Система поддержки принятия решений

Система поддержки принятия решений(англ. Decision Support System, DSS) — СППР принципиально отличается от традиционных систем аналогичного назначения тем, что она ориентирована на конкретного пользователя, на его знания, его опыт и интуицию, его систему ценностей. В основу системы положено признание того факта, что процесс принятия решений носит субъективный характер. Под этим понимается следующее: если в одной и той же информационной среде различные пользователи принимают одинаковые решения, то такие решения будем называть объективными, т.к. они не зависят от индивидуальных особенностей их принимающего лица; напротив, если разные пользователи, обладающие одинаковой информацией, будут принимать не совпадающие между собой решения, то такие решения условимся считать субъективными, т.е. зависящими от личности пользователя. При этом в стороне остается вопрос о том, какой процент потенциальных пользователей поддерживает то или иное решение, равно как и вопрос о том насколько принимаемое решение хорошо или плохо. По существу это означает, что пользователь является полностью самостоятельным и действует на основании своих собственных знаний, опыта и интуиции. Естественно, что при этом не исключено привлечение любых экспертов и консультантов по его усмотрению. Таким образом, система СППР помогает пользователю найти решения, которые именно ему представляются наилучшими, но которые без ее помощи было бы трудно, или даже невозможно отыскать из-за очень большой сложности решаемой задачи.

Еще одна принципиальная особенность системы СППР связана с тем, что современные математические методы не позволяют осуществлять оптимизацию и ранжирование непосредственно на основе полной совокупности критериев и требуют предварительного сведения ее к единой числовой оценке (свертка). Различных формальных способов свертки достаточно много, и то, какой из них будет выбран, может существенно (а порой и нежелательно) повлиять на результаты оптимизации и ранжирования. Кроме того, свертка совокупности критериев в один обедняет процесс принятия решений в содержательном и информационном плане. Необходимо иметь в виду, что пользователь, будучи весьма компетентным, в своей области, вовсе не должен разбираться в том, какие алгоритмы свертки использованы в системе поддержки решений. А это значит, что решения, принятые разработчиком в процессе создания системы, могут оказывать на выбор альтернатив влияние, не контролируемое пользователем. Этот принципиальный недостаток традиционных систем поддержки решений, опирающихся на формальные методы свертки, в системе СППР сведен к минимуму. Достигается это за счет того, что пользователь в диалоге с системой сопоставляет между собой возможные значения совокупностей показателей, в соответствии с которыми он хочет принимать решения, и определяет их относительные предпочтительности. В результате таких сопоставлений в системе формируется функция предпочтений пользователя (ФП), на основе которой в дальнейшем выполняются операции оптимизации и ранжирования. Таким образом, формальная свертка критериев заменяется неформальной процедурой выявления предпочтений, результаты которой не зависят от разработчика и отражают индивидуальный подход пользователя к задаче.

Построенную функцию предпочтений можно рассматривать как модель пользователя. Однако, в отличие от традиционных экспертных систем, в СППР моделируется не плохо изученный процесс рассуждений некоего абстрактного человека, а "готовый продукт" рассуждений конкретного человека - пользователя системы. Все дальнейшие процедуры поиска наилучших решений будут ориентированы на его точку зрения, выраженную в форме ФП.

Так как с системой могут работать разные пользователи, в базе знаний системы хранятся функции их предпочтений, что позволяет в схожих задачах сопоставлять решения различных пользователей. Это равносильно получению экспертных суждений без непосредственного участия экспертов. Однако если пользователь того хочет, его ФП может быть недоступной для других лиц.

Система СППР может работать с процессами любой физической природы, т.е. она инвариантна по отношению к предметной области. В частности, она апробировалась и использовалась при решении следующих задач: оценка стратегических паритетов; выбор наилучшей системы спутниковой связи; ранжирование конкурсных проектов; оптимизация портфеля инвестиций и т.д.

С целью расширения возможностей системы и ее универсализации в СППР, помимо основного метода поддержки решений (на основе предпочтений пользователя), предусмотрено использование традиционных формальных методов оптимизации и ранжирования по векторному критерию. В данной версии реализован метод среднего взвешенного.

Одним из достоинств системы СППР является также то, что она не требует от пользователя никакой специальной подготовки. Достаточно минимальных навыков общения с компьютером.

История создания СППР

 

Возникновение и применение термина «Системы поддержки принятия решений» относится к 70-80-м годам XX в. Кроме этого, в последнее десятилетие этому термину придаются новые значения, что естественно связано с развитием информационных технологий (ИТ). Сам термин возник не на пустом месте. Понятия, вкладываемые в его смысл, существовали и ранее, но только с развитием ИТ он приобрел самостоятельное значение. Естественно, что составляющие его и предшествующие ему понятия сформировались еще раньше. Так, управление является одной из основ рассматриваемого нами вопроса, так как для него и создаются СППР.
История человечества показывает, что успех сопутствует ему в тех областях, где действия человека или групп людей с накоплением опыта приобретают признаки технологии, т.е. подчиняются выработанным ранее правилам. Развивая такие технологии, люди сохраняют опыт предшественников и их деятельность становится более эффективной. Только те люди или социальные сообщества (общины, государства, предприятия и т. п.) имели продолжительный успех, которые постоянно совершенствовали технологии Правления, создавали системы поддержки принятия решений в зависимости от меняющихся условий существования. Там, где совершенствование прекращалось, рано или поздно происходил упадок, вплоть до исчезновения самих общин, предприятий и даже государств.
Обычно историки приписывают крах любой системы переходом к авторитарному стилю управления ею. Только большие экономические депрессии XX в. заставили ученых и управленцев обратить внимание на технологизацию управления.
Одна из первых научных теорий управления представлена в работе М. А. Ампера [«Опыт о философии наук, или аналитическое изложение классификации всех человеческих знаний». — Ч. I — 1834 г., Ч. II — 1843 г.], где автор выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой. Б.Трентовский в статье «Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом» (1843) подтвердил эту идею [Ф. И. Перегудов, Ф.П.Тарасенко, 1989]. Далее наука о системах управления получила существенное продвижение в работах Н.Винера [1948, 1958]. Следующим крупным шагом стало создание общей теории систем Л.Бертанфи [1950], где дано определение кибернетики как науки об оптимальном управлении сложными динамическими системами. Современный «прорыв в незнаемое» в исследовании систем совершен бельгийской школой во главе с И. Пригожиным. В книге В.С.Диева «Философско-методологические аспекты» в разделе «Нечеткость в принятии решений» описана история вопроса. В последние десятилетия самостоятельной научной дисциплиной стала теория принятия решений, которая рассматривает процессы управления сложными системами различной природы. Место этой дисциплины в системе наук определить довольно трудно. Возникла она вследствие экономических и политических потребностей, но сегодня ее уже нельзя отнести только к экономической или политической науке. Современное управление является феноменом двадцатого столетия, и именно в последние девяносто лет оно стало самостоятельной научной дисциплиной. Значимость философско-методологического анализа проблем управления обусловлена и тем, что управление, являясь синтезом науки и искусства, знания и опыта, представляет широкое исследовательское поле для изучения человека, понимания его природы в различных ситуациях [В.С.Диев, 1997]. Основной функцией управления является принятие решений. В кратком виде методика и особенности принятия решений описаны О.И.Ларичевым [2001].
Особым направлением в развитии СППР можно считать и традиционное проектирование, и составление карт. Так, если взглянуть на карты с точки зрения управления, то можно сказать, что это и есть СППР, так как для красоты карты никто не строил – они всегда были утилитарны и создавались, в том числе и для целей управления. И даже первые карты — наскальные рисунки, где изображена окружающая местность с реками, пастбищами диких животных и лесами, были чисто утилитарными [К. А. Салищев, 1982]. Оперативные карты, скорее всего, строились вначале на песке, а уже позднее стали переноситься на твердые носители. Ситуационные карты военных сражений и планы походов широко применялись на практике. История картографии свидетельствует о том, что функция карт в СППР была и остается доминирующей. Парадокс заключен еще и в том, что эта часть СППР приобрела признаки самостоятельной области на много веков раньше, чем появилась отрасль науки, связанная с СППР.

Классификации СППР

Вопрос классификаций СППР на сегодняшний день является актуальным, продолжаются разработки новых таксономий. Рассмотрим две из них.

Ниже приведена классификация СППР по сходству некоторых признаков (D.J. Power, 2000).

• СППР, ориентированные на данные (Data-driven DSS, Data-oriented DSS);

• СППР, ориентированные на модели (Model-driven DSS);

• СППР, ориентированные на знания (Knowledge-driven DSS);

• СППР, ориентированные на документы (Document-driven DSS);

• СППР, ориентированные на коммуникации и групповые СППР (Communications-Driven Group DSS);

• Интер-организованные и Интра-организованные СППР (Inter-Organizational або Intra-Organizational DSS);

• Специфически функциональные СППР или СППР общего назначения (Function-Specific или General Purpose DSS);

• СППР на базе Web (Web-Based DSS).

В зависимости от данных, с которыми работают СППР, выделяют два основных их типа СППР: EIS и DSS.

EIS (Execution Information System) - информационная система Руководства, ИСР.

СППР этого типа являются оперативными, предназначенными для немедленного реагирования на текущую ситуацию. В большинстве они ориентированы на неподготовленного пользователя, потому имеют упрощенный интерфейс, базовый набор предлагаемых возможностей, фиксированные формы представления информации и перечень решаемых задач. Такие системы основаны на типичных запросах, число которых относительно невелико; отчеты, полученные в результате таких запросов, представляются в максимально удобном виде.

DSS (Decision Support System). К системам этого типа относят многофункциональные системы анализа и исследования данных. Они предполагают глубокую проработку данных, которую можно использовать в процессе принятий решений.

Системы этого типа, в отличие от EIS, рассчитаны на пользователей, имеющих как знания в предметной области, так и возможности использования современных компьютерных технологий. Этим системам присущи черты искусственного интеллекта, за счет В последнее время к СППР относят только второй тип, т.е. DSS.

Системы этого типа иногда называют динамическими, т.е. они должны быть ориентированы на обработку неожиданных (ad hoc) запросов. Поддержка принятия решений на основе накопленных данных может выполняться в трех базовых сферах.

1. Область детализированных данных (OLTP-системы).

Целью большинства таких систем является поиск информации, это так называемые информационно-поисковые системы. Они могут использоваться в качестве надстроек над системами обработки данных или как хранилища данных.

2. Сфера агрегированных показателей (OLAP-системы).

Задачами OLAP систем является обобщение, агрегация, гиперкубическое представление информации и многомерный анализ. Это могут быть многомерные СУБД или же реляционные базы с предварительной агрегацией данных.

3. Сфера закономерностей (Data Mining).

Такое деление систем на EIS и DSS не обязательно означает реализацию СППР одного из типов. Они могут существовать параллельно, когда каждая из систем предоставляет свои функции определенной категории пользователей.

Общая схема поддержки принятия решений включает:

• помощь ЛПР при оценке состояния управляемой системы и воздействий на нее; выявление предпочтений ЛПР;

• генерацию возможных решений;

• оценку возможных альтернатив, исходя из предпочтений ЛПР;

• анализ последствий принимаемых решений и выбор лучшего с точки зрения ЛПР.