Сравнительные результаты оценки систем 8 страница

По весу все составные информационные объекты можно проранжировать на основе экспертных оценок их вклада в принятое решение.

Итак, множество функций {f_реш} есть объединение множеств:

{ f _с} — функции преобразования содержания информации.

Отметим, что, во-первых,

, т.е. эти множества образуют классы толерантности, и, во-вторых, {f_с} является ведущей группой функций, поскольку состоит в создании новой информации, преобразовании информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий).

Классификация информации по виду и задач по способу снятия неопределенности позволяет утверждать, что качество решений зависит от качества методов (типов процедур), применяемых для снятия неопределенности со структуры, и значений характеристик информационных объектов.

Неопределенность решений, снимаемая за счет информационных, расчетных и логических задач, может быть снижена до минимума, так как эти задачи обеспечивают обоснованный вывод решений. Неопределенность информации, снимаемая за счет эвристик, сохраняется, так как объективной процедуры обоснования выбранного решения может не быть. Эта неопределенность и называется остаточной неопределенностью решения Н_ост Величина Н_ост может определяться, как отношение взвешенной суммы эвристик к общей взвешенной сумме всех процедур получения значений характеристик информационного объекта:

где a_i - вес процедуры получения значений,i = 1 ,...,т;

n ⁽^fe) - количество эвристик { f _е} определяющих структуру или значения характеристик информационного объекта, описывающего решение;

n ⁽^fреш)- общее количество процедур обработки информации всех типов { f _реш}, определяющих структуру или значения характеристик информационного объекта (решения).

Процесс принятия решений при таком представлении состоит в порождении информационного объекта

и сопоставлении ему информационного объекта

путем последовательного снятия неопределенности со структуры и получения значений соответствующих характеристик на основе { f _s(i)} Ì { f _реш}. Каждый этап этого процесса сопровождается переходом от общих представлений к конкретным данным, снимающим неопределенность относительно {I_реш}. При этом Н_ост, зависит от допустимого времени принятия решения, ограниченного требованиями по оперативности, что отражает естественную связь процесса принятия решения с его продолжительностью.

Приведенные соображения позволяют сформулировать принцип минимума эвристик: чем меньше эвристических процедур в функциях принятия решения, тем качество решения выше.

В соответствии с этим принципом значение, принимаемое на момент окончания принятия решения, отражает обоснованность, а значит, качество решений. Поэтому эффективность принятия решений может оцениваться по разности между остаточной неопределенностью информационного объекта Н_ост, (предоставляющего решение, полученное конкретной системой управления) и минимально возможной остаточной неопределенностью Н_ост_min для данного информационного объекта при фиксации времени окончания принятия решений, как ограничения:

где Н_ост - остаточная неопределенность информационного объекта, получаемая в конкретной системе управления;

Н_ост_min – минимально возможная остаточная неопределенность для данного информационного объекта, получаемая в индивидуальной системе управления.

Критерием, отражающим принцип минимума эвристик для оценки качества решения, служит правило

в соответствии, с которым лучшим считается решение, имеющее минимально возможную неопределенность.

В идеальной системе управления используются оптимальные (рациональные) процедуры (если они в принципе могут быть), и применение этих процедур приводит к получению решений за допустимое время. Следовательно, H_реш = 0. Это соответствует идеальному решению. Если в системе управления решения принимаются только на основе эвристик, то неопределенность в предельном случае соответствует случайному равновероятному выбору решения или отсутствию управления.

В реальных системах вместо некоторых оптимальных (рациональных) процедур получения значений характеристик информационного объекта используются эвристики, если значения этих характеристик не могут быть получены за время, выделенное на принятие решения. Следовательно, Н_ост > Н_ост_min и неопределенность решений H_реш> О.

Это дает основание проводить сравнение решений, получаемых в разных системах управления, в том числе с использованием автоматизированных систем поддержки принятия решений. Кроме того, критерий минимума эвристик в явном виде показывает зависимость качества решений от времени на принятие решения, соответствует цели, обладает полнотой, измеримостью, ясностью физического смысла, неизбыточностью и чувствительностью.

Иллюстрация процесса снижения неопределенности решения для двух систем показана на рис. 4.17.

Из рис. 4.17 видно, что на момент Т_решдоп неопределенность H_реш(1)>H_реш(2), следовательно, качество решений в СУ 2 лучше, чем в СУ 1. Здесь наглядно показана сущность противоречия между требованиями качества принимаемых решений и оперативностью управления: повышение качества решений требует увеличения длительности цикла управления. Это может привести к запаздыванию выдачи управляющих воздействий, и степень их соответствия состояниям объекта управления снижается. На ликвидацию этого противоречия направлены методы принятия решений, основанные на прогнозировании состояний системы и среды.

4.4.3. ТРЕБОВАНИЯ К УПРАВЛЕНИЮ В СИСТЕМАХ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

В современном мире иногда возникают ситуации, препятствующие нормальному развитию объектов экономики, граждан страны или целого государства, которые осуществляют свою деятельность в соответствии с действующим законодательством и международными правилами. Обычно говорят, что возникают угрозы их нормальной деятельности. Угрозу может создавать какой-то процесс, заранее неизвестный и развивающийся поначалу незаметно (скрытно). Развитие такого процесса не всегда укладывается в рамки законов страны.

Поэтому в развитых странах принимаются специальные законы, кодексы или законодательные концепции о безопасности. Процессы, создающие угрозу, обычно являются: в бизнесе — недобросовестным конкурентом, в военном деле — вероятным противником, при обеспечении безопасности от стихийных бедствий и промышленных катастроф — чрезвычайными ситуациями и др. Далее, только для определенности, мы будем использовать слово «противник», не раскрывая его сущность.

Государства, крупные банки и мощные корпорации создают системы специального назначения для обеспечения безопасности своих подразделений (органов управления), клиентов и граждан. Основными требованиями, предъявляемыми к управлению в таких системах, являются устойчивость, непрерывность, оперативность и скрытность.

Устойчивость. Это способность системы к сохранению значений характеристик при воздействии возмущений. Понятие относится к конкретным функциям систем управления. Так, управление может быть устойчиво по отношению к одним возмущениям и неустойчиво по отношению к другим, например по отношению к иностранным техническим разведкам обеспечивать скрытность передачи информации, но не обеспечивать скрытность ее обработки.

Устойчивость наиболее глубоко изучена для детерминированных и стохастических систем, рассматриваемых в теории автоматического управления. В ней применяются различные показатели устойчивости: устойчивость по Ляпунову, устойчивость по вероятности, практическая устойчивость, орбитальная устойчивость и т.д. При этом предполагается, что случайными факторами можно пренебречь или они носят характер малой помехи, как это имеет место, например, во многих системах автоматического регулирования. Однако такое допущение неправомерно в сложных системах, которым противостоит активный противник, имеющий первоочередной целью уничтожение (подавление) системы управления.

В общей теории систем понятие устойчивости формализуется на основе понятия окрестности.

Пусть F:D®Е — заданное отображение, где D — множество причин для каких-либо явлений, Е — множество следствий, вытекающих из этих причин; q_D и q_E — заданные семейства подмножеств D и Е соответственно. Кроме того, имеется причинно-следственная пара элементов — декартово произведение

Тогда пара

называется устойчивой относительно q_D и q_Eв том и только в том случае, если

причем

— системы окрестностей точек

относительно q_D и q_E соответственно.

Представленное выражение означает, что для каждой совокупности состояний а системы, принадлежащей окрестности состояний

, существует по крайней мере одна совокупность воздействий b, принадлежащая окрестности воздействий

, такая, что при любом воздействии d из заданной совокупности состояние е не выйдет за пределы окрестности

. Иначе говоря, небольшие отклонения d не могут привести к большим отклонениям е относительно определенного типа возмущений.

В таких системах управления выделяют три группы подмножеств q_D и q_E, определяющие устойчивость управления относительно реакции на воздействия противника и внешней среды:

• воздействия всех средств противника, предназначенных для нанесения ущерба (значительного или невосполнимого убытка, поражения, приведения в состояние недееспособности или банкротства);

• воздействия всех видов помех, например атмосферных и промышленных помех, целенаправленных или провокационных (ложных) действий противника на рынке;

• климатические, атмосферные и другие воздействия, влияющие на техническое состояние (эксплуатационные характеристики) средств управления.

Таким образом, для систем специального назначения под устойчивостью понимается комплексное свойство управления, характеризуемое живучестью, помехоустойчивостью и надежностью.

Живучесть — способность системы выполнять поставленные задачи в условиях воздействия всех средств поражения противника.

Помехоустойчивость — способность системы выполнять поставленные задачи в условиях воздействий всех видов помех.

Надежность — способность системы выполнять поставленные задачи, сохраняя эксплуатационные характеристики в норме на протяжении заданного периода времени.

Обобщенным показателем устойчивости может служить коэффициент исправной работы К _И — вероятность того, что система будет работоспособна в любой произвольно выбранный момент времени. Коэффициент К _И вычисляется как отношение суммы периодов исправной работы t_И к общей продолжительности эксплуатации системы Т:

Кроме коэффициента исправной работы используют коэффициент простоя

Устойчивость обеспечивается комплексом организационно-технических мероприятий, в том числе созданием разветвленной системы и взаимозаменяемостью пунктов управления (ПУ).

Непрерывность. Это способность органов управления доводить решения по выполнению задач до объектов управления в любой произвольно выбранный момент времени. Обеспечивается постоянным знанием органами управления оперативной обстановки, организацией круглосуточных дежурств персонала ПУ, выполнением требований постоянной готовности, мобильности, устойчивости, пропускной способности и скрытности систем обмена информацией.

Оперативность. Это способность системы управления преобразовывать информацию в соответствии с темпом изменения ситуации.

Критерии оценки оперативности задаются ограничениями на длительность цикла управления.

Если ввести допущения, что все процессы, составляющие цикл управления, выполняются последовательно, а их длительности являются детерминированными величинами, то длительность цикла управления в системе найдется как

где t_фу — время на выполнение функций управления.

После получения решения управляемому объекту потребуется время на его исполнение (t_И). Тогда общая длительность функционирования системы Т, соответствующая одному циклу управления, будет равна

На практике требования к t_ц задаются в виде одного из двух критериев.

где Т_доп— допустимая длительность одного цикла управления, определяемая на основе нормативов управленческого труда.

Такие нормативы определяют временные рамки выполнения основных функций управления.

Он требует сокращения времени до минимума исходя из конкретных условий ситуации, например, при организации принятия решений и информационного обмена в условиях чрезвычайных ситуаций.

В реальных системах составляющие цикла управления являются случайными величинами. Поэтому выполнение неравенства t_ц≤ T_доп приобретает вероятностный смысл:

где р_задан — заданное значение вероятности своевременной реализации цикла управления.

Точное аналитическое решение задачи определения р(t_ц ≤ Тдоп)может быть получено только в относительно простых случаях. На практике обычно вероятность р(t_ц ≤ Тдоп)определяется одним из приближенных способов.

Оперативность управления обеспечивается распределением задач и зон ответственности между ОУ, распараллеливанием функций, сокращением времени передачи, обработки, принятия решений. Считается, что основной путь повышения оперативности состоит в автоматизации функций управления.

Скрытность (или конфиденциальность). Это свойство системы управления сохранять в тайне факт, время, место преобразования информации, ее содержание и принадлежность к конкретному органу управления.

Это свойство пересекается с безопасностью информации — способностью противостоять попыткам несанкционированного доступа, модификации и уничтожения информации. Критерии оценки этого показателя рассматриваются в специальных дисциплинах.

Скрытность достигается криптографическими (шифрование) и некриптографическими мерами, такими, как ограничение доступа к информации, маскировка и др.

С внедрением автоматизированных систем управления специального назначения в состав основных требований включается качество принимаемых решений. Требования по качеству принимаемых решений рассматриваются в рамках теории семантической и прагматической информации.

Кроме того, в таких системах к группам воздействий, учитываемых при определении устойчивости управления, добавляют еще одну группу — информационные воздействия — специальные программные воздействия на компьютерные средства, в том числе программные вирусы, дезинформация и др.

Поэтому для ИС специального назначения в понятие устойчивости включается понятие информационной живучести, означающее способность выполнять поставленные задачи в условиях информационных воздействий противника.

Глава 5. математический инструментарий в управлении проектами с учётом рисков

5.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ОБЪЕКТА ИНВЕСТИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДЕРЕВА РЕШЕНИЙ

Понятие «риск» стало вполне сложившейся экономической категорией. Теория рисков активно развивается. Отчасти поэтому термин «риск» у разных авторов может иметь различное толкование. В табл. 5.1 приведены основные определения, используемые авторами публикаций в России, США и Великобритании.

Далее будем использовать следующее определение, которое не противоречит приведенным трактовкам риска: риск - это событие, связанное с опасным явлением или процессом, которое может произойти или не произойти.

Причем в зависимости от времени, места и внешних условий после возникновения рискового события возможны три различных результата для субъекта (физического или юридического лица), вовлеченного в это явление или процесс:

3) отсутствие результата (нет ни прибыли, ни убытков).

Таблица 5.1. Определение риска в зависимости от приложений в экономике

Автор публикации	Развернутое определение риска	Особенности исследуемых процессов
Абалкина И.Л. [1]	Неопределенность в отношении возникновения потерь	Долговременные риски, риски катастроф
Балабанов И.Т. [3]	1. Возможная опасность потерь; действие в надежде на счастливый случай (соответствует определению С. И. Ожегова в «Словаре русского языка»). 2. Событие (нежелательное), которое может произойти или не произойти	Риск-менеджмент
Дубров A.M., Лагоша Б.А., Хрусталев Е.Ю. [7]	1. Вероятность (угроза) потери лицом или организацией части своих ресурсов, недополучения доходов или появления дополнительных расходов в результате определенной производственной и финансовой политики. 2. Разность между выигрышем при наличии информации о состоянии внешней среды (стратегии рынка) и выигрышем в условиях неопределенности	Моделирование рисковых ситуаций в экономике и бизнесе
Дуглас Л.Д. [8]	Вероятность нежелательного события, связанного с доходностью. Продолжительность среднего срока инвестиции как показатель степени риска	Анализ рисков операций с облигациями
Клейнер Г.Б., Тамбовцев В.Л., Качалов P.M. ["I	Обобщенная объективная характеристика ситуации принятия решений в условиях неопределенности, отражающая возможность появления и значимость для ЛПР ущерба в результате последствий того или иного решения	Концепция приемлемого риска в деятельности предприятия
Мур А., Хиарнден К. [П]	Опасность, угроза. Рассматривается как вероятность нежелательного события и стоимостные показатели в случае его наступления	Безопасность в бизнесе
Севрук В.Т. [21]	Ситуативная характеристика деятельности любого производителя, в том числе банка, отображающая неопределенность ее исхода и возможные неблагоприятные последствия в случае неуспеха	Банковские риски. Методика анализа кредитного риска
Хадсон-Вильсон С., Вюртзебах Ч.Х. [22]	Риск владения недвижимостью, который состоит из трех составляющих: источник риска, степень риска относительно инвестиций в другую недвижимость, степень риска относительно собственных капиталов	Управление недвижимостью и землей
Delta Analytics Corp. [24]	Разброс результатов финансовых проектов, использующих фактор времени	Анализ финансовых результатов
ЕВРОЧОС [9]	Нежелательное событие, которое может произойти (или не произойти)	Теория рисков

Исходя из общей классификации рисков, введенной в соответствии с соглашением ЕВРОЧОС, и понятий, связанных с ними, введем определение селективного риска.

Селективные риски (лат. selektio - выбор, отбор) - это риски неправильного выбора видов вложения капитала, вида ценных бумаг для инвестирования в сравнении с другими видами при формировании инвестиционного портфеля.

Селективный риск всегда связан с выбором целей. Альтернативные варианты, которые можно было бы выбрать, также рискованные.

В экономике «под проектом понимают сферу деятельности, направленную на изменение какой-либо системы в соответствии с поставленными целями.... Под инвестиционным проектом следует понимать сферу деятельности по созданию или изменению технической, экономической или социальной системы, а также разработку новой структуры управления или программы научно-исследовательских работ» [11].

Инвестиционный проект определяется как дело, деятельность, мероприятие, предполагающее осуществление комплекса каких-либо действий, обеспечивающих достижение определенных целей (получение определенных результатов).

Остановимся на определении: проект - это комплекс взаимосвязанных мероприятий, предназначенных для достижения поставленных целей в течение ограниченного периода и при установленном бюджете.

Выделим основополагающие (ключевые) понятия в этом определении.

Во-первых, системность проекта, наличие комплекса взаимосвязанных мероприятий. Разработка и реализация проекта связаны с процессом последовательного временного осуществления ряда мероприятий, математической моделью которого может служить сетевая модель (график).

Во-вторых, временной интервал рассмотрения проекта, так называемая длительность его жизненного цикла. Подходы к определению длительности этого интервала могут учитывать комбинацию таких факторов, как срок службы наиболее дорогостоящего проектного оборудования, предполагаемый срок жизни проектного продукта (услуги) на рынке, планируемое время нахождения в данном бизнесе, срок возврата кредита и т.д.

Третьим ключевым понятием является бюджет. Рассматривая проект с кибернетической точки зрения, к нему можно применить понятие «черный ящик», когда отслеживаются только входные потоки или контакты типа «среда - проект» и только выходные потоки типа «проект - среда». На вход проекта поступают разнообразные потоки ресурсов (физических, трудовых, капитальных, информационных), их стоимостный эквивалент называется затратами. Элементы выходного потока - это проектная продукция или услуги, также измеряемые в денежной форме и называемые доходами (выгодами). В бюджет проекта и включаются именно эти затраты и доходы с указанием запланированного времени их осуществления.

Наконец, четко сформулированная цель проекта, которая должна строго соблюдаться на всех этапах его жизненного цикла, так как ее изменение непременно приводит к необходимости отказа от данного проекта и перехода к разработке нового.

При разработке, анализе и экспертизе инвестиционных проектов используется ряд важных принципов, главными из которых являются:

2. моделирование потоков продукции (услуг) и разнообразных ресурсов (в том числе и денежных) в виде потоков денежных средств;

3. разработка и экспертиза проекта по ряду обязательных разделов, таких, как технический, коммерческий, институциональный, экологический, социальный, финансовый (микро уровень) и экономический (макро уровень);

4. использование принятых в мировой практике критериев оценки эффективности проектов на основе определения эффекта путем сопоставления интегральных результатов и затрат с ориентацией на достижение требуемой нормы дохода на капитал и других показателей и приведение при этом предстоящих расходов и доходов к условиям их соизмеримости с учетом теории ценности денег во времени;

5. учет неопределенности и рисков, связанных с осуществлением проекта.

Принцип альтернативности основан на рыночном подходе и связан как с понятием ограниченности ресурсов в каждый данный момент времени, так и с вытекающим из него принципом конкурентности. Ценность любого принимаемого решения выражается через ценность наилучшей из возможных отвергнутых альтернатив данному решению.

Второй принцип связан с необходимостью структурного анализа входных (затратных) и выходных (результативных, доходных) потоков, связывающих проект с внешней средой. Материально-физическое разнообразие этих потоков и необходимость их стоимостной сравнимости и сопоставимости во времени и пространстве требуют единого измерителя их величины. В качестве такого измерителя используется денежная единица.

В третьем и четвертом принципах также отражено взаимодействие проекта с внешней средой, влияющей на его внутреннюю структуру, что вызывает необходимость комплексной, многоаспектной экспертизы проекта по перечисленным ранее направлениям. Такое исследование призвано выявить внешнюю и внутреннюю привлекательность проекта.

Пятый принцип подчеркивает необходимость учета изменяющихся условий внешней среды и влияния этих изменений на внутреннюю структуру проекта и его эффективность.

5.1.3. ПРИМЕРЫ ЗАДАЧ ПО ПРИВЛЕЧЕНИЮ ИНВЕСТОРОВ

Задачи, связанные с привлечением инвесторов в отрасли экономики, требуют анализа последовательности решений и состояний внешней среды (состояния рынка, законодательной базы, инфраструктуры города и других факторов), когда одна совокупность стратегий игрока-инвестора и состояний среды порождает другое состояние подобного типа. Экономико-математические методы, основанные на одноэтапных играх (с природой, таблицы решений), удобно использовать в задачах, имеющих одно множество альтернативных решений и одно множество состояний среды. Поэтому рассмотрим процедуры принятия сложных (позиционных, или многоэтапных) решений в условиях риска. Если имеют место два или более последовательных множеств решений, причем последующие решения основываются на результатах предыдущих, и/или два или более множеств состояний среды (т.е. появляется целая цепочка решений, вытекающих одно из другого, которые соответствуют событиям, происходящим с некоторой вероятностью), то используется дерево решений.

Дерево решений - это графическое изображение последовательности решений и состояний среды с указанием соответствующих вероятностей и выигрышей для любых комбинаций альтернатив и состояний среды.

В постановочном плане рассмотрим несколько примеров, которые могут быть решены с помощью метода принятия решений с применением дерева решений (позиционная игра).

Пример 5.1. Строительство новой автозаправочной станции (АЗС). Нефтеснабженческая компания должна решить, стоит ли строить новую АЗС на данном участке, чтобы в дальнейшем ее эксплуатировать. Руководство компании готово взять участок в аренду, но для него не ясны многие обстоятельства:

· в какую сумму обойдется строительство, зависящее от положения участка, необходимости его профилирования, улучшений прилегающей территории, прокладки подъездных дорожек;

· на какое количество сбыта через новую АЗС горюче-смазочных материалов в данном районе можно рассчитывать;

· В распоряжении руководства имеются объективные данные об аналогичных и не вполне похожих АЗС этого типа. При помощи выборочного опроса владельцев автомобилей можно получить дополнительные сведения, которые, однако, не дают исчерпывающей информации. Кроме того, опрос стоит денег; поэтому еще до того, как будет принято окончательное решение (строить или нет), следует определить, есть ли необходимость собирать эти сведения.

Пример 5.2. Новое производство стройматериалов. Небольшая строительная фирма освоила новые технологии выпуска современных стройматериалов в районе, где мало сильных конкурентов. Руководство компании должно принять решение и выбрать один из двух вариантов: