含跨期替代效应决策模型的公理化基础与应用

Intertemporal substitution effect (e.g., the effect of satiation or fatigue) is widely seen in dynamic decision-making. How to cope with this effect is a common question rooted in a variety of problems arising from management practices. Due to its violation of some usual principles for preferences, the existing decision-making model in the literature does not capture the intertemporal substitution effect in a proper way. In this project, we study the intertemporal substitution effect using an axiomatic approach. We first develop an axiomatic system to characterize the preference relation with this effect, and then construct a decision-making model that is preferentially equivalent to the proposed axiomatic system. The new decision-making model will possess all desired properties regarding the intertemporal substitution effect. As applications, we will employ our new decision-making model to provide optimal management strategies for consumption and production problems in which satiation and fatigue are important and relevant. The research to be conducted in this project is expected to break new theoretic ground and provide new approaches for decision analysis.

跨期替代效应（如消费中的厌腻效应、生产中的疲劳效应）广泛存在于动态决策中。如何管理该效应是管理实践中经常会遇到的问题。过去，学术界在研究该效应时，所提出的决策模型与偏好关系的一些常规性原理相违背，未能准确体现该效应的行为特征。本项目拟采用公理化方法研究该效应，先利用公理化表述对该效应进行完整准确的界定，再构建与公理体系相等价的决策模型。拟提出的新模型将准确体现跨期替代效应的公理化属性。在应用部分，我们将结合消费和生产领域中与厌腻和疲劳密切相关的若干具体问题，利用新的决策模型给出相应的最优管理方案。预期成果将为行为决策分析提供新理论和新方法。

本项目用公理化方法研究了决策模型中的跨期替代效应。我们利用公理化表述对该效应进行完整准确的界定，构建了与公理体系相等价的决策模型，科学体现了跨期替代效应的公理化属性。在应用部分，我们结合消费和生产领域中与厌腻和疲劳密切相关的设计问题，求解了优化体验的最优消费方案，开发了一套混合整数线性规划算法来智能优化消费过程。具体成果包括学术论文10篇，其中3篇发表于管理科学顶级期刊Management Science，1份教学案例，1份政策建议，研究成果可用于消费产品的设计和消费体验的管理。依托本项目支持，项目负责人获2021年国家杰出青年科学基金资助、2021年中国信息经济学会优秀论文奖、2020年第五届系统科学与系统工程青年科技奖、2019年台湾地区管理科学玉山学术奖。项目负责人的研究受到国际同行重视，应邀担任Management Science行为经济与决策分析板块Associate Editor、Decision Sciences Journal编委评论员、Financial Innovation执行编辑。