Сутність і класифікація експертних методів прогнозування

Експертні методи прогнозування

Одна із основних труднощів управління полягає у необхідності приймати рішення в умовах невизначеності. Дійсно, на будь-якому рівні управління у військовій справі виникають задачі, розв’язання яких не може бути отримано тільки на базі точних розрахунків у зв’язку з великою кількістю і різноманітністю факторів, параметрів або внаслідок того, що деякі з них не можуть бути виміряні. У той же час в управлінській діяльності необхідно приймати рішення з урахуванням розвитку процесів у майбутньому та наслідків цих рішень. Необхідність розв’язання цих суперечностей привела до переоцінки значення формального досвіду і розуміння того, що навіть за відсутності суворо математичних обґрунтувань рівень невизначеності можна знизити за рахунок використання суджень спеціалістів і можливості людини приймати раціональні рішення в умовах неможливості їх повної формалізації.

Досвід, розуміння суті проблеми, почуття перспективи та інтуїція допомагають спеціалісту в умовах невизначеності оцінити значимість можливих результатів, вибрати найбільш раціональне рішення. Використання інформації, отриманої від спеціалістів-експертів, особливо ефективно, якщо для її отримання, узагальнення й аналізу використовуються спеціальні логічні прийоми і математичні методи, що мають назву методи експертних оцінок або просто експертних методів. Експертне евристичне прогнозування є найбільш старим та широко використовується як в науці, техніці, військовій справі, так і у повсякденному житті. Експертні методи використовують узагальнення і статистичну обробку думок висококваліфікованих спеціалістів відносно майбутніх подій в тій чи іншій галузі знань. Спеціалісти, які виступають як експерти, обпираючись на власний досвід, знання і відповідні матеріали, виносять судження про імовірність здійснення тієї чи іншої події у майбутньому, умови і терміни її настання, послідовність майбутніх подій, відносну важливість різних факторів (ознак, параметрів, напрямів розвитку і т. ін.), кількісне значення параметрів тощо. Хоча з даними, що отримують від експертів, здійснюється математична обробка, щоб отримати їх узагальнену думку та визначити точність прогнозу, самі експерти, як правило, не використовують математичні моделі при прогнозуванні.

Експертні елементи прогнозування у військовій справі використовуються при оцінці обстановки, врахуванні дій противника, прийнятті рішення на той чи інший конкретний план дій, прогнозуванні розвитку систем, комплексів, зразків озброєння та військової техніки тощо.

Експертні методи призначені для прогнозування якісних і кількісних характеристик, розвиток яких або повністю, або частково не підлягає математичній формалізації через відсутність достатньої і вірогідної статистики.

Суть експертних методів прогнозування полягає в тому, що на основі оцінок висококваліфікованих спеціалістів щодо конкретної проблеми (експер­­ти або групи спеціалістів експертної групи), які сформовані за певними правилами для вирішення задачі прогнозів, робляться висновки щодо шляхів розвитку об’єкта прогнозування.

Судження експерта або експертної групи відносно поставленої задачі прогнозу називається експертною оцінкою.

Залежно від форм роботи з експертами експертні методи прогнозування можна розподілити на дві групи: методи індивідуальної експертної оцінки і методи колективної експертної оцінки.

Методи індивідуальної експертної оцінки - методи прогнозування, які засновані на використанні як джерела інформації одного експерта. Найчастіше використовуються такі два методи формування прогнозу: інтерв’ю та аналітичне експертне оцінювання.

Метод інтерв’ю передбачає бесіду прогнозиста з експертом, в ході якої прогнозист відповідно до заздалегідь розробленої програми ставить перед експертом питання щодо перспектив розвитку об’єкта прогнозування. Схема бесіди: питання-відповідь. При цьому експерт керується в основному тільки апріорними уявленнями щодо об’єкта прогнозування. Успіх такої оцінки значною мірою залежить від здібності експерта експромтом давати відповіді на питання, експертиза яких проводиться.

Метод аналітичних експертних оцінок заснований на отриманні інформації оцінок щодо прогнозованого об’єкта шляхом логічного аналізу. Аналітичні експертні оцінки припускають тривалу і старанну самостійну роботу експерта над аналізом тенденцій, оцінкою стану і шляхів розвитку об’єкта прогнозування. Цей метод дає можливість експерту використовувати всю необхідну йому інформацію про об’єкт прогнозування. Свої висновки експерт оформлює у вигляді доповідної записки.

Основною перевагою цих методів є можливість максимального використання індивідуальних здібностей експерта, а також незначний психологічний тиск на експерта. Однак ці методи мало придатні для прогнозування найбільш загальних стратегій через обмеженість знань одного спеціаліста -
екс­перта.

З метою підвищення обґрунтованості прогнозів для їх розроблення залучаються декілька експертів, оцінки яких зіставляються й об’єднуються між собою, створюючи колективну експертну оцінку.

Методи колективної експертної оцінки засновані на виявленні узагальненої оцінки експертної групи шляхом аналізу та обробки індивідуальних незалежних оцінок експертів, що входять до складу групи.

В основі застосування методів колективної експертної оцінки лежить гіпотеза щодо наявності у експертів умінь оцінити з достатнім ступенем вірогідності: важливість і знання проблеми фактора, параметра, напряму розвитку, ознаки тощо; час здійснення тієї чи іншої події; значення параметрів, які прогнозуються; доцільність вибору одного з альтернативних шляхів розвитку об’єкта прогнозування і т. ін.

Методи колективної експертної оцінки за ознакою способу отримання інформації від експертів умовно можна розподілити на дві великі групи: методи групової експертизи і методи анкетування.

Найбільш часто використовуються такі методи групової експертизи: експертних комісій, колективної генерації ідей (метод “мозкової атаки”), оперативних ігор.

Метод експертних комісій колективного експертного оцінювання полягає в суцільній роботі об’єднаних в комісію експертів, які розробляють документ щодо перспектив розвитку об’єкта прогнозування.

Метод генерації ідей (“мозкових атак”) заснований на стимулюванні творчої діяльності експертів шляхом сумісного обговорення конкретної проблеми. При цьому обговорення регламентується певними правилами: забороняється оцінка ідей, що висуваються; обмежується час одного виступу; припускаються багаторазові виступи кожного експерта; пріоритет щодо виступу має експерт, який розвиває попередню ідею; обов’язково фіксуються всі ідеї; оцінка ідей, що висунуті, здійснюється на наступних етапах.

Відомі три різновиди методу колективної генерації ідей ("мозкової атаки"): метод прямої групової експертизи (“пряма мозкова атака”), метод “групової згоди” і метод “оперативної творчості”.

Метод прямої групової експертизи заснований на гіпотезі про те, що серед ідей, запропонованих експертами, є принаймні декілька добрих. Порядок проведення прямої групової експертизи такий: перед групою експертів різних спеціальностей ставиться проблема, яка може мати декілька варіантів рішень. Мета методу полягає в збиранні ідей щодо поставленої проблеми. Потім в декілька етапів проводиться їх аналіз, відбираються найбільш раціональні і виключаються непридатні. Найбільш часто цей метод застосовується на рівні зовнішньополітичних і стратегічних рішень, а також при воєнно-економічному і воєнно-технічному прогнозуванні.

Метод “групової згоди” заснований на проведенні групової експертизи з метою визначення згоди й єдності поглядів щодо прогнозованого питання. У цьому процесі беруть участь, як правило, шість експертів. Встановлено, що збільшення кількості експертів більше шести веде до збільшення часу та ускладнює одержання згоди, не збільшуючи суттєво кількості запропонованих ідей. При зменшенні кількості експертів можливо, що будуть враховані не всі обставини та знижений ступінь точності прогнозу.

Метод “операційної творчості” припускає, що суть проблеми в цілому і можливі підходи до її вирішення відомі тільки керівнику роботи. У цьому випадку опитування експертів потрібне для того, щоб переконатися, що підхід до вирішення проблеми є правильний, а також отримати упевненість в роботі.

В практиці прогнозування у військовій справі широко використовується метод оперативних ігор у вигляді навчань. Експерти не тільки дають оцінку обстановки, але й приймають рішення, виконуючи роль командирів, що приймають рішення в реальних бойових умовах, та офіцерів штабу. Важливо, що в ході ігор перевіряється доцільність і правильність рішень, які приймаються у певних умовах. Досвід навчань за участю кваліфікованих офіцерів-експертів показує, що експертне прогнозування за допомогою таких натурних моделей сприяє системному охопленню суттєвих елементів об’єктів прогнозування та процесів і дозволяє отримати узагальнені рекомендації поточного та прогнозованого характеру.

У військовій грі, як правило, присутні обидві сторони, що беруть участь у конфлікті. Рішення приймаються за певними правилами, які регламентуються статутами і настановами. Формальна структура ігор побудована так, що основні рішення, висновки, пропозиції підлягають критичному аналізу і розбору. Використання озброєння та військової техніки, в тому числі автоматизованих систем управління, проведення бойових стрільб дозволяють робити обґрунтовані висновки щодо питань, передбачених планом досліджень.

Методи анкетування - методи колективної експертної оцінки, в яких для опитування експертів використовуються анкети. Анкети можуть містити питання, на які експертам потрібно дати однозначну відповідь щодо: стану прогнозованого об’єкта; припустимої майбутньої картини деяких подій; оцінки важливості факторів (ознак, параметрів, напрямів розвитку тощо), кількісного значення прогнозованого параметра або інтервалу, у якому він може знаходитись в певний момент у майбутньому.

Опитування експертів здійснюється за допомогою анкет. В анкеті пропонується дати кількісну оцінку кожному фактору (ознаці, параметру, напряму розвитку тощо), які входять до задачі прогнозування. Позначимо, наприклад, ці фактори Y ₁, Y ₂, … Y_j,… Y_n. Кожний з цих факторів Y_j може мати тільки якісну визначеність або кількісне значення (наприклад, величини прогнозованого параметра). В обох випадках експерт зобов’язаний дати кількісну оцінку. Для факторів якісної визначеності така оцінка має характер кількісного порівняння важливості цих факторів, яка являє собою ранг або бал певної шкали. Для факторів (параметрів) кількісної визначеності оцінка дається числом, яке відповідає запропонованому значенню цього фактора (параметра).

З методів анкетування при вирішенні військово-спеціальних задач найчастіше використовуються: метод шкальних оцінок, метод парних порівнянь та метод Дельфи.

Обробка результатів експертного опитування залежить від виду інформації, що отримують від експертів.

Якщо кожен із m експертів, які беруть участь в опитуванні, дає на запитання анкети одне значення C_ij (i - номер експерта) прогнозованої величини j, то за результатами обробки m значень C_ij можуть розраховуватися такі основні показники:

середнє значення експертних оцінок (точковий прогноз), яке характеризує узагальнену думку експертів:

; (7.59)

дисперсію оцінок, яка характеризує розкидання думок (точкового прогнозу) експертів відносно середнього значення:

; (7.60)

середнє квадратичне відхилення:

; (7.61)

коефіцієнт варіації, який характеризує ступінь однодушності експертів щодо оцінки j фактора (параметра):

. (7.62)

Чим більший коефіцієнт V, тим більш є однаковою думка експертів.

Показники M_j та s_j дозволяють визначити інтервальний прогноз. Для цього визначаються розміри області, в яку із заданою імовірністю попадає майбутнє значення прогнозованої величини:

. (7.63)

Величини, що визначають довірчий інтервал e ₁ та e ₂, залежать від значення довірчої імовірності b і закону розподілу суми величин і розраховуються за правилами, що викладені в третій главі підручника. Так, якщо закон розподілу можна вважати нормальним, то для j -ї прогнозованої величини:

; (7.64)

де - величина, яка обернена нормальній функції розподілу , обчислюється для заданого значення імовірності .

При обробці експертних даних здійснюється також оцінка суперечності думок експертів. Розглянемо поняття “суперечність” думки колективного експерта щодо узагальненої думки всіх експертів. Припустимо, що думка k -го експерта є крайньою серед думок m експертів. У зв’язку з тим, що дійсне значення дисперсії , як правило, невідоме, а відома лише її оцінка , то для математичної оцінки суперечності думки k -го експерта обчислимо імовірність того, що величина буде більше деякого числа :

. (7.65)

Якщо ця імовірність достатньо велика (наприклад більша 0,05 – 0,10), то гіпотеза щодо анормальності може бути відкинута, у протилежному випадку - прийнята. У зв’язку з цим суперечною вважається така оцінка , за якої виконується нерівність

(7.66)

з імовірністю, меншою деякого значення . Значення береться таким, що дорівнює 0,1 – 0,05. Значення коефіцієнта , що задовольняє умові (7.65), наведені в табл. 7.1.

Таблиця 7.1

m
0,10	0,05	0,01
	1,73	1,82	1,94
	1,91	2,03	2,22
	2,04	2,18	2,41
	2,13	2,28	2,55
	2,21	2,37	2,66
	2,28	2,44	2,75
	2,34	2,30	2,82
	2,38	2,56	2,88

Виконання умови (7.66) при < є математичною ознакою наявності суперечної думки серед групи експертів. Слід підкреслити, що ця ознака може використовуватися тільки тоді, коли розподіл оцінок експертів можна вважати нормальним.

Якщо крайнє значення (точковий прогноз колективного експерта) буде суперечним, то здійснюється перевірка наступного найближчого до нього значення доти, поки не буде показана несуперечність чергового значення.

Виконання умови суперечності (або несуперечності) залежить від величини імовірності , тому ця ознака є умовною і повинна доповнюватися логічним аналізом при врахуванні вимог до точності прогнозу. При обробці результатів експертного опитування необхідно мати на увазі також те, що колективний експерт краще за інших уявляє розвиток прогнозованого об’єкта (процесу) у майбутньому і тому “випадає” із області, що характеризує думки його колег. Тому до крайніх значень експертних оцінок необхідно відноситися дуже уважно.

Таким чином, послідовність оцінки результатів експертизи щодо майбутнього значення величини така:

визначається узагальнена думка експертів (точковий прогноз);

визначається дисперсія і середнє квадратичне відхилення думок експертів;

здійснюється оцінка суперечності крайніх оцінок за допомогою логічного аналізу й умови (7.66);

при несуперечності думок експертів результати опитування оформлюються як точковий (7.59) і інтервальний (7.63) прогнози;

при суперечних думках проводиться другий тур опитувань (з обговоренням результатів думок першого туру).

Часто використовується така форма оцінок, коли кожний з m експертів дає два значення (мінімальне і максимальне C_ij), між якими, за думкою експерта, буде знаходитись майбутнє значення прогнозованої величини. Для обробки результатів опитування, насамперед, необхідно прийняти вид закону розподілу прогнозованої величини між крайніми оцінками кожного експерта. Як такий апріорний закон розподілу, наприклад, може вибиратися закон рівномірного розподілу:

.

При цьому середнє значення (точковий прогноз), що дається і -м експертом, визначається за формулою

. (7.67)

Точковий прогноз за результатами узагальнення думок всіх експертів визначається за формулою

. (7.68)

Дисперсія прогнозу і коефіцієнт варіації визначаються за формулами (7.60) (7.62) відповідно.

7.3.2. Підготовка експертизи

Надійність результатів прогнозування, їх точність багато в чому залежить від організації і спрямованості процедури отримання, аналізу й обробки інформації, отриманої від експертів. Тому питанням підготовки експертизи приділяється велика увага.

Насамперед вирішуються два питання:

формулюються цілі і характер процедури експертизи;

створюється група організаторів експертизи (спеціалістів-аналітиків).

Чітке визначення цілей експертизи має велике значення. Практика прогнозування показує, що наявність чітко сформульованих цілей і потреб є обов’язковою умовою забезпечення надійного прогнозу. Для визначення цілей експертизи корисним є ознайомлення з минулими та поточними станами об’єкта прогнозування. Вибір цілей і характер процедури експертизи значною мірою визначається сутністю самого об’єкта прогнозування, кінцевими результатами, які передбачаються, та можливими способами їх подання. Вибір цілей і процедури експертизи залежить також від надійності і повноти наявних даних та виду потрібної інформації.

При формулюванні цілей експертизи насамперед необхідно чітко встановити ознаку, за якою належить проводити оцінку, а також умови використання експертних оцінок.

Після визначення цілей і характеру процедури експертизи створюється група спеціалістів-аналітиків, в обов’язки яких входить:

відбір і формування групи експертів, які будуть брати участь в експертизі; складання спеціальних аркушів опитування (анкет);

вибір методу експертного прогнозування, розроблення способу і процедури опитування експертів;

проведення опитування;

аналіз й обробка інформації, отриманої від експертів;

синтез об’єктивної (статистичної) інформації й інформації, отриманої за результатами експертизи, з метою приведення її до форми, зручної для прийняття рішення.

Група аналітиків повинна забезпечити умови для найбільш плідної діяльності експертів як за рахунок розроблення найефективнішої системи контактів з ними, так і вибором процедури опитування.

При формуванні групи експертів основними є питання щодо визначення її якісного і кількісного складу. Кількість експертів повинна бути достатньою для того, щоб врахувати суттєві властивості задачі, що вирішується, та забезпечити точність прогнозу. При дуже великій кількості експертів їх думки можуть бути не узгодженими (за рахунок експертів більш низької кваліфікації), а також виникають труднощі в організації експертизи. При малій кількості експертів виникають проблеми щодо точності узагальнених оцінок. Звичайно в групу включають від 12 до 20 спеціалістів.

Коли чисельність експертної групи визначена, переходять до безпосереднього підбору експертів. Для цього визначається перелік задач, які потрібно вирішити, і складається список осіб, компетентних у сфері, яка розглядається. Компетентність експерта - це його здібність на базі професійних знань, інтуїції та досвіду робити вірогідні судження щодо об’єкта прогнозування. Окрім компетентності експерт повинен мати такі здібності: розв’язувати задачі, метод розв’язування, яких повністю або частково невідомий; вгадувати рішення; мати свою особисту думку; бачити проблеми з різних боків.

Для вибору експертів із списку може використовуватися тестування.

Група аналітиків здійснює також підготовку до проведення експертного опитування, яке включає розроблення анкет з питаннями щодо об’єкта прогнозування. В основі багатьох експертних методів лежить анкета, за допомогою якої здійснюється збирання необхідної інформації.

Анкета – це структурно організований набір питань, кожне з яких логічно пов’язано з основною задачею прогнозування. Хоча форма і зміст питань визначається специфікою об’єкта прогнозування, можна встановити загальні вимоги до них. Питання повинні формулюватися в загальноприйнятих термінах, виключати невизначеність, у логічно відповідати структурі об’єкта прогнозування та забезпечувати єдність тлумачення.

За формою всі питання можуть бути відкритими і закритими, прямими і непрямими. Питання називається відкритим або вільним, якщо відповідь на нього не регламентована і може надаватись у вільній формі. Закритими вважаються питання, в яких містяться альтернативні варіанти відповідей, а експерт повинен вибрати одну (або декілька) з них. Непрямі питання використовуються в тих випадках, коли потрібно приховати цілі експертизи.

Залежно від характеру потрібної інформації та можливостей її отримання, методи опитування можна розподілити на особисті (очні) і заочні, індивідуальні і групові.

Під особистим (очним) методом опитування розуміється процедура, в процесі якої аналітик здійснює безпосередній (особистий) контакт з експертом при підготовці відповідей на питання. Заочне опитування звичайно здійснюється відправленням анкет експерту (наприклад, поштою). Основною перевагою заочного опитування є його простота. Однак точність оцінок може бути нижча, ніж при очному опитуванні, тому що деякі питання експерт може неправильно зрозуміти, а на деякі зовсім не дати відповідей. Очне опитування допомагає виключити ці недоліки, але потребує відносно більших витрат праці і часу з боку як аналітиків, так і експертів.

За результатами обробки даних, отриманих від експертів, визначаються статистичні оцінки прогнозованих характеристик та їх довірчі інтервали, а також статистичні оцінки узгодженості думок експертів.

Дата добавления: 2015-05-23