Mineva O.K.Управленческие решения

В полях матрицы запишите выявленные возможности, которые открывает внешняя среда. Какие поля матрицы имеют для организации наибольшее значение?

Матрица угроз имеет следующий вид (табл. 21).

В полях матрицы запишите выявленные угрозы, которые таит внешняя среда. Какие поля матрицы имеют для организации наибольшее значение?

На основании анализа внутренней среды определите ключевые конкурентные преимущества. Какие слабые стороны организации надо исправлять в первую очередь?

Тема 7. Автоматизация процесса разработки

ипринятия управленческих решений

7.1.Предпосылки и этапы автоматизации процесса принятиярешений.

КлассификацияИС

Использование информационных технологий для повышения эффективности процесса разработки и принятия управленческих решений в настоящее время весьма распространено.

К предпосылкам автоматизации процесса разработки и принятия управленческих решений можно отнести:

необходимость проведения большого объема вычислений для получения обобщенной оценки путем синтеза всех плюсов и минусов по каждой альтернативе;

необходимость организации сбора и обработки исходной информации от нескольких экспертов;

необходимость обеспечения конфиденциальности в процессе сбора и обработки информации;

131

необходимость обеспечения, сбора, накопления, хранения и коррекции экспертной информации для повторного решения задачи;

высокую трудоемкость задач принятия решения (ЗПР) для задач высокой размерности;

повторяющийся характер некоторых ЗПР.

Рассмотримэтапыавтоматизациипроцессаразработкиипринятиярешений.

Этап информационного посредничества. На этом этапе решением за-

дач принятия решений занимались специалисты, имеющие широкие знания как в области методов принятия решений, так и в области программирования. На практике такое сочетание знаний было довольно редким, что повлекло за собой возникновение новой категории специалистов – аналитиков в области принятия решений. Аналитики владели методами принятия решений и навыками программирования и выступали в роли посредников между лицом, принимающим решение, и ЭВМ.

Аналитик уточнял совместно с ЛПР постановку задачи, выбирал метод принятия решений, собирал необходимую статистическую и эквертную информацию, строил модель задачи, организовывал обработку накопленной информации на ЭВМ, представлял полученные результаты лицу, принимающему решения, и интерпретировал их. Привлекаемые к процессу решения задачи специалисты помогали руководителю более четко понять сложившуюся ситуацию выбора решений, обучали применяемым методам.

Этап создания диалоговых систем. Создание диалоговых систем по-

зволило изменять интересующие исследователя параметры заложенной в память ЭВМ модели задачи принятия решений, выбирать алгоритм поиска решения или его параметров, исследовать чувствительность полученного решения. Такие системы позволяли получать исчерпывающую информацию для всестороннего обоснования выбираемых решений. Под диалогом обычно подразумевается процесс непосредственного и достаточно быстрого обмена сообщениями между двумя объектами, при котором существует постоянная смена ролей информации и реципиента (т.е. выдающего и принимающего сообщение соответственно). При этом необходимо соблюдение следующих принципом диалога человека с ЭВМ:

1) наличие цели взаимодействия у обоих партнеров – для человека, ответственного за выбор наилучшего решения, это необходимость решить соответствующую задачу принятия, планирования и синтеза рационального решения, для компьютерной программной системы – это оказание помощи лицу, решающему задачу. Реализация этой цели в зависимости от степени «интеллектуальности» ЭВМ состоит: либо в выполнении необходимых трудоемких рутинных расчетов, либо в получении от лица, принимающего решения, всей необходимой информации, хранении больших объемов информации и выдачи результатов решения, либо в выборе путей решения задачи, что позволяет заставить пользователя мыслить в процессе решения системно и последовательно;

132

2)равноценность деятельности партнеров по диалогу – способность каждого из партнеров совершать действия сходного характера, направленные на достижение поставленной цели. При взаимодействии человека и ЭВМ эта равноценность может проявляться в разумном распределении функций, которое обеспечивает наилучшее сочетание возможностей человека и ЭВМ. Равноценность деятельности происходит при достижении определенной степени «интеллектуализации» ЭВМ, т.е. при передаче ЭВМ, как минимум, функций сбора и накопления необходимой экспертной информации, а также обработке и выдаче ее соответственно запросам;

3)взаимопонимание партнеров – достигается при наличии у партнеров системы языковых знаков или кодов, из которых формируются сообщения,

ихотя бы частичного понимания каждым из них предметной области. Чем большее количество знаний и умений оказывается общим для обоих партнеров, тем легче достигается понимание ими друг друга. Если же участники диалога не располагают некоторым минимумом общих знаний и/или умений, то необходимо осуществить дополнительное обучение хотя бы одного из них. Важную роль в проблеме взаимопонимания играет язык общения. В последнее время большое внимание уделяется разработке систем с естественным для человека языком общения. Однако требование абсолютной естественности языка подчас не первостепенно. Во многих случаях гораздо важнее четкое и однозначное понимание некоторых фактов и/или команд, чем форма их представления;

4)процесс взаимообучения партнеров разделяется на две фазы:

обучение пользователя-профессионала машинным методам и средствам решения задач, осуществляемое вычислительной машиной;

обучение ЭВМ путем накопления и обобщения опыта решения задач пользователем в целях сокращения его участия в процессе выработки решения, оказания ему необходимой, деликатной помощи, а также накопления базы экспертной информации.

Этап создания компьютерных интеллектуальных систем. Создание принципиально новых экономических систем и выработка эффективных управленческих решений всегда будет прерогативой высоко творческих личностей. Однако для принятия, планирования и синтеза экономических решений среднего уровня уже сейчас активно разрабатываются компьютерные интеллектуальные системы, способные синтезировать решения более эффективно, чем человек.

В настоящее время такие системы развиваются не в направлении подключения дополнительных программных модулей и создания требуемых баз данных, а в радикальном перераспределении вычислительных работ и концентрации пользовательских, поисковых задач синтеза решений в экспертных системах, которые могут рассматриваться как особые комплексные подсистемы со своими информационной базой и программным обеспечением общего и специального назначения. Такие программные инфор-

133

мационные системы обеспечивают поддержку процесса принятия решений на всех его фазах. Большинство систем принятия решений реализовано на персональных ЭВМ.

Классификация информационных систем принятия решений. Су-

ществующие информационные системы в большей степени ориентированы на реализацию методов принятия и генерации альтернатив решений и методов оптимизации, чем на реализацию функций систем управления базами данных, информационно-поисковых систем и т.п.

Рассмотрим классификацию систем принятия и синтеза решений по основным классификационным признакам.

По характеру поддержки решений можно выделить два класса систем:

системы специального назначения, ориентированные на решение определенного класса задач;

универсальные системы, обеспечивающие возможность быстрой настройки на конкретную задачу синтеза или принятия решений. Основная масса существующих систем относится ко второму классу.

По характеру взаимодействия пользователя и системы можно вы-

делить три класса:

системы, в которых ЭВМ выступает в качестве инициатора диалога,

апользователь – в роли пассивного исполнителя;

системы, в которых пользователь активен и выступает как инициатор диалога;

системы, характеризующиеся последовательной передачей управления от пользователя к системе и наоборот.

Системы второго класса представляют наибольший интерес, поскольку дают пользователю полную свободу выбора действий. Однако реализация подобного способа взаимодействия в системах, предназначенных для пользователей-непрофессионалов, должна основываться на естественном языке общения. Достаточные синтаксический и семантический анализы запроса требуют очень большого объема оперативной памяти, а также составления универсального тезауруса. Такой способ взаимодействия может быть реализован лишь на ЭВМ пятого поколения, функционирующих на принципах искусственного интеллекта.

Большинство разрабатываемых диалоговых систем относится к третьему классу. Принцип последовательной передачи управления позволит пользователю на определенном этапе взять управление в свои руки и, тем самым, как бы вмешаться в процесс решения задачи, изменив его в нужном направлении путем задания параметров, выбора метода и т.п.

По наличию и характеру базы данных в системе различают:

системы, не предусматривающие каких-либо способов накопления и хранения информации;

системы, имеющие базу данных или совокупность файлов для сбора, накопления и выдачи информации;

134

системы, имеющие развитые системы управления базами данных. Все указанные системы могут быть использованы для накопления как объективной статистической, так и экспертной информации. При этом накопление объективной информации осуществляется, как правило, на один

шаг быстрее, чем экспертной.

По наличию интеллектуального компонента в системе различают:

системы, не предусматривающие каких-либо способов накопления и обработки плохо формализуемых знаний;

системы, имеющие базы знаний, механизмы вывода и объяснения полученных решений.

Появление технологии обработки знаний сделало возможным использование в рамках автоматизированных процедур разработок в области искусственного интеллекта. В сфере экономики и управления существует много задач, содержащих как хорошо формализуемые процедуры, где возможно применение традиционных математических методов, так и плохо формализуемые процедуры, характеризующие творческие аспекты исследуемого процесса. Следовательно, модель для решения подобных задач должна представлять собой симбиоз методов обработки знаний и традиционных математических методов. При этом процедуры обработки знаний выступают в качестве среды, не отрицающей и не заменяющей уже разработанные фрагменты, а органично их объединяющей.

Использование в системах принятия и синтеза экономико-управленчес- ких решений теории искусственного интеллекта представляется особенно актуальным и перспективным. При интеллектуализации экономических информационных систем должны быть обеспечены:

1) возможность использования всех способов представления знаний (процедурного, продукционного, семантического);

2) хранение и доступ к знаниям в рамках банка знаний; 3) многокритериальный анализ альтернатив;

4) построение заключений на основе количественного вывода о возможности сочетания составных частей системы, о характеристиках реализаций составных частей в нетиповых условиях функционирования и др.;

5) обработка неполностью определенной информации в ходе принятия, планирования и синтеза экономико-управленческих решений;

6) взаимодействие перечисленных процедур обоснования решений.

7.2. Содержание ИС и их краткий обзор

Системы принятия и синтеза решений оформляются в виде пакетов прикладных программ, под которыми подразумевается совокупность программ, совместимых между собой и обеспечивающих решение задач из некоторой предметной области.

135

Принципы проектированияИСдляпринятия управленческих решений:

принцип конструкторской независимости предполагает разработ-

ку универсальной структуры пакета и некоторых его элементов;

принцип модульности программных объектов означает дискрет-

ность структуры пакета и унификацию программных средств в целях формирования различных вычислительных схем, предназначенных для решения задач синтеза и выбора решений;

принцип стандартизации взаимодействия программ с данными

проявляется в том, что каждая программная единица (модуль) предназна-

чена для выполнения определенных функций и взаимодействует с данными некоторым стандартным способом. Данный технологический принцип построения системы предполагает использование единых методики и механизма подключения программных средств к данным;

принцип машинной независимости пакетов программ преду-

сматривает возможность эксплуатации разработанного программного и информационного обеспечения при смене типов и поколений вычислительной техники;

принцип максимальной независимости от операционных систем

непосредственно связан с принципом машинной независимости и преемственности систем;

принцип расширяемости, согласно которому пакеты программ должны быть открытыми системами, допускающими их непрерывное пополнение новыми программными средствами. Реализация этого принципа возможна лишь при соблюдении принципа модульности структуры пакета программ;

принцип коммуникабельности предполагает простоту общения пользователя с пакетом, предусматривает работу в интерактивном режиме, что особенно важно при разработке программного обеспечения для решения сложных задач принятия, планирования и синтеза решений, требующих активного вмешательства или непосредственного участия человека в процессе решения.

Правила разработки информационных систем поддержки принятия решений:

 прежде чем перейти к обсуждению достоинств и недостатков

некоторой существующей системы или выдвижению требований к разработке системы с заданными свойствами, пользователь должен познакомиться с какой-либо моделью системы практически;

 разработка конкретных диалоговых систем, как правило, нацелена на автоматизацию процедур решения задач определенного класса, поэтому проектировщику следует максимально использовать опыт работы и методологию, которая уже применялась на практике, а не навязывать новую технологию решения задач;

136

 между пользователем и системой должна быть адаптивная обратная связь, позволяющая разработчику в интерактивном режиме приспособить систему к реальным условиям решения задачи. Наличие обратной связи дает возможность модифицировать систему с учетом новых требований и новых задач;

 при проектировании систем необходимо предусмотреть методы контроля и защиты информации, включающие следующие процедуры: синтаксический, логический и численный контроль информации; коррекцию ранее полученной информации; прерывание процедуры выполнения с возвратом в соответствующую точку алгоритма с восстановлением исходных состояний файлов экспертной информации; в процессе работы системы необходима фиксация ее деятельности с помощью ЭВМ для обеспечения накопления протоколов работы, последующий анализ которых позволяет интерпретировать и аргументировать решения, а также выявить ошибки, подразделяя их на ошибки пользователя и ошибки системы.

Требования к эксплуатационным характеристикам информационных систем поддержки принятия решений.

1.Правила адаптации субъекта к диалоговым системам предназначены для разработки систем, действующих на естественном языке, что и было целью большинства исследований по искусственному интеллекту. При этом требование соблюдения таких условий, как участие пользователя в создании системы, обоснованность любых действий системы, определяется в зависимости от особенностей класса решаемых задач и предпочтений лица, принимающего решения. Эти условия предполагают, что пользователь – не пассивный элемент в системе и все действия разрабатываемой системы необходимо оценивать относительно их воздействия на активно изменяющегося пользователя, пытающегося понять и познать систему.

2.Условия проектирования диалоговых систем, диктующие необходимость снижения умственной нагрузки на пользователя-непрофессионала, предполагают:

единообразие вычислительных и опросных процедур и терминологии – желательно пользоваться привычной лексикой пользователя, т.е. система должна либо проектироваться для конкретной задачи, либо иметь возможность настраиваться на специфическую терминологию конкретной пользовательской области;

определение последовательности предоставления информации и возможности получения углубленной информации по мере необходимости;

обучение, основанное на опыте работы пользователя, снабжение пользователя подсказками с помощью ЭВМ и обеспечение возможности накопления опыта путем тренировочных просчетов;

обозримость состояния диалога, которая предполагает использование кратких форм диалога (вопрос – ответ, выбор из меню) либо ответов

137

на ограниченном естественном языке, не допускающем неоднозначное трактование требуемых в конкретной ситуации действий.

Дополнительно необходимо отметить, что помощь, предоставляемая пользователю со стороны системы, должна обеспечивать всестороннюю поддержку, выдачу справочной информации любой степени детализации в любой момент по требованию, своевременную ясную и точную диагностику ошибок пользователя с указанием способов их преодоления. Однако эта помощь системы не должна быть избыточной. Таким образом, одновременно с адаптацией пользователя к системе должен происходить и обратный процесс адаптации системы, позволяющей учесть уровень обучения пользователя и тем самым минимизировать его умственную нагрузку путем снижения числа вопросов, сокращения их формулировок и т.п.

Требования к методам защиты информации. Выбор решений в ре-

альных ситуациях часто базируется на конфиденциальной информации, доступ к которой возможен лишь при получении санкций на использование или корректировку ранее накопленной информации. Следовательно, необходимы контроль и защита информации в базе данных, причем данная проблема должна быть решена на этапе проектирования системы.

Различают два вида средств защиты экспертной информации:

1) средства защиты экспертной информации, предоставляемые операционной системой независимо от типа используемой ЭВМ:

шифры, пароли, идентификаторы области каждого пользователя, где хранятся его программы и наборы данных;

идентификаторы магнитных дисков, на которых расположены пользовательские области, откуда пользователь может считывать информацию. Значения идентификаторов магнитного диска и пользовательской области, а также пароли известны только системному программисту, ответственному за эксплуатацию операционной системы,и непосредственномупользователю;

2) программные средства защиты информации – шифры задач синтеза

ипринятия решений. Введение шифра задачи обеспечивает конфиденциальность информации по следующим причинам:

он известен только пользователю и не должен сообщаться системномупрограммисту;

без ввода шифра невозможен запуск ни одной из программ для соответствующей задачи, а также исключен несанкционированный доступ к экспертной информации, накопленной в системе, стандартными средствами операционной системы.

138

Функционально-структурное содержание информационных систем поддержки принятия решений

Структура системы принятия, планирования и синтеза рациональных решений в области экономики и управления включает три функциональные подсистемы: принятие решений, аналитическое планирование и ком- бинаторно-морфологический синтез.

Диалоговый монитор системы организует в соответствии с выбранной пользователем задачей работу всех трех подсистем и их компонентов, в частности: изменение порядка взаимодействия компонентов, добавление новых схем решения функциональных задач, диалоговое управление вызовом очередных компонентов систем.

В целом диалоговый интерфейс построен на принципах функционирования экспертной системы, использующей знания о процедурах решения выбранного класса задач. В рамках данной системы автоматизируются следующие функции экономиста-аналитика (управленца-аналитика):

1)хранение информации;

2)поиск информации по запросам в базах данных и знаний для анализа взаимосвязей объектов, изучения состава объектов, анализа значений характеристик, уточнения функций и условий функционирования исследуемых объектов;

3)формирование социально-экономических и технологических требований к исследуемой системе и критериев ее качества;

4)генерация вариантов сложных многокомпонентных систем;

5)многокритериальный анализ вариантов и выбор лучшего из них;

6)построение планов вычислений и проведение расчетов;

7)логический вывод информации на основе имеющихся знаний.

Функциональная подсистема принятия решений включает в себя:

1)компонент математических методов ранжирования альтернатив и распределения ресурсов с учетом многокритериальности. Он реализует методы многокритериального анализа и выбора вариантов, в основе которых лежат методы анализа иерархий и принятия решений на нечетких множествах, а также методы комбинаторики для решения задач оптимального распределения ресурсов. С этой целью используются различные базы данныхи знаний;

2)база данных критериев качества, которая содержит информацию о различных социально-экономических, технологических, экологических, антропогенных и других критериях, классифицированных по различным экономическим, управленческим и организационным проблемам. База данных критериев постоянно пополняется новой информацией;

3)база знаний иерархий критериев качества и функций принадлежности, которая накапливает и хранит знания о типовых иерархиях и функциях из различных отраслей экономики. Она строится на основе знаний высококвалифицированных специалистов предметных областей и может быть исполь-

139

зована при решении типовых задач без существенной корректировки значений функций принадлежности и иерархических структур критериев;

4) база знаний решенных задач, которая хранит и накапливает информацию о компонентах решенных практических задач по принятию решений. К таким компонентам причислены:

функции принадлежности по различным критериям;

иерархические структуры критериев;

экспертные оценки степени предпочтительности исследуемых альтернатив и относительной важности критериев;

векторы приоритетов альтернатив по всем рассматриваемым в задаче критериям и для каждого эксперта, участвовавшего в решении задач принятия и обоснования рациональных решений.

Компонент математических методов для поддержки динамических процессов в иерархических системах имеет ряд особенностей, не рассматриваемых ранее. Данный компонент расширен следующими процедурами:

подбором функций и построением полиномов, аппроксимирующих динамику изменения предпочтений на основе информации, хранящейся в базе данных;

численным решениемуравнениядля матриц произвольной размерности;

построением регрессионных зависимостей приоритетов от времени на основе информации, содержащейся в базе данных.

Задача прогнозирования решается в системе двумя способами: путем построения аппроксимирующих зависимостей на основе имеющейся в базе данных информации с последующим их использованием для построения динамических матриц парных сравнений на определенном отрезке времени, а также путем экспертной оценки вероятного изменения предпочтений с помощью функциональной шкалыипоследующегочисленного решения уравнения.

Получение динамических приоритетов также возможно путем аппроксимации информации, хранящейся в базе данных, или в результате решения уравнений.

База данных системы для поддержки динамических процессов принятия решений выполняет две основные функции. Она используется для информационной поддержки пользователя при формировании новых задач в данной предметной области, а также в процессах анализа при извлечении знаний. Представление информации о целях, критериях, альтернативах, экспертах и предпочтениях сопряжено с определенными сложностями, поскольку между элементами данных существует множество связей различного характера.

В соответствии с основными функциями данные можно разделить на две категории:

наиболее общая – обеспечивает информационную поддержку пользователя, содержит информацию об альтернативах, критериях и экспертах.

140