Турунтаев Л.П. Теория принятия решений. Учебное пособие томск 2007 Томский межвузовский центр
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
Контрольные вопросы 1. Назовите основные принципы группового выбора реше- ний. 2. Какие парадоксы могут иметь место при голосовании? 3. В чем парадокс многоступенчатого голосования при на- личии коалиции? 4. В чем заключается парадокс Эрроу? 5. Дайте классификацию систем поддержки принятия ре- шений. 6. В чем основное отличие систем Decision Support System (DSS) и Decision-Making Support System (DMSS)? 7. Из каких компонентов состоит СППР «DSS»? 8. Назовите главные преимущества хранилища данных? 9. Какие основные задачи позволяют решать аналитиче- ские системы СППР «DSS»? 175 8 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕОРИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ» 8.1 Цель и задачи дисциплины Интенсификация производства предполагает совершенст- вование систем управления, которые должны обеспечивать при- нятие и реализацию оптимальных решений на основе известной информации об обстановке и имеющихся ресурсах. Создание систем управления невозможно без изучения вопросов исполь- зования теории принятия решений, методов системного анализа объектов управления, моделирования производственных опера- ций и поиска оптимальных решений, которые находят свое ото- бражение в дисциплине «Теория принятия решений» (ТПР). Данные методические указания написаны для студентов специальности — «Автоматизированные системы обработки информации и управления». Цель дисциплины — дать знания и умения использовать методологию разработки и обоснования управленческих реше- ний применительно к проектированию систем поддержки при- нятия решений. Основными задачами изучения дисциплины являются: 1) изучение теоретических основ постановки задач и разра- ботки управленческих решений, методов и моделей обоснова- ния решений; 2) приобретение практических умений и навыков поиска компромиссных решений. Связь дисциплины с другими учебными дисциплины. Изуче- ние данной дисциплины базируется на дисциплинах «Теорети- ческие основы автоматизированного управления», «Модели систем», «Системный анализ и исследование операций». 8.2 Рабочая программа 8.2.1 Программа изучения дисциплины Изучение дисциплины рассчитано на два семестра и вклю- чает в себя: 176 1) самостоятельное изучение всех тем курса на основе ме- тодических указаний и рекомендуемой литературы (первый се- местр); 2) выполнение контрольной работы (первый семестр); 3) сдачу экзамена (первый семестр); 4) выполнение курсовой работы по дисциплине (второй се- местр). 8.2.2 Содержание теоретического раздела дисциплины 1.Основы методологии теории принятия решений. Основные понятия и определения теории принятия реше- ний. Проблема, цель, объект и субъект управления, решение, критерий выбора решения. Технология процесса разработки и принятия решений (ПР). Формальная модель задачи принятия решения (ЗПР). Структуризация проблем ПР. Классификация ЗПР. ЗПР в условиях определенности, риска, неопределенности. Нетривиальные ЗПР. Языки описания выбора: критериальный, бинарных отношений, функций выбора. Классификация методов ПР. Аксиоматический и эвристический подходы решения ЗПР. Рекомендуемая литература: [гл. 1 данного пособия, 3, 4, 5]. 2. Анализ возможных ситуаций и генерация решений. Факторы и характеристики внешней среды. Основные ме- тоды анализа внешней и внутренней среды системы: SWOT- анализ, PEST-анализ. Методы генерации решений: мозгового штурма, синектики, морфологического анализа, разработки сценариев, когнитивных карт, деловых игр. Рекомендуемая литература: [гл. 2 данного пособия, 13, 15, 21]. 3. Формализация системы предпочтений ЛПР в задачах принятия решений. Постановка нетривиальных задач принятия решений на различных языках описания выбора. Предпочтения лица, при- нимающего решения (ЛПР) на множестве критериев, множестве 177 альтернатив, множестве состояний внешней среды. Учет влия- ния внешней среды. Схемы получения интегральной оценки альтернатив. Измерения предпочтений решений. Шкалы изме- рений. Расплывчатое описание альтернатив. Операции над рас- плывчатыми множествами. Экспертные методы определения предпочтений объектов: ранжирование, парное сравнение, непо- средственная оценка, последовательное сравнение. Метод Чер- чмена-Акоффа. Рекомендуемая литература: [гл. 3 данного пособия, 6, 22, 23]. 4. Многокритериальные задачи принятия решений в усло- виях определенности. Постановка задач векторной оптимизации. Измерение аль- тернатив. Нормализация критериев. Формирование вектора предпочтения с использованием экспертных оценок. Основные схемы поиска компромиссных решений: равенство, уступки, выделение главного критерия, аддитивности. Аксиоматический подход в задачах принятия решений. Функции полезности альтернатив. Аксиомы существования функций полезности. Аксиомы независимости критериев по по- лезности. Построение одномерных и многомерных функций по- лезности. Определение шкалирующих констант. Задачи принятия решений на языке бинарных отношений. Способы задания бинарных отношений. Свойства отношений. Отношения: Парето, мажоритарное, лексикографическое, Поди- новского. Задачи принятия решений на языке функций выбора. Функ- ции выбора. Выбор с учетом числа доминируемых критериев, по методу идеальной точки. Рекомендуемая литература: [гл. 4 данного пособия, 19, 20, 26, 27, 38]. 5. Задачи принятия решений в условиях риска и неопреде- лённости. Классификация задач ПР в условиях риска и неопределен- ности. Физическая неопределенность состояний внешней среды. 178 Основные критерии выбора решений в условиях риска. Критерии Байеса, минимальной дисперсии, максимальной уве- ренности в получении заданного результата, модальный. ЗПР в условиях неопределенности. Принятие решений в ус- ловиях линейного порядка предпочтения наступления состоя- ний внешней среды, на основе байесового множества вероятно- стей предпочтительности альтернатив. Принятие решений в ус- ловиях активного противодействия внешней среды. Критерии Вальда, Сэвиджа, Гурвица. Принятие решений при расплывчатой (нечеткой) неопреде- ленности состояний внешней среды. Задачи принятия решений на основе нечеткого отношения предпочтений. Примеры задач. Рекомендуемая литература: [гл. 5 данного пособия, 1, 6, 30, 32, 33]. 6. Эвристические процедуры задач принятия решений. Человеко-машинная процедура выбора решений «STEM». Метод порогов несравнимости (ЭЛЕКТРА). Многокритериаль- ная задача о назначениях. Многоэтапное принятие решений. Метод деревьев решений. Аналитическая иерархическая проце- дура Саати (метод анализа иерархий).Примеры задач. Рекомендуемая литература: [гл. 6 данного пособия, 2, 15, 18, 48]. 7. Групповой выбор и системы поддержки принятия реше- ний. Проблемы многокритериальных задач группового выбора. Постановка задачи группового выбора. Кооперативный и коали- ционный выбор. Принципы группового выбора: большинства голосов, диктатора, де Кондорсе, Борда. Принципы оптимально- сти Курно, Парето. Парадоксы голосования. Аксиомы Эрроу. Классификация систем поддержки принятия решений (СППР). Особенности СППР. Рекомендуемая литература: [гл. 6 данного пособия, 12, 28, 29, 35, 43, 49]. 179 8.2.3 Содержание практического раздела дисциплины Практический раздел дисциплины включает в себя выпол- нение контрольных заданий и курсовой работы. Контрольные задания выполняются на компьютере в соот- ветствии с утвержденной технологией. В контрольные задания включены задачи по следующим темам: 1. Многокритериальные задачи принятия решений в усло- виях определенности. Решение многокритериальной задачи методом «ЭЛЕКТРА». Решение многокритериальной задачи методом идеальной точки. Решение многокритериальной задачи о назначениях. Задачи принятия решений на языке бинарных отношений и функций выбора. 2. Задачи принятия решений в условиях риска и неопреде- ленности. Задачи принятия решений при вероятностной неопределен- ности состояний внешней среды. Задачи принятия решений в условиях неопределенности со- стояний внешней среды. Задачи принятия решений на основе нечеткого отношения предпочтений. Методические указания по выполнению курсовой работы Выполнение курсовой работы представляет собой важный этап обучения дисциплине «Теория принятия решений» и пре- следует следующие цели: • закрепление и углубление основных положений теоре- тического курса; • обучение студентов использованию приобретенных зна- ний для решения конкретных задач генерирования и выбора ре- шений; • привитие навыков работы со специальной литературой; 180 • обучение студентов делать постановки задач принятия решений в условиях определенности, риска и неопределенности, генерировать и оценивать альтернативные варианты их решения для хорошо и слабо структурированных проблем; • обучение работе с имеющимися программными средст- вами поддержки принятия решений. Курсовая работа выполняется в виде пояснительной запис- ки в соответствии с общими требованиями и правилами оформ- ления курсовых и дипломных работ (ОС ТУСУР 6.1-97), она должна включать: • титульный лист, • аннотацию, • задание на проектирование, • содержание, • введение, • основную часть проекта, • заключение, • список литературы, • приложения. Основные разделы пояснительной записки должны содер- жать следующее: 1) короткое изложение в разделе «Введение» сути пробле- мы или задачи исследования, возможные способы ее решения, а также краткое содержание других разделов проекта; 2) разбиение основной части на разделы, в которых долж- ны быть отражены основные этапы процесса разработки управ- ленческих решений; 3) подведение итогов выполненной работы в разделе «За- ключение», приведение основных результатов. 8.3 Задания на курсовую работу Вариант 1. Выбор места работы. Сформулируйте приближенную к реальности задачу выбора места предполагаемого трудоустройства из трех возможных. В соответствии со своими предпочтениями выберите место рабо- ты двумя способами (методами): методом анализа иерархий и 181 любым другим методом (на Ваше усмотрение). Выбор произве- сти с учетом следующих критериев: удовлетворение работой; исследовательская работа; карьерный рост; доходы; коллеги; местонахождение; репутация. Сравните решения и сделайте вывод. Вариант 2. Конкурс научно-технических проектов. Сформулируйте задачу оценки научно-технических проек- тов по различным критериям. Предложите обоснованный спи- сок критериев для оценки проектов. В соответствии со своими предпочтениями оцените проекты двумя способами (методами): методом анализа иерархий и любым другим методом (на Ваше усмотрение). Сравните решения и сделайте вывод. Вариант 3. Выбор местожительства. Сформулируйте задачу выбора местожительства в черте определенного города (района и квартиры). Предложите обос- нованный список критериев для оценки местожительства. В со- ответствии со своими предпочтениями оцените предполагаемые места жительства двумя способами (методами): методом анали- за иерархий и любым другим методом (на Ваше усмотрение). Сравните решения и сделайте вывод. Вариант 4. Отбор персонала. В компанию в отдел маркетинга требуются специалисты. Сформулируйте приближенную к реальности задачу оценки персонала по различным критериям. Предложите обоснованный список критериев для оценки персонала. В соответствии со своими предпочтениями дайте оценку персонала двумя спосо- бами (методами): методом анализа иерархий и любым другим методом (на Ваше усмотрение). Сравните решения и сделайте вывод. 182 Вариант 5. Выбор места медицинского обслуживания. Сформулируйте приближенную к реальности задачу выбора места медицинского обслуживания из трех возможных. Пред- ложите обоснованный список критериев для оценки мест меди- цинского обслуживания. В соответствии со своими предпочте- ниями выберите это место двумя способами (методами): мето- дом анализа иерархий и любым другим методом (на Ваше ус- мотрение). Сравните решения и сделайте вывод. Вариант 6. Создание торговой точки. Предприниматель собирается открыть велосипедный мага- зин. Он может открыть маленький магазин, большой магазин или ничего не открывать. Возможна пятилетняя аренда здания под магазин, и предприниматель хочет сделать корректное ре- шение. Он также собирается пригласить своего профессора по курсу маркетинга для маркетингового исследования, которое покажет состояние рынка для его сервиса. Из исследования вид- но, будут ли результаты сервиса благоприятными или неблаго- приятными. Постройте дерево решений для предпринимателя. Предприниматель сделал такой анализ решения о своем ма- газине велосипедов. Если он открывает большой магазин, то будет зарабатывать $60000, если рынок благоприятный, но бу- дет нести потери $40000, если рынок неблагоприятный. Ма- ленький магазин будет приносить $30 000 прибыли при благо- приятном рынке и $10 000 потерь, если рынок неблагоприят- ный. В настоящее время предприниматель считает, что сущест- вует шанс 50/50, что рынок будет благоприятным. Его профес- сор по маркетингу назначил цену $5000 за маркетинговое ис- следование. Он оценил, что существует вероятность 0.6 того, что исследование рынка будет успешным. Вероятность 0.9 оп- ределяет благоприятный рынок при успешном результате ис- следования. Кроме того, только 0.12 составляет вероятность благоприятного рынка, если результаты исследования рынка неблагоприятные. Постройте дерево решений задачи. Вариант 7. Выбор стратегии развития фирмы. Известно, что отдел исследований и развития маленькой парфюмерной компании проводит исследования по средству, 183 улучшающему рост волос. Он имеет три возможности. Первая: продать новшество большой медицинской компании — это принесет $10 миллионов; вторая: начать экспериментальное ла- бораторное исследование и затем принимать решение; третье: провести финансирование агрессивной маркетинговой програм- мы в надежде, что тестирование нового средства будет идти хо- рошо. Реальная цель этих трех решений — двигаться так быст- ро, чтобы конкуренты имели минимальный шанс их настигнуть. Программа экспериментального лабораторного исследования будет стоить $5 миллионов и имеется шанс 50:50, что будут по- лучены благоприятные результаты. При неблагоприятных ре- зультатах тестирования с шансом 1:10 доход составит только $1 миллион. С другой стороны, если благоприятная формула кос- метического средства будет найдена, будут получены $20 мил- лионов. Но так как компания маленькая, с ограниченными ре- сурсами и рыночными возможностями, даже с благоприятными результатами лабораторного исследования успех товара на рын- ке составит только 40 %. При благоприятном результате лабора- торного исследования затраты будут включать не только $5 миллионов на тестирования, но и также $3 миллиона на марке- тинг. При третьей возможности компания проводит агрессив- ную маркетинговую стратегию. Президент компании считает, что существует только один шанс к пяти, что это надо делать. Однако выигрыш при успехе агрессивного маркетинга $100 мил- лионов (эта цифра в 5 раз больше, чем $ 20 миллионов, отражаю- щих передачу рынка реальному конкуренту путем заключения с ним соглашения). В третьем случае маркетинговые затраты равны $3 миллиона и тестирование будет стоить $5 миллионов. Вариант 8. Создание фирмой нового безалкогольного на- питка в условиях конкуренции. Фирма «Напитки для дома» разрабатывает, производит и продает смеси для безалкогольных коктейлей и приготовляет напитки для домашнего потребления. Миссис Ли, руководитель отдела развития фирмы, сообщи- ла президенту, мистеру Робину Свану, что эксперименты в от- деле развития указывают на возможность создания напитка «PINA-cola» на основе нового метода переработки кокосов. 184 Миссис Ли порекомендовала начать программу по производству «PINA-cola». Она оценила в $100000 стоимость исследователь- ских работ по созданию этого напитка и отметила, что на эту работу потребуется один год. В беседе с мистером Сваном мис- сис Ли оценила в 90 % возможность успешного завершения ра- боты ее прекрасными специалистами. Она также оценила как 0.8 вероятность разработки в течение 12 месяцев аналогичного на- питка конкурирующей фирмой. Мистер Сван — человек основательный, интересующийся возможными объемами продаж такого напитка — немедленно переговорил с мистером Беснеттом, менеджером по продажам, занимающимся внедрением новых продуктов на рынок. Тот со- общил, что продавать «PINA-cola» можно, но объем продаж за- висит от того, как его примут бакалейные и винные магазины. Судя по отчетам о продажах, другие фирмы также работают над созданием тропических напитков. Если другая фирма создаст конкурирующий напиток, рынок, разумеется, будет поделен между двумя фирмами. Мистер Сван попросил мистера Беснет- та провести оценки будущих продаж и ожидаемой приведенной прибыли при различных вариантах рыночной конъюнктуры. Мистер Беснетт представил следующие данные: Потенциал Вероятность продаж Приведенная прибыль,$ Высокий 0,1 800000 Средний 0,6 600000 Низкий 0,3 500000 В данных мистера Беснетта не учтены: 1) издержки на разработку; 2) издержки на новое оборудование; 3) издержки на внедрение «PINA-cola» на рынок. Ожидается, что издержки на оборудование составят $100000, так как кокосы требуют специальной обработки. Из- держки, связанные с выходом на рынок, составят $150000, так как потребуется телевизионная реклама. Миссис Ли отметила, что кроме альтернатив: а) ничего не предпринимать и б) проводить полномасштабную программу исследований, она может предложить еще два варианта дейст- вий: 185 1. Неспешно проводить исследования в течение восьми ме- сяцев, чтобы посмотреть, выйдет ли какая-нибудь другая фирма на рынок с аналогичным продуктом, а если нет — развить бе- шеную скорость работ. Замедленная программа исследований на следующие 8 месяцев обойдется в $10000 в месяц, т.е. в $80000. Вероятность успешного завершения этой программы та же, что при полномасштабных исследованиях. Вероятность того, что кон- куренты в течение 8 месяцев создадут аналогичный продукт — 0.6. Интенсивные исследования могут быть проведены в течение четырех месяцев (с 9 по 12) и обойдутся еще в $60000. Они бу- дут проводиться только в том случае, если результаты исследо- ваний первых 8 месяцев окажутся успешными. Вероятность ус- пеха в целом равна 0.9. Эта программа получила название вось- мимесячной. Шесть месяцев проводить исследования, требующие затрат $10000 в месяц, и предпринять разведку действий конкурентов, чтобы определить, ведутся ли разработки аналогичного продук- та. Если кто-то разработает продукт через шесть месяцев, по- требуется лишь $30000 для того, чтобы провести его анализ и скопировать продукт. Если конкурирующий продукт не будет создан, то при общих затратах в $120000 он будет разработан фирмой «Напитки для дома» с вероятностью 0.9. Вероятность того, что за 6 месяцев будет разработан конкурирующий про- дукт, равна 0.5. Эта программа получила название шестимесяч- ной. Мистеру Беснетту, разумеется, не хотелось бы выйти на рынок вслед за конкурентом. Ему известно, что первый продукт обычно завоевывает большую часть рынка, а потерянных поку- пателей вернуть очень трудно. Если на рынок выйдет конкури- рующая фирма, то можно получить только 50 % прибыли, ука- занной в таблице. Какой вариант действий из четырех возможных: 1) полномасштабные исследования, 2) восьмимесячная программа замедленных исследований с последующим их ускорением, 3) шестимесячная программа замедленных исследований и изучение поведения конкурентов, 4) ничего не делать — |