Автоматизированные технологии формирования управленческих решений

Аналитические компьютерные системы для поддержки принятия решений в области управления бизнесом помогают руководителям и специалистам в области управления выбирать стратегии достижения целей компании и принимать эффективные решения, опирающиеся на реальную оценку ее положения на рынке, точный прогноз и анализ альтернатив. Стратегическое управление компанией:

• обеспечивает осознание всеми ее структурными звеньями того, что же, собственно, компания старается делать и каких целей стремится добиться;

• создает среду, благоприятствующую активному руководству, и позволяет объединять решения руководителей компании всех уровней в рамках реализации ее стратегии;

• дает возможность компании более четко реагировать на новые возможности и угрожающие тенденции, а также оценивать альтернативные варианты капитальных вложений и выбирать наилучшие из них, необходимые для укрепления позиций компании.

Практика принятия решений многообразна. Однако все они реализуются примерно по определенной схеме. Одним из многочисленных подходов к решению задачи принятия решений является применение модели Г. Саймона. Блок схема модели приведена на рис.

Рис

Первый этап является теоретическим. Он позволяет:

• сформулировать проблему, которая выражает объективно возникающие вопросы, решение которых диктуется интересами ЛПР;

• определить цели. Цели должны соответствовать определенному уровню иерархии управления:

• цели долгосрочные(траекторные цели), носящие директивный характер соответствуют высшему уровню управления;

• цели среднесрочные соответствуют среднему уровню управления;

• цели краткосрочные соответствуют низшему (оперативному) уровню управления;

  • сформулировать критерии оценки принимаемых решений. Наиболее распространенными критериями являются:

• критерий осторожного выбора:

Y*=maxmin Cij

i j

Где Y*-искомый вариант решений;

Cij- результаты, которые будут получены по i-му варианту в j-й ситуации.

• критерий оптимистичного выбора:

Y*=maxmax Cij

i j

• критерий максимума среднего выигрыша:

Y*=extremum (Mi= )

i

Mi- математическое ожидание выигрыша в случае принятия i-го решения;

Pj- вероятность появления j-й ситуации;

Сij- оценка i- го решения при j-й ситуации.

На втором этапе с помощью различных аналитических моделей, либо с помощью баз знаний экспертных систем генерируются различные варианты решений. Существует множество аналитических моделей для принятия того или иного решения.

Наиболее распространенными являются:

• численные методы решения уравнений или их систем;

• теория игр;

• теория полезности;

• теория статистических решений.

На третьем этапе происходит сопоставление, оценка и выбор решения.

11.09.12

С развитием автоматизированных информационных технологий появилась возможность автоматизации процедур характерных для процесса принятия решения. Постепенно стали развиваться новые системы, получившие название систем поддержки принятия решений (СППР). В результате их применения повысилась скорость формирования решений, улучшилось их качество за счет оценки многих факторов.

Характерная черта СППР заключается в том, что наравне с формальными решениями, характерными для полностью формализованных задач, стала применяться субъективная информация, поступающая от (ЛПР). Сугубо оптимальные (формальные) методы в рамках СППР использу­ются лишь на нижних уровнях иерархии управления.

Автоматизация ряда процедур формирования решений с помощью СППР позволила возложить на компьютер следующие функции:

• генерацию возможных вариантов решений;

• оценку вариантов, выбор и предоставление ЛПР лучшего из них;

• анализ последствий принятого решения;

• обеспечение работы системы исходными данными, поступаю­щими из других систем (подсистем), ЛПР и окружающей среды.

При этом выработка решения происходит в результате процесса с обратной связью, в котором участвуют:

• система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления;

• ЛПР как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Под системой поддержки принятия решений, будем понимать автоматизированные системы, которые позволяют ли­цам, принимающим решение, использовать данные и знания объектив­ного и субъективного характера для решения слабоструктурированных (плохо формализованных) проблем.

Структурная схема САПР представлена на рис.

База данных содержит информацию о состоянии дел как на фирме, так и за ее пределами. Внутренняя информация касается производ­ства, финансов, запасов, основных фондов, оборотных средств, кад­ров и т.д. Она достаточно точна и находится в обязательной бухгал­терской и статистической отчетности. Внешняя информация касается состояния дел во внешней сфере: рынка, конкурентов, кредитной и таможенной политики, мировых тенденций в области финансов и т.д.

Система управления базами данных (СУБД) представляет собой совокупность программных средств, которая необходима для их создания и манипулирования. Основными ее функциями являются: создание и изменение структуры баз, обновление и обработка данных, обеспечение выдачи информации по запросам, создание отчетов.

Модуль расчетов предназначен для оценки и выбора решения согласно сформулированному критерию выбора.

Система управления пользовательским интерфейсом представляет собой программные и аппаратные средства, которые обеспечивают взаимодействие пользователя с системой.

База знаний (моделей) содержит модели принятия решений, которые отражают знания, накопленные в определенной предметной области и ориентированные на конкретный уровень принятия решений (стратегический, тактический, оперативный).

Система управления базой знаний (СУБЗ) позволяет:

• Создавать новые модели или изменять существующие;

• Проводить каталогизацию и оценку большого диапазона моделей;

• связывать компоненты моделей в базе моделей;

• проводить интеграцию составных элементов моделей;

• поддерживать и обновлять параметры моделей, манипулировать моделями;

• выполнять набор общих функций управления СУБЗ.

Для выполнения указанных функций разрабатываются соответствующие программные средства. Совокупность таких программных средств и баз знаний называется искусственным интеллектом. Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Применение искусственного интеллекта в управлении позволяет решать следующие задачи: интерпретация данных (обычно это многовариантный анализ данных), диагностика (соотнесение объекта с некоторым классом объектов, обнаружение отклонений от нормы), мониторинг (непрерывная интерпретация данных в реальном времени и сигнализация о выходе за допустимые пределы), проектирование, прогнозирование (вывод вероятных следствий из заданной ситуации), планирование, обучение, управление (поддержание определенного режима деятельности), поддержка принятия решений (обеспечение необходимой информацией и рекомендациями, облегчающими процесс принятия решений). Интеллектуальные системы управления должны носить динамический, в крайнем случае квазидинамический характер. Кроме того, для туристских предприятий, они должны быть гибридными, то есть обеспечивающими совместную деятельность с остальными прикладными пакетами. Таким образом, интеллектуальные информационные системы управления на туристских предприятиях — многофункциональные системы, взаимосвязано выполняющие регистрацию данных о текущих операциях, обрабатывая их, предоставляя отчетную информацию, а также информацию для поддержки принятия решений.

Одним из перспективных направлений является использование искусственного интеллекта для построения экспертных систем. Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждая компания может себе позволить держать в своем штате экспертов по всем связанным с ее работой проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, которые оперируют со знаниями, накопленными в результате практической деятельности человека в определенной предметной области и использует их с целью принятия решений. Такие программы не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках технологии поддержки принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания. Таким образом, экспертная система может полностью взять на себя функции, выполнение которых обычно требует привлечения опыта человека-специалиста, или играть роль ассистента для человека, принимающего решение. Другими словами, система (техническая или социальная), требующая принятия решения, может получить его непосредственно от программы или через промежуточное звено — человека, который общается с программой. Правильное распределение функций между человеком и машиной является одним из ключевых условий высокой эффективности внедрения экспертных систем. Выдаваемые компьютером рекомендации должны соответствовать рекомендациям специалиста высокой квалификации.

В качестве средств компьютерной реализации экспертных систем ис­пользуют так называемые оболочки экспертных систем. Примерами обо­лочек экспертных систем, применяемых в экономике, являются: Шэдл (Диалог), Expert-Ease идр. Сложность создания ЭС и поддержки их в акту­альном состоянии порождает их высокую стоимость.

Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия:

• первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности;

• второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение.

• третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии - знаний.

Экспертные системы имеют следующие особенности:

• Экспертные системы имеют дело с предметами реального мира, операции с которыми обычно требуют наличия значительного опыта, накопленного человеком. Экспертные системы имеют ярко выраженную практическую направленность в научной или коммерческой области.

• Одной из основных характеристик экспертной системы является ее производительность, т.е. скорость получения результата и его достоверность (надежность). Экспертная система должна за приемлемое время найти решение, которое было бы не хуже, чем то, которое может предложить специалист в этой предметной области.

• Экспертная система должна обладать способностью объяснить, почему предложено именно такое решение, и доказать его обоснованность. Пользователь должен получить всю информацию, необходимую ему для того, чтобы быть уверенным в правильности принятого решения.

Методология создания экспертных систем в области управления должна удовлетворять следующим требованиям:

- поддерживать постановку слабо структурированных задач;

- поддерживать принципы разработки и функционирования открытых систем, каковыми являются управленческие системы;

- поддерживать функции ЛПР как аккумулирующего, коммутирующего и координирующего информационного центра;

- поддерживать функции ЛПР по подготовке, принятию и исполнению решений;

- использовать методы инженерии для представления и использования нечеткой информации;

- использовать точные методы из теории управления и статистики, а также разнообразные другие методы моделирования поведения объекта управления и формирования решений;

- интегрироваться с другими технологиями, такими как базы данных и др.

Интеллектуальная система формирует обычно один или несколько вариантов решения в порядке предпочтения. Предлагаемые такой системой рекомендации пользователь - лицо, принимающее решение, может либо принять, либо отвергнуть, однако, за последствия несет ответственность он сам. При этом преимущество интеллектуальной системы заключается в конструктивном функциональном подходе к решению задач. Интеллектуальная система помогает выполнить ЛПР его должностные функции.

В качестве примеров конкретных интеллектуальных систем в области организационного управления можно привести следующие. ЭС IМАСS помогает руководителям промышленного производства в управлении делопроизводством, планировании объема продукции, переучете товаров и др. (США). ЭС SmartSlim - поддержка принятия управленческих решений в области маркетинга (США).

Рис.

Рис

и нструкции и информация

решение и объяснения

з нания

Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.

База знаний. Она содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется. Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил.

Модуль создания системы. Он служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем. Для представления базы знаний специально разработаны языки Лисп и Пролог, хотя можно использовать и любой известный алгоритмический язык.

Интерпретатор. Это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний, находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил. Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.

Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных. Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием управленческих решений. При этом важную роль играет база данных, где содержатся плановые, физические, расчетные, отчетные и другие постоянные или оперативные показатели. Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременного отражения текущих изменений в базе данных.

Интерфейс пользователя. Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным. Менеджер может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс. Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения. Различают два вида объяснений:

• объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;

• объяснения полученного решения проблемы. После получения решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи.