Автоматика.
    Автоматизация.
        Электротехнические
            комплексы и системы.

УДК 681.031

МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ

СУБЪЕКТИВНОСТИ И НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

                   Бабенко Н.И., Крючковский Д.А., Маломуж Т.В.

Введение, актуальность проблемы

Несмотря на интенсивное развитие методов поддержки принятия решений в экономике, политике и технике, сами системы поддержки принятия решений в этих областях внедряются с большим трудом. Основным фактором, объясняющим данный процесс, является то, что на решения человека достаточно сильное влияние оказывают субъективные предпочтения и оценки, в то время как результаты, полученные с помощью компьютера, воспринимаются как «объективно актуальные», не учитывающие его персональные взгляды и интересы. Поэтому одной из важнейших задач компьютерной поддержки принятия решений становится сочетание оценок, полученных уже устоявшимися методами исследования операций с субъективными оценками руководителя. Решение данной задачи порождает и обратную проблему: как выявить факторы субъективности и свести их к минимуму, в случае, когда объективная оценка результатов решения отсутствует, и ее заменяют экспертные оценки специалистов. Преодоление указанных трудностей представляет собой актуальную научную проблему, без решения которой разработка интеллектуальных систем поддержки принятия решений (СППР), способных эффективно решать реальные прикладные задачи, становится невозможной.

Постановка задачи, основная часть

При практической реализации СППР необходимо учитывать, что наиболее серьезной трудностью, и одной из главных причин, объясняющих возникновение факторов субъективности, является необходимость преодоления проблем неопределенности. В соответствии с [1], все неопределенности, имеющие место в СППР, могут быть разделены на три класса: неопределенности, связанные с неполнотой знаний о проблеме, по которой принимается решение, неопределенность, связанная с невозможностью точного учета реакции окружающей среды на действия лица, принимающего решения (ЛПР), неопределенность, обусловленная неточным пониманием своих действий самим ЛПР. Степень неопределенности зависит от [2]:

-  сложности ситуации;

-  доступности альтернатив;

-  неясности результатов, полученных после реализации решения;

-  отсутствие четких представлений о взаимосвязи возможных решений;

-  четкости предпочтений руководителя возможным результатам, полученным после принятия того или иного решения;

-  величины возможного выигрыша или потери в результате выполнения решения;

-  требований процедурной рациональности;

-                     силы используемых эвристик и ряда других трудноучитываемых факторов.

Ввести какую–либо меру для оценки влияния каждого из перечисленных факторов достаточно сложно, поэтому опытный руководитель должен в совершенстве владеть искусством формирования субъективных оценок – оценок, сделанных на основе собственного опыта, интуиции, предпочтения или интереса, но не абсолютно точного знания. Он вынужден исходить из своих субъективных представлений об эффективности возможных альтернатив и важности различных критериев. Объективной составляющей процесса принятия решений при этом остаются ограничения (ресурсов, времени и др.) накладываемые внешней средой на возможные решения, а также объективные законы развития управляемого процесса, если они известны. В наибольшей степени данная особенность принятия решений характерна для экономики, социологии, политики, экологии и некоторых других областей, законы функционирования которых еще плохо формализованы и изучены. Применение точных математических моделей и аналитических зависимостей в этом случае зачастую дает достаточно грубые, а иногда даже качественно неверные результаты [3]. Это связано как с огромной сложностью этих проблем, так и с их зависимостью от чисто субъективных факторов, кроме того, нельзя не учитывать, что модель может оказаться неустойчивой.

В этой связи основной задачей настоящей работы стала разработка методов снижения влияния факторов субъективности и неопределенности при принятии управленческих решений, которые могут быть использованы в процессе создания СППР. Решение данной задачи целесообразно осуществлять с помощью математических моделей и методов оценки возможных сценариев (вариантов решений), которые воспринимаются как рекомендации для последующей оценки руководителем, и возможно, неформального анализа. Наличие фазы неформального анализа является абсолютно необходимым ввиду того, что решения, принимаемые ЛПР для достижения цели, можно разделить на две большие группы:

-  неожиданные, принципиально новые и новаторские решения, которые не могут быть выявлены в результате автоматизированной обработки данных на компьютере;

-  решения, основанные на типовых сценариях, полученные на аналогиях или путем комбинации частных решений; генерация которых доступна компьютеру.

Поэтому типовая СППР, предназначенная для решения подобных задач, представляет собой объединенную информационным процессом совокупность технических средств и программного обеспечения, работающих во взаимосвязи с человеком (коллективом людей), и способную на основе сведений и знаний при наличии мотивации синтезировать цель, вырабатывать решение о действии и находить рациональные способы достижения цели.

Общая структурная схема процесса принятия решений, реализуемого в интеллектуальной СППР (ИСППР) такого типа, представлена на рис. 1, из которого легко видеть, что синтез цели (целей), осуществляемый ЛПР, играет в этом процессе ключевую роль.

Практический опыт создания СППР по социально-экономическим вопросам для обладминстрации г. Херсона показал, что существует три основные группы проблем, представляющих сложность для разработчиков. Первая связана с многокритериальностью функции предпочтения ЛПР и сложностью ранжирования частных критериев, вторая – с комплексностью и многошаговостью принимаемых решений, обуславливающих трудности прогнозирования возможных последствий, третья – проблема восприятия СППР руководителем.

Для преодоления первой группы проблем используется комбинированная методика формирования функции предпочтения руководителя, основанная на нелинейной свертке частных критериев заданных с помощью лингвистических переменных. При критериальном анализе ситуации в пространстве критериев рассматриваются два подпространства  и , которые, как и общее пространство критериев, являются подмножествами m-мерного Евклидового пространства (m-число критериев): . - подпространство, в котором руководителю желательно иметь значения критериев, характеризующие объект после выполнения решения (сценария действий), - подпространство, определяющее по оценкам руководителя текущее состояние объекта, относительно которого принимается решение.

Рис. 1 Общая схема процесса принятия решений в ИСППР

Значимость i-го критерия (его вес)  будет некоторой функцией от значений i-го критерия в областях  и , обозначаемых как  и  соответственно:

.                                                      (1)

Функция  может быть представлена в виде абсолютной величины разности или частного значений  и , - коэффициент, задаваемый на основе экспертных оценок. Полученные значения весов используются при формировании обобщенной многокритериальной функции предпочтений руководителя, задаваемой выражением:

.                                          (2)

Здесь - значение функции предпочтения руководителя для варианта решения А, - оценка степени важности i-го критерия для j-ой лингвистической переменной , определяемой из выражения:

,                                                      (3)

где:  - значение j-го параметра при варианте решения A, и соответственно – нижнее и верхние значения j-го параметра для данной лингвистической переменной,  - числовое значение k-й лингвистической переменной для j-го параметра.

Вторая группа проблем решается путем использования сценарно-прецедентного подхода, суть которого состоит в следующем. Типовой прецедент представляет собой структуру, состоящую из описания задачи, характеризирующего ситуацию на момент активации прецедента, и решения, содержащего список управляющих воздействий, связанных с данной задачей, а также описание ситуации, которая будет иметь место после реализации прецедента. Процесс функционирования СППР в этом случае включает следующие этапы:

-  получение (выбор) из базы знаний аналогичного прецедента или множества прецедентов;

-  использование полученной информации для решения поставленной задачи;

-   пересмотр и коррекция предложенного решения;

-  сохранение в базе знаний части измененных, а также новых прецедентов, которые могут быть полезны в дальнейшем при решении аналогичных задач.

В результате поиска в базе прецедентов может быть получено несколько схожих прецедентов, составляющих альтернативу возможного решения, право выбора окончательного решения остается за ЛПР. Далее СППР может производить уточнение выбранного решения путем использования базы знаний (БЗ) о предметной области, заранее подготовленной экспертами. БЗ представляет собой набор продукционных правил, корректирующих параметры принятых решений с учетом особенностей текущей ситуации реализации прецедента.

Проблема восприятия СППР руководителем – наиболее существенная, в значительной степени определяющая эффективность работы системы в целом. Для ее решения необходимо прежде всего учесть следующие характерные особенности деятельности руководителя:

-                     поведение руководителя целеустремленно и его решение ориентировано на достижение определенной цели;

-                     руководитель несет ответственность за последствия принимаемого решения, его своевременность и качество;

-                     руководитель выбирает только обоснованные решения, которые он может содержательно аргументировать;

-                     процедура принятия решения руководителем носит поэтапный итерационный характер, включая корректировку целей, задач и способов воздействия на объект;

-                     руководитель в процессе решения задачи должен работать с естественной, привычной для него, и широко употребляемой в данной области содержательной информацией.

Уменьшение влияния ошибок, допущенных руководителем в данных им субъективных оценках достигается с помощью использования специальной процедуры выбора решений:

1.                  СППР предлагает несколько вариантов решений, занявших верхние строчки при ранжировании.

2.                  Если выбрано одно из данных решений, процедура выбора считается завершенной, в противном случае осуществляется переход к п. 3.

3.                  СППР предлагает последовательность возможных решений в нисходящем порядке ранжирования, пока ЛПР сам не проранжирует несколько удовлетворяющих его решений.

4.                  СППР подсказывает ЛПР возможные характеристики базовых шкал и оценок “весов” критериев, при которых выбранные ЛПР решения соответствуют его ранжированию.

5.                  Производится пересчет значений функции полезности вариантов решений, и производится новое ранжирование вариантов, соответствующее предпочтениям ЛПР. Осуществляется переход к п. 2.

Выводы

Практическая реализация предложенных подходов при создании СППР по управлению бюджетом региона позволила повысить эффективность и качество регулирования финансово-бюджетных процессов, за счет повышения оперативности обеспечения ЛПР необходимой для принятия решений информацией и снижения влияния субъективных факторов при использовании экспертных оценок.

1.                  Круглов В.В., Дли М.И. Интеллектуальные информационные системы: компьютерная поддержка систем нечеткой логики и нечеткого вывода. –М.: Издательство Физико-математической литературы, 2002. – 256 с.

2.                   Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. –М., СИТЕГ, 1998. – 376 с.

3.                  Ларичев О.И. Объективные модели и субъективные решения. – М., Наука, 1987. – 217 с.