ergebnisniveau wird angestrebt Keine explizite Erfassung des Risikos Risikoneutrale Haltung des Entscheiders Kritik am Erwartungswertkriterium Vernachlässigung der Ergebnisstreuung
- μ, σ-Kriterium Entscheidungskriterien bei Risiko: Erwartungswert-Standardabweichungskriterium (μ, σ-Kriterium): σ(Ai) = √∑kk=1 pk • (μ(Ai) –eik)2 Maximierung einer Präferenzfunktion, die von μ & σ abhängig ist & einen Risikoparameter q beinhaltet:  ES(Ai ; q) = μ(Ai) + q • σ(Ai) für i = 1,...M Bei q < 0 wird von Risikoscheu ausgegangen Bei q > 0 wird von Risikofreude ausgegangen Kritik am μ, σ-Kriterium: Bei ungünstiger Wahl von q bilden sich irrationale Rangfolgen (Verstoß gegen das Dominanzprinzip) Verstoß gegen das Prinzip der Invarianz Chancen & Risiken werden gleich günstig od. ungünstig eingeschätzt ⇒ Insbesondere bei Risikoscheu ist das nicht begründbar
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- Hodges-Lehmann-Kriterium? Entscheidungskriterien bei Risiko: Hodges-Lehmann-Kriterium: Präferenzfunktion ist die mittels Vertrauensparameter v ∈ [ 0,1 ] gewichtete Summe aus μ(Ai) & dem Worst-Case-Ergebnis MM(Ai) = min{eik | k= 1, ..., K} HL(Ai; v) = v • μ(Ai) + (1 – v) • MM(Ai) Kombination aus μ-Kriterium (ergibt sich bei v = 1) & Maximin-Kriterium (bei v = 0) v • μ(Ai) ⇒ Entscheidung unter Risiko → μ-Kriterium z. B. v = 0,8 D. h. 80% Vertrauen in die Information (Verteilung der Information), aber keine volle 100%. ⇒ μ weniger gewichtet. (1 – v) • MM(Ai) ⇒ Entscheidung unter Ungewißheit → MM-Kriterium z. B. v = 0,8 D. h. 20% vertraue ich den Informationen nicht und gewichte daher mein mindestens einzugehendes Risiko mit 0,2
- Laplace-Kriterium Entscheidungskriterien bei Ungewissheit/ Unsicherheit: Laplace-Regel: Berechne den Durchschnittswert der Ergebnisse einer Handlungsalternative. Wähle diejenige Handlungsalternative mit dem höchsten Durchschnittswert. L(Ai) = ∑kk=1 eikAnnahme:– Alle Szenarien werden als gleich wahrscheinlich angenommen (⇒ Prinzip des unzureichenden Grundes ≅ Indifferenzprinzip)
- Maximin-Kriterium Entscheidungskriterien bei Ungewissheit: Maximin-Kriterium (Wald-Regel): Präferiert eine Alternative, bei der das Worst-Case-Ergebnis maximal ist: MM(Ai)= min{eik | k= 1,...,K} extrem risikoscheue Entscheidungshaltung Vernachlässigung von Chancen
- Maximax-Kriterium? Entscheidungskriterien bei Ungewissheit: Maximax-Kriterium: Präferiert eine Alternative, bei der das Best Case-Ergebnis maximal ist: MX(Ai)= max{eik | k= 1,...,K} Extrem risikofreudiges Entscheidungskriterium, daher nicht zu empfehlen ( ⇒ Risiko wird komplett vernachlässigt)
- Hurwicz-Kriterium Entscheidungskriterien bei Ungewissheit: Hurwicz-Kriterium: Optimismus-Pessimismus-Regel Entscheider legt einen „Optimismus-Parameter“ λ zwischen 0 und 1 fest. Das maximale Ergebnis einer Handlungsalternative wird mit λ gewichtet, das minimale mit (1 - λ ) und beides addiert. HU(Ai; λ) = (1 - λ) • MM(Ai) + λ • MX(Ai) für i= 1,..., M Wähle diejenige Handlungsalternative mit dem höchsten Gesamtwert. Kritik Hurwicz-Kriterium Mittlere λ-Werte ermöglichen plausible Risikoberücksichtigung Bestimmung von λ ist allerdings schwierig Problem, wenn Menge der Szenarien zwischen den Extremszenarien ungleichmäßig verteilt ist. Kleine λ-Werte führen zur Wahl von Alternativen mit geringen Ergebnisbandbreiten