게임이론(game theory)

  

 

 


1. 게임이론의 의의

 * 의사결정을 필요로 하는 상황에는 "① 확실성, ② 위험, ③ 불확실성, ④ 상충"  이 있는 바 게임이론은 상충하의 의사결정기법이다. 

* 게임이론은 지능적이고 목적달성을 위해 노력하는 경쟁가간의 경쟁상태를 모형  화시키는 수리적 접근법으로서, 뉴만과 모겐스턴에 의해 개발되었다.

2. 게임이론의 구성요소

* 게임이론의 구성요소에는 ① 게임에 참가하는 경쟁자, ② 경쟁자의 전략, ③ 전략을 선택한 결과로서 발생하는 이익 등이 있다.

* 게임이론은 게임에 참가하는 모든 경쟁자는 상대방이 선택한 전략과 선택한 결과로서 발생하는 이익을 미리 알고 있다고 가정하며, 상대방이 어떠한 전략을 선택하더라도 자기의 이익을 최대화 시킬 수 있는 전략을 선택한다는 것.

3. 게임이론의 종류

(1) 2인게임 다수게임게임은 경쟁자의 수에 따라 2인게임, 다수게임

① 2인게임

 → 장기, 바둑 등과 같이 한 사람의 이익을 다른 사람의 손실을 초래하는 직접적인

     경쟁상황

② 다수게임

 → 포커 등과 같이 한 사람의 이익이 반드시 다른 사람의 손실을 초래하지는 않는

      간접적인 경쟁상황

(2) 영화(零和)게임, 비영화(非零和)게임

① 영화(zero-sum)게임 

* 영화라는 것은 상반된 이해관계를 가지는 2인게임의 경우 

* 한 사람의 이익은 다른 사람의 손실과 같아서, 두 경쟁자의 득실을 합치면 항상

   0이 된다는 것. 그 사람이 행할 때는 2인 영화게임.

② 비영화(non zero-sum game)

 → 장기의 예에서, 만일 패자가 장소대를 지불하는 경우 양자가 지불한 음액의

     합계는 0이 되지 않는데 이런 경우를 비영화 게임이라고 함.

4. 게임이론의 원리

여기서는 게임이론에서 가장 잘 발달되어 있는 2인 0화게임에 있어서의 원리를 말함.

(1) 순수전략의 경우각 경쟁자가 단하나의 전략을 선택함으로서 서로 만족하여 안정

     상태에 도달할 수 있는 경우

① 2인 0화게임의 형성

 → 2인의 경쟁자를 가정, 각 경쟁자는 경쟁 상대방의 가능한 전략을 강안하여 자신

     에게 주어진 대체적 전략중 하나를 선택함

② 이익행렬

 → 각 경쟁자는 각자에게 주어진 전략이 모든 가능한 조합으로부터  예측되는 

     이익에 관한 정보를 정확히 알고 있다고 가정하여 이익행렬을 작성

(도표 75)  A, B의 이익행렬

* 여기서 중요한 점은 위의 행렬에는 A의 이익만 포함되어 있다는 점이다. 

* 위의 예에서 A가 전략 Ⅰ을 B가 전략 X를 택할시 A는 73원 이익, B는 73원

  손실을 가져와 합이 0이 된다.

* +의 이익은 A의 이익을, -의 이익은 A의 손실을 나타낸다.

③ 게임의 분석

 ㉮ 맥시민(맥시맥스)원리

 → 게임분석에 이용되는 원리중의 하나가 맥시민(이익을 위한) 또는 맥시맥스(손

     실을 위한)원리이다. 이 원리는 의사결정자는 그가 선택하는 어떠한 전략에 대

     해서도 최악의 결과를 기대하는 비관적인 견해를 가진다고 가정함.

   * 위의 예에서 A는 전략에 따라 예상되는 모든 최소이익으로부터 최대이익을

     얻고자 하여(맥시민), B는 예상되는 모든 최대손실중에서 최소손실을 얻고자

     한다(미니맥스).

 ㉯ 지배의 원리

   → 어느 특정전략이 다른 전략보다 열등하기 때문에 그 우월한 전략에 의해서 완

       전히 지배당하게 되면 지배당한 전략(열등한 전략)은 이익행렬에서 제거될 수 

       있다. 

   왜냐하면 지배당한 전략을 선택하지 않을 것이 분명하기 때문이다.

   이를 지배의 원리라 함.④ 게임의 값   게임을 분석한 결과 각 경쟁자가 만족할 수

   있는 전략을 선택함으로써 얻을 수 있는 값을 게임의 값이라 한다.⑤ 순수전략과

    안점(鞍点)

* 각 경쟁자가 어떤 단 하나의 전략을 선택함으로써 서로 만족하여, 그 전략변경으로

   위험부담을 안지 않으려 할 때, 양자가 취하는 전략을 순수전략이라고 한다.

 * 순수전략에서 안정 혹은 균형상태에 도달했을 때를 안점(鞍点)이라고 함.

(2) 혼합전략의 경우

① 의의

    각 경쟁자들이 게임의 값을 얻기 위하여 여러 가지 전략을 적당한 비율로 혼합

    하는 전략

② 혼합전략의 해

 → 대수해법, 도식해법의 2가지

5. 게임이론과 선형계획법의 유사점

* 2인영화게임은 선형계획법과 비슷한 점이 많으므로 선형계획법으로 바꿀 수 있다.

* 게임이론 선형계획법의 유사점은 다음과 같다.

① 선형목적함수

 → 게임에 참가하는 경쟁자들의 목적은 기대이익을 최대화하거나, 기대손실을 최소

     화하는 선형목적함수로 표시될수 있다.

    LP의 선형목적함수와 유사

② 선형제약조건

 → 게임의 각 경쟁자는 이익행렬에 나타나는 전략적 이익, 손실에 따라 그에 따른 

     최적전략을 선택해 나가야 한다.

    LP의 제약조건을 만족시키면서 목적함수의 최대화(또는 최소화) 추구와 유사

③ 비부(非負)의 조건

 → 게임에서 각 경쟁자는 전략선택확률이 負(-)일 수 없다.

   LP의 非負의 조건과 유사

④ 본원적 문제와 쌍대문제의 관계

 → 2인영화게임에서 2명의 경쟁자가 모두 최적전략을 선택하는 경우에는 최대기대

     이익과 최소기대손실이 일치하게 된다.

      LP의 본원적 문제와 쌍대문제와 유사

radial_purple.gif 출처 : 최신공장관리기술사(하권) OR       radial_purple.gif 출판사 : (주)ATPM컨설팅

radial_purple.gif 저자 : 공학박사/기술사/지도사 권오운 지음

                      
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