Класифікація моделей і задач прийняття рішень

У процесах прийняття рішень застосовують моделі таких типів:

v дескриптивні та нормативні;

v індуктивні та дедуктивні;

v проблемно–орієнтовані та формальні;

v статичні та динамічні.

Дескриптивні та нормативні моделі. Вивчаючи ППР, розрізняють два основні підходи — дескриптивний і нормативний.

Основа дескриптивного підходу — емпіричне дослідження рішень, спрямоване насамперед на описання проблемної ситуації, поведінки окремих децидентів у ППР. Отже, мета цього підходу полягає у виявленні та вивченні закономірностей формування рішень у процесі взаємодії децидента з проблемою.

Нормативний підхід виходить з потреби в теоретичному обґрунтуванні принципів раціонального вибору та раціональної послідовності етапів – «норми» — у перебігу формування рішень. Він ставить дуже високі вимоги до децидента. Основою нормативних моделей (на кшталт «як має поводити себе ідеальний децидент») служать як певні аксіоматичні положення, так і результати аналізу і узагальнення дескриптивної інформації. Нормативні моделі застосовують для керування ППР, формування його елементів і зміни його перебігу.

Цими двома напрямами зумовлені різні вимоги до розроблення та застосування моделей. Вимоги до дескриптивних моделей аналогічні тим, що висувають до моделей пізнання (дослідження) природних процесів, характер і закономірності яких не залежать від моделей, що застосовуються для їх вивчення. Успіх у використанні природних ресурсів і сил залежить від точності опису законів і закономірностей їх функціонування.

Нормативні моделі активно застосовують для формування змісту ППР. Вони зумовлюють активні зворотні дії осіб, інтереси яких вони зачіпають. Нормативні моделі дають очікуваний позитивний ефект у формі поліпшення рішень лише тоді, коли контрдії певних осіб не зможуть нейтралізувати вплив моделей, або коли ці контрдії взято до уваги та створено відповідні стратегії керівних рішень.

У практичних системах прийняття рішень застосовують як результати дескриптивних досліджень, так і теорії нормативного підходу. Такий проміжний варіант називають прескриптивним підходом. Він рекомендує, як повинен діяти децидент із середніми можливостями й інтелектом, якщо він здатний систематизовано працювати над проблемою. У цьому разі не гарантується знаходження найкращих у певному розумінні рішень; натомість обирається «непогане», доволі послідовне та несуперечливе рішення.

Індуктивні та дедуктивні моделі. В індуктивному підході модель отримують, спостерігаючи за одиничними фактами, важливими для прийняття рішень. Індуктивним методом розробляють моделі для розв’язання конкретних проблем. Такі моделі містять специфічні, історично сформовані властивості процесу, що моделюється.

Основна проблема побудови індуктивних моделей – це вибір із сукупності одиничних спостережень тих, що дають змогу побудувати адекватну модель задачі прийняття рішень, і формалізоване подання їх структури та зв’язків. Значення індуктивних моделей полягає в тому, що за допомогою простішого опису взаємозв’язків наочно та стисло подається інформація, що міститься у великій сукупності спостережень. Якість індуктивних моделей залежить від того, як удасться, з одного боку, так спростити модель, щоб розв’язати проблему з прийнятними витратами, а, з іншого –, відобразити основні властивості реальності.

Дедуктивний підхід до побудови моделей виходить не з конкретних фактів, а зі спрощеної системи гіпотетичних ситуацій. Основою моделювання при цьому є замкнена та спрощена абстрактна проблема. У реальності виникають переважно конкретні проблеми, тимчасом як теорія прийняття рішень виходить з абстрактних ситуацій керування. За допомогою якісного аналізу об’єктивну реальність редукують і агрегують у спрощену гіпотетичну абстрактну проблему, що описується у вигляді дедуктивної моделі.

Якість рішення та його практична користь залежить насамперед від того, наскільки якісним є результат абстрагування проблеми, що має охоплювати основні характеристики реальної проблемної ситуації.

Проблемно–орієнтовані та формальні моделі. Цей поділ відображає на застосування певних методів побудови моделей або методів експериментування з орієнтацією децидента. На ґрунті нових (уперше розроблених або запозичених з інших галузей науки та практики) методів моделювання будують нові (проблемно–орієнтовані) моделі проблеми. На наступних етапах вивчають можливості застосування таких моделей і їх специфічних властивостей для розв’язання задач прийняття рішень.

У прийнятті рішень для формальних моделей прийняття рішень використовують наявні методи розв’язання проблем. Аналіз алгоритмів цих методів дає змогу сформулювати конкретні вимоги до структури та властивостей моделей. При цьому можливі труднощі з пристосуванням подібних моделей (зокрема, забезпеченням їх інформацією). Окрім того, формальна модель може не відповідати структурі та властивостям реальних параметрів проблемної ситуації. У практиці наукових досліджень достатньо часто шукають проблемні ситуації, для розв’язування яких застосовні розроблені моделі та методи експериментування з ними, а не навпаки.

Одноперіодні (статичні) та багатоперіодні (динамічні) моделі. В одноперіодних моделях виходять із припущення, що сума оптимальних окремих розв’язків у окремих періодах їх реалізації є оптимальним розв’язком для всієї послідовності періодів. Адекватність цього припущення зазвичай не підтверджується, тому що короткочасний ефект часто приводить до великих втрат у перспективі. Приймаючи рішення, слід збалансовувати короткотермінові та довготермінові аспекти оцінювання оптимальності.

Урахування довготермінових ефектів реалізації рішень – це не лише проблема формування системи цілей одноперіодної моделі прийняття рішень. Процес управління об’єктивно піддається декомпозиції на певні періоди, на кожному з яких потрібно формувати нові рішення для подальших дій. Періодичність прийняття рішень залежить від періодичності надходження нової суттєвої інформації про внутрішні та зовнішні параметри процесу керування, що сигналізують виникнення потреби в корегуванні управлінських впливів. Приймаючи рішення, завжди слід зважати на можливий подальший перебіг подій і передбачити способи глибокого реагування на зміни умов. Отже, одноперіодні моделі загалом можна розглядати як елементи багатоперіодної моделі. Якщо можна узгодити ці моделі, то формалізована процедура узгодження одноперіодних моделей є багатоперіодною моделлю ППР.

Задачі прийняття рішень класифікують за багатьма ознаками, основні з яких наступні:

v рівень структурованості проблеми, що розв’язується;

v властивості зовнішнього середовища та децидента;

v кількість децидентів;

v спосіб подання мети;

v можливості отримання потрібної інформації (обсяг, складність і тип експертної інформації, потрібної для прийняття рішень).

За рівнем структурованості розрізняють структуровані, слабкоструктуровані та неструктуровані проблеми прийняття рішень.

Структуровані проблеми зазвичай дають змогу побудувати формальну постановку задачі прийняття рішень, що належить до відомого класу задач, для яких існують алгоритми їх розв’язання.

Слабкоструктуровані проблеми є найцікавішими. Для їх розв’язання застосовують як теорію прийняття рішень, так і інші дисципліни (системний аналіз, психологію тощо). Вони мають міждисциплінарний характер.

Неструктуровані проблеми вивчаються у суспільних дисциплінах.

В багатьох випадках існує спокуса використати відомі формальні задачі та методи для розв’язання слабкоструктурованих проблем. Якщо такі дії серйозно не обґрунтовані, то ми можемо розв’язати не реальну проблему, а ту, яку вигадали для того, щоб мати змогу застосувати відому нам модель і розв’язати відому задачу, хоча вони зовсім не відображають суті реальної проблеми.

За властивостями зовнішнього середовища та децидента розрізняють детерміновані задачі, стохастичні задачі прийняття рішень та задачі з невизначеністю й активною протидією.

Ці задачі поділяються за ступенем врахування невизначеності в процесі прийняття рішень.

У детермінованих задачах усі фактори, що суттєво впливають на керовані процеси, визначені; їх точні числові значення відомі суб’єктові управління. Подібні ситуації на практиці зустрічаються рідко. Детерміновані задачі використовують як спрощення реальних задач керування, коли, наприклад, найімовірніше значення чинника розглядають як визначене постійне. Детермінована модель, узагалі кажучи є, спрощеною щодо реальної ситуації.

У стохастичних задачах описано розподіл вірогідностей за різними числовими значеннями факторів, тобто взято до уваги стохастичну невизначеність. Такі моделі ближчі до реальних умов рішень, але для їх побудови та експериментування з ними потрібні суттєво більші витрати на інформаційне, математичне, технічне та кваліфікаційне забезпечення.

У задачах з невизначеністю статистичних даних немає, або вони невідомі децидентові. Потрібну інформацію (значення суб’єктивних вірогідностей, параметрів лінгвістичних змінних та ін.) доводиться отримувати, опитуючи експертів, а якщо це неможливо, то застосовувати методи прийняття рішень в умовах невизначеності.

У задачах з активною протидією невизначеність розглядають не як байдужу до наших прагнень «природу», а активного суперника чи множину суперників, що можуть і протидіяти, і в певних ситуаціях сприяти децидентові. Такі задачі належать до ігрового типу.

За кількістю децидентів розрізняються задачі з одним, кількома рівноправними та кількома децидентами з власними інтересами та важливістю.

Якщо децидент один, то з певними спрощеннями після формалізації ми отримаємо одно– чи багатокритерійну задачу оптимізакції з обмеженнями (коли кількість децидентів – нуль, одержимо описову, тобто дескриптивну модель ситуації). Коли є кілька рівноправних децидентів, то маємо клас задач голосування, у яких альтернативи обираються за допомогою різноманітних процедур голосування. У разі нерівноважливих децидентів отримуємо задачі експертного оцінювання чи ігрового типу.

За способом подання мети розрізнятимемо однокритерійні, багатокритерійні з кількісними та якісними критеріями задачі та багатокритерійні з ієрархією критеріїв.

До однокритерійних належать як задачі з одним критерієм, так і модифіковані багатокритерійні, у яких один критерій одержано згортанням усіх наявних критеріїв у один або обґрунтуванням існування та побудови відповідної функції корисності. У багатокритерійних задачах оптимальний розв’язок за одним із критеріїв буде не оптимальним за іншим. На практиці найчастіше можна реалізувати лише один розв’язок, оптимальність якого пов’язана з можливістю однозначно впорядкувати розв’язки за рівнем досягнення генеральної мети. Цю задачу загалом розв’язують із використанням одного узагальненого критерію оцінки. Отже, багато практичних моделей прийняття рішень переважно однокритерійні, тому вони лише в найпростіших випадках адекватні дійсності. При цьому суть об’єктивних суперечностей і характер їх проявів у конкретному керованому процесі приховують, і виникає лише видимість розв’язання проблеми.

Розв’язок багатокритерійних задач із кількісними критеріями, узагалі кажучи, є множиною Паретто–оптимальних альтернатив. Тому для розв’язування таких задач широко застосовують діалогові методи, які у відкритій або прихованій формі спрямовані на те, щоб виявити додаткову інформацію про систему переваг децидента і знайти в кращому випадку один розв’язок або принаймні обмежитися підмножиною множини Парето.

Якщо існує кілька критеріїв, то це означає, що в межах певної системи знань і понять вони є невзаємозамінними, непоєднуваними та неузгоджуваними. Тому кількісні зміни окремих критеріїв, що відображають мету системи, непорівнянні між собою.

Багатокритерійні задачі з ієрархією критеріїв виникають унаслідок якісного аналізу структури мети з використанням дерева цілей та інформації про домінування на множині критеріїв у конкретній проблемній ситуації. Лише якісний аналіз структури мети може бути основою розроблення способів розв’язання достатньо складної проблеми. Слід виявити, якщо це можливо, формальні зв’язки між критеріями оцінювання якості розв’язання проблеми. Узагальненим критерієм оцінювання може бути один (найважливіший) критерій або синтетичний показник (згорнутий критерій), що виник унаслідок переведення задачі в клас однокритерійних або побудови ядра перспективних альтернатив із поступовим його звуженням. Слід проаналізувати також можливість переведення частини критеріїв у обмеження, завдяки чому іноді вдається суттєво спростити проблему.

Якщо вдається побудувати відношення домінування на множині критеріїв, то множина Паретто–оптимальних розв’язків суттєво звужується. У разі ж використання дерева цілей або його піддерева, коли множина альтернатив відома, для розв’язання задач такого типу з успіхом застосовують метод аналізу ієрархій, який дає змогу за результатами опитування експертів у вигляді системи бінарних відношень не лише отримати остаточне впорядкування можливих варіантів рішень, але й оцінити ступінь несуперечливості тверджень експертів.

Розглянуті вище класифікаційні ознаки та відповідні класи задач прийняття рішень наведено в табл. 1.1.

Висновки

Упровадження методологічних і методичних розробок теорії прийняття рішення в практику суттєво полегшується, якщо чітко означено поняття керованості, сформульовано первинні припущення, визначено структурну специфіку та інші характеристики моделі прийняття рішень. Численні непорозуміння, а також розчарування виникають внаслідок застосування моделей, неадекватних реальній ситуації прийняття рішень.

Таблиця 1.1. Класифікація задач прийняття рішень

№	Класифікаційна ознака	Класи задач прийняття рішень
	Рівень структурованості розв’язуваної проблеми	Структуровані
Слабкоструктуровані
Неструктуровані
	Властивості зовнішнього середовища та децидента	Детерміновані
Стохастичні
3 невизначеністю
3 активністю (протидія чи сприяння)
	Кількість децидентів	Один
Кілька рівноправних (задачі голосування)
Кілька з власними інтересами (експертне оцінювання чи ігрові ситуації)
	Спосіб подання мети	Однокритерійні (включно зі згортками критеріїв)
Багатокритерійні з кількісними та якісними критеріями
Багатокритерійні з ієрархією критеріїв (без чітких або нечітких відношень переваг у просторі критеріїв та з ними)
	Можливості отримання потрібної інформації	Без експертної інформації
Інформація про переваги на множині критеріїв
Інформація про важливість альтернатив
Інформація про переваги на множині критеріїв і наслідки альтернатив

Будуючи моделі, необхідно, без сумніву, окрім об’єктивного аспекту, зважати на можливість використання моделі із суб’єктивного погляду. Цей аспект можна розглядати як суб’єктивну адекватність моделі, тобто її відповідність поставленим вимогам, знанням, навичкам, характеристикам децидента. Суб’єктивний аспект відображається в постановці задачі, підході до інформаційного відображення об’єкта управління, доборі методів синтезу моделей і експериментування з ними.

Отримані внаслідок застосування різних підходів, на основі різної інформації моделі різняться між собою. Вони мають свої сильні та слабкі сторони і доповнюють одна одну в ППР. У теорії прийняття рішень розробляються алгоритми та вивчаються формальні проблеми, які можна розв’язати за допомогою алгоритмів, але не досліджується, чи існують у практиці керування ситуації, яким вони б відповідали (тобто проблема адекватності формальних моделей і методів не досліджується чи досліджується недостатньо). Завдяки поєднанню відповідного апарату теорії прийняття рішень і досвіду прийняття практичних рішень виникає можливість удосконалювати рішення на основі збалансованих підходів до формалізації проблем управління.

Дата добавления: 2014-01-05