Системы поддержки принятия решений

Витрины данных можно представить  в виде логически или физически  разделенных подмножеств хранилищ данных. Обычно они строятся для  обслуживания нужд определенной группы пользователей.

Метаданные − это любые  данные о данных. Метаданные играют важную роль в построении СППР. Одновременно это один из наиболее сложных и  недостаточно практически проработанных  объектов. В общем случае можно  выделить по крайней мере три аспекта  метаданных, которые должны присутствовать в системе.

База моделей. В базе моделей содержатся основные модели для моделирования объекта с целью упрощенного исследования. Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений.

Система управления интерфейсом. Эффективность и гибкость информационной технологии во многом зависят от характеристик интерфейса системы поддержки принятия решений. Интерфейс определяет: язык пользователя; язык сообщений компьютера, организующий диалог на экране дисплея; знания пользователя.

По типу архитектуры СППР подразделяют:

Функциональные  СППР. Являются наиболее простыми с точки зрения архитектуры. Они распространены в организациях, не ставящих перед собой глобальных задач и имеющих невысокий уровень развития информационных технологий. Отличительной особенностью функциональных СППР является то, что анализу подвергаются данные, содержащиеся в операционных системах. Преимуществами подобных СППР являются компактность из-за использования одной платформы и оперативность в связи с отсутствием необходимости перегружать данные в специализированную систему. Из недостатков можно отметить следующие: сужение круга вопросов, решаемых с помощью системы, снижение качества данных из-за отсутствия этапа их очистки, увеличение нагрузки на операционную систему с потенциальной возможностью прекращения ее работы.

СППР, использующие независимые витрины данных. Применяются в крупных организациях, имеющих несколько подразделений, в том числе отделы информационных технологий. Каждая конкретная витрина данных создается для решения определенных задач и ориентирована на отдельный круг пользователей. Это значительно повышает производительность системы. Внедрение подобных структур достаточно просто. Из отрицательных моментов можно отметить то, что данные многократно вводятся в различные витрины, поэтому могут дублироваться. Это повышает затраты на хранение информации и усложняет процедуру унификации. Наполнение витрин данных достаточно сложно в связи с тем, что приходится использовать многочисленные источники. Отсутствует единая картина бизнеса организации, вследствие того что нет окончательной консолидации данных.

СППР на основе двухуровневого хранилища данных. Используется в крупных компаниях, данные которых консолидированы в единую систему. Определения и способы обработки информации в данном случае унифицированы. На обеспечение нормальной работы подобной СППР требуется выделить специализированную команду, которая будет ее обслуживать. Такая архитектура СППР лишена недостатков предыдущей, но в ней нет возможности структурировать данные для отдельных групп пользователей, а также ограничивать доступ к информации. Могут возникнуть трудности с производительностью системы.

СППР на основе трехуровневого хранилища данных. Такие СППР применяют хранилище данных, из которого формируются витрины данных, используемые группами пользователей, решающих сходные задачи. Таким образом, обеспечивается доступ как к конкретным структурированным данным, так и к единой консолидированной информации. Наполнение витрин данных упрощается ввиду использования проверенных и очищенных данных, находящихся в едином источнике. Имеется корпоративная модель данных. Такие СППР отличает гарантированная производительность. Но существует избыточность данных, которая ведет к росту требований на их хранение. Кроме того, необходимо согласовать подобную архитектуру с множеством областей, имеющих потенциально различные запросы.

 

2. Анализ работы систем поддержки принятия решений

Выше было указано, что  существует 4 основных архитектуры  СППР (см. пункт 1.2), из-за сложности архитектуры  трёх последних рассмотрение и анализ их работы не представляется возможным  в данной работе по причине их дороговизны  и функциональной зависимости от совместимости с процессами производства в организациях конкретного типа.

Все рассмотренные ниже системы  относятся к архитектуре функционального  типа.

1. Система поддержки принятия решений «T-CHOICE»

1. Основные положения о системе

СППР «T-CHOICE» – классифицируется как диалоговая, ситуационная система с функциональной архитектурой без возможности подключения СУБД и внешних источников данных. Принципы работы системы основаны на табличном методе принятия решений.

Основная идея табличного метода заключается в представлении  исходных данных (оптимальных по Парето) в виде таблицы. Столбцы соответствуют критериям, по которым принимается решение, а строки — альтернативам (назовем эту таблицу рабочей), с последующей сортировкой ЛПР значений каждого столбца и назначением такой границы для каждого из критериев, выход за которую, по мнению ЛПР, является недопустимым. Все альтернативы, не выходящие за установленную границу, считаются приемлемыми (приемлемые альтернативы будем называть перспективным множеством решений). Если, по мнению ЛПР, количество таких альтернатив велико, уже имеющуюся границу можно ужесточить, например, начав с наиболее значимого критерия. Таким образом, задача ЛПР состоит в таком выборе границы, при которой, с одной стороны перспективное множество не было бы пустым, а с другой — было бы не слишком большим по мощности. Этот выбор при исследовании рабочей таблицы он делает, исходя из своего опыта, профессионализма и интуиции.

Программная система “T-CHOICE”, базирующаяся на табличном методе, дополняет последний диалоговым средством, позволяющим делать процесс  корректировки текущей границы  более направленным, предоставляя ЛПР  информацию, облегчающую процесс  корректировки текущей границы.

2. Работа системы

Рассмотрим работу программы  на примере:

Пример 1: ЛПР необходимо выбрать автомобиль для покупки.

Исходные данные:

Таблица 2.1.2.1

Номер альтернативы	Наименование критерия
	Стоимость     (тыс. у.е.)	Расход топлива (литр)	Марка
1	25	10	Мерседес
2	15	9	БМВ
3	12	8	Форд
4	9	7	КИА
5	8	7	ВАЗ

Шаг 1: Ввод исходных данных в программу осуществляется посредством диалогового интерфейса, удобного пользователю. При вводе исходной информации необходимо будет выбрать тип вводимых данных.

Шаг 2: Далее программа  ранжирует критерии по заданному  направлению оптимальности, в нашем  случае: Расход топлива по убыванию, цена автомобиля по возрастанию, марка  по престижности (эксперт сам задаёт).

Шаг 3: Программа автоматически  выбирает Парето оптимальное множество  альтернатив, что позволяет отбросить  заведомо не эффективные решения. В  примере автомобиль «Форд» не удовлетворяет  критерию оптимальности по Парето.

Шаг 4: Установка границы. Предположим, что ЛПР готов заплатить за свой новый автомобиль не более 18 тыс. у.е.. Расход топлива не более 9 литров считается приемлемым для ЛПР. Что касается третьего критерия, то здесь ЛПР считает приемлемыми для него лишь заграничные марки автомобилей.

Таким образом, во вкладке  текущие альтернативы остаётся только два автомобиля, удовлетворяющие  граница критериев, а именно автомобиль КИА и автомобиль БМВ. Для дальнейшего выбора эксперт самостоятельно принимает решение и переносит его в раздел отобранные альтернативы, где содержится мини – банк отобранных решений. К примеру эксперт выбрал автомобиль КИА, из-за того что критерий расход топлива он считает более важным.

Рис. 2.1.2.1 Работа системы T-CHOCE.

3. Выводы по работе системы

Программная система "T-CHOICE" автоматизирует работу ЛПР, позволяя:

• выполнять ранжирование альтернатив в зависимости от предпочтений ЛПР;
• выделять множество Парето оптимальных альтернатив;
• устанавливать текущую границу;
• находить перспективное множество, соответствующее текущим границам;
• дополняет табличный метод некоторыми диалоговыми возможностями, повышающими его эффективность.

СППР «T-CHOICE» удобное средство упрощения табличного метода принятия решений, эффективность программы зависит только от эффективности эксперта, который с ней работает. Таким образом можно отметить что система освобождает эксперта от бумажной рутины, эта программа может быть эффективно внедрена на уровне операций, и на уровне принятия оперативных решений при условии большого количества данных требующих многокритериальной оценки и не имеющих явного аналитического представления. Эффективность программы была бы значительно выше если бы её работа была бы сопряжена с СУБД типа SQL.

2. Система поддержки принятия решений «MyPRIORITY»

1. Основные положения о системе

СППР «MyPRIORITY» основана на методе анализа иерархий, она классифицируется как диалоговая система функциональной архитектуры, система аналогична системе используемой в предыдущем подразделе, изготовленная тем же производителем, но использующая в своей основе МАИ. Особенности этого метода позволяют более наглядно рассматривать суть проблемы и облегчают выбор альтернатив из множеств малой мощности.

Диалоговые средства программы  позволяют:

• работать одновременно с несколькими задачами ПР (или несколькими иерархиями одной задачи ПР) ─ "MPRIORITY" является MDI-приложением;
• строить иерархии, необходимые для задачи (для этого в системе предусмотрен режим “Редактирования”);
• проводить попарные сравнения всех объектов иерархии (для этого в системе существует режим “Работы эксперта”; порядок сравнения полностью определяется пользователем);
• получать наиболее полную информацию о текущих сравнениях;
• устранять в случае необходимости возможные несогласованности данных в матрицах попарных сравнений;
• получать вектор приоритетов не только самого нижнего уровня иерархии, но и любого выбранного пользователем уровня.

2. Работа СППР «MyPRIORITY»

Будем использовать пример 1 из предыдущего подраздела.

Рассмотрим работу программы  и суть МАИ.

На рисунке 2.2.2.1 показана работа программы по рассматриваемому далее алгоритму.

Рисунок 2.2.2.1 Работа СППР MyPRIORITY

Известно, что в основе процесса познания человеком окружающей действительности лежат декомпозиция и синтез. При изучении какой-либо системы, человек производит ее декомпозицию на подсистемы, и затем, выявив отношения  между подсистемами, производит ее синтез. Декомпозиция и синтез используются в МАИ для создания структуры  задачи ПР — иерархии. В вершине иерархии, используемой в МАИ для представления задачи ПР, располагается основная цель, далее, на уровень ниже — подцели, и, наконец, на самом нижнем уровне — альтернативы, среди которых производится выбор (и) или ран- жирование. Цель, подцели, альтернативы далее будем называть объектами или элементами иерархии.

В МАИ иерархия является основным способом представления структуры  задачи ПР. Основное назначение иерархии в МАИ — оценка высших уровней  иерархии исходя из взаимодействия ее различных уровней. Следующим этапом (этапом 2) является осуществление попарного  сравнения отдельных компонент  иерархии (далее просто сравнения).

Попарные сравнения —  это процесс, согласно которому ЛПР  сравнивает все пары объектов из некоторого списка по некоторому критерию, указывая каждый раз, более предпочитаемый объект (по этому критерию).

Все результаты попарных сравнений  заносятся в соответствующую  таблицу (матрицу попарных сравнений), по которой потом проводятся необходимые  вычисления.

Этап 2 позволяет ЛПР установить интенсивность взаимодействия между  элементами иерархии или силу, с  которой различные элементы одного уровня иерархии влияют на элементы предшествующего  уровня.

Используемая качественная шкала представлена в таблице 2.2.2.1. Как видно из представленной шкалы, максимально возможное численное  превосходство одного объекта над  другим — 9. Чем обоснован верхний  предел 9? Перечислим основные причины  использования приведенной шкалы и верхнего предела 9:

• качественные различия значимы на практике в том случае, когда сравниваемые объекты близки относительно критерия (свойства), использованного для сравнения;
• способность человека проводить качественные различия между объектами можно представить пятью качественными характеристиками: равный, слабый, сильный, очень сильный и абсолютный (для достижения большей точности, вводятся компромиссные характеристики между перечисленными выше характеристиками);