管理博弈论.ppt

下载

管 理 博 弈 论 课程目标 1.介绍博弈论的基本概念、方法等理论知识 。 2.侧重从管理应用视角，启发学生运用博弈 论的基本知识分析现实问题。 3.通过大量的案例，帮助学生对基本理论知 识的掌握和理解。 4.侧重课程训练，旨在促进学生形成运用课 程知识的能力。 � 管理博弈论体系框架 广 义 管 理 博 弈 论 狭义博弈论 合作博弈论 非合作博弈论 完全信息静态博弈 完全信息动态博弈 不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈 博弈论 （单目标） 非对称信息博弈 论 （信息经济学） （契约设计理论） 管理激励与约束 机制设计理论 （多目标） 逆向选择模型 道德风险模型 隐蔽行动模型 隐蔽信息模型 进化博弈论（进化论＋博弈论＋有限理性） 量子博弈论（量子论＋博弈论＋实验） 博弈链理论（系统科学＋组织理论＋博弈论） 完全信息静态博弈 完全信息动态博弈 不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈 个体管理问题 公共道德问题 群体管理问题 隐蔽违规问题 合作博弈论 非合作博弈论 合作博弈论 非合作博弈论 合作博弈论 非合作博弈论 本讲主要内容 1. 1 什么是博弈论 1 .2 博弈结构和博弈的分类 1. 3 几类经典博弈模型 1. 4 博弈论历史和发展的简要评述 1. 5 博弈论在我国的应用 1. 6 训练题 什么是博弈论 � 博弈：源于游戏的一种决策思想和方法 � 博弈——源于中国的围棋游戏 � 博弈论——从思想到逻辑，从哲学到科学 围棋 ︽ 孙 子 兵 法 ︾ 空城计——《三国演义 》 � 博弈论的概念诠释 � 博弈论：也叫对策论，是研究利益冲突各方在彼此 相互作用下如何做出决策，及有关这种决策的均衡 问题的理论。 � 本质：一种决策方法。 � 目的：在既定博弈规则的 约束下求解均衡并 选择行动。 从游戏到博弈 博弈就是策略对抗，或策略有关键作用的游戏 � 博弈Game ，博弈论Game Theory ，Game 即游戏、竞 技 � 游戏和经济等决策竞争较量的共同特征：规则、结果、 策略选择，策略和利益相互依存，策略的关键作用 游戏——下棋、猜大小 经济——寡头产量决策、市场阻入、投标拍卖 政治、军事——美国和伊拉克、以色列和巴勒斯坦 一个非技术性定义 定义：博弈就是一些个人、队组或其他组织，面对一定 的环境条件，在一定的规则下，同时或先后，一次或多 次，从各自允许选择的行为或策略中进行选择并加以实 施，各自取得相应结果的过程。 四个核心方面 博弈的参加者(Player)——博弈方 各博弈方的策略(Strategies)或行动(Actions) 博弈的次序(Order) 博弈方的得益(Payoffs) � 博弈的六要素 � 博弈的分类 � 生活中的博弈 � 情侣之战 � 讨价还价的胜算 � 大家的事情由谁管？——修路纠纷 博弈无时不在、无处不在 � 朝核六方会谈，博弈中开花结 果 博弈结构和博弈分类 博弈中的博弈方 博弈中的策略 博弈中的得益 博弈的过程 博弈的信息结构 博弈方的能力和理性 博弈的分类和博弈理论的结构 博弈中的博弈方 博弈方：独立决策、独立承担博弈结果的个 人或组织 � 博弈规则面前博弈方之间平等，不因博弈 方之间权利、地位的差异而改变 � 博弈方数量对博弈结果和分析有影响 � 根据博弈方数量分单人博弈、两人博弈、 多人博弈等。最常见的是两人博弈，单人 博弈是退化的博弈 一、单人博弈——只有一个博弈方的博弈 例一：单人迷宫 入口 A B 出口(奖金M) A,1 B,1 右 左 右 左 M 0 0 扩展形 例二：运输路线 -7000 -16000 -10000 -10000 好天气(75%) 坏天气(25%) 自 然 商 人 水 路 陆 路 运输路线得益矩阵 0 1 -7000 -10000 -16000 -10000 运输路线扩展形 好天气 (75%) 坏天气 (25%) 单人博弈实质 个体最优化问题 二、两人博弈 � 两人博弈即有两个博弈方的博弈 � 两人博弈最常见，研究最多，是最基本和有用 的博弈类型 � 囚徒困境、猜硬币、齐威王田忌赛马等都是两 人博弈 � 两人博弈有多种可能性，博弈方的利益方向可 能一致，也可以不一致 三、多人博弈 � 三个博弈方之间的博弈 � 可能存在“破坏者”：其策略选择对自身的利益 并没有影响，但却会对其他博弈方的利益产生 很大的，有时甚至是决定性的影响。申办奥运 会是典型例子。 � 多人博弈的表示有时与两人博弈不同，需要多 个得益矩阵，或者只能用描述法 博弈中的策略 策略：博弈中各博弈方的选择内容 � 策略有定性定量、简单复杂之分 � 不同博弈方之间不仅可选策略不同，而且可 选策略数量也可不同 � 有限博弈：每个博弈方的策略数都是有限的 � 无限博弈：至少有某些博弈方的策略有无限 多个 博弈中的得益 得益：各博弈方从博弈中所获得的利益 � 得益对应博弈的结果，也就是各博弈方策 略的组合 � 得益是各博弈方追求的根本目标及行为和 判断的主要依据 � 根据得益的博弈分类：零和博弈、常和博 弈、变和博弈 � 零和博弈：也称“严格竞争博弈”。博弈方之间 利益始终对立，偏好通常不同 —猜硬币，田忌赛马，石头-剪刀-布 � 常和博弈：博弈方之间利益的总和为常数。博 弈方之间的利益是对立的且是竞争关系 —分配固定数额的奖金、利润，遗产官司 � 变和博弈：零和博弈和常和博弈以外的所有博 弈。合作利益存在，博弈效率问题的重要性。 —囚徒困境、产量博弈等 博弈的过程 博弈过程：博弈方选择、行为的次序，包括 是否多次重复选择、行为。 � 博弈过程对博弈结果也有重要影响。 � 根据博弈的过程，博弈可分为静态博弈、 动态博弈、重复博弈。 静态博弈：所有博弈方同时或可看作同时选择 策略的博弈 —田忌赛马、猜硬币 动态博弈：各博弈方的选择和行动又先后次序 且后选择、后行动的博弈方在自己选择、行 动之前可以看到其他博弈方的选择和行动 —弈棋、市场进入、领导——追随型市场 结构 重复博弈：同一个博弈反复进行所构成的博 弈，提供了实现更有效略博弈结果的新可能 —长期客户、长期合同、信誉问题 � 有限次重复博弈 � 无限次重复博弈 博弈的信息结构 � 完全信息博弈：各博弈方都完全了解所有博弈 方各种情况下的得益 � 不完全信息博弈：至少部分博弈方不完全了解 其他博弈方得益的情况的博弈，也称为“不对 称信息博弈” � 完美信息博弈：每个轮到行为的博弈方对博弈 的进程完全了解的博弈 � 不完美信息博弈：至少某些博弈方在轮到行动 时不完全了解此前全部博弈的进程的博弈 博弈方的能力和理性 完全理性和有限理性 � 完全理性：有完美的分析判断能力和不会犯选择行为 的错误 � 有限理性：博弈方的判断选择能力有缺陷 个体理性和集体理性 � 个体理性：一个体利益最大为目标 � 集体理性：追求集体利益最大化 � 合作博弈：允许存在有约束力协议的博弈 � 非合作博弈：不允许存在有约束力协议的博弈 博弈的分类和博弈理论的结构 � 非合作博弈和合作博弈 � 非合作博弈范围内：完全理性博弈和有限理性 博弈（进化博弈） � 静态博弈，动态博弈，重复博弈 � 完全信息静态博弈，不完全信息静态博弈，完 全且完美信息动态博弈，完全但不完美信息动 态博弈，不完全信息动态博弈 � 零和博弈和非零和博弈，单人博弈和多人博弈 几个经典博弈模型 囚徒的困境 赌胜博弈 田忌赛马 囚徒的困境 � 囚徒的困境是图克（Tucker ）1950 年提 出的 � 该博弈是博弈论最经典、著名的博弈 � 该博弈本身讲的是一个法律刑侦或犯罪学 方面的问题，但可以扩展到许多经济问题 ，以及各种社会问题，可以揭示市场经济 的根本缺陷 一、基本模型 -5， -5 0， -8 -8， 0 -1， -1 坦 白 不坦白 坦 白 不坦白 两个罪犯的得益矩阵 囚徒 2 囚 徒 1 囚徒1：坦白 囚徒2：坦白 二、双寡头削价竞争 100 ，100 20 ，105 150 ，20 70 ，70 高 价 低 价 高 价 低 价 寡头2 寡 头 1 双寡头的得益矩阵 政府组织协调的 必要性和重要性 寡头1：低价(70) 寡头2：低价(70) 赌胜博弈 � 赌博、竞技等构成的博弈问题，在经济中 也有许多应用，赌胜博弈也是一类重要的 博弈问题，对经济竞争和合作也有很大启 示 � 赌胜博弈的特点是一方得等于另一方失， 不可能双赢，属于“零和博弈” 齐 威 王 田 忌 田忌赛马 齐 威 王 田 忌 3，-3 1，-1 1，-1 1，-1 -1，1 1，-1 1，-1 3，-3 1，-1 1，-1 1，-1 -1，1 1，-1 -1，1 3，-3 1，-1 1，-1 1，-1 -1，1 1，-1， 1，-1 3，-3 1，-1 1，-1 1，-1 1，-1 1，-1 -1，1 3，-3 1，-1 1，-1 1，-1 -1，1 1，-1 1，-1 3，-3 上中下 上下中 中上下 中下上 下上中 下中上 上 中 下 上 下 中 中 上 下 中 下 上 下 上 中 下 中 上 田 忌 齐 威 王 得益矩阵 取胜关键：不让对方猜到自己策略，尽可能猜出对方策略 二、猜硬币博弈 -1， 1 1， -1 1， -1 -1， 1 正 面 反 面 猜硬币方 盖 硬 币 方 正 面 反 面 三、石头、剪子、布 0， 0 1， -1 -1， 1 -1， 1 1， -1 0， 0 1， -1 -1， 1 0， 0 石 头 剪 子 布 博弈方2 石 头 剪 子 布 博 弈 方 1 � 房地产价格博弈 政府导向：站在以居住需求为主的购房者一方，提高居住需求， 抑制投机需求，进而促进房地产市场的健康稳定发展 。 日期：1944 年6月6日 —1944 年8月25 日 地点：法国诺曼底 参战方：盟国(美、英、加、法、波)、纳粹德 国 盟军目标：成功实行渡海登陆计划 � 战争博弈-诺曼底登陆 博弈论历史和发展简述 博弈论的早期研究 博弈论的形成 博弈论的成长和发展 博弈论的成熟及与主流经济 学的融合 博弈论的早期研究 � 博弈论历史没有公认答案 � 对具有策略依存特点决策问题的研究可上溯 到18 世纪初甚至更早 � 博弈论真正的发展在本世纪 � 博弈论总体上仍然是发展中的学科 � 2000 年前我国古代的“齐威王田忌赛马” � 1500 年前巴比伦犹太教法典“婚姻合同问题”等 。 � 1838 年古诺寡头模型。 � 1883 年伯特兰德寡头竞争模型。 � 1913 年齐默罗象棋博弈定理 、“逆推归纳法” � 1921-1927 年波雷尔混合策略的第一个现代 表述，有数种策略两人博弈的极小化极大解 � 1928 年诺伊曼和摩根斯坦扩展形博弈定义， 证明有限策略两人零和博弈有确定结果 博弈论的形成 冯.诺伊曼和摩根斯坦《博弈论和经济行为》 Theory of Games and Economic Behavior 1944 � 引进扩展形（extensive form ）表示和正规形 （normal form ）或称策略形（strategy form ）、矩阵形（matrix form ）表示 � 提出稳定集（stable sets）解概念 � 正式提出创造博弈论一般理论的主意 � 给出博弈论研究的一般框架、概念术语和表述 方法 北京理工大学现代组织管理研究中心 冯•诺伊曼和《博弈论与经济行为》 2008-3-30 博弈论的成长和发展 一、第一个研究高潮，本世纪40 年代末和50 年代初 � 1950 年纳什提出“纳什均衡”（Nash equilibrium ）概 念和证明纳什定理，发展非合作博弈的基础理论。 � 1950 年Melvin Dresher 和Merrill Flood在兰德公司 （美国空军）“囚徒的困境”（Prison’s dilemma）博 弈实验，（Howard Raiffa ）独立进行这个博弈实验 ； � 1952-1953 年期间（L. S. Shapley）和（D. B. Gillies）提出“核”（Core ）作为合作博弈的一般解概 念 � Shapley提出了合作博弈的“Shapley值”（Shapley value）概念等。 � 奥曼（R. J. Aumann ）“40 年代末50 年代初是博弈论 历史上令人振奋的时期，原理已经破茧而出，正在试 飞它们的双翅，活跃着一批巨人。” � 第一次荣获诺贝尔经济学奖 纳什 海萨尼 1994 年诺贝尔经济学奖获得者 (博弈论在经济学中的应用) 泽尔滕 二、50 年代中后期一直到70 年代博弈论发展的青年期 � 1954-1955 年提出了“微分博弈”（Differential games ）的概念。 � 奥曼则在1959 年提出了“强均衡”（Strong equilibrium）的概念。 � “重复博弈”（Repeated games ）也是在50 年代末开 始研究的，这自然引出了关于重复博弈的“民间定理” （Folk theorem ）。 � 1960 年（Thomas C. Schelling ）引进了“焦点”（ Focal point）的概念。 � 博弈论在进化生物学（Evolutionary Biology）中的 公开应用也是在60 年代初出现的。 � 塞尔腾(Selten)1965 提出“子博弈完美纳什均衡 ”(subgame perfect Nash equilibrium) � 1975 年提出的“颤抖手均衡”(Trembling hand perfect equilibrium) � 海萨尼(Harsanyi )1967-1968 三篇构造不完全信息 博弈理论的系列论文，“贝叶斯纳什均衡”(Bayesian Nash equilibrium )。 � 海萨尼1973 年提出关于“混合策略”的不完全信息解 释，以及“严格纳什均衡”(Strict Nash equilibrium) 。 � 70 年代“进化博弈论”（Evolutionary game theory ）的重要发展，（John Maynard Smith ）1972 年 引进“进化稳定策略”（ Evolutionarily stable strategy，ESS）等。 � “共同知识”（Common knowledge ）的重要性，因 为奥曼1976 年的文章引起广泛的重视。 三、40 年代末到70 年代末是博弈论发展的重要阶段 � 这个时期博弈理论仍然没有成熟，理论体系还比较乱 ，概念和分析方法很不统一，在经济学中的作用和影 响还比较有限，但这个时期博弈论研究的繁荣和进展 却是非常显著的。 � 对这一阶段博弈论研究的迅速发展，除了理论发展自 身规律的作用以外，全球政治、军事、经济特定环境 条件的影响（战争和冷战时期的军事对抗和威慑策略 研究的需要，经济竞争、国际经济竞争的加剧），以 及经济学理论发展本身的需要等，都起了重要的作用 。正是因为有了这一阶段博弈论研究的繁荣发展，才 有80 、90 年代博弈论的成熟和对经济学的博弈论革命 。 博弈论的成熟及与主流经济学的融 合 一、80 、90 年代是博弈论走向成熟的时期 � 1981 （Elon Kohlberg） “顺推归纳法”（Forward induction） � 克瑞泼斯（David M. kreps ）和威尔孙（Robert Wilson）1982 年提出“序列均衡”（Sequential equilibria） � 1982 年斯密（John Maynard Smith ）出版了《进化和 博弈论》（<Evolution and the theory of games> ） � 1984 年由伯恩海姆（B. D. Bernheim）和皮尔斯（D. G. Pearce）提出“可理性化性”（Rationalizability） � 海萨尼和塞尔腾1988 年提出了在非合作和合作博弈中 均衡选择的一般理论和标准， � 1991 年弗得伯格（D. Fudenberg ）和泰勒尔（J. Tirole）首先提出了“完美贝叶斯均衡”（Perfext Bayesian equilibrium）的概念 二、博弈论和经济学诺贝尔奖 � 1994 ：非合作博弈：纳什(Nash )、海萨尼（ Harsanyi）、塞尔顿（Selten） � 1996 ：不对称信息激励理论：莫里斯（Mirrlees） 和维克瑞（Vickrey） � 2001 ：不完全信息市场博弈：阿克罗夫（Akerlof） （商品市场）、斯潘塞（Spence ）（教育市场）、 斯蒂格里兹（Stiglitze）（保险市场） � 2002 ：实验经济学：史密斯（Smith ），心理经济 学：卡尼曼（Kahneman ） � 第二次荣获诺贝尔经济学奖 1996 年诺贝尔经济学获得者 (不对称信息条件下的“经济激励理论”) 维克 里 米尔利斯 2001 年诺贝尔经济学获得者(充满不对称信息市场的分析 ) 阿克尔洛 夫 斯彭斯 斯蒂格利 茨 � 第三次荣获诺贝尔经济学奖 � 第四次荣获诺贝尔经济学奖 2005 年诺贝尔经济学获得者 (通过博弈论对冲突和合作领域进行分析) 罗伯特•奥曼 托马斯•谢林 � 第五次荣获诺贝尔经济学奖 2007 年诺贝尔经济学奖获得者 (机制设计理论) 博弈论的应用 � 企业经营者的决策思路和工具。 � 政府的政策和管理思路，与个人、企业和地 方博弈的意识。 � 社会经济问题的理论分析工具，解释经济中 许多低效率现象的根源，找出各种经济问题 的制度性、环境性原因，揭示各种经济行为 和政策的效率意义等。 博弈论助我们走向未来 � 博弈论的理论价值 � 经济学领域中的应用 � 管理学领域中应用 � 博弈论的美中不足 � 完全理性假设 � 信息的不确定性 � 数学模型难以抽象 � 博弈论的实践意义 � 认清实质，究其根本 � 理性决策，加大胜率 小 结 起源与发展 博弈起源-围棋 萌芽-产生-发展-繁荣与成熟 思想到方法，哲学到科学 博弈世界 博弈体现在生活、经济、军事、政治、国际 关系等诸多方面，我们生活在博弈世界里 博弈论点评 博弈论的实践意义 博弈论的美中不足 博弈论的理论价值 初识博弈论 博弈论的概念、实质和目的 博弈的六个要素 、博弈的分类 课堂训练——别人的红包更诱人 � 故事模型1 话说一地主家有两个长工——张三和李四。转眼到了 年关，地主给了张三、李四每人一个红包。两个人都 看到自己红包里装的是1000 元钱，但不知道对方红 包里装的是多少。这时地主发话了：“你们拿的红包里 ，每个红包的钱可能是以下两个数字之一：1000 元 和3000 元。现在你们如果愿意跟对方换红包的话， 可以由我来公证，但你们每人要支付100 元公证费给 我。” 问题：故事的结果是怎样的，请用分析博弈过程与结果 。 作业题——诸葛亮三分天下的智慧 � 故事模型2 � 三国时代火烧赤壁一战，孙刘联军打败曹操 ，曹操北逃。诸葛亮在曹操归逃的路上布下 三重防范：前有赵云，中有张飞，后有关羽 。然而诸葛亮的军令要求赵云和张飞的主要 任务是防火骚扰，真正捉曹的任务落在关羽 的身上。后来在华容道上，关羽念旧情放走 了曹操。 � 问题：应用博弈论原理分析神机妙算的诸葛 亮为什么间接放走曹操？