В теории принятия решений можно выделить три группы методов: неформальные (эвристические), количественные и коллективные .
Первая группа методов основана на интуиции ЛПР, основанной на накопленном опыте и знаниях в конкретной предметной области. Можно сказать, что ЛПР выступает как некая интеллектуальная система поддержки принятия решения (СППР). В основе первой группы лежат субъективные суждения ЛПР. Достоинство этих методов - оперативность принятия; недостаток - отсутствие гарантии в надежности интуиции.
Наиболее дешевым и практически не требующим никакой предварительной подготовки является интуитивный метод, когда решение принимается по внутреннему убеждению, и, как правило, не сопровождается анализом альтернатив, или привлечением какой бы то ни было информации.
Само по себе понятие интуиции не имеет однозначного толкования и рассматривается психологами и специалистами в области высшей нервной деятельности либо как врожденный талант, либо как особый способ усвоения и мобилизации в нужный момент информации, присущей лишь отдельным личностям и проявляющийся в разные периоды жизни человека. Оба этих определения не противоречат друг другу, хотя и не объясняют причин наличия данной способности. Достоинствами интуитивного метода следует считать скорость принятия решения и низкую стоимость. К недостаткам следует отнести тот факт, что интуицией обладают далеко не все люди (высокоразвитая интуиция - это удел узкого круга лиц), что дает основание рассматривать ее как особого рода талант. Другой недостаток состоит в высокой степени риска принятия решения на основе интуиции.
Адаптивный методзаключается в том, что решение принимается по аналогии с решением уже однажды принятым. Достоинством этого метода является также его дешевизна и высокая степень определенности в случае принятия запрограммированных решений. Однако недостаток этого метода заключается, во-первых, в том, что не всегда рассматриваемая ситуация совпадает с той, в которой данное решение являлось успешным, во-вторых, трафаретный подход к решению проблемы не позволяет во многих случаях продвинуться вперед и решить новую возникшую проблему.
Количественные методы базируются на научном подходе: системном анализе, исследовании операций, теории игр, имитационном моделировании, вероятностных и статистических моделях, нечетких множествах, теории графов и т. д. В этой группе методов предполагается выбор оптимальных решений путем предварительного сбора и обработки достаточно большого объема информации. Однако существуют приближенные подходы (см. п. п. 5.2, 5.3), доступные для широкого использования.
Теория игр и статистических решений признана как математическая теория конфликта, а точнее это метод, который позволяет разрабатывать как статические, так и динамические модели принятия решений при известном наборе стратегий противников. Положенные в ее основу модели подразумевают рациональное поведение участников конфликта. В реальных же ситуациях поведение одной из сторон может представляться для другой иррациональным. На самом деле, такая кажущаяся иррациональность - это результат неопределенности знаний о противоборствующей стороне. Априорная дефиниция возможных стратегий практически недостижима, те стратегии, которые лежат на поверхности в конфликте представляют наименьшую ценность - главная задача сторон обнаружить скрытые возможности (выявить истинные интересы).
Из всей динамики конфликта использование метода теории игр предполагается только для определения оптимальных стратегий на фиксированный момент времени эскалации конфликта и, соответственно, для обоснования принимаемых решений.
Математические методы используются только при наличии достаточного объема информации, имеющей количественные характеристики. При отсутствии этих условий может быть использован метод экспертных оценок (см. п. 6.5.), который применяется для формулирования цели решения, оценки влияния совокупности обстоятельств, генерирования и оценки альтернатив.
Несмотря на логичность и системность математическая теория во всей своей полноте используется очень ограничено, в основном как вспомогательное средство. Причины этого коренятся в трудности их применения и в неспособности математических методов учесть влияние человеческого фактора и того многообразия неопределенностей, с которыми сталкивается индивид.
Коллективные решения принимаются на основе коллективного разума (участников группы, работников организации, членами согласительных комиссий и др.), что позволяет избежать грубых ошибок при их разработке. К этой группе методов относятся такие, как метод «мозговой атаки», метод «Дельфы», экспертные оценки и др. Недостатком этой группы методов являются значительные затраты времени в процессе работы над подготовкой решения (см. п. 6.5.).
Чтобы воспользоваться этим методическим аппаратом, необходима формализация проблемы, включающая выбор модели и на ее основе постановки задачи принятия решения и определения всех составляющих ее элементов, а это требует глубоких знаний предметной области. Одним из важных инструментов исследования, использующихся для реализации данного этапа, является системный подход (см. п. 3.3.). Выбор метода принятия решения достаточно сложен и зависит от ряда требований, к которым относятся результативность, практичность, экономичность и временной интервал, необходимый для принятия решения.
Результативность заключается в том, что метод должен обеспечить результат - решение, которое может быть использовано для устранения проблемы.
Практичность метода должна обеспечить достоверность результата, т. е. метод не должен увеличивать степень неопределенности.
Экономичность предполагает, что затраты на принятие решения меньше полученного эффекта.
Временной интервал для принятия решения должен быть таким, чтобы решение не потеряло актуальности.
Деление методов на три группы условно, на практике возможно использование комбинированных методов. На этапах управления конфликтом для обоснования принимаемых решений можно использовать метод анализа иерархий (МАИ) Т. Саати. В основу метода положено иерархическое представление элементов, определяющих сущность любой проблемы. Суть метода заключается в декомпозиции проблемы на более простые составляющие части и дальнейшей обработке последовательности суждений ЛПР по парным сравнениям, а также в получении количественных оценок степени влияния элементов на проблему.
Как пишет сам Т. Саати «подход не должен превышать возможностей среднего человека для понимания… » и это реализовано в данном методе.
Следует помнить, что любое ответственное лицо обязано быть рациональным хотя бы для того, чтобы иметь возможность объяснить другим логические основания своего выбора. Без методического аппарата реализовать такие объяснения затруднительно.
Существует концепция ограниченной рациональности Герберта Саймона, предложенная им в 1956 г. Суть концепции состоит в том, что, принимая решение, люди из-за ограниченности личностных факторов стремятся к упрощению как реальной ситуации, рассматривая лишь небольшое число альтернатив и их возможных концепций, так и проблемы выбора, устанавливая уровни притязаний или устремлений по всем возможным последствиям, к которым может привести та или иная альтернатива. Нередко люди выбирают первую альтернативу, которая наиболее удовлетворяет всем уровням притязаний, не рассматривая другие, которые могли бы привести к более эффективному результату. Иначе говоря, в процессе принятия решения человек выбирает не самый лучший вариант, а тот, который удовлетворяет потребностям в том смысле и объеме, как их понимает ЛПР.
Принятие решений в технологиях управления конфликтами требует творческого подхода, озарения, другими словами, рациональный выбор в подобных ситуациях по своей сути является особым искусством, и это искусство должно иметь обоснованную почву. Лицо, принимающее решение, может ознакомиться с оптимальным решением, полученным с помощью научных методов, но последнее слово в принятии решения оставить за собой. И это обстоятельство может свидетельствовать либо о факте «не снятия неопределенности» в описании проблемы, либо о динамичности информации и о появлении каких-то других обстоятельств, которые на момент формулирования содержательной части задачи еще были неизвестны. ЛПР смог их учесть через некоторый интервал времени, когда информации стало больше, и уже принял решение на основе неформальной группы методов.
В качестве примера можно привести принятие решения политическими лидерами в период Карибского кризиса. Известный исторический факт, что несмотря на подготовленные окружением варианты, президент США Дж. Кеннеди остановился на своем варианте и заключил соглашение с политическим лидером противоборствующей стороны - СССР, Н.С. Хрущевым. Это решение оказалось исторически правильным.
Однако истории известно и много других примеров, когда приходится считаться с мнением окружающих людей, решение должно приниматься коллективно и не всегда бывает достаточно только одного опыта. Без умения формализовать проблему, выявить все составляющие, трудно считать принятое решение наилучшим из всех возможных.
Но, как писал Макиавелли в своем труде «Государь»: «Пусть никто не думает, будто можно всегда принимать безошибочные решения, напротив, всякие решения сомнительны, ибо в порядке вещей, стараясь избежать одной неприятности, попадаешь в другую. Мудрость заключается только в том, чтобы взвесить все возможные неприятности, наименьшее зло почесть за благо».
2.4. Теория принятия решений
2.4.2. Основные понятия теории принятия решений
Принятие решений в процессе управления сложными социально-экономическими системами связано с необходимостью восприятия и переработки большого объема разнородной информации. Ограниченные возможности человека по восприятию и переработке информации приводят к неоптимальности принимаемых решений. Усиление интеллектуальных возможностей человека достигается на основе использования научного подхода, который предполагает наличие теории принятия решений (ТПР); совокупности практических рекомендаций, вытекающих из теории и опыта ее применения; комплексного использования всех средств для принятия решения: логического мышления и интуиции человека, математических методов и вычислительной техники.
Мыслительная деятельность человека в процессе принятия управленческих решений может быть усилена за счет рационального применения формальных (логических, математических) методов и технических средств. Различного рода расчеты, поиск и предварительную обработку информации, уменьшение количества альтернативных вариантов решений при оценке их предпочтений по многим показателям можно эффективно провести с использованием формальных методов и технических средств. Правильное комплексное применение всех средств существенно повышает эффективность процесса принятия решений. ТПР дает практические рекомендации по рациональному комплексированию всех средств на различных этапах и в определенных процедурах процесса принятия решений.
ТПР предписывает нормы поведения ЛПР, которым он должен следовать, чтобы не вступить в противоречие с собственными суждениями и предпочтениями. С ростом сложности задачи уменьшается способность человека к неформальной обработке всей информации в соответствии с его собственными суждениями и предпочтениями. Значение ТПР для выработки и принятия эффективных УР особенно возрастает в современных условиях развития общества и экономических отношений, которые характеризуются увеличением объемов информации, которые ЛПР должен учитывать и перерабатывать, а также увеличением степени неопределенности текущего состояния и тенденций развития окружающей среды организаций.
Теория принятия решений (ТПР) – научная дисциплина, которая изучает и разрабатывает концепции, принципы, аксиомы, модели и методы разработки и принятия УР с целью совершенствование процесса принятия решений.
Задача принятия решений направлена на определение наилучшего (оптимального) способа действий для достижения поставленных целей. Под целью понимается идеальное представление желаемого состояния или результата деятельности. Если фактическое состояние не соответствует желаемому, то имеет место проблема . Выработка плана целенаправленных (направленных на достижение цели) действий по устранению проблемы составляет сущность задачи принятия решений . Проблема всегда связана с определенными условиями, в которых существует организация или ее элемент, и которые обобщенно называют ситуацией . Совокупность проблемы и ситуации образует проблемную ситуацию . Выявление и описание проблемной ситуации дает исходную информацию для постановки задачи ПР.
Субъектом всякого решения является лицо, принимающее решение (ЛПР). Понятие ЛПР является собирательным. Это может быть одно лицо – индивидуальное ЛПР или группа лиц, вырабатывающих коллективное решение, – групповое ЛПР . Для помощи ЛПР в сборе и анализе информации и формировании решений привлекаются эксперты – специалисты по решаемой проблеме. Понятие эксперта в ТПР трактуется в широком смысле и включает сотрудников аппарата управления, подготавливающих решение, ученых и практиков специалистов.
В процессе принятия решений формируются альтернативные (взаимоисключающие) варианты решений и оценивается их предпочтительность. Альтернатива – одно из возможных взаимоисключающих решений. Альтернативное множество – совокупность нескольких взаимоисключающих возможностей, способов действий. Способ действий – совокупность действий, приводящих к возможным различным исходам (последствиям).
Предпочтение – это интегральная оценка качества решений, основанная на объективном анализе (знании, опыте, проведении расчетов и экспериментов) и субъективном понимании полезности (ценность, степень целесообразности), эффективности решений. Для осуществления выбора наилучшего решения индивидуальное ЛПР определяет критерий выбора, т.е.стандарт, по которому предстоит оценивать альтернативные варианты выбора. Выбор – выделение элемента из множества. Групповые ЛПР производят выбор на основе принципа согласования .
Конечным результатом задачи принятия решений является решение , которое представляет собой предписание к действию. С содержательной точки зрения решением может быть способ действия, план работы, вариант проекта и т.п. Решение называется допустимым , если оно удовлетворяет ограничениям: ресурсным, правовым, морально-этическим. Допустимое решение называется оптимальным (наилучшим), если оно обеспечивает экстремум (максимум или минимум) критерия выбора при индивидуальном ЛПР или удовлетворяет принципу согласования при групповом ЛПР.
Обобщенной характеристикой решения является его эффективность . Эта характеристика включает эффект решения, определяющий степень достижения целей, отнесенный к затратам на их достижение. Решение, тем эффективнее, чем больше степень достижения целей и меньше затраты на их реализацию.
Принятие решений происходит во времени, поэтому вводится понятие процесса принятия решений . Этот процесс состоит из последовательности этапов и процедур и направлен на устранение проблемной ситуации.
В основе ТПР лежит предположение о том, что выбор альтернатив должен определяться двумя факторами:
1) представлениями ЛПР, о вероятностях различных возможных исходов (последствий), которые могут иметь место при выборе того или иного варианта решения;
2) предпочтениями , отдаваемыми различным возможным исходам.
Субъективные вероятности
ЛПР каждому возможному событию, исходу X может поставить в соответствие число Р(X) из интервала , которое будем в дальнейшем называть субъективной вероятностью . Субъективная вероятность отражает степень уверенности ЛПР в том, что событие В наступит, и в ее основе лежит готовность данного ЛПР действовать в соответствии с этой уверенностью. ЛПР может формировать свои субъективные вероятности для возможных событий на основе многочисленных соображений. Сюда входят знания о физических явлениях, эмпирические данные, результаты моделирования взаимосвязи различных факторов и экспертные суждения.
Субъективная вероятность, основанная на физических явлениях. Внекоторых ситуациях можно предположить, что все возможные исходы некоторого эксперимента (случайного события) имеют равные шансы на появление в результате эксперимента. Это означает, что если существует К возможных исходов, то субъективная вероятность каждого из них равна 1/К. Основываясь на таком предположении, обычно приписывают вероятность 1/2 выпадению герба на правильной монете и вероятность 1/6 выпадению шестерки на игральной кости. Вероятности, которые можно проверить исчерпывающими экспериментами, часто называют объективными вероятностями . Большинство людей согласны с такими вероятностями. Если некоторый ЛПР принимает их как руководство к действию, то объективные вероятности, по определению, являются также и субъективными вероятностями.
Субъективная вероятность, основанная на имеющихся данных. Если имеются данные о возможности наступления событий, интересующих ЛПР, то их можно использовать для формирования суждений о вероятностях событий. Пусть X 1,…, Xk - полный набор взаимоисключающих событий. Если в каждом из К испытаний наблюдалось одно из событий: или X 1, или X 2, …, или Xk , причем событие Xm наблюдалось Km раз, то вероятность Xm принимается равной частоте события, т.е. К m /К. Например, если среди последних 10000 договоров о страховании имущества от пожара в 100 случаях пришлось выплачивать страховое возмещение, то субъективно можно положить, что вероятность потери имущества при пожаре равна 0,01.
Субъективная вероятность, основанная на результатах моделирования. Вероятности стохастических событий часто невозможно получить на основе статистических данных из-за их отсутствия или недостатка. Теория исследования операций рекомендует в этом случае построить аналитическую или имитационную модель явления, при помощи которой можно получить оценки вероятности наступления стохастического события. В аналитических моделях для оценки вероятности стохастического события применяются методы теории вероятностей, а при имитационном моделировании – метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Суть метода Монте-Карло состоит в использовании выборки случайных чисел (сгенерированных компьютерной программой) для получения искомых оценок.
Оценка полезности
В ТПР предполагается, что существует единственная мера эффективности, относительно которой необходимо оценить предпочтения ЛПР. Мера – нормированная числовая функция множества. Нужно оценить полезность каждого возможного исхода … При большом числе возможных исходов необходимо оценить функцию полезности . Существуют специальные процедуры выявления функции полезности у ЛПР, но они дополняются искусством исследователя, его способностями установить контакт с ЛПР. Для оценки функции полезности исследователь должен доказать ЛПР важность таких оценок, заручиться его поддержкой и сделать процедуру оценивания удобной.
На рис.2.13 приведены графики восьми типовых функций предпочтений. На каждом графике по горизонтальной оси отложен объективно измеряемый параметр у. В качестве такого параметра может быть, например, выигрыш при у > 0 или проигрыш при у < 0, выраженные в денежной оценке. По вертикальной оси на всех графиках дано значение функции предпочтения f (у), характеризующей субъективное понимание ЛПР ценности (полезности) значений объективно измеряемого параметра. При f(y)>0 имеет место полезность, а при f(y)<0 – неполезность оценки значений объективного параметра у.
Функция предпочтения, изображенная на рис.2.13,а, характеризует «объективное» ЛПР, которое считает, что полезность пропорциональна значению параметра f(у) = у. Следует отметить, что «объективное», ЛПР является абстракцией, поскольку реальные ЛПР такой функции предпочтения не имеют, и она к используется для лучшего понимания сущности других функций предпочтения.
Функция предпочтения на рис.2.13,6 описывает психологию мышления «азартного» ЛПР; она с увеличением значения объективного выигрыша приписывает ему значительно большую ценность, т.е. преувеличивает полезность выигрыша. При отрицательных значениях параметра (проигрыш) это ЛПР приуменьшает неполезность.
На рис. 2.13,в представлена функция предпочтения «осторожного» ЛПР. Это ЛПР особое внимание уделяет предупреждению больших потерь и недооценивает полезность получения выигрыша.
На рис.2.13,г изображен график функции предпочтения, описывающий поведение ЛПР, склонного преувеличивать полезность при больших значениях выигрыша и неполезность при больших значениях проигрыша.
На рис.2.13,д представлена функция предпочтения ЛПР, отношение которого носит осторожный характер как к большим выигрышам, так и к большим проигрышам.
На рис.2.13,е функция предпочтения описывает «нормальное» ЛПР. При небольших выигрышах и проигрышах это ЛПР ведет себя как объективное; при несколько больших по абсолютной величине значениях параметра проявляется умеренная азартность и осторожность и при совсем больших значениях параметра проявляется осторожность к выигрышу и безразличие к проигрышу.
На рис.2.13,ж приведена разрывная функция предпочтения. С психологической точки зрения эта функция характеризует «выигрывающее» ЛПР, которое, кроме объективного учета выигрыша и проигрыша, еще добавляет постоянную «премию»: положительную за выигрыш и отрицательную за проигрыш.
На рис.2.13,з приведена функция предпочтения, которая считает полезным только выигрыш не менее определенной величины (точка a графике), а далее полезность его постоянна.
Рассмотренные типовые функции предпочтения характеризуют особенности психологии мышления ЛПР. Эти особенности необходимо учитывать при расстановке кадров, установлении взаимоотношений с людьми в процессе совместной деятельности и осуществлении прогноза возможных решений руководителей в различных проблемных ситуациях.
Например, если человек обладает «осторожной» функцией предпочтения, то его нецелесообразно использовать в области деятельности, требующей риска. Для такой деятельности подходящим является человек с «азартной» функцией предпочтения, поскольку при риске можно получить значительно больший выигрыш, чем при осторожном действии.
Рис.2.13. Типы функций предпочтения
2.4.4.Классификация задач принятия решений
В научной литературе предложено несколько классификаций задач принятия решений, основанных на различных системах признаков. Наиболее общими и существенными признаками классификации, встречающимися в большинстве работ, являются:
Ø степень определенности информации;
Ø использование эксперимента для получения информации;
Ø количество лиц, принимающих решения;
Ø значимость и длительность действия решений.
Определенность информации характеризуется полнотой и достоверностью данных, необходимых для принятия решений. По признаку степени определенности информации задачи принятия решений классифицируются на три группы:
1) задачи в условиях определенности (детерминированные задачи);
2) задачи в условиях вероятностной определенности;
3) задачи в условиях неопределенности.
Принятие решений в условиях определенности производится при наличии полной и достоверной информации о проблемной ситуации, целях, ограничениях и последствиях решений. Еще одно определение детерминированных задач – задачи выбора лучшего варианта решения в ситуациях, когда каждый вариант действий приводит к единственному результату.
Для данного класса задач нет необходимости доопределять проблемную ситуацию гипотетическими ситуациями. Цели и ограничения формально определяются в виде целевых функций и неравенств (равенств). Функция предпочтения в случае одной цели совпадает с целевой функцией, а в случае множества целей с некоторой функциональной зависимостью целевых функций. Критерий выбора определяется минимумом или максимумом целевой функции. Наличие перечисленной информации позволяет построить формальную математическую модель задачи принятия решений и алгоритмически найти оптимальное решение.
В настоящее время сформулированы типовые задачи, в основном производственно-экономического характера, для которых разработаны алгоритмы принятия оптимальных решений, основанные на методах математического программирования. К числу таких задач, например, относятся задачи размещения ресурсов, назначения работ, управления запасами, транспортные задачи и т.п. Роль человека в решении задач данного класса сводится к приведению реальной ситуации к типовой задаче математического программирования и утверждению получаемого формально оптимального решения.
Вероятностные задачи (принятие решений в условиях вероятностной определенности) – в ситуациях, когда в результате каждого действия могут быть получены различные результаты, вероятности достижения которых известны или могут быть оценены. Принятие решения в условиях вероятностной определенности базируется на теории статистических решений. В этой теории неполнота и недостоверность информации в реальных задачах учитываются путем рассмотрения случайных событий и процессов. Описание закономерностей поведения случайных объектов осуществляется с помощью вероятностных характеристик. Сами вероятностные характеристики являются уже неслучайными, поэтому с ними можно производить операции по нахождению оптимального решения так же, как с детерминированными характеристиками. Неполнота и недостоверность информации находят свое отражение в вероятностных характеристиках. Общим критерием нахождения оптимального решения в теории статистических решений является средний риск, поэтому часто в литературе задачи данного класса называются задачами принятия решений в условиях риска.
Роль человека в решении задач методами теории статистических решений заключается в постановке задачи, т.е. приведении реальной задачи к типовой математической задаче, утверждении получаемого оптимального решения, а также (при отсутствии статистических данных) в определении субъективных вероятностей событий. Субъективные вероятности представляют собой мнение человека о достоверности случайных событий. Получение оптимального решения в задачах данного класса осуществляется формально без участия человека.
Математические модели, рассматриваемые в задачах принятия решений в условиях определенности, и вероятностной определенности, описывают простейшие ситуации, характерные для функционирования технических и экономических систем. Поэтому задачи данного класса широко применяются для синтеза управления в автоматических системах и имеют ограниченное применение для" управленческих решений в социально-экономической области.
Задачи принятия решений в условиях неопределенности непосредственно связаны с управленческими решениями. Они возникаютв ситуациях, когда неизвестны вероятности реализации вариантов действий из числа рассматриваемых (частичная неопределенность) или вообще неизвестен набор возможных вариантов действий.
Для этих задач характерна большая неполнота и недостоверность информации, многообразие и сложность влияния социальных, экономических, политических и технических факторов. Эти обстоятельства не позволяют, по крайней мере, в настоящее время, построить адекватные математические модели решения задач по определению оптимального решения. Поэтому основную роль в поиске оптимального или приемлемого решения выполняет человек. Формальные методы и технические средства используются человеком в процессе формирования решений в качестве вспомогательных инструментов.
Задача принятия решений в условиях неопределенности является более общей и включает как частный случай принятие решений в условиях определенности и вероятностной определенности. Принятие управленческих решений в организационных системах соответствует условиям неопределенности.
По признаку использования эксперимента для получения информации задачи принятия решений классифицируются на две группы:
1) задачи принятия решений по априорным данным ;
2) задачи принятия решений по апостериорным данным .
Принятие решений по априорным данным характерно для условий определенности и частично для условий вероятностной определенности, поскольку понятие «априорные данные» означает, что используется только известная информация. В условиях неопределенности априорная информация очень мала, поэтому необходимо получение новой информации путем проведения совокупности мероприятий, называемых экспериментом. Результаты эксперимента дают апостериорную информацию.
Для управления проведением эксперимента применяют две стратегии управления.
В одной из них планируется и проводится серия экспериментов, дающая необходимую информацию, на базе которой принимается решение.
В другой – эксперименты проводятся последовательно, причем после каждого эксперимента необходимо принять процедурное решение о продолжении или окончании экспериментов.
Если проведение эксперимента связано со случайными факторами, то последовательная стратегия управления экспериментом является более рациональной, поскольку она позволяет при фиксированной степени определенности информации в среднем уменьшить серию экспериментов. Планирование и управление экспериментом имеют важное значение для оптимизации технологии задач решений в условиях неопределенности.
По признаку количества лиц, принимающих решения , задачи разделяются на индивидуальные и групповые (коллективные). Индивидуальные решения принимаются одним лицом, а группо вые - коллективным органом.
По признаку количества целей различают одноцелевые и много целевые задачи принятия решений. Реальные управленческие решения, как правило, являются многоцелевыми. В этих задачах возникает проблема согласования противоречивых целей при выборе решений. Если цели описаны формализованно, в виде целевых функций, то одноцелевые задачи называют однокритериальными , а многоцелевые – многокритериальными задачами принятия решений.
По признаку содержания задачи принятия решений классифицируются в зависимости от сферы деятельности. Различают экономические, политические, идеологические, технические, военные и другие виды задач.
По признаку действия различают долговременные, среднесрочные и краткосрочные решения. Долговременные решения направлены на достижение генеральных долгосрочных целей. К таким решениям, например, относятся долгосрочные национальные программы в экономической, научно-технической, социальной и других областях деятельности. К среднесрочным решениям относятся, например, планы экономического и социального развития организаций или народного хозяйства в течение 3-5 лет. Краткосрочные решения направлены на устранение текущих проблем.
Классификация задач принятия решений по перечисленным, признакам приводит к различным комбинациям типов задач. Например, некоторая конкретная задача может быть классифицирована как задача принятия решений в условиях неопределенности, по априорным данным, как групповая и многоцелевая. Возможны и другие комбинации. Тип задачи принятия решений определяет выбор метода и технологии разработки решений.
2.4.4. Концепции и принципы ТПР
Концепция (от лат. conceptio - понимание) – это обобщенная система взглядов на рассматриваемый объект или явление, представление о том, как подходить к восприятию и изучению этого объекта (например, концепция мироздания, концепция эволюционного развития).
Принцип (от лат. principium - основополагающая идея) – это то, чем обязательно следует руководствоваться активно действующему субъекту в его теоретической (познавательной, методологической, исследовательской, дидактической и т.п.) или практической деятельности.
Взаимосвязь концепций и принципов, которыми оперирует методология ТПР, удобно отображать некой иерархической структурой, которая показывает их взаимосвязь по горизонтали и вертикали (табл.2.2).
Структура концепций и принципов ТПР
Концепция системы отражает представления о единстве мира, о всеобщей связи и взаимной обусловленности процессов и явлений материального мира. Согласно этой концепции при принятии решения следует постоянно помнить и понимать, что мы никогда не делаем что-то одно. Другими словами, стремясь к достижению цели, мы приводим в действие активные ресурсы: идеи, людей, машины, денежные средства, сырье и материалы; осознанно или непроизвольно создаем и разрываем связи между самыми разнообразными объектами (материальными и идеальными, естественными и искусственными); изменяем понятия и представления и в результате порождаем (иногда сами того не желая) не только желаемый полезный эффект, но и массу неожиданных побочных последствий. В методологическом плане принцип цели напрямую следует из концепции системы, он является поэтому первым принципом, которым должно руководствоваться ЛПР при выработке решения. Это было известно давно. Например, древние греки говорили, что для корабля, который не знает, куда плыть, нет попутного ветра, а известный теоретик научной организации труда Ф.Н. Тейлор в начале XX в. прямо указывал, как нужно организовать процесс управления экономическим предприятием: «Хорошенько поймите, чего вы хотите! А затем – только следите, чтобы это делалось наилучшим и самым дешевым способом».
Суть концепции рациональных решений (от лат. ratio - разум) состоит в том, что решающим аргументом при принятии решения, т.е. при сознательном выборе наилучшего варианта среди других, служит логически непротиворечивая, полная и, лучше всего, количественно подтвержденная система доказательств. Как логическое следствие понимания разумности делается вывод о том, что никогда не следует принимать, но никогда не следует и отвергать вариант решения, если он является единственным при выборе. Нужно обязательно поискать другие варианты, выработать другие альтернативы для решения проблемы, чтобы на основании рационального их сравнения выбрать действительно наиболее предпочтительное разрешение проблемы. Подобная рациональная идея, которой следует руководствоваться при выработке решений, получила название принципа множественности альтернатив.
Суть концепции «наилучшего решения» можно сформулировать так: выбирайте ту альтернативу, которая лучше любой из рассматриваемых. Сразу отметим, что известная концепция оптимальности в математике и исследовании операций есть не что иное, как формальное выражение концепции наилучшего решения, а именно для случая, когда в качестве критерия предпочтительности используется единственный скалярный показатель.
Разумеется, чтобы сравнить альтернативы по правилу «лучше-хуже», «более предпочтительный – менее предпочтительный», нужно использовать измерение, т.е. рациональным следствием концепции наилучшего решения является принцип измерения. Ему соответствует еще один важный постулат управления, который гласит: «Измерено – значит сделано!». Человек в процессе измерений глубже проникает в суть вещей, лучше разбирается в связях между объектами, точнее может представить себе, как на эти объекты или связи воздействовать, чтобы изменить их самих или их свойства в желательном направлении.
2.4.7. Особенности управленческих решений
1. Многоцелевой характер . В большинстве сложных задач приходится стремиться к достижению различных целей. Эти цели почти всегда противоречивы, т.е. продвижение по пути достижения некоторой цели обычно сопровождается ухудшением результатов по другим. Таким образом, ЛПР, неизбежно оказывается перед необходимостью выбора между противоречивыми целями.
2. Воздействие фактора времени .Все важные последствия решения задачи не проявляются сразу, и нельзя указать конкретный момент времени, когда можно наблюдать то или иное последствие. Например, при производстве нового товара иногда приходится рисковать значительными суммами в течение многих лет.
3. Неформализуемые понятия .Неизвестные элементы задачи: ситуации, цели, ограничения, решения, предпочтения – имеют прежде всего содержательный характер и только частично определяются количественными характеристиками. Такие понятия, как престиж, моральный климат, узнаваемость торговой марки, восприятие товара потребителями и т.д. являются некоторыми примерами очень важных неформализуемых понятий, которые существенно усложняют задачу.
4. Неформализуемые процедуры. Определение неизвестных элементов задачи и в конечном счете нахождение наилучшего решения не могут быть формализованы, поскольку не существует методов и алгоритмов, позволяющих, например, сформулировать цели, критерии, варианты решения.
5. Неопределенность (невозможность однозначного описания объекта по всем его признакам). Как правило, в момент принятия решения точно неизвестны будущие последствия каждой из альтернатив действий. Количество неизвестных элементов задачи существенно больше, чем известных.
6. Субъективные измерения . Элементы задачи описываются характеристиками, часть из которых может быть измерена объективно, а для другой части возможно только субъективное измерение (например, приоритеты целей, предпочтения критериев и вариантов решений и т. п.).
7. Участие экспертов . Эксперты выполняют вспомогательную роль, осуществляя информационную и аналитическую работу по уменьшению неопределенности информации. Они несут, ответственность за свои рекомендации.
8. Возможности получения информации . Получение информации, необходимой для принятия решений может потребовать больших затрат времени и денег, к тому же она может быть не вполне достоверной.
9. Значимость интуиции . Во многих случаях приходится решать задачу принятия решений в условиях неопределенности, обусловленной неполным описанием проблемной ситуации и невозможностью достаточно точной оценки других элементов решения, ожидаемых последствий принятого решения. В этих случаях наряду с логическим мышлением важное значение имеет интуиция ЛПР.
10. Динамические аспекты процесса принятия решений . После того как некоторое решение выработано (выбрана альтернатива), может оказаться, что задача не исчерпана до конца и потребуется принять очередное решение через несколько лет. Сегодняшнее решение может «захлопнуть дверь» перед некоторыми возможными действиями и «распахнуть ее пошире» перед другими. Важно распознать заранее такие динамические аспекты проблемы.
11. Влияние решений на группы . Некоторая выбранная альтернатива может повлиять на большое количество различных групп, например, собственников организации, работников, потребителей, поставщиков, местное сообщество и т.д.
12. Коллективное принятие решений . Часто ответственность за выбор альтернативы несет не отдельное лицо, а целая группа. Фактически для определенного набора задач нельзя четко разграничить функции и ответственность ЛПР по некоторому кругу вопросов.
13.Сравнение альтернатив . Измерение качества решений осуществляется на основе формирования альтернативных вариантов и их сравнительной оценки.
14.Отсутствие единственного оптимального решения . В условиях неопределенности может не существовать единственного оптимального решения. Для ЛПР, имеющих разные предпочтения, решения будут различными.
15.Человеческий фактор . Принимаемые решения могут непосредственно затрагивать интересы ЛПР и системных аналитиков. Поэтому их интересы, мотивы поведения влияют на выбор решения.
16.Уменьшение неопределенности в задаче принятия решений осуществляется последовательными этапами: структуризацией, характеризацией (формирование набора характеристик), оптимизацией.
Описание предпочтений ЛПР в виде функции предпочтения отражает не только объективную, рациональную характеристику решения, но и психологию мышления ЛПР, его понимание полезности решений. Поскольку функция предпочтения используется для выбора решения, то принимаемое решение всегда будет содержать элемент субъективности .
Эксперты в процессе принятия решений уточняют проблемную ситуацию, генерируют гипотетические ситуации, формируют цели и ограничения, предлагают варианты решений и дают оценку их последствий на основе своих предпочтений. Привлечение экспертов к формированию и выбору решений – это использование коллективных знаний и опыта, позволяющих глубже разрабатывать решения и, следовательно, уменьшать вероятность принятия неоптимальных решений.
Основой измерения качества решений с точки зрения степени достижения поставленных целей является сравнительная оценка предпочтительности решений. Сравнительная оценка решений является единственным способом, измерения предпочтительности в условиях отсутствия установленных эталонов, подобных, например, эталонам измерения длины, массы, температуры и т. п. Отсутствие вариантов решений не дает основания ставить вопрос о выборе наилучшего решения. Измерение предпочтительности решений производится экспертами и ЛПР. Экспертные оценки должны отображаться числами с использованием качественных и количественных шкал. Представление результатов экспертизы в числовой форме позволяет производить формальную обработку на ЭВМ с целью получения новой информации, не содержащейся в явном виде в суждениях экспертов. Для оценки решений необходимо сформулировать систему показателей, характеризующих качество этих решений и четко определяющих степень достижения сформулированных целей и затраты ресурсов.
В условиях неполноты информации, а также особенностей психологии мышления ЛПР может не существовать единственного оптимального решения. Недостоверность информации усиливает влияние субъективных факторов на принятие решения.
Характерной особенность принятия решений является наличие последовательного процесса уменьшения неопределенности информации. Структуризация – это выделение основных элементов задачи и установление отношений между ними. Характеризация – определение системы характеристик (параметров, показателей, функций), количественно описывающих структуру задачи. Определение вероятностей ситуаций, приоритетов целей, предпочтений решений является примером характеризации в задаче принятия решений. Проведение характеризации приводит к более полному и точному описанию решаемой задачи по сравнению с фазой структуризации и дает исходные данные для последней фазы – оптимизации, на которой вся имеющаяся информация преобразуется в конечную форму – решение. Практическое использование последовательности фаз уменьшения неопределенности в задаче принятия решений повышает эффективность мыслительной деятельности ЛПР.
2.5. Общие сведения о теории принятия решений
Ускоряющиеся темпы развития цивилизации, процессов обмена информацией, а также появление новых технологий управления, основанных на гибком взаимодействии с внешней средой, - те факторы, которые привели к возникновению новых трудностей в принятии деловых решений. Наряду с существовавшими критериями принятия решений появились новые: влияние на окружающую среду, здоровье нации, завоевание лидерского положения на внутреннем и конкуренция на мировом рынках, укрупнение и централизация, корпоративное устройство организации производств и многие другие.
Спрос рождает предложение - ответом на возросшие потребности в применимых на практике научных методах стало возникновение новой научной дисциплины - теории принятия решений.
Одна из задач теории принятия решений - изучение того, каким образом человек или группа людей принимает решения. Другая задача - разработка специальных методов принятия решений, помогающих выявлять проблемы, формулировать цели и критерии их достижения, генерировать альтернативы, оценивать их и обосновывать решения. Исходя из этих задач, теорию принятия решений можно разделить на две части, не связанные между собой функционально: дескриптивную (описательная функция) и прескриптивную (предписывающая функция).
Дескриптивная составляющая описывает реальное поведение и мышление людей в процессе принятия решений и называется психологической теорией решений. Прескриптивная составляющая, наоборот, предписывает людям, как им следует принимать решения, и называется нормативной теорией решений.
Психологическая теория принятия решений . Система утверждений, которая раскрывает внутреннее содержание деятельности и поведения людей в процессе принятия решений, называется психологической теорией принятия решений.
Психологическая теория решений состоит из системы утверждений.
1. Представление о ситуации принятия решений. Одну и ту же ситуацию люди воспринимают и представляют по-разному. Представление, возникающее в сознании конкретного человека, - это субъективная модель ситуации. Субъективность означает, что реальные факты, преломляясь через призму сознания, искажаются. Часть фактов теряется или не принимается во внимание.
2. Оценка последствий принимаемых решений. Оценка последствий принимаемых решений также субъективна, как правило, она отражает личные предпочтения Л ПР. Субъективная оценка полезности альтернатив оказывает решающее воздействие на процесс принятия решений и определяет окончательный выбор.
3. Оценка вероятностей наступления событий и их влияния на реализацию принятого решения. При оценке вероятностей наступления различных событий люди используют эвристические правила и подвержены влиянию психологических «ловушек». Психологи, например, обнаружили, что люди часто переоценивают вероятности наступления более понятных и желаемых для них событий, хотя реально эти события маловероятны и влияние их незначительно.
4. Правила и стратегии, используемые людьми, для принятия решений в различных ситуациях. При выборе альтернативы люди также пользуются разнообразными эвристиками, не имеющими строгого обоснования. Например, часто применяется адаптивная модель, когда каждая альтернатива оценивается в виде суммы полезностей различных исходов, умноженных на их вес, т.е. важность того или иного результата.
5. Влияние различных факторов, управляющих процессом принятия решения. К таким факторам могут быть отнесены:
внешняя среда;
личностные качества людей;
обеспеченность ресурсами.
Например, чем сильнее у человека выражены потребность в успехе и стремление к превосходству, тем больше он склонен к риску. В психологии также известен эффект «позитивного сдвига риска», когда коллективное принятие решений приводит к выбору более рискованных альтернатив, чем индивидуальное. Это происходит из-за распределения ответственности между членами группы лиц, принимающих решение, «размытости» ответственности каждого за последствия рискованного решения.
Психологическая теория решений изучает, как люди принимают решения и какие психические явления, парадоксы и «ловушки» сопровождают этот процесс. Психологическая теория выполняет две основные функции - функцию объяснения поведения человека и функцию предвидения его поведения в процессах принятия решений.
Нормативная теория решений - это система методов, обеспечивающих поддержку принятия решений. В настоящее время разработано большое число разнообразных методов и процедур, «организующих» мышление человека и предписывающих ему, как следует себя вести в процессе принятия решений, и помогающих людям разобраться в:
сложных ситуациях;
своих предпочтениях;
целях принятия УР;
ограничениях на УР;
оценке альтернатив;
окончательном выборе решения.
В основе нормативной теории решений лежат две концепции: концепция максимизации полезности и концепция ограниченной рациональности.
Концепция максимизации полезности . Суть данной концепции заключена в рассмотрении «экономического» человека как субъекта, принимающего решения, наделенного рациональным мышлением и осуществляющего выбор оптимального решения. Оптимальным считается решение, обладающее максимальной полезностью. Полезность той или иной альтернативы определяется в соответствии с функцией полезности, отражающей индивидуальную систему предпочтений лица, принимающего решение. Сравнивая альтернативы, ЛПР явно или неявно сопоставляет их полезности по определенным критериям, составляющим функцию полезности.
В теории принятия решений разработаны специальные методы построения и максимизации функции полезности, которые действительно помогают определить наилучшее решение. Применение этих методов на практике связано с большими затратами времени и поэтому не всегда возможно и целесообразно.
Концепция ограниченной рациональности . На практике люди редко ведут себя рационально. В большинстве случаев они, как правило, ограничиваются удовлетворительными решениями, которые, хотя и уступают оптимальным по оценке, вполне приемлемы с точки зрения достижения поставленных целей.
Руководители ограничиваются удовлетворительными решениями по следующим причинам:
1) в силу ограниченности времени, опыта и знаний ЛПР принимает во внимание лишь ограниченное число альтернатив;
2) из-за ограниченности времени часть альтернатив не принимается к рассмотрению и оценке как признанные неудовлетворительными при первом рассмотрении;
3) предвидение всех возможных исходов требует многокритериальной оценки, сложных математических расчетов и разработки сценариев, что связано с затратами времени и привлечением к процессу разработки специалистов (часто руководитель считает, что принятие решений - это исключительно его прерогатива и что привлечение специалистов будет означать признание собственной некомпетентности);
4) руководителю часто приходится принимать решения в условиях неопределенности (недостаточно достоверной информации об организационных проблемах; латентном характере действительных проблем, являющихся причинами тех, которые решаются; незадействованном потенциале организации, ее сильных сторонах, возможностях, которые находятся во внешней среде и могут быть использованы для решения задач организации; угрозах внешней среды);
5) оценка рисков сопряжена с применением специальных методов теории вероятностей, что накладывает ограничения на их использование;
6) принятие решений происходит постоянно, в режиме «хронической нехватки времени», поэтому возможны ошибки;
7) отсутствие стратегии или ее четкой формулировки, а также детализации до политик, проектов, программ и конкретных мероприятий приводит к «размытости целей» организации. Неясно, «во имя чего» принимается решение, что должно быть результатом не только конкретной операции, но и функции конкретной подсистемы и деятельности организации в целом.
Все перечисленные причины обусловлены психическими и организационными факторами: ограниченными возможностями человека по переработке информации; искажением информации в процессе передачи ее ЛПР; наличием скрытых организационных процессов, организационных патологий и т.п.
ТЕМА 3
Сущность и содержание управленческого решения
3.2. Управленческое решение как явление и как процесс
3.3. Задача принятия управленческих решений
3.4. Обобщенная схема цикла принятия управленческих решений
3.5. Проблемы принятия решений
3.1. Сущность принятия решений
Сущность разработки и реализации управленческих решений - многоаспектность данных процессов.
Экономическая сущность УР проявляется в том, что для его разработки и реализации требуются финансовые, материальные и другие ресурсы. Поэтому каждое УР обладает реальной себестоимостью. Результатом реализации управленческого решения должен быть прямой или косвенный доход. Таким образом, эффективность принятого решения может быть выражена отношением прямого или косвенного дохода от реализации решения к его себестоимости (затратам на разработку и реализацию).
Организационная сущность УР состоит в том, что для его разработки и реализации должны быть привлечены соответствующие ресурсы и организационные возможности, в том числе:
персонал компании;
инструкции и положения, регламентирующие полномочия, права, обязанности и ответственность работников;
система контроля.
Правовая сущность УР заключается в том, что на разработку и реализацию решения влияют законодательные акты Российской Федерации, международные обязательства, содержание уставных и иных нормативных актов предприятия. Проверка решений на соответствие нормам законодательства - важная составная часть этапов разработки РУР, а следовательно соответствие решения законодательству - критерий допустимости решения.
Технологическая сущность УР проявляется в необходимости обеспечения УР исполняющим его персоналом, техническими и информационными средствами и ресурсами. Оценка существующего и формирование необходимого технологического обеспечения - необходимые этапы РУР.
Многоэтапная сущность РУР проявляется в необходимости разбиения процесса РУР на этапы, потому что сложность процесса РУР предполагает применение различных инструментов и технологий, служащих для выявления, определения и даже генерирования различных сущностей и их атрибутов.
Многоэтапная сущность РУР будет подробно рассмотрена далее. Здесь покажем лишь объективность отнесения многоэтапности к сущности РУР и рассмотрим значения входов и выходов процесса РУР и промежуточные преобразования.
На входе процесса РУР:
информация (о проблемной ситуации, о ресурсах в наличии, о возможностях и угрозах внешней среды, о сильных и слабых сторонах организации, о тенденциях возможных изменений в отрасли);
ресурсы (в первую очередь интеллектуальные);
инструменты, методы и технологии РУР (общенаучные, специализированно-научные, эмпирические и комплексные).
На выходе процесса РУР: управленческое решение (планы, распоряжения, указания, инструкции, служебные записки, указы, постановления, иные нормативные акты или документы с содержанием предписывающего характера).
В процессе переработки информации с использованием ресурсов происходит трансформация сущностей, например, сущность «проблема» трансформируется в сущность «цель» (как антипод сущности «проблема»). В сущности «цель» выделяются такие количественные атрибуты, как критерии ее достижения. Проекция сущности «цель» на сущности «внутренняя среда» и «внешняя среда» дает комбинации атрибутов этих сущностей, позволяющих генерировать новые сущности - мероприятия по приведению в целевое взаимодействие этих сущностей. В ходе таких трансформаций применяются различные инструменты и технологии, позволяющие получать результаты по этапам и по процессу в целом.
Приведем последовательность этапов разработки и реализации УР:
анализ проблемной ситуации (определение того, что, собственно, нужно решать);
постановка целей принятия решения (чего хочется достичь в результате реализации решения);
формулирование критериев достижения целей принимаемого решения;
разработка и оценка вариантов решения (альтернатив);
принятие и реализация решения (внесение в систему необходимых изменений).
Если проблем несколько (чаще так и бывает), то необходимо оценить их важность и приоритет решения. Выявление взаимосвязей между проблемами позволяет понять, какие проблемы - причины других (такие проблемы необходимо решать в первую очередь).
При выработке альтернатив и их оценке нужно считаться с мнением подчиненных, потому что даже достаточно эрудированный руководитель не может быть квалифицированным специалистом во всех областях деятельности организации.
При принятии решений важно учитывать:
множество целей;
много возможных средств и способов действий, обеспечивающих достижение целей;
различные условия обстановки, которые могут существовать при проведении действий.
Качество решения зависит от компетентности руководителя, глубины знания им дела, опыта управления. Для руководителя очень важно обладать широким кругозором, хорошо знать экономическую политику страны, уметь принимать решения с социально-экономических позиций.
При решении проблем важно сформировать такую творческую группу, которая включала бы специалистов, новаторов производства и сотрудников аппарата управления. В случае организации подобных групп важно обеспечить координацию усилий сотрудников, направить весь потенциал команды в «творческое русло», сориентировать на решение проблемы и достижение поставленных целей.
Еще один важный момент в ходе разработки УР - выбор метода его обоснования. Процесс принятия оптимального решения очень сложен из-за невозможности формализации всего процесса принятия решения. При оценке альтернатив оценки по качеству зависят от личных предпочтений экспертов, оценивающих альтернативы. Например, мнения экономиста и технолога могут значительно расходиться. Экономист предпочтет альтернативу, оцененную выше по критерию рентабельности, в то время как технолог предпочтет альтернативу с более высокой оценкой по критерию качества.
Важно, чтобы процесс РУР «протекал в одном русле», был подчинен одной цели или группе целей, что позволит решать не столько частные аспекты проблемы, сколько проблему в целом.
При РУР необходимо учитывать фактор времени.
Эффективность деятельности любого руководителя определяется не только тем, какие решения и какими методами он принял, но и тем, насколько своевременно и полно эти решения были реализованы и как они повлияли на выполнение задач, стоящих перед коллективом.
Объектом внимания ЛПР должны стать три цепочки.
1. Цели - Объективная оценка - Принятие оптимального решения.
2. Альтернативы достижения целей - Объективная оценка - Принятие оптимального решения.
3. Способы использования ресурсов (люди, материальные средства, время, деньги, энергия, оборотные средства) - Объективная оценка - Принятие оптимального решения.
Эволюционные алгоритмы используются в задачах управления, например, в задаче планирования маршрута для мобильного робота. Целью любой навигационной системы является достижение места назначения с рациональным расходованием ресурсов, без столкновений с другими объектами. Зачастую путь робота планируется заранее в режиме офлайн (необходимые сведения вводятся заранее, данные и знания не меняются в сеансе решения задачи, время реакции велико). Эволюционные алгоритмы позволяют объединить офлайн-планирование и планирование в реальном времени (онлайн-планирование). Офлайнпланирование ищет близкий к оптимальному путь, а онлайн-планирование учитывает возможные столкновения из-за обнаружения неизвестных объектов и заменяет часть первоначального плана другим маршрутом. Эволюционные алгоритмы применены к построению бесконфликтных маршрутов самолетов и для разрешения воздушных конфликтов.
Автоматическое доказательство теорем применяется в управлении движущимися объектами для построения полностью автономных систем. Примером является система управления мобильным интегральным роботом STRIPS – самоходным аппаратом, совершающим передвижения по командам, формируемым в устройстве управления. Типичной задачей, решаемой STRIPS, является задача перемещения детали из некоторой точки рабочего пространства с помощью схвата робота в контейнер.
Интеллектуальная система, основанная на нечетких правилах, осуществляет проводку грузового судна между островами без вмешательства человека. Одна португальская компания в целлюлозно-бумажной промышленности реализовала нечеткое управление автоклавами. Для записи стратегии управления использовано 25 нечетких правил, что позволило значительно уменьшить вариации качества продукции и затраты энергии и потребления сырья. Описаны примеры нечеткого управления выпуском изделий на технологической операции «металлизация» прецизионных резисторов и модели управления роботом-манипулятором в системе «глаз - рука».
Нечеткие правила успешно использованы в проекте самолета с высокотехнологичными крыльями улучшенной аэродинамики. В 1990 г. японскими производителями продано бытовой нечетко управляемой техники на сумму в несколько миллиардов американских долларов.
Лекция 5. Основные понятия и определения теории принятия решений
Под принятием решений понимается процесс человеческой деятельности, направленный на выбор наилучшего варианта действий . Модели, описывающие поведение людей, широко используются в исследовании операций. Подисследованием операций понимают применение математических, количественных методов для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятельности .
Под операцией мы будем понимать систему действий, объединенных единым замыслом и направленных к достижению определенной цели. Операция всегда является управляемым мероприятием. От нас зависит выбор каких-то параметров, характеризующих способ ее организации. Всякий определенный выбор зависящих от нас параметров будем называтьрешением . Само принятие решения выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица (или группы лиц), которым предоставлено право окончательного выбора.
5.1. Роли людей в процессе принятия решений
В процессе принятия решений люди могут играть разные роли . Будем называть человека, фактически осуществляющего выбор наилучшего варианта действий, лицом, принимающим решения (ЛПР). Другой ролью, которую может играть человек в процессе принятия решений, является роль руководителя или участникаактивной группы – группы
людей, имеющих общие интересы и старающихся оказать влияние на процесс выбора и его результат.
В процессе принятия решений человек может выступать в роли эксперта , т.е. профессионала в той или иной области, к которому обращаются за оценками или рекомендациями. При подготовке сложных решений иногда принимает участиеконсультант по принятию решений . Его роль состоит в организации процесса принятия решений: помощи ЛПР в правильной постановке задачи, выявлении позиций активных групп, организации работы с экспертами.
Особое место занимает лицо (группа лиц), владеющее математическими методами и использующее их для анализа операции. Это лицо (исследователь операции, исследователь-аналитик ) само решений не принимает, а лишь помогает в этом
5.2. Альтернативы
Варианты действий принято называть альтернативами. Для постановки задачи принятия решений необходимо иметь хотя бы две альтернативы.
Альтернативы бывают независимыми и зависимыми. Независимыми являются те альтернативы, любые действия с которыми (удаление из рассмотрения, выделение в качестве лучшей) не влияют на качество других альтернатив. При зависимых альтернативах оценки одних из них оказывают влияние на качество других. Имеются различные типы зависимости альтернатив. Наиболее простым является групповая зависимость: если решено рассматривать хотя бы одну альтернативу из группы, то надо рассматривать и всю группу.
Используя понятие альтернативы, довольно часто процесс принятия решений определяют как обоснованный выбор наилучшей альтернативы из множества альтернатив.
5.3. Критерии
Варианты решений характеризуются различными показателями их привлекательности для ЛПР. Эти показатели называют критериями. Критерии оценки альтернатив – это показатели их привлекательности для участников процесса выбора.
В большинстве задач имеет довольно много критериев оценок вариантов решений. Эти критерии могут быть независимыми и зависимыми.
Предположим, что две сравниваемые альтернативы имеют различные оценки по первой группе критериев и одинаковые по второй группе. В теории принятия решений принято считать критерии зависимыми, если предпочтения ЛПР при сравнении альтернатив меняются в зависимости от оценок по второй группе критериев.
На сложность задач принятия решения влияет также количество критериев. При небольшом количестве критериев (два – три) задача сравнения альтернатив достаточно проста, качества по критериям могут быть сопоставлены. При большом количестве критериев задача усложняется из-за трудностей сопоставления.
Конкретный вид критерия, которым следует пользоваться при численной оценке эффективности той или иной операции, зависит от специфики рассматриваемой операции, а также от задачи исследования.
Многие операции выполняются в условиях, содержащих элемент случайности. В Этих случаях в качестве критерия оценки выбирается не просто характеристика исхода операции, а ее среднее значение (математическое ожидание). Например, если задача состоит в получении максимальной прибыли, то в качестве критерия берется средняя прибыль. В других случаях, когда задачей является осуществление вполне определенного события, в качестве критерия берут вероятность этого события.
5.4. Основные этапы процесса принятия решений
Процесс принятия решений состоит из последовательности этапов, а именно:
идентификация проблемы,
определение целей и критериев для выбора решения,
определение вариантов решения (альтернатив),
анализ и сравнение альтернатив,
выбор наилучшей альтернативы
организация контроля.
Рассмотрим содержание некоторых из перечисленных этапов.
Формулировка (идентификация) проблемы – это определение сути проблемы
(рис.5.1). Необходимо идентифицировать саму проблему, а не симптомы ее проявления.
Рис.5.1. Этап формулировки проблемы
Очень важно четко определить цели выбора решения и критерии их оценки. Желательно, чтобы критерии оценки принимаемых решений можно было бы оценить количественно, хотя это не всегда возможно. Рассмотрим в качестве примера задачу выбора трассы газопровода на севере Сибири. Задача характеризовалась небольшим числом альтернатив (две – три), большое число критериев (шесть – десять). Было необходимо выбрать одну, лучшую альтернативу. Список критериев включал в себя: стоимость постройки трубопровода; время строительства; надежность трубопровода; вероятность аварий; последствия аварий; влияние на окружающую среду; безопасность для населения и т.д.
Успешное решение проблемы во многом зависит от разработанных альтернатив. Сравнение и анализ альтернатив проводят с использованием математических методов. Для применения количественных методов требуется построить математическую модель явления. При построении модели необходимо установить количественные связи между условиями операции, параметрами решения и исходом операции – критериями или показателями эффектности.
Выбор модели. Если проблема сформулирована корректно, появляется возможность выбора готовой модели. Если готовой модели нет, возникает необходимость создания такой модели (рис. 5.2).
Банк моделей
Рис. 5.2. Выбор модели
Существует математические модели, которые хорошо описывают различные ситуации, требующие принятия тех или иных решений. Выделим из них следующие три класса: детерминированные, стохастические и игровые модели.
При разработке детерминированных моделей исходят из предпосылки, что основные факторы, характеризующие ситуацию, определены и известны. Здесь обычно ставится задачи оптимизации некоторой величины (например, минимизация затрат).
Стохастические (вероятностные, статистические) модели применяются в тех случаях, когда некоторые факторы носят неопределенный, случайный характер.
При учете наличия противников либо союзников с собственными интересами необходимо применение теоретико-игровых моделей.
Нахождение решения (рис. 5.3.). Для поиска решения необходимы конкретные данные, сбор и подготовка которых требуют, как правило, значительных усилий. Если данные уже имеются, их часто приходится преобразовывать к виду, соответствующему выбранной модели.
Подготовка
Рис. 5.3. Нахождение решения
Проверка решения. Полученное решение должно быть проверено на приемлемость при помощи соответствующих тестов. Неудовлетворительность решения означает, что выбранная модель не точно отражает природу изучаемой проблемы. В этом случае она должна быть либо усовершенствована, либо заменена более подходящей моделью
Организация контроля. Если найденное решение оказалось приемлемым, то необходимо организовать контроль за правильным использованием модели. Основная задача такого контроля состоит в обеспечении соблюдения ограничений, предполагаемых моделью, качества исходных данных и получаемого решения.
5.5. Математические методы теории принятия решений
Применение тех или иных математических методов обусловлено характером решаемых задач. В науке принятия решений выделяют три типа проблем: хорошо структуризованные, слабоструктуризованные и неструктуризованные проблемы . Хорошо структуризованные , или количественно сформулированные проблемы, – те, в которых существенные зависимости могут иметь численное выражение.Слабоструктуризованные , или смешанные проблемы, – те, которые содержат как качественные, так и количественные элементы, причем качественные, малоизвестные и неопределенные стороны проблем преобладают. Типичные проблемы исследования операций являются хорошо структуризованными. В многокритериальных задач принятия решений часть информации, необходимой для полного и однозначного решения, отсутствует. Такие проблемы являются слабоструктуризованными.
Существуют проблемы, в которых известен только перечень основных параметров, но количественные связи между ними установить нельзя. В таких случаях структура, понимаемая как совокупность связей между параметрами, не определена, и проблема называется неструктуризованной .
Для решения хорошо структуризованных задач применяются методы линейного и динамического программирования, игровые методы обоснования решений, методы теории статистических решений, методы математической статистики и теории вероятностей, методы теории массового обслуживания, методы статистического моделирования и т.д. Для решения слабоструктуризованных и неструктуризованных задач используются различные методы оценки многокритериальных альтернатив (экспертные методы, метод анализа иерархий, теория полезности, теория рисков т.д.), методы искусственного интеллекта, позволяющие моделировать поведение людей при решении тех или иных проблем.
Задача принятия решения направлена на определение наилучшего (оптимального) способа действий для достижения поставленных целей. Под целью понимается идеальное представление желаемого результата. Если фактическое состояние не соответствует желаемому, то имеет место проблема. Выработка плана действий по устранению проблемы составляет сущность задачи принятия решений.
Теория принятия решений сформировалась на базе научного менеджмента. В области принятия руководящих решений традиционно существовало своеобразное разделение труда, при котором одни - академические ученые - изучали, как следует управлять, а другие - администраторы - осуществляли управление на практике. Однако еще пионеры в области теории управления, такие, как Вудро Вильсон и Леонард Уайт, выступали за создание теории, способной сделать практику руководства государственными учреждениями более рациональной.
Впервые модели теории принятия решений были использованы в исследованиях государственного управления в 1947 г., когда в журнале «Паблик администрейшн ревью» появилась статья Герберта Саймона «Поговорки управления». Саймон утверждал, что принятие решений - это суть процесса управления и что прогресс в области менеджмента можно обеспечить, обучая руководителей методам принятия рациональных решений, а не пытаясь изобрести какие-то идеальные организационные структуры.
Теория принятия решений вышла на первый план в 1960-х гг., благодаря развитию менеджмента, исследований операций, вычислительной техники и системного анализа. Именно эта дисциплина, изучающая создание математических моделей реальности, оказала основное воздействие на развитие компьютерного моделирования социальных процессов.
Данная теория используется менеджерами и аналитиками для того, чтобы структурировать описание проблем и оценивать возможные варианты их решения. Так, теория игр, одно из ответвлений этой дисциплины, широко используется экспертами из Госдепартамента США при прогнозировании возможного развития событий на международной арене. Другая дочерняя область - оценка риска - нашла применение в практике регулирующих учреждений, таких, как Агентство по защите окружающей среды, определяющего стандарты экологической безопасности.
Субъектом всякого решения является лицо, принимающее решение (ЛПР). Понятие ЛПР является собирательным. Это может быть одно лицо - индивидуальное ЛПР или группа лиц, вырабатывающих коллективное решение, - групповое ЛПР. Для помощи ЛПР в сборе и анализе информации и формировании решений привлекаются эксперты - специалисты по решаемой проблеме.
Теория принятия решений опирается на модель рационального выбора, основанную в микроэкономике. Согласно этой теории процесс принятия любого решения проходит следующие этапы:
Определение проблемы, подлежащей решению. Выделяются основные составляющие части проблемы и описывается их отношение друг к другу;
Сбор фактов. Факты должны собираться как можно более объективно и беспристрастно;
Определение множества возможных решений. Опираясь на полученные данные, следует описать все методы, посредством которых можно решить данную проблему.
Анализ возможных решений. Используя математический аппарат, сравниваются вероятные достоинства и недостатки каждого из возможных решений;
Выбор лучшей стратегии. Все варианты выстраиваются от наиболее до наименее предпочтительного, и выбирается наилучший;
Решение считается рациональным, если оно увеличивает благосостояние того, кто его принял, в большей степени, чем любой другой возможный вариант. Под «благосостоянием» здесь подразумевается все, что имеет ценность, например, чувство удовлетворения или радость от достижения цели. Однако чаще всего оно связывается с получением доходов и измеряется в денежных единицах.
Решения принимаются или в условиях определенности, или в условиях неопределенности. Условия определенности подразумевают, что все последствия любого варианта действия известны заранее, и поэтому не составляет труда сказать, какое решение оптимально. Условия неопределенности, напротив, характеризуются тем, что в них нельзя с абсолютной уверенностью предсказывать последствия своих поступков. Следовательно, оказавшись в них, принимающий решение человек вынужден учитывать вероятности событий и осознанно идти на риск.
Вероятность - это оценка шансов того, что данное событие произойдет. Ее можно оценить, как правило, лишь приблизительно на основании изучения какого-то числа примеров того, как в прошлом складывалась похожая ситуация. Зачастую шансы в пользу того, что определенные события произойдут, вычисляются с помощью экспертного опроса.
Риск - это вероятность неблагоприятного развития событий. Чем выше риск, связанный с данным вариантом решения, тем больше шансов того, что оно обернется нежелательными последствиями. С другой стороны, каждый знает, что обычно именно самые рискованные предприятия сулят и самые большие прибыли в случае успеха.
Выбор одного из вариантов действия зависит от того, насколько принимающий решение склонен к риску, и того, какова для него или нее субъективная полезность каждого исхода. Субъективная полезность - это значение, которое данный человек придает определенному аспекту возможных исходов. Если каждый из возможных результатов имеет свои плюсы и минусы, то выбор конкретного человека зависит от того, насколько для него важны те свойства, по которым эти результаты различаются между собой. Если один руководитель предпочитает аккуратных, но безынициативных подчиненных, а другой - творческих, но небрежных, то это объясняется тем, что для первого субъективная полезность аккуратности выше оригинальности и самостоятельности, а для второго - наоборот.
Оценка риска - это форма принятия решений, основывающаяся на перечисленных базовых понятиях. Тот, кто разрабатывает меры по контролю за загрязнением окружающей среды или нормы, обеспечивающие безопасность труда, должен определять, насколько шансы нанесения вреда природе или человеку снижаются вследствие введения определенных запретов. Если достигнутый выигрыш в безопасности невелик, а экономические потери значительны, то такой запрет чаще всего не принимается.
Математическое выражение предпочтительности данного варианта решения называется его «ожидаемой ценностью». Она вычисляется путем перемножения субъективных полезностей всех возможных исходов на вероятность этих исходов и сложением результатов этих вычислений. Сравнивая ожидаемые ценности всех вариантов действия, можно выбрать предпочтительный - или наиболее выигрышный, или наименее проигрышный.
Принятие решений в организации редко бывает результатом мыслительной деятельности отдельного индивида, стремящегося предельно увеличить свое благосостояние. Гораздо чаще в принятии решений участвует целая группа. Процессы группового мышления очень сильно отличаются от тех, которые описывает теория рационального выбора.
Во-первых, различия в интересах и ценностях между людьми, составляющими группу, делают само понятие «рационального выбора» расплывчатым. Ценности, которые будут иметь одни и те же исходы для разных действующих лиц, могут существенно различаться (то же самое касается склонности разных людей к риску). Нормы, управляющие функционированием организации, также часто затрудняют принятие оптимальных решений: наиболее компетентный член группы нередко занимает в ней подчиненное положение и его или ее голос не играет большой роли при разработке стратегии. Наконец, цели и потребности организации и составляющих ее частей чаще всего носят сложный и даже противоречивый характер, что опять же делает модели, ориентированные на рационального индивида, малоприменимыми (исторический пример принятия группового решения, обернувшегося катастрофой - запустить содержавший существенные неисправности космический корабль «Челленджер» - приводят Халт и Уолкотт).
Так, к примеру, в государственных учреждениях лица, ответственные за принятие решений, всегда вынуждены иметь в виду политические соображения. Даже необходимые программы и законы часто становятся объектом жарких дискуссий, переговоров и компромиссов. Примером может служить Акт о налоговой реформе 1986 г. В первоначальной редакции предполагалось отменить налоговые льготы для лиц, владеющих домами, купленными в кредит. С позиции рационального выбора это решение представлялось абсолютно разумным, так как обеспечивало казне значительные поступления и отменяло по существу государственную поддержку людей со средним и выше среднего достатком. Однако в прошедшей слушания версии вычитание из подоходного налога домовладельцев сумм, идущих на погашение процентов по кредиту, было сохранено даже для тех, кто имеет два дома. Наблюдатели связали это с тем обстоятельством, что большинство конгрессменов имело как раз два дома - один в своем родном штате, а другой - в Вашингтоне.
Многие исследователи пытались преодолеть недостатки модели рационального выбора, изучая, как на самом деле принимаются решения в повседневных ситуациях. Наиболее известны концепции, предложенные Гербертом Саймоном, Чарльзом Линдбломом, Ами-таи Этциони и Джеймсом Марчем.