Министерство науки и образования Украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "Харьковский авиационный институт"

Кафедра менеджмента

Конспект лекций по курсу "интеллектуальные системы поддержки принятия решений в управлении проектами"

Разработал: доц. каф. менеджмента

Романенков Ю.А.

2014

СОДЕРЖАНИЕ

Лекция 1. Введение в информационные технологии поддержки принятия решений. Возникновение СППР. Принципы построения СППР.	3
Лекция 2. Информационная технология поддержки принятия решений	5
Лекция 3. Внедрение СППР на предприятиях. Проблемы внедрения. Влияние внедрения СППР на управление предприятием.	7
Лекция 4. Структура СППР	10
Лекция 5. Общая схема принятия решения	19
Лекция 6. Генерация решений с помощью экспертных систем	23
Лекция 7. Имитационное моделирование	27
Лекция 8. Визуальное интерактивное моделирование. Эвристическое программирование. Компьютерное моделирование.	32

Л екция 1. Введение в информационные технологии поддержки принятия решений. Возникновение СППР. Принципы построения СППР.

Принятие решений – каждодневная деятельность человека, часть его повседневной жизни. Принятие решения в большинстве случаев заключается в генерации возможных альтернатив решений, их оценке и выборе лучшего варианта. Принять правильное решение – это значит выбрать такую альтернативу из числа возможных, в которой с учетом всех разнообразных факторов и противоречивых требований будет оптимизирована общая ценность, то есть она будет в максимальной степени способствовать достижению поставленной цели.

Поддержка принятия решений и заключается в помощи лицу, принимающему решение (ЛПР) в процессе принятия решений. Она включает:

• помощь ЛПР при анализе объективной составляющей, то есть в понимании и оценке сложившейся ситуации и ограничений, накладываемых внешней средой;

• выявление предпочтений ЛПР, то есть выявление и ранжирование приоритетов, учет неопределенности в оценках ЛПР и формирование его предпочтений;

• генерацию возможных решений, то есть формирование списка альтернатив;

• оценку возможных альтернатив, исходя из предпочтений ЛПР и ограничений, накладываемых внешней средой;

• анализ последствий принимаемых решений;

• выбор лучшего, с точки зрения ЛПР, варианта.

Компьютерная поддержка процесса принятия решений, так или иначе, основана на формализации методов получения исходных и промежуточных оценок, даваемых ЛПР, и алгоритмизации самого процесса выработки решения.

Формализация методов генерации решений, их оценка и согласование являются чрезвычайно сложной задачей. Эта задача стала интенсивно решаться с возникновением вычислительной техники.

В конце 60-х годов появляется новый тип информационных систем (ИС) – модель-ори­енти­ро­ван­ные СППР (Model-oriented Decision Support Systems – DSS) или системы управленческих решений (Management Decision Systems – MDS) и соответствующая им информационная технология.

В 70-х годах были разработаны критерии проектирования систем поддержки принятия решений (СППР) в менеджменте, а также аспекты создания СППР: анализ, проектирование, внедрение, оценка и разработка.

В 1981 г. R. Sprague и E. Carlson описали, каким образом на практике можно построить СППР. Тогда же была разработана информационная система руководителя (Executive Information System – EIS) – компьютерная система, предназначенная для обеспечения текущей адекватной информации для поддержки принятия управленческих решений менеджером.

Появление в начале 80-х годов персональных компьютеров позволило автоматизировать ведение учета и обработку данных даже небольшим компаниям, не имеющим высококвалифицированного управленческого и технического персонала. Для этой категории потребителей программного обеспечения были созданы приложения нового, коммерческого типа, интегрирующие несколько разных функций и позволяющие нескольким частям приложения манипулировать единожды введенными данными.

Начиная с 1990-х годов, разрабатываются так называемые Data Warehouses – хранилища данных.

В 1993 г. Е. Коддом (E.F. Codd) для СППР специального вида был предложен термин OLAP (Online Analytical Processing) – оперативный анализ данных, онлайновая аналитическая обработка данных для поддержки принятия важных решений. Исходные данные для анализа представлены в виде многомерного куба, по которому можно получать нужные разрезы – отчёты. Выполнение операций над данными осуществляется OLAP-машиной. По способу хранения данных различают MOLAP, ROLAP и HOLAP. По месту размещения OLAP-машины различаются OLAP-клиенты и OLAP-серверы. OLAP-клиент производит построение многомерного куба и вычисления на клиентском ПК, а OLAP-сервер получает запрос, вычисляет и хранит агрегатные данные на сервере, выдавая только результаты.

В начале нового тысячелетия была создана СППР на основе Web.

27 октября 2005 г. в Москве на Международной конференции «Информационные и телемедицинские технологии в охране здоровья» (ITTHC − 2005) А. Пастухов (Россия) представил СППР нового класса – PSTM (Personal Information Systems of Top Managers). Основным отличием PSTM от существующих СППР является построение системы для конкретного лица, принимающего решение, с предварительной логико-аналитической обработкой информации в автоматическом режиме и выводом ее на один экран.

Система поддержки принятия решений − комплекс математических и эвристических методов и моделей, объединенных общей методикой формирования альтернатив управленческих решений в организационных системах, определения последствий реализации каждой альтернативы и обоснования выбора наиболее приемлемого управленческого решения.

Задачами СППР является поддержка менеджеров в их работе, особенно в принятии решений. СППР имеет тенденцию совмещать одновременно систему обработки данных и систему поддержки офиса. Они берут много данных из их основной базы данных путем рутинной обработки транзакций и результаты анализа преобразуют в такие данные, которые содержатся в отчетах, подготовленных системой поддержки офиса, например, обработки текста (текстовый процессор).

Задача принятия решений – 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.

При создании СППР учитывается ряд принципов.

Машина должна вычислять, рассчитывать варианты, а человек − принимать решение.

Принцип Шоу: система должна быть такой, чтобы с ней мог работать даже неподготовленный пользователь.

Принцип «бюрократичности». Этот принцип связан с уменьшением потока информации, который должен доставляться человеку для принятия решения.

Принцип объектно-ориентированного моделирования при построении картины предметной области.

Принцип динамической структуры.

Принцип полноты информационного пространства.

Принцип интеграции информационного пространства.

Принцип децентрализации информационного хранилища.

И, наконец, принцип компонентной сборки прикладных режимов.

Поскольку принципы противоречивы, нужно искать компромисс между каждым из них.

Лекция 2. Информационная технология поддержки принятия решений.

Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой техноло­гии, происходит в результате итерационного процесса (рис. 1), в котором участвуют:

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

– человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее получен­ный результат вычислений на компьютере.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной системы совместно с пользователем созда­вать новую информацию для принятия решений.

Рис. 1. Информационная технология поддержки принятия решений

как итерационный процесс

Дополнительно к этой особенности информационной технологии поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличительных характеристик:

• ориентация на решение плохо структурированных задач;

• сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с воз­можностями математических моделей и методами решения задач на их основе;

• направленность на непрофессионального пользователя;

• высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особеннос­тям имеющегося технического и программного обеспечения, а также к требованиям пользователя.

Информационная технология поддержки принятия решений может использоваться на любом уровне управления. Кроме того, решения, принимаемые на различных уровнях уп­равления, часто должны координироваться. Поэтому важной функцией и систем, и техноло­гий является координация лиц, принимающих решения, как на разных уровнях управления, так и на одном уровне.

В отличие от традиционных технологий есть несколько важных моментов, которые учитываются при создании СППР.

Первый и, наверное, самый важный момент заключается в том, что информация, которая нужна для принятия решений, – это не просто факты, которые надо выдавать человеку, принимающему решения, а интерпретированные по цели деятельности этого человека. То есть один и тот же факт, разный для людей, имеющих разную целевую деятельность, интерпретируется по-разному. Поэтому в рассматриваемой системе все факты должны интерпретироваться по сферам деятельности.

Второй важный момент состоит в том, что в современных условиях эффективное управление представляет собой ценный ресурс организации, наряду с финансовыми, материальными, человеческими и другими ресурсами. Следовательно, повышение эффективности управленческой деятельности становится одним из направлений совершенствования деятельности предприятия в целом.

Трудности, возникающие при решении задачи автоматизированной поддержки управленческого труда, связаны с его спецификой. Управленческий труд отличается сложностью и многообразием, наличием большого числа форм и видов, многосторонними связями с различными явлениями и процессами. Это, прежде всего – труд творческий и интеллектуальный. На первый взгляд, большая его часть вообще не поддается какой-либо формализации. Поэтому автоматизация управленческой деятельности изначально связывалась только с автоматизацией некоторых вспомогательных, рутинных операций. Но современное состояние информационных компьютерных технологий, совершенствование технической платформы и появление принципиально новых классов программных продуктов привели в наши дни к изменению подходов к автоматизации управления производством.

Лекция 3. Внедрение СППР на предприятиях. Проблемы внедрения. Влияние внедрения СППР на управление предприятием.

Положение дел в области применения СППР в настоящее время таково.

1. Непрерывно увеличивается объем технологических предложений, требующих значительных инвестиций, и соответственно с усилением зависимости от внешних услуг (например, от поставщиков программного обеспечения), а внутрифирменные ассигнования на нужды информационных технологий (ИТ) растут опережающими темпами по сравнению с другими затратами предприятия.

2. Изменяется роль ИТ в хозяйственной деятельности многих предприятий. При выполнении внутрифирменных процессов функция ИТ перестала быть вспомогательной, превратившись в важнейшую составную часть продукта или производственных мощностей.

Можно выделить шесть заинтересованных групп, от которых зависит принятие решений в сфере ИТ:

• высшее руководство, которое должно управлять ИТ как стратегическим потенциалом предприятия;

• специалисты, занимающиеся поиском системных решений для оптимизации специальных функциональных задач;

• менеджеры отдельных хозяйственных подразделений, которые должны использовать ИТ в силу логики своей хозяйственной деятельности, чтобы удовлетворять запросы клиентов, снижать издержки и т.д.;

• менеджеры служб бухгалтерско-финансового учета, если таковые предусмотрены организационной структурой предприятия;

• поставщики ИТ, которые должны предлагать услуги в строгом соответствии с проблемными установками своих потребителей;

• собственное информационно-технологическое подразделение.

На некоторых предприятиях подобные группы интересов не получают признания. Высшее руководящее звено часто делегирует соответствующие полномочия группе руководителей, следя за выполнением нескольких заданных показателей. Сознательный отказ высшего менеджмента от своих обязанностей приводит к принятию малокомпетентных решений, постановке нереальных плановых задач. Отсутствует также должная мотивация в этой сфере.

Предприятия решают вопросы внедрения СППР, используя два варианта:

1. первый заключается в том, что фирма создает внутрифирменный информационно-технологический участок, который предлагает услуги и нефирменному рынку, доказывая тем самым возможность рентабельного использования своих мощностей;  

2. чаще предприятия выбирают другой путь, когда большая часть собственного информационно-технологического персонала переводится в распоряжение вновь создаваемых дочерних компаний или совместных со специализированными информационно-технологическими партнерами пред­приятий, также самостоятельно выступающих на рынке. На материнском предприятии остается небольшая группа сотрудников, на которую возлагаются функции информационного менеджмента.

Проблемы, возникающие при внедрении СППР:

• повышение роли высшего менеджмента в управлении информационно-технологическим потенциалом;

• повышение знаний у высшего руководства фирмы в области ИТ, для принятия компетентных решений, в частности в отношении инвестиций;

• более эффективная организация ИТ и использование ее в производстве новых товаров и услуг;

• делегирование функций в сфере ИТ отделам и другим подразделениям.

В связи с ростом значения ИТ в обеспечении успеха руководство должно в настоящее время найти ответы на следующие два вопроса.

1. Во-первых, нужно точно определить, какой вклад должна внести ИТ в процесс производства товаров и услуг. Внимание здесь заслуживают главным образом три аспекта:

а) ИТ как функция обеспечения производственного процесса, например, в области коммуникаций или автоматизации производства, а также при генерации и передаче управленческих знаний и информации для управления хозяйственными операциями;

б) ИТ как интегральная составная часть продукта;

в) ИТ как организационный инструмент для создания виртуальных форм предприятия.

2. Во-вторых, следует определить, кто должен выполнять перечисленные и другие функции. На первый план выдвигается вопрос о координационном механизме для отдельных видов информационно-технологи­ческих услуг. Решение может быть найдено в использовании указанных ранее специализированных внутрифирменных подразделений и внефирменных филиалов.

Влияние внедрения СППР на управление предприятием состоит в следующем.

1. Децентрализация и рост информационных потребностей. Ориентация на максимальное сближение с клиентом потребовала от предприятий перехода к горизонтальным, децентрализованным структурам. Принятие решений в условиях децентрализации привело к резкому росту потребностей в информации относительно процесса производства товаров и услуг. Возникла необходимость в более подробном ознакомлении третьей стороны с состоянием дел в соответствующих хозяйственных областях. Актуальная проблема в настоящее время в том, чтобы разработать такую технологию, с помощью которой можно было бы постоянно держать в курсе событий менеджеров и их партнеров, принимающих решения в условиях децентрализации.

2. От обработки данных через информационные системы к упра­в­лению знаниями. Уже давно ИТ применяют не только как средство обработки данных, но и извлечения информации для нужд пользователя. При этом следует продумать вопрос о коммерчески выгодных интерфейсах и сжатии внутрифирменной и внешней информации, а также о трансфере совместно используемых знаний между организационными подразделениями и партнерами по кооперации. Этому способствует широкое привлечение средств телекоммуникаций.

3. Интеграция децентрализованных систем. Сейчас информация на предприятиях обрабатывается в рамках самых разнообразных систем. Обеспечение их широкой доступности для всех сотрудников (а также внешних партнеров) и облегчение тем самым принятия творческих решений может стать важным фактором успеха для многих предприятий. Вместе с тем объединение по вертикали и горизонтали информационно-технологических систем необходимо высшему менеджменту для управления предприятиями в современных условиях.

4. Прогнозирование путей развития информационных технологий. При капиталовложениях в ИТ могут быть многочисленные последствия, поэтому решения о капиталовложениях в ИТ не должны приниматься, пока не получен ответ на вопрос, по какому пути пойдет развитие следующего поколения информационных технологий.

5. Психологический фактор. Естественно, что новая технология повышает производительность, помогает фирме добиться лучших хозяйственных результатов. Наряду с этим менеджеры должны знать о том, как мыслят и работают люди, использующие новую технологию. Фирмам, которым это удается лучше, могут надеяться на большую отдачу от средств, вложенных в ИТ.

6. Проблема кооперации и коммуникации. Из-за взаимного непонимания между менеджерами и производителями возникают проблемы кооперации и коммуникации, к которым не готовы информационно-тех­но­ло­гические отделы:

– часто устанавливаются критерии, которые напрямую не связаны с успехом предприятия;

– общие цели ставятся (если это имеет место) на крайне ограниченную временную перспективу;

– управление реализацией общих проектов организуется очень плохо.

– сферы компетенций и ответственности за решение задач распределяются нечетко.

Лекция 4. Структура СППР

В состав СППР входят следующие компоненты (рис. 2): источники данных, модель данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером.