7.1. Многообразие задач выбора

Главная цель курса системного анализа - раскрытие системности любой целенаправленной деятельности. Для этого необходимо построить систему моделей, с помощью которых можно обобщать, передавать и совершенствовать опыт такой деятельности. В предыдущих главах мы уже выделили некоторые из операций, входящие во всякую целенаправленную деятельность: моделирование (см.гл.2), перенос информации во времени и пространстве (см.гл.5), получение новой информации (см.гл.6). Предстоит построить еще достаточно полный список действий, из которых складывается всякая успешная деятельность, и только после этого можно будет приступить к обсуждению ее структуры и принципов организации. В данной главе рассмотрим еще одну операцию, обязательно входящую в целенаправленные процессы, - выбор.

ВЫБОР КАК РЕАЛИЗАЦИЯ ЦЕЛИ

Выбор можно определить как целевое сужение множества альтернатив. Основой критериального языка описания выбора является предположение о возможности оценить каждую отдельно взятую альтернативу определенным числом. При этом выбор сводится к отысканию альтернативы с наибольшим значением критериальной функции. Многокритериальные задачи не имеют однозначного общего решения. Поэтому предлагается много разных способов придать многокритериальной задаче частный вид, обладающий единственным решением. Естественно, что для разных способов эти решения в общем случае оказываются различными. Поэтому едва ли не главное в решении многокритериальной задачи - обоснование именно данного вида ее постановки.

Выбор является действием, придающим всей деятельности целенаправленность. Именно выбор реализует подчиненность всей деятельности определенной цели или совокупности целей. Рано или поздно наступает момент, когда дальнейшие действия могут быть различными, приводящими к разным результатам, а реализовать можно только одно действие, причем вернуться к ситуации, имевшей место в этот момент, уже (как правило) нельзя.

Способность сделать правильный выбор в таких условиях - очень ценное качество, которое присуще людям в разной степени. Великие полководцы, выдающиеся политики, гениальные инженеры и ученые, талантливые администраторы отличались и отличаются от своих коллег или конкурентов прежде всего умением принимать лучшие решения, делать лучший выбор.

Естественно стремление понять, что такое "хороший выбор", выработать рекомендации, как приблизиться к наилучшему решению, а если возможно, то и предложить алгоритм получения такого решения. Работа многих исследователей в этом направлении выявила характерную ситуацию, типичную для моделирования (в данном случае - моделирования процессов принятия решений): полная формализация нахождения наилучшего решения возможна, но лишь для хорошо изученных (хорошо структурированных) задач; для решения слабо структурированных задач полностью формальных алгоритмов не существует (если не считать тривиального и далеко не всегда приемлемого алгоритма перебора, т.е. метода проб и ошибок), но опытные и способные специалисты часто делают выбор, оказывающийся хорошим. Современная тенденция практики выбора в естественных ситуациях состоит в сочетании способности человека решать неформализованные задачи с возможностями формальных методов и компьютерного моделирования (например, диалоговые системы поддержки решений, экспертные системы, информационно-поисковые системы, системы управления базами данных, автоматизированные системы управления и т.п.).

Задачи выбора чрезвычайно многообразны, различны и методы их решения. Прежде всего введем понятия, общие для всех задач выбора.

Будем представлять принятие решения как действие над множеством альтернатив, в результате которого получается подмножество выбранных альтернатив (обычно это одна альтернатива, что не обязательно, а иногда и невозможно). Сужение множества альтернатив возможно, если имеется способ сравнения альтернатив между собой и определения наиболее предпочтительных. Каждый такой способ будем называть критерием предпочтения. Обратим внимание на то, что при таком описании выбора считают сами собой разумеющимися, уже пройденными, два чрезвычайно важных этапа: 1) порождение множества альтернатив, на котором предстоит осуществлять выбор; 2) определение целей, ради достижения которых производится выбор. В практике системного анализа реализация этих этапов связана с определенными трудностями, для преодоления которых необходимы свои приемы и методы. В гл. 9 мы вернемся к этим действиям, отнеся их к числу этапов системного анализа, а пока будем считать, что исходное множество альтернатив, из которых требуется выбрать наиболее предпочтительные, уже задано и преследуемые нами цели определены настолько детально, что уже имеются критерии оценки и сравнения любых альтернатив.

МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ЗАДАЧ ВЫБОРА

Даже в такой упрощенной постановке проблема выбора не тривиальна и допускает существенно различающиеся математические постановки задач. Дело в том, что каждая компонента ситуации выбора может реализовываться в качественно различных вариантах. Отметим основные из этих вариантов:

множество альтернатив может быть конечным, счетным или континуальным;

оценка альтернативы может осуществляться по одному или по нескольким критериям, которые в свою очередь могут иметь как количественный, так и качественный характер;

режим выбора может быть однократным (разовым) или повторяющимся, допускающим обучение на опыте;

последствия выбора могут быть точно известны (выбор в условиях определенности), иметь вероятностный характер, когда известны вероятности возможных исходов после сделанного выбора (выбор в условиях риска), или иметь неоднозначный исход, не допускающий введения вероятностей (выбор в условиях неопределенности);

ответственность за выбор может быть односторонней (в частном случае индивидуальной) или многосторонней. Соответственно различают индивидуальный и групповой выбор;

степень согласованности целей при многостороннем выборе может варьироваться от полного совпадения интересов сторон (кооперативный выбор) до их противоположности (выбор в конфликтной ситуации). Возможны также промежуточные случаи, например компромиссный выбор, коалиционный выбор, выбор в условиях нарастающего конфликта и т.д.

Различные сочетания перечисленных вариантов и приводят к многообразным задачам выбора, которые изучены не в одинаковой степени. В данной главе дадим краткий обзор состояния теории выбора в настоящее время, а также рассмотрим некоторые подходы к решению слабо формализованных задач выбора. При этом главное внимание будем уделять постановке задач и важным результатам и лишь упоминать, какие именно теории дают методы решения (иначе бы резко возрос объем книги, а для ряда специальностей имело бы место дублирование материала других дисциплин - теории оптимизации, исследования операций, вариационного исчисления, математического программирования, теории игр, математической статистики и т.д.)