- •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
Классификация задач выбора
Классификацию проводят по следующим признакам:
1. Вид отображения F детерминированное, вероятностное или неопределённое, что позволяет выделить соответственно:
задачи ПР в условиях определенности (детерминированные)1;
задачи ПР в условиях риска (вероятностная неопределённость);
задачи ПР в условиях неопределённости.
2. Мощность множества критериев - одноэлементное или состоящее из нескольких критериев:
задачи ПР со скалярным критерием (однокритериальная задача);
задачи ПР с векторным критерием (многокритериальные задачи).
3. Тип системы - отображает предпочтения одного лица или коллектива, поэтому
задачи индивидуального ПР;
задачи группового ПР. (Ларичев. Диалоговые системы принятия решений).
Уточним задачи ПР в пункте 1. В условиях определённости, существует детерминированное отображение множества альтернатив (решений) во множество их критериальных оценок. Имеет место тогда, когда для каждой альтернативы можно указать соответствующее ей точное значение любого критерия.
Человеко-машинные системы и выбор
Основной причиной возникновения системного анализа является необходимость разрешения сложных проблем, управления сложными системами. Многие существенные особенности преодоления сложности можно проследить и на примере конкретного этапа, представляющего собой хотя и важную, но лишь составную часть управления, этапа выбора (принятия решения).
Как бы ни понималась сложность, простота понимается одинаково: простым является случай, когда посторонняя помощь не требуется. В сложных случаях, особенно если принимающий решение сталкивается со сложностью в отягчающих условиях дефицита времени или других экстремальных обстоятельств, ему требуется квалифицированная помощь в оценке возможных альтернатив. Как было сказано выше – помощь экспертов неоценима. Однако существуют естественные пределы человеческих способностей при восприятии и обработке информации. Работу экспертов лимитируют не только межличностные отношения, но и внутренние психологические и физиологические причины. Оказывается, человек одновременно может оперировать лишь с небольшим числом операндов (понятий, идей, моделей, альтернатив и т.д.) – психологи, говоря о пределе возможностей, иногда называют это законом "семь плюс – минус два". Кроме того, столкнувшись, например, с многокритериальной задачей, эксперт часто проявляет непостоянство, неуверенность нелогичность, стремление к резкому упрощению задачи. Наконец, в ряде случаев играет роль и низкое быстродействие нервной и мышечной системы человека.
Во всех этих отношениях возможности ЭВМ превосходят способности человека, и возникает простая, но очень плодотворная идея создания системы, которая объединила бы достоинства человека и машины и компенсировала их недостатки.
Вряд ли возможно, да и не стоит создавать универсальную систему на все случаи жизни. На практике идут по пути создания человеко-машинных систем, называемых проблемно-ориентированными. Даже в сравнительно конкретной сфере принятия решений наблюдается разветвление типов систем по типам задач выбора. К настоящему моменту существует несколько самостоятельных направлений этого развития.
Пакеты прикладных программ для выбора
К первому относятся программы и пакеты программ для решения конкретных хорошо определённых задач выбора. Примером может служить математическое обеспечение ЭВМ для статистической обработки данных (т.е. выбора в условиях стохастической неопределённости).
Базы знаний и экспертные системы
Второе направление – создание баз знаний и экспертных систем. В настоящее время это, пожалуй, главный путь движения к "искусственному интеллекту".
Экспертные системы имеют широкие перспективы: известны их многочисленные практические реализации в разнообразных предметных областях. Некоторые важные принципы организации экспертных систем, учитывающие расплывчатость терминов естественного языка, были заложены Д.А. Поспеловым ещё в системах ситуационного управления.
Если первое направление ориентировано на полную автоматизацию хорошо формализованных задач, то второе – на создание систем, накапливающий опыт экспертов и, по существу, впоследствии заменяющих самих экспертов. В третьем современном направлении развития человеко-машинных систем выбора делается основной акцент на участие самого лица, принимающего решения, в попытках формализовать задачу выбора, в самостоятельном сравнении и оценивании с помощью ЭВМ различных альтернатив разными способами.
Системы поддержки решений
Это третье направление представлено системами "интерактивной оценки решений" и особенно "системами поддержки решений" (DSS – Decision Support Systems).
Системы поддержки решений ориентированы не на автоматизацию функций лица, принимающего решения, а на предоставление ему помощи в поиске хорошего решения. Конечно, в математическое и программное обеспечение систем поддержки решений входят и формализованные процедуры, которые лицо, принимающее решения, может использовать в любой нужный ему степени.
Некоторые определения и понятия.
Принятие решения представляет собой выбор одного из некоторого множества рассматриваемых вариантов [Э. Мишук. Методы принятия технических решений].
Оптимальные варианты в некотором наборе называются выбором [Многокритериальная оптимизация. Б. Березовский].
Теория принятия решений (ТПР) – это математическая дисциплина, призванная помогать человеку вырабатывать "разумное" решение в трудных ситуациях.
Теория принятия решений – область исследования, вовлекающая понятия и методы математики, статистики, экономики, менеджмента и психологии; изучает закономерности выбора людьми путей решения разного рода задач, а также исследует способы поиска наиболее выгодных из возможных решений (из Википедии).