Системы поддержки принятия решений

   СОВРЕМЕННАЯ ГУМАНИТАРНАЯ АКАДЕМИЯ

   УФИМСКИЙ  ФИЛИАЛ 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ  

По дисциплине: «Теория принятия решений»

Тема: «Системы поддержки принятия решений» 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

Уфа 2011г.

Введение 

     Людям приходится принимать решения почти  везде и почти всегда. В ходе военных действий, в политике, при  управлении предприятием, при выборе автомобиля или варианта обмена квартиры и еще в тысячах других случаев. Занимаются люди этим интересным, нередко  захватывающим и часто небезопасным делом со времен фараонов и по сей день. Поэтому достоин удивления тот факт, что люди осознали то, КАК они принимают решения совсем недавно (по историческим меркам) – вскоре, после Второй мировой войны. Оказалось, что схема процесса принятия решения не зависит от той области, в которой принимается решение. Иначе говоря, законы принятия решений едины для всех предметных областей.

     Определим, сначала, основные понятия. Прежде всего, отметим, что принятие решений по существу есть не что иное, как ВЫБОР. Принять решение - значит выбрать конкретный вариант действий из некоторого множества вариантов. Рассмотрим примеры.

     Необходимо  принять решение - идти ли сегодня  вечером в театр? Здесь перед  нами два варианта выбора: 1) идти, 2) не идти. С выбором квартиры или машины все ясно само собой. Здесь, как и в примере с театром, выбирается один наилучший вариант. Выбор победителя тендера - еще один пример выбора одного наилучшего варианта. (Тендер - это соревнование потенциальных подрядчиков за право выполнить заданную работу. Другое название тендера - подрядные торги). Приведу пример, когда выбирается не один, а несколько вариантов. Пусть некий Фонд хочет инвестировать свои средства. Варианты выбора - набор доступных инвестиционных проектов. Если фонд проводит конкурс проектов, то он может отобрать столько проектов, сколько в состоянии профинансировать.

     В теории принятия решений варианты выбора принято называть альтернативами. Этим термином мы и будем пользоваться в дальнейшем. Далее заметим, что в названии темы реферата есть слово поддержка. Это означает, что мы будем заниматься не собственно принятием решений, а подготовкой рекомендаций для того лица (тех лиц), которому (которым) нужно решение принимать. Для лица, принимающего решения введено общеупотребительное сокращение ЛПР. В дальнейшем будем использовать также следующие сокращения:

     ПР - принятие решений, ЗПР - задача принятия решения, СППР - система поддержки принятия решений. [4]

     Итак, решение есть ВЫБОР. Приглядимся  к нему подробнее. Прежде всего, заметим, что первоначально у нас может не быть даже множества альтернатив, из которых предстоит делать выбор. Например, мы хотим обменять квартиру. Тогда, прежде всего, придется заняться подбором вариантов обмена. Это и есть первый этап решения проблемы, который называют "формирование множества альтернатив". Первоначально, множество альтернатив чаще всего аморфно, т.е. не имеет структуры. Точнее говоря, чаще всего мы не можем сразу сказать, какая альтернатива лучше, а какая хуже. Оказывается, задачу выбора можно решить, если каким-либо образом структурировать множество альтернатив. 

 

Классификация задач 

    Любая ЗПР представляется в виде: <T, A, K, X, F, G, D>, где T – постановка задачи, A – множество допустимых альтернатив, K – множество критериев выбора (способов оценки эффективности вариантов решения), X – множество методов измерения отношения между вариантами F – отображение множества допустимых вариантов на множество критериальных оценок, G – система предпочтений экспертов, D – решающее правило, отражающее эту систему предпочтения.

    Каждый  из элементов этого набора может  служить классификационным признаком.

    Традиционно рассматривается следующая классификация:

     1) По виду отображения F

     F: A * K

    Может иметь детерминированный, вероятностный  и неопределенный вид. В связи с этим выделяются следующие задачи:

• в условиях определенности (если имеется достаточное и достоверное количество информации, пример – задачи оптимизации)
• в условиях риска. Возникает, когда возможные исходы можно описать с помощью некоторого вероятностного распределения. Такое описание может быт получено либо статистическими, либо экспертными методами.
• в условиях неопределенности. Все остальные задачи. Информация о задаче неполная, неточная. Форм. методы либо отсутствуют, либо слишком сложны.

 

     2) По мощности множества К. Задачи  могут быть однокритериальные  и многокритериальные.

     3) По типу системы предпочтения  экспертов (G)

• системы предпочтения одного ЛПР (задачи индивидуального принятия решений)
• коллективная ЗПР

 

Структурирование  множества альтернатив 

Рассмотрим  основные типы структур. Первый из них  называется КЛАССИФИКАЦИЯ. 

                                                                            рис. 1 

     Слева изображено неструктурированное множество  альтернатив. Справа показано разбиение исходного множества на 4 класса. Можно считать, что каждый класс есть подмножество исходного множества альтернатив. Здесь важно отметить, что классы НЕУПОРЯДОЧЕНЫ друг относительно друга. Т.е. нельзя сказать, что какой-то класс "важнее (лучше, старше, дороже и п.т.)" другого. Например, людей можно классифицировать по полу или национальности. Правильная постановка диагноза - также пример классификации. Компьютерные системы, помогающие врачу ставить диагноз, существуют. И решают они именно задачу классификации, т.е. отнесения больного к нужному классу, который эквивалентен названию болезни. (А как же быть с легкими и тяжелыми заболеваниями? Ведь по определению классы НЕ упорядочены. Действительно, заболевания можно упорядочивать по тяжести, но здесь мы договоримся не принимать это в расчет.)

    Второй  способ структурирования называется СТРАТИФИКАЦИЯ. Это название произошло от английского термина "страта", (strata) что означает "слой", "пласт". Иными словами, стратификация есть разбиение множества на ряд уровней или слоев. В отличие от классов, страты упорядочены.

 

                                                    рис. 2

    Серая и зеленая альтернативы помещены на верхнюю страту. Это означает, что они одинаковы по значимости (для ЛПР) и, одновременно, важнее (лучше) остальных альтернатив. В примере с обменом квартиры, если удалось стратифицировать варианты, то окончательный выбор, естественно, будет сделан среди вариантов, занимающих верхнюю страту. Удобно считать, что страты выражают некоторые уровни "качества". Несколько примеров классических стратификаций:

• оценки уровня знаний ("отлично", "хорошо" и т.д.)
• звезды отелей
• спортивные разряды

    Связь страт с неким абстрактным "качеством" крайне важна для понимания идеи стратификации. Пятизвездный отель  не просто лучше двухзвездного, а можно говорить на сколько он лучше.

    Следующий способ структурирования называется РАНЖИРОВАНИЕ. Внешне он напоминает стратификацию (см. предыдущий рисунок), но в отличие от нее уровни НЕ выражают "качества", а трактуются просто как "номер в списке". Это различие настолько важно, что на нем стоит остановиться подробнее. Упорядочение называется ранжировкой, если указан только номер места объекта в упорядочении (и больше ничего). Если нам сообщают только места, полученные спортсменами по результатам соревнований (но не сообщают результаты), то это - типичная ранжировка. Например, объявляют, что первые 3 места распределились следующим образом:

1. Иванов
2. Петров
3. Сидоров

    Если  указанные спортсмены - прыгуны в  высоту, то, зная результаты каждого, можно было бы говорить на сколько, к примеру, Иванов прыгнул выше Петрова или Сидорова. Знание только мест (без результатов) дает нам право говорить, что Иванов лучше Петрова, но не дает нам возможности говорить "на сколько лучше". Места в ранжировке естественно называются "рангами". Ранг 1 принято присваивать наилучшему объекту. (Вспомним морское "капитан 1-го ранга"). Итак, в отличие от стратификации, здесь играет роль только номер "полочки", на которую кладут альтернативы. Один и тот же ранг может быть присвоен нескольким объектам. Тогда ранжировка называется нестрогой. Тогда как в строгой ранжировке каждому объекту присваивается уникальный номер ранга. В терминах спортивного примера, нестрогая ранжировка - это когда Петров и Сидоров делят второе место.

    Мы  рассмотрели в общих чертах основные понятия структуризации множества  альтернатив. Вспомним теперь, что структура  была нам нужна не сама по себе, а  с целью выполнить ВЫБОР. Классификация  здесь стоит особняком, поскольку  для нее выбор сводится по сути к выбору определенного класса, к которому следует отнести альтернативу. Стратификация и ранжировка предоставляют нам более широкие возможности. 

Системы поддержки принятия решений 

    Современные системы поддержки принятия решения (СППР), возникшие как естественное развитие и продолжение управленческих информационных систем и систем управления базами данных, представляют собой системы, максимально приспособленные к решению задач повседневной управленческой деятельности, являются инструментом, призванным оказать помощь лицам, принимающим решения (ЛПР). С помощью СППР могут решаться неструктурированные и слабоструктурированные многокритериальные задачи.

    СППР, как правило, являются результатом  мультидисциплинарного исследования, включающего теории баз данных, искусственного интеллекта, интерактивных компьютерных систем, методов имитационного моделирования.

    Ранние  определения СППР (в начале 70-х  годов прошлого века) отражали следующие  три момента: (1) возможность оперировать  с неструктурированными или слабоструктурированными задачами, в отличие от задач, с которыми имеет дело исследование операций; (2) интерактивные автоматизированные (т.е. реализованные на базе компьютера) системы; (3) разделение данных и моделей. Приведем определения СППР:

    СППР - совокупность процедур по обработке данных и суждений, помогающих руководителю в принятии решений, основанная на использовании моделей.

    СППР - это интерактивные автоматизированные системы, помогающие лицу, принимающему решения, использовать данные и модели для решения слабоструктуризированных проблем.

    СППР - это система, которая обеспечивает пользователям доступ к данным и/или моделям, так что они могут принимать лучшие решения.

    Последнее определение не отражает участия  компьютера в создании СППР, вопросы возможности включения нормативных моделей в состав СППР и др.

    В настоящее время нет общепринятого  определения СППР, поскольку конструкция СППР существенно зависит от вида задач, для решения которых она разрабатывается, от доступных данных, информации и знаний, а также от пользователей системы. Можно привести, тем не менее, некоторые элементы и характеристики, общепризнанные, как части СППР:

    СППР - в большинстве случаев – это  интерактивная автоматизированная система, которая помогает пользователю (ЛПР) использовать данные и модели для идентификации и решения задач и принятия решений. Система должна обладать возможностью работать с интерактивными запросами с достаточно простым для изучения языком запросов.

    СППР  обладает следующими четырьмя основными характеристиками:

1. СППР использует и данные, и модели;
2. СППР предназначены для помощи менеджерам в принятии решений

для слабоструктурированных и неструктурированных задач;

3. Они поддерживают, а не заменяют, выработку решений менеджерами;
4. Цель СППР – улучшение эффективности решений.