В качестве примеров аналитических приложений, расположенных на вершине "аналитической пирамиды" рассмотрим:
BSC -системы);BI-приложения и другие аналитические приложения.-системы, системы корпоративного планирования и бюджетирования и системы Business ). В то же время имеется довольно большое количество систем, которые по своей сути также являются аналитическими, хотя и применяются не столь масштабно - для решения отдельных, иногда специфических задач.
90-е годы прошлого века ознаменовались интенсивным развитием аналитических систем, включая BI-системы и аналитические приложения. На определенном этапе была признана необходимость их интеграции - и методологической (функциональной), и технологической. Так появилось новое направление, получившее название Business , что на русский язык обычно переводится как "управление эффективностью бизнеса" (хотя такой перевод представляется не вполне корректным). В общих чертах, - это целостный, процессно-ориентированный подход к принятию управленческих решений, направленный на улучшение способности компании оценивать свое состояние и управлять эффективностью своей деятельности на всех уровнях, путем объединения собственников, менеджеров, персонала и внешних контрагентов в рамках общей интегрированной среды управления [50].
Приведем определение, разработанное группой по стандартизации .
Business Performance Management (BPM) - это методология, направленная на оптимизацию реализации стратегии и состоящая из набора интегрированных циклических аналитических процессов, которые поддерживаются соответствующими технологиями и имеют отношение как к финансовой, так и к операционной информации. позволяет предприятию определять, измерять и управлять эффективностью своей деятельности, направленной на достижение стратегических целей. Ключевые финансовые и операционные процессы включают планирование, консолидацию и отчетность, анализ ключевых показателей эффективности и их распространение в рамках организации [51].
Заметим, что, как и в случае с термином , понятие "-система" может употребляться в двух значениях: как концепция управления (определенный подход к принятию управленческих решений и их практической реализации) и как информационная система (комплекс программных и технических средств, поддерживающих идеологию
К сожалению, сложилось так, что разные организации (включая аналитиков рынка и разработчиков программного обеспечения) стали использовать разные термины для обозначения одного и того же понятия. Сегодня в литературе можно встретить, как минимум, четыре различные аббревиатуры:
Также нельзя не отметить досадное совпадение: аббревиатура имеет и другую расшифровку - Business - одним из мировых лидеров в области управления бизнес-процессами и разработки соответствующего программного обеспечения.
Так или иначе, несмотря на некоторые терминологические проблемы, понятие уже завоевало себе право на жизнь и признано как специалистами в области управления, так и ведущими компаниями - аналитиками рынка информационных технологий. По сути дела, концепция
В соответствии с документом, разработанным Группой по стандартизации , в качестве основных процессов, охватываемых -системами, можно выделить следующие [51].
strategize);plan);monitor and analyze );take corrective actions).В части формализации стратегии -системы позволяют менеджерам разрабатывать стратегии и доводить их до подразделений компании, выявлять возможности создания стоимости и формировать системы метрик, позволяющих оценивать эффективность бизнеса и ее динамику.
В части планирования -системы позволяют менеджерам всех подразделений компании устанавливать свои локальные цели, разрабатывать и моделировать сценарии планирования, разрабатывать программы и бюджеты, поддерживающие бизнес-стратегию, а также формировать целевые значения определенных показателей для различных временных периодов.
В части мониторинга и анализа -системы позволяют оценивать индивидуальную и групповую эффективность с применением соответствующих ключевых показателей на всех организационных уровнях, а также предоставляют пользователям дополнительную информацию, помогающую им предпринимать те или иные действия.
В части корректирующих воздействий -системы помогают менеджерам своевременно реагировать на возникающие ситуации и отклонения.
Приведенная классификация построена в соответствии с циклом стратегического управления: первые две . Однако, с другой стороны, она вряд ли подходит для классификации информационных систем, обеспечивающих перечисленные функции. Дело в том, что конкретные программные продукты, как правило, реализуют не одну, а сразу несколько ключевых функций, относящихся к разным функциональным областям и используемых на разных стадиях цикла стратегического управления.
Например, информационные системы, поддерживающие разработанную Р. Капланом и Д. Нортоном методологию Balanced Scorecard [52], часто называемые -системы включают в себя все компоненты раздела "формализация стратегии". В то же время совокупность индикаторов дает менеджерам возможность оценить, насколько успешно компания продвигается в заданном направлении и насколько его текущая деятельность соответствует утвержденной стратегии. Эти функции соответствуют разделу "мониторинг и анализ". Наконец,
Аналогичные рассуждения применимы и к системам корпоративного планирования и бюджетирования. Прежде всего, такие приложения содержат всю необходимую для планирования функциональность, включая ведение аналитических направлений и
В то же время существуют приложения, возможности которых относятся всего лишь к одной из функциональных компонент, приведенных в классификации. Примером могут служить системы
Таким образом, концепция управления эффективностью бизнеса может применяться для предприятий и организаций самых разных отраслей, включая организации социальной сферы. Эта концепция имеет непосредственное отношение к стратегическому менеджменту, поскольку она предусматривает целый ряд важных управленческих функций, включая формализацию стратегии и определение ключевых показателей, планирование, мониторинг и анализ, а также обеспечение необходимой обратной связи и корректирующие воздействия. С другой стороны, концепция тесно связана с задачами корпоративного управления, позволяя обеспечить информационную прозрачность организации для заинтересованных лиц, в частности, путем формирования и представления корпоративной отчетности.
Развитие теории управления привело к появлению методологии сбалансированных систем показателей (Balanced Scorecard, ), которую ее создатели, Р. Каплан и Д. Нортон, определяют как инструмент, позволяющий трансформировать миссию и стратегию организации в исчерпывающий набор показателей эффективности, которые служат основой для системы стратегического управления и контроля [52]. Именно эта теория на сегодняшний день получила всеобщее признание и, несмотря на наличие целого ряда аналогичных методик, все чаще воспринимается как "стандарт де-факто".
Возникновение Balanced Scorecard относится к началу 90-х годов, когда был разработан новый подход к оценке результативности деятельности компании, позволяющий преодолеть ограниченность традиционных методов. Важным новшеством стало то, что набор измеряемых показателей, по которым оценивалось предприятие, был расширен, и в него, помимо привычных финансовых показателей, были включены нефинансовые параметры - сведения о клиентах, внутренних процессах, обучении и развитии. Кроме того, вместо ретроспективных показателей в процессе анализа стали учитываться и "опережающие индикаторы", позволяющие оценивать состояние компании с учетом перспектив в будущем.
Дальнейшее развитие методологии Balanced Scorecard характеризуется переходом от простой оценки показателей эффективности к управлению стратегическим развитием компании. Для этого Капланом и Нортоном была разработана карта стратегии (), которая дает визуализированное представление стратегии в виде стратегических целей, показателей и причинно-следственных связей.
В карте стратегии Каплана и Нортона выделяются четыре аспекта (перспективы):
Связующим звеном между четырьмя перечисленными перспективами служат причинно-следственные связи (cause and effect linkages). Известно, что любая организация представляет собой сложный организм, и изменение в какой-то одной области практически неизбежно влечет за собой изменения в нескольких других областях.
Перечисленные перспективы включают в себя цели (objectives), связанные между собой причинно-следственными связями. Цели - это ориентиры, характеризующие желаемое состояние организации в будущем. Можно сказать, что именно цели определяют то, как стратегия будет трансформирована на операционный уровень. При этом различные цели и группы целей закрепляются за конкретными уровнями менеджмента, определяющими их достижение. Отметим, что для целей организации, так же как и для перспектив, характерно наличие причинно-следственных связей: действия, направленные на достижение одной цели, способствуют (а иногда и препятствуют) достижению других целей.
Наконец, необходимым элементом Balanced Scorecard являются стратегические инициативы (strategic initiatives), представляющие собой конкретные действия и/или программы действий по реализации стратегии и достижению стратегических целей. По сути дела, стратегические инициативы - это перечень усилий, которые следует предпринять для достижения стратегического результата. Иначе говоря, стратегические инициативы представляют собой не что иное, как тактические мероприятия, позволяющие реализовать стратегию.
В результате детализации и описания зависимостей определяются целевые показатели, характеризующие успехи (или неудачи) в тех или иных стратегических областях. Как правило, количество таких параметров не должно превышать двух-трех десятков, что дает возможность контролировать их взаимосвязь. При этом часто приходится констатировать конфликт целевых показателей: например, задача снижения затрат вступает в противоречие с задачей поддержания необходимого квалификационного уровня сотрудников, поскольку программы повышения квалификации не бесплатны. В таких случаях от руководителей компании требуется найти некоторую "золотую середину", не противоречащую стратегическим целям компании. В результате такого анализа и формируется Balanced Scorecard - сбалансированная система показателей.
Таким образом, при помощи набора "стратегические перспективы - цели - измерители - целевые показатели - стратегические инициативы" система Balanced Scorecard позволяет выстроить сквозную связь между стратегией и тактикой организации, в результате чего задача трансформации стратегии в реальные действия оказывается решена. Кроме того, такая система позволяет не только формализовать стратегию, но и контролировать успешность ее реализации за счет измерителей и значений целевых показателей.
Balanced Scorecard по праву можно назвать наиболее популярной среди методик стратегического управления. Но это не означает отсутствия других методов и подходов, многие из которых также получили достаточно широкое распространение и признание. Примерами таких разработок могут служить методика управления стоимостью компании (Value Based Management, VBM), а также методика tableau de bord, разработанная и получившая распространение во Франции.
На определенном этапе развитие методологии стало сопровождаться появлением информационных систем, поддерживающих функции информационной поддержки процессов управления на основе сбалансированных систем показателей. Такие системы, представляющие собой инструментальные средства для реализации методологии Balanced Scorecard, получили называние -систем (что, впрочем, не исключает возможности их применения для реализации других подходов, связанных с формированием систем ключевых показателей).
В конце 90-х годов при участии Р. Каплана и Д. Нортона были разработаны стандарты функциональности -систем, которые содержали минимальные требования, необходимые для формирования сбалансированных систем показателей [54]. Документация по функциональным стандартам -систем включает четыре раздела:
С точки зрения построения -система должна обеспечивать взгляд на стратегию с точки зрения четырех перспектив (финансы, клиенты, внутренние процессы, обучение и рост), позволять устанавливать стратегические цели для каждой перспективы, связывать цели с показателями эффективности, описывать причинно-следственные связи, устанавливать целевые значения показателей, поддерживать реестр стратегических инициатив.
С точки зрения коммуникаций система должна содержать функции, позволяющие пользователям взаимодействовать друг с другом. В частности, система должна обладать возможностями описания и документирования целей, показателей, целевых значений и стратегических инициатив.
С точки зрения практической реализации система должна позволять описывать взаимосвязь между стратегическими инициативами, используемыми для реализации стратегии, и соответствующими стратегическими целями.
С точки зрения обратной связи функциональность системы должна обеспечивать минимально возможный промежуток времени между получением информации и принятием решения. Например, графические индикаторы должны давать четкое представление о расхождениях между целевыми и фактическими результатами и помогать выявлять области бизнеса, требующие особого внимания. Но при этом система не должна требовать "механического" реагирования на те или иные сигналы: необходима свобода суждений менеджера, в том числе на основе деловой интуиции и субъективных оценок.
Таким образом, стандарты функциональности -систем предусматривают как методологические функции, так и вопросы организации процессов стратегического управления.
Система планов любой организации носит иерархический характер, при этом различные планы отличаются друг от друга по горизонту планирования и степени детализации. Некоторые виды планов формируются и поддерживаются трансакционными системами (например, или автоматизированными и трансакционные системы ( и другие) - "смыкаются" на уровне одного из планов (для производства это - основной производственный план), который формируется в -систему в качестве исходной информации, на основе которой затем строятся планы более низкого уровня.
Таким образом, следует отметить существенное отличие систем планирования корпоративного уровня (в -системах) от модулей планирования -систем. Это отличие заключается в том, что планирование корпоративного уровня охватывает всю компанию (или даже группу компаний), ведется в агрегированных показателях, в рамках достаточно дли-тельных плановых периодов (например, год с разбивкой по кварталам или месяцам). Что касается -систем, то они обеспечивают текущее (краткосрочное) планирование, с применением более детальных показателей, в рамках отдельных подразделений и производственных участков. Таким образом, обе категории систем планирования в совокупности охватывают полный
Построение финансового плана (бюджета) происходит по определенным правилам. Отправной точкой при этом служат разного рода прогнозы - прогноз продаж и прогноз наличия (доступности) необходимых ресурсов. После этого определяется принципиальный бюджетный фактор (часто называемый лимитирующим фактором) - то, что ограничивает деятельность предприятия и принятие соответствующих управленческих решений. Такое ограничение может быть как внешним по отношению к предприятию (емкость рынка или платежеспособный спрос), так и внутренним (ограничения по производственным мощностям и доступности других ресурсов). Для ограничений, которые желательно устранить, определяется принципиальная возможность такого устранения, а также то, с какими затратами это будет связано. Наконец, происходит построение системы планов (бюджетов), в результате чего структура корпоративного бюджета наполняется реальной информацией.
Как правило, структурирование корпоративного бюджета предусматривает наличие двух групп планов - функциональных бюджетов и основного бюджета (иногда его называют мастер-бюджетом). Типовая структура бюджета схематично может быть представлена так, как показано на рис.12.1. Приведенную структуру можно считать наиболее типичной и универсальной для предприятия промышленного производства, хотя даже организации одной отрасли, как правило, модифицируют эту схему с учетом собственной специфики.
(рис 12.1) Типовая структура бюджета предприятия
Основной бюджет консолидирует информацию, представленную в перечисленных функциональных бюджетах, и, как правило, включает три основные составляющие:
Кроме того, основной бюджет часто дополняется таким элементом, как бюджет капитальных вложений (инвестиционный бюджет). По сути, этот бюджет представляет собой "выжимку" из вышеперечисленных частей основного бюджета в части капитальных затрат и проектов. Например, основные средства, приобретение которых относится к
Еще раз подчеркнем, что приведенная схема - это лишь один (хотя и наиболее типичный) из вариантов структурирования корпоративного бюджета. Поэтому в реальной работе она должна восприниматься как основа для построения индивидуальной структуры, ориентированной на задачи конкретного предприятия и учитывающей его особенности.
Функции формирования и анализа бюджетов (как функциональных, так и основных), реализуются при помощи специализированных информационных систем планирования и бюджетирования. Рассмотрим основные функции таких систем [50], [55], [53].
Для хранения управленческой информации системы планирования и бюджетирования, как правило, используют многомерные базы данных, что дает возможность воспользоваться преимуществами -технологий.
По сути дела, управленческая информация хранится в многомерном кубе, грани которого (аналитические направления) имеют конкретную экономическую интерпретацию:
Для систематизации и структурирования показателей планирования предусмотрен
Непосредственно в структуре счетов можно описывать арифметические зависимости между показателями, при этом более сложные взаимосвязи между счетами могут описываться при помощи специальных расчетных процедур - бизнес-правил.
Календарь позволяет описать горизонт планирования и его разбивку на отдельные интервалы времени. При этом обеспечивается иерархическое представление временных интервалов. Например, данные первого полугодия могут быть детализированы по месяцам, данные второго полугодия - по кварталам, а перспективные показатели, выходящие за пределы текущего года, могут относиться к соответствующему году без какой-либо детализации.
Планирование, прогнозирование и анализ финансовой информации могут производиться как в одной, так и в нескольких валютах. Для каждого из центров
Бюджетная модель может потребовать применения более сложных расчетов, чем арифметические действия, определяемые иерархией аналитических направлений. Для этого в системе предусмотрены специальные средства описания расчетных процедур (бизнес-правил). С их помощью можно производить сложные многошаговые вычисления, применять распределения и формулы экономических расчетов, а также использовать глобальные параметры - предпосылки и допущения, являющиеся общими для нескольких счетов.
В процессе планирования взаимоотношения между сотрудниками должны выстраиваться определенным образом, в соответствии с финансовой структурой предприятия, т.е. совокупностью и иерархией центров
Системы корпоративного планирования и бюджетирования рассчитаны на одновременную работу большого количества пользователей в условиях централизованного
В любой достаточно крупной организации планирование носит многовариантный характер. Для этого система должна позволять описывать различные вариации планов и бюджетов; при этом подразумевается, что любой из версий может соответствовать собственная процедура согласования.
Сценарии могут охватывать различные временные интервалы. При описании сценария указывается категория данных (например, "плановые", "фактические" или "прогнозируемые"), а также соответствующие данному сценарию период времени и таблица курсов валют. Когда планировщики вводят данные, соотнесенные определенному сценарию, им доступны только годы и периоды в пределах установленного для данного сценария диапазона (данные других периодов доступны только для чтения).
Когда бюджетная модель является мультивалютной, за сценарием должна быть закреплена таблица обменных курсов. Если за разными сценариями закрепить разные таблицы курсов валют, это даст возможность моделировать последствия различных допущений относительно валютных котировок.
Версии бюджета придают процессу планирования дополнительную гибкость и могут иметь различную интерпретацию по отношению к определенному плану, например: предварительный или окончательный вариант плана, оптимистическая, пессимистическая или наиболее вероятная оценка показателей, внутренние или внешние данные.
Важным свойством современных автоматизированных систем планирования и бюджетирования является поддержка функций управления бюджетным процессом, позволяющих организовать формирование бюджетов, их согласование, утверждение, а также последующий контроль исполнения [55].
Как показывает практика, рассмотренная функциональность автоматизированной системы корпоративного планирования и бюджетирования является достаточной для организации бюджетного процесса даже в очень крупных организациях.
Консолидированная финансовая отчетность занимает важное место в системе корпоративной отчетности любой крупной группы компаний [56]. Основная идея финансовой
Понятие группы компаний - основное в теории
Чтобы консолидированная отчетность разных групп компаний обладала свойством сопоставимости (что необходимо для анализа), она нуждается в стандартизации. Поэтому в системе Международных стандартов финансовой отчетности (МСФО) правилам формирования консолидированной отчетности уделяется особое внимание [57].
Важно отметить, что правила
В соответствии с МСФО, выделяются три метода
Полная консолидация (entity method) исходит из того, что группа представляет собой единое экономическое образование. Метод используется по отношению к дочерним предприятиям, при этом
Пропорциональная консолидация () отличается от полной тем, что
Метод долевого участия (equity method) предполагает, что доля инвестора в
Формирование консолидированной отчетности - процесс сложный, как с методологической, так и с технической точек зрения. Теоретически, консолидированная отчетность может быть сформирована вручную, но этот способ вряд ли подходит для сложных организационных структур. Поэтому решение задач
Специализированные системы формирования консолидированной финансовой отчетности обеспечивают сбор, обработку и представление в едином формате финансовой информации всех дочерних и зависимых компаний в сложной структуре группы компаний, позволяя применять необходимую методологию и учитывать требования международных или национальных стандартов. При этом можно организовать сбор финансовой отчетности предприятий группы, выполнить корректирующие проводки, обеспечить непосредственную консолидацию и сформировать необходимые отчеты. Такие функции, как элиминирование внутригрупповых операций, расчет перекрестных владений и доли меньшинства, а также обработка мультивалютной отчетности, выполняются автоматически. Кроме того, современные системы
Для решения методологических задач в системах
Рассмотрим подробнее основные функции специализированных систем формирования и анализа консолидированной финансовой отчетности [50] , [56] , [56].
Структурной основой систем
Четкое структурирование данных позволяет пользователям финансовой информации просматривать данные в наиболее удобном ракурсе. При этом можно выбрать аналитические направления и их элементы, которые будут представлены соответственно в строках и столбцах отображаемых таблиц.
Использование систем
Последние два способа являются весьма примечательными, поскольку автоматический перенос данных дает возможность получать информацию практически из любой учетной системы. При этом система
Система позволяет консолидировать и анализировать отчетность, составленную в разных валютах. Для каждой из валют, введенных в систему, помимо кода и описания, указывается масштаб, влияющий на расчет обменных курсов.
Для автоматизации вычислений, связанных с формированием отчетности, планированием и прогнозированием, применяются бизнес-правила. Они могут быть использованы для таких задач, как расчет данных, которые не могут быть получены путем иерархического агрегирования (коэффициенты, отклонения), сложные расчеты с трансляцией валют, определение курсовых разниц и т.д. С помощью бизнес-правил могут быть настроены автоматические процессы расчета гудвила, доли меньшинства, внутригрупповой прибыли и др.
Для осуществления ручных корректировок в системах
Функции управления процессом
В процессе согласования каждый блок проходит ряд состояний, первое из которых - "не начато". Затем следует уровень "первое чтение" и далее - до десяти уровней "в рассмотрении", на каждом из которых могут вноситься необходимые корректировки. После всех необходимых преобразований блок получает статус "готов к утверждению", после утверждения уполномоченным сотрудником переходит в состояние "утверждено", а после открытия публичного доступа к утвержденному блоку - к статусу "опубликовано".
В системах поддерживается автоматический расчет консолидированной отчетности. Процедуры
В информационных системах
Системы бизнес-интеллекта в своем "чистом" виде не являются предметно-ориентированными. В то же время они играют роль платформы, на основе которой могут быть разработаны
Обычной практикой является использование BI-систем для проектирования и реализации прикладного решения той или иной задачи конкретного заказчика. Тем не менее, в настоящее время разработчики BI-решений предлагают готовые преднастроенные приложения, несущие в себе вполне конкретную методологическую составляющую. Эти системы содержат стандартные наборы анализируемых показателей, управленческих отчетов, панелей индикаторов. Как правило, такие приложения строятся на основе накопленного опыта и примеров "лучшей практики" и уже хотя бы по этой причине заслуживают внимания. Кроме того, внедрение готового BI-приложения требует существенно меньших затрат труда и времени.
Аналитические приложения этого класса весьма разнообразны, что объясняется разнообразием объектов моделирования и решаемых задач. В качестве примеров рассмотрим два программных продукта из линейки решений Oracle Hyperion
Система Oracle Hyperion Profitability and Cost Management позволяет решать ряд задач, так или иначе связанных с анализом и управлением затратами и доходами организации. К числу таких задач, в частности, относятся определение прибыльности того или иного сегмента бизнеса или принятие решений в области ценообразования.
Функциональность системы позволяет организовать распределение затрат и доходов с их последующим отнесением на соответствующие объекты. Модель распределения может строиться как для организации в целом, так и для ее части. Для многомерного представления информации в системе предусмотрен ряд аналитических направлений. К их числу относятся бизнес-направления, отражающие объекты отнесения затрат и доходов (продукты, регионы, центры ответственности, категории клиентов), направления для описания финансовых показателей, носителей затрат, баз и ставок распределения, а также направления для периодов времени и расчетных сценариев.
Другая система моделирования - Oracle Hyperion Strategic Finance - представляет собой решение для разработки финансовых моделей стратегического уровня, позволяющих оценить финансовые последствия выбора тех или иных стратегических альтернатив, включая последствия слияний и приобретений и различные варианты финансирования бизнеса.
С помощью встроенных функций моделирования и прогнозирования система позволяет формировать и анализировать различные сценарии развития внешней и внутренней среды компании, производить тестирование возможных стратегий, строить гипотетические планы стратегического развития и оценивать влияние стратегических альтернатив и соответствующих планов на общую эффективность бизнеса. В результате появляются предпосылки для снижения рисков, возникающих из-за недостаточной определенности перспективного состояния бизнес-среды и погрешностей прогнозирования.
Имитационная модель () - модель реального явления или процесса, построенная с помощью компьютерных технологий и позволяющая производить многократные имитационные эксперименты с цель получения новых знаний об исследуемом объекте. Компьютерное моделирование имеет дело с абстрактными (знаковыми, математическими) моделями. Имитация есть подражание чему-либо. следовательно, имитационным нужно называть моделирование, сохраняющее внешнее сходство с исходным процессом.
В
ИМ может быть разработана или с помощью программной реализации аналитической модели поведения объекта (
Статистическим считается вид моделирования, при котором воспроизводятся аналоги массовых явлений с последующей обработкой результатов наблюдений методами математической статистики.
Имитационный процесс - проведение расчетного эксперимента с помощью
Сценарий имитационного эксперимента - это совокупность входных (исходных) параметров модели, заданных условий проведения имитационного исследования. Получая выходные данные на каждом сценарии, исследователь имеет возможность сравнить их с данными других сценариев и принять решение о необходимости внесения коррекции в те или иные условия проведения имитационного эксперимента - иначе говоря, сформировать условия нового сценария.
Дискретные имитационные модели представляют реальный мир и моделируемые в нем процессы как дискретные, т.е. проявляющие свои функции и свойства в определенные моменты времени. Можно предполагать, что это происходит через равные интервалы времени, но в некоторых моделях могут существовать и асинхронные объекты, которые проявляют себя в случайные моменты времени. Асинхронные
Непрерывные модели предполагают развитие имитационной ситуации в модели как в непрерывной (аналоговой) среде.
Практически одну и ту же систему можно представить в виде либо дискретно изменяющейся модели, либо непрерывно изменяющейся. Как правило, в имитационном моделировании время является основной независимой переменной. Другие переменные, включенные в имитационную модель, являются функциями времени, т.е. зависимыми переменными. Определение "дискретная" и "непрерывная" относятся к поведению зависимых переменных. При "дискретной" имитации зависимые переменные изменяются дискретно в определенные моменты времени, называемые моментами свершения событий.
Переменная времени в
При "непрерывной" имитации зависимые переменные модели изменяются непрерывно в течение имитационного времени. Непрерывный процесс может имитироваться либо непрерывной моделью, либо дискретной в зависимости от того, будут ли значения независимых переменных доступны в любой точке или только в определенные моменты времени.
В "комбинированной" имитации зависимые переменные модели могут изменяться дискретно, непрерывно или непрерывно с наложенными дискретными скачками. Наиболее важный аспект комбинированной имитации заключается в возможности взаимодействия между дискретно и непрерывно изменяющимися переменными. Компонентами таких моделей могут быть не только материальные потоки, но и люди, оборудование, заказы, состояния системы (которые представляются с помощью непрерывно изменяющихся зависимых переменных).
Статические модели имеют стабильную, не изменяющуюся во времени ("жесткую") модель функций и блоков исследуемого реального объекта. Обычно такие модели строятся на базе аналитической разработки, которая реализуется в виде программы. Такие модели близки по своим свойствам к расчетным моделям, а режим имитации здесь используется только для "прогона" расчетов в заданных интервалах входных параметров. Как правило, модели данного класса применяют для подтверждения гипотетических догадок о предполагаемых и аналитически выраженных свойствах исследуемого явления или объекта.
Динамические модели, как правило, имею более сложную схему реализации и проведения имитационного эксперимента. Модели данного класса предполагают, что "ядро" схемы моделирования, определяющее основные связи и свойства объект, меняется в процессе имитационного эксперимента и модифицируется в зависимости от промежуточных данных.
Здесь возможны два варианта развития: динамика изменения схемы имитационного эксперимента известна и динамика изменения модели является целью имитационного исследования.
Очевидно, что последний вариант
Имитационное моделирование является универсальным и особенно успешно может применяться в вероятностных процессах и в исследовании переходных режимов экономических явлений. Лица, ответственные за принятие решений в области создания экономических систем, могут оценить их эффективность одним из трех следующих способов.
Во-первых, есть возможность (по крайней мере, теоретическая) проводить управляемые эксперименты с экономической системой фирмы, отрасли или страны. Однако принятие неоптимальных решений может причинить ущерб экономической системе. При этом чем больше масштаб системы, тем ощутимее убытки. Даже в случае нахождения оптимальных решений, касающихся, например, управления деятельностью фирмы, при проведении реальных экспериментов трудно сохранить постоянство факторов и условий, влияющих на результат, а, следовательно, сложно обеспечить надежную оценку различных экономических решений.
Во-вторых, если есть данные о развитии экономической системы за некоторый период времени в прошлом, то можно провести мысленный эксперимент на этих данных. Однако для этого нужно знать точно, какие изменения каких входных переменных привели к наблюдаемому изменению выходных переменных, характеризующих эффективность экономической системы. Иногда причинами изменений могут оказаться случайные возмущения, или так называемый "шум". Поэтому нельзя слишком доверять оценкам.
В-третьих, можно построить
К недостаткам систем
Существующие
К первой группе можно отнести модели, которые достаточно точно отражают какую-либо одну сторону определенного экономического процесса, происходящего в системе сравнительно малого масштаба. С точки зрения математики они представляют собой весьма простые соотношения между двумя-пятью переменными. Обычно это алгебраические уравнения не выше 2-й или 3-й степени, в крайнем случае, система алгебраических уравнений.
Ко второй группе можно отнести модели, которые описывают реальные процессы, протекающие в экономических системах малого и среднего масштаба, подверженные воздействию случайных и неопределенных факторов. Разработка таких моделей требует принятия допущений, позволяющих разрешить неопределенности. Например, требуется задать распределения случайных величин, относящихся к входным переменным. Эта искусственная операция в известной степени порождает сомнение в достоверности результатов моделирования.
Среди моделей данной группы наибольшее распространение получили модели систем массового обслуживания. Существуют две разновидности этих моделей: аналитические и алгоритмические. Аналитические модели не учитывают действие случайных факторов и поэтому могут использоваться только как модели первого приближения. С помощью
К третьей группе относятся модели больших и очень больших (макроэкономических) систем: крупных торговых и промышленных предприятий и объединений, отраслей народного хозяйства и экономики страны в целом. Создание математической модели экономической системы такого масштаба представляет собой сложную научную проблему, решение которой под силу лишь крупному научно-исследовательскому учреждению.
Перечисленные выше признаки соответствуют разным
MatLab'a Simulink никакого отношения к двум последним видам моделирования не имеет [60];GPSS и других языках является одновременно имитационным и статистическим.За рубежом появилось огромное количество современных систем eMPlant (машиностроение), DELMIA (судостроение), NETRAC (телекоммуникации и связь). Но среди них имеются и пакеты общего применения, прежде всего - специализированные языки , и программы, использующие ту же транзакт-парадигму, что и [61].
Решение задач с преобладанием логистических аспектов может быть получено с помощью таких симуляторов, как AutoMod, AnyLogic, Proсess Model, , , ReThink [62].
Несколько особняком стоит система BPsim [63] - она опирается на аппарат динамических экспертных систем. В ней определены следующие классы объектов: операции, ресурсы, средства, процессы, источники и приемники ресурсов, перекрестки, параметры. Отдельно выделены информационные типы ресурсов: сообщения и заявки на выполнение операций. Параметры процесса задаются функцией от характеристик объектов и классифицируются на производные (
Имитационное моделирование все шире внедряется в практику исследования производственных (в самом широком смысле слова) процессов, стратегического и оперативного управления ими. В настоящее время встал вопрос о сплошном применении цифровых моделей (Digital ) [64] в процессе проектирования и эксплуатации производственных систем. Люди, участвующие в такой деятельности, получают возможность наблюдать VR). Наличие
e-. Убежденными сторонниками ее выступают, в частности, ведущие автомобильные компании Daimler-Chrysler, Mercedes-Benz, BMW, Audi, Toyota. Этот подход применяется и на сборке аэробусов А-380 в Гамбурге [64].
Областями целесообразного применения компьютерных
Расчет комплекса моделей на каждой точке прогнозного периода производится последовательно, от
Такой комплекс моделей дает возможность получать адекватное представление о будущем сбалансированном состоянии экономики государства.
На уровне региональных органов власти целесообразно использование комплексной
В управлении финансово-хозяйственной деятельностью крупного предприятия возможно использование комплекса
Комплекс
Технологическая схема разработки
Этап 1: разработка математического (или аналитического) описания моделируемого объекта и формулировка основных положений и требований к программной реализации
Перед проведением расчетов на ПК должен быть составлен план проведения эксперимента с указанием комбинаций переменных и параметров, для которых должно проводиться моделирование системы. Задача заключается в разработке
Результаты моделирования могут быть представлены в виде таблиц, графиков, диаграмм, схем и т.п.
Интерпретация результатов моделирования имеет целью переход от информации, полученной в результате машинного эксперимента с моделью, к выводам, касающимся процесса функционирования объекта-оригинала.
На основании анализа результатов моделирования принимается решение о том, при каких условиях система будет функционировать с наибольшей эффективностью.
Этап 2: выбор средств описания реального объекта, методов проектирования, среды программирования.
Этап 3: разработка и создание программной реализации имитационного расчета для одного шага имитации. Определение функций изменения
Этап 4: определение среды и условия проведения имитационного эксперимента. Разрабатывается программа управления имитационным процессом и выдачи промежуточных и окончательных результатов эксперимента по заданному сценарию.
Этап 5: анализ вариантов сценариев, принятие решения о путях совершенствования модели, имитационного процесса и выбор новых (или уточнение старых) путей исследования.
Как вытекает из вышесказанного, имитационный эксперимент представляет собой многократный циклический процесс, в котором исследователь при помощи
Очевидно, что для эффективной работы пользователя со сложной имитационной средой требуется организация рационального диалога между человеком и компьютером, с целью снижения загрузки на человека рутинными операциями и обеспечения комфортных условий для проведения анализа результатов и принятия решения.
Для этого создается диалоговая надстройка, которая берет на себя функции обучения, навигации и помощи пользователю на всех стадиях имитационного процесса. Концептуально диалоговая имитационная модель содержит следующие компоненты:
Одним из наиболее эффективных инструментов Arena фирмы .
Arena позволяет строить
Имитационная модель Arena включает следующие основные элементы: источники и Create и Dispose), процессы (Process) и очереди (Queue).
Источники - элементы, от которых в модель поступает информация или объекты. Скорость поступления данных или объектов от источника обычно задается
Сток представляет собой устройство для приема информации или объектов.
Перед стоками могут накапливаться объекты, которые организуются двумя способами: очередь и стек.
Очередь - это место хранения данных, где они ожидают обработки. Время обработки объектов (производительность) в разных процессах может быть разным. В результате перед некоторыми процессами могут накапливаться объекты, ожидающие своей очереди. Часто целью FIFO: first-in - first-out).
Стек - пришедшие последними к стоку объекты первыми отправляются на дальнейшую обработку (). Альтернативой стеку может быть последовательная обработка в очереди.
Могут быть заданы и более сложные алгоритмы обработки очереди.
Процессы - это аналог работ в
Другим средством построения компьютерных MATLAB в сочетании с пакетом Simulink компании MathWorks [65].
Возможности пакета Simulink:
PCTagert (универсальных PCI-контроллеров);На рынке отечественных разработчиков существует универсальный пакет AnyLogic 4.1 российской компании XJ Technologies [66]. В AnyLogic представление модели является визуальным и иерархическим. Простой графический UML-RT) оперирует понятиями объектов и связей между ними - дискретными (отправка сообщений произвольной структуры) и непрерывными (отслеживание показателей). Для описания сложного поведения пользователь может применять графические диаграммы переходов и состояний. Такие диаграммы позволяют визуально проектировать сложные бизнес-процессы и многошаговые действия с альтернативами.
Описание поведения объектов производится с помощью фрагментов кода на языке Java: пользователю необходимо определить действия в специальных полях свойств элементов объектов, а весь рутинный код генерируется пакетом автоматически. При разработке моделей доступны все возможности языка Java. Это касается и организации доступа к базам данных. Когда базовых возможностей AnyLogic недостаточно (в некоторых случаях нужны многомерные массивы и календари), разработчик модели может использовать язык Java для создания дополнительных классов.
Как и все выше рассмотренные пакеты, AnyLogic существенно снижает трудоемкость разработки модели по сравнению с универсальными системами разработки программного обеспечения, поскольку предоставляет в готовом виде:
MATLAB/ Simulink.Перечисленные возможности в комплексе позволяют разработчику
не тратить время на
Во всех случаях создавать BPwin 4.0 имеет возможность преобразования диаграмм IDEF3 в имитационную модель Arena (версии 3.6 и выше). Для преобразования диаграммы IDEF3 в модель Arena необходимо, чтобы BPwin 4.0 и Arena были запущены одновременно. В BPwin 4.0 следует открыть диаграмму IDEF3, а затем выбрать меню File/Export/Arena. Далее экспорт производится автоматически.
Поскольку имитационная модель имеет гораздо больше параметров, чем диаграмма IDEF3, в BPwin 4.0 существует возможность задать эти параметры с помощью свойств, определяемых пользователем (UDP, User Defined Properties). В поставку BPwin 4.0 входят примеры моделей с предварительно внесенными UDP для экспорта в Arena (Program Files/Computer Associates/BPwin 4.0/Samples/Arena/) и модель ArenaBEUDPs.bp1, в которой определены все необходимые для экспорта UDP и которую можно использовать в качестве шаблона для создания новых моделей.
Рассмотрим основные элементы интерфейса программы ARENA [67].
На рис.12.2. приведен вид экрана с выведенными на него сведениями о программе. Нетрудно заметить, что внешне он в наибольшей степени похож на экран программы MS Visio
(рис 12.2) Сведения о программе
Это закономерно, поскольку обе программы выполнены с соблюдением стандартов MS Windows. Более того, если рисование в Visio представляется разработчику более легким делом, чем аналогичная работа в ARENA, то он может изобразить логику процесса в Visio, после чего перейти в Arena и импортировать созданную диаграмму. Панели, расположенные в верхней части окна на рисунке, достаточно традиционны. Заметим лишь, что на второй линии пиктографических изображений расположены инструменты для изображения линий, связывающих блоки на диаграммах.
Рассмотрим панель инструментов, расположенную вертикально в левой части окна на рис.12.3. Она называется Project Bar и размещается на экране путем установки галочки в соответствующем пункте меню группы View.
(рис 12.3) Открытие панели инструментов
Это базовый набор модулей, необходимый для описания моделируемых систем, в первую очередь - систем массового обслуживания. Он состоит из двух групп. Модули первой группы (желтые пиктограммы) предназначены для описания логики взаимодействия элементов системы. В этом они подобны блокам -диаграмм.
Однако каждый блок имеет специфику, которая отражена не только в его названии, но и форме. Эти модули называются . Как ясно из названия, речь идет о потоках - в первую . Они так и называются - Data modules.
Им соответствуют пиктограммы в виде таблиц. Это как бы напоминает исследователю, что является простым и удобным инструментальным средством записи, хранения данных и обмена ими между программами, ориентированными на расчеты.
Программа ARENA имеет большое число и Data modules.
Они объединены в кластеры и могут загружаться в Project Bar из группы File, как показано на рис.12.4, рис.12.5, рис.12.6.
(рис 12.4) Открытие панели шаблонов
Рассмотрим более детально процесс загрузки новых кластеров в программу
Первый этап. Для загрузки нового кластера необходимо открыть меню File/ Template Panel/Attach. После этого появится диалоговое окно, в котором необходимо выбрать соответствующий кластер (набор инструментов).
Кластеры можно как подключать, так и отключать. Для выгрузки кластеров необходимо выбрать пункт File/ Template Panel/.
Помимо этого, в меню File есть кнопки, позволяющие создавать новые модели, сохранять их или открывать уже существующие, отправлять документы на печать и прочие функции, вызвать которые можно нажатием на соответствующий пункт меню.
Второй этап: выбор необходимого кластера в диалоговом окне Attach Template Panel. Программа ARENA обладает широким набором кластеров для более удобной работы. Как можно увидеть на рис.12.5, в программе представлены около 15 шаблонов. Используя эти наборы, можно значительным образом увеличить скорость и удобство работы.
Изначально в программе открыт кластер Basic Process.
(рис 12.5) Выбор шаблона
Все представленные в кластере элементы ( и Data modules) можно применять для создания диаграмм.
(рис 12.6) Элементы для создания диаграмм
Третий этап. Загрузка завершена. Как видно на рис.12.6, в меню инструментов добавилась новая вкладка с названием "Advanced Process".
Это напоминает загрузку тематических панелей в Visio. Однако ARENA - не "рисовалка", а мощное средство
Программа ARENA позволяет создавать диаграммы, отражающие функционирование того или иного процесса. Процесс создания диаграмм во многом схож с таковым в MS Visio. Здесь также используется технология , однако для некоторых процесс "рисования" в MS Visio будет более удобным и предпочтительным.
На рис.12.7 изображена диаграмма основной деятельности системы массового обслуживания с ожиданием на примере системы обслуживания клиентов с применением офисной АТС.
(рис 12.7) Диаграмма основной деятельности системы массового обслуживания с ожиданием
Однако после ряда настроек ARENA позволяет, помимо построения диаграмм, проводить также имитационное моделирование. В результате проведения данной операции получаем результаты, которые можно использовать для дальнейшего анализа и построения новых моделей. Пример подобных результатов представлен на рис.12.8. Программа дает возможность проводить имитационное моделирование, но уже с другими параметрами.
Данный пример иллюстрирует только системы массового обслуживания с очередью. Существуют и другие системы, например, системы массового обслуживания с отказом, когда клиент не желает ждать. Также выделяют различные СМО в зависимости от того, поступают заявки извне или от элементов самой системы. Все эти модели можно создать и "проиграть" с применением программы ARENA.
(рис 12.8) Результаты имитационного моделирования
Под
Достоинство экспертных систем заключается в возможности принятия решений в уникальных ситуациях, для которых алгоритм заранее не известен и формируется по исходным данным в виде цепочки рассуждений (правил принятия решений) из базы знаний. Причем решение задач предполагается осуществлять в условиях неполноты, недостоверности, многозначности исходной информации и качественных
Центральным компонентом
(рис 12.9) Архитектура экспертной системы
База знаний - это совокупность единиц знаний, которые представляют собой формализованное с помощью некоторого метода
В качестве методов
Если < условие > То <заключение> CF (фактор определенности) <значение>
В качестве факторов определенности (CF), как правило, выступают либо
Примеры правил имеют следующий вид.
Правило 1: если Коэффициент рентабельности > 0.2, то Рентабельность = "удовлетворительна" CF 100.
Правило 2: если Задолженность = "нет" и Рентабельность = "удовлетворительна", то Финансовое состояние = "удовлетворительно" CF 80.
Правило 3: если Финансовое состояние = "удовлетворительно" и Репутация = "удовлетворительна", то Надежность предприятия = "удовлетворительна" CF 90.
Объекты представляют собой совокупность атрибутов, описывающих свойства и отношения с другими объектами. В отличие от записей баз данных, каждый объект имеет уникальное имя. Часть атрибутов отражают типизированные отношения, такие как "род - вид" (super-class - sub-class), "целое - часть" и др. Вместо конкретных значений process).
Интеллектуальный интерфейс. Обмен данными между конечным пользователем и ЭС выполняет программа интеллектуального интерфейса, которая воспринимает сообщения пользователя и преобразует их в форму представления базы знаний и, наоборот, переводит внутреннее представление результата обработки в формат пользователя и выдает сообщение на требуемый носитель.
Важнейшим требованием к организации диалога пользователя с ЭС является естественность, которая не означает буквально формулирование
Важно, чтобы последовательность решения задачи была гибкой, соответствовала представлениям пользователя и велась в профессиональных терминах.
Механизм вывода. Этот программный инструментарий получает от интеллектуального интерфейса преобразованный во внутреннее представление запрос, формирует из базы знаний конкретный алгоритм решения задачи, выполняет алгоритм, а полученный результат предоставляется интеллектуальному интерфейсу для выдачи ответа на запрос пользователя. В основе применения любого механизма вывода лежит процесс нахождения в соответствии с поставленной целью и описанием конкретной ситуации (исходных данных), относящихся к решению единиц знаний (правил, объектов,
(рис 12.10) Прямая цепочка рассуждений
(рис 12.11) Обратная цепочка рассуждений
Для объектно-ориентированного
Механизм объяснения. В процессе или по результатам решения задачи пользователь может запросить объяснение или обоснование хода решения. С этой целью ЭС должна предоставить соответствующий механизм объяснения.
Объяснительные способности ЭС определяются возможностью механизма вывода запоминать путь решения задачи. Тогда на вопросы пользователя "Как?" и "Почему?" получено решение или запрошены те или иные данные, и система всегда может выдать цепочку рассуждений до требуемой контрольной точки, сопровождая выдачу объяснения заранее подготовленными комментариями. В случае отсутствия решения задач объяснение должно выдаваться пользователю автоматически.
Полезно иметь возможность и гипотетического объяснения решения задачи, когда система отвечает на вопросы, что будет в том или ином случае. Однако не всегда пользователя интересует полный вывод решения, содержащий множество ненужных деталей. В этом случае система должна уметь выбирать из цепочки только ключевые моменты с учетом их важности и уровня знаний пользователя. Для этого в базе знаний необходимо поддерживать модель знаний и намерений пользователя.
Если же пользователю все еще не понятен полученный ответ, то система должна быть способна в диалоге на основе поддерживаемой модели проблемных знаний обучать пользователя тем или иным фрагментам знаний, т.е. раскрывать более подробно отдельные понятия и зависимости, если даже эти детали непосредственно в выводе не использовались.
Механизм приобретения знаний. База знаний отражает знания экспертов (специалистов) в данной проблемной области о действиях в различных ситуациях или процессах решения характерных задач. Выявлением подобных знаний и последующим их представлением в базе знаний занимаются специалисты, называемые инженерами знаний. Для ввода знаний в базу и их последующего обновления ЭС должна обладать механизмом приобретения знаний. В простейшем случае используется интеллектуальный редактор, который позволяет вводить единицы знаний в базу и проводить их синтаксический и семантический контроль, например, на непротиворечивость. В более сложных случаях инженер знаний должен из-влекать знания путем специальных сценариев интервьюирования экспертов, или из вводимых примеров реальных ситуаций, как в случае индуктивного вывода, или из текстов, или из опыта работы самой
По степени сложности решаемых задач
По способу формирования решения
По способу учета временного признака
По видам используемых данных и знаний
По числу используемых источников знаний
В соответствии с перечисленными признаками классификации выделяются следующие основные классы экспертных систем (табл. 12.1.).
Классифицирующие экспертные системы.
| Анализ | Синтез | ||
|---|---|---|---|
| Детерминированность знании | Классифицирующие | Трансформирующие | Один источник Знании |
| Неопределенность знаний | Доопределяющие | Многоагентные | Множество источников знаний |
| Статика | Динамика |
В качестве основного метода формирования решений используется метод логического дедуктивного вывода от общего к частному, когда путем подстановки исходных данных в некоторую совокупность взаимосвязанных общих утверждений получается частное заключение.
Доопределяющие экспертные системы. Более
В качестве методов работы с неопределенностями могут применяться байесовский вероятностный подход и
Доопределяющие
Для аналитических задач классифицирующего и доопределяющего типов характерны следующие проблемные области.
Трансформирующие экспертные системы. В отличие от аналитических статических экспертных систем синтезирующие динамические
Для синтезирующих динамических экспертных систем наиболее применимы следующие проблемные области.
Многоагентные экспертные системы. Для таких динамических систем характерна интеграция в базе знаний нескольких разнородных источников знаний, обменивающихся между собой получаемыми результатами на динамической основе, например, через "доску объявлений".
Для многоагентных систем характерны следующие особенности:
Слабая формализуемость процесса принятия решений, его альтернативность и нечеткость, качественная природа используемых знаний, динамичность изменения проблемной области - все эти характерные особенности применения экспертных систем обусловливают сложность и большую трудоемкость их разработки по сравнению с другими информационными системами.
Успех проектирования
Следовательно, процесс разработки ЭС должен быть организован инженерами по знаниям таким образом, чтобы в процессе их итеративного взаимодействия с экспертами последние получили весь необходимый объем знаний для решения четко очерченных проблем. Этапы проектирования
Однако необходимо учитывать, что эксперты сами представляют собой сверхсложные системы, и их деятельность также зависит от многих внешних и внутренних условий.
Взаимодействие между экспертами может как стимулировать, так и подавлять их деятельность. Поэтому в разных случаях применяют различные методы экспертизы, отличающиеся характером взаимодействия экспертов друг с другом: анонимные и открытые опросы и анкетирования, совещания, дискуссии, деловые игры, мозговой штурм и т.д. Нередко при работе с экспертами используется метод Дельфи [73].
На начальных этапах идентификации и
На этапе тестирования созданные
С точностью работы связаны такие характеристики, как правильность выполняемых заключений, адекватность базы знаний проблемной области, обоснованность применяемых методов решения проблемы. Поэтому конечные оценки системе ставят специалисты в проблемной области - эксперты.
Полезность же
(рис 12.12) Этапы проектирования экспертной системы
Следующий
Важнейшим критерием оценки становится соотношение стоимости системы и ее эффективности. На этом этапе осуществляется сбор критических замечаний и внесение необходимых изменений.
В результате
Описание приемов
Первые два этапа разработки
Последующие этапы реализуются в рамках физического создания проекта на базе выбранного инструментального средства.
Вместе с тем, процесс создания
Прототипная технология создания
| Приемы | Описание |
|---|---|
| 1. Наблюдение | Инженер наблюдает, не вмешиваясь, за тем, как эксперт решает реальную задачу |
| 2. Обсуждение задачи | Инженер на представительном множестве задач неформально обсуждает с экспертом данные, знания и процедуры решения |
| 3. Описание задачи | Эксперт описывает решение задач для типичных запросов |
| 4. Анализ решения | Эксперт комментирует получаемые результаты решения задачи, детализируя ход рассуждений |
| 5. Проверка системы | Эксперт предлагает инженеру перечень задач для решения (от простых до сложных), которые решаются разработанной системой |
| 6. Исследование системы | Эксперт исследует и критикует структуру базы знаний и работу механизма вывода |
| 7. Оценка системы | Инженер предлагает новым экспертам оценить решения разработанной системы |
Идентификация проблемной области. Этап идентификации проблемной области включает определение назначения и сферы применения
Начало работ по созданию
Сфера применения
Обычно сложность решаемых в экспертной системе проблем должна соответствовать трудоемкости работы эксперта в течение нескольких часов. Более сложные задачи имеет смысл разбивать на совокупности взаимосвязанных задач, которые подлежат разработке в рамках нескольких экспертных систем.
Ограничивающими факторами на разработку
После предварительного определения контуров разрабатываемой
Построение концептуальной модели. На
От качества построения
Хорошая
Результат построения
Первые две модели описывают статические аспекты функционирования проблемной области, а третья модель - динамику изменения ее состояний. Естественно, что для различных классов задач могут требоваться разные виды моделей, а, следовательно, и ориентированные на них методы
Формализация базы знаний. На этапе формализации базы знаний осуществляется выбор метода
Рассмотрим классификацию методов
Рассмотрим применение аппарата нечеткой логики на примере оценки надежности поставщика, в котором кроме фактора финансового состояния учитывается и фактор формы собственности (рис.12.13).
(рис 12.13) Применение нечеткой логики
Пусть государственное предприятие не имеет задолженности с уверенностью 60% и предполагается, что его рентабельность удовлетворительна с уверенностью 80%. Фрагмент множества правил имеет следующий вид.
Правило 1: если Задолженность = "нет" и Рентабельность = "удовлетворительна", то Финансовое состояние = "удовлетвори-тельно" cf 100.
Правило 2: если Финансовое состояние = "удовлетворительно", то Надежность = "есть" cf 90.
Правило 3: если Предприятие = "государственное", то Надежность = "есть" cf 50.
Результат выполнения первого правила:
$$cf (посылки) = min (60,80) = 60,\\ cf (Финансовое\ состояние = "удовлетворительно") = 60*100/100 = 60.$$Результат выполнения второго правила:
$$Cf (Надежность = "есть") = 60*90/100 = 54$$Результат выполнения третьего правила:
$$Cf (Надежность = "есть") = 54 + 50 - 54*50/100 = 67$$Для
Целям построения таких гибких механизмов вывода служит применение технологии "доски объявлений", через которую в результате осуществления событий источники знаний обмениваются сообщениями.
В целях динамического реагирования на события некоторые
В программном средстве GURU подобное правило будет записано следующим образом:
IF: KNOWN ("Поставщик") = true THEN: CONSULT FIN_AN
Для динамических экспертных систем характерна также обработка времени как самостоятельного атрибута аргументации логического вывода: если в течение дня уровень запаса понизился больше, чем на 50%, то выполнить набор правил "Выбор поставщика для поставки".
Общим недостатком всех
На этапе реализации
Особенности реализации shells), генераторы (интегрированные среды), языки
Оболочки имеют реализованные механизмы вывода, накопления, объяснения знаний,
Использование языков , язык функционального программирования LISP, язык объектно-ориентированного программирования , язык продукционных правил ОPS5 и другие, повышает гибкость разрабатываемой системы и одновременно увеличивает трудоемкость разработки.
Скелетные оболочки. Наиболее распространенными инструментальными средствами для создания экспертных систем являются генераторы или интегрированные среды разработки, например, G2 (фирма , дистрибьютор фирма ArgusSoft), (фирма , дистрибьютор фирма "Метатехнология"), GURU (фирма , дистрибьютор фирма "ЦПС", Тверь).
Указанные среды позволяют настраивать программные средства на особенности проблемных областей. При необходимости предоставляют возможность программировать на встроенных языках и осуществлять эффективный экспорт/импорт данных с другими инструментальными средствами.
Проблемно- и предметно-ориентированные системы. Преимущество предметно-ориентированных систем заключается в более простой адаптации к конкретной предметной области, а следовательно, и в сокращении затрат на разработку. Например, Cogensys Judgment Software (Cogensys Corp) стоит 200 тыс. долл.
Экспертные системы реального времени. Среди специализированных инструментальных средств интеллектуальных систем основной удельный вес занимают
Бесспорным лидером в разработке экспертных систем реального времени является фирма с инструментальным средством G2 (дистрибьютор в России - фирма ArgusSoft), имеющая внедрения в таких компаниях, как IBM, и др.
На базе G2, в свою очередь, созданы такие проблемно-ориентированные комплексы, как для решения задач диагностики, разработки, ReThink для моделирования бизнес-процессов (бизнес-NeurOnline для поддержки нейронной сети, для решения задач динамического планирования, FaultExpert для управления телекоммуникациями и др.
Например, G2 (фирма (фирма GURU (фирма
Отечественные экспертные системы. Среди отечественных разработок следует отметить экспертную оболочку ЭКО (ArgusSoft) и программный комплекс SIMER-MIRAGE (Исследовательский центр искусственного интеллекта ИПС РАН), который предоставляет инструментальные средства как автоматизации разработки, так и поддержки экспертных систем.
В
На выбор инструментальных средств
Инструментальные средства, в свою очередь, характеризуются определенными возможностями по реализации этих требований.
Сущность алгоритма выбора инструментальных средств сводится к наложению требований проблемной области на возможности инструментальных средств и определению наилучших по заданным ограничениям (таблица 12.2).
В таблице 12.3. оценки инструментальных средств для решения различных классов задач заданы в рангах.
| |
Программные инструментальные средства | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Название | ЭКО | GURU |
Nexpert Object |
LEVEL |
|
G2 |
| Интерпретация | 3 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 |
| Диагностика | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 |
| Прогнозирование | 2 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
| Проектирование | - | - | 3 | 5 | 1 | 5 |
| Планирование | 5 | 4 | 5 | 1 | ||
В качестве других критериев, по которым можно судить о возможности создания
Большинство авторов под
Результат внедрения
Выделим специфические особенности
Представим характеристику существующих систем поддержки принятия решений в виде таблицы 12.4.
| Наименование |
Официальный сайт системы | Характеристика |
|---|---|---|
| Экспертная |
http://82.179.249.12/ edss/ | Система ориентирована на автоматизацию процедуры анализа проблемных ситуаций и выбора эффективных решений. Относится к классу информационных систем, сочетающих преимущества экспертных систем и систем поддержки принятия решений |
Expert Choice |
http://www. expertchoice.com | Коммерческий программный продукт, разработанный на основе метода анализа иерархий для поддержки принятия решений различным организациям. Система имеет три варианта поставки: Comparion Core™, Expert Choice 11.5™ и Expert Choice |
Super Decisions |
http://www. superdecisions.com | Программный продукт, разработанный на основе метода аналитических сетей ( |
|
http://www. decisionlens.com | Коммерческий программный продукт для поддержки принятия решений организациями, обладающий следующими методологи-ческими особенностями: - теоретические основы системы - методы анализа иерархий и аналитических сетей; - наличие веб-интерфейса; - возможность групповой работы |
Imaginatik |
http://www. imaginatik.com | Коммерческая система, являющаяся веб-приложением для обработки мнений экспертов |
UTA PLUS |
http://www. lamsade. dauphine.fr/enlish/ software. html | Реализует метод UTA, который может быть использован для решения задач многокритериального анализа. Программа имеет на-глядный графический интерфейс |
|
http://www. lamsade. dauphine.fr/ enlish/ software. html | Система, основанная на многокритериальном методе из семейства |
|
http://www. lamsade. dauphine.fr/english/ software. html | Система, реализующая метод из семейства |
|
http://www. lamsade. dauphine.fr/enlish/ software. html | Система, реализующая метод из семейства |
|
http://www4.fe.uc.pt/ lmcdias/ iris.htm | Система реализует задачу сортировки альтернатив в многокритериальных задачах принятия решений. Допускает задание порого-вых ограничений пользователем для критериев (признаков). Способна оценивать точность вычислений. Выводит результат вычис-лений в виде отчета |
| Император 3.1 | http://www. neirosplav.com | Возможности программы позволяют решать задачи рейтингования, выбора альтернатив, распределения ресурсов, прогнозирова-ния, планирования, учета предпочтений, моделирования ситуаций. В основу системы поддержки принятия решения "Император" положен метод анализа иерархий |
| |
http://lab12.geosys.ru/pageslab/lab12_expert.htm | Система основана на методе анализа иерархий (МАИ) Т. Саати. Особенности системы: поддержка как числовых значений, так и субъективных вербальных предпочтений пользователя. Возможность анализа данных на предмет согласованности и достоверности, исправление несогласованности. Удобный графический интерфейс, инструменты для формализации проблемы, анализа результатов. Подробные печатные отчеты. Наличие библиотеки типовых иерархий для решения задач прогнозирования и управления в различных сферах деятельности. Наличие библиотеки решений типовых задач в области финансов, экономики, |
|
http://www. tomakechoice. com/paper/ Odessa2009p.pdf | |
| |
http://www.cirtas.ru/ product. php? id=10 | Система является простым и удобным средством, которое поможет структурировать проблему; построить набор альтернатив; выделить характеризующие их факторы; задать значимость этих факторов; оценить альтернативы по каждому из факторов; найти неточности и противоречия в суждениях лица, принимающего решение ( |
MPRIORITY |
http://www.tomake choice.com/ mpriority.html | Система базируется на методе анализа иерархий. Систему "MPRIORITY" от ее аналогов отличает диалоговый интерфейс, адаптированный под особенности МАИ и восприятие пользователя. Программа содержит диалоговые средства, позволяющие получать наиболее полную информацию о проведенных попарных сравнениях и устранять возможные несогласованности в матрицах попарных сравнений. Использование присутствующего в программной системе механизма шаблонов (шаблон - готовая иерархия для одной из задач принятия решений) позволяет пользователю адаптировать программную систему под область своей деятельности |
WinEXP+ |
http://www. teleform.ru/pages/ 0002/0006/0001/ 0002.html | В основе системы - метод анализа иерархий (МАИ). Функциональные возможности системы: создание сложных и разветвленных иерархий, вычисление приоритетов альтернативных решений. Достоинства системы: дружественный интерфейс, включающий интерактивную справку. Гибкие цветовые настройки системы. Возможность расширения системы. Универсальность системы в отношении ее применения в различных областях деятельности. Простота и доступность при обучении пользователей |
Сформулируем признаки, с помощью которых целесообразно описывать/классифицировать
Технические спецификации.
Особенности интерфейса.
AJAX и т.п.), так и архитектурные особенности (например, наличие каталога решаемых задач, доступность каких-либо сервисов с каждой страницы и т.п.).UTA позволяет только ручной ввод данных. Система SuperDecisions допускает не только ручной ввод данных, но и загрузку из внешних источников. Система ЭСППР предоставляет возможность не только ручного ввода данных, но и копирования данных из уже имеющихся вариантов решения задачи, созданных ранее в системе.Особенности представления результата решения задачи. Выходные данные в разных системах формируются с разной степенью детализации. Преимуществом обладают системы, формирующие
В отдельных системах реализован анализ чувствительности результатов, позволяющий проследить, как изменение весов критериев влияет на результат решения задачи.
Оценка альтернатив.
Способы задания предпочтений на множестве альтернатив. Существенным преимуществом обладают системы, предоставляющие возможность выбора различных шкал для задания оценок альтернатив. Например, в системе Expert Choice (модуль Comparion™ Suite) предусмотрены следующие варианты:
Pairwise - оценки задаются для каждой пары альтернатив; Rating scale - оценки задаются в порядковой шкале;Simple utility curve - оценки проставляются на заранее построенной кривой;Advanced utility curve - оценки проставляются на заранее построенной кривой с расширенными возможностями;Direct Data input - прямой ввод оценок; Step function - прямой ввод оценок в интервале от 0 до 1.SuperDecisions и Expert Choice.Возможность согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях. Учет условий внешней среды, возможные реализации которых в совокупности задают проблемные ситуации принятия решений, существенно повышает качество аналитического обоснования альтернатив. Единственной
Организация работы с экспертами.
Информационная система "Экспертная
Выделим особенности ЭСППР:
OLAP -сервера;ЭСППР включает в себя: модуль интерактивного общения с пользователем; модуль выбора метода принятия решения; модуль принятия решений; модуль оперативного анализа и генерации отчетности, модуль
Назначением модуля интерактивного общения с пользователем является обеспечение средствами
(рис 12.14) Архитектура Экспертной системы поддержки принятия решений
Данный модуль позволяет создавать собственные задачи; редактировать задачи; находить задачу по ключевым словам; вводить экспертные оценки, необходимые для решения задачи; посылать приглашение экспертам; присваивать статус эксперта; отбирать статус эксперта; генерировать отчет; назначать права доступа к задаче.
Назначением модуля выбора метода является обеспечение поиска конкретного метода, исходя из особенностей поставленной задачи, используя информационно-справочные функции, предоставляемые системой.
Данный модуль позволяет выявить информацию об элементах решаемой задачи посредством выбора пользователем одного из возможных ответов на вопросы, задаваемые системой. Исключает противоречия в следовании отдельных вопросов, когда каждый следующий вопрос рассматривается как отклик на предыдущие ответы пользователя. Осуществляет загрузку и передачу управления модулю, реализующему этап принятия решения.
Назначением модуля принятия решений является обеспечение нахождения эффективного варианта решения на основе выбранного метода; возможности многовариантного решения поставленной задачи с использованием различных экономико-математических методов; участия экспертов в оценке альтернатив.
Модуль оперативного анализа и генерации отчетности направлен на формирование отчетности по задачам и аналитической отчетности.
Аналитические отчеты на основе многомерной базы данных основываются на введении набора показателей по различным аналитическим направлениям: количество пользователей в системе; количество экспертов, количество задач; количество вариантов решения задач; количество просмотров задачи пользователями; время, затраченное на получения ответа по варианту решения.
Назначением модуля
ЭСППР допускает два варианта выбора метода принятия решения: путем ответа на задаваемые системой вопросы и в явном виде (по названию метода).
При выборе метода путем ответа на вопросы пользователю предлагается цепочка вопросов с несколькими вариантами ответов на каждый вопрос. Выбранный ответ приводит к тому, что из полного списка методов система постепенно удаляет те методы, которые не удовлетворяют выбранным ответам. В итоге остается единственный метод, с помощью которого будет решаться задача.
Выбор метода в явном виде применяется в том случае, когда пользователь знает, какой из методов должен использоваться для решения задачи.
(рис 12.15)
Страница выбора метода принятия решений в ЭСППР содержит несколько рабочих областей (рис. 12.15.).
Область вопросов. В этой области отображаются вопросы, ответы на которые приводят к выбору метода принятия решения. Каждый вопрос содержит информацию об одном из элементов задачи принятия решения.
Область подсказок к вопросам. Эта область позволяет получить более подробную информацию (развернутое пояснение) о содержании того или иного вопроса. Подсказка выводится на экран автоматически при появлении очередного вопроса.
Область вариантов ответов. В данной области располагаются допустимые варианты ответов на текущий вопрос. Варианты ответов отображаются в виде списка, из которого пользователь может выбрать только один элемент.
Область подсказок к вариантам ответов. Эта область позволяет получить более подробную информацию (развернутое пояснение) о содержании того или иного варианта ответа. Для вывода подсказки на экран следует отметить тот или иной вариант ответа путем активизации соответствующего переключателя.
Область истории ответов. В этой области отображается содержание тех ответов, которые были выбраны пользователем в ходе проведения опроса. Ответы располагаются в хронологической последовательности, т.е. в том порядке, в котором пользователь отвечал на вопросы. При каждом новом сеансе выбора метода принятия решения история ответов очищается.
Область допустимых методов принятия решения. В данной области отображается список допустимых методов, т.е. удовлетворяющих всем требованиям, которые были заданы ранее ответами пользователя на вопросы. При этом в начале опроса в списке присутствуют все методы, включенные в систему, а по мере продвижения вдоль цепочки вопросов и ответов их количество постепенно уменьшается, что в итоге позволяет сократить круг допустимых методов до единственного метода.
Область подсказок к методам принятия решения. Эта область позволяет получить более подробную информацию (развернутое пояснение) об условиях применения того или иного метода приятия решения. Для вывода подсказки на экран следует отметить соответствующий метод (в области допустимых методов) путем активизации соответствующего переключателя.
Выбор метода принятия решения является необходимым условием для перехода к описанию параметров решения задачи и далее - к вводу исходных данных задачи и запуску процедуры ее решения.
Приведем характерные особенности ЭСППР по выделенным выше признакам.
| 1. Технические спецификации | |
| 1.1. Наименование системы | ЭСППР |
| 1.2. Тип пользователя | Лицо, принимающее решения |
| IT-составляющая (перечень используемых информационных технологий) | Программное обеспечение ЭСППР разработано на языке программирования MS Visual C# в среде Microsoft Visual Studio 2005. База данных системы разработана и функционирует в РСУБД Microsoft SQL Server 2005. Аналитическая отчетность системы реализо-вана и функционирует в ProСlarity |
| 1.4. Совместимость с другими программными продуктами | В текущей версии системы совместимость не реализована |
| 2. Особенности интерфейса | Обеспечивает доступ конечных пользователей к системе с применением технологии "Тонкий клиент" (через интернет-браузер и веб-сервер) |
| 3. Методы принятия решений, используемые в |
Текущая версия системы содержит около 50-ти математических методов принятия решений |
| 4. Особенности ввода исходных данных | Входные данные задаются пользователем вручную либо копируются из существующих в системе вариантов решения задачи |
| 5. Особенности представления результата решения задачи | Выходные данные формируются в виде отчета, содержащего результаты решения задачи с использованием различных математических методов. В ЭСППР реализован модуль аналитической отчетности, характеризующий эффективность использования системы |
| 6. Наличие базы знаний | База знаний содержит набор правил выбора соответствующих моделей и методов принятия решений для обоснования альтернатив в зависимости от конкретной реализации элементов поставленной задачи |
| 7. Наличие базы данных | База данных содержит информацию, необходимую для проведения расчетов; описания задач и методов принятия решений; формирования отчетов; поддержки |
| 8. Оценка альтернатив | |
| 8.1. Способы задания множества альтернатив | Множество альтернатив может быть конечным или представлено в виде подмножества n-мерного пространства |
| 8.2. Способы задания предпочтений на множестве альтернатив | Могут быть заданы количественные оценки или порядковые оценки альтернатив по каждому критерию (признаку) |
| 8.3. Принципы согласования оценок альтернатив по различным признакам | Принципы большинства; Парето; последовательного рассмотрения критериев. Возможно решение задачи в два этапа: на первом этапе для согласования оценок альтернатив с позиций различных критериев (признаков) применяется принцип Парето, на втором этапе - принцип большинства |
| 8.4. Способы задания относительной значимости признаков (критериев) | Экспертно в 10- или 100-балльной шкале |
| 8.5. Проверка согласованности оценок альтернатив по отдельным признакам | отсутствует |
| 9. Возможность согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях | |
| 9.1. Принципы согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях в условиях неопределенности | Принципы Парето; пессимизма; оптимизма; Гурвица; антагонистического игрока; Сэвиджа; Лапласа |
| 9.2. Принципы согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях с учетом вероятности их появления | Принципы большинства; Байеса |
| 10. Организация работы с экспертами | |
| 10.1. Возможность привлечения экспертов | Работа с экспертами реализована во всех методах принятия групповых решений |
| 10.2. Учет коэффициентов компетентности экспертов | Коэффициенты компетентности экспертов вводятся в 10- или 100-балльной шкале |
| 10.3. Принципы согласования оценок экспертов | Принципы большинства и Парето. Возможно решение задачи в два этапа. На первом этапе для согласования оценок альтернатив с позиций различных экспертов применяется принцип Парето, на втором этапе - принцип большинства |
| 10.4. Оценка согласованности мнений экспертов | отсутствует |
Перечисленные выше классы аналитических приложений носят общий характер и в той или иной мере могут быть использованы организациями различной отраслевой принадлежности (хотя конкретные модели, конечно же, будут учитывать как особенности отрасли, так и индивидуальные особенности отдельных организаций). Тем не менее, нельзя забывать и о том, что отраслевая специфика может порождать специфические классы аналитических задач, свойственных тем или иным предметным областям. Информатизацию таких задач осуществляют специализированные аналитические приложения для конкретных предметных областей. Примерами таких решений могут служить системы инвестиционного анализа и системы анализа рынка ценных бумаг.
Системы инвестиционного анализа помогают произвести экономическую оценку инвестиционных проектов с учетом предполагаемых инвестиций и ожидаемых результатов на основе довольно широкого набора методов и моделей. Примерами таких систем могут служить отечественные разработки Project Expert и Prime Expert.
Системы анализа рынка ценных бумаг позволяют анализировать сведения, поступающие из различных источников информации о фондовом рынке, включая открытые базы данных и системы биржевой торговли. Примерами таких систем могут служить системы технического анализа Omega Research ProSuite и MetaStock. Кроме того, среди аналитических приложений этого класса присутствуют системы, реализующие другие методы, например, методы фундаментального анализа ценных бумаг, статистические или нейросетевые методы.
Можно отметить, что круг информационных систем, относящихся к аналитическим приложениям, весьма широк. Впрочем, это не удивительно, учитывая емкость понятия "экономический анализ", разнообразие аналитических задач и применяемых для их решения методов и моделей. Также отметим, что хотя большинство аналитических систем так или иначе основаны на обработке количественной информации, это не исключает возможности использования экспертных оценок, применяемых для поддержки принятия решений в случаях, когда по тем или иным причинам количественные оценки не представляются возможными.
В качестве примеров аналитических приложений, расположенных на вершине "аналитической пирамиды" рассмотрим:
BSC -системы);BI-приложения и другие аналитические приложения.-системы, системы корпоративного планирования и бюджетирования и системы Business ). В то же время имеется довольно большое количество систем, которые по своей сути также являются аналитическими, хотя и применяются не столь масштабно - для решения отдельных, иногда специфических задач.
90-е годы прошлого века ознаменовались интенсивным развитием аналитических систем, включая BI-системы и аналитические приложения. На определенном этапе была признана необходимость их интеграции - и методологической (функциональной), и технологической. Так появилось новое направление, получившее название Business , что на русский язык обычно переводится как "управление эффективностью бизнеса" (хотя такой перевод представляется не вполне корректным). В общих чертах, - это целостный, процессно-ориентированный подход к принятию управленческих решений, направленный на улучшение способности компании оценивать свое состояние и управлять эффективностью своей деятельности на всех уровнях, путем объединения собственников, менеджеров, персонала и внешних контрагентов в рамках общей интегрированной среды управления [50].
Приведем определение, разработанное группой по стандартизации .
Business Performance Management (BPM) - это методология, направленная на оптимизацию реализации стратегии и состоящая из набора интегрированных циклических аналитических процессов, которые поддерживаются соответствующими технологиями и имеют отношение как к финансовой, так и к операционной информации. позволяет предприятию определять, измерять и управлять эффективностью своей деятельности, направленной на достижение стратегических целей. Ключевые финансовые и операционные процессы включают планирование, консолидацию и отчетность, анализ ключевых показателей эффективности и их распространение в рамках организации [51].
Заметим, что, как и в случае с термином , понятие "-система" может употребляться в двух значениях: как концепция управления (определенный подход к принятию управленческих решений и их практической реализации) и как информационная система (комплекс программных и технических средств, поддерживающих идеологию
К сожалению, сложилось так, что разные организации (включая аналитиков рынка и разработчиков программного обеспечения) стали использовать разные термины для обозначения одного и того же понятия. Сегодня в литературе можно встретить, как минимум, четыре различные аббревиатуры:
Также нельзя не отметить досадное совпадение: аббревиатура имеет и другую расшифровку - Business - одним из мировых лидеров в области управления бизнес-процессами и разработки соответствующего программного обеспечения.
Так или иначе, несмотря на некоторые терминологические проблемы, понятие уже завоевало себе право на жизнь и признано как специалистами в области управления, так и ведущими компаниями - аналитиками рынка информационных технологий. По сути дела, концепция
В соответствии с документом, разработанным Группой по стандартизации , в качестве основных процессов, охватываемых -системами, можно выделить следующие [51].
strategize);plan);monitor and analyze );take corrective actions).В части формализации стратегии -системы позволяют менеджерам разрабатывать стратегии и доводить их до подразделений компании, выявлять возможности создания стоимости и формировать системы метрик, позволяющих оценивать эффективность бизнеса и ее динамику.
В части планирования -системы позволяют менеджерам всех подразделений компании устанавливать свои локальные цели, разрабатывать и моделировать сценарии планирования, разрабатывать программы и бюджеты, поддерживающие бизнес-стратегию, а также формировать целевые значения определенных показателей для различных временных периодов.
В части мониторинга и анализа -системы позволяют оценивать индивидуальную и групповую эффективность с применением соответствующих ключевых показателей на всех организационных уровнях, а также предоставляют пользователям дополнительную информацию, помогающую им предпринимать те или иные действия.
В части корректирующих воздействий -системы помогают менеджерам своевременно реагировать на возникающие ситуации и отклонения.
Приведенная классификация построена в соответствии с циклом стратегического управления: первые две . Однако, с другой стороны, она вряд ли подходит для классификации информационных систем, обеспечивающих перечисленные функции. Дело в том, что конкретные программные продукты, как правило, реализуют не одну, а сразу несколько ключевых функций, относящихся к разным функциональным областям и используемых на разных стадиях цикла стратегического управления.
Например, информационные системы, поддерживающие разработанную Р. Капланом и Д. Нортоном методологию Balanced Scorecard [52], часто называемые -системы включают в себя все компоненты раздела "формализация стратегии". В то же время совокупность индикаторов дает менеджерам возможность оценить, насколько успешно компания продвигается в заданном направлении и насколько его текущая деятельность соответствует утвержденной стратегии. Эти функции соответствуют разделу "мониторинг и анализ". Наконец,
Аналогичные рассуждения применимы и к системам корпоративного планирования и бюджетирования. Прежде всего, такие приложения содержат всю необходимую для планирования функциональность, включая ведение аналитических направлений и
В то же время существуют приложения, возможности которых относятся всего лишь к одной из функциональных компонент, приведенных в классификации. Примером могут служить системы
Таким образом, концепция управления эффективностью бизнеса может применяться для предприятий и организаций самых разных отраслей, включая организации социальной сферы. Эта концепция имеет непосредственное отношение к стратегическому менеджменту, поскольку она предусматривает целый ряд важных управленческих функций, включая формализацию стратегии и определение ключевых показателей, планирование, мониторинг и анализ, а также обеспечение необходимой обратной связи и корректирующие воздействия. С другой стороны, концепция тесно связана с задачами корпоративного управления, позволяя обеспечить информационную прозрачность организации для заинтересованных лиц, в частности, путем формирования и представления корпоративной отчетности.
Развитие теории управления привело к появлению методологии сбалансированных систем показателей (Balanced Scorecard, ), которую ее создатели, Р. Каплан и Д. Нортон, определяют как инструмент, позволяющий трансформировать миссию и стратегию организации в исчерпывающий набор показателей эффективности, которые служат основой для системы стратегического управления и контроля [52]. Именно эта теория на сегодняшний день получила всеобщее признание и, несмотря на наличие целого ряда аналогичных методик, все чаще воспринимается как "стандарт де-факто".
Возникновение Balanced Scorecard относится к началу 90-х годов, когда был разработан новый подход к оценке результативности деятельности компании, позволяющий преодолеть ограниченность традиционных методов. Важным новшеством стало то, что набор измеряемых показателей, по которым оценивалось предприятие, был расширен, и в него, помимо привычных финансовых показателей, были включены нефинансовые параметры - сведения о клиентах, внутренних процессах, обучении и развитии. Кроме того, вместо ретроспективных показателей в процессе анализа стали учитываться и "опережающие индикаторы", позволяющие оценивать состояние компании с учетом перспектив в будущем.
Дальнейшее развитие методологии Balanced Scorecard характеризуется переходом от простой оценки показателей эффективности к управлению стратегическим развитием компании. Для этого Капланом и Нортоном была разработана карта стратегии (), которая дает визуализированное представление стратегии в виде стратегических целей, показателей и причинно-следственных связей.
В карте стратегии Каплана и Нортона выделяются четыре аспекта (перспективы):
Связующим звеном между четырьмя перечисленными перспективами служат причинно-следственные связи (cause and effect linkages). Известно, что любая организация представляет собой сложный организм, и изменение в какой-то одной области практически неизбежно влечет за собой изменения в нескольких других областях.
Перечисленные перспективы включают в себя цели (objectives), связанные между собой причинно-следственными связями. Цели - это ориентиры, характеризующие желаемое состояние организации в будущем. Можно сказать, что именно цели определяют то, как стратегия будет трансформирована на операционный уровень. При этом различные цели и группы целей закрепляются за конкретными уровнями менеджмента, определяющими их достижение. Отметим, что для целей организации, так же как и для перспектив, характерно наличие причинно-следственных связей: действия, направленные на достижение одной цели, способствуют (а иногда и препятствуют) достижению других целей.
Наконец, необходимым элементом Balanced Scorecard являются стратегические инициативы (strategic initiatives), представляющие собой конкретные действия и/или программы действий по реализации стратегии и достижению стратегических целей. По сути дела, стратегические инициативы - это перечень усилий, которые следует предпринять для достижения стратегического результата. Иначе говоря, стратегические инициативы представляют собой не что иное, как тактические мероприятия, позволяющие реализовать стратегию.
В результате детализации и описания зависимостей определяются целевые показатели, характеризующие успехи (или неудачи) в тех или иных стратегических областях. Как правило, количество таких параметров не должно превышать двух-трех десятков, что дает возможность контролировать их взаимосвязь. При этом часто приходится констатировать конфликт целевых показателей: например, задача снижения затрат вступает в противоречие с задачей поддержания необходимого квалификационного уровня сотрудников, поскольку программы повышения квалификации не бесплатны. В таких случаях от руководителей компании требуется найти некоторую "золотую середину", не противоречащую стратегическим целям компании. В результате такого анализа и формируется Balanced Scorecard - сбалансированная система показателей.
Таким образом, при помощи набора "стратегические перспективы - цели - измерители - целевые показатели - стратегические инициативы" система Balanced Scorecard позволяет выстроить сквозную связь между стратегией и тактикой организации, в результате чего задача трансформации стратегии в реальные действия оказывается решена. Кроме того, такая система позволяет не только формализовать стратегию, но и контролировать успешность ее реализации за счет измерителей и значений целевых показателей.
Balanced Scorecard по праву можно назвать наиболее популярной среди методик стратегического управления. Но это не означает отсутствия других методов и подходов, многие из которых также получили достаточно широкое распространение и признание. Примерами таких разработок могут служить методика управления стоимостью компании (Value Based Management, VBM), а также методика tableau de bord, разработанная и получившая распространение во Франции.
На определенном этапе развитие методологии стало сопровождаться появлением информационных систем, поддерживающих функции информационной поддержки процессов управления на основе сбалансированных систем показателей. Такие системы, представляющие собой инструментальные средства для реализации методологии Balanced Scorecard, получили называние -систем (что, впрочем, не исключает возможности их применения для реализации других подходов, связанных с формированием систем ключевых показателей).
В конце 90-х годов при участии Р. Каплана и Д. Нортона были разработаны стандарты функциональности -систем, которые содержали минимальные требования, необходимые для формирования сбалансированных систем показателей [54]. Документация по функциональным стандартам -систем включает четыре раздела:
С точки зрения построения -система должна обеспечивать взгляд на стратегию с точки зрения четырех перспектив (финансы, клиенты, внутренние процессы, обучение и рост), позволять устанавливать стратегические цели для каждой перспективы, связывать цели с показателями эффективности, описывать причинно-следственные связи, устанавливать целевые значения показателей, поддерживать реестр стратегических инициатив.
С точки зрения коммуникаций система должна содержать функции, позволяющие пользователям взаимодействовать друг с другом. В частности, система должна обладать возможностями описания и документирования целей, показателей, целевых значений и стратегических инициатив.
С точки зрения практической реализации система должна позволять описывать взаимосвязь между стратегическими инициативами, используемыми для реализации стратегии, и соответствующими стратегическими целями.
С точки зрения обратной связи функциональность системы должна обеспечивать минимально возможный промежуток времени между получением информации и принятием решения. Например, графические индикаторы должны давать четкое представление о расхождениях между целевыми и фактическими результатами и помогать выявлять области бизнеса, требующие особого внимания. Но при этом система не должна требовать "механического" реагирования на те или иные сигналы: необходима свобода суждений менеджера, в том числе на основе деловой интуиции и субъективных оценок.
Таким образом, стандарты функциональности -систем предусматривают как методологические функции, так и вопросы организации процессов стратегического управления.
Система планов любой организации носит иерархический характер, при этом различные планы отличаются друг от друга по горизонту планирования и степени детализации. Некоторые виды планов формируются и поддерживаются трансакционными системами (например, или автоматизированными и трансакционные системы ( и другие) - "смыкаются" на уровне одного из планов (для производства это - основной производственный план), который формируется в -систему в качестве исходной информации, на основе которой затем строятся планы более низкого уровня.
Таким образом, следует отметить существенное отличие систем планирования корпоративного уровня (в -системах) от модулей планирования -систем. Это отличие заключается в том, что планирование корпоративного уровня охватывает всю компанию (или даже группу компаний), ведется в агрегированных показателях, в рамках достаточно дли-тельных плановых периодов (например, год с разбивкой по кварталам или месяцам). Что касается -систем, то они обеспечивают текущее (краткосрочное) планирование, с применением более детальных показателей, в рамках отдельных подразделений и производственных участков. Таким образом, обе категории систем планирования в совокупности охватывают полный
Построение финансового плана (бюджета) происходит по определенным правилам. Отправной точкой при этом служат разного рода прогнозы - прогноз продаж и прогноз наличия (доступности) необходимых ресурсов. После этого определяется принципиальный бюджетный фактор (часто называемый лимитирующим фактором) - то, что ограничивает деятельность предприятия и принятие соответствующих управленческих решений. Такое ограничение может быть как внешним по отношению к предприятию (емкость рынка или платежеспособный спрос), так и внутренним (ограничения по производственным мощностям и доступности других ресурсов). Для ограничений, которые желательно устранить, определяется принципиальная возможность такого устранения, а также то, с какими затратами это будет связано. Наконец, происходит построение системы планов (бюджетов), в результате чего структура корпоративного бюджета наполняется реальной информацией.
Как правило, структурирование корпоративного бюджета предусматривает наличие двух групп планов - функциональных бюджетов и основного бюджета (иногда его называют мастер-бюджетом). Типовая структура бюджета схематично может быть представлена так, как показано на рис.12.1. Приведенную структуру можно считать наиболее типичной и универсальной для предприятия промышленного производства, хотя даже организации одной отрасли, как правило, модифицируют эту схему с учетом собственной специфики.
(рис 12.1) Типовая структура бюджета предприятия
Основной бюджет консолидирует информацию, представленную в перечисленных функциональных бюджетах, и, как правило, включает три основные составляющие:
Кроме того, основной бюджет часто дополняется таким элементом, как бюджет капитальных вложений (инвестиционный бюджет). По сути, этот бюджет представляет собой "выжимку" из вышеперечисленных частей основного бюджета в части капитальных затрат и проектов. Например, основные средства, приобретение которых относится к
Еще раз подчеркнем, что приведенная схема - это лишь один (хотя и наиболее типичный) из вариантов структурирования корпоративного бюджета. Поэтому в реальной работе она должна восприниматься как основа для построения индивидуальной структуры, ориентированной на задачи конкретного предприятия и учитывающей его особенности.
Функции формирования и анализа бюджетов (как функциональных, так и основных), реализуются при помощи специализированных информационных систем планирования и бюджетирования. Рассмотрим основные функции таких систем [50], [55], [53].
Для хранения управленческой информации системы планирования и бюджетирования, как правило, используют многомерные базы данных, что дает возможность воспользоваться преимуществами -технологий.
По сути дела, управленческая информация хранится в многомерном кубе, грани которого (аналитические направления) имеют конкретную экономическую интерпретацию:
Для систематизации и структурирования показателей планирования предусмотрен
Непосредственно в структуре счетов можно описывать арифметические зависимости между показателями, при этом более сложные взаимосвязи между счетами могут описываться при помощи специальных расчетных процедур - бизнес-правил.
Календарь позволяет описать горизонт планирования и его разбивку на отдельные интервалы времени. При этом обеспечивается иерархическое представление временных интервалов. Например, данные первого полугодия могут быть детализированы по месяцам, данные второго полугодия - по кварталам, а перспективные показатели, выходящие за пределы текущего года, могут относиться к соответствующему году без какой-либо детализации.
Планирование, прогнозирование и анализ финансовой информации могут производиться как в одной, так и в нескольких валютах. Для каждого из центров
Бюджетная модель может потребовать применения более сложных расчетов, чем арифметические действия, определяемые иерархией аналитических направлений. Для этого в системе предусмотрены специальные средства описания расчетных процедур (бизнес-правил). С их помощью можно производить сложные многошаговые вычисления, применять распределения и формулы экономических расчетов, а также использовать глобальные параметры - предпосылки и допущения, являющиеся общими для нескольких счетов.
В процессе планирования взаимоотношения между сотрудниками должны выстраиваться определенным образом, в соответствии с финансовой структурой предприятия, т.е. совокупностью и иерархией центров
Системы корпоративного планирования и бюджетирования рассчитаны на одновременную работу большого количества пользователей в условиях централизованного
В любой достаточно крупной организации планирование носит многовариантный характер. Для этого система должна позволять описывать различные вариации планов и бюджетов; при этом подразумевается, что любой из версий может соответствовать собственная процедура согласования.
Сценарии могут охватывать различные временные интервалы. При описании сценария указывается категория данных (например, "плановые", "фактические" или "прогнозируемые"), а также соответствующие данному сценарию период времени и таблица курсов валют. Когда планировщики вводят данные, соотнесенные определенному сценарию, им доступны только годы и периоды в пределах установленного для данного сценария диапазона (данные других периодов доступны только для чтения).
Когда бюджетная модель является мультивалютной, за сценарием должна быть закреплена таблица обменных курсов. Если за разными сценариями закрепить разные таблицы курсов валют, это даст возможность моделировать последствия различных допущений относительно валютных котировок.
Версии бюджета придают процессу планирования дополнительную гибкость и могут иметь различную интерпретацию по отношению к определенному плану, например: предварительный или окончательный вариант плана, оптимистическая, пессимистическая или наиболее вероятная оценка показателей, внутренние или внешние данные.
Важным свойством современных автоматизированных систем планирования и бюджетирования является поддержка функций управления бюджетным процессом, позволяющих организовать формирование бюджетов, их согласование, утверждение, а также последующий контроль исполнения [55].
Как показывает практика, рассмотренная функциональность автоматизированной системы корпоративного планирования и бюджетирования является достаточной для организации бюджетного процесса даже в очень крупных организациях.
Консолидированная финансовая отчетность занимает важное место в системе корпоративной отчетности любой крупной группы компаний [56]. Основная идея финансовой
Понятие группы компаний - основное в теории
Чтобы консолидированная отчетность разных групп компаний обладала свойством сопоставимости (что необходимо для анализа), она нуждается в стандартизации. Поэтому в системе Международных стандартов финансовой отчетности (МСФО) правилам формирования консолидированной отчетности уделяется особое внимание [57].
Важно отметить, что правила
В соответствии с МСФО, выделяются три метода
Полная консолидация (entity method) исходит из того, что группа представляет собой единое экономическое образование. Метод используется по отношению к дочерним предприятиям, при этом
Пропорциональная консолидация () отличается от полной тем, что
Метод долевого участия (equity method) предполагает, что доля инвестора в
Формирование консолидированной отчетности - процесс сложный, как с методологической, так и с технической точек зрения. Теоретически, консолидированная отчетность может быть сформирована вручную, но этот способ вряд ли подходит для сложных организационных структур. Поэтому решение задач
Специализированные системы формирования консолидированной финансовой отчетности обеспечивают сбор, обработку и представление в едином формате финансовой информации всех дочерних и зависимых компаний в сложной структуре группы компаний, позволяя применять необходимую методологию и учитывать требования международных или национальных стандартов. При этом можно организовать сбор финансовой отчетности предприятий группы, выполнить корректирующие проводки, обеспечить непосредственную консолидацию и сформировать необходимые отчеты. Такие функции, как элиминирование внутригрупповых операций, расчет перекрестных владений и доли меньшинства, а также обработка мультивалютной отчетности, выполняются автоматически. Кроме того, современные системы
Для решения методологических задач в системах
Рассмотрим подробнее основные функции специализированных систем формирования и анализа консолидированной финансовой отчетности [50] , [56] , [56].
Структурной основой систем
Четкое структурирование данных позволяет пользователям финансовой информации просматривать данные в наиболее удобном ракурсе. При этом можно выбрать аналитические направления и их элементы, которые будут представлены соответственно в строках и столбцах отображаемых таблиц.
Использование систем
Последние два способа являются весьма примечательными, поскольку автоматический перенос данных дает возможность получать информацию практически из любой учетной системы. При этом система
Система позволяет консолидировать и анализировать отчетность, составленную в разных валютах. Для каждой из валют, введенных в систему, помимо кода и описания, указывается масштаб, влияющий на расчет обменных курсов.
Для автоматизации вычислений, связанных с формированием отчетности, планированием и прогнозированием, применяются бизнес-правила. Они могут быть использованы для таких задач, как расчет данных, которые не могут быть получены путем иерархического агрегирования (коэффициенты, отклонения), сложные расчеты с трансляцией валют, определение курсовых разниц и т.д. С помощью бизнес-правил могут быть настроены автоматические процессы расчета гудвила, доли меньшинства, внутригрупповой прибыли и др.
Для осуществления ручных корректировок в системах
Функции управления процессом
В процессе согласования каждый блок проходит ряд состояний, первое из которых - "не начато". Затем следует уровень "первое чтение" и далее - до десяти уровней "в рассмотрении", на каждом из которых могут вноситься необходимые корректировки. После всех необходимых преобразований блок получает статус "готов к утверждению", после утверждения уполномоченным сотрудником переходит в состояние "утверждено", а после открытия публичного доступа к утвержденному блоку - к статусу "опубликовано".
В системах поддерживается автоматический расчет консолидированной отчетности. Процедуры
В информационных системах
Системы бизнес-интеллекта в своем "чистом" виде не являются предметно-ориентированными. В то же время они играют роль платформы, на основе которой могут быть разработаны
Обычной практикой является использование BI-систем для проектирования и реализации прикладного решения той или иной задачи конкретного заказчика. Тем не менее, в настоящее время разработчики BI-решений предлагают готовые преднастроенные приложения, несущие в себе вполне конкретную методологическую составляющую. Эти системы содержат стандартные наборы анализируемых показателей, управленческих отчетов, панелей индикаторов. Как правило, такие приложения строятся на основе накопленного опыта и примеров "лучшей практики" и уже хотя бы по этой причине заслуживают внимания. Кроме того, внедрение готового BI-приложения требует существенно меньших затрат труда и времени.
Аналитические приложения этого класса весьма разнообразны, что объясняется разнообразием объектов моделирования и решаемых задач. В качестве примеров рассмотрим два программных продукта из линейки решений Oracle Hyperion
Система Oracle Hyperion Profitability and Cost Management позволяет решать ряд задач, так или иначе связанных с анализом и управлением затратами и доходами организации. К числу таких задач, в частности, относятся определение прибыльности того или иного сегмента бизнеса или принятие решений в области ценообразования.
Функциональность системы позволяет организовать распределение затрат и доходов с их последующим отнесением на соответствующие объекты. Модель распределения может строиться как для организации в целом, так и для ее части. Для многомерного представления информации в системе предусмотрен ряд аналитических направлений. К их числу относятся бизнес-направления, отражающие объекты отнесения затрат и доходов (продукты, регионы, центры ответственности, категории клиентов), направления для описания финансовых показателей, носителей затрат, баз и ставок распределения, а также направления для периодов времени и расчетных сценариев.
Другая система моделирования - Oracle Hyperion Strategic Finance - представляет собой решение для разработки финансовых моделей стратегического уровня, позволяющих оценить финансовые последствия выбора тех или иных стратегических альтернатив, включая последствия слияний и приобретений и различные варианты финансирования бизнеса.
С помощью встроенных функций моделирования и прогнозирования система позволяет формировать и анализировать различные сценарии развития внешней и внутренней среды компании, производить тестирование возможных стратегий, строить гипотетические планы стратегического развития и оценивать влияние стратегических альтернатив и соответствующих планов на общую эффективность бизнеса. В результате появляются предпосылки для снижения рисков, возникающих из-за недостаточной определенности перспективного состояния бизнес-среды и погрешностей прогнозирования.
Имитационная модель () - модель реального явления или процесса, построенная с помощью компьютерных технологий и позволяющая производить многократные имитационные эксперименты с цель получения новых знаний об исследуемом объекте. Компьютерное моделирование имеет дело с абстрактными (знаковыми, математическими) моделями. Имитация есть подражание чему-либо. следовательно, имитационным нужно называть моделирование, сохраняющее внешнее сходство с исходным процессом.
В
ИМ может быть разработана или с помощью программной реализации аналитической модели поведения объекта (
Статистическим считается вид моделирования, при котором воспроизводятся аналоги массовых явлений с последующей обработкой результатов наблюдений методами математической статистики.
Имитационный процесс - проведение расчетного эксперимента с помощью
Сценарий имитационного эксперимента - это совокупность входных (исходных) параметров модели, заданных условий проведения имитационного исследования. Получая выходные данные на каждом сценарии, исследователь имеет возможность сравнить их с данными других сценариев и принять решение о необходимости внесения коррекции в те или иные условия проведения имитационного эксперимента - иначе говоря, сформировать условия нового сценария.
Дискретные имитационные модели представляют реальный мир и моделируемые в нем процессы как дискретные, т.е. проявляющие свои функции и свойства в определенные моменты времени. Можно предполагать, что это происходит через равные интервалы времени, но в некоторых моделях могут существовать и асинхронные объекты, которые проявляют себя в случайные моменты времени. Асинхронные
Непрерывные модели предполагают развитие имитационной ситуации в модели как в непрерывной (аналоговой) среде.
Практически одну и ту же систему можно представить в виде либо дискретно изменяющейся модели, либо непрерывно изменяющейся. Как правило, в имитационном моделировании время является основной независимой переменной. Другие переменные, включенные в имитационную модель, являются функциями времени, т.е. зависимыми переменными. Определение "дискретная" и "непрерывная" относятся к поведению зависимых переменных. При "дискретной" имитации зависимые переменные изменяются дискретно в определенные моменты времени, называемые моментами свершения событий.
Переменная времени в
При "непрерывной" имитации зависимые переменные модели изменяются непрерывно в течение имитационного времени. Непрерывный процесс может имитироваться либо непрерывной моделью, либо дискретной в зависимости от того, будут ли значения независимых переменных доступны в любой точке или только в определенные моменты времени.
В "комбинированной" имитации зависимые переменные модели могут изменяться дискретно, непрерывно или непрерывно с наложенными дискретными скачками. Наиболее важный аспект комбинированной имитации заключается в возможности взаимодействия между дискретно и непрерывно изменяющимися переменными. Компонентами таких моделей могут быть не только материальные потоки, но и люди, оборудование, заказы, состояния системы (которые представляются с помощью непрерывно изменяющихся зависимых переменных).
Статические модели имеют стабильную, не изменяющуюся во времени ("жесткую") модель функций и блоков исследуемого реального объекта. Обычно такие модели строятся на базе аналитической разработки, которая реализуется в виде программы. Такие модели близки по своим свойствам к расчетным моделям, а режим имитации здесь используется только для "прогона" расчетов в заданных интервалах входных параметров. Как правило, модели данного класса применяют для подтверждения гипотетических догадок о предполагаемых и аналитически выраженных свойствах исследуемого явления или объекта.
Динамические модели, как правило, имею более сложную схему реализации и проведения имитационного эксперимента. Модели данного класса предполагают, что "ядро" схемы моделирования, определяющее основные связи и свойства объект, меняется в процессе имитационного эксперимента и модифицируется в зависимости от промежуточных данных.
Здесь возможны два варианта развития: динамика изменения схемы имитационного эксперимента известна и динамика изменения модели является целью имитационного исследования.
Очевидно, что последний вариант
Имитационное моделирование является универсальным и особенно успешно может применяться в вероятностных процессах и в исследовании переходных режимов экономических явлений. Лица, ответственные за принятие решений в области создания экономических систем, могут оценить их эффективность одним из трех следующих способов.
Во-первых, есть возможность (по крайней мере, теоретическая) проводить управляемые эксперименты с экономической системой фирмы, отрасли или страны. Однако принятие неоптимальных решений может причинить ущерб экономической системе. При этом чем больше масштаб системы, тем ощутимее убытки. Даже в случае нахождения оптимальных решений, касающихся, например, управления деятельностью фирмы, при проведении реальных экспериментов трудно сохранить постоянство факторов и условий, влияющих на результат, а, следовательно, сложно обеспечить надежную оценку различных экономических решений.
Во-вторых, если есть данные о развитии экономической системы за некоторый период времени в прошлом, то можно провести мысленный эксперимент на этих данных. Однако для этого нужно знать точно, какие изменения каких входных переменных привели к наблюдаемому изменению выходных переменных, характеризующих эффективность экономической системы. Иногда причинами изменений могут оказаться случайные возмущения, или так называемый "шум". Поэтому нельзя слишком доверять оценкам.
В-третьих, можно построить
К недостаткам систем
Существующие
К первой группе можно отнести модели, которые достаточно точно отражают какую-либо одну сторону определенного экономического процесса, происходящего в системе сравнительно малого масштаба. С точки зрения математики они представляют собой весьма простые соотношения между двумя-пятью переменными. Обычно это алгебраические уравнения не выше 2-й или 3-й степени, в крайнем случае, система алгебраических уравнений.
Ко второй группе можно отнести модели, которые описывают реальные процессы, протекающие в экономических системах малого и среднего масштаба, подверженные воздействию случайных и неопределенных факторов. Разработка таких моделей требует принятия допущений, позволяющих разрешить неопределенности. Например, требуется задать распределения случайных величин, относящихся к входным переменным. Эта искусственная операция в известной степени порождает сомнение в достоверности результатов моделирования.
Среди моделей данной группы наибольшее распространение получили модели систем массового обслуживания. Существуют две разновидности этих моделей: аналитические и алгоритмические. Аналитические модели не учитывают действие случайных факторов и поэтому могут использоваться только как модели первого приближения. С помощью
К третьей группе относятся модели больших и очень больших (макроэкономических) систем: крупных торговых и промышленных предприятий и объединений, отраслей народного хозяйства и экономики страны в целом. Создание математической модели экономической системы такого масштаба представляет собой сложную научную проблему, решение которой под силу лишь крупному научно-исследовательскому учреждению.
Перечисленные выше признаки соответствуют разным
MatLab'a Simulink никакого отношения к двум последним видам моделирования не имеет [60];GPSS и других языках является одновременно имитационным и статистическим.За рубежом появилось огромное количество современных систем eMPlant (машиностроение), DELMIA (судостроение), NETRAC (телекоммуникации и связь). Но среди них имеются и пакеты общего применения, прежде всего - специализированные языки , и программы, использующие ту же транзакт-парадигму, что и [61].
Решение задач с преобладанием логистических аспектов может быть получено с помощью таких симуляторов, как AutoMod, AnyLogic, Proсess Model, , , ReThink [62].
Несколько особняком стоит система BPsim [63] - она опирается на аппарат динамических экспертных систем. В ней определены следующие классы объектов: операции, ресурсы, средства, процессы, источники и приемники ресурсов, перекрестки, параметры. Отдельно выделены информационные типы ресурсов: сообщения и заявки на выполнение операций. Параметры процесса задаются функцией от характеристик объектов и классифицируются на производные (
Имитационное моделирование все шире внедряется в практику исследования производственных (в самом широком смысле слова) процессов, стратегического и оперативного управления ими. В настоящее время встал вопрос о сплошном применении цифровых моделей (Digital ) [64] в процессе проектирования и эксплуатации производственных систем. Люди, участвующие в такой деятельности, получают возможность наблюдать VR). Наличие
e-. Убежденными сторонниками ее выступают, в частности, ведущие автомобильные компании Daimler-Chrysler, Mercedes-Benz, BMW, Audi, Toyota. Этот подход применяется и на сборке аэробусов А-380 в Гамбурге [64].
Областями целесообразного применения компьютерных
Расчет комплекса моделей на каждой точке прогнозного периода производится последовательно, от
Такой комплекс моделей дает возможность получать адекватное представление о будущем сбалансированном состоянии экономики государства.
На уровне региональных органов власти целесообразно использование комплексной
В управлении финансово-хозяйственной деятельностью крупного предприятия возможно использование комплекса
Комплекс
Технологическая схема разработки
Этап 1: разработка математического (или аналитического) описания моделируемого объекта и формулировка основных положений и требований к программной реализации
Перед проведением расчетов на ПК должен быть составлен план проведения эксперимента с указанием комбинаций переменных и параметров, для которых должно проводиться моделирование системы. Задача заключается в разработке
Результаты моделирования могут быть представлены в виде таблиц, графиков, диаграмм, схем и т.п.
Интерпретация результатов моделирования имеет целью переход от информации, полученной в результате машинного эксперимента с моделью, к выводам, касающимся процесса функционирования объекта-оригинала.
На основании анализа результатов моделирования принимается решение о том, при каких условиях система будет функционировать с наибольшей эффективностью.
Этап 2: выбор средств описания реального объекта, методов проектирования, среды программирования.
Этап 3: разработка и создание программной реализации имитационного расчета для одного шага имитации. Определение функций изменения
Этап 4: определение среды и условия проведения имитационного эксперимента. Разрабатывается программа управления имитационным процессом и выдачи промежуточных и окончательных результатов эксперимента по заданному сценарию.
Этап 5: анализ вариантов сценариев, принятие решения о путях совершенствования модели, имитационного процесса и выбор новых (или уточнение старых) путей исследования.
Как вытекает из вышесказанного, имитационный эксперимент представляет собой многократный циклический процесс, в котором исследователь при помощи
Очевидно, что для эффективной работы пользователя со сложной имитационной средой требуется организация рационального диалога между человеком и компьютером, с целью снижения загрузки на человека рутинными операциями и обеспечения комфортных условий для проведения анализа результатов и принятия решения.
Для этого создается диалоговая надстройка, которая берет на себя функции обучения, навигации и помощи пользователю на всех стадиях имитационного процесса. Концептуально диалоговая имитационная модель содержит следующие компоненты:
Одним из наиболее эффективных инструментов Arena фирмы .
Arena позволяет строить
Имитационная модель Arena включает следующие основные элементы: источники и Create и Dispose), процессы (Process) и очереди (Queue).
Источники - элементы, от которых в модель поступает информация или объекты. Скорость поступления данных или объектов от источника обычно задается
Сток представляет собой устройство для приема информации или объектов.
Перед стоками могут накапливаться объекты, которые организуются двумя способами: очередь и стек.
Очередь - это место хранения данных, где они ожидают обработки. Время обработки объектов (производительность) в разных процессах может быть разным. В результате перед некоторыми процессами могут накапливаться объекты, ожидающие своей очереди. Часто целью FIFO: first-in - first-out).
Стек - пришедшие последними к стоку объекты первыми отправляются на дальнейшую обработку (). Альтернативой стеку может быть последовательная обработка в очереди.
Могут быть заданы и более сложные алгоритмы обработки очереди.
Процессы - это аналог работ в
Другим средством построения компьютерных MATLAB в сочетании с пакетом Simulink компании MathWorks [65].
Возможности пакета Simulink:
PCTagert (универсальных PCI-контроллеров);На рынке отечественных разработчиков существует универсальный пакет AnyLogic 4.1 российской компании XJ Technologies [66]. В AnyLogic представление модели является визуальным и иерархическим. Простой графический UML-RT) оперирует понятиями объектов и связей между ними - дискретными (отправка сообщений произвольной структуры) и непрерывными (отслеживание показателей). Для описания сложного поведения пользователь может применять графические диаграммы переходов и состояний. Такие диаграммы позволяют визуально проектировать сложные бизнес-процессы и многошаговые действия с альтернативами.
Описание поведения объектов производится с помощью фрагментов кода на языке Java: пользователю необходимо определить действия в специальных полях свойств элементов объектов, а весь рутинный код генерируется пакетом автоматически. При разработке моделей доступны все возможности языка Java. Это касается и организации доступа к базам данных. Когда базовых возможностей AnyLogic недостаточно (в некоторых случаях нужны многомерные массивы и календари), разработчик модели может использовать язык Java для создания дополнительных классов.
Как и все выше рассмотренные пакеты, AnyLogic существенно снижает трудоемкость разработки модели по сравнению с универсальными системами разработки программного обеспечения, поскольку предоставляет в готовом виде:
MATLAB/ Simulink.Перечисленные возможности в комплексе позволяют разработчику
не тратить время на
Во всех случаях создавать BPwin 4.0 имеет возможность преобразования диаграмм IDEF3 в имитационную модель Arena (версии 3.6 и выше). Для преобразования диаграммы IDEF3 в модель Arena необходимо, чтобы BPwin 4.0 и Arena были запущены одновременно. В BPwin 4.0 следует открыть диаграмму IDEF3, а затем выбрать меню File/Export/Arena. Далее экспорт производится автоматически.
Поскольку имитационная модель имеет гораздо больше параметров, чем диаграмма IDEF3, в BPwin 4.0 существует возможность задать эти параметры с помощью свойств, определяемых пользователем (UDP, User Defined Properties). В поставку BPwin 4.0 входят примеры моделей с предварительно внесенными UDP для экспорта в Arena (Program Files/Computer Associates/BPwin 4.0/Samples/Arena/) и модель ArenaBEUDPs.bp1, в которой определены все необходимые для экспорта UDP и которую можно использовать в качестве шаблона для создания новых моделей.
Рассмотрим основные элементы интерфейса программы ARENA [67].
На рис.12.2. приведен вид экрана с выведенными на него сведениями о программе. Нетрудно заметить, что внешне он в наибольшей степени похож на экран программы MS Visio
(рис 12.2) Сведения о программе
Это закономерно, поскольку обе программы выполнены с соблюдением стандартов MS Windows. Более того, если рисование в Visio представляется разработчику более легким делом, чем аналогичная работа в ARENA, то он может изобразить логику процесса в Visio, после чего перейти в Arena и импортировать созданную диаграмму. Панели, расположенные в верхней части окна на рисунке, достаточно традиционны. Заметим лишь, что на второй линии пиктографических изображений расположены инструменты для изображения линий, связывающих блоки на диаграммах.
Рассмотрим панель инструментов, расположенную вертикально в левой части окна на рис.12.3. Она называется Project Bar и размещается на экране путем установки галочки в соответствующем пункте меню группы View.
(рис 12.3) Открытие панели инструментов
Это базовый набор модулей, необходимый для описания моделируемых систем, в первую очередь - систем массового обслуживания. Он состоит из двух групп. Модули первой группы (желтые пиктограммы) предназначены для описания логики взаимодействия элементов системы. В этом они подобны блокам -диаграмм.
Однако каждый блок имеет специфику, которая отражена не только в его названии, но и форме. Эти модули называются . Как ясно из названия, речь идет о потоках - в первую . Они так и называются - Data modules.
Им соответствуют пиктограммы в виде таблиц. Это как бы напоминает исследователю, что является простым и удобным инструментальным средством записи, хранения данных и обмена ими между программами, ориентированными на расчеты.
Программа ARENA имеет большое число и Data modules.
Они объединены в кластеры и могут загружаться в Project Bar из группы File, как показано на рис.12.4, рис.12.5, рис.12.6.
(рис 12.4) Открытие панели шаблонов
Рассмотрим более детально процесс загрузки новых кластеров в программу
Первый этап. Для загрузки нового кластера необходимо открыть меню File/ Template Panel/Attach. После этого появится диалоговое окно, в котором необходимо выбрать соответствующий кластер (набор инструментов).
Кластеры можно как подключать, так и отключать. Для выгрузки кластеров необходимо выбрать пункт File/ Template Panel/.
Помимо этого, в меню File есть кнопки, позволяющие создавать новые модели, сохранять их или открывать уже существующие, отправлять документы на печать и прочие функции, вызвать которые можно нажатием на соответствующий пункт меню.
Второй этап: выбор необходимого кластера в диалоговом окне Attach Template Panel. Программа ARENA обладает широким набором кластеров для более удобной работы. Как можно увидеть на рис.12.5, в программе представлены около 15 шаблонов. Используя эти наборы, можно значительным образом увеличить скорость и удобство работы.
Изначально в программе открыт кластер Basic Process.
(рис 12.5) Выбор шаблона
Все представленные в кластере элементы ( и Data modules) можно применять для создания диаграмм.
(рис 12.6) Элементы для создания диаграмм
Третий этап. Загрузка завершена. Как видно на рис.12.6, в меню инструментов добавилась новая вкладка с названием "Advanced Process".
Это напоминает загрузку тематических панелей в Visio. Однако ARENA - не "рисовалка", а мощное средство
Программа ARENA позволяет создавать диаграммы, отражающие функционирование того или иного процесса. Процесс создания диаграмм во многом схож с таковым в MS Visio. Здесь также используется технология , однако для некоторых процесс "рисования" в MS Visio будет более удобным и предпочтительным.
На рис.12.7 изображена диаграмма основной деятельности системы массового обслуживания с ожиданием на примере системы обслуживания клиентов с применением офисной АТС.
(рис 12.7) Диаграмма основной деятельности системы массового обслуживания с ожиданием
Однако после ряда настроек ARENA позволяет, помимо построения диаграмм, проводить также имитационное моделирование. В результате проведения данной операции получаем результаты, которые можно использовать для дальнейшего анализа и построения новых моделей. Пример подобных результатов представлен на рис.12.8. Программа дает возможность проводить имитационное моделирование, но уже с другими параметрами.
Данный пример иллюстрирует только системы массового обслуживания с очередью. Существуют и другие системы, например, системы массового обслуживания с отказом, когда клиент не желает ждать. Также выделяют различные СМО в зависимости от того, поступают заявки извне или от элементов самой системы. Все эти модели можно создать и "проиграть" с применением программы ARENA.
(рис 12.8) Результаты имитационного моделирования
Под
Достоинство экспертных систем заключается в возможности принятия решений в уникальных ситуациях, для которых алгоритм заранее не известен и формируется по исходным данным в виде цепочки рассуждений (правил принятия решений) из базы знаний. Причем решение задач предполагается осуществлять в условиях неполноты, недостоверности, многозначности исходной информации и качественных
Центральным компонентом
(рис 12.9) Архитектура экспертной системы
База знаний - это совокупность единиц знаний, которые представляют собой формализованное с помощью некоторого метода
В качестве методов
Если < условие > То <заключение> CF (фактор определенности) <значение>
В качестве факторов определенности (CF), как правило, выступают либо
Примеры правил имеют следующий вид.
Правило 1: если Коэффициент рентабельности > 0.2, то Рентабельность = "удовлетворительна" CF 100.
Правило 2: если Задолженность = "нет" и Рентабельность = "удовлетворительна", то Финансовое состояние = "удовлетворительно" CF 80.
Правило 3: если Финансовое состояние = "удовлетворительно" и Репутация = "удовлетворительна", то Надежность предприятия = "удовлетворительна" CF 90.
Объекты представляют собой совокупность атрибутов, описывающих свойства и отношения с другими объектами. В отличие от записей баз данных, каждый объект имеет уникальное имя. Часть атрибутов отражают типизированные отношения, такие как "род - вид" (super-class - sub-class), "целое - часть" и др. Вместо конкретных значений process).
Интеллектуальный интерфейс. Обмен данными между конечным пользователем и ЭС выполняет программа интеллектуального интерфейса, которая воспринимает сообщения пользователя и преобразует их в форму представления базы знаний и, наоборот, переводит внутреннее представление результата обработки в формат пользователя и выдает сообщение на требуемый носитель.
Важнейшим требованием к организации диалога пользователя с ЭС является естественность, которая не означает буквально формулирование
Важно, чтобы последовательность решения задачи была гибкой, соответствовала представлениям пользователя и велась в профессиональных терминах.
Механизм вывода. Этот программный инструментарий получает от интеллектуального интерфейса преобразованный во внутреннее представление запрос, формирует из базы знаний конкретный алгоритм решения задачи, выполняет алгоритм, а полученный результат предоставляется интеллектуальному интерфейсу для выдачи ответа на запрос пользователя. В основе применения любого механизма вывода лежит процесс нахождения в соответствии с поставленной целью и описанием конкретной ситуации (исходных данных), относящихся к решению единиц знаний (правил, объектов,
(рис 12.10) Прямая цепочка рассуждений
(рис 12.11) Обратная цепочка рассуждений
Для объектно-ориентированного
Механизм объяснения. В процессе или по результатам решения задачи пользователь может запросить объяснение или обоснование хода решения. С этой целью ЭС должна предоставить соответствующий механизм объяснения.
Объяснительные способности ЭС определяются возможностью механизма вывода запоминать путь решения задачи. Тогда на вопросы пользователя "Как?" и "Почему?" получено решение или запрошены те или иные данные, и система всегда может выдать цепочку рассуждений до требуемой контрольной точки, сопровождая выдачу объяснения заранее подготовленными комментариями. В случае отсутствия решения задач объяснение должно выдаваться пользователю автоматически.
Полезно иметь возможность и гипотетического объяснения решения задачи, когда система отвечает на вопросы, что будет в том или ином случае. Однако не всегда пользователя интересует полный вывод решения, содержащий множество ненужных деталей. В этом случае система должна уметь выбирать из цепочки только ключевые моменты с учетом их важности и уровня знаний пользователя. Для этого в базе знаний необходимо поддерживать модель знаний и намерений пользователя.
Если же пользователю все еще не понятен полученный ответ, то система должна быть способна в диалоге на основе поддерживаемой модели проблемных знаний обучать пользователя тем или иным фрагментам знаний, т.е. раскрывать более подробно отдельные понятия и зависимости, если даже эти детали непосредственно в выводе не использовались.
Механизм приобретения знаний. База знаний отражает знания экспертов (специалистов) в данной проблемной области о действиях в различных ситуациях или процессах решения характерных задач. Выявлением подобных знаний и последующим их представлением в базе знаний занимаются специалисты, называемые инженерами знаний. Для ввода знаний в базу и их последующего обновления ЭС должна обладать механизмом приобретения знаний. В простейшем случае используется интеллектуальный редактор, который позволяет вводить единицы знаний в базу и проводить их синтаксический и семантический контроль, например, на непротиворечивость. В более сложных случаях инженер знаний должен из-влекать знания путем специальных сценариев интервьюирования экспертов, или из вводимых примеров реальных ситуаций, как в случае индуктивного вывода, или из текстов, или из опыта работы самой
По степени сложности решаемых задач
По способу формирования решения
По способу учета временного признака
По видам используемых данных и знаний
По числу используемых источников знаний
В соответствии с перечисленными признаками классификации выделяются следующие основные классы экспертных систем (табл. 12.1.).
Классифицирующие экспертные системы.
| Анализ | Синтез | ||
|---|---|---|---|
| Детерминированность знании | Классифицирующие | Трансформирующие | Один источник Знании |
| Неопределенность знаний | Доопределяющие | Многоагентные | Множество источников знаний |
| Статика | Динамика |
В качестве основного метода формирования решений используется метод логического дедуктивного вывода от общего к частному, когда путем подстановки исходных данных в некоторую совокупность взаимосвязанных общих утверждений получается частное заключение.
Доопределяющие экспертные системы. Более
В качестве методов работы с неопределенностями могут применяться байесовский вероятностный подход и
Доопределяющие
Для аналитических задач классифицирующего и доопределяющего типов характерны следующие проблемные области.
Трансформирующие экспертные системы. В отличие от аналитических статических экспертных систем синтезирующие динамические
Для синтезирующих динамических экспертных систем наиболее применимы следующие проблемные области.
Многоагентные экспертные системы. Для таких динамических систем характерна интеграция в базе знаний нескольких разнородных источников знаний, обменивающихся между собой получаемыми результатами на динамической основе, например, через "доску объявлений".
Для многоагентных систем характерны следующие особенности:
Слабая формализуемость процесса принятия решений, его альтернативность и нечеткость, качественная природа используемых знаний, динамичность изменения проблемной области - все эти характерные особенности применения экспертных систем обусловливают сложность и большую трудоемкость их разработки по сравнению с другими информационными системами.
Успех проектирования
Следовательно, процесс разработки ЭС должен быть организован инженерами по знаниям таким образом, чтобы в процессе их итеративного взаимодействия с экспертами последние получили весь необходимый объем знаний для решения четко очерченных проблем. Этапы проектирования
Однако необходимо учитывать, что эксперты сами представляют собой сверхсложные системы, и их деятельность также зависит от многих внешних и внутренних условий.
Взаимодействие между экспертами может как стимулировать, так и подавлять их деятельность. Поэтому в разных случаях применяют различные методы экспертизы, отличающиеся характером взаимодействия экспертов друг с другом: анонимные и открытые опросы и анкетирования, совещания, дискуссии, деловые игры, мозговой штурм и т.д. Нередко при работе с экспертами используется метод Дельфи [73].
На начальных этапах идентификации и
На этапе тестирования созданные
С точностью работы связаны такие характеристики, как правильность выполняемых заключений, адекватность базы знаний проблемной области, обоснованность применяемых методов решения проблемы. Поэтому конечные оценки системе ставят специалисты в проблемной области - эксперты.
Полезность же
(рис 12.12) Этапы проектирования экспертной системы
Следующий
Важнейшим критерием оценки становится соотношение стоимости системы и ее эффективности. На этом этапе осуществляется сбор критических замечаний и внесение необходимых изменений.
В результате
Описание приемов
Первые два этапа разработки
Последующие этапы реализуются в рамках физического создания проекта на базе выбранного инструментального средства.
Вместе с тем, процесс создания
Прототипная технология создания
| Приемы | Описание |
|---|---|
| 1. Наблюдение | Инженер наблюдает, не вмешиваясь, за тем, как эксперт решает реальную задачу |
| 2. Обсуждение задачи | Инженер на представительном множестве задач неформально обсуждает с экспертом данные, знания и процедуры решения |
| 3. Описание задачи | Эксперт описывает решение задач для типичных запросов |
| 4. Анализ решения | Эксперт комментирует получаемые результаты решения задачи, детализируя ход рассуждений |
| 5. Проверка системы | Эксперт предлагает инженеру перечень задач для решения (от простых до сложных), которые решаются разработанной системой |
| 6. Исследование системы | Эксперт исследует и критикует структуру базы знаний и работу механизма вывода |
| 7. Оценка системы | Инженер предлагает новым экспертам оценить решения разработанной системы |
Идентификация проблемной области. Этап идентификации проблемной области включает определение назначения и сферы применения
Начало работ по созданию
Сфера применения
Обычно сложность решаемых в экспертной системе проблем должна соответствовать трудоемкости работы эксперта в течение нескольких часов. Более сложные задачи имеет смысл разбивать на совокупности взаимосвязанных задач, которые подлежат разработке в рамках нескольких экспертных систем.
Ограничивающими факторами на разработку
После предварительного определения контуров разрабатываемой
Построение концептуальной модели. На
От качества построения
Хорошая
Результат построения
Первые две модели описывают статические аспекты функционирования проблемной области, а третья модель - динамику изменения ее состояний. Естественно, что для различных классов задач могут требоваться разные виды моделей, а, следовательно, и ориентированные на них методы
Формализация базы знаний. На этапе формализации базы знаний осуществляется выбор метода
Рассмотрим классификацию методов
Рассмотрим применение аппарата нечеткой логики на примере оценки надежности поставщика, в котором кроме фактора финансового состояния учитывается и фактор формы собственности (рис.12.13).
(рис 12.13) Применение нечеткой логики
Пусть государственное предприятие не имеет задолженности с уверенностью 60% и предполагается, что его рентабельность удовлетворительна с уверенностью 80%. Фрагмент множества правил имеет следующий вид.
Правило 1: если Задолженность = "нет" и Рентабельность = "удовлетворительна", то Финансовое состояние = "удовлетвори-тельно" cf 100.
Правило 2: если Финансовое состояние = "удовлетворительно", то Надежность = "есть" cf 90.
Правило 3: если Предприятие = "государственное", то Надежность = "есть" cf 50.
Результат выполнения первого правила:
$$cf (посылки) = min (60,80) = 60,\\ cf (Финансовое\ состояние = "удовлетворительно") = 60*100/100 = 60.$$Результат выполнения второго правила:
$$Cf (Надежность = "есть") = 60*90/100 = 54$$Результат выполнения третьего правила:
$$Cf (Надежность = "есть") = 54 + 50 - 54*50/100 = 67$$Для
Целям построения таких гибких механизмов вывода служит применение технологии "доски объявлений", через которую в результате осуществления событий источники знаний обмениваются сообщениями.
В целях динамического реагирования на события некоторые
В программном средстве GURU подобное правило будет записано следующим образом:
IF: KNOWN ("Поставщик") = true THEN: CONSULT FIN_AN
Для динамических экспертных систем характерна также обработка времени как самостоятельного атрибута аргументации логического вывода: если в течение дня уровень запаса понизился больше, чем на 50%, то выполнить набор правил "Выбор поставщика для поставки".
Общим недостатком всех
На этапе реализации
Особенности реализации shells), генераторы (интегрированные среды), языки
Оболочки имеют реализованные механизмы вывода, накопления, объяснения знаний,
Использование языков , язык функционального программирования LISP, язык объектно-ориентированного программирования , язык продукционных правил ОPS5 и другие, повышает гибкость разрабатываемой системы и одновременно увеличивает трудоемкость разработки.
Скелетные оболочки. Наиболее распространенными инструментальными средствами для создания экспертных систем являются генераторы или интегрированные среды разработки, например, G2 (фирма , дистрибьютор фирма ArgusSoft), (фирма , дистрибьютор фирма "Метатехнология"), GURU (фирма , дистрибьютор фирма "ЦПС", Тверь).
Указанные среды позволяют настраивать программные средства на особенности проблемных областей. При необходимости предоставляют возможность программировать на встроенных языках и осуществлять эффективный экспорт/импорт данных с другими инструментальными средствами.
Проблемно- и предметно-ориентированные системы. Преимущество предметно-ориентированных систем заключается в более простой адаптации к конкретной предметной области, а следовательно, и в сокращении затрат на разработку. Например, Cogensys Judgment Software (Cogensys Corp) стоит 200 тыс. долл.
Экспертные системы реального времени. Среди специализированных инструментальных средств интеллектуальных систем основной удельный вес занимают
Бесспорным лидером в разработке экспертных систем реального времени является фирма с инструментальным средством G2 (дистрибьютор в России - фирма ArgusSoft), имеющая внедрения в таких компаниях, как IBM, и др.
На базе G2, в свою очередь, созданы такие проблемно-ориентированные комплексы, как для решения задач диагностики, разработки, ReThink для моделирования бизнес-процессов (бизнес-NeurOnline для поддержки нейронной сети, для решения задач динамического планирования, FaultExpert для управления телекоммуникациями и др.
Например, G2 (фирма (фирма GURU (фирма
Отечественные экспертные системы. Среди отечественных разработок следует отметить экспертную оболочку ЭКО (ArgusSoft) и программный комплекс SIMER-MIRAGE (Исследовательский центр искусственного интеллекта ИПС РАН), который предоставляет инструментальные средства как автоматизации разработки, так и поддержки экспертных систем.
В
На выбор инструментальных средств
Инструментальные средства, в свою очередь, характеризуются определенными возможностями по реализации этих требований.
Сущность алгоритма выбора инструментальных средств сводится к наложению требований проблемной области на возможности инструментальных средств и определению наилучших по заданным ограничениям (таблица 12.2).
В таблице 12.3. оценки инструментальных средств для решения различных классов задач заданы в рангах.
| |
Программные инструментальные средства | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Название | ЭКО | GURU |
Nexpert Object |
LEVEL |
|
G2 |
| Интерпретация | 3 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 |
| Диагностика | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 |
| Прогнозирование | 2 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
| Проектирование | - | - | 3 | 5 | 1 | 5 |
| Планирование | 5 | 4 | 5 | 1 | ||
В качестве других критериев, по которым можно судить о возможности создания
Большинство авторов под
Результат внедрения
Выделим специфические особенности
Представим характеристику существующих систем поддержки принятия решений в виде таблицы 12.4.
| Наименование |
Официальный сайт системы | Характеристика |
|---|---|---|
| Экспертная |
http://82.179.249.12/ edss/ | Система ориентирована на автоматизацию процедуры анализа проблемных ситуаций и выбора эффективных решений. Относится к классу информационных систем, сочетающих преимущества экспертных систем и систем поддержки принятия решений |
Expert Choice |
http://www. expertchoice.com | Коммерческий программный продукт, разработанный на основе метода анализа иерархий для поддержки принятия решений различным организациям. Система имеет три варианта поставки: Comparion Core™, Expert Choice 11.5™ и Expert Choice |
Super Decisions |
http://www. superdecisions.com | Программный продукт, разработанный на основе метода аналитических сетей ( |
|
http://www. decisionlens.com | Коммерческий программный продукт для поддержки принятия решений организациями, обладающий следующими методологи-ческими особенностями: - теоретические основы системы - методы анализа иерархий и аналитических сетей; - наличие веб-интерфейса; - возможность групповой работы |
Imaginatik |
http://www. imaginatik.com | Коммерческая система, являющаяся веб-приложением для обработки мнений экспертов |
UTA PLUS |
http://www. lamsade. dauphine.fr/enlish/ software. html | Реализует метод UTA, который может быть использован для решения задач многокритериального анализа. Программа имеет на-глядный графический интерфейс |
|
http://www. lamsade. dauphine.fr/ enlish/ software. html | Система, основанная на многокритериальном методе из семейства |
|
http://www. lamsade. dauphine.fr/english/ software. html | Система, реализующая метод из семейства |
|
http://www. lamsade. dauphine.fr/enlish/ software. html | Система, реализующая метод из семейства |
|
http://www4.fe.uc.pt/ lmcdias/ iris.htm | Система реализует задачу сортировки альтернатив в многокритериальных задачах принятия решений. Допускает задание порого-вых ограничений пользователем для критериев (признаков). Способна оценивать точность вычислений. Выводит результат вычис-лений в виде отчета |
| Император 3.1 | http://www. neirosplav.com | Возможности программы позволяют решать задачи рейтингования, выбора альтернатив, распределения ресурсов, прогнозирова-ния, планирования, учета предпочтений, моделирования ситуаций. В основу системы поддержки принятия решения "Император" положен метод анализа иерархий |
| |
http://lab12.geosys.ru/pageslab/lab12_expert.htm | Система основана на методе анализа иерархий (МАИ) Т. Саати. Особенности системы: поддержка как числовых значений, так и субъективных вербальных предпочтений пользователя. Возможность анализа данных на предмет согласованности и достоверности, исправление несогласованности. Удобный графический интерфейс, инструменты для формализации проблемы, анализа результатов. Подробные печатные отчеты. Наличие библиотеки типовых иерархий для решения задач прогнозирования и управления в различных сферах деятельности. Наличие библиотеки решений типовых задач в области финансов, экономики, |
|
http://www. tomakechoice. com/paper/ Odessa2009p.pdf | |
| |
http://www.cirtas.ru/ product. php? id=10 | Система является простым и удобным средством, которое поможет структурировать проблему; построить набор альтернатив; выделить характеризующие их факторы; задать значимость этих факторов; оценить альтернативы по каждому из факторов; найти неточности и противоречия в суждениях лица, принимающего решение ( |
MPRIORITY |
http://www.tomake choice.com/ mpriority.html | Система базируется на методе анализа иерархий. Систему "MPRIORITY" от ее аналогов отличает диалоговый интерфейс, адаптированный под особенности МАИ и восприятие пользователя. Программа содержит диалоговые средства, позволяющие получать наиболее полную информацию о проведенных попарных сравнениях и устранять возможные несогласованности в матрицах попарных сравнений. Использование присутствующего в программной системе механизма шаблонов (шаблон - готовая иерархия для одной из задач принятия решений) позволяет пользователю адаптировать программную систему под область своей деятельности |
WinEXP+ |
http://www. teleform.ru/pages/ 0002/0006/0001/ 0002.html | В основе системы - метод анализа иерархий (МАИ). Функциональные возможности системы: создание сложных и разветвленных иерархий, вычисление приоритетов альтернативных решений. Достоинства системы: дружественный интерфейс, включающий интерактивную справку. Гибкие цветовые настройки системы. Возможность расширения системы. Универсальность системы в отношении ее применения в различных областях деятельности. Простота и доступность при обучении пользователей |
Сформулируем признаки, с помощью которых целесообразно описывать/классифицировать
Технические спецификации.
Особенности интерфейса.
AJAX и т.п.), так и архитектурные особенности (например, наличие каталога решаемых задач, доступность каких-либо сервисов с каждой страницы и т.п.).UTA позволяет только ручной ввод данных. Система SuperDecisions допускает не только ручной ввод данных, но и загрузку из внешних источников. Система ЭСППР предоставляет возможность не только ручного ввода данных, но и копирования данных из уже имеющихся вариантов решения задачи, созданных ранее в системе.Особенности представления результата решения задачи. Выходные данные в разных системах формируются с разной степенью детализации. Преимуществом обладают системы, формирующие
В отдельных системах реализован анализ чувствительности результатов, позволяющий проследить, как изменение весов критериев влияет на результат решения задачи.
Оценка альтернатив.
Способы задания предпочтений на множестве альтернатив. Существенным преимуществом обладают системы, предоставляющие возможность выбора различных шкал для задания оценок альтернатив. Например, в системе Expert Choice (модуль Comparion™ Suite) предусмотрены следующие варианты:
Pairwise - оценки задаются для каждой пары альтернатив; Rating scale - оценки задаются в порядковой шкале;Simple utility curve - оценки проставляются на заранее построенной кривой;Advanced utility curve - оценки проставляются на заранее построенной кривой с расширенными возможностями;Direct Data input - прямой ввод оценок; Step function - прямой ввод оценок в интервале от 0 до 1.SuperDecisions и Expert Choice.Возможность согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях. Учет условий внешней среды, возможные реализации которых в совокупности задают проблемные ситуации принятия решений, существенно повышает качество аналитического обоснования альтернатив. Единственной
Организация работы с экспертами.
Информационная система "Экспертная
Выделим особенности ЭСППР:
OLAP -сервера;ЭСППР включает в себя: модуль интерактивного общения с пользователем; модуль выбора метода принятия решения; модуль принятия решений; модуль оперативного анализа и генерации отчетности, модуль
Назначением модуля интерактивного общения с пользователем является обеспечение средствами
(рис 12.14) Архитектура Экспертной системы поддержки принятия решений
Данный модуль позволяет создавать собственные задачи; редактировать задачи; находить задачу по ключевым словам; вводить экспертные оценки, необходимые для решения задачи; посылать приглашение экспертам; присваивать статус эксперта; отбирать статус эксперта; генерировать отчет; назначать права доступа к задаче.
Назначением модуля выбора метода является обеспечение поиска конкретного метода, исходя из особенностей поставленной задачи, используя информационно-справочные функции, предоставляемые системой.
Данный модуль позволяет выявить информацию об элементах решаемой задачи посредством выбора пользователем одного из возможных ответов на вопросы, задаваемые системой. Исключает противоречия в следовании отдельных вопросов, когда каждый следующий вопрос рассматривается как отклик на предыдущие ответы пользователя. Осуществляет загрузку и передачу управления модулю, реализующему этап принятия решения.
Назначением модуля принятия решений является обеспечение нахождения эффективного варианта решения на основе выбранного метода; возможности многовариантного решения поставленной задачи с использованием различных экономико-математических методов; участия экспертов в оценке альтернатив.
Модуль оперативного анализа и генерации отчетности направлен на формирование отчетности по задачам и аналитической отчетности.
Аналитические отчеты на основе многомерной базы данных основываются на введении набора показателей по различным аналитическим направлениям: количество пользователей в системе; количество экспертов, количество задач; количество вариантов решения задач; количество просмотров задачи пользователями; время, затраченное на получения ответа по варианту решения.
Назначением модуля
ЭСППР допускает два варианта выбора метода принятия решения: путем ответа на задаваемые системой вопросы и в явном виде (по названию метода).
При выборе метода путем ответа на вопросы пользователю предлагается цепочка вопросов с несколькими вариантами ответов на каждый вопрос. Выбранный ответ приводит к тому, что из полного списка методов система постепенно удаляет те методы, которые не удовлетворяют выбранным ответам. В итоге остается единственный метод, с помощью которого будет решаться задача.
Выбор метода в явном виде применяется в том случае, когда пользователь знает, какой из методов должен использоваться для решения задачи.
(рис 12.15)
Страница выбора метода принятия решений в ЭСППР содержит несколько рабочих областей (рис. 12.15.).
Область вопросов. В этой области отображаются вопросы, ответы на которые приводят к выбору метода принятия решения. Каждый вопрос содержит информацию об одном из элементов задачи принятия решения.
Область подсказок к вопросам. Эта область позволяет получить более подробную информацию (развернутое пояснение) о содержании того или иного вопроса. Подсказка выводится на экран автоматически при появлении очередного вопроса.
Область вариантов ответов. В данной области располагаются допустимые варианты ответов на текущий вопрос. Варианты ответов отображаются в виде списка, из которого пользователь может выбрать только один элемент.
Область подсказок к вариантам ответов. Эта область позволяет получить более подробную информацию (развернутое пояснение) о содержании того или иного варианта ответа. Для вывода подсказки на экран следует отметить тот или иной вариант ответа путем активизации соответствующего переключателя.
Область истории ответов. В этой области отображается содержание тех ответов, которые были выбраны пользователем в ходе проведения опроса. Ответы располагаются в хронологической последовательности, т.е. в том порядке, в котором пользователь отвечал на вопросы. При каждом новом сеансе выбора метода принятия решения история ответов очищается.
Область допустимых методов принятия решения. В данной области отображается список допустимых методов, т.е. удовлетворяющих всем требованиям, которые были заданы ранее ответами пользователя на вопросы. При этом в начале опроса в списке присутствуют все методы, включенные в систему, а по мере продвижения вдоль цепочки вопросов и ответов их количество постепенно уменьшается, что в итоге позволяет сократить круг допустимых методов до единственного метода.
Область подсказок к методам принятия решения. Эта область позволяет получить более подробную информацию (развернутое пояснение) об условиях применения того или иного метода приятия решения. Для вывода подсказки на экран следует отметить соответствующий метод (в области допустимых методов) путем активизации соответствующего переключателя.
Выбор метода принятия решения является необходимым условием для перехода к описанию параметров решения задачи и далее - к вводу исходных данных задачи и запуску процедуры ее решения.
Приведем характерные особенности ЭСППР по выделенным выше признакам.
| 1. Технические спецификации | |
| 1.1. Наименование системы | ЭСППР |
| 1.2. Тип пользователя | Лицо, принимающее решения |
| IT-составляющая (перечень используемых информационных технологий) | Программное обеспечение ЭСППР разработано на языке программирования MS Visual C# в среде Microsoft Visual Studio 2005. База данных системы разработана и функционирует в РСУБД Microsoft SQL Server 2005. Аналитическая отчетность системы реализо-вана и функционирует в ProСlarity |
| 1.4. Совместимость с другими программными продуктами | В текущей версии системы совместимость не реализована |
| 2. Особенности интерфейса | Обеспечивает доступ конечных пользователей к системе с применением технологии "Тонкий клиент" (через интернет-браузер и веб-сервер) |
| 3. Методы принятия решений, используемые в |
Текущая версия системы содержит около 50-ти математических методов принятия решений |
| 4. Особенности ввода исходных данных | Входные данные задаются пользователем вручную либо копируются из существующих в системе вариантов решения задачи |
| 5. Особенности представления результата решения задачи | Выходные данные формируются в виде отчета, содержащего результаты решения задачи с использованием различных математических методов. В ЭСППР реализован модуль аналитической отчетности, характеризующий эффективность использования системы |
| 6. Наличие базы знаний | База знаний содержит набор правил выбора соответствующих моделей и методов принятия решений для обоснования альтернатив в зависимости от конкретной реализации элементов поставленной задачи |
| 7. Наличие базы данных | База данных содержит информацию, необходимую для проведения расчетов; описания задач и методов принятия решений; формирования отчетов; поддержки |
| 8. Оценка альтернатив | |
| 8.1. Способы задания множества альтернатив | Множество альтернатив может быть конечным или представлено в виде подмножества n-мерного пространства |
| 8.2. Способы задания предпочтений на множестве альтернатив | Могут быть заданы количественные оценки или порядковые оценки альтернатив по каждому критерию (признаку) |
| 8.3. Принципы согласования оценок альтернатив по различным признакам | Принципы большинства; Парето; последовательного рассмотрения критериев. Возможно решение задачи в два этапа: на первом этапе для согласования оценок альтернатив с позиций различных критериев (признаков) применяется принцип Парето, на втором этапе - принцип большинства |
| 8.4. Способы задания относительной значимости признаков (критериев) | Экспертно в 10- или 100-балльной шкале |
| 8.5. Проверка согласованности оценок альтернатив по отдельным признакам | отсутствует |
| 9. Возможность согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях | |
| 9.1. Принципы согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях в условиях неопределенности | Принципы Парето; пессимизма; оптимизма; Гурвица; антагонистического игрока; Сэвиджа; Лапласа |
| 9.2. Принципы согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях с учетом вероятности их появления | Принципы большинства; Байеса |
| 10. Организация работы с экспертами | |
| 10.1. Возможность привлечения экспертов | Работа с экспертами реализована во всех методах принятия групповых решений |
| 10.2. Учет коэффициентов компетентности экспертов | Коэффициенты компетентности экспертов вводятся в 10- или 100-балльной шкале |
| 10.3. Принципы согласования оценок экспертов | Принципы большинства и Парето. Возможно решение задачи в два этапа. На первом этапе для согласования оценок альтернатив с позиций различных экспертов применяется принцип Парето, на втором этапе - принцип большинства |
| 10.4. Оценка согласованности мнений экспертов | отсутствует |
Перечисленные выше классы аналитических приложений носят общий характер и в той или иной мере могут быть использованы организациями различной отраслевой принадлежности (хотя конкретные модели, конечно же, будут учитывать как особенности отрасли, так и индивидуальные особенности отдельных организаций). Тем не менее, нельзя забывать и о том, что отраслевая специфика может порождать специфические классы аналитических задач, свойственных тем или иным предметным областям. Информатизацию таких задач осуществляют специализированные аналитические приложения для конкретных предметных областей. Примерами таких решений могут служить системы инвестиционного анализа и системы анализа рынка ценных бумаг.
Системы инвестиционного анализа помогают произвести экономическую оценку инвестиционных проектов с учетом предполагаемых инвестиций и ожидаемых результатов на основе довольно широкого набора методов и моделей. Примерами таких систем могут служить отечественные разработки Project Expert и Prime Expert.
Системы анализа рынка ценных бумаг позволяют анализировать сведения, поступающие из различных источников информации о фондовом рынке, включая открытые базы данных и системы биржевой торговли. Примерами таких систем могут служить системы технического анализа Omega Research ProSuite и MetaStock. Кроме того, среди аналитических приложений этого класса присутствуют системы, реализующие другие методы, например, методы фундаментального анализа ценных бумаг, статистические или нейросетевые методы.
Можно отметить, что круг информационных систем, относящихся к аналитическим приложениям, весьма широк. Впрочем, это не удивительно, учитывая емкость понятия "экономический анализ", разнообразие аналитических задач и применяемых для их решения методов и моделей. Также отметим, что хотя большинство аналитических систем так или иначе основаны на обработке количественной информации, это не исключает возможности использования экспертных оценок, применяемых для поддержки принятия решений в случаях, когда по тем или иным причинам количественные оценки не представляются возможными.
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.