Информационные системы поддержки принятия решения Лекция 7

План 1. Назначение и краткая характеристика систем поддержки принятия решений (СППР)2. Эволюция СППР 3. Информационная технология поддержки принятия решений как итерационный процесс; 4. Основные компоненты систем принятия решений 5. Типы СППР6. Классификации СППР7. Области применения СППР

1. Назначение и краткая характеристика систем поддержки принятия решений (СППР) Системы поддержки принятия решений и соответствующая им информационная технология появились усилиями в основном американских ученых в конце 70-х начале 80-х гг., чему способствовали широкое распространение персональных компьютеров, стандартных пакетов прикладных программ, а также успехи в создании систем искусственного интеллекта.

Назначение и краткая характеристика систем 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.

Определение СППР СППР - это компьютеризированные помощники, поддерживающие руководителя в преобразовании информации в эффективные для управляемой системы действия.

Качества СППР 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. 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.

Человеко-машинная процедура принятия решений с помощью СППР представляет собой циклический процесс взаимодействия человека и компьютера. Цикл состоит из фазы анализа и постановки задачи для компьютера, выполняемой (ЛПР), и фазы оптимизации (поиска решения и выполнения его характеристик), реализуемой компьютером.

Цель СППР При этом, естественно, роль СППР не в том, чтобы заменить руководителя, а в том, чтобы повысить его эффективность. 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.

Таким образом, можно отметить, что СППР обеспечивают следующее: 1. Помогают произвести оценку обстановки (ситуаций), осуществить выбор критериев и оценить их относительную важность. 2. Генерируют возможные решения (сценарии действий). 3. Осуществляют оценку сценариев (действий, решений) и выбирают лучший. 4. Обеспечивают постоянный обмен информацией об обстановке принимаемых решений и помогают согласовать групповые решения. 5. Моделируют принимаемые решения (в тех случаях, когда это возможно). 6. Осуществляют динамический компьютерный анализ возможных последствий принимаемых решений. 7. Производят сбор данных о результатах реализации принятых решений и осуществляют оценку результатов.

2. Эволюция СППР В настоящее время выделяют три класса СППР в зависимости от сложности решаемых задач и областей применения: СППР 1 классаСППР 2 классаСППР 3 класса

СППР первого класса 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 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 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.

3. Информационная технология поддержки принятия решений как итерационный процесс Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют: система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления; человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Информационная технология поддержки принятия решений как итерационный процесс

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. Дополнительно к этой особенности информационной технологии поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличительных характеристик: ориентация на решение плохо структурированных (формализованных) задач; сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с возможностями математических моделей и методами решения задач на их основе; направленность на непрофессионального пользователя компьютера; высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особенностям имеющегося технического и программного обеспечения, а также требованиям пользователя

4. Основные компоненты систем принятия решений В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером

База данных База данных играет в информационной технологии поддержки принятия решений важную роль. Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей

Источники данных и их особенности Внутренние данные фирмы, например: данные о движении персонала, инженерные данные и т.п., которые должны быть своевременно собраны, введены и поддержаны Внешние данные, например данные о конкурентах и т.д.ъ Документы, включающих в себя записи, письма, контракты, приказы и т.п

База моделей Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений.

Классификация моделей по цели использования, области возможных приложений, способу оценки переменных и т. п

По цели использования модели подразделяются на: оптимизационные, связанные с нахождением точек минимума или максимума некоторых показателей (например, управляющие часто хотят знать, какие их действия ведут к максимизации прибыли или минимизации затрат), описательные, описывающие поведение некоторой системы и не предназначенные для целей управления (оптимизации).

По способу оценки модели классифицируются на детерминистские, использующие оценку переменных одним числом при конкретных значениях исходных данных, стохастические, оценивающие переменные несколькими параметрами, так как исходные данные заданы вероятностными характеристиками.

По области возможных приложений модели разбираются на специализированные, предназначенные для использования только одной системой, универсальные- для использования несколькими системами

В системах поддержки принятия решения база моделей состоит из: стратегических моделейтактических моделейоперативных моделей математических моделей

Стратегические модели используются на высших уровнях управления для установления целей организации, объемов ресурсов, необходимых для их достижения, а также политики приобретения и использования этих ресурсов. Они могут быть также полезны при выборе вариантов размещения предприятий, прогнозировании политики конкурентов и т.п. Для стратегических моделей характерны значительная широта охвата, множество переменных, представление данных в сжатой агрегированной форме. Часто эти данные базируются на внешних источниках и могут иметь субъективный характер. Горизонт планирования в стратегических моделях, как правило, измеряется в годах. Эти модели обычно детерминистские, описательные, специализированные для использования на одной определенной фирме.

Тактические модели применяются управляющими среднего уровня для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов. Среди возможных сфер их использования следует указать: финансовое планирование, планирование требований к работникам, планирование увеличения продаж, построение схем компоновки предприятий. Эти модели применимы обычно лишь к отдельным частям фирмы (например, к системе производства и сбыта) и могут также включать в себя агрегированные показатели. Временной горизонт, охватываемый тактическими моделями, от одного месяца до двух лет. Здесь также могут потребоваться данные из внешних источников, но основное внимание при реализации данных моделей должно быть уделено внутренним данным фирмы. Обычно тактические модели реализуются как детерминистские, оптимизационные и универсальные.

Оперативные модели используются на низших уровнях управления для поддержки принятия оперативных решений с горизонтом, измеряемым днями и неделями. Возможные применения этих моделей включают в себя ведение дебиторских счетов и кредитных расчетов, календарное производственное планирование, управление запасами и т.д. Оперативные модели обычно используют для расчетов внутрифирменные данные. Они, как правило, детерминистские, оптимизационные и универсальные (т.е. могут быть использованы в различных организациях).

Математические модели состоят из совокупности модельных блоков, модулей и процедур, реализующих математические методы. Сюда могут входить процедуры линейного программирования, статистического анализа временных рядов, регрессионного анализа и т.п. от простейших процедур до сложных ППП. Модельные блоки, модули и процедуры могут использоваться как поодиночке, так и комплексно для построения и поддержания моделей

Система управления интерфейсом язык пользователя; язык сообщений компьютера, организующий диалог с пользователем; знания пользователя

Язык пользователя - это те действия, которые пользователь производит в отношении системы путем использования возможностей клавиатуры; электронных карандашей, пишущих на экране; джойстика; "мыши"; команд, подаваемых голосом, и т.п.

Язык сообщений - это то, что пользователь видит на экране монитора (символы, графика, цвет), данные, полученные на принтере, звуковые выходные сигналы и т.п. Важным измерителем эффективности используемого интерфейса является выбранная форма диалога между пользователем и системой

Знания пользователя - это то, что пользователь должен знать, работая с системой. К ним относятся не только план действий, находящийся в голове у пользователя, но и учебники, инструкции, справочные данные, выдаваемые компьютером. Совершенствование интерфейса системы поддержки принятия решений определяется успехами в развитии каждого из трех указанных компонентов

5. Типы СППР Сосредоточенные Распределенные

Сосредоточенные СППР Сосредоточенные СППР представляют собой систему поддержки решений, установленную на одной вычислительной машине. Они проще, чем распределенные системы, так как в них отсутствует проблема обмена информацией.

Возможны следующие типы сосредоточенных СППР: Решение в автоматическом режиме принимает система принятия решений, состоящая из одного узла. Такая система включает в себя ЭВМ, систему автоматического и/или ручного ввода информации и средства представления решения (возможно стандартное устройство вывода). Примером такой системы может быть система тушения пожара на каком-нибудь особо опасном объекте. Решение принимает специалист, имеющий в своем распоряжении СППР. Система может включать в себя экспертные системы, моделирующие программы, средства оценки принятых решений и т. д

Распределенные СППР могут быть распределены пространственно и/или функционально

Пространственно и функционально распределенные СППР состоят из локальных СППР, расположенных в связанных между собой узлах вычислительной сети, каждый из которых может независимо решать свои частные задачи, но для решений общей проблемы ни одна из них не обладает достаточными знаниями, информацией и ресурсами (или некоторых из этих составляющих)

Функционально распределенные системы состоят из нескольких экспертных систем (или СППР), связанных между собой информационно или установленных на одной вычислительной машине (пространственно они сосредоточены).

Необходимо особо отметить очень распространенный класс систем - иерархические системы поддержки принятия решении (ИСППР). Иерархические вычислительные системы поддержки принятия решений состоят из экспертных систем или систем поддержки принятия решений, распложенных в узлах, связанных между собой вычислительной сетью. С точки зрения принятия решений узлы неравноправны.

Самый простой пример такой системы - это система, состоящая из подсистем Wi, W 2,..., Wn и одной подсистемы Wo второго (более высокого) уровня. Цель подсистемы Wo - влиять на низшие подсистемы таким образом, чтобы достигалась общая цель, заданная для всей системы. Такая система может служить в качестве элементарного блока при построении более сложных систем.

Распределенные СППР могут иметь следующие модификации: 1. Решение предлагают несколько экспертных систем, находящиеся в одном узле, но оценивающие, ситуацию с разных "точек зрения". Они могут предложить различные решения, которые должен откорректировать и согласовать специалист, сидящий за дисплеем узла. 2. Решение предлагают несколько экспертных систем, находящихся в различных узлах вычислительной сети. В силу того, что они тоже могут подходить компьютер решению с разных "точек зрения", могут быть предложены различные решения, которые теперь уже должны будут согласовывать специалисты, находящиеся, возможно, в различных узлах сети. Если один из узлов передал не одно, а несколько решений, то ситуация принципиально не меняется. 3. Решение предлагают несколько специалистов, сидящих за дисплеями различных узлов вычислительной сети. Они все должны будут согласовывать принятие окончательного решения.

6. Классификации СППР По назначению На уровне пользователя На концептуальном уровне На техническом уровне В зависимости от функционального наполнения интерфейса системы

По назначению системы поддержки принятия решений делятся на: оперативныестратегические

Оперативные СППР предназначены для немедленного реагирования на изменения текущей ситуации в управлении финансово-- хозяйственными процессами компании. Они получили название «Информационных Систем Руководства» (Executive Information Systems, ИСР).

Оперативные СППР По сути, они представляют собой конечные наборы отчетов, построенные на основании данных из транзакционной информационной системы предприятия, адекватно отражающей в режиме реального времени основные аспекты производственной и финансовой деятельности.

Стратегические СППР ориентированы на анализ значительных объемов разнородной информации, собираемых из различных источников. Важнейшей целью этих СППР является поиск наиболее рациональных вариантов развития бизнеса компании с учетом влияния различных факторов, таких как конъюнктура целевых для компании рынков, изменения финансовых рынков и рынков капиталов, изменения в законодательстве и других аспектах.

Стратегические СППР Стратегические СППР предполагают достаточно глубокую проработку данных, специально преобразованных так, чтобы их было удобно использовать в ходе процесса принятия решений. Неотъемлемым компонентом СППР этого уровня являются правила принятия решений, которые на основе агрегированных данных дают возможность менеджерам компании обосновывать свои решения, использовать факторы устойчивого роста бизнеса компании и снижать риски

На уровне пользователя Haettenschwiler (1999) делит СППР на: пассивные,активные кооперативные СППР

Пассивной СППР называется система, которая помогает процессу принятия решения, но не может вынести предложение, какое решение принять.

Активная СППР может сделать предложение, какое решение следует выбрать

Кооперативная СППР позволяет ЛПР изменять, пополнять или улучшать решения, предлагаемые системой, посылая затем эти изменения в систему для проверки. Система изменяет, пополняет или улучшает эти решения и посылает их опять пользователю. Процесс продолжается до получения согласованного решения.

На концептуальном уровне Power (2003) отличает СППР, управляемые сообщениями (Communication--Driven DSS), СППР, управляемые данными (Data- -Driven DSS), СППР, управляемые документами (Document--Driven DSS), СППР, управляемые знаниями (Knowledge--Driven DSS) СППР, управляемые моделями (Model--Driven DSS).

СППР, управляемые моделями, характеризуются в основном доступ и манипуляции с математическими моделями (статистическими, финансовыми, оптимизационными, имитационными).

Управляемая сообщениями (Communication-- Driven DSS) (ранее групповая СППР -- GDSS) СППР поддерживает группу пользователей, работающих над выполнением общей задачи.

СППР, управляемые данными (Data-- Driven DSS) или СППР, ориентированные на работу с данными (Data--oriented DSS) в основном ориентируются на доступ и манипуляции с данными

СППР, управляемые документами (Document--Driven DSS), управляют, осуществляют поиск и манипулируют неструктурированной информацией, заданной в различных форматах.

СППР, управляемые знаниями (Knowledge--Driven DSS) обеспечивают решение задач в виде фактов, правил, процедур.

На техническом уровне Power (1997) различает СППР всего предприятия настольную СППР.

СППР всего предприятия подключена к большим хранилищам информации и обслуживает многих менеджеров предприятия

Настольная СППР -- это малая система, обслуживающая лишь один компьютер пользователя.

В зависимости от функционального наполнения интерфейса системы выделяют два основных типа СППР: EISDSS

EIS (Execution Information System) - информационные системы руководства предприятия. Эти системы ориентированы на неподготовленных пользователей, имеют упрощенный интерфейс, базовый набор предлагаемых возможностей, фиксированные формы представления информации. EIS--системы рисуют общую наглядную картину текущего состояния бизнес показателей работы компании и тенденции их развития, с возможностью углубления рассматриваемой информации до уровня крупных объектов компании.

DSS (Desicion Support System) - полнофункциональные системы анализа и исследования данных, рассчитанные на подготовленных пользователей, имеющих знания как в части предметной области исследования, так и в части компьютерной грамотности.