Исследование и разработка методов и систем для поддержки выбора коллективных решений с учетом взаимных требований сторон тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Попов, Николай Васильевич

• Попов, Николай Васильевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Попов, Николай Васильевич

Введение

Глава 1. Анализ литературных источников.

1.1 Характеристика задач коллективного выбора. Основные признаки и процедуры.

1.2 Подходы к анализу и выбору коллективных решений.

1.3 Методы синтеза коллективных решений.

1.4 Обзор программных средств.

1.4.1 История создания групповых систем поддержки принятия решений.

1.4.2 Классификация групповых систем поддержки принятия решений.

1.4.3 Перспективы развития.

1.5 Цель и задачи исследования.3 О

Глава 2. Разработка методов, моделей и алгоритмов коллективного выбора.

2.1 Описание подхода к коллективному выбору на основе учета взаимных требований.

2.2 Разработка модели представления знаний для системы коллективного выбора

2.3 Описание алгоритмов обработки знаний в системе коллективного выбора решений.

2.4 Основные требования к программной реализации системы поддержки коллективного выбора.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка методов и систем для поддержки выбора коллективных решений с учетом взаимных требований сторон»

Принятие решений составляет основу процессов управления активными системами. В сложных социально-производственных, социально-экономических, социально-технических и других антропогенных системах в процессах принятия решений неизбежно возникают конфликты, обусловленные противоречивыми интересами элементов системы. Выработка управленческих решений в условиях конфликта предполагает нахождение некоторого компромисса между интересами входящих в систему субъектов и объектов. Авторитарная политика управления, игнорирующая интересы всех субъектов, кроме одного, чревата трудностями, которые могут возникнуть в процессе реализации управленческого решения. Однако, с точки зрения математики, выбор решения одним лицом представляет собой традиционную задачу, для решения которой предложено множество разнообразных методов.

Выработка управленческих решений с учетом интересов множества субъектов рассматриваемой системы является . нетривиальной математической задачей, которая может иметь различные постановки. Эти постановки отличаются способами описания объектов и субъектов системы, методами формирования (синтеза) управленческих решений, принципами нахождения компромисса между субъектами, выраженными на языке математики, средствами оценки генерируемых решений. Методы формирования и анализа решений с учетом интересов всех субъектов системы позволяют находить сбалансированные и эффективные решения, имеющие высокие шансы на успешную практическую реализацию. Это становится возможным благодаря возможности разрешения конфликтов на стадии выработки, а не реализации решения, а также применению принципов коллективного управления, которые в настоящее время необходимы практически всем компаниям, поскольку процессы принятия решений становятся все более сложными, и ни один специалист не обладает всей информацией и знаниями для решения задачи индивидуально.

Коллективный стиль принятия решений, в свою очередь, накладывает жесткие ограничения на сроки анализа решений, которые становятся короче. Коллективное взаимодействие становится все более информационно концентрированным, происходит увеличение риска информационной перегрузки. И применение информационных технологий - основной способ преодоления этих проблем. Поскольку решение задач с учетом взаимных требований сопряжено с обработкой больших объемов разнородной информации и часто требует активного участия территориально удаленных пользователей, для таких задач особенно важна разработка соответствующих программных средств поддержки принятия решений. Эти средства должны базироваться на эффективных моделях и алгоритмах, на применении современных информационных технологий, в том числе, на организации доступа через Web-интерфейс с использованием сетей передачи данных и на интеграции с хранилищами данных. Большинство существующих программных продуктов для поддержки принятия решений (Decision Support System) представляют собой либо модификации методов и алгоритмов традиционного индивидуального выбора, не всегда отвечающие сути группового выбора, либо выполняют функции предварительной подготовки информации и ускорения информационного обмена, но не осуществляют генерацию и анализ решений.

Таким образом, возникает необходимость в разработке специальных методов, алгоритмов, методик и программных средств для решения задач коллективного выбора с учетом требований множества его участников. Эти методики ориентированы на быстрый поиск исходной информации, многовариантный математический анализ полученных от пользователей данных и нахождение компромиссного решения, удовлетворяющего в той или иной степени требованиям всех субъектов.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Попов, Николай Васильевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе были получены следующие результаты:

1. Разработана модель коллективного выбора сложных решений с учетом взаимных требований участников, позволяющая формировать и анализировать варианты решений на основе различных обобщенных характеристик.

2. Исследованы способы представления знаний, используемых в задачах с взаимными требованиями, для распределенной компьютерной системы поддержки процессов формирования и выбора сложных коллективных решений. Разработаны эффективные структуры для хранения этой информации и предложены новые способы представления знаний об объективных характеристиках объектов выбора (свойствах) и субъективных предпочтениях участников (требованиях) в виде множеств, нечетких множеств, внешних и вычисляемых значений.

3. Разработано многопользовательское программное обеспечение для поддержки коллективного выбора, включающее базу знаний, реализованную средствами постреляционной СУБД Cache Intersystems, модуль многовариантных математических расчетов, развитый интерфейс для территориально удаленных пользователей, средства визуализации, анализа и документирования результатов. Возможности модификации исходной информации в режиме on-line и оперативного выполнения многовариантных расчетов позволяют быстро находить компромиссные решения и разрешать возникающие конфликты.

4. Предложены новые алгоритмы вычисления мер соответствия свойств требованиям, алгоритмы расчета обобщенной меры удовлетворения взаимных требований субъектов выбора, алгоритмы работы модулей анализа полученных результатов, а также обобщенный алгоритм работы системы в целом. Разработан эффективный оптимизирующий интерпретатор выражений для представления и обработки вычисляемых свойств и обобщенных характеристик сложных решений.

5. Исследованы свойства и характеристики разработанных моделей, методов и алгоритмов на практических примерах из разных предметных областей. Разработаны методики решения задач коллективного выбора с использованием созданных программных средств. Проведены анализ эффективности и оптимизация разработанного программного обеспечения, позволившие сократить время работы в среднем в 50 раз за счет кэширования промежуточных результатов расчета и двумерной индексации доступа к кэшу, а также за счет эффективного представления данных.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Попов, Николай Васильевич, 2005 год

1. Argyris С., Scion D. Theory in Practice, Jossey-Bass, San Francisco, 1974.

2. Arrow K.J. Social Choice and Individual Values. New York: John Wiley, 1963.

3. Bauer P., Nouak S., Winkler R. A brief course in Fuzzy Logic and Fuzzy Control, ftp://ftp.flll.uni-linz.ac.at/pub/info, 1996.

4. Bavelas A. Communication Patterns in Task-Oriented Groups. In D. Cartwright and A. Zander (Eds.), Group Dynamics: Research and Theory, 3rd cd., Harper and Row, New York, 1968.

5. Bui X.T., Jarke M. A DSS for Cooperative Multiple Criteria Group Decision Making. Proc. 5th Internat. Conf. Information Systems, 1984, p. 101-113.

6. Clarke E.H. Multipart pricing of public goods. / Public Choice, 1970, № 11, p. 17-33.

7. DeSanctis G., Gallupe R. B. A Foundation for the study of Group Decision Support System, Management Science, 1987, Vol.33, No.5, p.589-609.

8. Gardenfors P. 1975. Match making: assignments based on bilateral preferences. Behavioral Science, 3(20): 166-173.

9. Gibbard A. Manipulation of voting schemes: a general result. / Econometrica, 1973, №41, p. 587-601.

10. O.Green J., Laffont J.J. Incentives in public decision making. In Studies of Public Economics, vol.1, Amsterdam: North Holland, 1979.

11. Groves T. Incentives in teams. / Econometrica, 1973, № 41, p. 617-663.

12. Groves Т., Loeb M. Incentives and public inputs. Journal of public Economics, 1975, №4, p. 211-226.

13. Hoffman L. R., "Applying Experimental Research on Group Problem Solving to Organizations," /. Appl. Behavioral Sri., 15, 1979, p. 375-391.

14. Kull D. Group Decisions: Can a Computer Help?, Computer Decisions, 1982, Vol.14, No.5, p.64-70.

15. Maher M.L., Longinos P. Development of an expert system shell for engineering design. / International Journal Applied Engineering Education, 1986, p. 1-8.

16. Nash J.F. The bargaining problem. / Econometrica, 1950, №28, p. 155-162.17,Oxman R., Gero J.S. Using an expert system for design diagnosis and designsynthesis. / Expert Systems. Sydney: Addison-Wesley, 1987, p. 66-84.

17. Pulyamon V., Raymond Koon-Ying Li. A framework for distributed group multi-criteria decision support Systems. http://ausweb.scu.edu.au/aw03/papers/li/paper.html

18. Roy B. Multicriteria Methodology for Decision Aiding. Dordrecht: Kluwer Academic Publisher, 1996.

19. Saaty T.L. Decision Making with Dependence and Feedback. The Analytic Network Process. Pittsburgh: PWS Publications, 1996. 370 p.

20. Saaty T.L. Fundamentals of Decision making and Priority Theory with the Analytic Hierarchy Process. Pittsburgh: RWS Publications, 1994. - 527 p.

21. Satterthwaite M.A. Strategy-proofness and Arrow's conditions: existence and correspondence theorems for voting procedures and social welfare functions. / Journal of Economic Theory, 1975, № 10, p. 198-217.

22. Sen A.K. Collective Choice and Social Welfare. San Francisco: Holden Day, 1970.

23. Shim P., Warkentin M., Courtney J. F., Power D. J., Sharda R. Past, present, and future of decision support technology. Journal of Decision Support . Systems, 2002, vol.33, No.2, p.l 11-126.

24. Steeb R., Johnston S. C. A Computer-Based Interactive System for Group Decision Making". IEEE Trans. Systems, Man, Cybernet., 1981, vol. 8, p.544-552.

25. Stodolsky D. Automatic Mediation in Group Problem Solving. Behavior Research Methods and Instrumentation, 1981, vol. 13.2 , p.235-242.

26. Tung L., Turban E. A Proposed Research Framework for Distributed Group Support Systems. Journal of Decision Support Systems, 1998, vol.23, p.175-188.

27. Turoft M., Hiltz S. R. Computer Support for Group versus Individual Decisions, IEEE Trans. Communications, 1982, vol. 1, p. 82-90.

28. Watson R. T., Kinney S. T. Computer Augmented Teamwork: A Guided Tour, New York: Van Nostrand Reinhold, 1992, p. 163-179.

29. Абовский Н.П. Творчество: системный подход, законы развития, принятие решений. М.: СИНТЕГ, 1998, 312 с.

30. Автономов В.Н. Создание современной техники: Основы теории и практики. М.: Машиностроение, 1991, 304 с.

31. Айзерман М.А., Алескеров Ф.Т. Выбор вариантов. Основы теории. — М.: Наука, 1990, 240 с.

32. Айзерман М.А., Вольский В.И., Литваков Б.М. Элементы теории выбора. Псевдокритерии и пседвокритериальный выбор. М.: ИПУ РАН, 1994, 216 с.

33. Андрейчиков A.B. Автоматизированные информационные системы для синтеза новых механизмов. / Автореферат дисс. на соиск. уч. степени доктора техн. наук. СПб., СПИИРАН, 1994, 42 с.

34. Андрейчиков A.B. Исследование компьютерного моделирования процедур синтеза принципиально новых механизмов. / Проблемы машиностроения и автоматизации, 1995, № 1-2, с. 18-25.

35. Андрейчиков A.B. Компьютерное моделирование творческих процедур синтеза принципиально новых механизмов. / Проблемы машиностроения и автоматизации, 1995, № 1-2, с. 11-18.

36. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2000, 368 с.

37. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения). М.: Машиностроение, 1998, 476 с.

38. Андрейчикова О.Н. Новый подход к проблеме коллективного выбора на базе удовлетворения взаимных требований сторон. // Программные продукты и системы, 2001, № 3, с.24-27.

39. Андрейчикова О.Н., Андрейчиков A.B. Интеллектуальные системы для поддержки концептуального проектирования. // Труды конгресса «Искусственный интеллект в XXI веке». М.: Физматлит, 2001, т. 2., с. 719-729.

40. Андрейчикова О.Н., Попов Н.В. Программная система для формирования и выбора коллективных решений. // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2003, № 6.

41. Арлазаров B.JL, Журавлев Ю.И., Ларичев О.И., и др. Теория и методы создания интеллектуальных компьютерных систем. / Информационные технологии и вычислительные системы, 1998, № 1, с. 3-13.

42. Балашов Е.П. Эволюционный синтез систем. М.: Радио и связь, 1985, 328 с.

43. Балдин К.В., Воробьев С.Н. Управленческие решения: теория и технологии принятия. Учебник для вузов. М.: Проект, 2004. - 304 с.

44. Березовский Б.А., Борзенко В.И., Кемпнер JI.M. Бинарные отношения в многокритериальной оптимизации, М.: Наука, 1981,147 с.

45. Берталанфи JI. Общая теория систем: Критический обзор. — В кн.: «Исследования по общей теории систем». М.: Прогресс, 1969, с. 23-82.

46. Борисов А.Н., Вилюмс Э.Р., Сукур Л .Я. Диалоговые системы принятия решений на базе МИНИ-ЭВМ: Информационное, математическое и программное обеспечение. Рига: Зинатне, 1986, 195 с.

47. Борисов А.Н., Крумберг O.A., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Рига: Зинатне, 1990, 184 с.

48. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. -М.: Конкорд, 1992, 519 с.

49. Вермишев Ю.Х. Методы автоматического поиска решений при проектировании сложных технических систем. — М.: Радио и связь, 1982, 152 с.

50. Вилкас Э.Й., Майминас Е.З. Решения: теория, информация, моделирование. М.: Радио и связь, 1981, 328 с.

51. Воробьев H.H. Теория игр для экономистов-кибернетиков. М.: Наука, 1985, 272 с.

52. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2000, 384 с.

53. Гвоздик A.A. Упорядочение объектов на основе выделения согласованной информации о предпочтениях. / Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1989, №5,с. 113-117.

54. Гейн К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и методы. — М.: Эйтекс, 1992.

55. Герасименко И.Я., Юсупов P.M. Анализ системного равновесия в конфликтных ситуациях. / Препринт № 160. СПб.: СПИИРАН, 1992, 57 с.

56. Городецкий В.И. Многоагентные системы: основные свойства и модели координации поведения. / Информационные технологии и вычислительные системы, 1998, № 1, с. 22-34.

57. Горский П.В. Мифы и реальности использования научных методов принятия решений в бизнесе. / Банковские технологии,2002, №9, с. 56-58

58. Гришина Н.В. Психология конфликта. СПб.: Питер, 2000, 464 с.

59. Грэй П. Логика, алгебра и базы данных. М.: Машиностроение, 1989, 368 с.

60. Демьянов В.Ф., Малоземов В.Н. Введение в минимакс. М.: Наука, 1972, 368 с.

61. Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. -М.: Финансы и статистика, 1995, 208 с.

62. Дифференциальные игры со многими участниками. Указатель литературы за 1989-94. Челябинский госуниверситет, 1995, 124 с.

63. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. М.: Наука, 1986, 296 с.

64. Дубров A.M., Лагоша Б.А., Хрусталев Е.Ю. Моделирование рисковых ситуаций в экономике и бизнесе. М.: Финансы и статистика, 1999, 176 с.

65. Жаке-Лагрез Э. Применение размытых отношений при оценке предпочтительности распределенных величин. / В сб.: Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений. М.: Статистика, 1979, с.168-183.

66. Жуковин В.Е. Нечеткие многокритериальные модели принятия решений. -Тбилиси: Мецниереба, 1988, 70 с.

67. Жуковский В.И. Кооперативные игры при неопределенности и их приложения. -М.: Эдиториал УРСС, 1999, 336 с.

68. Жуковский В.И., Салуквадзе М.Е. Оптимизация гарантий в многокритериальных задачах управления. Тбилиси: Мецниереба, 1996.

69. Заде Л. Понятие .лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. -М. Мир, 1986, 165 с.

70. Заде Л.А. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений. В кн.: «Математика сегодня». М.: Знание, 1974, с. 549.

71. Кожухаров А.Н., Ларичев О.И. Многокритериальная задача о назначениях. // Автоматика и телемеханика, 1977, № 7

72. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982, 432 с.

73. Краснощеков П.С., Федоров В.В., Флеров Ю.А. Элементы математической теории принятия проектных решений. / Автоматизация проектирования, 1997, № 1, с.15-23.

74. Кречетов Н.Е., Петухова Е.А., Скворцов В.И., Умников A.B., Щукин Б.А. Постреляционная технология CACHÉ для реализации объектных приложений. Учебное пособие. М.:МИФИ, 2001. 152 с.

75. Кудрявцев A.B. Обзор методов создания новых технических решений. -М.: ВНИИПИ, 1988, 53 с.

76. Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. Таганрог: Издательство ТРТУ, 1998, 242 с.

77. Лаборатория "ТИМ Кадет" // Информация из Интернет http://www.team.ru/lab/

78. Ларичев О.И. Наука и искусство принятия решений. — М.: Наука, 1979, 200 с.

79. Ларичев О.И. Системы, основанные на экспертных знаниях: история, современное состояние и некоторые перспективы. / Труды конференции КИИ'2000, том 1. М.: Изд. физ.-мат. лит., 2000, с. 3-8.

80. Ларичев О.И. Субъективные модели и объективные решения. М.: Наука, 1987.

81. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в Волшебных Странах. М.: Логос, 2000, 296 с.

82. Ларичев О.И., Браун Р. Количественный и вербальный анализ решений: сравнительное исследование возможностей и ограничений. / Экономика и математические методы, 1998, т.34, вып.4, с. 97-107.

83. Львов В. Создание систем поддержки принятия решений на основе хранилищ данных. / Системы управления базами данных, 1997, № 3, с. 3040.

84. Макаров И.М. Теория выбора и принятия решений. М.: Наука, 1982, 382 с.

85. Мейер Д. Теория реляционных баз данных. М.: Мир, 1987,368 с.

86. Месарович М., Тахакара Я. Общая теория систем: математические основы. -М.: Мир, 1978, 312 с.

87. Миркин Б.Г. Анализ качественных признаков и структур. М.: Статистика, 1980, 319 с.

88. Миркин Б.Г. Проблема группового выбора. М.: Наука, 1974, 256 с.

89. Мулен Э. Кооперативное принятие решений: Аксиомы и модели. М.: Мир, 1991,464 с.

90. Наумова Н.И. Неманипулируемость некоторых процедур голосования с векторными стратегиями. / В избранных трудах междунар. конф. по проблемам управления, том 2. М.: СИНТЕГ, 1999, с. 83-88.

91. Нейман Дж. фон, Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение. -М.: Наука, 1970, 601 с.

92. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения. -М.: Радио и связь, 1986,408 с.

93. Оптимизация качества. Сложные продукты и процессы. / Калинина Э.В., Лапига А.Г., Поляков В.В. и др. М.: Химия, 1989, 256 с.

94. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой входной информации. М.: Наука, 1981, 208 с.

95. Планкетт Л., Хейл Г. Выработка и принятие управленческих решений. -М.: Экономика, 1984, 187 с.

96. Подиновский В.В. Многокритериальные задачи с однородными равноценными критериями. / Журнал вычислительной математики и математической физики, 1975, №2, с. 330-344.

97. Подиновский B.B., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. -М.: Наука, 1982, 320 с.

98. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии. -М.: Наука, 1988, 280 с.

99. Поспелов Д.А. Многоагентные системы настоящее и будущее. / Информационные технологии и вычислительные системы, 1998, № 1, с. 14-21.

100. Поспелов ДА. Моделирование рассуждений. М.: Радио и связь, 1989, 184 с

101. Поспелов ДА. Ситуационное управление: теория и практика. — М.: Наука, 1986,288 с.

102. Разбор выражений. Компиляторы и интерпретаторы. // Информация из Интернет http://algolist.manual.ru/syntax/index.php

103. Руа Б. К общей методологии выработки и принятия решений. / В сб.: Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений. -М.: Статистика, 1979, с.123-167.

104. Руа Б. Классификация и выбор при наличии нескольких критериев (метод ЭЛЕКТРА). В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. - М.: Мир, 1976, с. 80-107.

105. Руководство по администрированию Caché 4.1.3 // Информация из Интернет http://www.informx.ru

106. Саати Т.Л. Математические модели конфликтных ситуаций. М.: Советское радио, 1977, 302 с.

107. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1989,316 с.

108. Смирнов A.B., Пашкин М.П., Рахманова О.И. Многоагентные системы поддержки принятия решений для предприятий малого и среднего бизнеса. / Информационные технологии и вычислительные системы, 1998, № 1, с. 86-94.

109. Сравнения и тесты процессоров AMD Athlon ThunderBird 1.2, 1.33, 1.4ГГц и Intel Pentium IV 1,7ГТц // Информация из Интернет http ://www.forum3 .ru/reviews/amd 121314intel 17/

110. Танаев B.C., Гордон B.C., Шафранский Я.М. Теория расписаний. Одностадийные системы. М.: Наука, 1984.

111. Taxa X. Исследование операций. В 2-х кн. М.: Мир, 1985.

112. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2-х кн. -М.: Мир, 1985.

113. Трахтенгерц Э.А. Методы генерации, оценки и согласования решений в распределенных системах поддержки принятия решений. / Автоматика и телемеханика, 1995, № 4, с. 3-52.

114. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. — М.: СИНТЕГ, 1998, 376 с.

115. Трахтенгерц Э.А. Субъективность в компьютерной поддержке управленческих решений. М.: СИНТЕГ, 2001,256 с.

116. Трухаев Р.Н. Методы принятия решений в условиях неопределенности. -М.: Наука, 1980, 321 с.lv23. Фишер Р. Путь к согласию или переговоры без поражения. М.: Наука, 1992, 155 с.

117. Шишкин Е.В., Чхартишвили А.Г. Математические методы и модели в управлении. М.: Дело, 2000,400 с.

118. Шоломов JI.A. Функциональные возможности и сложность механизмов выбора, основанных на исключении худших вариантов. / Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1987, № 1, с. 10-17.

119. Юдин Д.Б. Вычислительные методы теории принятия решений. М.: Наука, 1989, 320 с.