Общее описание проблемы принятия решений при

Общее описание проблемы принятия решений
при исследовании эффективности технических систем
1.ПРОБЛЕМА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
Проблема принятия решения связана с выбором направления (варианта) действий для достижения цели операции. Для этого необходимо решить
ряд типовых задач, подготавливающих основное решение. Эти задачи и принимаемые по ним частные решения носят вспомогательный характер.
Проблема принятия решений при исследовании эффективности технических систем рассматривается в данной главе как проблема информационного взаимодействия типовых задач и формирования на их основе элементов модели проблемной ситуации с целью выработки в конечном итоге
научно обоснованного решения.
В широком смысле решение есть процесс выбора одного (рационального) варианта действий или некоторого их подмножества из множества
возможных. В узком смысле решение есть результат конкретного выбора
варианта действий. Такой выбор осуществляет ЛПР, которое наделено
определенными правами и полномочиями и несет всю полноту ответственности за последствия принимаемых решений.
Для того чтобы решить проблему, стоящую перед ЛПР, необходимо
представить ее в виде одной или нескольких задач. Переходным этапом от .
проблемы к постановке формальных задач является проблемная ситуация, в
ходе которой вербальная цель разбивается на подцели (задачи) и устанавливаются общие ограничения.
Пример 1. Анализируя проблему повышения рентабельности предприятия, ЛПР декомпозирует ее, например, следующим образом: «Повысить
качество продукции. Снизить себестоимость продукции. При этом общие
затраты на эти мероприятия не должны превосходить имеющихся средств».
Результатом анализа проблемной ситуации , является формальная постановка задачи, которая указывает, каких результатов, в каких условиях и к
какому сроку достичь.
Пример 2. «К четвертому кварталу следующего года повысить покупательную способность товаров не менее чем на 20%, снизить их себестоимость не менее чем на 5%; при этом суммарные затраты не должны
превосходить 20 тыс. руб.».
В этом случае показателем качества продукции является уровень покупательной способности товаров.
Поставленная задача может быть решена различными способами.
Допустимые способы (в смысле наложенных ограничений) образуют
множество стратегий (альтернатив).
Пример 3. Стратегиями в примере 2 могут являться: закупка в пределах выделенных ассигнований более качественного сырья, формирование
премиального фонда за дополнительно реализованную продукцию, модер1
низация оборудования, повышение квалификации рабочих, сокращение
управленческого аппарата, закупка лицензий и др.
Каждая из указанных стратегий является чистой стратегией в том
смысле, что именно на ее реализацию расходуются все имеющиеся средства.
Описание проблемы принятия решений
Если же указанные средства делятся в определенной пропорции между чистыми стратегиями, то такие сложные стратегии также входят в множество допустимых альтернатив.
Каждая из допустимых альтернатив обеспечивает, как правило, различный уровень решения поставленных задач. Например, имеются две альтернативы, приводящие к исходам операции со значениями показателей
покупательной способности, себестоимости и затрат соответственно (25
% , 6 %, 9000 р.) и (29%, 8%, 15000 р.). Указать, какая лучше из них, может
лишь конкретное ЛПР применительно к понимаемой именно им данной
задаче и именно в данный момент времени (сейчас и сегодня, а не завтра
и потом). Это означает, что при выборе решения необходимо использовать
помимо указанной еще и дополнительную информацию о предпочтениях
ЛПР, его отношении к риску (из-за неопределенности условий проведения операции), об интересах других субъектов операции. Информация о
предпочтениях (т. е. о представлениях ЛПР о «лучшем» и «худшем» на
множествах целей, задач, условий, способов и исходах операций) может
иметь качественный или количественный характер. Так, мнение ЛПР о
том, что увеличение одних показателей вносит больший вклад в достижение цели операции по сравнению с изменением других, является качественной информацией об относительной важности показателей. Если же
ЛПР может количественно оценить, насколько изменение одного показателя может быть компенсировано соответствующим изменением других,
или же во сколько раз один показатель важнее другого, то такая информация
о предпочтениях относится к количественной. Например, ЛПР может указать, что увеличение покупательной способности на 1 % эквивалентно снижению себестоимости продукции на 0,5 % в достаточно узкой области значений оцениваемых показателей.
В общем случае исход операции является неопределенным. Это вызвано неопределенностью условий проведения операции и действием факторов различной природ. Получение значений показателей, характеризующих
тот или иной исход операции, связано с решением задачи моделирования
операции.
Проблема исследования эффективности операции с целью выработки
решения включает три взаимосвязанных процесса (этапа): постановку задачи, получение результатов и анализ результатов.
Вопросы принятия решений, относящиеся к "Постановке задачи, связаны со структуризацией исходной информации о проблеме, анализом не2
определенностей, формированием исходного множества стратегий, выбором
показателя и критерия множества стратегий носит циклический характер,
предполагающий возврат к «старому» на более высоком уровне в случае выявления противоречий на одном из приведенных этапов.
Модель предпочтений есть формализованное представление ЛПР о
«лучшем» и «худшем» среди элементов некоторого множества. С помощью
этой модели решаются важные частные задачи, связанные с формированием
исходного множества альтернатив, выделением существенных факторов,
определяющих условия проведения операции, построением моделей , выбором характеристик исходов, построением на их основе частных показателей
эффективности, их агрегированием в некоторый обобщенный показатель,
установлением критерия и т. д.
Во многих практических случаях оказывается, что априорное задание
одного из основных критериев эффективности (пригодности, оптимальности, адаптивности) приводит к выделению, как правило, некоторого множества «нехудших» альтернатив. В этом случае для однозначного выбора лучшей альтернативы необходимо формирование составного критерия - решающего правила, включающего как формальные, так и неформальные предписания по вынесению суждения. Это решающее правило и задается элементами модели предпочтений.
Решение этого вопроса связано с уровнем общетеоретических и конструкторских разработок, с прогнозом их развития. Кроме того, в множество
включаются только те альтернативы, которые удовлетворяют ограничениям
по затратам, качественно оцениваемым ЛПР и экспертами. Причем эти затраты включают также средства, выделяемые на дополнительные исследования, обеспечивающие готовность альтернативы к заданному сроку начала
операции.
Описание проблемы принятия решений
1. Методы решения основных классов задач
Факторы
АF
AE
Л?
Л?
Показатель эффективности
Скалярный
Векторный
Методы математического
граммирования
Методы стохастического
граммирования
про- Методы принятия решений в
условиях определенности
про- Методы принятия решений в
условиях стохастической неопределенности
Методы решения игр с «природой»
Методы решения матричных игр Методы решения биматричных
игр со строгим и нестрогим соперничеством
Классификация задач принятия решений в конфликтных ситуациях
3
проведена только по виду показателя эффективности и не учитывает структуру множеств стратегий игроков (конечное, бесконечное).
Задачи принятия решений в условиях определенности (детерминированные задачи), характеризуются наличием полной и достоверной информации о проблемной ситуации, целях, ограничениях и последствиях принимаемых решений. В этих задачах относительно каждой стратегии заранее, до
проведения операции, известно, что она неизменно приводит к некоторому
конкретному исходу (результату).
Задачи принятия решений в условиях неопределенности подразделяются в свою очередь на задачи в условиях стохастической и нестохастической неопределенности, а последние —- на задачи принятия решении в условиях природной и поведенческой неопределенности.
По способу описания неопределенностей нестохастического, характера
различают задачи принятия решений в четкой и нечеткой постановке.
Характерная особенность всех задач принятия решений в условиях
неопределенности состоит в том, что исход операции зависит кроме стратегий оперирующей стороны и фиксированных факторов также от неопределенных факторов, не подвластных оперирующей стороне и не известных ей в
момент принятия решения (или известных с недостаточной точно
Классификация задач принятия решений
оказывается,, связанной с множеством возможных исходов операции, что
существенно осложняет процесс выработки решения.
По признаку зависимости элементов модели проблемной ситуации от
времени различают статические и динамические задачи принятия решений.
Динамические задачи значительно сложнее статических, поскольку
некоторые элементы динамических задач принятия решений зависят от
функций времени, описывающих поведение динамических объектов, участвующих в операции.
Классификация задач принятия решений по перечисленным признакам приводит к различным комбинациям типов задач. Например, некоторая
задача может быть классифицирована как статическая векторная задача
группового принятия решений в условиях определенности. Возможны и
другие комбинации.
Задачи принятия решений
Задача анализа неопределенности
Решение этой задачи требует привлечения и анализа информации, получаемой на основе аналогий, исторического опыта, экспериментальных и
статистических данных, результатов экспертиз. Особенностью данной задачи
является применение для ее решения как формальных, так и неформальных
4
(эвристических) методов. Тем не менее эта задача может успешно решаться
лишь в том случае, если будут созданы мощные базы данных и базы знаний
на основе современной информационно-вычислительной техники.
Это позволит оперативно получать, анализировать и обрабатывать
информацию, касающуюся природы неопределенных факторов, диапазонов
их изменения, априорного распределения вероятностей на них, психологических особенностей принятия решений другими субъектами исследуемой системы, типов взаимодействия между ними (нейтрализм, содействие, противодействие) и др.
К важнейшим задачам относятся задачи математической статистики,
касающиеся параметрического и непараметрического оценивания, идентификации, кластеризации, прогнозирования. Класс применяемых методов
решения этих задач широк и достаточно хорошо разработан. Например, по
существующим оценкам только методов прогноза насчитывается свыше 150.
К ним относятся, прежде всего, морфологический, корреляционный, регрессионный, факторный и спектральный анализ, аппарат цепей Маркова, метод группового учета аргументов, методы распознавания образов и др.
2. Модели проблемной ситуации.
Проблемные ситуации изучаются по меньшей мере с середины XIX
столетия, когда предметом обследований стали аномалии общественного
развития. Проблемность ситуации определяется более или менее напряженным несоответствием индивидуальных или групповых ожиданий среде жизнедеятельности.
Вопрос о причине проблемных ситуаций остается неясным - они могут
возникать вследствие ухудшения среды, но могут порождаться и самим
субъектом. Хотя проблемные ситуации различаются разной степенью
сложности, например, могут включать несколько значимых проблем, они
достаточно типичны, чтобы описать их с помощью стандартных наборов
переменных. В понятие проблемной ситуации включаются также представление о ресурсах, необходимых для достижения цели, техники решения
задач.
Для исследования проблемных ситуаций необходима, прежде всего,
разработка концептуальной модели проблемной ситуации как объекта исследования. Т.М. Дридзе предложено понятие "жизненной ситуации" как
совокупности значимых событий и обстоятельств, оказывающих влияние на
мировосприятие и поведение в определенный период жизненного цикла
индивида. Жизненная ситуация становится "проблемной" только тогда, когда нарушается упорядоченность течения жизни, а необходимость решать ту
или иную проблему (или несколько проблем одновременно) требует от человека повышенной целенаправленной активности, выработки жизненно
важных решений, создавая при этом определенные "моменты напряженности". Принципиальным здесь является то обстоятельство, что проблемная
жизненная ситуация охватывает все значимые проблемы индивида и влияю5
щие на них жизненные условия. Остается неясным критерий возникновения
проблемности, поскольку напряженность в той или иной мере присуща
всем жизненным ситуациям, требующим принятия решения.
Для описания полной (комплексной) проблемной ситуации предложено три операциональных модели.
1. Структурно-факторная модель задает перечень характеристик
индивида и условий его жизни, способствующих возникновению или решению проблем. Модель включает характеристики индивида, элементов среды,
с которыми он взаимодействует и особенностей взаимодействия индивида со
средой. Эти компоненты представлены в трех "измерениях", соответствующих реальному, воспринимаемому и желательному их состоянию.
Фактическое состояние: предметно-вещная среда; социальное
окружение индивида; его статусные, демографические, психологические и физические характеристики; модели поведения в различных ситуациях; индивидуальные потребности и ценности.
Воспринимаемое состояние: мнения, установки, ценности и т.п.
Желательное состояние: представления о наиболее благоприятных,
по мнению индивида, жизненных условиях, на достижение которых, в
частности, может быть направлено стремление к разрешению проблем.
Сами проблемы присутствуют в данной модели в латентной форме
как неудовлетворительное с точки зрения носителя ситуации состояние
некоторых ее элементов. При этом очевидно, что далеко не все не удовлетворяющие человека жизненные аспекты представляют собой проблемы. Наличие или отсутствие у себя проблем определяет сам респондент на
соответствующем этапе опроса.
2. Структурно-функциональная модель индивидуальной проблемной ситуации состоит из двух частей. Первая часть представляет собой
подробное описание всех рассматриваемых проблем, их характеристик,
основных факторов, влияющих на возникновение и решение проблем. Вторая часть модели содержит описание ситуации в целом: общая характеристика проблем и провоцирующих их факторов, структуры ресурсов, стратегии "выживания", структуры межпроблемных связей и т.п.
3. Интегрированная модель, построенная на базе двух предыдущих,
состоит из трех частей. Первые две части аналогичны соответствующим
частям структурно-функциональной модели, но здесь они представлены с
позиции исследователя. В третьей части содержатся характеристики
проблемной ситуации и отдельных ее сторон в "приведенном" виде, то
есть с отнесением каждой из составляющих этой части модели к определенному типу (тип проблемного комплекса, тип стратегии выхода из ситуации, тип личности и жизненных условий как составляющих базу для возникновения проблем, тип структуры ресурсов и прочее).
Каждой из проблемных ситуаций соответствуют "стратегии выхода".
Во-первых, могут использоваться все имеющиеся средства, так сказать, "широким фронтом". В этом случае все проблемы по возможности решаются одновременно, психологические барьеры, "отсекающие" какие6
либо из доступных способов, игнорируются.
Во-вторых, используется только часть имеющихся средств. Это
может быть вызвано неприемлемостью некоторых доступных средств решения проблем или их непривычностью, "разумным ограничением", при котором человек сознательно отказывается от удовлетворения определенных потребностей ради более важных например, отказывается от высокооплачиваемой, но непривычной работы.
В-третьих, может проявляться полная пассивность в решении проблем
в надежд что они решатся сами собой, либо в связи с их реальной или
воображаемо неразрешимостью.
В-четвертых, наблюдается отказ от решения проблем в связи с опасениями, что возникнут новые, еще более сложные.
Таблица. Типы проблем
Временная локализация:
В будущем
В настоящем
В прошлом
Способы решения
известны
Проблемы-цели
Проблемы-заботы
Способы решения
неизвестны
проблемы-тревоги; мечты
собственно проблемы
проблемы-переживания
Проблемы-цели - имеется реальная цель, индивид может достичь
ее при определенных усилиях.
Проблемы-заботы - имеется текущая задача, не предполагающая
выхода за пределы сложившейся ситуации.
Проблемы-тревоги - человек опасается чего-либо, но его влияние на
ситуацию весьма ограниченно, результат непредсказуем.
Проблемы-мечты - желаемая ситуация представляется достаточно отчетливо, НО возможности ее достижения незначительны.
Неразрешимые проблемы в узком смысле слова - сложившаяся ситуация нежелательна, но как ее исправить - неизвестно.
Проблемы-переживания - определенной цели нет, трудности связан преимущественно с потерями в прошлом и необходимостью эмоциональной адаптации.
Для построения весового индекса каждого типа проблем используются
различив сочетания показателей:
1. Сочетание следующих показателей дает интегративный показатель значимость проблемы.
Острота проблемы - отражает эмоциональное отношение респондента
к проблеме - пятибалльная шкала с позициями от "эта проблема делает мою
жизнь невыносимой"; "эта проблема в какой-то степени даже мобилизует
меня";
Важность проблемы - отражает рациональную оценку респондентом
значимости проблемы - пятибалльная шкала с позициями от "жизненно
важно" до "желательно.
7
2. Интегративный показатель - разрешимость проблемы, конструируемый из таких показателей как:
Вероятность решения проблемы, возможность воздействовать на
решение проблемы, цена решения проблемы (в различных сочетаниях), трех и пятибалльные шкалы. На основе данных показателей создаются матрицы сопряженности шкальных оценок.
На основании весов отдельных проблем, входящих в проблемную ситуацию, количества проблем с определенным весом и результатов определяется вес, или степень "тяжести" проблемной ситуации в целом. Измерение степени тяжести проблемной ситуации много сложнее измерения веса
отдельных проблем, так как зависит не только от последних, но и от ряда
других причин, - в частности, от общего тонуса человека, его жизненной философии в целом и т.д.
Кроме того, комплексная проблемная ситуация может содержать ряд
проблем, некоторые из которых имеют столь общий характер, что часто
воспринимаются человеком не как проблемы, а как общий неудовлетворительный жизненный фон, являющийся, тем не менее, одной из составляющих общей проблемной ситуации.
Для изучения проблемной ситуации населения на определенной территории разрабатывались различные модификации социально-средовой
многоступенчатой выборки. Учитывались следующие средовые факторы:
- принадлежность территории определенному органу управления (например,
РЭУ);
- характеристики "комфортности" различных участков территории
(экологическое состояние, обеспеченность предприятиями социальной
инфраструктуры, транспортная доступность);
- характеристики жилого фонда (этажность, материал, состояние, время постройки);
- принадлежность домов (муниципальные, кооперативные, ведомственные, частные).
Кроме того, учитывались дополнительные характеристики территории,
связанные с экстремальными ситуациями и провоцирующие социальную
напряженность (при их наличии), такие, например, как строительство в
непосредственной близости от жилых домов, перепланировка территории,
отселение жителей и т.п.
Информация, необходимая для построения выборки на этих этапах,
как правило, легко доступна. Гораздо сложнее получить информацию о социально-демографическом составе населения. Изучение карточек прописки
и финансовых лицевых счетов жителей района - способ трудоемкий и малоэффективный. Не ко всем спискам жильцов есть доступ, особенно это
касается ведомственных и кооперативных домов (если только исследование
не заказано городскими или местными властями); информация о жильцах в
этих документах далеко не полная, в основном это демографические данные - состав семей, пол и возраст (в квартирах, приобретенных по договорам купли-продажи, нет и этого). Что касается данных об образовании,
8
профессионально-статусной и ведомственной принадлежности жителей,
то они, если и представлены, то, как правило, отражают ситуацию на момент
вселения семьи в квартиру, часто 20-40-летней давности. Особая осторожность требуется, если при подобном способе сбора данных самодеятельная "перепись населения" охватывает не всю совокупность домов на
обследуемой территории, но только некоторую выборку. Здесь велика возможность систематической ошибки, связанной, например, с ведомственным
заселением домов, временем их заселения и пр. Распространение на весь
район полученных таким образом данных проблематично.
Для описания групповых проблемных ситуаций населения обследуемых ареалов разработана модель социально-проблемного профиля территории.
В модели представлены: наиболее значимые и наиболее распространенные на данной территории типы индивидуальных проблем, прежде всего, социально значимых и привязанных к конкретному месту проживания,
их частоты, значимость для жителей, а также связи этих проблем с условиями жизни на территории, особенностями местного управления и, при наличии таковых, специфические для данного района "способы выживания"
населения (например, создание общественных организаций, борющихся за
права жителей и помогающих наиболее слабым членам сообщества).
Наконец, основной метод - исследование индивидуальных проблемных ситуаций с использованием формализованной анкеты, глубинного интервью и психологического тестирования.
4. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАДАЧ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
В основу классификации задач принятия решений могут быть положены различные системы признаков. Однако сложившаяся практика исследования эффективности технических систем показывает, что наиболее общими и
существенными признаками классификации являются: число лиц, принимающих решения; вид показателя эффективности; степень определенности информации о проблемной ситуации; зависимость элементов модели проблемной
ситуации от времени.
По признаку числа ЛПР различают задачи индивидуального и группового
принятия решений. Индивидуальные решения принимаются одним лицом, а
групповые коллективным органом (группой лип). При групповом выборе
решений определяющую роль играет задача согласования индивидуальных
предпочтений членов группы. Главное здесь объединить предпочтения отдельных лиц в единое мнение (групповое предпочтение).
В зависимости от вида используемого показателя эффективности задачи
принятия решений подразделяют на задачи со скалярным и векторным показателем, эффективности, которые часто еще называют соответственно скалярными и векторными задачами принятия решений.
По признаку степени определенности информации о проблемной ситуации
9
различают задачи принятия решении в условиях определенности и неопределенности.
Задача моделирования предпочтений.
При решении всех изложенных выше задач перед ЛПР стоит проблема
выбора объектов, подлежащих дальнейшему рассмотрению, из множества
имеющихся. Осуществляя такой выбор ЛПР руководствуется своей системой
предпочтений.
Эта система предпочтений может быть выявлена и измерена в ходе контрольного предъявления ЛПР объектов из ЛПР называется моделью предпочтений. Разработаны специальные методы моделирования предпочтений ЛПР,
использующие формальные и неформальные процедуры.
10