Реальные ситуации, складывающиеся в общественной жизни любой страны, и, в частности, в экономической сфере, отличаются возрастающей сложностью задач, непрерывным изменением и неполнотой данных об экономической конъюнктуре, высокой динамичностью процессов. В этих условиях интеллектуальные возможности человека могут войти в противоречие с объемом информации, который необходимо осмыслить и переработать в ходе управления разнообразными технологическими и социальными процессами. Вследствие этого возрастает опасность срыва управления.
Основой управления, как известно, является решение. НТР настолько повысила уровень энерговооруженности лиц, принимающих решения (ЛПР), что ошибки от неверно принятых решений могут привести не только к экономической катастрофе для отдельного предпринимателя или отрасли, но и к глобальной катастрофе для человечества.
Действенным способом повышения эффективности и качества управления является овладение менеджерами всех уровней методологией системного анализа и принятия решений на основе математических методов. При этом в роли интеллектуального помощника человека выступает компьютер. Чтобы наделить компьютер “интеллектуальными” способностями, необходимо реальную экономическую или управленческую задачу заменить ее математическим аналогом, а опыт и интуицию человека - его моделями предпочтений. Именно эти вопросы составляют предмет математической теории принятия решений.
Математическая теория принятия решений в сложных ситуациях, которую часто называют теорией принятия решений (ТПР), занимается разработкой общих методов анализа ситуаций принятия решений. При помощи этих методов вся информация о проблеме, включая сведения о предпочтениях ЛПР и его отношении к риску, а также суждения ЛПР о возможных реакциях других субъектов на принятые им решения, используется для получения вывода о том, какой из вариантов решения является наилучшим.
Методологическую основу ТПР составляют элементы научной базы системного подхода. Системный подход обобщает теоретические посылки и методы социально-прикладных и технических наук, а его концепции и принципы составляют основу для дальнейшего уточнения и конкретизации в других науках. Принципы системного подхода практически реализуются в элементах научной базы системного анализа.
Сам системный анализ - это совокупность конкретных, имеющих практическую направленность методических подходов, практических методов и алгоритмов, позволяющих реализовать теоретические концепции и главные идеи системного подхода в рамках социально-экономических и технических проблем. Системный подход и системный анализ составляют базу таких научных дисциплин, как теория управления и ее социально-прикладная форма - менеджмент.
Теория принятия решений ориентируется на разработку и поиск оптимальных результатов по достаточно сложным проблемам, со значительным количеством связей и зависимостей, ограничений и вариантов решений. В связи с этим использование системного подхода в качестве методологической базы разрешения подобных проблем является совершенно необходимым.
Принципиальная особенность системного подхода состоит в рассмотрении объекта управления как сложной системы с многообразными внутрисистемными связями между ее отдельными элементами и внешними связями с другими системами.
Достоинством системного подхода является возможность учета неопределенности поведения элементов и системы в целом, а также обеспечение согласованности множества целей при принятии решения, в частности, целей элементов подсистем с общими целями системы (например, целей заводов и цехов, участков).
Цель системного анализа заключается в выяснении реальных целей принимаемого решения, возможных вариантов достижения этих целей, установлении условий появления проблемы, ограничений и последствий решения. Логический системный анализ дополняется математическим анализом системы. Характерными признаками системного анализа являются следующие:
· решения принимаются, как правило, относительно отдельных элементов системы, поэтому необходимо учитывать взаимосвязь элемента с другими и общую цель системы (т.е. реализовывать системный подход);
· анализ осуществляется по принципу - от общего к частному, сначала для всего комплекса проблем, а далее для отдельных составляющих;
· первостепенное значение имеют такие факторы, как время, стоимость, качество работы;
· нередко данные анализа ориентируют на выбор соответствующего решения;
· по отношению к логическим суждениям системный анализ является вспомогательным элементом;
· системный анализ позволяет выделить области, где принимаются логические суждения и определить значение каждого из возможных вариантов решения;
· широкое использование компьютеров на всех стадиях анализа проблемы и процесса принятия соответствующего решения.
При решении практических задач управления, в частности, задач принятия решений, ЛПР постоянно использует анализ и синтез, системный подход и конкретно-формальные методы.
Функции, выполняемые ЛПР по организации разработки (принятия) решения, заключаются в следующем:
· управление процессом выработки решения;
· определение задачи, участие в ее конкретизации и выборе критериев оценки эффективности решения;
· окончательный выбор из имеющихся вариантов решения и ответственность за него;
· организация реализации разработанного решения исполнителями.
В разработке сложных решений, требующих использования системного анализа, принимают участие специалисты - системные аналитики (системотехники).
Кратко изложим функции системных аналитиков и руководителей в процессе выработки решений.
Системные аналитики:
· выявляют цели, в том числе посредством количественных методов;
· составляют перечень возможных целей и представляют его руководителю;
· определяют подходы к решению проблемы;
· выявляют и оценивают альтернативы решения проблемы;
· устанавливают причинно-следственные связи между факторами;
· выявляют тенденции изменений в развитии объектов;
· осуществляют выбор альтернатив и критериев оценки;
· проводят необходимые расчеты.
Руководитель (ЛПР):
· рассматривает состав целей (уточняет старые и оценивает новые);
· участвует в постановке задачи, выборе способов решения;
· учитывает объективные и субъективные факторы, влияющие на решение проблем;
· участвует в оценке степени риска при принятии решения;
· рассматривает данные анализа;
· контролирует своевременность подготовки решения.
Таким образом, несмотря на определяющую роль ЛПР в процессе выработки решения, в данном процессе часто задействована большая группа специалистов.
Объектом исследования ТПР является ситуация принятия решений, или так называемая проблемная ситуация (ПС).
Предметом исследования ТПР выступают общие закономерности выработки решений в проблемных ситуациях, а также закономерности, присущие процессу моделирования основных элементов проблемной ситуации.
Основным назначением ТПР является разработка для практики научно обоснованных рекомендаций по организации и технологии построения процедур подготовки и принятия решений в сложных ситуациях с применением современных методов и средств (в первую очередь, компьютеров и компьютерных систем).
В основе современной ТПР лежит комплексная концепция принятия решений, которая требует учета всех существенных аспектов проблемной ситуации и рациональной интеграции как логического мышления и интуиции человека, так и математических и технических средств. Согласно этой концепции принятие решения - это сознательный выбор из ряда вариантов (альтернатив). Этот выбор производит лицо, принимающее решение. В роли ЛПР выступает человек или коллектив, обладающие правами выбора решения и несущие ответственность за его последствия.
Суть концепции принятия решений состоит в том, что вначале ЛПР (а при необходимости и специалисты по проблемам принятия решений) содержательно анализирует возникшую социальную, экономическую или др. проблему. В итоге этой творческой логической деятельности и на основе личной интуиции ЛПР формулирует цель, достижение которой, по его мнению, разрешит проблему. Подробно разобравшись в существе цели и собственных предпочтениях, ЛПР формирует способы достижения цели и, наконец, принимает решение о том, какой из возможных способов, по его мнению, наилучший, то есть осуществляет обоснованный выбор.
Для принятия решения на научной основе широко используются методы такой прикладной научной дисциплины, как исследование операций. Однако применение формальных методов исследования операций может быть начато только после формулировки цели. В этом и состоит существенное различие в предмете исследования этих двух наук. Теория принятия решений в качестве объекта исследования берет проблему и начинает с формулирования цели. Промежуточными этапами являются выбор наилучшего решения и интерпретация его для практики. ТПР заканчивает применение своего аппарата только после изучения степени разрешения стоявшей перед ЛПР проблемы и фиксации практического опыта.
Применение же аппарата исследования операций начинается только после того, как цель задана, и заканчивается отысканием оптимального решения, которое максимизирует (или минимизирует) целевую функцию, моделирующую степень предпочтительности в смысле достижения цели.
Предпочтительность того или иного исхода операции оценивают величиной специальной числовой функции, называемой критерием. Оптимальным считается такой вариант проведения операции, который обеспечивает наилучшее значение критерия или наилучшее (компромиссное) сочетание значений всех критериев (если их несколько).
Существует круг задач, для которых построены отработанные математические модели, позволяющие находить решение без участия ЛПР. Это задачи распределения ресурсов, транспортные задачи, задачи массового обслуживания, управления запасами и ряд других.
Однако имеется широкий круг задач, не укладывающихся в рамки перечисленных разделов исследования операций. Прежде всего - это многокритериальные задачи, решаемые в сложных ситуациях. Таким образом, сложными будем считать ситуации, которые отличаются наличием нескольких критериев, или действием неопределенных факторов, или необходимостью учета мнения нескольких лиц, а также другие “нестандартные” ситуации.
Многокритериальность объясняется тем, что при оценке действительно сложных ситуаций редко удается обойтись одним критерием.
Например, при оценке деятельности торгового предприятия рассматриваются такие важные частные результаты, как объем продаж, издержки хранения товаров, прибыль, оборачиваемость средств и др. Именно на значениях этих результатов чаще всего строят критерии. Одни из них (например, прибыль) желательно максимизировать, другие (например, издержки хранения) - минимизировать. Как правило, в этом смысле критерии эффективности решения всегда противоречивы. В результате оказывается, что не существует решения, наилучшего одновременно по всем критериям. Например, фирма не может получить максимальный доход при минимальных издержках.
Наличие неопределенных факторов, особенно в сочетании с многокритериальностью, существенно осложняет принятие решений. Даже если действует наиболее изученный в теоретическом отношении фактор - случайность и даже если задача однокритериальная, то принять решение не просто, так как нужно учитывать отношение ЛПР к риску, к возможности понести потери или убытки из-за неблагоприятного стечения обстоятельств.
Для случая с иными по своей природе неопределенностями (поведенческой, природной) ситуация принятия решения еще более осложняется. Например, доля в рынке сбыта, на которую может рассчитывать ЛПР, часто не определена. На “сопредельных” сегментах рынка конкуренты, как правило, преследуют собственные цели, часто неизвестные ЛПР, что делает процесс выработки решения чрезвычайно сложным.
Одним из важнейших исходных положений ТПР является тезис о том, что не существует абсолютно лучшего решения. Наилучшим решение может считаться лишь для данного ЛПР, в отношении поставленных им целей, только в данном месте и на данный момент времени. Основная задача ТПР состоит не в том, чтобы заменить человека в процессе выработки решения, а в том, чтобы помочь ему разобраться в существе сложной ситуации.
В заключение рассмотрим вопрос формирования информационных ресурсов и использования информационных технологий в процессе разрешения проблемных ситуаций.
Система управления имеет информационную природу, организует согласованные потоки информации, которые доступны группе лиц, ответственных за ситуационный анализ, организующих контроль неопределенности ситуации, а также осуществляющих натурное, экспертное и модельное исследования альтернатив.
Кратко охарактеризуем отмеченные выше типы исследований.
Натурный эксперимент всегда ограничен по времени и ресурсам. Во всех ситуациях он приводит к снижению неопределенности. Натурный эксперимент часто невозможен, однако обладает максимальной достоверностью, являясь критерием фактического разрешения проблемной ситуации.
Экспертное исследование проблемной ситуации характеризуется тем, что общая информация о ситуации ограничивается личностным знанием эксперта. Однако экспертное знание обладает важнейшим свойством концентрированности на важнейших группах альтернатив.
Модельные исследования ситуации связаны с формализацией описания ситуации, выбором надлежащего критерия адекватности моделей и моделируемых ситуаций. Непосредственное исследование ситуации на модели завершается интерпретацией результатов моделирования для перераспределения предпочтительности альтернатив.
Свойства всех трех классов натурных, модельных, экспертных операций над альтернативами ситуаций вынуждают для достижения максимальной эффективности системного анализа осуществлять рациональное комбинирование экспертных, модельных и натурных исследований при выборе альтернатив. Конечным результатом операций натурного, модельного и экспертного исследования альтернатив является либо выигрыш во времени, либо экономия ресурсов, необходимых для достижения заданного уровня определенности проблемной ситуации.
Средства разрешения ПС включают компьютерные информационные технологии и специальные информационные организационные структуры, например, группы системного анализа. Компьютерные технологии поддерживают все виды экспериментов и методов получения информации о предпочтениях альтернатив. Существуют различные компьютерные технологии планирования и управления ситуационным экспериментом. К компьютерным технологиям относятся и технологии экспертных систем. Компьютерные информационные технологии моделирования ситуации чаще всего реализуют технологию деловых игр, проводимых группами системного анализа.
Натурные исследования ситуации включают выбор факторов, которые должны влиять на выбор каждой группы альтернатив. Различают управляемые и наблюдаемые факторы. Для управляемых факторов выделяются возможные уровни.
Сочетание факторов и их уровней образует факторное пространство натурного исследования. Вводится также критерий эффективности натурного исследования, который зависит от значений факторов. Этот критерий при натурном исследовании ситуаций является функцией отклика, которая отображает реакцию реальной проблемной ситуации на воздействия факторов и их уровни.
Сочетание всех возможных факторов и их уровней образует множество допустимых состояний ПС. Для проведения полного факторного эксперимента могут потребоваться чрезвычайно большие ресурсы и большое время, поэтому в ситуационном анализе так стремятся спланировать натурный эксперимент, чтобы за минимально-допустимое количество опытов получить максимальную информацию о свойствах различных альтернатив. Чаще всего выбирают ограниченный эксперимент, который достаточно полно характеризует ситуацию.
После окончания эксперимента строится уравнение регрессии, связывающее значение функции отклика со значениями факторов и их уровней. Например, если функцией отклика является прибыль, то компонентами уравнения регрессии могут быть такие факторы, как цена, спрос. Это уравнение, отображающее результаты натурного исследования, несет в себе данные для перераспределения вероятностей альтернатив, характеризующих ситуацию.
Экспертные исследования ситуации часто осуществляются с помощью экспертных систем, которые относятся к системам искусственного интеллекта. Различают механизмы проведения экспертиз с одним или многими экспертами, при которых стремятся достичь согласованной оценки одной и той же группы альтернатив ситуации за счет высокого значения коэффициента согласия независимых экспертов.
Экспертная система включает:
· базу знаний по конкретной предметной области. Знания предполагают выделение процедурной и фактологической информации таким образом, что новые факты, обработанные с помощью процедур, дают новые знания;
· лингвистический процессор, формирующий вопросы и ответы;
· решающие правила по схеме “если - то”;
· блок логического вывода, который с учетом решающих правил формирует выводы;
· блок интерпретации результатов;
· блок верификации логического вывода с возможным анализом и верификацией каждой из альтернатив ПС.
Интерпретация логического вывода также осуществляется в терминах альтернатив ситуации. Экспертные системы поставляются в 2-х вариантах:
· в виде пустой оболочки;
· в виде экспертной системы с конкретной предметной областью.
Это дает возможность менеджеру-системоаналитику, принимающему решения, поэтапно формировать авторскую экспертную систему, которая должна быть сертифицирована.
Экспертные системы расширяют диапазон достоверного исследования ПС и выделяют из данных информацию, существенную для перераспределения альтернатив ПС.
Моделирование объекта включает:
· выбор критерия соответствия (адекватности) модели и объекта;
· выбор математического аппарата;
· получение и первичную обработку исходных данных для моделирования;
· алгоритмизацию поведения объекта моделирования;
· составление или применение готовой компьютерной программы;
· компьютерное моделирование с оценкой фактической адекватности результатов моделирования.
Кроме аналитического моделирования в системном ситуационном анализе применяется компьютерное имитационное моделирование, например, с помощью датчиков случайных чисел. Результаты аналитического и имитационного моделирования также нуждаются в интерпретации и содержат знания о свойствах исследованных альтернатив ПС.
Таким образом, комплекс системного информационного обеспечения ситуационного анализа включает рациональные методы сочетания модельного, натурного и экспертного исследования ПС.
По результатам ситуационного анализа формируется ситуационный отчет, в котором отображаются все рассмотренные операции. Комплекс таких отчетов, имеющих типовой характер, помещают в базу данных управленческих ситуаций.
В заключение, кратко рассмотрим вопрос использования систем поддержки принятия решений.
Назначение и краткая характеристика систем поддержки принятия решений (СППР)
Основой успешного функционирования производственной среды является принятие решений, адекватных условиям, в которых функционируют объекты. Системы поддержки принятия решений, в которых сконцентрированы мощные методы математического моделирования, науки управления, информатики, являются инструментом, призванным оказать помощь руководителям в своей деятельности во все усложняющемся динамичном мире.
Преимущество компьютера состоит в огромных быстродействии и памяти, что делает его необходимым практически во всех областях человеческой деятельности.
В принятии решений важнейшими областями, в которых компьютер становится ближайшим помощником человека, являются:
· быстрый доступ к информации, накопленной в компьютере лица, принимающего решение, или в компьютерной сети;
· осуществление оптимизации или интерактивной имитации, основанных на математических или эвристических моделях;
· нахождение в базах данных принятых ранее решений в ситуациях, подобных исследуемым, для использования ЛПР в подходящий момент;
· использование знаний лучших в своей области специалистов, включенных в базы знаний экспертных систем;
· представление результатов в наиболее подходящей для ЛПР форме.
Но традиционное использование ЭВМ не самое эффективное. Руководитель, кроме информации из базы данных, кроме некоторых экономических или технологических расчетов, в своей деятельности встречается с большим количеством задач по управлению системой, которые не решаются в рамках традиционных информационных технологий.
В связи с необходимостью решения задач подобного рода были разработаны компьютерные системы нового типа - системы поддержки принятия решений (СППР).
СППР представляют собой системы обработки информации в целях интерактивной поддержки деятельности руководителя в процессе принятия решений.
Можно выделить два основных направления такой поддержки:
· облегчение взаимодействия между данными, процедурами анализа и обработки данных и моделями принятия решений, с одной стороны, и ЛПР, как пользователя этих систем - с другой;
· предоставление вспомогательной информации, в особенности для решения неструктурированных или слабоструктурированных задач, для которых трудно заранее определить данные и процедуры соответствующих решений.
Другими словами, СППР - это компьютеризированные помощники, поддерживающие руководителя в преобразовании информации в эффективные для управляемой системы действия. Эти системы должны обладать такими качествами, которые делают их не только полезными, но и незаменимыми для ЛПР. Как любые информационные системы, они должны обеспечивать специфические нужды процесса принятия решений в информации. Кроме того, и это, видимо, главное - СППР должна адаптироваться к его стилю работы, отражать его стиль мышления, ассистировать все (в идеале) или большинство важных аспектов деятельности ЛПР. СППР должны иметь возможность адаптироваться к изменению вычислительных моделей, общаться с пользователем на специфическом для управляемой области языке (в идеале на естественном), представлять результаты в такой форме, которая способствовала бы более глубокому пониманию результатов.
При этом, естественно, роль СППР не в том, чтобы заменить руководителя, а в том, чтобы повысить эффективность его работы. Цель СППР заключается не в автоматизации процесса принятия решения, а в осуществлении кооперации, взаимодействия между системой и человеком в процессе принятия решений. СППР должна поддерживать интуицию, уметь распознавать двусмысленность и неполноту информации, и иметь средства для их преодоления. Они должны быть дружественными ЛПР, помогая им в концептуальном определении задач, предлагая привычные представления результатов.
Каждый руководитель обладает присущими только ему знаниями, талантом, опытом и стилем работы. Одной из целей СППР является помощь человеку в улучшении этих качеств. Кроме известных требований к информационным системам (мощная СУБД, которая обеспечивает эффективный доступ к данным, их целостность и защиту; развитые аналитические и вычислительные процедуры, обеспечивающие обработку и анализ данных; транспортабельность, надежность, гибкость, возможность включения новых технологических процедур), СППР должны обладать специфическими чертами:
· возможностью выработки вариантов решений в специальных, неожиданных для ЛПР ситуациях;
· возможностью моделей, применяемых в системах, адаптироваться к конкретной, специфической реальности в результате диалога с пользователем;
· возможностью системы интерактивного генерирования моделей.
В связи с тем, что ЛПР не всегда имеет хорошо определенную цель в каждой ситуации, решение является исследовательским процессом, а СППР - средством более углубленного познания системы и усовершенствования своего стиля работы руководителем. Как правило, СППР имеют модульную структуру, что позволяет включать новые процедуры и модернизировать уже включенные в систему в соответствии с новыми требованиями.
Принятие решений предусматривает последовательное выполнение следующих шагов: осмысливание проблемы, диагностика, концептуальное или математическое моделирование, выработка альтернатив и выбор тех, которые в наибольшей степени удовлетворяют поставленным целям, а также мониторинг осуществления решения.
СППР призваны помочь ЛПР на каждом из перечисленных шагов и, следовательно, прогресс в разработке и расширении области их применения зависит и от концепции их построения, и от совершенства отражения каждой из функций, которую они поддерживают.
Прогресс последних лет выражается в интеграции в СППР систем, основанных на знаниях, что позволяет получать советы и объяснения предложенного решения.
Эволюция СППР также характеризуется и уровнем помощи, оказываемой ЛПР - от пассивной поддержки к расширенной, активной поддержке. Пассивная поддержка предоставляет удобный инструмент, не претендуя на изменение существующих способов действий ЛПР. Качество этих СППР зависит от удобства и доступности программного продукта, точнее сказать, от его интерфейса. Фактически это интерактивные информационные системы, предоставляющие руководителю только те услуги, которые он требует, и только в ответ на его требование. В пассивный подход включаются традиционные СППР, которые отвечают на вопрос «что если?» (what if?). ЛПР выбирает альтернативы и оценивает их, имея возможность анализировать простые альтернативы, обобщая, увеличивает эффективность процесса принятия решений.
В настоящее время созданы предпосылки для перехода к расширенной поддержке принятия решений, в которой используются новые, нетрадиционные области, используются аналитические методы и, в частности, многокритериальный анализ. Этот подход более широко использует нормативный аспект получения эффективного решения, чем обычные СППР. Одновременно присутствуют процедуры анализа и объяснения полученного решения и оценки как преимуществ, так и возможных потерь.
Таким образом, ЛПР может оценить предложенный СППР вариант и принять решение, имея более широкий взгляд, как на само решение, так и на его последствия, благодаря консультациям, предоставленным системой.
Как правило, СППР используют информацию из баз данных и знаний и (или) предоставленную ЛПР. Известно, что руководители пользуются и информацией из текстуальных документов, отчетов, специальных обзоров, статей и др. Возможно и более широкое применение неструктурированной информации в СППР.
В настоящее время выделяют три класса СППР в зависимости от сложности решаемых задач и областей применения.
СППР первого класса, обладающие наибольшими функциональными возможностями, предназначены для применения в органах государственного управления высшего уровня (например, министерства) и органах управления больших компаний при планировании крупных комплексных целевых программ для обоснования решений относительно включения в программу различных политических, социальных или экономических мероприятий и распределения между ними ресурсов на основе оценки их влияния на достижение основной цели программы. СППР этого класса являются системами коллективного пользования, базы знаний которых формируются многими экспертами - специалистами в различных областях знаний.
СППР второго класса являются системами индивидуального пользования, базы знаний которых формируются самим пользователем. Они предназначены для использования государственными служащими среднего ранга, а также руководителями малых и средних фирм для решения оперативных задач управления.
СППР третьего класса являются системами индивидуального пользования, адаптирующимися к опыту пользователя. Они предназначены для решения часто встречающихся прикладных задач системного анализа и управления (например, выбор субъекта кредитования, выбор исполнителя работы, назначение на должность и пр.). Такие системы обеспечивают получение решения текущей задачи на основе информации о результатах практического использования решений этой же задачи, принятых в прошлом.
Конкурентоспособное производство должно основываться на новейших достижениях и в связи с этим достаточно легко переориентироваться на более совершенные технологии. Поэтому руководителю любого ранга следует обеспечить необходимую помощь в выработке и обосновании решений, адекватных изменяющимся условиям, в которых функционирует управляемая им система, и воздействиям со стороны среды. СППР являются мощным инструментом для выработки альтернативных вариантов действий, анализа последствий их применения и совершенствования навыков руководителя в столь важной области его деятельности как принятие решений.
Проблема принятия решения. Основные понятия теории принятия решений
Основные понятия и определения
Изучение любой науки требует определения используемых в ней терминов. В данном пособии используются следующие основные понятия: проблема, ЛПР, цель, операция, результат, модель, управление, решение, условия, альтернатива, критерий, наилучшее решение.
Проблема. Проблема - начальный пункт потребности в выработке и принятии решений. Понятие проблемы раскрывается через ощущение субъектом некоего дискомфорта. Обычно субъект ощущает проблему как своеобразное расхождение между тем, что он желал бы иметь или чего бы хотел достигнуть (желательное состояние), и тем, что он реально имеет в настоящий момент (действительное состояние).
Проблема, естественно, требует решения. Однако далеко не каждая проблема может быть решена имеющимися в распоряжении индивида средствами. Поэтому в понятие проблемы включается не только потребность в устранении дискомфорта, но и реальные возможности для решения проблемы. В общем случае ресурсы (иногда говорят активные ресурсы, имея в виду возможность направления их на осуществление той или иной акции) означают все то, что может быть использовано для достижения цели. Главными из ресурсов всегда являются люди, время, финансы (деньги) и расходные материалы для намечаемой деятельности.
ЛПР. Под лицом, принимающим решения (ЛПР), понимается субъект, который всерьез намерен устранить стоящую перед ним проблему, выделить на ее разрешение и реально задействовать имеющиеся у него активные ресурсы, суверенно воспользоваться положительными результатами от решения проблемы или взять на себя всю тяжесть ответственности за неуспех, неудачу, напрасные расходы.
Цель. Формализованное описание того желаемого состояния, достижение которого отождествляется в сознании ЛПР с решением проблемы. Цель описывается в виде требуемого результата, как правило, векторного (т.е. характеризуемого несколькими компонентами или параметрами). Компонентами вектора требуемого результата чаще всего выступают показатели затрат (человеческий труд, время, деньги, материалы и др.) и эффекта (имидж, прибыль, надежность и др.).
Операция - любая целенаправленная деятельность, любой комплекс мероприятий, осуществляемых ЛПР в интересах достижения намеченной цели.
Результат. Под результатом будем понимать специальную форму представления (описания) наиболее важных для ЛПР характеристик исхода операции. При исследовании операции ее результаты представляют в наиболее подходящей для этого шкале. Если, например, исходами коммерческой операции приняты "прибыль" и "убытки", то предпочтительность (или, наоборот, непредпочтительность) указанных исходов можно будет измерять, например, или в количественной шкале (в денежном выражении), или в качественной шкале (например, с градациями критический, низкий, средний, высокий).
Модель. Любой удобный для изучения упрощенный образ объектов реальной действительности. Такой образ может быть сформирован описательно, то есть, словами (вербальная модель), может быть представлен с помощью символов или знаков (семиотическая модель), может быть физической копией, графическим изображением на экране монитора (например, электронная карта города).
Следует иметь в виду, что слово "модель" многозначно и часто используется в значении "общепринятый (или - "утвержденный лицом, принимающим решения") образец для подражания" (то есть повторения на практике). В этом смысле уместно употребление таких терминов, как модель мироздания, "модель операции", "модель системы предпочтения ЛПР" и т.п.
Выбор типа модели должен основываться на понимании того, зачем нужна модель, с какой целью производят моделирование. Это позволит правильно определиться в уникальном сочетании требуемых характеристик, свойств модели и выйти на подкласс моделей, которые в наибольшей степени отвечают требуемым свойствам. Для исследовательских моделей, которые нужны, чтобы изучить какой-то научный феномен, и с которыми работают узкие специалисты, не нужно ни особой наглядности, ни компактности, но зато важны точность и быстродействие; для оптимизационных моделей - главное скорость и точность отыскания экстремума функции; для дидактической модели - этичность, эстетичность, доходчивость, яркость (выразительность), доступность (например, цена), - важнейшие свойства, а особой точности от нее не требуется.
Итак, для каждого типа моделей характерен свой собственный, вполне определенный набор свойств. Вербальные модели обладают высокой информационной репрезентативностью, но их трудно использовать для преобразования информации или решения расчетно-аналитических задач. Семиотические модели в зависимости от конкретной формы использования тех или иных знаков и символов могут быть, например, графическими, логическими, математическими. С помощью математических моделей удобно решать, например, информационные и оптимизационные задачи. Логические модели широко используются при построении баз знаний.
Учитывая особую роль математических моделей в процессе принятия решений, приведем классификацию данных моделей (Рис. 1.1).
Особое место занимают так называемые игровые модели - политические, экономические, социальные, развлекательные, военные и деловые игры. С помощью игровых моделей удобно исследовать механизмы поведенческой неопределенности.
Управление. Решение проблемы, стоящей перед ЛПР, возможно только путем направления и задействования активных ресурсов для исполнения конкретных заданий или работ. Персоналу необходимо указать, где, когда, что и с помощью чего сделать, каковы требования к качеству выполняемых заданий или работ, каковы допустимые отклонения от намеченных заданий и при каких форс-мажорных обстоятельствах следует принять экстренные меры, каковы эти меры, и пр. Все вышесказанное объединяется понятием "управление".
Управлять - значит направлять кого-либо или что-либо к намеченной цели для достижения желаемого результата. Управление - это процесс, протекающий во времени. Главное требование к качеству управления - это его непрерывность.
Помимо непрерывности есть и ряд других требований к управлению, например требование определенной свободы ("люфта") в действиях исполнителей, требования гибкости (возможности корректировки в случае необходимости ранее намеченного плана с минимальными потерями), оптимальности и некоторые другие.
Решение. Качество исхода предпринятых ЛПР действий зависит не только от качества имеющихся ресурсов и условий их применения, но и от качества способа их задействования. Обычно одну и ту же задачу можно решить разными способами.
Чаще всего слово "решение" употребляется как конкретный, наилучший способ устранения проблемы, который выбирает ЛПР.
Альтернатива. Это условное наименование какого-то из возможных (допустимых в соответствии с законами природы и предпочтениями ЛПР) способов достижения цели. Каждая отдельная альтернатива отличается от других способов решения проблемы последовательностью и приемами задействования активных ресурсов, то есть специфическим набором указаний исполнителям о частных целях и путях их достижения.
Условия. Каждая проблема всегда связана с определенным комплексом условий ее разрешения. Анализируя тот или иной способ достижения цели, ЛПР должно четко представлять закономерности, связывающие ход и исход процесса выполнения задачи с принятыми решениями. Совокупность представлений об этих закономерностях, выраженных в упрощенной модельной форме, будем называть механизмом ситуации. При этом будем считать, что указанное упрощение связей означает, что из всего их многообразия выделяются лишь вносящие наиболее значительный вклад в формирование результата.
В принципе модельных типов связей в механизме ситуации только два: однозначные и неоднозначные.
Однозначные связи порождают устойчивое и вполне определенное соотношение между реализуемым решением и исходом его реализации. Исход здесь вполне определен, как только указан способ действий. Например, если из одного источника финансирования фиксированная сумма денег направляется к двум потребителям поровну, то ясно, что каждый из них может получить не более половины от выделенной суммы; если увеличить количество транспортных средств общественного пользования, то уменьшится средняя загруженность транспорта и т.п. Подобные механизмы ситуации, в которых ожидаемый исход наступает практически всегда, а вероятность альтернативных исходов пренебрежимо мала, будем называть детерминированными.
Многозначные связи между способом и исходом решения проблемы - это такие связи, в рамках которых при многократном задействовании одного и того же фиксированного способа решения проблемы не только в принципе возможно появление разных исходов (результатов), но и степени возможности указанных альтернативных исходов соизмеримы (нельзя какие-то исходы считать крайне маловероятными по сравнению с другими). Рассмотрим три достаточно легко интерпретируемых примера подобных механизмов.
А) Проверка качества изделий с помощью ограниченной по объему случайной выборки. Процент выявленных при этом бракованных изделий является случайной величиной (применением специальных методов контроля можно, конечно, существенно повысить точность оценки).
Б) Покупка акций с целью наилучшим образом вложить свободные деньги. Через некоторое время эти акции под действием механизма формирования конъюнктуры на рынке ценных бумаг могут дать доход, а могут принести финансовый крах.
В) Посев теплолюбивой сельскохозяйственной культуры в средней полосе. В зависимости от погодных условий предстоящего летнего сезона урожай может быть совершенно различным.
Общим для представленных трех примеров является то, что связи в цепочках "решение-результат" неоднозначны. Однако природа механизма этой неоднозначности разная. В первом примере - это случайность, во втором неопределенное поведение других субъектов на рынке ценных бумаг, в третьем - природная неопределенность.
Таким образом, в дальнейшем будем ориентироваться на два основных типа механизма ситуации: детерминированный (условия определенности) и неопределенный (условия неопределенности), уточняя при необходимости природу явлений, порождающих неопределенность.
Критерий (от греч. kritеriоп- - "мерило для оценки чего-либо") позволяет оценить эффективность решения ЛПР. На данном этапе достаточно иметь в виду, что критерий - это значимая (важная, существенная), понятная ЛПР, измеримая и хорошо им интерпретируемая характеристика возможных исходов операции. Именно с помощью критерия ЛПР судит о предпочтительности исходов, а значит, и способов проведения операции по решению проблемы.
Иногда функциональное преобразование результата в критерий производят так, чтобы большие значения критерия соответствовали большей предпочтительности значений результата.
Выбор критерия представляет собой сложный процесс. Но совершенно точно можно назвать критерии, без которых практически невозможно оценивать предпочтительность исходов любой экономической или коммерческой операции. Это такие критерии, как время, затраты, прибыль, эффективность.
Значения, которые принимает критерий и которые отражают в сознании ЛПР степень предпочтительности или непредпочтительности тех или иных свойств исхода операции, будем называть или показателем, или оценкой критерия, или просто - оценкой. Оценки критерия выражаются в принятых для их измерения специальных шкалах.
Наилучшее решение представляет собой ту из альтернатив среди имеющихся вариантов достижения цели, которая рассматривается ЛПР как самый главный претендент на звание "решение". Наилучшее решение определяют на основе выявления и измерения личных предпочтений ЛПР. Вербально "наилучшее решение" можно определить как альтернативу, которую ЛПР устойчиво выделяет среди других, которую он постоянно предпочитает любой другой из имеющихся альтернатив. Однако в ТПР допускают, что наилучших решений может быть несколько. При этом полагают, что они все между собой одинаковы по предпочтительности (эквивалентны). Множественность наилучших альтернатив возникает из невозможности их различить при данном уровне детализации предпочтений ЛПР. Следовательно, для выделения единственной наилучшей альтернативы есть только один путь - последовательное уточнение предпочтений ЛПР по дополнительным аспектам (так называемый принцип вложенных отношений).
Эффективность решения
Аксиомой управления и теории принятия решений является всегда имеющаяся возможность неудачного исхода операции - вне зависимости от уровня квалификации и искусства ЛПР.
Имеется достаточно много причин подобной реальности управления - как объективных, так и субъективных.
Одними из наиболее веских объективных причин неудач в управленческой деятельности следует считать неопределенность среды управления и неполноту информированности ЛПР или менеджеров об условиях проведения операции (то, что называется неопределенным механизмом ситуации).
ЛПР и менеджеры всегда принимают управленческие решения, основываясь только на доступной им в данный момент информации о политических, экономических, финансовых, социальных, правовых и других обстоятельствах. Однако совершенно ясно, что информация о ситуации и сама ситуация - далеко не одно и то же; информация о ситуации - это упрощенный образ, модель ситуации. Как и всякая модель, информация о ситуации, конечно же, обладает ограниченной полнотой, точностью и своевременностью сведений и данных. Причин здесь много: от нехватки времени на сбор данных до сознательного искажения информации.
Помимо ЛПР, его менеджеров и рядовых исполнителей в финансово-экономическую деятельность фирмы всегда вовлечено большое количество других субъектов: представителей правительственных кругов и СМИ, партнеров и субподрядчиков по финансово-экономическому проекту, конкурентов, обывателей. Даже если эти субъекты и не настроены враждебно по отношению к ЛПР, они все равно воспринимают ситуацию по-своему. Применительно к конкретным условиям компаньоны и подрядчики имеют не иллюзорную, а конкретную в каждый момент времени производительность труда и по-разному склонны относиться к итогам труда. Все это искажает представления ЛПР о степени благоприятности текущей ситуации, побуждает его предпринимать не всегда верные решения. Тем более это справедливо в контексте степени информированности ЛПР о возможных планах, намерениях и возможных действиях его конкурентов.
Таким образом, следует проявлять осторожность при принятии управленческих решений на основе имеющейся информации о сложившейся ситуации.
Основное правило ТПР или аксиома управления может быть сформулировано следующим образом:
ЛПР всегда должно действовать, помня, что только решения и планы бывают идеальными, а люди и обстоятельства всегда реальны, и поэтому любое управленческое решение, любой план несет в себе возможность не только успеха, но и неудачи.
Перейдем к рассмотрению понятия эффективности решений. Естественно, решения принимаются для достижения конкретных целей в ходе устранения проблем. Сами эти цели намечаются ЛПР как некоторые желаемые результаты, которые необходимо получить в ходе планируемой операции. А раз так, то целесообразно эффективность решения оценивать степенью полезного эффекта, который ЛПР получает в результате проведенной операции. Очевидно, что если цель выбрана верно (если она адекватна проблеме), а полученные в ходе операции результаты не хуже тех, которые были намечены в качестве цели, - значит, решение было удачным, то есть - эффективным.
Таким образом, эффективность решения будем оценивать степенью его полезности, пользы для ЛПР в смысле устранения стоящих перед ним экономических, финансовых, личных или других проблем. Эта польза для ЛПР может быть получена как вследствие каких-то физически ощутимых изменений в чем-либо, например, в росте прибыли, в увеличении сегмента рынка, в изменении производительности труда, так и вследствие изменений чьих-то мнений или оценок, повышения имиджа ЛПР, престижа его фирмы и т.п.
Таким образом, эффективность решения - это субъективная оценка ЛПР полезности рассматриваемого решения в целях устранения стоящей перед ним проблемы. Такую оценку ЛПР выносит для себя перед ответственным моментом - принятием решения о том, какой из возможных способов достижения цели выбрать. Именно эта оценка и является рациональной основой для осмысленного выбора.
При этом ЛПР, как правило, опирается не на подробные описания ситуации принятия решений, а на упрощенные и обобщенные модельные построения. Для ЛПР желательно также подкрепить свои выводы о предпочтительности какими-нибудь количественными сопоставлениями и сравнениями, в связи с чем приходится применять математические методы анализа предпочтительности вариантов.
Естественно, после того как решение уже принято и реализовано, представление ЛПР об эффективности этого решения может измениться (стать иным). Это обусловлено тем, что только после реализации решения, после того, как выяснится, что было сделано правильно, а что - неверно, становится ясно, действительно ли актуальная проблема решена или же своим решением ЛПР только усугубило исходную проблему, породило новые трудности.
Таким образом, правильнее говорить о двух оценках эффективности решения: о теоретической (априорной) эффективности решения, на основе которой делается обоснованный выбор наилучшей альтернативы для реализации, и о фактической (апостериорной) эффективности решения.
В этой же связи сам процесс управления и принятия решений, содержащий как объективные, так и субъективные компоненты, строгую формализацию и интуицию, навыки и умения, следует рассматривать как сплав науки, искусства и опыта.
Рассмотрим взаимодействие ведущих факторов, которые определяют эффективность решений.
Без ограничения общности будем считать, что в проводимой ЛПР операции действует неопределенный механизм ситуации, а следовательно, реализация любого из возможных решений ЛПР приводит к неоднозначному исходу операции (и не всегда к предпочтительному результату).
В качестве основных модельных исходов реализации какого-то экономического или финансового решения концептуально выделим лишь два и назовем их "успех" и "неудача". Поскольку эффективность решений для ЛПР определяется не только соотношением величин полезностей результатов успеха или тяжестью последствий неудачи, но и соотношением шансов на успех и неудачу, учтем и эти меры неопределенности.
Удобную интерпретацию понятия эффективности решения позволяет получить простая графическая модель, представленная на Рис. 1.2.
Эта модель описывает связи между основными факторами, влияющими на исходы операции, - объективными и субъективными составляющими оценки качества решения.
В группу объективных факторов включены такие важные характеристики, как собственные финансово-экономические возможности ЛПР (качество активных ресурсов), обстоятельства, определяющие степень благоприятности для ЛПР финансовой, экономической и политической ситуации, наличие хороших партнеров и т. п. (качество условий обстановки). Вторую группу - субъективные факторы - составляют характеристики личности ЛПР как управленца.
Концепции и принципы теории принятия решений
Методология ТПР, как и методология любой теории, базируется на совокупности концепций и принципов.
Взаимосвязь концепций и принципов, которыми оперирует ТПР, удобно отображать иерархической структурой, показывающей их взаимосвязь "по горизонтали и вертикали" (Рис. 1.3.)
Первым принципом, которым должно руководствоваться ЛПР при выработке решения, является принцип цели.
Суть концепции рациональных решений (от лат. rасiо - "разум") состоит в том, что решающим аргументом при принятии решения, то есть при сознательном выборе наилучшего варианта среди других, служит логически непротиворечивая, полная и, лучше всего, количественно подтвержденная система доказательств. Как логическое следствие понимания "разумности" делается вывод о том, что никогда не следует ограничиваться анализом единственного варианта решения. Нужно обязательно искать другие варианты, выработать другие альтернативы для решения проблемы, чтобы на основании рационального сравнения их между собой выбрать действительно наиболее предпочтительное разрешение проблемы. Подобная рациональная идея, которой следует руководствоваться при выработке решений, получила название принципа множественности альтернатив.
По-существу, суть концепции "наилучшее решение" сводится к выбору той альтернативы, которая является лучшей из рассматриваемых. Известная концепция оптимальности в математике и исследовании операций есть не что иное, как формальное выражение концепции наилучшего решения, а именно для случая, когда в качестве критерия предпочтительное используется единственный скалярный показатель.
Разумеется, чтобы сравнить альтернативы по правилу "лучше - хуже", более предпочтительный - менее предпочтительный", нужно использовать мерила, то есть критерии. В этой связи рациональным следствием концепции наилучшего решения является принцип измерения.
В укрупненном виде основу методологии современной ТПР составляют системный подход (в форме концепции системы) и идея измерения признаков предпочтительности альтернатив для обеспечения задач моделирования и рационального выбора наилучшего решения.
Неуклонный рост масштабов и сложности задач требуют решительного снижения вероятности ошибок при выборе наилучшего решения. Это привело к развитию аппарата количественного анализа решений.
Принципы рациональных решений предполагают, прежде всего, моделирование реальной ситуации, то есть представление ее в упрощенном для изучения виде с сохранением всех значимых характеристик и связей. После моделирования предполагается всестороннее измерение связанных с нею результатов достижения целей. Использование указанных принципов позволяет существенно снизить вероятность ошибки при принятии решений.
Парадигма (от греч. Paradeigma - пример, образец для подражания) рациональных решений по мере своего развития претерпела ряд изменений. Вначале она делала акцент на использовании чисто формальных методов, основанных на физических измерениях. При этом родились такие классические постановки задач и методы исследования операций, как транспортная задача, задача массового обслуживания, задачи сетевого планирования, задачи управления запасами, задача о назначении и др. Указанные формальные методы не всегда оказывались хорошо приспособлены к практическим делам, что зачастую приводило к нежелательным результатам, - особенно в области политики и разрешения конфликтов.
Новый импульс развитию парадигмы рациональных решений придала методология системного анализа. Основная цель системного исследования состоит в совершенствовании структурирования проблемы с тем, чтобы научиться правильно ставить вопросы и применять формальные методы только там, где это приносит реальную пользу. Парадигма рациональных решений ориентирована главным образом на глубокий анализ слабо структурированных проблем, четкую формулировку измеримых целей и задач, на декомпозицию (расчленение, расслоение) исходной проблемы. Это позволяет придать убедительность, научную обоснованность и формальную непротиворечивость решениям, предвосхитить которые априори невозможно.
Эволюционные алгоритмы используются в задачах управления, например, в задаче планирования маршрута для мобильного робота. Целью любой навигационной системы является достижение места назначения с рациональным расходованием ресурсов, без столкновений с другими объектами. Зачастую путь робота планируется заранее в режиме офлайн (необходимые сведения вводятся заранее, данные и знания не меняются в сеансе решения задачи, время реакции велико). Эволюционные алгоритмы позволяют объединить офлайн-планирование и планирование в реальном времени (онлайн-планирование). Офлайнпланирование ищет близкий к оптимальному путь, а онлайн-планирование учитывает возможные столкновения из-за обнаружения неизвестных объектов и заменяет часть первоначального плана другим маршрутом. Эволюционные алгоритмы применены к построению бесконфликтных маршрутов самолетов и для разрешения воздушных конфликтов.
Автоматическое доказательство теорем применяется в управлении движущимися объектами для построения полностью автономных систем. Примером является система управления мобильным интегральным роботом STRIPS – самоходным аппаратом, совершающим передвижения по командам, формируемым в устройстве управления. Типичной задачей, решаемой STRIPS, является задача перемещения детали из некоторой точки рабочего пространства с помощью схвата робота в контейнер.
Интеллектуальная система, основанная на нечетких правилах, осуществляет проводку грузового судна между островами без вмешательства человека. Одна португальская компания в целлюлозно-бумажной промышленности реализовала нечеткое управление автоклавами. Для записи стратегии управления использовано 25 нечетких правил, что позволило значительно уменьшить вариации качества продукции и затраты энергии и потребления сырья. Описаны примеры нечеткого управления выпуском изделий на технологической операции «металлизация» прецизионных резисторов и модели управления роботом-манипулятором в системе «глаз - рука».
Нечеткие правила успешно использованы в проекте самолета с высокотехнологичными крыльями улучшенной аэродинамики. В 1990 г. японскими производителями продано бытовой нечетко управляемой техники на сумму в несколько миллиардов американских долларов.
Лекция 5. Основные понятия и определения теории принятия решений
Под принятием решений понимается процесс человеческой деятельности, направленный на выбор наилучшего варианта действий . Модели, описывающие поведение людей, широко используются в исследовании операций. Под исследованием операций понимают применение математических, количественных методов для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятельности .
Под операцией мы будем понимать систему действий, объединенных единым замыслом и направленных к достижению определенной цели. Операция всегда является управляемым мероприятием. От нас зависит выбор каких-то параметров, характеризующих способ ее организации. Всякий определенный выбор зависящих от нас параметров будем называть решением . Само принятие решения выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица (или группы лиц), которым предоставлено право окончательного выбора.
5.1. Роли людей в процессе принятия решений
В процессе принятия решений люди могут играть разные роли . Будем называть человека, фактически осуществляющего выбор наилучшего варианта действий, лицом, принимающим решения (ЛПР). Другой ролью, которую может играть человек в процессе принятия решений, является роль руководителя или участника активной группы – группы
людей, имеющих общие интересы и старающихся оказать влияние на процесс выбора и его результат.
В процессе принятия решений человек может выступать в роли эксперта , т.е. профессионала в той или иной области, к которому обращаются за оценками или рекомендациями. При подготовке сложных решений иногда принимает участие консультант по принятию решений . Его роль состоит в организации процесса принятия решений: помощи ЛПР в правильной постановке задачи, выявлении позиций активных групп, организации работы с экспертами.
Особое место занимает лицо (группа лиц), владеющее математическими методами и использующее их для анализа операции. Это лицо (исследователь операции, исследователь-аналитик ) само решений не принимает, а лишь помогает в этом
5.2. Альтернативы
Варианты действий принято называть альтернативами. Для постановки задачи принятия решений необходимо иметь хотя бы две альтернативы.
Альтернативы бывают независимыми и зависимыми. Независимыми являются те альтернативы, любые действия с которыми (удаление из рассмотрения, выделение в качестве лучшей) не влияют на качество других альтернатив. При зависимых альтернативах оценки одних из них оказывают влияние на качество других. Имеются различные типы зависимости альтернатив. Наиболее простым является групповая зависимость: если решено рассматривать хотя бы одну альтернативу из группы, то надо рассматривать и всю группу.
Используя понятие альтернативы, довольно часто процесс принятия решений определяют как обоснованный выбор наилучшей альтернативы из множества альтернатив.
5.3. Критерии
Варианты решений характеризуются различными показателями их привлекательности для ЛПР. Эти показатели называют критериями. Критерии оценки альтернатив – это показатели их привлекательности для участников процесса выбора.
В большинстве задач имеет довольно много критериев оценок вариантов решений. Эти критерии могут быть независимыми и зависимыми.
Предположим, что две сравниваемые альтернативы имеют различные оценки по первой группе критериев и одинаковые по второй группе. В теории принятия решений принято считать критерии зависимыми, если предпочтения ЛПР при сравнении альтернатив меняются в зависимости от оценок по второй группе критериев.
На сложность задач принятия решения влияет также количество критериев. При небольшом количестве критериев (два – три) задача сравнения альтернатив достаточно проста, качества по критериям могут быть сопоставлены. При большом количестве критериев задача усложняется из-за трудностей сопоставления.
Конкретный вид критерия, которым следует пользоваться при численной оценке эффективности той или иной операции, зависит от специфики рассматриваемой операции, а также от задачи исследования.
Многие операции выполняются в условиях, содержащих элемент случайности. В Этих случаях в качестве критерия оценки выбирается не просто характеристика исхода операции, а ее среднее значение (математическое ожидание). Например, если задача состоит в получении максимальной прибыли, то в качестве критерия берется средняя прибыль. В других случаях, когда задачей является осуществление вполне определенного события, в качестве критерия берут вероятность этого события.
5.4. Основные этапы процесса принятия решений
Процесс принятия решений состоит из последовательности этапов, а именно:
идентификация проблемы,
определение целей и критериев для выбора решения,
определение вариантов решения (альтернатив),
анализ и сравнение альтернатив,
выбор наилучшей альтернативы
организация контроля.
Рассмотрим содержание некоторых из перечисленных этапов.
Формулировка (идентификация) проблемы – это определение сути проблемы
(рис.5.1). Необходимо идентифицировать саму проблему, а не симптомы ее проявления.
Рис.5.1. Этап формулировки проблемы
Очень важно четко определить цели выбора решения и критерии их оценки. Желательно, чтобы критерии оценки принимаемых решений можно было бы оценить количественно, хотя это не всегда возможно. Рассмотрим в качестве примера задачу выбора трассы газопровода на севере Сибири. Задача характеризовалась небольшим числом альтернатив (две – три), большое число критериев (шесть – десять). Было необходимо выбрать одну, лучшую альтернативу. Список критериев включал в себя: стоимость постройки трубопровода; время строительства; надежность трубопровода; вероятность аварий; последствия аварий; влияние на окружающую среду; безопасность для населения и т.д.
Успешное решение проблемы во многом зависит от разработанных альтернатив. Сравнение и анализ альтернатив проводят с использованием математических методов. Для применения количественных методов требуется построить математическую модель явления. При построении модели необходимо установить количественные связи между условиями операции, параметрами решения и исходом операции – критериями или показателями эффектности.
Выбор модели. Если проблема сформулирована корректно, появляется возможность выбора готовой модели. Если готовой модели нет, возникает необходимость создания такой модели (рис. 5.2).
Банк моделей
Рис. 5.2. Выбор модели
Существует математические модели, которые хорошо описывают различные ситуации, требующие принятия тех или иных решений. Выделим из них следующие три класса: детерминированные, стохастические и игровые модели.
При разработке детерминированных моделей исходят из предпосылки, что основные факторы, характеризующие ситуацию, определены и известны. Здесь обычно ставится задачи оптимизации некоторой величины (например, минимизация затрат).
Стохастические (вероятностные, статистические) модели применяются в тех случаях, когда некоторые факторы носят неопределенный, случайный характер.
При учете наличия противников либо союзников с собственными интересами необходимо применение теоретико-игровых моделей.
Нахождение решения (рис. 5.3.). Для поиска решения необходимы конкретные данные, сбор и подготовка которых требуют, как правило, значительных усилий. Если данные уже имеются, их часто приходится преобразовывать к виду, соответствующему выбранной модели.
Подготовка
Рис. 5.3. Нахождение решения
Проверка решения. Полученное решение должно быть проверено на приемлемость при помощи соответствующих тестов. Неудовлетворительность решения означает, что выбранная модель не точно отражает природу изучаемой проблемы. В этом случае она должна быть либо усовершенствована, либо заменена более подходящей моделью
Организация контроля. Если найденное решение оказалось приемлемым, то необходимо организовать контроль за правильным использованием модели. Основная задача такого контроля состоит в обеспечении соблюдения ограничений, предполагаемых моделью, качества исходных данных и получаемого решения.
5.5. Математические методы теории принятия решений
Применение тех или иных математических методов обусловлено характером решаемых задач. В науке принятия решений выделяют три типа проблем: хорошо структуризованные, слабоструктуризованные и неструктуризованные проблемы . Хорошо структуризованные , или количественно сформулированные проблемы, – те, в которых существенные зависимости могут иметь численное выражение. Слабоструктуризованные , или смешанные проблемы, – те, которые содержат как качественные, так и количественные элементы, причем качественные, малоизвестные и неопределенные стороны проблем преобладают. Типичные проблемы исследования операций являются хорошо структуризованными. В многокритериальных задач принятия решений часть информации, необходимой для полного и однозначного решения, отсутствует. Такие проблемы являются слабоструктуризованными.
Существуют проблемы, в которых известен только перечень основных параметров, но количественные связи между ними установить нельзя. В таких случаях структура, понимаемая как совокупность связей между параметрами, не определена, и проблема называется неструктуризованной .
Для решения хорошо структуризованных задач применяются методы линейного и динамического программирования, игровые методы обоснования решений, методы теории статистических решений, методы математической статистики и теории вероятностей, методы теории массового обслуживания, методы статистического моделирования и т.д. Для решения слабоструктуризованных и неструктуризованных задач используются различные методы оценки многокритериальных альтернатив (экспертные методы, метод анализа иерархий, теория полезности, теория рисков т.д.), методы искусственного интеллекта, позволяющие моделировать поведение людей при решении тех или иных проблем.
Лекция 2. Проблема принятия решения. Основные понятия теории принятия решений
Основные понятия, включенные в систему тренинг-тестирования:
Проблема; ЛПР; цель; операция; результат; модель; управление; решение; условия; альтернатива; критерий; наилучшее решение; однозначные связи; многозначные связи; оценка критерия; эффективность решений; субъективные факторы принятия решений; объективные факторы принятия решений; концепции ТПР; принципы ТПР
Основные понятия и определения.
Изучение любой науки требует определения используемых в ней терминов. В данном пособии используются следующие основные понятия: проблема, ЛПР, цель, операция, результат, модель, управление, решение, условия, альтернатива, критерий, наилучшее решение .
Проблема . Проблема - начальный пункт потребности в выработке и принятии решений. Понятие проблемы раскрывается через ощущение субъектом некоего дискомфорта. Обычно субъект ощущает проблему как своеобразное расхождение между тем, что он желал бы иметь или чего бы хотел достигнуть (желательное состояние), и тем, что он реально имеет в настоящий момент (действительное состояние).
Проблема, естественно, требует решения. Однако далеко не каждая проблема может быть решена имеющимися в распоряжении индивида средствами. Поэтому в понятие проблемы включается не только потребность в устранении дискомфорта, но и реальные возможности для решения проблемы. В общем случае ресурсы (иногда говорят активные ресурсы, имея в виду возможность направления их на осуществление той или иной акции) означают все то, что может быть использовано для достижения цели. Главными из ресурсов всегда являются люди, время, финансы (деньги) и расходные материалы для намечаемой деятельности.
ЛПР . Под лицом, принимающим решения (ЛПР), понимается субъект, который всерьез намерен устранить стоящую перед ним проблему, выделить на ее разрешение и реально задействовать имеющиеся у него активные ресурсы, суверенно воспользоваться положительными результатами от решения проблемы или взять на себя всю тяжесть ответственности за неуспех, неудачу, напрасные расходы.
Цель . Формализованное описание того желаемого состояния, достижение которого отождествляется в сознании ЛПР с решением проблемы. Цель описывается в виде требуемого результата, как правило, векторного (т.е. характеризуемого несколькими компонентами или параметрами). Компонентами вектора требуемого результата чаще всего выступают показатели затрат (человеческий труд, время, деньги, материалы и др.) и эффекта (имидж, прибыль, надежность и др.).
Операция - любая целенаправленная деятельность, любой комплекс мероприятий, осуществляемых ЛПР в интересах достижения намеченной цели.
Результат . Под результатом будем понимать специальную форму представления (описания) наиболее важных для ЛПР характеристик исхода операции. При исследовании операции ее результаты представляют в наиболее подходящей для этого шкале. Если, например, исходами коммерческой операции приняты "прибыль" и "убытки", то предпочтительность (или, наоборот, непредпочтительность) указанных исходов можно будет измерять, например, или в количественной шкале (в денежном выражении), или в качественной шкале (например, с градациями "критический", "низкий", "средний", "высокий").
Модель . Любой удобный для изучения упрощенный образ объектов реальной действительности. Такой образ может быть сформирован описательно, то есть словами (вербальная модель ), может быть представлен с помощью символов или знаков (семиотическая модель ), может быть физической копией , графическим изображением на экране монитора (например, электронная карта города).
Следует иметь в виду, что слово "модель " многозначно и часто используется в значении "общепринятый (или - "утвержденный лицом, принимающим решения") образец для подражания" (то есть повторения на практике). В этом смысле уместно употребление таких терминов, как "модель мироздания", "модель операции", "модель системы предпочтения ЛПР" и т. п.
Выбор типа модели должен основываться на понимании того, зачем нужна модель, с какой целью производят моделирование. Это позволит правильно определиться в уникальном сочетании требуемых характеристик, свойств модели и выйти на подкласс моделей, которые в наибольшей степени отвечают требуемым свойствам. Для исследовательских моделей, которые нужны, чтобы изучить какой-то научный феномен, и с которыми работают узкие специалисты, не нужно ни особой наглядности, ни компактности, но зато важны точность и быстродействие; для оптимизационных моделей главное скорость и точность отыскания экстремума функции; для дидактической модели - этичность, эстетичность, доходчивость, яркость (выразительность), доступность (например, цена), - важнейшие свойства, а особой точности от нее не требуется.
Итак, для каждого типа моделей характерен свой собственный, вполне определенный набор свойств. Вербальные модели обладают высокой информационной репрезентативностью, но их трудно использовать для преобразования информации или решения расчетно-аналитических задач. Семиотические модели в зависимости от конкретной формы использования тех или иных знаков и символов могут быть, например, графическими , логическими , математическими . С помощью математических моделей удобно решать, например, информационные и оптимизационные задачи. Логические модели широко используются при построении баз знаний.
Учитывая особую роль математических моделей в процессе принятия решений, приведем классификацию данных моделей (Рис. 1.1).
Рис.1.1. Классификация математических моделей
Особое место занимают так называемые игровые модели - политические, экономические, социальные, развлекательные, военные и деловые игры. С помощью игровых моделей удобно исследовать механизмы поведенческой неопределенности.
Управление . Решение проблемы, стоящей перед ЛПР, возможно только путем направления и задействования активных ресурсов для исполнения конкретных заданий или работ. Персоналу необходимо указать, где, когда, что и с помощью чего сделать, каковы требования к качеству выполняемых заданий или работ, каковы допустимые отклонения от намеченных заданий и при каких форс-мажорных обстоятельствах следует принять экстренные меры, каковы эти меры, и пр. Все вышесказанное объединяется понятием "управление".
Управлять - значит направлять кого-либо или что-либо к намеченной цели для достижения желаемого результата. Управление - это процесс, протекающий во времени. Главное требование к качеству управления - это его непрерывность .
Помимо непрерывности есть и ряд других требований к управлению, например требование определенной свободы ("люфта") в действиях исполнителей, требования гибкости (возможности корректировки в случае необходимости ранее намеченного плана с минимальными потерями), оптимальности и некоторые другие.
Решение . Качество исхода предпринятых ЛПР действий зависит не только от качества имеющихся ресурсов и условий их применения, но и от качества способа их задействования . Обычно одну и ту же задачу можно решить разными способами.
Чаще всего слово "решение" употребляется как конкретный, наилучший способ устранения проблемы, который выбирает ЛПР.
Альтернатива . Это условное наименование какого-то из возможных (допустимых в соответствии с законами природы и предпочтениями ЛПР) способов достижения цели. Каждая отдельная альтернатива отличается от других способов решения проблемы последовательностью и приемами задействования активных ресурсов, то есть специфическим набором указаний исполнителям о частных целях и путях их достижения.
Условия . Каждая проблема всегда связана с определенным комплексом условий ее разрешения. Анализируя тот или иной способ достижения цели, ЛПР должно четко представлять закономерности, связывающие ход и исход процесса выполнения задачи с принятыми решениями. Совокупность представлений об этих закономерностях, выраженных в упрощенной модельной форме, будем называть механизмом ситуации . При этом будем считать, что указанное упрощение связей означает, что из всего их многообразия выделяются лишь вносящие наиболее значительный вклад в формирование результата.
В принципе модельных типов связей в механизме ситуации только два: однозначные и неоднозначные .
Однозначные связи порождают устойчивое и вполне определенное соотношение между реализуемым решением и исходом его реализации. Исход здесь вполне определен, как только указан способ действий. Например, если из одного источника финансирования фиксированная сумма денег направляется к двум потребителям поровну, то ясно, что каждый из них может получить не более половины от выделенной суммы; если увеличить количество транспортных средств общественного пользования, то уменьшится средняя загруженность транспорта и т.п. Подобные механизмы ситуации, в которых ожидаемый исход наступает практически всегда, а вероятность альтернативных исходов пренебрежимо мала, будем называть детерминированными .
Многозначные связи между способом и исходом решения проблемы - это такие связи, в рамках которых при многократном задействовании одного и того же фиксированного способа решения проблемы не только в принципе возможно появление разных исходов (результатов), но и степени возможности указанных альтернативных исходов соизмеримы (нельзя какие-то исходы считать крайне маловероятными по сравнению с другими). Рассмотрим три достаточно легко интерпретируемых примера подобных механизмов.
А) Проверка качества изделий с помощью ограниченной по объему случайной выборки. Процент выявленных при этом бракованных изделий является случайной величиной (применением специальных методов контроля можно, конечно, существенно повысить точность оценки).
Б) Покупка акций с целью наилучшим образом вложить свободные деньги. Через некоторое время эти акции под действием механизма формирования конъюнктуры на рынке ценных бумаг могут дать доход, а могут принести финансовый крах.
В) Посев теплолюбивой сельскохозяйственной культуры в средней полосе. В зависимости от погодных условий предстоящего летнего сезона урожай может быть совершенно различным.
Общим для представленных трех примеров является то, что связи в цепочках "решение-результат" неоднозначны. Однако природа механизма этой неоднозначности разная. В первом примере - это случайность , во втором - неопределенное поведение других субъектов на рынке ценных бумаг, в третьем - природная неопределенность .
Таким образом, в дальнейшем будем ориентироваться на два основных типа механизма ситуации: детерминированный (условия определенности) и неопределенный (условия неопределенности), уточняя при необходимости природу явлений, порождающих неопределенность.
Критерий (от греч. kritеriоп- - "мерило для оценки чего-либо") позволяет оценить эффективность решения ЛПР. На данном этапе достаточно иметь в виду, что критерий - это значимая (важная , существенная ), понятная ЛПР, измеримая и хорошо им интерпретируемая характеристика возможных исходов операции. Именно с помощью критерия ЛПР судит о предпочтительности исходов, а значит, и способов проведения операции по решению проблемы.
Иногда функциональное преобразование результата в критерий производят так, чтобы большие значения критерия соответствовали большей предпочтительности значений результата.
Выбор критерия представляет собой сложный процесс. Но совершенно точно можно назвать критерии, без которых практически невозможно оценивать предпочтительность исходов любой экономической или коммерческой операции. Это такие критерии, как время , затраты , прибыль , эффективность .
Значения, которые принимает критерий и которые отражают в сознании ЛПР степень предпочтительности или непредпочтительности тех или иных свойств исхода операции, будем называть или показателем , или оценкой критерия, или просто - оценкой . Оценки критерия выражаются в принятых для их измерения специальных шкалах.
Наилучшее решение представляет собой ту из альтернатив среди имеющихся вариантов достижения цели, которая рассматривается ЛПР как самый главный претендент на звание "решение". Наилучшее решение определяют на основе выявления и измерения личных предпочтений ЛПР. Вербально "наилучшее решение" можно определить как альтернативу, которую ЛПР устойчиво выделяет среди других, которую он постоянно предпочитает любой другой из имеющихся альтернатив. Однако в ТПР допускают, что наилучших решений может быть несколько. При этом полагают, что они все между собой одинаковы по предпочтительности (эквивалентны). Множественность наилучших альтернатив возникает из невозможности их различить при данном уровне детализации предпочтений ЛПР. Следовательно, для выделения единственной наилучшей альтернативы есть только один путь - последовательное уточнение предпочтений ЛПР по дополнительным аспектам (так называемый принцип вложенных отношений ).
Теория - философская категория для обозначения развития системы знаний, достоверно и адекватно отражающих сущность и закономерности явлений определенной области объективной действительности, представляющая собой руководство для практической деятельности. По аналогии с этим определением под теорией принятия решений следует понимать систему знаний, отражающих сущность понятий "закономерность" и "решение". С учетом закономерностей решения разрабатываются, принимаются и реализуются. Основными чертами теории принятия решений являются объективная истина, логическая цельность, формальная непротиворечивость, способность развития, относительная самостоятельность, активное воздействие на практику .
Объективным в теории является проверка практикой содержания ее законов и принципов, а субъективным - форма выражения соответствующих теоретических положений. Необходимое условие формирования теории принятия решений как составной теории управления - точное определение ее предмета, границ и направлений изучения, форм и методов исследования.
Под сущностью принятия решений как процесса понимают внутреннюю, относительно устойчивую основу управленческого решения, определяющую его смысл, роль и место в функционировании и развитии организации. Сущность принятия решений обычно проявляется через многообразные внешние связи и действия, характеризующие одну из сторон управленческого решения. Исходя из этого можно определить предмет исследования теории принятия решений.
Суть разработки принятия решений заключается в деятельности лица, принимающего решение, по выполнению основополагающей функции руководителя в процессе управления. Основная цель управленческого решения - обеспечить координирующее (регулирующее) воздействие на систему управления, реализующую решение управленческих задач персоналом по достижению целей организации.
Достижение этих целей предусматривает решение проблем и задач, составляющих содержание и последовательность действий лиц, принимающих решения, при выполнении непосредственных обязанностей. Основными задачами являются: создание информационной базы для принятия своевременных решений; определение ограничений и критериев принятия решения; организация деятельности персонала управления. Принятие решений - творческая, ответственная задача управления. Она заключается в том, чтобы в соответствии со складывающейся обстановкой определить замысел последующих действий подчиненных в конкретной сфере управления (производства товара или оказания услуг), задачи структурных подразделений в системе деятельности, порядок их взаимодействия, обеспечения и управления. Решения принимает руководитель (линейный менеджер) и несет за них личную ответственность. В подготовке данных для принятия решения участвует персонал управления конкретной организации. Ответственность за групповое решение несут те, кто его принял, в соответствии с их положением.
Для своевременного принятия решения необходимо иметь систему управления, обеспечивающую реализацию сложной системной деятельности лиц, принимающих решения, на научной основе организовать работу персонала управления, использующую эффективные методы и автоматизированные системы управления. От персонала управления, привлекаемого к принятию решений, требуются как профессиональные качества, так и личные. При этом качество принятых решений во многом зависит от слаженности коллектива, присущей ему организационной культуры, отношений между руководителями и исполнителями, использования систем поддержки принятых решений.
По этим вопросам теория принятия решений должна выработать научно обоснованные практические рекомендации, базируясь на объективных законах и достижениях смежных наук и теорий, прежде всего социальных, психологических и правовых. При этом главное - не просто знать законы, а разумно использовать механизм их проявления.
Следовательно, предмет исследования теории принятия решений - законы (закономерности) деятельности лиц, принимающих решения, ее организационные формы, технологии и методы, принципы управления и организации труда, сущность и содержание решений.
Объектом теории принятия решений является системная деятельность руководителей и персонала управления в процессе выработки, принятия и реализации решений.
В настоящее время на развитие теории принятия решений существенно влияют методология, в частности методология мышления, теория управления, кибернетика, психология, социология и политология. Для дальнейшего развития этой теории существенное значение имеют естественные науки - биология, психофизиология. Важнейшая роль принадлежит математике и ее методам количественных оценок вариантов при принятии решения, прогнозировании развития ситуаций для выработки наиболее рационального решения.
Предмет теории принятия решений исследуется с различных сторон, составляющих отдельные, но взаимосвязанные аспекты. К основным из них относятся методологические, организационные, экономические, технологические, социально-психологические и правовые.
Методологические аспекты принятия решения отражают единство и целостность научных знаний для теории принятия решений .
Организационные аспекты отражают состояние и перспективы развития организационной и функциональной структуры органов управления, расположение и порядок функционирования лиц, принимающих решения (как органов управления), в системе управления на различных иерархических уровнях. Они включают в себя также определение путей совершенствования организации принятия решений и методов исследования возникающих при этом проблем.
Экономические аспекты показывают действие экономических факторов на эффективность существующих и разрабатываемых систем принятия решений, влияние их экономической эффективности на экономическую подготовку персонала управления, совершенствование организационных форм и методов принятия решений на новой технической базе .
Технологические аспекты определяют уровень используемых и разрабатываемых технологий принятия решения в управлении, перспективы развития автоматизированных и человеко-машинных систем их принятия.
Социально-психологические аспекты иллюстрируют различные стороны деятельности людей в процессе принятия решения. К ним относятся совершенствование структуры внутриколлективных связей, изучение поведения личности в коллективе и взаимоотношений его членов в процессе принятия решения.
Основные проблемы психологии принятия решения:
- – определение главных психологических особенностей процессов принятия управленческих решений;
- – анализ управленческих решений с точки зрения системы их эмпирико-феноменологических функциональных особенностей, процессуальной организации;
- – функционально-структурный анализ управленческой деятельности в процессе принятия решений;
- – социально-психологический анализ управленческих коллективов;
- – исследование психологии руководителя, его отношений с исполнителями;
- – психологические аспекты подбора, расстановки и подготовкилиц, принимающих решения.
Правовые аспекты отражают отношения между различными иерархическими уровнями системы управления и отдельными должностными лицами в подготовке принятия решения. Правовые нормы должны быть заложены в основу организации управленческой деятельности.
Таким образом, теория принятия решений - это сумма знаний о разработке, принятии и реализации управленческого решения, закономерностях и принципах, организационных формах, методах и технологиях функционирования системы принятия решения в организации.
Теория принятия решения, как и любая научная теория, выполняет познавательную и прогнозирующую функции.
Познавательная функция проявляется в раскрытии сущности процессов принятия решений, закономерностей и принципов, которым она подчиняется, возникновении и развитии теории принятия решений на различных исторических этапах, в объяснении основных свойств и взаимосвязей предмета исследования, обосновании технологии и системы принятия решения.
Прогнозирующая функция состоит в определении тенденций дальнейшего развития процессов и системы принятия решений, организационных форм и методов деятельности персонала управления в процессе их принятия.
Основные задачи теории принятия решений:
- – изучение и обобщение опыта принятия решений в определенных условиях, а также в условиях неопределенности и риска;
- – выявление и исследование объективных закономерностей процессов принятия решений; формирование на их основе принципов организации деятельности лиц, принимающих решения, организационных форм и методов, технологий разработки, принятия и реализации решений;
- – выработка практических рекомендаций по работе линейных менеджеров и их аппарата управления при принятии решений в реальной обстановке, а также использовании технических средств и автоматизированных систем управления;
- – разработка методов исследования проблем развития системы принятия решений, принципов и методов оценки их эффективности, а также мероприятий по совершенствованию деятельности лиц, принимающих решения.
Проблемы теории принятия решений принципиально можно решить лишь при условии выработки методологических основ новой концепции управления жизнедеятельностью общества.
В данном учебнике будем использовать и придерживаться смысла следующих основных понятий: управление, ЛПР, проблема или задача (управления), решение, цель (управления, деятельности), операция (кибернетическая), альтернатива, активные ресурсы, результат, модель, условия (разработки решений).
Обращаем внимание на то, что эти основные понятия следует воспринимать только как термины, а не как строгие определения.
Причин тому как минимум две.
Во-первых, для некоторых категорий ТПР просто нет строгих определений. Во-вторых, любое определение всегда достаточно косно, а ТПР - динамическая, бурно развивающаяся наука, которая постоянно пересматривает свой понятийный и методический аппарат. Следовательно, нет необходимости учить наизусть те слова, посредством которых мы будем толковать смысл основных понятий, однако обя - зательно следует глубоко проникнуться теми мыслями и образами, которые за этими словами стоят, уметь их интерпретировать.
Из методических соображений при описании основных понятий курсивом будем выделять те термины, по которым уже даны толкования или смысл которых будет обязательно разъяснен далее, в удобном для изложения материала месте учебника.
Управление. Как уже отмечалось, решение проблемы, стоящей перед ЛПР, возможно только путем направления и задействования активных ресурсов для исполнения конкретных заданий или работ. Ничто само по себе не делается. Людям, принимающим участие в операции, нужно указать, где, когда, что и с помощью чего сделать, каковы требования к качеству выполняемых заданий или работ, каковы допустимые вариации от намеченных заданий и при каких форсмажорных обстоятельствах следует принять экстренные меры, каковы эти меры и проч. Все это объединяется одним понятием "управление". Управлять - это значит направлять кого- либо или что-либо к намеченной цели для достижения желаемого результата.
Главное требование к качеству управления - это его непрерывность. Ошибочно представление о том, что все само собой сделается - это опасное заблуждение! Оно сродни представлению о том, что при поездке на автомобиле можно на длительное время бросить руль. Любое дело, как и автомобиль, без управления может двигаться только в одном направлении - под откос! Помимо непрерывности есть и ряд других требований к управлению, например, требование определенной свободы ("люфта") в действиях исполнителей, требование устойчивости и гибкости (означающее, что в случае необходимости можно провести корректировки ранее намеченного плана с минимальными потерями), оптимальности и некоторые другие.
Решение. Обычно одну и ту же задачу можно решить разными способами. Однако качество исхода операции, т. е. значения ее результатов, зависит не только от качества активных ресурсов и условий их применения, но и от качества способа задействования этих ресурсов в этих условиях. В этой связи в данном учебнике слово "решение" чаще всего будет интерпретироваться как наилучший способ разрешения проблемы, стоящей перед ЛПР, как наиболее предпочтительный способ достижения намеченной ЛПР цели. Следовательно, значение слова "решение" в нашем случае будет несколько отличаться от того значения, которое ему приписывается, например, в математике, когда говорят о решении математической задачи.
В математике правильное решение правильно поставленной задачи всегда одно и то же, независимо от того, кто и в каких условиях эту задачу решает.
Математическое решение всегда объективно. В отличие от него решение проблемы - субъективно, так как разные ЛПР могут выбрать Разные, понравившиеся именно им способы разрешения проблемы. Да к тому же условия решения проблемы накладывают существенный отпечаток на выбор ЛПР: одно и то же ЛПР в разных условиях может предпочесть в общем случае неодинаковый способ устранения проблемы.
Цель. Формализованное описание того желаемого состояния, достижение которого отождествляется в сознании ЛПР с решением проблемы или задачи. Цель описывается в виде требуемого результата.
Альтернатива. Это условное наименование какого-то из возможных (допустимых в соответствии с законами природы и предпочтениями ЛПР) способов достижения цели. Каждая отдельная альтернатива отличается от других способов решения проблемы последовательностью и приемами задействования активных ресурсов, т. е. специфическим набором указаний кому, что, где с помощью чего и к какому сроку сделать.
Активные ресурсы - это все то, что может быть использовано ЛПР для решения проблемы. Главными из активных ресурсов всегда будем считать людей, время, финансы (деньги) и расходные материалы, имеющиеся в распоряжении ЛПР.
Результат. Под результатом будем понимать специальную форму описания наиболее важных для ЛПР характеристик исхода операции. При исследовании операции степень предпочтительности (или, наоборот, непредпочтительности) ее результатов представляют в наиболее подходящей для этого шкале: числовой, количественной или качественной. Пусть, например, в качестве исходов финансовой операции рассматривают "победу" и "поражение". В таком случае можно будет измерять результаты операции, например, или в количествах реализованной прибыли, приобретенных акций и других ценных бумаг (количественная шкала), или в отношении интенсивности проявления исхода, например, "грандиозная победа", "незначительное поражение", "значительное поражение" (качественная шкала), или в отношении порядка следования исходов - первая победа, вторая победа, третья победа (числовая шкала). Тип шкалы выбирается в зависимости от цели измерения результатов; об этом более подробно будет сказано позже. Модель. Реальный мнр сложен и многообразен. Для его изучения или познания требуется много творческих усилий и времени. Вместе с тем для разработки решений часто ЛПР достаточно знать в изучаемом объекте или явлении не все, а лишь существенные свойства, особенности, закономерности, важные для решения проблемы. В целях экономии активных ресурсов, прежде всего времени, было изобретено моделирование. Это специальный подход к изучению реальной действительности, когда ЛПР отбрасывает излишне подробные детали изучаемого объекта или явления, оставляет лишь наиболее существенные его черты. Нужно только требовать и следить, чтобы такое упрощение не было огульным. Важно, чтобы по результатам изучения оставшихся после упрощения фрагментов облика, фрагментов свойств и связей можно было бы сделать правильные выводы для принятия решений; Только в таком случае моделирование окажется действительно полезным. В результате все существенные для разработки решений реальные объекты и явления ЛПР заменяет компактными, выразительными и удобными для описания, хранения н другого использования упрощенными образами. Подобные упрощенные образы называют моделями. Таким образом, модель сохраняет в себе все важное, что нужно обязательно учесть, вырабатывая решения, однако форма представления модели выбирается такой, чтобы процесс разработки решения был бы эффективным. Следует иметь в виду, что моделирование проводится с разными целями. Вот перечень наиболее часто встречающихся целей моделирования:
изучить какой-то элемент реальной действительности - дидактические и исследовательские модели;
отработать какой-то элемент практических действий - тренировочные и игровые модели;
оптимизировать какой-либо процесс, форму или содержание чего-либо - оптимизационные модели;
делегировать полномочия на совершение определенных действий другими лицами - модели предпочтений.
Каждой цели моделирования можно поставить в соответствие наиболее предпочтительную форму построения II представления модели. Например, модель может быть сформиро- вана описательно, т. е. словами. Такие модели называют вербальными. Элементы реальной действительности и связи между ними можно также представить с помощью символов или знаков. Это семиотические модели. Кроме того, с детства каждому знакомы физические копии предметов и объектов - игрушки. И каждый в детстве играл в игры: в войну, школу, какую-то профессию, т. е. моделировал поведение в реальной действительности. Каждый из нас когда-то что-то рисовал, выражая свои мысли об увиденном или услышанном. Эти графические изображения - рисунки, схемы, карты местности и т. п. - все это также модели, т. е. упрощенные образы реальной действительности.
Для каждой из перечисленных моделей характерен свой собственный, вполне определенный набор свойств. Вербальные модели обладают высокой информационной емкостью (вспомните хотя бы величайшее произведение Л. Н. Толстого "Война и мир"), но их трудно использовать для преобразования информации или решения расчетно-аналитических задач. Семиотические модели, в зависимости от конкретной формы использования тех или иных знаков и символов - схемы, графики, логические диаграммы, математические уравнения и неравенства, - хороши, например, для информационных и оптимизационных задач, для представления их средствами вычислительной техники. Игровые модели (политические, экономические, социальные и деловые игры) занимают особое место. С помощью игровых моделей удобно исследовать механизмы поведенческой неопределенности. При разработке управленческих решений в экономике наиболее часто используют вербальную и графическую формы моделей. Для повышения обоснованности и доказательности решений применяют математические и игровые модели.
На основе системного анализа порядка работы руководителя предприятия (фирмы) при разработке решений разработана графическая модель процесса управления. Эта модель представлена на рис. 1.1.2.
Рис. 1.1.2. Графическая модель процесса управления
Условия разработки решений. Каждая проблема всегда связана с конкретной обстановкой, ситуацией и вполне определенным комплексом условий. Проблема всегда решается в рамках существующего положения вещей. Анализируя тот или иной способ достижения цели, ЛПР должно четко представлять закономерности, связывающие ход и исход операции с принятыми решениями. Совокупность представлений об этих закономерностях, конечно, воспринимается ЛПР в упрощенной, модельной форме. Некоторые из закономерностей удается фиксировать в строго формальном виде. Например, законы Ньютона в механике описывают в математической форме взаимосвязи в цепочке "масса-сила-ускорение".
В ТПР модель закономерностей в цепочке "решение - исход" называют "механизмом ситуации". При этом считают, что модельное упрощение связей в указанной цепочке ни в коем случае не означает их отбрасывание. Имеется в виду, что из всего многообразия связей и закономерностей в модель включают лишь те, которые имеют преобладающее значение, т. е. вносящие наиболее значительный вклад в формирование результата. Например, при оценке времени t падения тела в атмосфере Земли с высоты h нужно учитывать, строго говоря, влияние и веса, и формы падающего тела, и возмущений атмосферы (ветер), однако в значительном диапазоне значений высоты h можно считать, что только высота как ведущий фактор определяет "механизм ситуации". В таком случае связь между hut будет упрощенно однозначной, а именно: h = 0,5д г2.
В ТПР рассматривают только два типа модельных связей в "механизме ситуации": однозначные и неоднозначные.
Однозначные связи порождают устойчивое и вполне определенное соотношение между реализуемым решением и исходом от его реализации. И как только задан способ действий, так исход и связанные с ним результаты сразу становятся вполне определенными (как в нашем примере с оценкой времени падения с заданной высоты). Подобные "механизмы ситуации", в которых ожидаемый исход наступает практически всегда, а вероятность иных (неожиданных для ЛПР) исходов пренебрежительно мала, будем называть нерискованными ситуациями, детерминированными механизмами ситуации, или условиями определенности.
Многозначными считают такие связи между способом и исходом операции (рискованные ситуации, или условия неопределенности), в рамках которых при многократном воспроизведении одной и той же альтернативы возможно появление разных исходов. При этом степени возможности появления тех или иных исходов и результатов вполне соизмеримы (т. е. нельзя какие-то исходы считать крайне мало возможными по сравнению с другими).
Наиболее выразительная модель "механизма ситуации" с многозначной связью между альтернативой и исходом - случайный механизм наступления страховых случаев. Даже при страховании одним и тем же страховщиком нескольких одинаковых объектов возможны два исхода: "наступление страхового случая" или "ненаступление страхового случая". А если с наступлением страхового случая связать количество объектов страхования, то в результате получается несколько возможных значений оплачиваемой страховой суммы объектов страхования. Это типичный механизм стохастической (случайной) неопределенности, а взаимодействие с конкурентами - поведенческой.
Но бывают и более сложные ситуации. Например, может не оказаться данных о вероятностях наступления тех или иных исходов, хотя и известно, что в операции главными являются случайные факторы. Или может оказаться, что нет никаких данных о возможных альтернативах поведения других субъектов, вовлеченных в операцию ЛИР, хотя известно, что эти лица будут предпринимать какие-то действия для достижения собственных целей. Наконец, может быть просто не ясна или не известна природа явлений и событий, происходящих в операции. "Механизмы" всех подобных ситуаций будем относить к классу природно-неопределенных.
Перечень понятий, используемых в ТПР, не ограничивается данным представлением. По мере изложения материала в соответствующих местах будут введены такие важные понятия, как проблемная ситуация, эффективность решения, эксперт, критерий, предпочтения, наилучшее решение и др.