Модель многокритериального решения оптимального выбора проектов информационной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модель многокритериального решения оптимального выбора проектов информационной системы

Аниконов А.В.

Специфика проблемы многокритериального выбора проектов ИС и насущные требования к уменьшению стоимости на разработку проектов ИС привели к необходимости учета дополнительных знаний о распределении затрат и выгод между проектами с тем, чтобы достичь максимальной выгоды от использования имеющихся на разработку ресурсов. Не смотря на широкие исследования в данной области, оптимальный подход к задачам выбора не найден до сих пор[1].

Факторы, которые существенно влияют на выбор соответствующего множества проектов, включают риск проекта, осуществимость совместных целей, выгоду, а также доступность дефицитных ресурсов, разделяемых конкурирующими проектами, и зависимости, которые существуют между ними.

Важность и влияние этих факторов неоднократно подчеркивались как разработчиками реальных проектов, так и исследователями. Сложность многоатрибутивной модели возникает из-за целого ряда проблем. Например, выбрать лучшее множество проектов ИС сложно ввиду:

§ большого количества факторов (риск проекта, общие цели и т.д.), которые должны быть рассмотрены при решении;

§ ограниченной доступности ресурсов ИС;

§ зависимостей выгод и ресурсов, которые существуют между рассматриваемыми проектами.

Предлагаемые ранее модели и методы решения, как правило, имели несколько ограничений и не обеспечивали при формировании набора проектов возможного объединения всех наиболее важных, с точки зрения гарантоспособности проекта, критериев выбора в единую модель принятия решения. Например, модели учета факторов и методы ранжирования рассматривают многочисленность факторов проекта, но игнорируют ограниченность ресурсов, в том числе, общих. Некоторые модели учитывают только несколько типов зависимостей, но игнорирует все остальные факторы, которые существенно влияют на решение. Кроме того, этот подход вводит множество ограничивающих допущений. Например, зависимости между проектами ИС моделируются используя только линейную взаимосвязь[2].

Существующие многокритериальные модели игнорируют один из важных аспектов разработки приложений ИС, который связан с распределением ресурсов аппаратного и программного обеспечения между двумя и более проектами ИС [3]. Однако методология проектирования подразумевает, что несколько ИС могут разделять ресурсы как аппаратного, так и программного обеспечения.

Обычно в решение выбора проекта ИС включены следующие факторы [4]:

§ общие приоритеты;

§ финансовые выгод и стоимости;

§ неформализуемые меры, такие как риск проекта;

§ доступность ресурсов;

§ зависимости между проектами.

Дополнительно в модель вводится структура заранее определенных приоритетов.

При формировании гарантоспособного набора проектов ИС, зависимости, которые существуют между проектами, классифицируются следующим образом:

§ зависимости ресурсов;

§ зависимости выгод;

§ технические зависимости.

Зависимости ресурсов возникают из-за разделения аппаратных и программных средств между различными проектами ИС таким образом, что выполнение двух или более взаимосвязанных проектов будет требовать меньше ресурсов, чем, если бы каждый проект выполнялся отдельно. Например, если программный код, разработанный для одного проекта, используется во втором проекте, то программные ресурсы, требуемые для второго проекта, уменьшаются.

Зависимости выгод возникают в ситуации, когда общие выгоды для организации, получаемые от выполнения двух проектов, увеличиваются благодаря их синергетическому эффекту. В случае, когда разработка проекта ИС требует разработки связанного с ним какого-либо еще проекта, то возникает техническая зависимость. Проекты, ограничиваемые внутренними или внешними требованиями, также попадают в категорию взаимозависимых.

Цели, которые необходимо достичь, выражены следующим образом [4].

Цель, связанная с выгодой:

информационный проект многокритериальный

где b_i 0 - выгода, полученная от выполнения i-го проекта ИС, b_ij0 - дополнительная выгода, полученная от выполнения i-го и j-го проектов вместе, b_ijk0 - выгода, полученная от выполнения i-го, j-го и k-го проектов вместе. Другими словами, выгода b_ij превосходит индивидуальные выгоды b_i и b_j. Аналогично, выгода b_ijk превосходит индивидуальные выгоды b_i, b_j и b_k, равно как и выгоды b_ij, b_ik и b_jk.

Цель, связанная с риском:

где r_i0 - риск выполняющегося в наборе i-го проекта (вероятность неудачи i-го проекта).

Цель, связанная со стоимостью:

где с^М_i 0 - стоимость, требуемая i-м проектом, с^М_ij 0 - стоимость, разделяемая i-м и j-м проектами, и с^М_ijk 0 - стоимость, разделяемая i-м, j-м и k-м проектами. В общем случае суммы с^М_i и с^М_j равны или превосходят с^М_ij, и, аналогично, суммы с^М_ij, с^М_ik и с^М_jk равны или превосходят с^М_ijk.

Одновременно с этим учитываются ограничения на максимальную стоимость программного и аппаратного обеспечения.

Так ограничение ресурсов аппаратного обеспечения имеет форму:

Ограничение ресурсов программного обеспечения имеет форму:

где а^l>0 - общая доступность ресурсов, l=H, S, с^l_i>=0 - количество ресурса l, требуемых i-тым проектом, с^l_ij>=0 - количество ресурса l, разделяемого i-тым и j-тым проектами, и с^l_ijk>=0 - количество ресурса l, разделяемого i-тым, j-тым и k-тым проектами. В общем, суммы с^l_i и с^l_j равны или превосходят с^l_ij, и, аналогично, суммы с^l_ij, с^l_ik и с^l_jk равны или превосходят с^l_ijk.

Когда цели несоизмеримы и несовместимы, ЦП позволяет устанавливать приоритеты так, что цели достигаются последовательно. Приоритеты для целей решения задач выбора проекта ИС получаются из требований, установленных при планировании. Некоторые исследователи показали, как получить структуру приоритетов при выборе проектов. В некоторых случаях управляющий компонент системы сам устанавливает приоритеты решения в задаче выбора проекта ИС.

Для объединения всех этих факторов в решении выбора была разработана модель решения, базирующаяся на целевом программировании. Эта модель позволяет одновременно достичь многих целей, основанных на структуре предопределенных приоритетов. Так же модель учитывает существующие между проектами зависимости, такие как зависимость ресурсов, выгод, технические зависимости. Таким образом, предлагаемая модель учитывает все особенности информационных систем и отличается от всех предыдущих тем, что мы объединяем целевые функции и ограничения ресурсов, которые учитывают выгоду взаимодействий и зависимостей ресурсов третьего порядка соответственно. Предыдущие модели рассматривали взаимодействия только второго порядка, так как считалось, что более высокие порядки зависимостей сложны и ресурсоёмки для точных вычислений при выборе проекта в научных исследованиях или составлении бюджета. Однако, вычисление этих величин для проектов ИС просто и широко применяется в наше время с учетом развития мощностей современных вычислительных систем. В целом, данная модель позволяет с большей точностью выбрать оптимальное решение среди множества конкурирующих.

Литература

1. Ковалев И.В. Многоатрибутивная модель формирования гарантоспособного набора проектов мультиверсионных программных систем / И.В. Ковалев, Р.Ю. Царев Вестник НИИ СУВПТ. - Вып.7. - Красноярск: НИИ СУВПТ, 2001. - С. 129-137.

2. Кочетов Ю.А. Задачи оптимального выбора состава систем технических средств при многоэтапном процессе выполнения работ / Препринт №12. - Новосибирск, Ин-т математики СО АН СССР, 1987. - 47 с.

3. Царев Р.Ю. Многоатрибутивный метод оптимального выбора лучшей альтернативы / Р.Ю. Царев, С.А. Кацевал, А.А. Усольцев // Вестник НИИ СУВПТ. - Вып.14. - Красноярск: НИИ СУВПТ, 2003. - С. 249.

4. Cesar G. Interactive Fuzzy Programming with Preference Criteria in Multiobjective Decision-Making / Cesar G. Tapia and Bruce A. Mutagh. - School of Mechanical & Manufacturing Engineering, University of New South Wales, Australia.

Размещено на Allbest.ru