Генерация возможных альтернатив

    Введение

1. Генерация возможных альтернатив
2. Задача оценки альтернатив
3. Заключение

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Генерация возможных альтернатив

    Задача  принятия решений возникает, когда присутствует несколько вариантов альтернатив для достижения заданного или желаемого результата.

    При генерации параметрических альтернатив  возникает две возможности: использовать абсолютно все найденные альтернативы или же только те, которые наиболее близки к проблеме. То есть при генерации альтернатив стоит выбор: использовать или нет альтернативу. Это решает именно человек по выдаваемым системой параметрам, соответствующим той или иной альтернативе.

    При этом требуется выбрать наилучшую  в определенном смысле альтернативу.

    Общую постановку задачи принятия решений, понимаемой обычно как задачу выбора из некоторого множества, можно сформулировать следующим образом. Пусть X – множество альтернатив, Y – множество последствий (исходов, результатов). Предполагается существование причинной связи между выбором некоторой альтернативы xiÎX и наступлением соответствующего исхода yjÎY. Кроме того, предполагается наличие механизма оценки качества такого выбора – обычно оценивается качество исхода. Требуется выбрать наилучшую альтернативу, для которой соответствующий исход имеет наилучшую оценку качества.

    Нетрудно  видеть, что в приведенной постановке задачи складывается из двух частных задач: задачи формирования начального множества X альтернатив и задачи выбора наилучшей альтернативы.

    "Лица, принимающее решение часто не  осознают важности составления  списка альтернатив. Совершенно  очевидно, что, в конечном счете,  может быть выбрана не самая  лучшая альтернатива из числа  рассматриваемых. В этом смысле качество выбора ограничено качеством альтернатив. Исчерпывающий список имеющихся альтернатив оказывает большую помощь при принятии решений. Принятие решений есть выбор одной из альтернатив, и составление их списка является неотъемлемой частью этого процесса. В некотором смысле  составление списка альтернатив совершенно аналогично определению задачи при инженерном анализе. Когда альтернативы неопределенны, список их неполон или даже непродуман, принять решение невозможно. Однако если альтернативы четко перечислены, задача больше не является неосязаемой. Теперь мы уже имеем совершенно конкретную задачу выбора одной из перечисленных альтернатив. Составление списка альтернатив перед принятием решений в основном является творческим этапом. Здесь с успехом можно применять многое методы получения новых полезных идей".

    В книге указывается, что генерацию возможных альтернатив можно реализовать посредством:

    а) программной реализации аналитических  моделей,

    б) с использованием экспертных систем,

    в) генерации сценариев путем комбинации различных операций, заданных ЛПР (лицом, принимающим решение) или взятых из базы данных,

    г) и, наконец, используя подход, получивший название ситуационного управления.

    В цитируемой работе отмечено, что генерации  решений можно подразделить на:

    ·      неожиданные, принципиально новые, новаторские решения, которые пока компьютер делать не в состоянии;

    ·      решения, основывающиеся на типовых  сценариях, по аналогии, на основе комбинации известных частных решений; генерация  таких решений доступна вычислительной машине.

    Решение проблемы генерации альтернатив предлагается делать, на основе разновидности экспертного подхода, известной как техника когнитивных карт.

    Напомним, что когнитивная карта (карта  познания) – это вид математической модели, представленной в виде графа  и позволяющей описывать субъективное восприятие человеком или группой  людей какого-либо сложного объекта, проблемы или функционирования системы. Когнитивная карта предназначена  для выявления структуры причинных  связей между элементами системы, сложного объекта, составляющими проблемы и  т.п. и оценки последствий, происходящих под влиянием воздействия на эти  элементы или изменения характера связей.

    Сама  методика построения и анализа когнитивных карт в рассмотрена как будто бы подробно, но самый главный, как представляется этап ее – выявление основных факторов, влияющих на решение проблемы – остается "за кадром", предполагается, по умолчанию, что он реализуется ЛПР, экспертом, или группой экспертов.

    В этой связи более разработанным  представляется подход, изложенный в монографии и представляющий собой следующую группу алгоритмов.

    Алгоритм 1. Формирование начального множества  альтернатив с  помощью экспертного  оценивания. В данном случае привлекаются N экспертов, действующих независимо друг от друга. Каждому эксперту предлагается составить свой список альтернатив  Xj. Полученные множества альтернатив объединяются, образуя, таким образом, начальное множество альтернатив:

    Алгоритм 2. Формирование начального множества  альтернатив с помощью модели. Здесь предполагается, что непосредственное порождение множества X с помощью  экспертов невозможно, но известен регулярный способ (модель) порождения любой альтернативы xi. Например, пусть заданы правила построения возможных расписаний авиарейсов, в то же время число всех вариантов расписаний настолько велико, что их совместный анализ эксперту провести не удается. Параметры модели заранее не известны, но могут быть найдены экспертами.

    Алгоритм 2 реализуется следующей последовательностью  шагов:

1) с  помощью экспертизы определить  числовые параметры модели;

2) используя  модель, найти множество возможных  альтернатив xi;

3) сформировать  множество X = {xi}.

    Алгоритм 3. Морфологический анализ. Морфологический  метод предполагает представление  каждой альтернативы в виде составных  частей (компонент). Под компонентами понимаются части, на которые условно  разделена альтернатива. Компонентами могут быть как некоторые измеряемые параметры, так и отдельные структурные  части альтернативы. Например, в  задаче выбора комплекса технических  средств для создания автоматизированной системы управления альтернативу можно представить с помощью следующих компонент: тип ЭВМ, число периферийных устройств, системное устройство ввода, системное устройство вывода, математическое обеспечение.

Пусть множество возможных вариантов  i-й компоненты обозначено через Хi = {хi1, хi2, ..., хiki}. Тогда множество альтернатив представимо в виде 

     X = Х1 ´ X2 ´ ... ´ Хn.                                          (2) 

      Такое представление задает конкретную  модель порождения возможных  альтернатив.

    Алгоритм 4. Формирование начального множества  альтернатив для иерархических  систем. Путь альтернативы разбиты  на части, иерархически связанные межу собой. Например, допустимый план развития отрасли основан на допустимых планах предприятий, а планы предприятий  – на планах цехов. Для формирования X предлагается использовать иерархическую  экспертизу, которая представляет собой  последовательность экспертиз, где  каждая экспертиза использует результаты предыдущих.

    Предлагается  два способа проведения иерархической  экспертизы. Первый заключается в  проведении экспертизы снизу вверх. Сначала проводят экспертизы на самом  низком уровне иерархии. Их результаты служат исходными данными для проведения экспертиз на следующем уровне и т.д. Применительно к планированию это означает, что сначала определяют допустимые планы цехов, на их основе формируют допустимые планы предприятий и затем планы развития отрасли.

    Второй  способ заключается в проведении экспертизы сверху вниз. Здесь результаты экспертизы более высокого уровня служат ограничениями при определении  допустимых альтернатив более низкого  уровня. Применительно к планированию сначала определяют допустимые планы  развития отрасли, затем допустимые планы предприятий и допустимые планы цехов. Допустимыми для  предприятия будут только такие  планы, которые обеспечивают допустимость планов отрасли.

    Алгоритм 5. Формирование бесконечного начального множества альтернатив. Пусть альтернативы являются точками из Еm. Тогда множества возможных допустимых альтернатив образуют некоторые области в Еm. Формирование начального множества альтернатив сводится к определению границ этих областей. Отметим, что данный алгоритм применим, только в случае, если альтернативы можно каким-то образом характеризовать количественно.

    2. Анализ возможных подходов к  решению поставленной проблемы. Детальное изучение рассмотренных  источников позволяет установить  следующее:

    1) альтернативы могут быть как  простыми (атомарными, неразложимыми), предполагающие только один этап  управляющего действия, так и  сложными, многоэтапными (или многоступенчатыми)  – типа сценариев, состоящими  из последовательности элементарных (атомарных) действий или этапов;

    2) из предыдущего пункта следует,  что для формирования начального  множества альтернатив необходимо  сформировать начальное множество  элементарных действий, которое  может, как совпадать, так и  не совпадать – в случае  альтернатив-сценариев – с множеством  элементарных действий;

    3) множество элементарных действий  может быть сформировано с  помощью следующих подходов:

    - экспертного с индивидуальной (независимой) работой экспертов,

    - экспертного с коллективной работой экспертов,

    - с использованием имеющихся (электронных)  хранилищ данных или баз знаний,

    - с использованием литературных  источников.

    4) при наличии полученного каким-либо  способом множества элементарных  действий начальное множество  альтернатив может быть сформировано:

    - экспертным путем с индивидуальной (независимой) работой экспертов,

    - с использованием морфологического подхода.

    Достоинства и недостатки приведенных вариантов:

    1)   экспертные подходы, особенно  при коллективной работе экспертов,  как представляется, могут быть  весьма продуктивными в смысле  формирования максимально полного  начального множества альтернатив,  и это – их достоинство,  но, в то же время, ограничением данных подходов может служить трудность в подборе компетентных экспертов и сложность автоматизации в проведении экспертизы;

    2)   использование литературных источников  – процесс, не являющийся автоматизированным  и достаточно медленный (продолжительный  по времени); генерировать новые  идеи (альтернативы) этот подход  вряд ли позволит, поэтому сфера  его применения – сравнительно  несложные прикладные задачи;

    3)   комбинация использования электронных  хранилищ данных и морфологического  анализа, скорее всего, обеспечит  формирование достаточно полного  начального множества альтернатив,  и в то же время поддается  полной автоматизации.

    2. Задача оценки  альтернатив

    Согласно  парадигме "рациональных решений" осознанный выбор решения должен производиться только на основе сравнения по предпочтительности результатов, которые обеспечивает в операции та или иная из альтернатив. В этой связи весьма важными оказываются взаимосвязанные задачи оценки альтернатив и моделирования предпочтений ЛПР. Понятно также, что предпочтения ЛПР в отношении ценности альтернатив должны выявляться не абстрактно, а только для конкретных значений соответствующих им результатов в рассматриваемой операции. При этом задача получения результатов для оценки альтернатив имеет как бы первостепенное значение.

    Итак, задача оценки альтернатив имеет  главной целью получение для каждой альтернативы значений связанных с ней результатов, характеризующих интенсивность существен-в ных свойств исходов операции. Эту задачу, в принципе, нецелесообразно и не следует решать в отрыве от задачи формирования исходного множества альтернатив. В то же время из методических соображений задачу оценки альтернатив целесообразно рассматривать как самостоятельную, поскольку только так можно выявить ее особенности.