Краткие сведения о системах принятия решения (экспертных системах)
В настоящее время широкое распространение получили системы искусственного интеллекта, имитирующие на компьютере мышление человека при решении различных задач. Чтобы воспроизвести на компьютере процесс принятия решения человеком, нужно предварительно отобрать все факты, характеризующие исследуемую человеком область, и сформулировать правила решения в зависимости от совокупности фактов в момент принятия решения. Система искусственного интеллекта, созданная для решения задачи в конкретной области, называется экспертной системой, или системой принятия решения.
Существуют системы принятия решения в таких предметных областях, как медицина (для диагностики заболеваний), бизнес (для проверки целесообразности строительства предприятий, приобретения товаров и т.д.), обучение (для проверки знаний обучаемых) и многих других.
Факты и правила для системы принятия решения должны быть разработаны экспертом соответствующей предметной области (отсюда название - экспертные системы). Они хранятся в компьютере в специально организованной области памяти, называемой базой знаний (БЗ). Информация, которая предъявляется системе для анализа сочетания фактов в данный момент, хранится в компьютере в специально организованной области памяти, называемой базой данных (БД).
В основе приложения информационных технологий к проблемам управления лежит необходимость принятия управленческого решения. Все задачи, решаемые в рамках использования информационных технологий, различаются по степени их структурирования. Так, часть задач решается по достаточно детально выявленным алгоритмам, для других же задач процедура решения не алгоритмизируется в принципе. Причины слабой структуризации экономических систем, а следовательно и затруднений в создании управляющих систем, способных заменить человека весьма различны, например:
• сложность большинства проблемных областей, и как следствие, большой объем и разнообразие данных и связей между ними;
• недостаток необходимой информации, ее неполнота, нечеткость и быстрое устаревание;
• необходимость наряду с численными методами решения задач использовать эвристические знания экспертов;
• отсутствие возможности предусмотреть все варианты развития событий, а тем более, задать единый алгоритм функционирования и др.
В научной литературе имеет место как расширенное, так и узкое понимание роли принятия решений в управлении экономикой. В расширенном понимании принятие решений отождествляется со всем процессом управления. В узком понимании, встречающемся в литературе формально-математического направления, принятие решений трактуется как выбор наилучшего решения из множества альтернативных вариантов. Обе трактовки не могут быть признаны достаточно приемлемыми, однако ведут к некоторому общему толкованию места принятия решений в процессе управления экономикой.
Рис. 5.1.1 Место задачи принятия решения в процессе управления
В излагаемом материале принято следующее понимание категории принятия решений, сформулированное Л.Г. Евлановым: «Принятие решений представляет собой процесс, который начинается с возникновения проблемной ситуации и заканчивается выбором решения - действия по устранению проблемной ситуации».
Место принятия решений в процессе управления иллюстрируется на рис. 5.1.1 Очевидно, среди общих функций управления экономикой - планирования, организации, мотивации, регулирования - принятие решений представляет собой функцию с особой ролью в процессе управления - она необходима для осуществления всех других функций. Выполнение функций принятия решений основано на определенных требованиях: своевременности решений, их обоснованности, директивности и адресности, непротиворечивости и правомочности. Особая роль функции принятия решений в процессе управления определяет необходимость комплексного рассмотрения всех аспектов этой функции, а именно - социально-политического, психологического и организационно-технологического.
Соответственно определению категории принятия решений выделяются следующие агрегированные позиции, составляющие содержание процесса принятия решений:
1. Постановка задачи. На данном этапе происходит выявление и описание проблемной ситуации, которую необходимо или желательно решать; определение времени, необходимого и допустимого для принятия решений; определение для принятия решений материальных и трудовых ресурсов.
2. Постановка цели решения проблемной ситуации. Цель - это качественная категория в управлении, представляющая общую направленность деятельности. Цели управляемой системы задаются при ее создании и корректируются в процессе ее функционирования с изменением внешних условий. Определяются цели на основе комплексного анализа проблемной ситуации, исследования ее внутренней структуры и существенных связей (входы и выходы) с внешней средой. По уровню обобщения и периоду, отведенному на их достижение, цели делятся на два класса: стратегические и тактические. Управляющие воздействия, обеспечивающие оптимальное функционирование системы, вырабатываются в соответствии с траекторными целями. Данные цели отражают желаемую траекторию изменения управляемой системы во времени. Траекторные цели являются директивными и отражают иерархию управления. Управление же по горизонтали осуществляется менеджером в соответствии с рабочими целями, которые носят творческий характер, поскольку формулируются самим менеджером.
3. Выявление или выработка альтернатив достижения цели. В теории принятия решений вопросы выявления или выработки альтернатив не изучаются, альтернативы рассматриваются как предопределенные, и смысл проблемы сводится к выбору наилучшего решения.
4. Описание возможных состояний внешней среды действия. На данном этапе производится выявление неуправляемых, с точки зрения субъекта управления, факторов, которые и рассматриваются в качестве внешней среды. Деление факторов на управляемые и неуправляемые зависит от уровня управления. Количество факторов, определенных как неуправляемые, снижается с повышением уровня управления и с увеличением периода реализации принятых решений.
5. Оценка вероятностей возникновения конкретных состояний внешней среды. Управление системой в общем случае должно осуществляться в изменяющихся условиях ее функционирования. Формирование управляющих воздействий происходит с учетом структурной устойчивости системы.
6. Выявление возможных результатов действия. Результат реализации альтернативы - это многомерное явление, каждый из компонентов которого может проявиться в различных местах и в различные периоды времени. Учет временного параметра особенно важен, т.к. позволяет отслеживать влияние определенной компоненты на состояние системы: возможно не рассматривать какую-либо даже существенную компоненту, если период ее проявления в процессе управления выходит за время, отведенное на достижение данной цели.
7. Выбор критериев оценки соответствия результатов действия поставленным целям. Число критериев зависит от сложности, как системы целей, так и вектора результатов действия. Вопросы выбора подходящей меры эффективности операции являются центральными, и во многих случаях составляют основную часть проблемы принятия решения.
8. Оценка соответствия результата действия поставленным целям. Данная часть проблемы решается методами (стохастическими и детерминированными), позволяющими связать эффективность реализации действия с желаемой траекторией управляемой системы. В случае многомерности системы целей производится сравнение альтернатив управляющих воздействий и выбор наилучшей. Учет полезности тех или иных действий производится как с объективных позиций, так и в системе предпочтений руководителя аппарата управления (с предоставлением им дополнительной информации).
9. Принятие решений - утверждение плана решения проблемной ситуации, как административный акт. На данном этапе субъект формирует управляющее воздействие на основе проведенной аналитической подготовки принятия решения и с учетом собственных неформализованных знаний об объекте.
Логическим продолжением задачи принятия решений в проблеме управления является анализ и контроль за исполнением принятого решения.
Изучение сущности отдельных этапов процесса принятия решений позволяет оценить возможности формализации отдельных этапов решения проблемы и всей задачи в целом. Однако полная формализация всего процесса принятия решений невозможна, как невозможно и создание автоматизированной системы управления человеческой деятельности в экономике. Структуризации поддаются лишь рутинные процессы управления, либо отдельные этапы принятия решений. Связи же между ними носят, как правило, качественный характер, что оставляет место творческому подходу субъектов к управлению. Несмотря на ограниченные возможности в формализации, компьютеризация процесса управления решений является основой информационных технологий управления экономическими системами.