Турунтаев Л.П. Теория принятия решений. Учебное пособие томск 2007 Томский межвузовский центр
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
Целевыявление Постановка ЗПР Выработка решений Формирование критериев выбора решений Оценка и выбор решения Выработка и принятие решения Формирование плана реализации решения Учет и контроль реализации Координация выполнения решения Организация исполнения решения Рис. 1.1 — Схема технологии разработки и организации выполнения управленческих решений Анализ последствий от принятого решения Согласование и принятие решения 13 Все это делает процесс формулировки проблемы творче- ским процессом. Так как проблема определяется как несоответ- ствие между желаемым и фактическим состоянием объектов управления, то для описания проблемной ситуации, определе- ния и анализа количественных оценок разногласий текущего и нормативного (прогнозного) состояния используются методы прогнозирования, экспертные и системного анализа. В целом, этап 1 должен дать ответы на такие вопросы: • какую проблему и в каких условиях нужно решать; • когда ее нужно решать; • какими силами и средствами будет решаться проблема. Этап 2. Формирование целей системы управления Для определения желаемого состояния по устранению про- блемной ситуации необходимо сформулировать множество це- лей системы. Чем точнее будут сформулированы цели системы, тем легче выбрать средства их достижения. На данном этапе целевыявления определяется, что нужно сделать для снятия проблемы. Если на этапе 1, формулируя проблему, мы говорим в явной форме, что нам не нравится (согласимся — это сделать сравнительно просто), то на этапе 2 мы пытаемся сформулиро- вать, что же мы хотим, указывая направления выхода из суще- ствующей проблемной ситуации. Методологической основой целевыявления является сис- темный анализ с использованием экспертных методов [4, 6, 7]. Этап 3. Выработка (генерация) решений На данном этапе вырабатываются альтернативные вариан- ты решений, осуществляется поиск различных путей, способов достижения поставленных целей. Формирование решений — это творческий процесс, который является наиболее трудным и от- ветственным. Без альтернативных вариантов решений отпадает и задача выбора, более того, множество исходных альтернатив должно быть достаточно полным, характеризоваться большой степенью уверенности наличии оптимальной альтернативы, в целях нахождения которой и решается задача выбора. Чем же определяется полнота множества альтернативных вариантов 14 решений? Сколько нужно формировать вариантов для создания условий выбора оптимального решения? Формально — ровно столько, сколько принципиально возможно в рамках имеющих- ся ресурсов для принятия решений. Важно также соотношение затрат на формирование альтернатив с ожидаемым эффектом от выбранного решения. От альтернатив следует отказаться, если ожидаемый эффект небольшой, а имеющиеся ресурсы следует направить на поиск других вариантов решений. Опыт и рекомендации по генерированию новых альтерна- тив изложен в ряде работ. Наиболее зарекомендовавшими себя на практике организационными формами генерирования аль- тернатив являются мозговой штурм, синектика, разработка сце- нариев, морфологический анализ, деловые игры, когнитивные карты [4, 8–10]. Более подробно этап генерирования альтернатив будет рас- смотрен в разделе 2.2. Этап 4. Формирование критериев выбора решений Сравнение и выбор альтернативных решений возможен, ес- ли ввести измеритель степени достижения намеченной цели. Таким измерителем является критерий. Содержанием данного этапа является построение системы критериев, однозначно ха- рактеризующих соответствующие цели субъекта управления. Сформированные критерии в дальнейшем должны в некотором смысле заменить цели, стать их подобием, моделью целей. Кри- терием ценности альтернативы может служить любой ее при- знак, измеренный на качественном либо количественном уров- не. Например, объем финансирования учебного процесса очень низкий или, например, составляет 30 тыс. рублей в год. Одним из требований повышения адекватности описания цели является требование многокритериальности. Для описания цели должно быть введено столько критериев, чтобы они доста- точно полно характеризовали цель при минимальном их числе. Это требование удовлетворяется, если критерии независимы. Поиск компромисса между полнотой (точностью) описания це- лей и количеством критериев является более искусством, чем наукой. Определение критериев выбора решений может быть 15 осуществлено методами экспертных оценок, а также с помощью методов математической статистики [4, 6, 17]. Этап 5. Оценка возможных решений В процессе разработки и принятия управленческих решений ЛПР и эксперты, описывая проблемную ситуацию, цели, огра- ничения, варианты решений, критерии, обязаны производить измерение параметров процесса принятия решений (ПР) и де- лать оценку последствий (исходов) альтернатив с целью выбора наилучшей, т.е. обязаны построить модель оценки альтернатив- ных решений через «призму» предпочтений ЛПР, которая вы- полняла бы роль в своем роде измерительного прибора. Измерение определяется как процедура сравнения по опре- деленным параметрам. Процедура сравнения включает опреде- ление отношений между объектами и способов их сравнения. Примерами отношений сравниваемых объектов могут быть от- ношения «больше», «меньше», «равны», «хуже» и т.д. Способа- ми сравнения объектов могут быть сравнения с эталоном или друг с другом в произвольном или последовательном порядке. Измерения могут носить качественный и количественный ха- рактер и быть объективными и субъективными. Субъективные измерения производятся человеком. Наиболее распространен- ными методами субъективных измерений являются ранжирова- ние, парное сравнение, непосредственная оценка, последова- тельное сравнение. Для описания свойств объектов используют следующие ти- пы шкал измерений, рассматриваемые в разделе 3: – качественные — наименований, порядковые (ранговые); – количественные — интервалов, отношений, разностей, абсолютные. В случае если количественно оценить отдельную альтерна- тиву (решение) по одному либо по множеству критериев за- труднительно или невозможно, можно попытаться описать вы- бор на языке бинарных отношений, основные предложения ко- торого следующие: 1) отдельная альтернатива не оценивается как в целом, так и по отдельным критериям, но для каждой пары альтернатив 16 можно установить отношения доминирования, равнозначности или несравнимости; 2) альтернативы, предъявляемые к выбору, считаются неза- висимыми. Выбор на языке бинарных отношений распространен доста- точно широко [10], в частности при решении таких многокрите- риальных задач, как задачи о назначениях, о рюкзаке, в методе «ЭЛЕКТРА» и др. [ 12, 15, 18, 38]. Для перехода от качественных порядковых измерений к ко- личественным можно воспользоваться теорией полезности [22], согласно которой, если элементы некоторого множества соглас- но предпочтению ЛПР находятся в отношении строгого поряд- ка, то ЛПР может выразить это предпочтение через веществен- ную функцию, названную функцией полезности. В случае вза- имной независимости критериев по предпочтению, характери- зующих альтернативу, в целом, функция полезности всей аль- тернативы может быть выражена через функции полезности альтернативы по отдельным критериям. Определение функции полезности, взятое в качестве критериальной, позволяет перейти от языка бинарных отношений к критериальному языку. Данный вопрос рассмотрен в разделе 4. Измерения параметров процесса разработки и принятия управленческих решений, как правило, происходят в условиях влияния внешней среды и несут в себе некоторые элементы не- определенности. Различают физическую и лингвистическую неопределенность. Физическая неопределенность связана с на- личием во внешней среде нескольких возможных ситуаций, по- рождающих соответственно проблемные ситуации, каждая из которых случайным образом становится действительностью. Физическая неопределенность успешно учитывается с помощью методов теории вероятностей [6]. Лингвистическая неопреде- ленность связана с использованием естественного языка ЛПР и экспертов для описания параметров процесса ПР за конечное время множества разнообразных ситуаций конечным числом слов в нечеткой словесной форме. Например, «высокий молодой человек». В результате обычная задача ПР оказывается «погру- женной» в нечеткую среду [32, 33]. Использование нечетких 17 понятий для оценки вариантов решений рассматривается в раз- деле 5. В случае если во внешней среде участвуют силы, активно противодействующие лицу, которое принимает решение, т.е. имеют место конфликтные ситуации, то для их исследования и выбора решений применяют методы теории игр [24]. В условиях определенности задачи принятия решений, как правило, хорошо формализуются и описываются в терминах количественных переменных и для их решения используются оптимизационные модели и аппарат математического програм- мирования. Независимо от того, какой метод решения задачи используется, всегда отыскивается оптимальное или близкое к нему решение, максимизирующее критерий качества на модели (целевую функцию) при заданных условиях и ограничениях. Наиболее хорошо разработаны модели и алгоритмы решения на этих моделях для следующих классов задач: распределения, управления запасами, массового обслуживания, упорядочения и координации, выбора маршрута [25]. Распределительные задачи связаны с распределением ресурсов по работам, при котором минимизируются общие затраты (либо максимизируется общий доход). Они могут решаться методами линейного и динамиче- ского программирования. Яркими представителями распредели- тельных задач являются задачи транспортные, о назначениях, использования ресурсов. Задача управления запасами заключается в минимизации убытков, связанных с пополнением и хранением запасов и из- держками из-за неудовлетворенного спроса. В результате реше- ния получают ответ относительно размеров заказываемой пар- тии, величины уровня запасов, точек размещения заказов и др. Цель теории массового обслуживания — анализ процесса образования очередей «клиентами» при обслуживании, взаимо- связей между их основными характеристиками и выявление наилучших путей управления ими. В системах массового об- служивания присутствуют издержки, связанные с потерей кли- ентов из-за большой очереди или простоем оборудования. Зада- ча сводится к минимизации всех видов издержек. Содержанием задач упорядочения и координации является выбор дисциплины очереди. В качестве критерия оптимально- 18 сти может быть время обслуживания, издержки по переналадке механизмов и др. Наиболее актуальными задачами являются задачи сетевого планирования и теории расписаний. В задачах сетевого планирования оптимизируются сроки выполнения все- го комплекса операций (работ), представленного в виде сетевого графика, либо при заданных сроках минимизируются ресурсы на выполнение этих операций. В задачах теории расписаний формируется очередность операций, выполняемых одной маши- ной (задача директора), либо составляется расписание выполне- ния последовательности действий нескольким машинам. При решении задач сетевого планирования и теории расписаний ши- роко применяется теория графов и комбинаторный анализ. К задачам упорядочения тесно примыкают задачи выбора маршрута. На сети ищется маршрут доставки грузов нескольким потребителям либо в адрес одного, который минимизирует за- траты на доставку. К данной группе задач выбора в качестве ти- пичного представителя относят задачу коммивояжера. Этап 6. Согласование и принятие решения Если на предыдущем этапе надо было отработать техноло- гию измерения альтернативных вариантов решений, построить модель оценки этих решений, то на данном этапе необходимо осуществить выбор решения по определенной схеме или алго- ритму, наилучшему с точки зрения некоторого критерия, неко- торого принципа оптимальности. В задачах принятия решений в условиях определенности поиск оптимальных решений достаточно формализован. Ис- пользуемые методы оптимизации математического программи- рования, вариационного исчисления, эвристические, организо- ванного поиска и другие в настоящее время получили широкое распространение [25]. Математическое программирование — математический ме- тод решения многомерных задач на экстремум целевой функции переменных с ограничениями на область изменения этих пере- менных. Вариационное исчисление является методом классиче- ского математического анализа, основано на применении аппа- рата дифференциального и интегрального исчислений для на- хождения экстремумов функционалов. Эвристические методы 19 построены на использовании правил, приемов, упрощений, обобщающих опыт поиска решения, близкого к оптимальному, организованными способами перебора возможных вариантов. При решении задач принятия решений по многим критери- ям (векторных задач оптимизации) возникают трудности опре- деления наилучшего с точки зрения ЛПР компромиссного ре- шения из множества допустимых решений, в том числе и опти- мальных решений, полученных по отдельным локальным крите- риям. К этим трудностям, прежде всего, относят нормализацию критериев, определение принципа (схемы) выбора компромисс- ного решения (принципа оптимальности), учет приоритета кри- териев. Нормализация критериев связана с возможностью соиз- мерения в различных единицах и масштабах измерения. После нормализации все критерии приводят к единому масштабу [0, 1]. Если требуется определить единственное наилучшее ре- шение, то необходимо множество всех допустимых решений сузить до множества Парето (множество недоминируемых ре- шений, компромиссное множество), а далее на этом множестве искать решение на основе некоторой принятой ЛПР схемы по- иска компромисса. Наиболее распространенными принципами компромиссных решений являются следующие: равномерности (равенства); уступки; свертывания критериев в один (например, взвешенной суммы); выделения главного критерия; задания це- левой точки (опорной или идеальной) [19, 20]. Данные вопросы рассматриваются в разделе 4. В случае если в процессе принятия решений участвуют не- сколько субъектов управления, взаимодействие которых определя- ется, в основном, взаимным влиянием их решений и эти решения в силу объективных и субъективных причин отличны друг от друга, то возникает необходимость в согласовании решений. Методы теории игр позволяют выбрать компромиссные решения в условиях конфликта либо разногласия, а также в ус- ловиях информационной недостаточности [24]. Исследовать организационную сторону процесса выработки коллективных решений, оценить важность используемой ин- формации в оценке альтернативных действий, приобрести на- выки согласования и принятия решения позволяют деловые иг- ры [3, 15]. 20 Этап 7. Формирование плана, реализация и оценка решения План реализации выбранного решения должен дать ответы на вопросы — кто и что должен делать, какими средствами и в какие сроки. Конкретизация решения по исполнителям может производиться путем решения задачи о назначениях исполните- лей на выполнение комплекса работ, по срокам и объектам ра- бот — методами сетевого планирования и управления (СПУ) [25]. Конкретизация ресурсного обеспечения может быть осу- ществлена путем решения задачи распределения ресурсов мето- дами математического программирования. Решение может оказаться недейственным по причине срыва плана его реализации. Поэтому контролирование и регулирова- ние хода действий решения занимает важное место в процессе управления. Как правило, это регулирование осуществляется на базе методов СПУ. Оценка эффективности решения складывается из оценки качества самого решения и оценки качества исполнения. По- скольку управленческие решения влияют на социальную среду, производственную и финансовую деятельность, то для всесто- ронней оценки эффективности решений необходимо произво- дить социологический, производственный, финансовый анализ последствий этих решений. В заключение настоящего раздела следует отметить, что приведенная последовательность этапов разработки управлен- ческих решений отражает, в основном, рациональную последо- вательность действий ЛПР. В действительности процесс разра- ботки решений является более сложным и не всегда строится по приведенной схеме. Реальный процесс допускает определенную параллельность выполнения этапов и процедур, кроме того, при выполнении той или иной процедуры по мере получения новой и дополнительной информации возникает необходимость кор- ректировки предшествующих процедур. Из приведенных рекомендаций разработки управленческих решений следует, что все этапы процесса принятия сложных решений допускают использование строгих математических ме- тодов в сочетании с субъективными предпочтениями ЛПР и экспертов. Таким образом, вопросы автоматизации процесса разработки решений становятся все более актуальными, тре- 21 бующими широкого применения компьютерных систем под- держки решений в практике управления [15, 29, 39]. 1.3 Постановка задачи разработки управленческих решений В качестве основных принципов разработки и принятия управленческих решений ряд авторов выделяют следующие [6, 8, 9, 45]: 1) целевой направленности. Если цель действия отсутству- ет, принятие обоснованных решений становится невозможным; 2) вариантности решений. Предполагают, что поиск реше- ния осуществляется из альтернативного множества решений, при этом поступок «ничего не делать» рассматривается как ва- риант решения (нулевая альтернатива); 3) обоснованности решений. Мотивы выбора решений долж- ны иметь измерительную, расчетную основу. Для оценки реше- ний необходимо сформулировать систему показателей, характе- ризующих их качество и, главным образом, четко определяю- щих степень достижения сформулированных целей и затраты ресурсов; 4) рациональности использования средств обоснования ре- шений. Мыслительная деятельность человека в процессе приня- тия управленческих решений может быть усилена за счет ра- ционального применения формальных (логических, математиче- ских) методов и технических средств; 5) персональной ответственности. Если ЛПР в задаче ПР выполняет основную роль, то эксперты выполняют вспомога- тельную роль. ЛПР несет ответственность за принимаемое ре- шение, эксперты — за свои рекомендации. В общем случае предпочтения экспертов могут не совпадать с предпочтениями ЛПР. Использование знаний и опыта экспертов позволяет глуб- же разрабатывать решения, уменьшая неопределенность и веро- ятность принятия неоптимальных решений; 6) непротиворечивости решения. Решение должно быть всесторонне согласованным как с внутренними, так и с внешни- ми обстоятельствами, а также предшествующими и предстоя- щими решениями; 22 7) правомочности решения. Оно должно опираться на тре- бования правовых актов, нормативных документов, указаний и распоряжений руководителей, а также учитывать обязанности и права как руководителей, так и подчиненных; 8) конкретности решения. Оно должно быть конкретизиро- вано как во времени, так и в пространстве, т.е. отвечать на во- просы — кто, как, когда и где реализует решение. По форме ре- шения должны быть достаточно полными и четкими. Все эти принципы могут быть соблюдены, если уменьшение неопределенности в задаче разработки управленческих решений осуществляется последовательными этапами [6]: структуризаци- ей, характеризацией, оптимизацией. |