Класифікаційні моделі та системні методи інформаційної підготовки та підтримки багатокритеріальних рішень - Автореферат

Задачі прийняття рішень (ПР), які виникають в різноманітних сферах діяльності, набули більш складний, міждисциплінарний характер. Існують значні класи задач ПР (називатимемо такі задачі однотипними в обраній СПГ), де виникають певні складності з безпосереднім залученням під час вибору необхідних експертів (наприклад, вибір очисних споруд в галузі екології, конкурентних стратегій в галузі маркетингу). Для таких задач, де усі складності з аналізу та вибору рішення цілком лягають на особу, що приймає рішення (ОПР), існує практична необхідність розробки інтелектуальних програмних засобів ПР на засаді врахування знань експертів в цих галузях. Метою роботи є підвищення ефективності розвязання однотипних для проблемних галузей задач прийняття рішень за рахунок створення інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень, що використовують концептуальні класифікаційні моделі та системні, орієнтовані на знання методи підтримки прийняття рішень. метод дослідження - методи системного аналізу використовуються для підвищення ефективності процесу прийняття рішень; системологічний класифікаційний аналіз використовується також для врахування залежностей в слабкоструктурованих проблемних галузях, розробки ККМ альтернатив та методу інформаційної підготовки прийняття рішень; математичний апарат теорії графів - для формального описання ККМ альтернатив.Підвищення ефективності цього етапу потребує: формалізації вимог (повноти, дієвості та ін.), що висувають до ; використання інформації з ієрархії критеріїв , яка може бути побудована як проекція дерева цілей на множину властивостей альтернатив. В умовах складності безпосереднього залучення до вибору фахівців з ПР така підготовка потребує врахування інформації про альтернативи та їх властивості, можливі цілі та критерії, існуючі залежності. відношення старшинства “”на суттєвих властивостях : (властивість старше властивості ), якщо існує таке значення першої властивості, що з існування виходить . партитивні класифікації (ПК) альтернатив (2), що задають функціональний склад, призначення ФЕ, суттєві властивості та партитивну структуру альтернатив (ПК альтернатив позначено тонкими чорними лініями); , (3) де - родо-видова класифікація альтернатив з множиною вершин , що задає альтернативи та їх функціональні призначення ( - на першому рівні ієрархії знаходиться один обєкт - альтернатива-клас, що описує універсальну множину альтернатив); - множина дуг, що задає відношення ;Наведено нове розвязання науково-прикладної задачі розробки орієнтованих на знання моделей та методів для автоматизованої підтримки процесу прийняття рішень засобами ІСППР на засаді системологічного класифікаційного аналізу проблемних галузей, що дозволило підвищити ефективність розвязання однотипних в таких галузях задач прийняття рішень шляхом урахування більш обєктивної та структурованої інформації під час їх описання. Під час дослідження було отримано такі результати: Проведено аналіз досліджень в галузі прийняття рішень та системного аналізу, галузі створення ІСППР та визначена необхідність підвищення ефективності розвязання однотипних в СПГ задач багатокритеріального прийняття рішень за рахунок створення ІСППР, які використовують для підтримки особи, що приймає рішення, ККМ проблемних галузей та системні, орієнтовані на знання методи прийняття рішень. Вперше розроблена ІККМ альтернатив, що забезпечує структуроване описання універсальної множини альтернатив для інформаційної підготовки та підтримки однотипних в СПГ задач багатокритеріального прийняття рішень за рахунок систематизації, більш обєктивного та детального описання властивостей, цілей функціонування, функціонального складу та структури альтернатив. Для створення ІККМ альтернатив удосконалено метод інформаційної підготовки прийняття рішень, який дозволяє встановити необхідні для рішення істотні аспекти та відношення в СПГ. Удосконалено метод формування множини критеріїв вибору як проекції дерева цілей прийняття рішень на властивості альтернатив за рахунок використання формалізованих вимог до множини критеріїв та єдиної інформаційної бази всього процесу прийняття рішень у вигляді ІККМ альтернатив.

2. Основний зміст роботи

В роботі наведено дослідження процесу багатокритеріального прийняття рішень у слабкоструктурованих проблемних галузях в умовах складності безпосереднього залучення до вибору експертів та фахівців з прийняття рішень. Наведено нове розвязання науково-прикладної задачі розробки орієнтованих на знання моделей та методів для автоматизованої підтримки процесу прийняття рішень засобами ІСППР на засаді системологічного класифікаційного аналізу проблемних галузей, що дозволило підвищити ефективність розвязання однотипних в таких галузях задач прийняття рішень шляхом урахування більш обєктивної та структурованої інформації під час їх описання.

Під час дослідження було отримано такі результати: Проведено аналіз досліджень в галузі прийняття рішень та системного аналізу, галузі створення ІСППР та визначена необхідність підвищення ефективності розвязання однотипних в СПГ задач багатокритеріального прийняття рішень за рахунок створення ІСППР, які використовують для підтримки особи, що приймає рішення, ККМ проблемних галузей та системні, орієнтовані на знання методи прийняття рішень.

Вперше розроблена ІККМ альтернатив, що забезпечує структуроване описання універсальної множини альтернатив для інформаційної підготовки та підтримки однотипних в СПГ задач багатокритеріального прийняття рішень за рахунок систематизації, більш обєктивного та детального описання властивостей, цілей функціонування, функціонального складу та структури альтернатив. Для створення ІККМ альтернатив удосконалено метод інформаційної підготовки прийняття рішень, який дозволяє встановити необхідні для рішення істотні аспекти та відношення в СПГ. Розроблені модель та метод дозволяють використовувати єдину інформаційну основу для підтримки ОПР за рахунок більш обєктивного та структурованого надання інформації, необхідної протягом основних етапів процесу прийняття рішень.

Удосконалено метод декомпозиції цілей ПР за рахунок використання ІККМ альтернатив як бази моделей-основ декомпозиції на етапах: вибору моделі-основи декомпозиції з урахуванням формалізованих умов та змістовних моделей альтернатив; формування цілей вибору на базі формулювань функціональних призначень альтернативи-основи та її елементів. Це дозволило формалізувати та автоматизувати деякі творчі етапи декомпозиції, що виконувалися раніше при безпосередній участі в процесі вибору експертів.

Удосконалено метод формування множини критеріїв вибору як проекції дерева цілей прийняття рішень на властивості альтернатив за рахунок використання формалізованих вимог до множини критеріїв та єдиної інформаційної бази всього процесу прийняття рішень у вигляді ІККМ альтернатив. Вимоги повноти, дієвості, ненадлишковості, розкладності та мінімальної розмірності, що висуваються під час вибору множини критеріїв та дозволяють підвищити ефективність прийняття рішень, формалізовано на підставі використання структурованої інформації з ІККМ альтернатив. Це дозволило підвищити обєктивність та структурованість критеріального описання задач прийняття рішень та автоматизувати процес формування множини критеріїв.

Удосконалено метод параметричної ідентифікації адитивної функції корисності під час визначення особою, що приймає рішення, вагових коефіцієнтів критеріїв шляхом їх парних порівнянь з урахуванням ієрархічної структури критеріального описання вибору та забезпечення експертною інформацією стосовно важливості відповідних властивостей альтернатив з ІККМ альтернатив. Це дозволило зменшити навантаження на людську систему опрацювання інформації, зменшити кількість звернень до ОПР та помилок, збільшити узгодженість інформації стосовно важливості критеріїв вибору.

Проведено дослідження ІККМ альтернатив та розроблених методів, які є незалежними від предметної галузі прийняття рішень, тобто, можуть використовуватися для підтримки процесів прийняття рішень в різноманітних слабкоструктурованих проблемних галузях, та дозволяють забезпечити розвязання всього класу однотипних задач ПР, що виникають в таких галузях.

Розроблено засіб організації баз знань на підставі ІККМ альтернатив та алгоритми інформаційної підготовки та підтримки прийняття рішень, що працюють на підставі таких баз знань та є основою для створення автоматизованих засобів підтримки процесів багатокритеріального прийняття рішень в слабкоструктурованих проблемних галузях.

Розроблено програмний інструментарій прийняття рішень, предметна незалежність якого дозволяє підвищити ефективність створення ІСППР для класів однотипних задач ПР. Інструментарій використано на головному обчислювальному центрі державного підприємства “Харківський завод електроапаратури” для підтримки прийняття конструкторських рішень; під час створення ІСППР в галузях вибору конкурентних стратегій, очисних споруд, в галузі профорієнтації. Результати використано в НДР та навчальному процесі.

1. Нестеренко О.А., Соловьева Е.А. Применение системологического классификационного анализа при создании интеллектуальных систем поддержки принятия решений // Проблемы бионики. - 2001.-№ 54. - С. 88 - 95.

2. Нестеренко О.А. Разработка классификационной модели описания альтернатив для слабо структуризованных задач принятия решений // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Тематичний збірник наукових праць "Нові рішення у сучасних технологіях" - Харків:НТУ"ХПІ".-2001. - № 14. - С. 103-110.

3. Нестеренко О.А. Метод поддержки декомпозиции целей принятия решений на базе классификационной модели описания альтернатив // АСУ и приборы автоматики - 2001. - №116. - С. 70-77.

4. Нестеренко О.А. Метод автоматизированной поддержки формирования множества критериев для задач принятия решений // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Тематичний збірник наукових праць "Нові рішення у сучасних технологіях" - Харків: НТУ "ХПІ".-2001. - № 15.-С. 36-42.

5. Лавриненко С. Б., Нестеренко О. А., Шумеев А. Л. О целесообразности учета лево- и правополушарной парадигмы при реализации основных компонентов систем поддержки принятия решений // Проблемы бионики. - 1998. - №50. -С. 169-178.

6. Соловьева Е.А., Маторин С.И., Нестеренко О.А. Управление экологическими системами на основе системологических методов и моделей // Системный анализ, управление и информационные технологии. Вестник Харьковского государственного политехнического университета - Харьков: ХДПУ. - 2000. - №97. - С. 175 -179.

7. Бондаренко М.Ф., Маторин С.И., Нестеренко О.А., Соловьева Е.А. Системологические методы концептуального моделирования слабоструктурированных проблемных областей на основе естественной классификации // Проблемы бионики. - 2000. - №51. - С. 3-18.

8. Нестеренко О.А. Опыт создания прототипа интеллектуальной информационной системы для поддержки принятия решений в области промышленной экологии // Проблемы бионики. - 1998. - №48. - С. 101 - 106.

9. Нестеренко О.А. Система поддержки принятия решений в промышленной экологии: построение модели принятия решений для многокритериальных задач выбора природоохранных мероприятий // Тези доповідей науково-методичної конференції “Використання компютерних технологій у навчальному процесі”. - Харків: ХТУРЕ. - 1997. - С. 81.

10. Нестеренко О.А., Саламаха А.Н. Разработка средств управления базой знаний для системы поддержки принятия решений в области дипломного проектирования // Труды 5-й Международного молодежного форума "Электроника и молодежь в XXI веке".-Харьков: ХТУРЭ. - 2001.- С. 410-411.

Повний перелік тез доповідей наведено в дисертаційній роботі.