Процедура принятия решений

Сущность системного анализа

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Классификация проблем

Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

• хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;
• неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;
• слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.

Методы решения

Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математической модели (например, задачи линейного, нелинейного, динамического программирования, задачи теории массового обслуживания, теории игр и др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие системные методы и процедуры:

• абстрагирование и конкретизация
• анализ и синтез, индукция и дедукция
• формализация и конкретизация
• композиция и декомпозиция
• линеаризация и выделение нелинейных составляющих
• структурирование и ре структурирование
• макетирование
• ре инжиниринг
• алгоритмизация
• моделирование и эксперимент
• программное управление и регулирование
• распознавание и идентификация
• кластеризация и классификация
• экспертное оценивание и тестирование
• верификация

и другие методы и процедуры.

3. Характеристика задач принятия решения.

Задача принятия решений (ЗПР) — одна из самых распространенных в любой предметной области. Ее решение сводится к выбору одной или нескольких лучших альтернатив из некоторого набора. Для того чтобы сделать такой выбор, необходимо четко определить цель и критерии (показатели качества), по которым будет проводиться оценка некоторого набора альтернативных вариантов.

Выбор метода решения такой задачи зависит от количества и качества доступной информации. Данные, необходимые для осуществления обоснованного выбора, можно разделить на четыре категории: информация об альтернативных вариантах, информация о критериях выбора, информация о предпочтениях, информация об окружении задач.

Процедура принятия решений

Для решения слабо структурированных проблем используется методология системного анализа, системы поддержки принятия решений (СППР). Рассмотрим технологию применения системного анализа к решению сложных задач.

Процедура принятия решений согласно [2] включает следующие основные этапы:

1. формулировка проблемной ситуации;
2. определение целей;
3. определение критериев достижения целей;
4. построение моделей для обоснования решений;
5. поиск оптимального (допустимого) варианта решения;
6. согласование решения;
7. подготовка решения к реализации;
8. утверждение решения;
9. управление ходом реализации решения;
10. проверка эффективности решения.

Для многофакторного анализа, алгоритм можно описать и точнее:

1. описание условий (факторов) существования проблем, И, ИЛИ и НЕ связывание между условиями;
2. отрицание условий, нахождение любых технически возможных путей. Для решения нужен хотя бы один единственный путь. Все И меняются на ИЛИ, ИЛИ меняются на И, а НЕ меняются на подтверждение, подтверждение меняется на НЕ-связывание;
3. рекурсивный анализ вытекающих проблем из найденных путей, т.е. п.1 и п.2 заново для каждой подпроблемы;
4. оценка всех найденных путей решений по критериям исходящих подпроблем, сведенным к материальной или иной общей стоимости.

4. Понятие риска в задачах принятия решения.

Задачи в условиях риска. В тех случаях, когда возможные исходы можно описать с помощью некоторого вероятностного распределения, получаем задачи принятия решений в условиях риска. Для построения распределения вероятностей необходимо либо иметь в распоряжении статистические данные, либо привлекать знания экспертов. Обычно для решения задач этого типа применяются методы теории одномерной или многомерной полезности. Эти задачи занимают место на границе между задачами принятия решений в условиях определенности и неопределенности. Для решения этих задач привлекается вся доступная информация (количественная и качественная).

5. Структурная схема итеративной диалоговой процедуры принятия решений.

Рассмотрим структурную схему итеративной диалоговой процедуры принятия решений. Этапы этой процедуры обусловливаются элементами многокритериальной модели, а последовательность этапов и виды возможных итераций – взаимосвязями элементов.

На первом этапе осуществляется постановка задачи, т.е. устанавливается вид требуемого упорядочения вариантов решений, формируется цель предстоящего исследования и содержательное значение понятия "вариант решения".

1. Постановка задачи
2. Формирование множества допустимых вариантов решений
3. Формирование набора критериев
4. Разработка оценочных шкал критериев
5. Оценка допустимых критериев по шкалам критериев
6. Получение и уточнение информации о предпочтениях
7. Построение решающего правила
8. Упорядочение допустимых вариантов решений
9. Анализ результатов упорядочения
10. Проведенное упорядочение удовлетворительно?
11. Анализ причин неудовлетворительности и установление вида необходимых корректив
12. Проведенное упорядочение соответствует поставленной задаче?
13. Конец решения задачи

На втором этапе формируется множество вариантов решений, проверяется возможность использования их для достижения поставленной цели, устанавливается смысл понятия "допустимость", разрабатывается способ проверки допустимости вариантов решений и выделяется их множество.

Универсальных методов формирования множества допустимых вариантов решений не существует. Допустимые решения формируются на основе информации о реальной ситуации и имеющихся в задаче ограничений, а также на основе практического опыта лица, принимающего решение, экспертов и консультантов.

Во многих задачах множество допустимых решений может быть сформировано на основе морфологического анализа. Его суть заключается в том, что проблема, которая должна быть решена, разбивается на ряд независимых подпроблем (уровней). Затем для каждого уровня определяются возможные способы решения подпроблем (элементы уровня).

Морфологический анализ позволяет описывать варианты решений в содержательных терминах, выявлять новые варианты, а также использовать ЭВМ для выделения множества допустимых решений и последующей оценки его элементов. Основная трудность применения морфологического анализа связана с неоднозначностью разбиения проблемы на подпроблемы.

Кроме того, при формировании множества допустимых решений может использоваться метод "мозгового штурма" (метод "коллективной генерации идей"), а также построение "дерева целей". Построение дерева целей позволяет сформировать множество допустимых решений вследствие существования альтернативных способов реализации целей нижнего уровня.

В последнее время при формировании множества допустимых решений все чаще используется имитационное моделирование.

Затем проводится анализ возможных последствий реализации выделенных вариантов решений, определяется перечень показателей, характеризующих возможные последствия, и формируется набор критериев, достаточно полно характеризующих эти последствия.

Множество критериев формируетсяврезультате исследования, направленного на выявление показателей, характеризующих такие свойства принимаемых решений или их последствий, которые отвечают поставленной цели. В каждой задаче возникает проблема определения необходимого и достаточного числа критериев (полного набора критериев), которые охватывали бы все важные стороны задачи.

Считают, что набор критериев является полным, если использование любых дополнительных критериев не изменяет результатов решения задачи, а отбрасывание хотя бы одного из выбранных критериев, наоборот, приводит к изменению результатов. Иными словами, набор из n критериев можно считать полным, если, зная значения n-мерного вектора оценок по этим критериям, лицо, принимающее решение, имеет ясное представление о степени достижения главной цели.

Формирование полного перечня критериев представляет собой сложную многошаговую итеративную процедуру, которая выполняется специалистами в конкретных областях знаний или деятельности совместно со специалистами в области организации процессов принятия решений. Эта процедура не может быть полностью формализована, так как основная часть необходимой информации может быть получена только путем опросов лица, принимающего решение и экспертов. Тем не менее, имеется определенная последовательность этапов процедуры, позволяющей целенаправленно осуществлять процесс формирования перечня критериев.

Независимо от способа формирования набор критериев в многокритериальной задаче должен удовлетворять определенным требованиям. Одно из них – полнота. Рассмотрим остальные:

• Операциональность. Каждый критерий должен иметь понятную для лица, принимающего решение, формулировку, ясный и однозначный смысл, характеризовать вполне определенный аспект последствий.
• Декомпозируемость.Набор критериев должен обеспечивать возможность упрощения задачи оценки предпочтений на множестве n- мерных исходов путем разбиения первоначальной задачи на отдельные более простые подзадачи.
• Неизбыточность. Различные критерии из набора не должны учитывать один и тот же аспект последствий.
• Минимальность. Набор должен содержать как можно меньшее количество критериев.
• Измеримость. Каждый критерий должен допускать возможность оценки (количественной или качественной) интенсивности характеризуемого им свойства (степени достижения соответствующей цели).

Разумеется, эти требования являются противоречивыми, они не могут быть удовлетворенывсеодновременно.Требование минимальности ориентирует на агрегирование критериев, которое часто приводит к противоречию с требованиями операциональности и измеримости; поскольку агрегированный критерий обычно имеет менее понятный и однозначный смысл, его труднее измерять. С другой стороны, требования полноты и операциональности ориентируют на декомпозицию критериев на элементарные (которые легко отличимы друг от друга), что приводит к увеличению количества критериев в наборе. Поэтому при формировании набора критериев в реальных задачах для удовлетворения этих требовании приходится идти на компромиссы.

Формирование набора критериев позволяет выделить те аспекты последствий, которые должны приниматься во внимание при сравнении различных вариантов решений. Однако сравнение вариантов удается провести лишь в том случае, если интенсивности свойств, определяемых выбранными критериями, могут быть измерены у всех допустимых вариантов. Таким образом, возникает необходимость в разработке оценочных шкал критериев.

При построении оценочной шкалы критерия необходимо выяснить, в какой мере интенсивности соответствующего свойства различны у исходных сравниваемых вариантов решений и какие различия в интенсивностях этого свойства влияют на отношение к ним. Выяснение этих вопросов позволяет сформировать оценки шкалы соответствующего критерия и обеспечить необходимую точность измерения.