_ъ

ББК 32.882 УДК 621.399 К66

М, А. Кораблин

К66 Информатика поиска управленческих решений. — М.: СОЛОН-Пресс,

2003. — 192 с: ил. — (Серия «Библиотека студента»).

ISBN 5-98003-082-4

Монография посвящена вопросам использования современных инфор­мационных технологий в задачах поддержки принятия управленческих ре-, шений.

Содержит большое количество примеров и задач для проведения само­стоятельного исследования систем управления, контрольные вопросы по технологии исследования и экономической интерпретации полученных ре­зультатов.

В качестве информационных систем поддержки принятия управленче­ских решений используются Solver (поиск решения на электронных таблицах EXCEL) и Micro Saint (имитационное моделирование).

Для менеджеров разных уровней и профессиональной ориентации, ин­тересующихся вопросами использования информатики в практике анализа и исследования систем управления предприятиями и организациями, а так­же студентов, обучающихся по специальностям «Прикладная информатика (по отраслям)» и «Менеджмент».

Для быстрого и качественного освоения материалов к книге при­лагается CD-диск.

ББК 32.882 УДК 621.339

Книги издательства «СОЛОН-Пресс» можно заказать наложенным платежом по фиксированной цене. Оформить заказ можно одним из двух способов:

1. послать открытку или письмо по адресу: 123242,Москва,а/я 20;

2. передать заказ по электронной почте (e-mail) на адрес: magazin@soton-r.ru.

При оформлении заказа следует правильно и полностью указать адрес, по которо­му должны быть высланы книги, в также фамилию, имя и отчество получателя. Жела­тельно указать дополнительно свой телефон и адрес электронной почты.

Через Интернет Вы можете в любое время получить свежий каталог издательства «СОЛОН-Пресск Дли этого надо послать пустое письмо на робот-автоответчик по ад­ресу: katatog@soton-r.ru.

Получать информацию о новых книгах нашего издательства Вы сможете, подписавшись на рассылку новостей по электронной почте. Для этого пошлите письмо по адресу: news@solo. В теле письма должно быть написано слово SUBSCRIBE.

_{Макет и О}бложка «СОЛОН-Пресс», 2003 © М. А. Кораблин, 2003

tt J

Введение

Монография посвящена вопросам использования современных информационных технологий в задачах поддержки принятия управ­ленческих решений. Это направление в современном менеджменте является одним из наиболее быстро развивающихся, что определяет появление новых информационных систем и их активное использова­ние для решения новых, все более сложных проблем управления.

■

Изложение материала ориентировано на менеджеров разных уровней и профессиональной ориентации, интересующихся вопроса­ми использования информационной поддержки принятия управлен-, ческих решений в практике управления предприятиями и организа­циями. Такая ориентация предполагает весьма поверхностный уро­вень изложения вопросов организации собственно информационных систем, основное внимание читателя акцентируется на конкретных примерах использования информационных технологий, поддерживае­мых этими системами. Как выбрать ассортимент продукции, как вло­жить деньги в инвестиционный проект, стоит ли изменять структуру предприятия, как и чем при решении подобных проблем может по-мочь информатика — вот основные вопросы, определяющие цель этого издания.

Вы не найдете здесь детального описания математических основ теории принятия решений — они заменены поверхностным пользова-ьским уровнем использования информационной технологии, в ко­рой «зашита» математика принятия решений. Материал не требует читателя каких-либо специальных знаний в области информатики вычислительной техники. Изложение доступно для каждого, кто знаком с информатикой на уровне компьютерной грамотности и хоч ет познакомиться с использованием информатики в решении прак тических задач управления.

В аудиторию читателей включаются также менеджеры, непосред-твенно связанные с проблематикой анализа и исследования систем правления, а также студенты вузов, обучающиеся по специальностям "Менеджмент" и «Информационные системы в экономике». Книга может быть использована в качестве учебного пособия при подготов­ке специалистов в области информационных технологий управления, производственного и операционного менеджмента, экономики и организации производства.

Введение

Введение

Методика изложения материала основана на разборе примеров проблемных ситуаций, при этом познавание собственно информаци­онной системы осуществляется непосредственно при анализе и струк­туризации решаемой задачи. Разделы «Быстрое начало», предваряю­щие каждую из частей монографии, позволяют быстро почувствовать существо и стиль соответствующей информационной технологии, как получаются результаты и как их интерпретировать. Остальные разде­лы ориентированы на уточнение и объяснение деталей и дополните­льных возможностей соответствующей информационной технологии в процессе исследования. При первом знакомстве с материалом их можно опустить.

Процессы принятия решений

Процессы принятия управленческих решений относятся к катего­рии интеллектуальных процессов, непременным участником которых является носитель естественного интеллекта — человек. С другой сто­роны, информатика поиска управленческих решений — одно из на­правлений искусственного интеллекта — связана с использованием новых информационных технологий и компьютерных моделей, вы­полняющих роль «советчика» в процессе принятия решений. Развитие таких технологий показывает, что подобный симбиоз естественного и искусственного не только все чаще используется в управленческой деятельности, но и в отдельных случаях является необходимым для принятия решения. Если естественный интеллект связан в первую очередь с интуицией и искусством принятия решений, то искусствен­ный обладает особыми качествами, не свойственными человеку. Это в первую очередь способность анализа большого количества вариантов решения и выбора наилучшего в том или ином смысле.

В сфере информационных технологий хорошо известен класс сис­тем поддержки принятия решений (Decision Support System — DSS). Системы этого класса основаны на использовании так называемых решателей задач (Problem Solvers — PS) — пакетов программ, способ­ных решить прикладную задачу. В этом контексте общая структура процесса принятия решения может быть проиллюстрирована рис. 1.1, отражающим вложенности сред принятия решений. Верхний уровень (собственно принятия решений) — уровень взаимодействия лица, принимающего решение (ЛПР), со средой DSS, которая в свою оче­редь использует среду PS. Интерактивность взаимодействий предлага­ет ЛПР наиболее подходящий и со всех сторон «просчитанный» вари­ант решения.

Рис. 1.1. Отношения между DSS, PS и лицом, принимающим решение

Процесс принятия решений преследует определенные цели, на­пример повысить производительность работы цеха или распределить финансовые вложения наиболее эффективным образом. В общем слу-|ае целей может быть несколько, и они могут иметь определенные противоречия — дисбаланс целей.

Например, целевые установки отдела маркетинга могут не совпа­дать с целевыми установками производственного отдела или произ-водство комплектующих, ориентированное на максимальные объемы, может преследовать цели, противоречащие интересам сборочного производства, ориентированного на максимальные объемы реализа­ции готовых изделий. Дисбаланс целей становится реальной пробле­мой в условиях корпоративных систем, территориально распределен­ных и работающих в разных организационно-финансовых условиях.

С формальной точки зрения любая целенаправленная деятель­ность должна характеризоваться показателями ее эффективности — критериями или целевыми функциями, которые связывают эти пока-зателй с ситуацией, наблюдаемой на предприятиях или в организаци­ях, занимающихся соответствующей деятельностью. Процесс деятель­ности на практике всегда реализуется в условиях определенных ресур­сных ограничений, определяющих «рамки», в которых должна быть достигнута цель. Последовательность принимаемых управленческих решений, которые должны привести из наблюдаемой ситуации к же­лаемой, которая характеризуется требуемыми значениями показате­лей эффективности, определяют тактику и стратегию управления.

Любая система класса DSS связана с моделированием варианта принимаемого решения, тактики или стратегии управления. При этом модель должна рассматриваться как инструмент прогноза и предска­зания ситуаций, которые могут возникнуть при принятии соответст­вующего решения. При получении такого прогноза ЛПР может пере­смотреть выбранный вариант управления, смоделировать следствия

Введение

Введение

другого решения и т. д. Подобная итерационная технология, извест­ная как технология «что если» (what if, свойственна всем системам класса DSS.

Основными научными направлениями, определяющими методо­логию, а также концептуальные и реализационные основы соответст­вующей информационной технологии поддержки принятия управлен-ческих решений, являются:

• математическое программирование;

• имитационное моделирование;

• эвристическое программирование.

Первые два хорошо известны, они определяют содержание основ­ных разделов исследования операций — науки о математических и ал­горитмических основах процессов принятия решений [1]. Эвристиче­ское программирование как научное направление сложилось сравни­тельно недавно и на текущий момент рассматривается как один из разделов искусственного интеллекта, включающий в себя генетиче­ские алгоритмы, нечеткую логику, новые методы поиска (метод отжи­га, поиск с запретами) и т. д.

Решение любой задачи поиска с помощью DSS-технологий требу­ет формального описания проблемной ситуации. Такое описание выпол­няется с использованием формальных понятий, составляющих основу информационной технологии. Например, в электронных таблицах та­кими понятиями являются: клеточная формула, изменяемая ячейка, граф зависимостей и т. п. Составить описание проблемной ситуации с использованием этих и им подобных понятий не всегда просто. Ино­гда для этого не хватает знаний в области информационной техноло­гии, иногда в предметной области, а иногда даже при наличии таких знаний не удается установить адекватное соответствие между пробле­мной ситуацией и формальной моделью. В этом заключается пробле­ма априорной неопределенности. Ситуация усугубляется еще и тем, что составление описания проблемной ситуации требует использования двух областей знаний: предметной области и формальной (собственно информационной технологии). Как правило, носителями этих знаний являются люди разных специальностей: менеджеры с одной стороны и системные аналитики, программисты, математики с другой сторо­ны, поэтому формализация проблемы требует выработки общего по­нимания, общего языка для описания ситуации. Рисунок 1.2 иллюст­рирует процесс взаимодействия носителей различных знаний — лиц, участвующих в составлении формальных описаний проблемной ситу­ации. Разумеется, что в общем случае круг таких лиц может расширя­ться, при этом взаимодействие между ними в среде DSS определяет новый круг вопросов инженерии знаний.

Рис. 1.2. Формализация проблемной ситуации

Другая проблема поиска решения — проблема размерности — свя­зана с тем, что количество управляемых факторов, определяющих ор­ганизацию исследуемой системы, в общем случае может оказаться ве­сьма большим. При этом алгоритм поиска, работающий с формально определенной моделью, оказывается не способным найти приемле­мый вариант решения за ограниченное время. Причем понятие «весь­ма большое» довольно условно — в некоторых задачах это десятки пе­ременных, а в некоторых сотни и даже тысячи. Каждая такая пере­менная для ЛПР определяет своеобразную степень свободы — возможность планировать изменение соответствующего фактора в ту или иную сторону.

Общее число таких степеней свободы регламентируется дополни­тельными ограничениями на пространство поиска. При большом ко­личестве ограничений проблема выбора может превратиться в проб­лему существования единственного варианта, удовлетворяющего всем действующим ограничениям. Если же таких вариантов несколько, проблема приобретает оптимизационный характер — необходимо найти наилучший (оптимальный) вариант решения. В этом плане во главу угла становится функция цели, реализующая критерий эффек­тивности принимаемого решения. Значения этой функции фактиче­ски ранжируют варианты решений по их значимости (прибьшьности, своевременности, эффективности). В многокритериальных задачах та-

8

Введение

кое ранжирование может выполняться несколькими функциями, вы­ражающими разные точки зрения на проблему. Возможно, что эти точки зрения принадлежат разным ЛПР. Например, продавец и поку­патель одного и того же товара руководствуются разными критериями и по-разному понимают его оптимальность.

В целом по мере усложнения проблем поиска управленческих ре­шений роль DSS-технологий заметно возрастает, и по всей вероятно­сти эта тенденция имеет устойчивый характер.

В данной монографии излагаются две наиболее распространенные технологии поддержки принятия управленческих решений: поиск ре­шения на электронных таблицах и имитационное моделирование. Первая освещается с использованием широко распространенного па­кета SOLVER (в среде EXCEL), вторая — с использованием учебной версии сравнительно мало известной в России системы Micro Saint [8], широко используемой в университетах США.