Web-конструктор для построения систем поддержки принятия решений

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Web-КОНСТРУКТОР ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ систем ПоддержкИ принятия решений

О.И. Ларичев, В.М. Афанасьев, Н.В. Чугунов

Аннотация

поддержка принятие решение система

Проблема выбора объектов с модульной структурой рассмотрена как многокритериальная задача принятия решений. Отмечены особенности дистанционной поддержки принятия решений. Представлена общая схема конструктора для построения в Internet систем поддержки принятия решений (СППР) под задачи рассматриваемого класса. В качестве алгоритмической составляющей конструктора предложена комбинация методов многокритериального выбора и принятия решений. Приведен ряд примеров использования Web-СППР для выбора объектов с модульной структурой.

1. Введение

Internet, без сомнений, является гигантской торговой площадкой с труднообозримыми потоками и спектрами заявок и предложений. Развитие этого виртуального рынка предъявляет серьезные требования к обоим участникам связки Продавец-Покупатель: первый должен предоставить необходимую информацию о товаре или услуге в требуемом объеме и адекватном формате; второму для принятия правильного решения нужно уметь ориентироваться в этом информационном потоке. Поэтому существует потребность в инструментарии, поддерживающем обе стороны сделки, и призванном обеспечить эффективность взаимодействия Покупателя и Продавца.

В этой статье мы рассмотрим проблемы выбора объектов с модульной структурой (к которым относится множество товаров и услуг, предлагаемых в Сети) и представим общую схему и алгоритмы системы поддержки принятия решений (СППР) по выбору объектов такого класса в Internet. Мы также отметим требования, предъявляемые к СППР нового поколения. В заключение будет рассмотрен ряд примеров применения предложенных идей для решения задач выбора объектов с модульной структурой.

2. Выбор объектов с модульной структурой

Требования к СППР в Internet.

В процессе своей деятельности человек все чаще сталкивается с проблемой сложного выбора, с проблемой конструирования и/или выявления лучшего объекта (множества объектов) на основе оценок по многим критериям. Желательно, чтобы требования к объекту выбора были максимально удовлетворены, и при этом в процессе конструирования учитывались все ограничения, накладываемые лицом, принимающим решение (ЛПР).

Исследования в области когнитивной психологии показали, что многофакторные задачи крайне сложны для человека. Система переработки информации человека не приспособлена к одновременному восприятию нескольких факторов, информация перерабатывается последовательно. Поэтому люди плохо решают такие задачи. Они делают ошибки, используют эвристики, резко упрощающие (и изменяющие) первоначальную задачу.

Представляется разумным, чтобы на помощь человеку в решении проблем такого рода приходили специальные системы, способные выявить потребности ЛПР, и сконфигурировать оптимальный объект с учетом всех накладываемых ограничений. Очень важно, чтобы в этих системах использовались корректные способы получения информации от людей, а процессы принятия решений строились в соответствии с возможностями человеческой системы переработки информации[1].

Наиболее естественной кажется реализация этой идеи в Internet. Сеть буквально наводнена предложениями широкого спектра услуг: от туристических (необходимо выявление интересов путешественника и выбор оптимального маршрута с учетом временных ограничений, требуемой степени комфортности и других важных для клиента условий и параметров) до специализированных, связанных с рынком сложных информационных систем (требуется определить нужды, ограничения и предпочтения клиента и построить оптимальную конфигурацию из соответствующих модулей системы, максимально удовлетворяющей этим требованиям).

Как известно, обычная для задач принятия решений ситуация характеризуется наличием ЛПР, консультанта по проблемам принятия решений и СППР, используемой консультантом в диалогах с ЛПР[2].

При принятии решений в Internet одна из трех составляющих этой триады - консультант, отсутствует. Поэтому к качеству СППР предъявляются особые требования:

легкость, понятность, наглядность диалога с пользователем. В таком диалоге должен использоваться знакомый для пользователя язык описания задачи. Все вопросы СППР к пользователю должны формулироваться на простом и понятном языке без использования каких-либо неясных для него количественных показателей. В этом же ключе должно осуществляться и графическое представление информации[3];

диалог СППР-пользователь должен быть психологически корректным. Это означает, что он должен быть построен с учетом возможностей и ограничений человеческой системы переработки информации[4];

любой совет, любая рекомендация СППР должна сопровождаться объяснением на языке, понятном для пользователя. Это означает, что любые преобразования информации, полученной от пользователя, должны быть «прозрачны» и понятны для него;

СППР должна иметь черты интеллектуальности: она должна содержать в себе знания опытных людей, решавших подобные задачи, примеры прошлых решений.

3. СППР по выбору объектов с модульной структурой в Internet

3.1 Постановка задачи

Существует некоторое множество объектов, обладающих модульной структурой (Рис.1). Один или несколько модулей могут выполнять функцию «ядра» или «платформы», на которой строятся все возможные конфигурации объекта.

Каждый модуль характеризуется следующими параметрами:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

функциональность (набор задач, для решения которых предназначен данный модуль)

ценность (может выражаться в деньгах, в единицах времени (днях, неделях), занимаемой площади, единицах массы и так далее - в зависимости от контекста задачи). Заметим, что ценность может определяться и по нескольким значениям одновременно: скажем, при выборе системы тренингов ЛПР, скорее всего, будет интересовать личность тренера, стоимость и продолжительность каждого отдельного тренинга; при решении задачи о выборе комплекта оборудования наряду с ценой каждого устройства важным является площадь, им занимаемая, поскольку размеры помещения ограничены.

«Покупатель» характеризуется набором задач, которые он хочет решить с помощью выбираемого объекта и ограничениями, накладываемыми им на процесс выбора (бюджетные, временные и др.).

Задача состоит в выборе «платформы» и конфигурации объекта, максимально удовлетворяющей ЛПР, с учетом всех накладываемых ограничений.

3.2 Общая структура Web-СППР

Основная идея решения поставленной задачи заключается в следующем:

Этап 0 (предварительный). Построить классификацию как на множестве предлагаемых товаров и услуг, так и на множестве потенциальных Покупателей. Отношения и соответствия между классами двух множеств определяются экспертами. Таким образом, внимание ЛПР будет сфокусировано именно на наиболее соответствующих его классу объектах.

Этап 1. Выявить специфику ЛПР (определить его нужды, возможности и предпочтения).

Этап 2. Для каждой «платформы» сконструировать конфигурацию, реализующую максимальное количество ключевых задач, указанных ЛПР.

Этап 3. В случае, когда ни одна из построенных на предыдущем этапе конфигураций не удовлетворяет ЛПР, модифицировать конфигурации и вновь предложить их для выбора.

Этап 4. Выбрать наилучшую «платформу» и соответствующую конфигурацию из всех удовлетворяющих ограничениям.

Для реализации этой идеи была разработана Web-СППР, структуру которой логически можно разделить на две основные зоны: Экспертную и Рабочую (Рис. 2).

Экспертная зона включает в себя экспертный модуль и Базу Данных. Перечислим основные задачи, решаемые в этой зоне:

Настройка модуля для построения классификаций объектов выбора и клиентов: формулируются названия классов; определяется форма и содержание диалога, по результатам которого будет производиться классификация; строятся границы классов.

Определение состава ограничений, накладываемых на объект в процессе построения конфигураций (бюджет, время, масса и др.)

Разработка системы критериев для описания объекта в целом. Эти критерии будут использованы на заключительном этапе выбора лучшей конфигурации объекта.

Формулировка общих свойств клиента и объектов выбора (если есть). Эта информация на этапе построения конфигураций поможет сократить множество объектов выбора и рассматривать объекты, адекватные требованиям клиента. Так, например, в задаче выбора конфигурации CAD/CAM/CAE систем [5,7] таким свойством является отраслевая специфика.

Формулировка полного списка задач клиента. Именно на основе этого списка ЛПР будет указывать ключевые задачи, для решения которых приобретается объект выбора.

Адекватная связь свойств объектов выбора с задачами клиента. С помощью экспертов строится соответствие между задачами, решаемыми модулями объекта выбора, и задачами, стоящими перед ЛПР.

Заполнение и сопровождение Базы Данных объектов выбора.

Одно из основных преимуществ размещения СППР в Internet заключается в возможности совершения всех описанных выше операций удаленно.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рабочая зона системы содержит клиентский модуль и логический модуль (алгоритмическую часть СППР). Работа в модуле клиента является первым этапом работы с системой. На этом этапе решаются следующие задачи:

Процесс классификации клиента (использование результатов модуля ОРКЛАСС[1], определяющего границы классов принадлежности при многокритериальном описании объектов). Классы предварительно определены в экспертной зоне.

Формирование списка задач, которые должен решать объект выбора. При этом ЛПР предлагается построить некое отношение порядка на множестве выбранных задач. Простейший случай - указать задачи, которые должны быть реализованы обязательно.

ЛПР указывает значения накладываемых ограничений. Состав ограничений определен в экспертной зоне.

Работа логического модуля СППР составляет следующий этап взаимодействия ЛПР с системой на пути к решению задачи. Алгоритм (Рис. 3) заключается в следующем:

Шаг 1. Не обращая внимания на ограничения, по принципу максимальной реализации ключевых задач ЛПР строятся все возможные конфигурации объекта для каждой "платформы". Если среди полученных конфигураций существуют удовлетворяющие ограничениям, то они предлагаются ЛПР для окончательного выбора (шаг 3). Иначе требуется модификация построенных конфигураций (шаг 2).

Шаг 2. Для модулей каждой «платформы» решается «задача о многокритериальной упаковке» [6] на основе сформированного списка ключевых задач. Таким образом, окончательные варианты, представляемые ЛПР, удовлетворяют ограничениям задачи по построению.

Шаг 3. Заключительный этап состоит из двух частей.

Перед переходом к окончательному выбору лучшего варианта существует возможность модификации клиентом построенных конфигураций (в некоторых случаях ЛПР может посчитать нужным убрать или добавить некоторые модули для корректировки окончательного варианта).

Из списка представленных вниманию ЛПР конфигураций определяется лучшая конфигурация (или несколько). Выбор предлагается осуществить с помощью метода ПАРК (ПАРная Компенсация) [1] на основе разработанной ранее системы критериев для описания объекта выбора в целом, дополненной информацией о составе решаемых задач и о значениях ограничений, при которых построена данная конфигурация. Наилучший вариант выявляется в результате попарного сравнения альтернатив на основе принципа парной компенсации. C помощью системы ЛПР определяет, какая же из двух альтернатив обладает менее предпочтительными недостатками (или более предпочтительными достоинствами). Доминируемые альтернативы удаляются из списка потенциально лучших.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

4. Метод ПАРК

На заключительном этапе выбора лучшей конфигурации предполагается, что количество сравниваемых альтернатив невелико (не более 10). Если это не так, то необходимо предварительно уменьшить число вариантов. Для этого может быть использовано исключение альтернатив по недопустимым оценкам отдельных критериев (пороговые значения оценок по этим критериям могут устанавливаться ЛПР в клиентском модуле) либо выделение группы лучших альтернатив в результате применения метода классификации (например, ОРКЛАСС). Последний вариант используется при количестве альтернатив более 20-25, так как построение классификации требует более существенных затрат времени, по сравнению с первым вариантом.

Заметим, что ЛПР может самостоятельно исключить часть конфигураций на Шаге 3 процесса выбора.

В процессе работы с методом ПАРных Компенсаций от ЛПР требуется выполнение психологически корректных операций. Прежде всего, упорядочение сравнительных недостатков каждой из альтернатив. Далее конструируется так называемая базовая альтернатива, состоящая из всех лучших оценок двух сравниваемых альтернатив. Из базовой альтернативы строятся две опорные альтернативы путем добавления двух основных недостатков реальных альтернатив.

В зависимости от результатов сравнения к одной из опорных альтернатив добавляются недостатки реальной альтернативы. Цель сравнения опорных альтернатив - определить возможность компенсации недостатков одной из альтернатив недостатками другой. Если комбинации недостатков реальных альтернатив не позволяют этого сделать, то альтернативы объявляются несравнимыми. Пары для сравнения могут выбираться как системой, так и непосредственно ЛПР.

В результате, выявляется лучший вариант или несколько потенциально лучших конфигураций.

5. Примеры использования «Web-конструктора» СППР

Структура предлагаемой системы позволяет использовать ее в качестве конструктора для создания Web-СППР под широкий класс задач.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 4 Интеллектуальный портал

Настройка системы заключается в решении задач Экспертной зоны, сформулированных выше. Заметим, что количество настроек определяется характером проблемы, так как для некоторых задач использование всей структуры системы может не потребоваться.

В то же время, особое внимание стоит уделить информационной поддержке процесса принятия решений. Предлагается максимально использовать возможности, предоставляемые Internet: от создания коллекций ссылок на сайты «Продавцов» и тематических информационных ресурсов до организации форумов, новостных разделов и экспертной поддержки on-line. Таким образом, СППР нового поколения превращается в интеллектуальный портал (Рис. 4).

Далее мы рассмотрим примеры конкретных задач. Мы наложим содержательную часть каждой задачи на предложенную структуру СППР, обратим внимание на особенности настройки системы под конкретную задачу.

5.1 Web-СППР по выбору CAD/CAM/CAE систем

Это первая задача, на которой были отработаны основные алгоритмы и схема СППР[5,7]. В Internet начинает функционировать портал, посвященный миру CAD/CAM/CAE систем.

Объектами выбора являются конфигурации систем автоматизации проектирования.

Модули САПР характеризуются функциональностью и стоимостью.

Накладывается одно ограничение: бюджет, который предприятие готово выделить на приобретение и сопровождение CAD/CAM/CAE системы.

Задачи клиента: критические бизнес-процессы, т.е. такие процессы, степень и качество реализации которых определяет эффективность деятельности предприятия.

Общие свойства клиента и объекта выбора: отраслевая принадлежность. Выявление отраслевой принадлежности предприятия позволяет определить список потенциально подходящих CAD/CAM/CAE систем на основе информации об эффективном использовании этих систем отечественными и западными предприятиями указанных отраслей.

Система критериев для описания объекта (CAD/CAM/CAE системы) в целом: наличие обучающих тренингов, их стоимость и сроки; совместимость форматов данных; сложность интерфейса; характеристика фирмы-производителя.

Формулировка задачи: подобрать платформу и конфигурацию CAD/CAM/CAE системы, максимально удовлетворяющую требованиям предприятия, с учетом бюджетных ограничений, накладываемых предприятием.

Особенности настройки СППР:

Подключение модуля ОРКЛАСС: на начальном этапе проводится классификация предприятия по степени готовности к внедрению САПР.

Учет совместимости и связей между модулями и библиотеками САПР.

Существует несколько типов рабочих мест для САПР (например: место конструктора, место технолога). Этот факт может получить отражение в создании шаблонов для таких специализированных рабочих мест с изначальным включением соответствующих модулей в «платформу».

5.2 СППР по выбору программы тренингов

Объекты выбора: программы тренингов, обладающие модульной структурой.

Задачи клиента: ложатся на список целей и задач тренингов. Конкретный список зависит и от направлений тренингов: например, психология, образование.

Общие свойства клиента и объекта выбора: характер решаемых задач (психологическая помощь, организационное консультирование, личностный рост и т.д.)

Накладывается два ограничения: бюджетное и временное. Помимо стоимости тренинга, большое значение имеет его продолжительность.

Система критериев для описания объекта (программы тренингов) в целом: характеристика фирмы-поставщика услуги, сертификация тренеров, применяемые методики.

Формулировка задачи: подобрать «платформу» (фирму, тренерский состав) и «конфигурацию» (программу, набор тренингов), максимально удовлетворяющую требованиям клиента (набору задач), с учетом всех накладываемых ограничений.

Особенности настройки СППР:

Проведение предварительного on-line тестирования. Возможное подключение модуля ОРКЛАСС для классификации клиентов по результатам тестирования.

Учет двух ограничений при постановке и решении задачи об упаковке.

Учет возможных требований по соблюдению последовательности тренингов.

5.3 СППР по выбору туристических маршрутов

Объекты выбора: туристические маршруты, в которых можно выделить модульную структуру.

Модули, из которых строятся конфигурации, определяются предложениями туристических фирм (например, размещение в гостинице, однодневные поездки различной тематики).

Задачи клиента: состав программы отдыха, конференции: экскурсии, организация встреч, свободное время, театры и так далее.

Общие свойства клиента и объекта выбора: география поездки.

Ограничения: бюджетное, сроки

Система критериев для описания объектов в целом: например, характеристика фирмы-поставщика услуги, транспортное обеспечение.

Формулировка задачи: подобрать «платформу» (фирму, гостиницу, гидов) и «конфигурацию» (программу поездки), максимально удовлетворяющую требованиям клиента (набору задач, пожеланий), с учетом всех накладываемых ограничений.

Особенности настройки СППР:

Выявление цели поездки (например, деловая, отпуск) на начальном этапе решения задачи.

Учет двух ограничений при постановке и решении задачи об упаковке.

Демонстрация типовых предложений (видео и фотоматериал)

Максимальная информационная поддержка: например, визы, климатические особенности, исторические справки.

6. Заключение

Мы рассмотрели проблему построения и выбора конфигурируемого объекта как задачу принятия решений во Всемирной Паутине.

Эра Internet предъявляет новые требования к системам поддержки принятия решений. В работе предложена структура «конструктора» Web-СППР, представляющего собой инструмент для построения интеллектуальных порталов под конкретные задачи.

В системе реализован подход, в котором на соответствующих этапах решения задачи используются три метода многокритериального выбора и принятия решений: классификация (ОРКЛАСС), построение рациональной конфигурации (многокритериальная задача об упаковке), выбор лучшей конфигурации (ПАРК).

Приведены примеры конкретных задач выбора объектов с модульной структурой и отмечены соответствующие особенности реализации СППР.

Список литературы

Ларичев О.И., Мошкович Е.М.: Качественные методы принятия решений. М.: Физматлит, 1996.

Keeney, R.L.: Siting energy facilities. Academic Press, 1980, New York.

Lotov A., Bourmistrova L., Efremov R. and Bushenkov V.: Environment Application on the Feasible Goals Method: Screening of Water Quality Improvement Strategies. In M.Kцksalan, S.Zionts(Eds) Multiple Criteria Decision Making in the New Millenium, Springer-Verlag, 2001.

Larichev O.: Cognitive validity in design of decision-aiding techniques. Journal of Multi-Criteria Decision analysis, 1992, V1, N3, pp127-138.

Larichev O., Chugunov N., Sternin M., Afanasjev V.: Decision Making on the Internet: Approach of Verbal Decision Analysis. International Conference on Decision Making and Decision Support in the Internet Age, 2002, Ireland.

Larichev O., Furems E.: Multicriteria Packing Problems. In: Y.Sawaragi, K.Innolle, H.Nakayama (Eds) Toward Interactive and Intelligent Decision Support Systems, Springer-Verlag, 1987.

Афанасьев В.М., Чугунов Н.В.: Дистанционная система поддержки принятия решений по выбору САПР. В сборнике: Ларичев О.И. (ред.) “Методы поддержки принятия решений”, Институт Системного Анализа РАН, М.: Эдиториал УРС, 2001.

Размещено на Allbest.ru