Аналитические приложения

Выделение признаков классификации СППР

Сформулируем признаки, с помощью которых целесообразно описывать/классифицировать СППР, а также поясним отдельные признаки на примере различных СППР.

1. Технические спецификации.

   • Наименование системы.
   • Тип пользователя.
   • IT-составляющая (перечень используемых информационных технологий).
   • Совместимость с другими программными продуктами.

2. Особенности интерфейса.

   • Под особенностями интерфейса подразумеваются как применяемые информационные технологии (например, наличие веб-интерфейса, использование технологии AJAX и т.п.), так и архитектурные особенности (например, наличие каталога решаемых задач, доступность каких-либо сервисов с каждой страницы и т.п.).
3. Методы принятия решений, используемые в СППР. Большинство существующих СППР используют какой-либо один математический метод принятия решений, в основном метод анализа иерархий Томаса Л. Саати. Важнейшим преимуществом СППР является многообразие используемых методов принятия решений, поскольку в этом случае альтернативы оцениваются с позиций различных математических моделей, отражающих отдельные аспекты задачи принятия решения.
4. Особенности ввода исходных данных. Входные данные могут формироваться вручную, подгружаться из внешних источников или копироваться из уже созданных в системе задач. Например, система 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.

5. Особенности представления результата решения задачи. Выходные данные в разных системах формируются с разной степенью детализации. Преимуществом обладают системы, формирующие выходную информацию наиболее детально. Часто решение задачи представляется пользователю в виде отчета, содержащего как исходные данные задачи, так и результат выбора.

   В отдельных системах реализован анализ чувствительности результатов, позволяющий проследить, как изменение весов критериев влияет на результат решения задачи.
6. Наличие базы знаний. База знаний - это набор правил для выбора соответствующих методов принятия решений в зависимости от условий задачи принятия решения. Единственной системой, имеющей базу знаний, является ЭСППР.
7. Наличие базы данных. База данных СППР служит для хранения данных, описания задач и методов принятия решений.

8. Оценка альтернатив.

   • Способы задания множества альтернатив. Множество альтернатив (вариантов решений) может быть конечным, счетным, представлено в виде подмножества n-мерного пространства или задано иным способом. В ЭСППР множество альтернатив может быть конечным или представлено в виде подмножества n-мерного пространства.

   • 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.
   • Принципы согласования оценок альтернатив по различным признакам. Принципы согласования оценок альтернатив по различным признакам определяются методами принятия решения, используемыми в СППР. В качестве примера можно привести принцип большинства, принцип Парето, принцип последовательного рассмотрения критериев, принцип Саати.
   • Способы задания относительной значимости признаков (критериев). Большинство СППР позволяют задавать относительную зна-чимость признаков экспертно. Кроме того, существуют системы, в которых предусматривается возможность рассчитывать вес признаков, например, SuperDecisions и Expert Choice.
   • Проверка согласованности оценок альтернатив по отдельным признакам. Проверка согласованности входных данных позволяет избежать формирования суждений на основе противоречивых оценок. Например, в СППР, основанных на методе анализа иерархий, рассчитывается коэффициент согласованности для всех матриц попарных сравнений. Значение данного коэффициента не должно превышать некоторого установленного уровня. В случае его превышения эксперту рекомендуется пересмотреть сформированные оценки.

9. 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 СППР, включающей в себя методы принятия решений в условиях риска и неопределенности, является ЭСППР. При этом выделяют:

   • принципы согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях в условиях неопределенности (принципы Парето, пессимизма, оптимизма, Гурвица, антагонистического игрока, Сэвиджа, Лапласа);
   • принципы согласования оценок альтернатив в различных проблемных ситуациях с учетом вероятности их появления (принцип большинства или принцип Байеса).

10. Организация работы с экспертами.

    • Возможность привлечения экспертов. Современные СППР обладают возможностью сбора и обработки групповых суждений экспертов. Некоторые системы позволяют присваивать различные роли экспертам, привлекаемым для решения задачи. Например, система Expert Choice (модуль Comparion™ Suite) предусматривает роли администраторов и простых экспертов. Простые эксперты имеют возможность задавать оценки, администраторы - редактировать исходные данные задачи.
    • Учет коэффициентов компетентности экспертов. В большинстве случаев предполагается ручной ввод коэффициентов компетентности экспертов.
    • Принципы согласования оценок экспертов. Среди таких принципов можно выделить принцип большинства, принцип Парето, расчет среднего геометрического отдельных оценок.
    • Оценка согласованности мнений экспертов. Для оценки согласованности мнений экспертов, которые высказывают свои предпочтения в порядковой шкале, может использоваться коэффициент частной ранговой корреляции Кенделла и взвешенное расстояние между предпочтениями экспертов (модификация коэффициента частной ранговой корреляции Спирмена).

Особенности Экспертной системы поддержки принятия решений

Информационная система "Экспертная система поддержки принятия решений (ЭСППР)" ориентирована на автоматизацию процедур анализа проблемных ситуаций и выбора эффективных решений.

Выделим особенности ЭСППР:

• обеспечивает проведение расчетов для обоснования альтернатив на основе экономико-математических методов и моделей с ис-пользованием экспертных оценок специалистов;
• содержит множество математических методов и моделей (в конкретной реализации около 50) в отличие от большинства СППР, использующих, как правило, один метод принятия решения;
• включает методы принятия решений в условиях неопределенности и риска, предусматривающие моделирование проблемных си-туаций принятия решений;
• содержит базу знаний: набор правил выбора соответствующих моделей и методов принятия решений для обоснования альтернатив в зависимости от конкретной реализации элементов поставленной задачи;
• осуществляет процедуру поиска метода принятия решения путем выбора пользователем ответа (из предлагаемого набора ответов) на вопросы, задаваемые системой, об элементах задачи принятия решения;
• не только дает возможность выбрать метод принятия решения для конкретной задачи, но и обеспечивает ее практическое решение на основе этого метода;
• содержит базу данных для хранения информации, необходимой для проведения расчетов; описания задач и методов принятия ре-шений; формирования отчетов; поддержки многоязычного интерфейса, добавления новых методов принятия решений без изменения программного кода системы;
• не является проблемно-ориентированной: на основе ЭСППР может быть решена задача принятия решения из любой проблемной области;
• обеспечивает коллегиальность в принятии решений, позволяя обосновывать варианты решений на основе консолидации мнений экспертов;
• автоматизирует процедуру формирования отчетов о вариантах решения задачи на основе реляционной базы данных;
• проводит многомерный анализ решаемых задач и формирование аналитических отчетов с использованием OLAP-сервера;
• обеспечивает доступ конечных пользователей к системе с применением технологии "Тонкий клиент" (через интернет-браузер и веб-сервер).

Архитектура ЭСППР

ЭСППР включает в себя: модуль интерактивного общения с пользователем; модуль выбора метода принятия решения; модуль принятия решений; модуль оперативного анализа и генерации отчетности, модуль извлечения знаний (рис.12.14).

Назначением модуля интерактивного общения с пользователем является обеспечение средствами авторизации доступа; графического ввода/вывода информации; одновременного доступа нескольких пользователей к ЭСППР через веб-браузер.

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 извлечения знаний является нахождение схожей задачи для использования в качестве аналога для самостоятельной постановки.

Реализация выбора метода принятия решения в ЭСППР

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.

Характеристика ЭСППР по выделенным признакам

Приведем характерные особенности ЭСППР по выделенным выше признакам.

Специализированные аналитические приложения

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.