- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Лекция №1
- •Основные характеристики задач оптимизации, выбора и принятия решений.
- •Языки описания выбора
- •Классификация задач выбора
- •Человеко-машинные системы и выбор
- •Тема. Многокритериальные задачи оптимизации
- •§2. Проблемы решения задач многокритериальной оптимизации
- •Оптимальность по Парето Введение
- •Отношение доминирования по Парето. Парето-оптимальность
- •Аналитические методы построения множества Парето
- •Способы сужения Парето-оптимального множества
- •Литература
- •Численные методы получения множеств Парето
- •Литература
- •Тема. Методы определения весовых коэффициентов
- •§1. Экспертные оценки
- •§1.1. Метод ранжирования
- •§1.2. Метод приписывания баллов
- •§1.3. Обработка результатов экспертных оценок
- •§2. Формальные методы определения весовых коэффициентов
- •Методы замены векторного критерия скалярным
- •Метод взвешенных сумм (Метод линейной свертки)
- •Мультипликативный критерий
- •Метод "идеальной" точки
- •Проблемы построения обобщённого критерия для векторных задач оптимизации
- •Методы последовательной оптимизации
- •Метод главного критерия
- •Метод последовательных уступок
- •Лексикографический критерий
- •Постановка детерминированной лексикографической задачи оптимизации
- •Метод равенства частных критериев
§1. Экспертные оценки
Основная идея экспертных методов состоит в том, чтобы использовать интеллект людей, их способность искать и находить решение слабо формализованных задач. В теории экспертных оценок разработан ряд методов проведения экспертизы. Наиболее эффективными оказались методы ранжирования и приписывания баллов.
§1.1. Метод ранжирования
Метод ранжирования заключается в следующем. Пусть экспертиза проводится группой из L экспертов, которые являются квалифицированными специалистами в той области, где принимается решение. Метод ранжирования основан на том, что каждого эксперта просят расставить частные критерии проектируемого объекта в порядке их важности. Цифрой 1 обозначают наиболее важный частный критерий, цифрой 2 - следующий по важности частный критерий и т.д. Эти ранги преобразовываются таким образом, что ранг 1 - получает оценку m, ранг 2 - оценку m-1 и т.д. до ранга m, которому присваивается оценка 1. Обозначим полученные оценки rik - где i - i - й эксперт, k - k - й критерий. Тогда результаты опроса экспертов можно свести в таблицу
-
Эксперты
Критерии
F1
F2
. . .
Fm
1
r11
r12
. . .
r1m
2
r21
r22
r2m
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
L
rL1
rL2
. . .
rLm
оценок
r1
r2
. . .
rm
, i=1,2, …,m.
В (L+1) - строке стоят суммы оценок, полученных критериями от экспертов. Тогда весовые коэффициенты определяются следующим образом
- (i=1,2, . . . , m) - формула для вычисления весовых коэффициентов i по методу ранжирования.
Рассмотрим пример. Пусть имеются группа из трёх экспертов и два критерия F1 и F2. Эксперты их расставили в следующем порядке.
-
Эксперты
Места
1
2
1
F1
F2
2
F2
F1
3
F1
F2
Определим элементы матрицы согласно алгоритму (первому месту – два балла, а второму - один балл): r11=2, r12=1, r21=1, r32=1.
-
Эксперты
Критерии
F1
F2
1
2
1
2
1
2
3
2
1
Сумма
r1=5
r2=4
=5+4=9; 1=r1/9=5/9; 2=r2/9=4/9.
Таким образом, 1>2 и 1 – й критерий важнее 2 – го.
§1.2. Метод приписывания баллов
Этот метод основан на том, что эксперты оценивают важность частного критерия по шкале [0-10]. При этом разрешается оценивать важность дробными величинами или приписывать одну и ту же величину из выбранной шкалы нескольким критериям. Обозначим через hik - балл i - го эксперта для k- критерия, тогда
где - сумма i - ой строки.
rik - называют весом, подсчитанным для k - критерия i - м экспертом. Отсюда, учитывая, что
, получим
Пример. Пусть имеются два критерия F1 и F2. Эксперты поставили им следующие баллы.
F1 F2
1 9 6 h11=9, h12=6; 1=15
2 10 6 h21=10, h22=6; 2=16
3 10 5 h31=10, h32=5; 3=15
Построим матрицу оценок
-
Эксперты
критерии
F1
F2
1
h11=9
h12=6
2
h21=10
h22=6
3
h31=10
h32=5
Находим сумму значений каждой строки
-
Эксперты
критерии
Сумма
F1
F2
1
9
6
15
2
10
6
16
3
10
5
15
Вычислим веса rik
r11=h11/15=9/15, r12=h12/15=6/15, r21=h21/16=10/15, r22=h22/16=6/16, r31=h31/15=10/15, r32=h32/15=5/15.
Построим матрицу весов и найдём сумму значений каждого столбца
-
Эксперты
критерии
F1
F2
1
9/15
6/15
2
10/16
6/16
3
10/15
5/15
Сумма
r1=1.892
r2=1.108
ri=1.892+1.108=3.
Вычисляем весовые коэффициенты
1=1.892/3=0.631, 2=1.108/3=0.369.
Таким образом, 1>2 и 1 – й критерий важнее 2 – го критерия.
Выше подразумевалось, что эксперты имеют равную компетентность. Однако если компетентность экспертов различна и может быть оценена некоторым числом, то полученные формулы нуждаются в уточнении. Пусть компетентность j - го эксперта оценивается положительной величиной j (вес эксперта). Будем считать эти величины нормированными ().
Тогда для метода ранжирования ri будем рассчитывать по формулам . Аналогично получаем для метода приписывания баллов
.
Замечание. Иногда значения j выбирают из интервала (0 1).