Архив WinRAR_1 / trahtengerts5

22 Часть 1. Назначение и структура компьютерных систем …

Суть схемы, представленной на этом рисунке состоит в том, что все (или только необходимые) функции (модели) СППР используются при решении каждой задачи управления для достижения намеченных целей.

Перечень задач управления производством представленный на рис 1.4. соответствует традиционному разделению функций управления производством по фазам управления.

На рис. 1.5 показан один из возможных вариантов дерева возможных вариантов последовательностей выполнения работ (решений ЛПР) по управлению производством, полученный из списка задач управления правой части рис 1.4. Номера вершин графа соответствуют номерам задач управления. Звездочками отмечены номера вершин графа, для которых система СППР, выполняет частично или полностью функции, перечисленные в левой части рис. 1.4. Заметим, что в вершинах графа с номером 5 СППР не показана. Это означает, что в такой вершине реализуются чисто служебные алгоритмы сбора и обработки информации о производственном процессе, но СППР все равно работает.

Рис. 1.5

В соответствии с этим, например, для геофизического производства (см. рис. 1.1), организация проведения геофизических исследований (ГИС) промысловым геофизическим предприятием предполагает, что при решении задачи формирования структурнообразующих соотношений производства ГИС (пункт 2 в блоке задач

управления производством на рис. 1.4) необходимо найти наилучшие с точки зрения руководителя соотношения перечня скважин, на которых должны проводиться ГИС, числа и вида геофизических партий и необходимых для этого материально-технических ресурсов (измерительных приборов, аппаратуры, автомобилей, кабеля и т.д.). Для этого руководителю необходимо иметь (построить) не только соответствующие частные математические модели, определяющие оптимальные по выбранным им критериям, соотношения этих элементов производственной структуры, но и выполнить, применяя описываемые ниже модели, оценку критериальных параметров тех моделей [1.15]. Также надо осуществить генерацию возможных альтернатив решения (в том числе, и последовательности решения задач по пунктам 1-6 блока задач управления – рис. 1.4.), осуществить прогноз последствий принятого решения и оценить соответствие выполнения выбранного решения намеченным целям и выбрать наилучшее решение. Это полностью относится и к остальным пяти пунктам рис. 1.4.

Не раскрывая подробно содержание каждого из пяти оставшихся пунктов блока задач управления производством, детальное рассмотрение и математические модели реализации которых будут рассмотрены ниже, отметим лишь, что получение наилучших с точки зрения руководителя решений по этим пунктам осуществляется за счет совместного комплексного применения как традиционных моделей задач управления производством (на рис. 1.4 - это база моделей) и использования соответствующих баз данных и знаний, так и за счет субъективных оценок и представлений.

Изложенное позволяет руководителю сочетать собственные субъективные предпочтения с компьютерным математическим моделированием и анализом ситуации в процессе выработки решения.

1.2. Задачи компьютерных систем поддержки управленческих решений

Принятие решений - каждодневная деятельность человека, часть его повседневной жизни. В большинстве случаев оно заключается в генерации возможных альтернатив решений, их оценке и выборе лучшей альтернативы.

24 Часть 1. Назначение и структура компьютерных систем …

Принять «правильное» решение - значит выбрать такую альтернативу из множества возможных, в которой с учетом всех разнообразных факторов и противоречивых требований будет оптимизирована общая ценность [1.15].

При выборе альтернатив приходится учитывать большое число противоречивых требований и, следовательно, оценивать варианты решений по многим критериям. Как хорошо заметил в свое время Нильс Бор: «Есть примитивные истины, противоречие которым явно ложно, но существуют также и высшие истины такие, что противоречащие им постулаты также справедливы». Противоречивость требований, неоднозначность оценки ситуаций, ошибки в выборе приоритетов сильно осложняют принятие решений.

Неопределенности являются неотъемлемой частью процессов принятия решений. Свести задачи, характеризуемые неопределенностями, к точно поставленным целям нельзя в принципе [1.16]. Для этого надо «снять» неопределенности. Одним из таких способов снятия является субъективная оценка специалиста (эксперта, руководителя), определяющая его предпочтения.

Таким образом, эксперт или руководитель вынуждены исходить из своих субъективных представлений об эффективности возможных альтернатив и важности различных критериев. Эта субъективная оценка оказалась в настоящее время единственно возможной основой объединения разнородных физических параметров решаемой проблемы в единую модель, позволяющую оценивать варианты решений. В этой субъективности нет ничего плохого. Опытные руководители хорошо осознают, сколько личного и субъективного они вносят в принимаемые решения. С другой стороны, об успехах и неудачах большинства человеческих решений люди могут судить исходя только из своих субъективных предпочтений и представлений.

Но самое сложное заключается в другом. Изменился круг задач, решаемых человеком в различных сферах своей деятельности. Возникли новые сложные и непривычные для него проблемы. В течение столетий люди могли принимать решения, ориентируясь на один-два главных фактора, не учитывая многие другие. Они жили в мире, где темп изменения окружающей среды был невелик, и новые явления возникали «по очереди», а не сразу.

Сейчас положение изменилось. Большое количество задач, в том числе и задачи, нефтегазовой отрасли являются многокритериальными задачами, в которых приходится учитывать большое число факторов. В этих задачах человеку приходится оценивать множество сил, влияний, интересов и последствий, характеризующих варианты решений.

Необходимо отметить, что признанием фактора субъективности руководителя в принятии решения нарушен фундаментальный принцип методологии исследования операций: поиск объективно оптимального решения. Признание права руководителя на субъективность решения есть признак появления новой парадигмы, характерной для другого научного направления - принятия решений при многих критериях.

Однако при принятии решений по многим критериям существует и объективная составляющая. Обычно эта составляющая включает

всебя ограничения, накладываемые складывающейся ситуацией на возможные решения (наличие ресурсов, временные ограничения, экологические требования, социальная обстановка и т.п.).

Системы поддержки управленческих решений существуют очень давно: это военные советы, коллегии министерств, всевозможные совещания, аналитические центры и т. д. Хотя они никогда не назывались системами поддержки управленческих решений, но выполняли именно их задачи (в некоторых случаях частично). Решение

вэтих органах, в конечном счете, всегда принимал и принимает лидер. До последнего времени в этих органах, естественно, не использовали вычислительные машины и правила их функционирования. Хотя процедуры принятия решений в этих органах и регламентировались, но были формализованы далеко не так, как это требуется в человеко-машинных процедурах.

По мере совершенствования вычислительных систем, ориентированных на хранение, обработку и использование данных и знаний, стали создаваться системы, в которых результаты принятия управленческих решений приближались по качеству к решениям, принятым человеком, а по скорости получения решений существенно превышали время реакции человека (особенно в непредсказуемых и непредвиденных ситуациях). Такие системы называют интеллектуальными системами, мультиагентными системами искусственного ин-

26 Часть 1. Назначение и структура компьютерных систем …

теллекта, системами поддержки принятия решений (СППР) [1.17- 1.19]. Может быть, наиболее ярким примером таких систем являются шахматные компьютеры Deep Blue и Deep Fritz. Ведь каждый ход в шахматной партии - это принятие решения.

Компьютерная поддержка процесса принятия решений, так или иначе, основана на формализации:

методов получения объективных (измеряемых) и субъективных (даваемых руководителем или экспертом) исходных и промежуточных оценок;

алгоритмизации самого процесса принятия решений;

анализа ситуации;

выработки решения.

Она заключается в помощи руководителю в процессе принятия решений и включает:

1.помощь руководителю при анализе объективной составляющей, т.е. в понимании и оценке сложившейся ситуации и ограничений, накладываемых складывающейся ситуацией;

2.выявление предпочтений руководителя, т.е. в выявлении и ранжировании приоритетов, учете неопределенности в оценках руководителя и формировании его предпочтений;

3.генерацию возможных решений, т.е. формирование списка альтернатив;

4.оценку возможных альтернатив, исходя из предпочтений руководителя и ограничений, накладываемых внешней средой;

5.анализ последствий (прогноз) результатов принимаемых ре-

шений;

6.поддержку переговоров при принятии согласованного группового решения;

7.выбор лучшего, с точки зрения руководителя, варианта. Между сотрудником, работающим с руководителем и с систе-

мой поддержки принятия решений, можно провести некоторую аналогию. Когда руководитель принимает на работу нового сотрудника, он старается его оценить и понять, сможет он с ним работать или сотрудник ему не подходит. С другой стороны, сотрудник, беседуя с предполагаемым начальником, тоже пытается понять, сможет ли он работать с будущим начальником или лучше сразу отказаться от этого. Это зависит от субъективных требований и индивидуальных осо-

бенностей как руководителя, так и сотрудника. Аналогично каждый руководитель, осваивая новую компьютерную систему, старается оценить ее характеристики и понять, удовлетворяет она его или он с ней работать не будет, т.е. он относится к ней как к будущему сотруднику.

С другой стороны, разработчики компьютерной системы поддержки принятия управленческих решений тоже должны себе представлять некоего «обобщенного руководителя» и создавать систему «под него», т.е. должны представить себе руководителя, на которого будет работать создаваемая ими система, и более того, должны уметь настраивать систему под предпочтения конкретного руководителя.

Формализация методов генерации решений, их оценки и согласования является чрезвычайно сложной задачей. Эта задача стала интенсивно решаться с возникновением вычислительной техники. Ее решение сильно зависело и зависит от характеристик доступных аппаратных и программных средств, степени понимания проблем, по которым принимаются решения, и методов формализации.

Термин «система поддержки принятия решений» появился в начале семидесятых годов [1.19]. За это время дано много определений СППР. Сегодня, термин «системы поддержки принятия решений» получил очень широкое распространение, но, как часто бывает в таких случаях, этот термин наполняют различным содержанием.

Внекоторых работах СППР рассматривается как информационная система, позволяющая быстро, легко и удобно анализировать большие объемы данных, и в удобном для восприятия виде представлять их специалисту или руководителю.

Всамом общем виде задачу поддержки принятия решений можно свести к решению трех вопросов:

где мы находимся - модель « как есть»;

куда хотим придти - модель «как должно быть»;

как туда попасть - модель «задачи выработки (принятия)

решения».

Во многих продаваемых сейчас программных пакетах систем поддержки принятия решений основной упор делается на решение первого вопроса. Так известную систему Oracle Express OLAP определяют как «инструмент оперативного анализа данных». Сама аббре-

виатура OLAP расшифровывается как On-Line Analitical Processing.

28 Часть 1. Назначение и структура компьютерных систем …

Развитием OLAP систем анализа данных являются системы Интеллектуального Анализа Данных (Data Mining, ИАД). ИАД обычно определяют как метод поддержки принятия решений, основанный на анализе зависимостей между данными. Процессы ИАД подразделяются на три большие группы: поиск зависимостей (discovery), про-

гнозирование (predictive modeling) и анализ аномалий (forensic analysis). В этих системах, и в частности, в ИАД применяется чрезвычайно широкий спектр математических, логических и статистических методов: от анализа деревьев решений (Business Objects) до нейрон-

ных сетей (NeoVista).

Функции анализа ситуаций, реализуемые в OLAP и ИАД должны входить в систему поддержки принятия решений, но СППР должны помочь руководителю ответить не только на первый вопрос: «где мы находимся», но и на второй и третий. Поэтому функции СППР должны быт гораздо шире, чем, например, в OLAP и ИАД и они заключаются:

-в помощи руководителю при анализе объективной составляющей, т.е. в понимании и оценке сложившейся обстановки;

-в выявлении предпочтений руководителя, т.е. в выявлении

иранжировании приоритетов, учете неопределенности в оценках руководителя и формировании его предпочтений;

-в генерации возможных решений, т.е. формировании списка альтернатив;

-в обеспечении постоянного обмена информацией и помощи в согласовании групповых решений;

-в ранжировании возможных альтернатив решений;

-в анализе последствий принимаемых решений;

-в выборе лучшего, с точки зрения руководителя варианта. То есть сейчас начинает превалировать более широкий взгляд на

СППР, требующий осуществления компьютерной поддержки на всех этапах принятия решения человеком. Исходя из этого, СППР можно определить как человеко-машинную систему, позволяющую руководителям использовать свои знания, опыт и интересы, объективные и субъективные модели, оценки и данные для реализации компьютерных методов выработки решений и выполняющую, возможно частично, функции 1-7, перечисленные выше [1.20].

Длительность и напряженность ведения переговоров приводят к естественному желанию использовать компьютерные системы для поддержки специалиста и руководителя, участвующего в итеративном процессе принятия согласованных групповых решений. Такие системы получили название систем поддержки переговоров (СПП) (английский термин – Negotiation Support Systems) или системы под-

держки групповых решений (СПГР) (английский термин – Group Decision Support System). По своей идеологии они достаточно близки к системам поддержки принятия решений (СППР), однако имеют ряд особенностей, связанных с необходимостью добиваться взаимопонимания между членами группы, принимающей решения. В дальнейшем будем использовать все три термина.

1.3.Факторы, определяющие характер построения человекомашинных процедур поддержки принятия решений

Отметим несколько факторов, далеко не все, оказывающих определяющее влияние на человеко-машинный процесс поддержки принятия решений с помощью СППР. К ним относятся:

характер распределенности СППР (определяет групповой или индивидуальный процесс принятия решения);

типы структурированности проблем, решаемых с помощью СППР (определяют возможность использования аналитических моделей, численных оценок или только качественных характеристик);

характер оценки результатов решения (определяет возможность получения объективной оценки полученных результатов);

характер ситуации, в которой руководитель принимает решение (определяет стрессовость ситуации, имеющийся опыт и т.д.);

тип компьютерного анализа ситуации, производимого с помощью СППР (определяет метод анализа последствий принимаемого решения);

характер принятия решений: индивидуальный или групповой (определяет необходимость согласования решения или его единоличное принятие руководителем).

Существуют и другие факторы, влияющие на характер построения человеко-машинных процедур, например организация интерфей-