3568

31

соответствующих проектах, которые содержат характеристику нововведения, систему показателей, критериев и методов оценки эффективности в процессе их разработки и реализации, применяемых на разных уровнях управления.

9 МЕТОДЫ ПРИНЯТИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ И УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

9.1 Виды и классификация методов принятия решений при управлении производством

Процесс принятия решения - это выбор варианта решения из нескольких возможных. Он складывается из характерных этапов и носит итеративный характер. При принятии решений используются определенные методы.

Методы принятия решений классифицируются в зависимости от способа принятия решения, имеющейся информации, применяемого аппарата.

В зависимости от способа принятия решений они подразделяются на стандартные и нестандартные.

Стандартные решения применяются в часто повторяющихся производственных ситуациях. Они содержатся в законах, стандартах, правилах, нормативах и другой действующей документации, опыте других специалистов и организаций.

Знание и использование стандартных правил свидетельствуют не об отсутствии творческой инициативы, а о высокой квалификации инженерноуправленческого персонала.

Это, во-первых, сокращает время на принятие решения, разработку и реализацию соответствующих мероприятий; во-вторых, уменьшает вероятность принятия ошибочных решений; в-третьих, у специалиста высвобождается время для принятия решений в нестандартных, новых или сложных производственных и рыночных ситуациях, требующих сбора информации, ее анализа, расчетов, объединяемых понятием «исследование операций».

32

Рис. 9 Методы принятия инженерных решений

Операция - это конкретное действие, направленное на достижение системой поставленных целей.

К операциям относятся как отдельные мероприятия, проводимые для повышения эффективности системы, так и сложные программы, касающиеся достижения цели, стоящей перед системой в целом. Каждая операция (мероприятие, программа) оценивается ее эффективностью, т.е. вкладом в достижение цели, который обеспечивается при ее выполнении.

В общем случае показатель эффективности или целевая функция может зависеть от трех групп факторов (или подсистем):

ЦП=U=f(a1, a2, a3…an; x1, x2, x3…xm; z1, z2, z3…zk)

Первая группа факторов (a1...an) характеризует условия выполнения операции, которые заданы и не могут быть изменены в ходе ее выполнения. Для конкретного АТП это: климатические условия района расположения предприятия, влияющие на надежность парка; дорожные условия обслуживаемого региона, влияющие на надежность и производительность автомобилей и др.

Вторая группа факторов (х1...хm), которая иногда называется элементами решения, может меняться при управлении, влияя на целевую функцию. Эти управляемые факторы выбираются из дерева систем ТЭА. Примеры второй группы факторов: качество ТО и ТР, квалификация персонала, уровни механизации.

Третья группа факторов - заранее неизвестные условия (z1...zk), влияние которых на эффективность системы неизвестно или изучено недостаточно. Например,

33

конкретные погодные условия «на завтра»; число требований на ТР в течение следующей смены, определяющее простой автомобилей в ремонте, загрузку постов и персонала; психофизиологическое состояние водителя, влияющее на безопасность движения и эксплуатационную надежность автомобиля и др.

При рациональном управлении значение целевой функции улучшается, а при оптимальном – становится наилучшим (минимальным или максимальным).

Первая и третья группы факторов иногда условно объединяются общим понятием «природа», которое характеризует все внешние для системы условия, влияющие на исход операции, мероприятия, программы.

Взависимости от объема и характера имеющейся информации решения подразделяются на принимаемые в условиях определенности; при наличии риска; в условиях неопределенности.

Вусловиях определенности состояние природы известно, т.е. третья группа факторов отсутствует или может приниматься постоянной, превращаясь в первую группу.

Когда действуют все три группы факторов, задача выбора решения формулируется следующим образом: при заданных условиях с учетом действия неизвестных факторов требуется найти элементы решения, которые по возможности обеспечивали бы получение экстремального значения целевой функции.

Если может быть определена или оценена вероятность появления тех или иных состояний «природы» (факторов третьей группы), то решение принимается в условиях риска.

Если вероятность состояния «природы» неизвестна, то задача решается

вусловиях неопределенности.

Взависимости от аппарата принятия решений используются:

1)алгоритмический подход (законы, правила, нормативы, формулы);

2)коллективное мнение специалистов (экспертиза);

3)расчетно-аналитические методы для процессов, описываемых аналитически (исследование функций на минимум и максимум, программирование, теория массового обслуживания и др.);

4)моделирование процессов;

5)натурный эксперимент или наблюдение.

9.2Принятие решений в условиях определенности

Вусловиях определенности состояние «природы» (I и III группы) в целевой функции, т.е. внешние условия полностью известны.

Вусловиях определенности при принятии решения возможны два под-

хода.

Встандартных ситуациях целевая функция в каждом конкретном случае не строится (предполагается, что она была построена при разработке соответствующих правил и нормативов), а решение принимается в соответст-

34

вии с разработанными правилами по схеме: идентификация ситуации с одной из стандартных; выбор стандартных условий, соответствующих ситуации; принятие решения на основе стандартных правил.

Если производственная ситуация нестандартна, т.е. ей нет аналогов в совокупности стандартных решений (или они неизвестны лицам, принимающим решение), то для условий определенности задача принятия решения формулируется следующим образом. Как определить элементы решения (хm), обеспечивающие при заданных условиях (аn) получение экстремального (Umin минимального или Umax максимального) значения целевой функции? В условиях определенности оптимальное значение целевой функции может быть получено графически или аналитически (дифференцированием функции, методами множителей Лагранжа, программированием, моделированием и другими методами).

9.3 Методы принятия решения в условиях дефицита информации

Как правило, при принятии инженерных, управленческих и других решений полная информация о состоянии системы, внешних условиях и последствиях принимаемых решений отсутствует.

Поэтому при управлении необходимо уметь теми или иными способами восполнить или компенсировать дефицит информации.

Такими способами укрупнѐнно являются:

1)Сбор дополнительной информации и ее анализ. Очевидно, это возможно, если система располагает определенным резервом времени и средств.

2)Использование опыта аналогичных предприятий или решений. При этом важно располагать банком решений или иметь надежный доступ к нему. Кроме того, опыт других не может быть использован без корректирования.

3)Использование коллективного мнения специалистов или экспертизы.

4)Применение специальных инструментальных методов и критериев, основанных на теории игр.

5)Использование имитационного моделирования, которое воспроизводит производственные ситуации, близкие к реальным, и ряд других методов.

Ниже будут рассмотрены более подробно три последних метода.

9.4 Интеграция мнения специалистов при анализе ситуаций и принятии решений

9.4.1Классификация методов

Вусловиях недостаточной информации при принятии решений широко используются методы интеграции мнений квалифицированных специалистов

-экспертные оценки. Методы получения экспертных оценок подразделяются на две основные группы: коллективная работа экспертных групп и получе-

35

ние, а затем суммирование индивидуальных оценок членов экспертных групп. К первой группе относятся совещания, т.е. метод открытого обсуждения и принятия решений (метод «комиссий»); метод «мозгового штурма», в процессе которого внимание участников концентрируется на выдвижении идей возможных путей решения одной конкретной задачи; метод «суда» воспроизводит правила ведения судебного процесса, причем рассматриваемое решение выступает в качестве «подсудимого», а группы экспертов исполняют роли «прокурора» и «защиты».

Рис. 10 Классификация методов интеграции мнения специалистов

Особенности коллективной работы экспертов:

а) при обсуждении вопроса присутствует вся группа; б) группа комплектуется руководителем, проводящим совещание, как

правило, из своих подчиненных и «доверенных» лиц; в) последовательность выступлений и предоставление слова регламен-

тируется руководителем; г) подведение итогов и принятие (или непринятие) решения также осу-

ществляются руководителем.

Преимущества этих методов: оперативность и внешняя демократичность.

Недостатки: давление авторитета руководителя, отсутствие строгой процедуры учета мнения экспертов, подведения итогов и принятия решения.

Последний недостаток частично может быть компенсирован, если решение принимается тайным голосованием.

При индивидуальной работе экспертов для получения мнения каждого эксперта используют интервью в виде свободной беседы или по типу «во-

36

прос-ответ», а также анкетирование, в процессе которого каждый эксперт дает количественные оценки сравниваемым факторам или альтернативам, т.е. ранжирует их.

При втором подходе все этапы экспертизы (подбор экспертов, технология получения и обработки их мнений и др.) более или менее регламентированы, эксперты, как правило, подбираются из числа внешних специалистов, а организует проведение экспертизы не руководитель, а специалист. При этом результаты экспертизы, так же как и при первом методе, носят для руководителя не обязательный, а рекомендательный характер.

9.4.2 Априорное ранжирование

Наиболее простым является метод априорного ранжирования, основанный на экспертной оценке факторов группой специалистов, компетентных в исследуемой области.

Метод априорного ранжирования сводится к следующему:

1)Организацией или специалистом, проводящим экспертизу, на основании анализа литературных данных, обобщения имеющегося опыта, опроса специалистов, дерева систем и т.д. определяется предварительный (с определенным резервом, обеспечивающим выбор) перечень факторов, требующих ранжирования.

2)Составляется анкета, в которой приводится, желательно в табличной форме, перечень факторов, необходимые пояснения и инструкции, примеры заполнения анкет.

3)Осуществляется комплектация и проверка компетентности группы экспертов, которые должны быть специалистами в рассматриваемых вопросах, но не быть лично заинтересованными в результатах. Проверка компетентности экспертов может проводиться с помощью тестов, методом самооценки или оценкой эталонных факторов.

При тестировании процент правильных ответов из области, связанной с предстоящей оценкой, служит мерой компетентности эксперта.

Метод самооценки состоит в том, что каждый кандидат в эксперты с использованием указанной ему шкалы оценивает свои знания ряда вопросов.

Максимальным баллом оценивается вопрос, который, по мнению эксперта, он знает лучше других, а минимальным - хуже других. Далее все остальные вопросы оцениваются баллами от максимального до минимального

ивыводится средняя самооценка данного эксперта и затем группы экспертов. Этот метод позволяет также при необходимости создать подгруппы для экспертизы конкретных вопросов.

При оценке Факторов кандидатам в эксперты предлагается проранжировать набор факторов, событий или объектов, истинная значимость или состояние которых организаторам опроса известны, а экспертам не известны.

4)После формирования группы проводится устный или письменный

37

инструктаж экспертов.

5)Экспертами осуществляется индивидуальная оценка предложенных факторов, в процессе которой факторы располагаются в порядке убывания степени их влияния на результирующий признак или объект исследования, являющийся целевой функцией. При этом фактор, имеющий наибольшее влияние, оценивается первым рангом (цифрой 1). Фактору, имеющему меньшее значение, приписывается второй ранг (цифра 2) и т.д.

6)Организаторами экспертизы проводится обработка результатов экспертного опроса.

7)По результатам экспертизы организацией или специалистом, проводившим экспертный опрос, для руководства системы разрабатываются предложения по решению конкретных проблем или результаты передаются без комментариев.

Достоинства метода: сравнительная простота организации процедуры и оперативность получения результатов.

Недостатки: большая зависимость результатов от качества организации экспертизы и подбора экспертов, т.е. определенная субъективность. Кроме того, при оценке тех или иных факторов (мероприятий) для данной системы (предприятия, фирмы) эксперты пользуются своим прежним опытом или взглядами (именно поэтому экспертиза называется априорной). Поэтому правильная постановка вопросов и выбор факторов для данной системы имеют особое значение и существенно влияют на результаты экспертизы.

При априорном ранжировании для получения более объективных данных сравнивают мнения экспертов нескольких групп и разных школ, обращаются к независимым аудиторам или аудиторским фирмам.

9.4.3Метод Дельфи

В настоящее время метод Дельфи - это итерационная процедура, позволяющая подвергнуть мнение каждого эксперта критическому анализу со стороны всех остальных. Предположим, что перед группой экспертов, состоящей из 12 специалистов, поставлена задача оценки продолжительности выполнения определенного мероприятия, например, перевод парка автомобилей на газообразное топливо.

Порядок применения данного метода следующий:

1)руководитель экспертизы индивидуально ставит задачу перед экспертами и получает их оценки, т.е. в рассматриваемом примере продолжительность реализации мероприятия;

2)при обработке оценки экспертов располагаются в порядке возраста-

ния;

3)на шкале оценок наносятся квантили Q1, M=Q2, Q3 таким образом, чтобы число экспертов и оценок разделить на четыре равные доли. М - медианное значение результатов опроса экспертов, делящее их на две равные час-

38

ти;

4)после обработки данных каждому члену группы индивидуально сообщаются следующие результаты первого тура. Например, Q1=12,5, M=17,

Q3=21,5 мес. и предлагается во втором туре пересмотреть свою оценку, причем, если новая оценка больше Q3=21,5 или меньше Q1=12,5, эксперту рекомендуется в письменном виде обосновать свое мнение;

5)определяются результаты второго тура, и новые значения квантилей сообщаются всем экспертам. Как правило, после каждого тура дисперсия оценок сокращается. Обычно процедура продолжается 3-4 раза, после чего аргументы экспертов повторяются, а вариации оценок стабилизируются. В качестве группового мнения принимается медиана завершающего тура.

Точность метода Дельфи увеличивается с ростом числа экспертов и количества итераций и сокращается с увеличением интервала времени между турами и ответами членов группы.

Преимущества данного метода - анонимность, оперативность, управляемая обратная связь, возможность оценки мотивации при изменении мнения эксперта.

Основной недостаток метода - влияние мнения большинства на экспер-

тов, давших крайние оценки (меньше Q1 и больше Q3) в последующих за первым туром итерациях.

9.5 Использование игровых методов при принятии решений

Одним из методов принятия решений в условиях дефицита информации является анализ рыночной, производственной или другой ситуации с использованием теории игр и статистических решений.

Для того чтобы произвести математический анализ ситуации, строят ее упрощенную, очищенную от второстепенных деталей модель, называемую игрой. В игре функционируют стороны и рассматриваются (воспроизводятся) их возможные стратегии, т.е. совокупность правил, предписывающих определенные действия в зависимости от ситуации, сложившейся в ходе игры. Обычно в игре выступают две стороны, и такая игра называется парной. Если в игре участвуют несколько участников, то игра называется множественной.

Если в реальной ситуации сталкиваются активно противоборствующие стороны (конкурирующие на рынке предприятия, спортивные соревнования, военные действия), то моделирующая эту ситуацию игра называется конфликтной или антагонистической. В этих играх стороны осмысленно противодействуют друг другу, и выигрыш одной стороны означает проигрыш другой.

При решении организационных, технических и технологических задач обычно рассматриваются две стороны:

А – организаторы производства (активная сторона), т.е. руководители ИТС АТП, станции технического обслуживания, других предприятий всех форм собственности, предоставляющих услуги потребителям;

39

П – совокупность случайно возникающих производственных или рыночных ситуаций ("природа").

Активная сторона должна выбрать такую стратегию, т.е. принять решение, чтобы получить максимальный эффект. При этом «природа» т.е. складывающиеся производственные ситуации, активно не противодействует мероприятиям организаторов производства, но точное состояние «природы» (П) им неизвестно. Подобные игры называются «играми с природой» (производством), а применяемые методы - статистическими решениями.

Принятие решений игровыми методами основывается на определенных правилах, которые регламентируют возможные варианты (стратегии) действия сторон, участвующих в игре; наличие и объем информации каждой стороны о поведении другой; результат игры, т.е. изменение целевой функции при сочетаниях определенных стратегий сторон и др.

Впроцессе игры стороны оценивают ситуацию, принимают решения, делают ходы, т.е. предпринимают определенные действия по изменению ситуации в свою пользу. Ходы бывают личными - сознательный выбор стороны из возможных вариантов действий. Случайными - это выбор из ряда возможных, определяемый механизмом вероятностного отбора вариантов, а не самим участником игры. Смешанные ходы представляют комбинацию личных

ислучайных. Если число возможных стратегий ограничено, то игры называются конечными, а при неограниченном числе стратегий - бесконечными.

Взависимости от содержания информации в теории игр рассматриваются методы принятия решений в условиях риска и неопределенности.

9.5.1 Принятие решений в условиях риска

Используя понятие целевой функции, задача выбора решения в условиях риска формулируется следующим образом: при заданных условиях аn и действии внешних факторов zk, вероятность появления которых известна, найти элементы решений хm, по возможности обеспечивающих получение экстремального значения целевой функции.

Используя игровые методы в условиях риска принятие решения производится в следующем порядке:

1)Определение сторон в игре.

2)Идентификация групп факторов целевой функции.

3)Определение вероятности возникновения ситуации, требующей ре-

шения.

4)Формирование стратегии сторон.

5)Определение последствий случайного сочетания стратегий сторон.

6)Определение выигрышей при всех возможных сочетаниях стратегий

сторон.

7)Выбор рациональной стратегии организаторов производства.

8)Определение экономического эффекта от использования оптималь-

40

ной стратегии.

9.5.2 Принятие решений в условиях неопределенности

Эти условия отличаются от принятия решений в условиях риска тем, что информация о состоянии природы отсутствует. В этом и состоит неопределенность задачи.

Наиболее распространены следующие методы принятия решений в условиях неопределенности при играх с природой.

1)Сведение неизвестных вероятностей к известным, т.е. переход к задаче принятия решений в условиях риска. Наиболее простой способ - это принцип недостаточного основания Лапласа, в соответствии с которым ни одному из состояний природы не отдается предпочтения и для них назначается равная вероятность.

2)Если информация о вероятности состояний отсутствует, то события на основании ранее накопленного опыта могут быть ранжированы, т.е. расположены в порядке убывания (или возрастания) вероятностей, например, с использованием экспертного метода. При этом ранги переводятся в места, из которых и определяются вероятности.

После определения вероятностей расчет проводится по методике принятия решений в условиях риска.

3)Если вероятности состояния системы не могут быть определены или оценены рассмотренными способами, то применяют специальные критерии: максиминный, минимаксный и промежуточный.

10 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ

10.1 Имитационное моделирование

Сложные производственные ситуации, особенно для больших систем, как правило, трудно описать аналитически. Поэтому и последствия принимаемых решений остаются трудно предсказуемыми. Проведение натурных экспериментов требует больших затрат времени, материальных средств и небезопасно для самого действующего производства, которое в рыночных условиях взаимодействует с клиентурой - потребителями продукции или услуг. Кроме того, для реального производства трудно обеспечить сопоставимость при проведении натурного эксперимента, так как абсолютно сопоставимые аналоги (другие АТП, СТО и т.д.) отсутствуют. Последовательное сравнение нескольких решений на одном производстве также затруднено из-за неминуемого изменения во времени других факторов, влияющих на показатели эффективности, например, спрос на услуги, цены, условия эксплуатации. В этих условиях при принятии решений можно применять методы исследования и оценки систем на моделях.