Теоретичні основи і методи системного аналізу оптимізації управління прийняття рішень і

Р ₃

Р ₄

Р ₅

Р ₆

Р ₇

Р ₈

Р ₉

Р ₁₀

Р ₁₁

Р ₁₂

Р ₁₃

Р ₁₄

Σ

Р ₀

0

0

Р ₁

1

1

Р ₂

1

1

Р ₃

1

1

Р ₄

1

1

2

Р ₅

1

1

1

3

Р ₆

1

1

1

3

Р ₇

1

1

1

1

2.4.2 Метод аналізу ієрархій

Це один з досить формалізованих і класичних методів СА, використовуваний для вирішення проблеми прийняття рішень в умовах многокритериальности.

Призначення й ідея методу: проводиться ієрархічна декомпозиція проблеми на завдання таким чином, щоб полегшити людині прийняття рішень для окремих завдань на основі парних, а не багатокритеріальних порівнянь. Після цього синтез пріоритетів проводиться математичними методами.

Назва методу пов'язане з тим, що спочатку для проблеми будується ієрархія завдань, а потім ці завдання вирішуються, починаючи з нижнього рівня, при цьому результат рішення задач нижнього рівня використовується при вирішенні завдань більш високих рівнів.

Етап 1. Декомпозиція проблеми і заповнення матриць суджень

Використовуються три принципи:

Принцип 1. Декомпозиція, при якій проводиться як структурна, так і функціональна диференціація.

Приклад: Є мета купити будинок. Є варіанти покупки, що розрізняються по ефективності в сенсі деяких погано структурованих критеріїв. Проблема є ієрархічно:

• Перший рівень (верхній) - основна мета;

• Другий рівень - критерії:

1 - розміри,

2 - зручність транспорту,

3 - місце розташування будинку, навколишнє середовище,

4 - вартість,

5 - вік будинку, стан,

6 - наявність гаража та присадибної ділянки і т.д.;

• Третій рівень - претенденти (альтернативи) на покупку.

Принцип 2. Елементи нижнього (i-го) рівня повинні бути попарно можна порівняти по відношенню до елементів більш високого ((i -1)-о) рівня.

Принцип 3. Зіставлення варіантів виробляється на основі принципу дискримінації суджень, тобто елементи порівнюються попарно з точки зору їх впливу на результат (на елемент більш високого рівня ієрархії) і представляються у вигляді квадратної матриці (для другого рівня в прикладі розмір матриці дорівнює 6х6). Кожен елемент має свою вагу, визначається, наприклад, експертом.

Заповнення матриці йде в довільному порядку за правилом: якщо елемент рядка важливіше елемента стовпця, то у відповідний осередок ставиться число r Î [1; 9] (значення визначає ступінь важливості одного елемента щодо іншого), в іншому випадку ставиться число r ^-1.

Для кожного критерію будується аналогічна матриця порівняльної оцінки варіантів, наприклад, будинків А, В, С і D.

Таблиця 2.2 - Цілі

Таблиця 2.3 - Зв'язки для кожного критерію

Приблизна зв'язок пріоритету (ваги) і лінгвістичної оцінки:

1 / 1 - рівну вагу;

3 / 1-слабке перевагу;

5 / 1 - досить сильне перевагу;

7 / 1 - сильне перевагу;

9 / 1 - дуже сильне перевагу.

Порівняння критеріїв ведеться зазвичай за трьома критеріями:

• що важливіше (зазвичай для критеріїв),

• що більш імовірно (для сценаріїв),

• що більш переважно (для альтернатив).

Етап 2. Синтез пріоритетів

Це один із способів вирішення проблеми многокритериальности. Синтез пріоритетів (СП) - це обчислення власних векторів, які після нормалізації і є векторами пріоритетів. Власні вектори шукати порівняно трудомістко, тому досить близькі оцінки можна отримати за допомогою геометричного середнього, для чого елементи кожного рядка перемножуються, і з результату витягується корінь n-го ступеня.

Наприклад, для Кр1 в матриці цілей:

Кр1: 1 * 1 / 2 * 1 / 3 * 1 / 4 * 4 * 3 = ½ Þ ,

Кр2: 2 * 1 * 1 / 2 * 1 / 3 * 1 / 4 * 1 / 4 = 0,0417 Þ ,

Кр3: 3 * 2 * 1 * 1 / 3 * 1 * 1 / 2 = 1 Þ ,

КР4: 4 * 3 * 3 * 1 * 1 * 1 / 2 = 18 Þ ,

Кр5: ¼ * 4 * 1 * 1 * 1 * 1 = 1 Þ ,

Кр6: 1 / 3 * 4 * 2 * 2 * 1 * 1 = 16 / 3 Þ .

Далі оцінки нормуються шляхом ділення на суму ;

α ₁ = 0,917 / 6,193 = 0,148; α ₄ = 1,435 / 6,193 = 0,23;

α ₂ = 0,616 / 6,193 = 0,1; α ₅ = 1 / 6,193 = 0,16;

α ₃ = 1 / 6,193 = 0,16; α ₆ = 1,23 / 6,193 = 0,198.

Отримані оцінки - це матриця - рядок пріоритетів критеріїв α _(1х6).

Далі для кожного з будинків (альтернатив) розраховуються пріоритети в сенсі кожного з критеріїв:

Для критерію Кр1 отримаємо:

для А: ,

для В: ,

для С: ,

для D: .

Сума дорівнює 0,76 + 1 + 1,56 + 1 = 4,32, тому нормовані значення пріоритетів:

.

Аналогічно для інших критеріїв отримаємо

β ² _1, ..., β ^{₂ квітні;} β ^3, ..., β ^{₃ квітня;} β ⁴ _1, ..., β ^{₄ квітня;} β ⁵ _1, ..., β _{⁴ травня;} β ⁶ _1, ..., β ⁶ _4.

Дані пріоритети утворюють матрицю В (6х4).

Пріоритети альтернатив з урахуванням двох рівнів, тобто матриць α і В, виходять шляхом перемноження

Ц = α х В,

де Ц - матриця - рядок глобальних пріоритетів, тобто оцінки з точки зору мети.

Етап 3. Оцінка узгодженості пріоритетів

Оцінюється узгодженість локальних пріоритетів, тобто правильності заповнення матриць парних порівнянь. Зауважимо, що даний етап може виконуватися відразу після заповнення матриць. В якості оцінки використовуються індекс узгодженості (ІС) і відношення узгодженості (ОС):

,

де n - число порівнюваних елементів, l _max - максимальне власне значення матриці суджень (Ц, Кр1, Кр2 ...), l _max ³ n:

.

ОС = ІС / СС,

де СС - випадкова узгодженість, яка визначається за табл. 2.4

Повинно бути ОС £ 0,1 ... 0,2, інакше слід переглянути матрицю суджень.

Таблиця 2.4 - Випадкова узгодженість

Рис. 2.2 - Матриця суджень

2.4.3 Група математичних методів розв'язання складних експертиз

Як було видно в методі аналізу ієрархій (АІ), синтез пріоритетів більш високого рівня щодо варіантів найнижчого рівня проводиться за співвідношенням

Ц _{(1 'm)} = a _{(1' n)} х В _{(n 'm),}

де В - матриця пріоритетів нижнього рівня по відношенню до пріоритетів верхнього рівня;

a - пріоритети вищого рівня (критеріїв);

m - число варіантів нижнього рівня;

n - кількість критеріїв.

Ця ідея реалізується в методі вирішальних матриць (РМ).

Якщо почати з завдання матриці g ⁿ переваг для альтернатив (нижній), (n-й рівень) по відношенню до елементів (n -1)-о рівня, матриця А ^{n -1,} то отримаємо матрицю - рядок A ^{n -2,} враховує пріоритети двох нижніх рівнів. Продовжуючи процедуру формування матриць пріоритетів більш високих рівнів

A ^{n -2} = g ⁿ A ^{n -1}

і множення їх на матриці нижніх рівнів, отримаємо для матриці мети

Ц ^{0 =.} G ⁿ А ^{h -1.} А ^{n -2 ....} А ^1.

На відміну від методу аналізу ієрархій призначення пріоритетів на кожному рівні проводиться багатокритеріальним, а не парним порівнянням, що вимагає більшої інформованості експерта.

2.4.4 Метод дерева цілей

Ще менш формалізований і обмежений, ніж попередній. Існує кілька типових схем координації цілей підсистем за рівнями для складних систем прийняття рішень.

Методи АІ і РМ за видом взаємодії елементів сусідніх рівнів відносяться до так званих ромбовидним ієрархічним структурам. Для ромбовидної структури характерна наявність залежностей цілей (i + 1) рівня від одних і тих же елементів i-го рівня (див. рис. 2.3).

Малюнок 2.3 - Залежність цілей

Метод дерева цілей, як випливає з його назви, не може використовуватися для задач подібного виду, що є великим обмеженням методу. У той же час дуже велика виразність і простота методу, що є методом когнітивної структуризації для великого кола практичних завдань, зробили його досить вживаним (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 - деревоподібні цілей

Ідея розрахунку глобальних пріоритетів у методі дерева цілей реалізується в кілька етапів:

1) будується граф (когнітивна карта), що відображає взаємодію цільових функцій між елементами різних рівнів.

2) для кожного зв'язку призначаються і нормуються ваги елементів нижнього рівня для цілей верхнього рівня.

3) вага (пріоритет) альтернатив розраховується як добуток ваг від альтернативи до вершини.

2.4.5 Семіотичні методи

Семіотичні методи базуються на моделях семіотичного типу і відносяться до області інтересів Теорії і методів штучного інтелекту.

Крім перерахованих моделей семіотичного типу, використовуються такі види моделей, як нейронні мережі, фрейми, предикатні системи і т.д.

2.4.6 Група експертних методів

Відмінність експертних методів від усіх попередніх полягає в тому, що крім формування процедури прийняття рішень при відомих перевагах експерта ставиться завдання формування та оцінки правильності експертних ваг. Відомі такі експертні методи:

• метод анкетування,

• метод дискусії,

• метод інтерв'ювання, зокрема, метод Дельфи (найбільш формалізований),

• метод сценаріїв,

• метод «мозкового штурму» і т.д.

Метод дискусії полягає в обміні думками, але рішення приймає ОПР.

Метод «мозкового штурму»: збирається група осіб з різних областей і кожен пропонує варіанти вирішення даної проблеми, при цьому критика заборонена. Може виявитися, що яке-небудь «абсурдне» думка виявиться правильним.

Сінетіка - генерування рішень (альтернатив) на основі асоціативного мислення. Метод аналогічний «мозкового штурму», але підбираються фахівці з асоціативним характером мислення і які мають психологічною сумісністю. Обговорення ведеться в режимі вільної дискусії.

2.4.7 Метод сценаріїв

Полягає у складанні деяких дерев, що відбивають причинно-наслідкові зв'язки між намаганнями і результатами. Зазвичай складаються три сценарії: песимістичний (для найгірших умов), оптимістичний і найбільш імовірний.

Анкетування й інтерв'ювання відносяться до найбільш суб'єктивним методів прийняття рішень.

Розглянемо ідею методу Дельфи. В основу методу Дельфи покладені наступні положення:

1) завдання, що ставляться питання допускають можливість чисельного оцінювання варіантів;

2) відповідь на питання обгрунтовується експертом;

3) відповіді повинні базуватися на достатньому обсязі інформації, яка може бути слабо формалізованої.

Обробка анкет полягає в тому, що оцінки експертів розбиваються на квартили, тобто на інтервали відповідей, приблизно рівні чверті думок від числа експертів.

Квартиль - одна з числових характеристик розподілу ймовірностей. Якщо взяти деяку випадкову величину Х, думки експертів від 0 до 1 з функцією розподілу F (Х) - ймовірність відповідного Х, то квартиль порядку Р називається число К таке, що F (К _р) <Р, F (К _р + e) ³ Р, e ® 0. Тобто квартиль - це діапазон зміни змінної, відповідний думку кожної чверті експертів. Медіана характеризує «Середня» думку експертів, крайні квартили - розкид думок.

Наприклад, думка кожного експерта Х Î [0, 1], тоді виділяється приблизно чверть експертів, які стверджують, що величина Х Î [Х _1, Х ₁ ^+]. У результаті опитування формується щільність розподілу думок у вигляді ступінчастого графіка або в ідеалі, при великому числі експертів, безперервної кривої.

1 етап. Формування групи координаторів (штабу).

2 етап. Вибір групи експертів, тобто осіб, які приймають рішення (ОПР).

Вибір проводиться на основі анкет для експертів: запитання анкети формуються, виходячи з цілей координаторів. Наприклад: 1) практичний досвід вирішення аналогічних завдань, 2) рівень освіти, 3) вік і т.д.

3 етап. Складається запитальник (анкети) по суті проблеми із зазначенням числових критеріїв відповідей. Це початок першого туру.

4 етап. Обробка відповідей. Кожен експерт відповідає на запитання і обгрунтовує своє рішення. Робота ведеться анонімно. Думки експертів упорядковуються по осі Х, і експерти розбиваються на чотири групи. Думки крайніх груп експертів озвучуються (доводяться до всіх експертів) з обгрунтуваннями.

5 етап. Виділення групи рішень-претендентів на вихід у наступний тур. Складання (коригування) запитальників 2-го туру.

6 етап. Проводиться 2-й тур аналогічно першому. Далі 3-й тур і т.д. Зазвичай необхідно 3-4 туру. Критерій закінчення процедури - відсутність змін у думках експертів. Існує два варіанти:

1. знайдено спільну думку, рішення прийнято;

2. експерти до єдиної думки не дійшли, потрібні додаткові дослідження.

Близьким до методу Дельфи є Дельфійські нараду. Відмінність цього методу: обробка анкет не проводиться анонімно, а думка експертів просто озвучується.

3. Управління

3.1 Сутність автоматизації управління в складних системах

Під управлінням у найзагальнішому вигляді будемо розуміти процес формування цілеспрямованої поведінки системи за допомогою інформаційних впливів, що виробляються людиною (групою людей) або пристроєм.

До завдань управління відносяться цілепокладання, стабілізація, виконання програми, стеження і оптимізація.

Завдання визначення мети - визначення необхідного стану або поведінки системи.

Завдання стабілізації - утримання системи в існуючому стані в умовах збурюючих впливів.

Завдання виконання програми - переведення системи в потрібний стан у умовах, коли значення керованих величин змінюються за відомим детермінованим законам.

Завдання стеження - утримання системи на заданій траєкторії (забезпечення необхідного поводження) в умовах, коли закони зміни керованих величин невідомі або змінюються.

Завдання оптимізації - утримання або переведення системи в стан з екстремальними значеннями характеристик при заданих умовах і обмеженнях.

3.2 Структура системи з керуванням

Система з управлінням включає три підсистеми (рис. 3.1): керуючу систему (УС), об'єкт управління (ОУ) У і систему зв'язку (СС).

Системи з управлінням, або цілеспрямовані, називаються кібернетичними. До них належать технічні, біологічні, організаційні, соціальні, економічні системи.

Керуюча система спільно з системою зв'язку утворює систему управління (СУ) А. Основним елементом організаційно - технічних СУ є особа, яка приймає рішення (ОПР) - індивідуум або група індивідуумів, які мають право приймати остаточні рішення щодо вибору одного з кількох керуючих впливів. Система зв'язку включає канал прямого зв'язку, за яким передається вхідна інформація - безліч {х}, що включає командну інформацію {і} Ј {х}, і канал зворотного зв'язку, по якому передається інформація про стан ОУ - безліч вихідний інформації {у}.

Безлічі змінних {п} і {w} позначають відповідно вплив навколишнього середовища (різного роду перешкоди) і показники, що характеризують якість і ефективність функціонування підсистеми В.

Показники якості та ефективності є підмножиною інформації про стан ОУ, {w} з {у} - Більш того, в процесі аналізу систем кожна характеристика yj повинна розглядатися як потенційна кандидатура на роль показника.

Малюнок 3.1 - Система з управлінням

Основними групами функцій системи управління є:

• функції прийняття рішень - функції перетворення змісту інформації {/ р};

• рутинні функції обробки інформації {/};

• функції обміну інформацією {/ j,}.

Функції прийняття рішень {/ ^} виражаються у створенні нової інформації в ході аналізу, планування (прогнозування) та оперативного управління (регулювання, координації дій).

Функції {/} охоплюють облік, контроль, зберігання, пошук, відображення, тиражування, перетворення форми інформації і т.д. Ця група функцій перетворення інформації не змінює її сенс, тобто це рутинні функції, не пов'язані з змістовної обробкою інформації.

Група функцій {f} пов'язана з доведенням вироблених впливів до ОУ та обміном інформацією між ОПР (обмеження доступу, отримання (збір), передача інформації з управління в текстовій, графічній, табличній та інших формах по телефону, систем передачі даних і т.д. ).

Сукупність функцій управління, що виконуються в системі при зміні середовища, прийнято називати циклом управління. Виконуючи цикл за циклом, система наближається до сформульованої мети. Одне з уявлень циклу управління показано на рис. 3.2. При цьому від об'єктів управління в СУ надходить інформація про поточний стан справ. ОПР контролюють її істинність, враховують і аналізують з метою виявлення відхилень від необхідного стану та визначення необхідності зміни поточного стану.

Рисунок 3.2 - Узагальнений цикл управління

3.3 Шляхи вдосконалення систем з управлінням

Удосконалення систем з управлінням зводиться до скорочення тривалості циклу управління і підвищенню якості керуючих впливів (рішень). Ці вимоги носять суперечливий характер. При заданій продуктивності СУ скорочення тривалості циклу управління призводить до необхідності зменшення кількості інформації, що переробляється, а отже, до зниження якості рішень. Одночасне задоволення вимог можливе лише за умови, що буде підвищена продуктивність УС і СС з передачі і переробки інформації, причому підвищення продуктивності обох елементів має бути узгодженим. Це вихідне положення для вирішення питань щодо вдосконалення управління.

Основними шляхами вдосконалення систем з управлінням є:

1. Оптимізація чисельності управлінського персоналу.

2. Використання нових способів організації роботи СУ.

3. Застосування нових методів вирішення управлінських завдань.

4. Зміна структури СУ.

5. Перерозподіл функцій і завдань у УС.

6. Механізація управлінської праці.

7. Автоматизація.

Розглянемо кожен із шляхів.

1. Керуюча система - це, перш за все люди. Самий природний шлях, що дозволяє підняти продуктивність - збільшити кількість людей. Так і надходили тривалий час. У результаті чисельність управлінського персоналу зростала.

Кількість інформації, яку треба переробляти кожній людині в багатьох сучасних системах, настільки віз зростало, що далеко виходить за межі людських можливостей. Тому подальше збільшення чисельності людей, зайнятих в управлінні, вже не може призвести до підвищення його ефективності. З ростом числа посадових осіб в УС неминуче дроблення функцій управління. До деяких пір координація роботи управлінського персоналу був можлива шляхом прямих зв'язків між виконавцями. Потім з'являється необхідність у спеціальному апараті, здійснює цю координацію. Виникають потоки інформації всередині самої УС. На їх обслуговування потрібні нові люди. Ефективність управління не підвищується, а навіть падає. Безумовно, так йде справа в цілому. В окремих системах можливості цього шляхи вдосконалення управління можуть бути і не вичерпані.

2. Організація роботи управлінського персоналу постійно вдосконалюється. Так, в органах управління використовуються методи паралельного мережевого планування і управління з використанням комп'ютерних засобів системного аналізу, коли нижчестоящі органи приступають до вироблення рішення на основі попередніх розпоряджень, відданих ОПР, не чекаючи закінчення планування у вищих органах управління. Освоєння даного способу дозволяє скоротити час на розробку планів у кілька разів.

3. Шлях застосування нових методів вирішення управлінських завдань має дещо односторонній характер, тому що в більшості випадків спрямований на отримання більш якісних рішень і вимагає збільшення часу.

4. При ускладненні ОУ, як правило, проводиться заміна простої структури УС на більш складну, частіше всього ієрархічного типу, при спрощенні ОУ - навпаки. Зміною структури вважається і введення зворотного зв'язку в систему. У результаті переходу до більш складної структурі функції управління розподіляються між великим числом елементів УС і продуктивність СУ підвищується. Удосконалення структури систем є досить ефективним шляхом. Однак число можливих типових структур Основи системного аналізу 15 для кожної конкретної системи порівняно невелика, і до на стоїть часу більшість складних систем мають такі структури, зміна яких просто недоцільно.

5. Якщо підлеглі УС можуть вирішувати самостійно дуже обмежене коло завдань, то, отже, центральний керуючий орган буде перевантажений, і навпаки. Необхідний оптимальний компроміс між централізацією і децентралізацією. Вирішити цю проблему раз і назавжди неможливо, тому що функції і завдання управління в системах безперервно змінюються.

6. Оскільки інформація завжди вимагає певного матеріального носія, на якому вона фіксується, зберігається і передається, то, очевидно, необхідні фізичні дії щодо забезпечення інформаційного процесу в СУ. Використання різних засобів механізації дозволяє значно підвищити ефективність цієї сторони управління. До засобів механізації ставляться засоби для виконання обчислювальних робіт, передачі сигналів і команд, документування інформації та розмноження документів. Зокрема, використання ПЕОМ в якості друкарської машинки відноситься до механізації, а не до автоматизації управління.

7. Сутність автоматизації полягає у використанні ЕОМ для посилення інтелектуальних можливостей ОПР. Усі розглянуті раніше шляхи ведуть так чи інакше до підвищення продуктивності УС і СС, але, що принципово, не підвищують продуктивність розумової праці. У цьому полягає їх обмеженість.

3.4 Мета автоматизації управління

До недавнього часу технічні засоби застосовувалися людиною з тим, щоб полегшити лише фізична праця. Поява ЕОМ поклало початок кібернетичному напрямку застосування технічних засобів для підвищення ефективності праці. Автоматизація стала закономірним, але не простим продовженням механізації. Якщо механізація охоплює процеси отримання, передачі, перетворення і використання енергії, то автоматизація - процеси отримання, передачі, перетворення і використання інформації. Говорячи образно, якщо знаряддя праці виступають продовженням людської руки, то ЕОМ - продовження людського мозку. При управлінні ОПР виконує складну послідовність функцій з множин {f ^}, {/}, {f}. Кожна з них може бути представлена ​​рядом завдань. За ступенем творчих зусиль це можуть бути завдання, не пов'язані з творчістю, і завдання суто творчої праці. Цілком природно, що необхідність, можливість і доцільність їх автоматизації будуть теж різними. Виходячи з цього розвиток автоматизації управління являє собою послідовну передачу ряду управлінських функцій від людини до технічних засобів і відбувається поетапно. З розвитком обчислювальної техніки і методів математики автоматизація поширилася на управління об'єктами соціальної природи. Системи управління цього типу принципово не можуть бути автоматичними. Пояснюється це тим, що органічною складовою частиною в них виступають ОПР з їх неформальним мисленням, почуттями та досвідом. Вони є джерелами первинної ін формації та споживачами результатів її обробки. Такі системи управління називаються автоматизованими. Автоматизовані системи управління (АСУ) є одним з напрямків застосування інформаційних систем. Сукупність засобів інформаційної техніки і людей, об'єднаних для досягнення певних цілей, в тому числі для управління, утворює інформаційну систему (ІС). В англійській мові цьому поняттю відповідає термін Management Infonnation System (MIS) - керуюча інформаційна система. Під ІС розуміється організаційно-технічна система, що використовує інформаційні технології з метою навчання, інформаційно-аналітичного забезпечення науково-інженерних робіт і Процесів управління (Computer-Aided information System). ІС можуть бути територіально розосередженими, ієрархічними як за функціональною ознакою, так і щодо реалізації технічними засобами. Забезпечення взаємодії розосереджених систем здійснюється за рахунок створення розподілених інформаційно-обчислювальних мереж (ІТТ) колективного користування. ІТТ є самостійними підсистемами в складі будь-яких більш складних ІС, що забезпечують передачу інформації з одного місця в інше (системи зв'язку, телекомунікаційні системи) і від одного моменту часу до іншого (системи зберігання інформації). Загальною метою автоматизації управління є підвищення ефективності використання можливостей об'єкта управління, яке забезпечують такі напрями.

1. Підвищення оперативності управління. Скорочення часу відбувається в основному за рахунок таких процесів, як збір, пошук, попередня обробка та передача інформації, засекречування та розсекречування інформації, проведення розрахунків, рішення логічних завдань, а також оформлення та розмноження документів.

2. Зниження трудовитрат ОПР на виконання допоміжне них процесів. До них відносяться інформаційні та розрахункові процеси, які, маючи допоміжний характер, є вельми трудомісткими. Відносний розподіл трудовитрат, між процесами приблизно наступне: інформаційні процеси - 65-70%, розрахунки - 20-25%, творчі процеси - 5-15%. У результаті вивільнення від технічної роботи посадові особи можуть зосередити основну увагу на творчих процесах управління.

3. Підвищення ступеня наукової обгрунтованості прийнятих рішень. Процес прийняття рішення будується на основі аналізу і прогнозу розвитку ситуації із застосуванням математичного апарату. При цьому зберігають своє значення традиційні методи обгрунтування рішень, що спираються на досвід та інтуїцію. Слід зазначити, що оптимальних рішень не завжди вдається досягти і в умовах автоматизованого управління, з цього говорять про раціональні рішення. Наводячи до підвищення ефективності, автоматизація далеко не завжди супроводжується зменшенням чисельності людей в СУ. Найчастіше відбувається перерозподіл особового складу всередині систем: скорочується чисельність посадових осіб, зайнятих безпосередньо управлінням, але збільшується інженерний і технічний персонал, що обслуговує технічні засоби. Основний ефект автоматизації досягається за рахунок своєчасності і оптимальності прийнятих рішень.

Таким чином, необхідність в автоматизованому управлінні обумовлена ​​різким ускладненням процесів управління і має об'єктивний характер. Створення ІВ дозволяє підвищити ефективність управлінської діяльності, а отже, і ефективність використання сил і засобів у сучасних умовах. Будучи найбільш ефективним, цей шлях вдосконалення управління є разом з тим і найбільш складним.

4. Прийняття рішень

4.1 Формування рішень

Системний підхід - це і є прийняття процес рішень при проектуванні систем.

Прийняття рішення - це термін, який іноді вживається для позначення дії, що складається у виборі одного з декількох можливих варіантів. Однак така інтерпретація даного поняття надто вузька. Прийняття рішення є розумовим процесом, який охоплює всю діяльність за рішенням якої-небудь задачі. Усі аспекти людських устремлінь включає в себе цілеспрямовані дії, з яких повинні бути прийняті рішення і досягнута мета. Прийняття рішення можна розглядати як ітеративну процедуру, кожен цикл якої включає кілька послідовних кроків. На малюнку 4.1 показані кроки такого циклу

Реалізувати функцію прийняття рішення потрібна в тому випадку, коли або є завдання, чекає свого вирішення, або повинні бути задоволені якісь потреби. Крок, що складається у визначенні завдання, можна розглядати як підзадачі основного завдання, тобто в циклі прийняття рішення є «зворотний зв'язок всередині зворотного зв'язку».

Особа, що приймає рішення (ОПР), зазвичай володіє певним рівнем знань і досвідом, які допомагають йому при розгляді наявних варіантів. Варіанти - це різні стратегії, за допомогою яких можуть бути реалізовані наявні прагнення. Кожен варіант веде до одного або декількох заздалегідь відомим результатами. До того як ОПР зможе здійснити вибір варіанту і відповідних йому результатів, кожен можливий результат повинен бути оцінений, виходячи зі ступеня його корисності для реалізації наявних устремлінь. Оцінка результату проводиться у відповідності з певним критерієм, формулювання якого зазвичай вводиться в модель прийняття рішення. Через несумірності якостей різних варіантів виникають проблеми кількісного визначення та вимірювання. Процес вибору полягає у виборі найкращого варіанту. Реалізація вибраного варіанту призводить до результатів, які повинні певною мірою задовольнити початкові потреби. Щоб оцінити ступінь, в якій варіант задовольняє початковим вимогам, проводиться новий цикл.

Малюнок 4.1 - Процес формування рішення.

Порівняння очікуваних та досягнутих результатів може спричинити модифікацію вихідної задачі і здійснення нового циклу.

4.2 Загальна схема прийняття рішень

Прості цілеспрямовані та цілеспрямовані системи можуть бути представлені не менш, ніж двома елементами: об'єктом і керуючим пристроєм (УУ). На рис. 4.2 зображена найпростіша схема системи управління, де в якості елемента прийняття рішень виступає УУ.

Надалі розглядаються більш складні системи. Будемо розрізняти такі ситуації:

1) коли цілі і методи їх досягнення не формалізовані (Мс і Мт не визначені до моделей параметричного рівня визначеності), тобто є невизначеність, що вимагає при прийнятті рішення елементів творчості - це проблема;

2) коли відома мета і можливі методи її досягнення, хоча чіткого алгоритму рішення може і не бути - це завдання.

Системний аналіз необхідний у першу чергу для вирішення проблем.

Загальна схема прийняття рішень наведена на рис. 4.2.

Рис. 4.2 - Загальна схема прийняття рішень

У всіх випадках, коли щось не визначено, виникає задача розробки моделі прийняття рішень, що включають елементи, які встановлюють шляхи усунення невизначеності. Як правило, це вимагає поповнення знань (бази знань) і в тому чи іншому вигляді пов'язано з необхідністю проведення експериментів.

Аналіз схеми прийняття рішень дозволяє виділити кілька вкладених циклів (контурів зворотного зв'язку), яким відповідають типові варіанти прийняття рішень, рис. 4.3.

Рис. 4.3

Контур I (1-2-3-4-5-1): на старих знаннях (з відомими варіантами-альтернативами) з фіксованими цілями і критеріями проводиться вибір варіанта.

Контур II (5-6-8-7-1-2-3-4-5-6): старі знання, відомі альтернативи, коригуються мети, критерії, модель прийняття рішень.

Контур III (9-10-2-3-4-5-6-9): старі знання, нові альтернативи (нові шляхи, варіанти), можливо, зміна цілей, критеріїв і т.д.

Контур IV (11-9 - ... ..- 4-5-11): корінна відмінність від попередніх випадків в тому, що використовується можливість зміни бази знань, а з ним і можлива зміна інших елементів схеми. Принциповою є також необхідність тісної взаємодії з середовищем.

З розгляду схеми, що представляє собою ієрархічно вкладені контури (цикл у циклі) процедур прийняття рішень, можна зробити висновок: найбільш потужні засоби досягнення цілей доставляє зовнішній контур, тобто контур, використовує можливості змін баз знань. Це і визначає роль інформації в схемах прийняття рішень.

4.3 Основні етапи прийняття рішень

Розглянемо основні етапи вирішення проблем методами СА, як їх уявляють С. Оптнера (ідеолог розробки системи американських озброєнь), С. Янг (теоретик організації банків), Н.П. Федоренко (спеціаліст з планування народного господарства економіко-математичними методами радянського періоду) і С.П. Никаноров (фахівець в області автоматизованих систем управління (АСУ)) (див. табл. 4.1).

Таблиця 4.1 - Етапи рішення проблем

Спільними для всіх методик є етапи:

1. постановка проблеми,

2. аналіз обмежень,

3. розробка альтернатив,

4. вибір альтернативи,

5. розробка методів реалізації,

6. реалізація,

7. оцінка ефективності.

Перераховані етапи і будемо вважати елементами методології СА. За ступенем зменшення рівня формалізованності процедур, що реалізують перераховані етапи методології СА можна виділити наступні групи методів СА:

1 група - аналітичні методи - повна формалізація схеми; ця група в більшій мірі може бути віднесена до області Дослідження операцій;

2 група-математичні методи, коли в значній мірі використовуються формальні прийоми аналізу і епізодично - можливості людини;

3 група - семіотичні методи, в яких широко використовується евристики і логіка: математична і (або) неформальна (нечітка);

4 група - імітаційне моделювання, коли процес виконання етапів невіддільний від процесів розробки моделей і отримання інформації з моделі на основі формальних і евристичних процедур;

5 група - евристичне програмування - група методів експертного оцінювання та прийняття рішень.

4.4 Пошук варіантів

Процес пошуку, при якому народжуються найрізноманітніші варіанти, все ще недостатньо вивчений. Одна з теорій описує пошук варіантів як процес формування системи: мета - засоби - результати. При цьому в думках проглядаються можливі варіанти, а завдання і цілі діляться на підзадачі і підцілі. Відповідно до концепції Інкременталізм в процесі пошуку відшукуються тільки ті варіанти, які лише незначно відрізняються від вже обраних позицій. Така консервативна стратегія виходить з тієї передумови, що сміливі рішення призводять до помітного ризику через нестачу інформації і невміння передбачати можливі наслідки. Концепція Інкременталізм піддається критиці за пасивність до нововведень і творчості взагалі. Системний підхід у своїй психологічній основі протилежний концепції Інкременталізм, так як в останньому випадку не розглядається проблема (або система) в цілому. Очевидно, що процес генерування та пошуку варіантів є центральним і вирішальним для успішного досягнення цілей.

Висновок

Отже, розглянуті різні аспекти системного підходу, представлені і узагальнено різні розуміння складних і дуже неоднозначних питань теорії систем. По справжньому цінний системний підхід, якщо він перетворюється з підходу до явищ природи і суспільства, з світоглядної парадигми в інструмент пізнавальної та практичної діяльності. Мова йде про оволодіння системним підходом як методом наукового дослідження, тобто системним аналізом. Тут важливо навчитися застосовувати системну методологію до своєї спеціальності, до проблем, що виникають у практичному житті. Слід пам'ятати кілька позицій щодо знання про системи. Перш за все, що воно не тільки найбільш ефективний інструмент мислення і дії, засіб досягнення успіху у професійній діяльності, але одне з найдинамічніших явищ, постійно і дуже швидко оновлюється. Немало важливо пам'ятати, що системне знання розвивається не тільки вшир, даючи системну інтерпретацію тих явищ, які їм раніше не висвітлювалися, але і вглиб, розкриваючи все нові аспекти та рівні системного бачення, порушуючи звичні уявлення про об'єкти і процеси. Системне знання та системні методи цілком справедливо вважаються універсальними. Проте їх універсальність не гарантує успішність застосування, бо застосування універсального до конкретного і реального завжди передбачає творчий пошук та обгрунтування. Уміння побачити в хаосі дійсності системоутворюючий фактор і вичленувати систему, а потім дати її системний аналіз - вищий пілотаж в оволодінні системним підходом.

Список використаної літератури

1. Сурмін Ю.А. Теорія систем і системний аналіз: Навчальний посібник. - Київ 2003.

2. Дж. Ван Гіг Прикладна загальна теорія систем. - М.: Мир. 1981.

3. А.П. Верьовкін, О.В. Кірюшин Теорія Систем - Навчальний посібник УГНТУ, Уфа 2003

4. Інютін С.А. Модулярні обчислення для задач великої алгоритмічної складності СГПІ, Анотація, Сургут 2008.

5. Садовський В.Н. Основи загальної теорії систем. Логіко-методологічний аналіз. - М., 1974.