Система поддержки принятия решений по многокритериальной оценке и выбору проектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.16, кандидат технических наук Трунов, Дмитрий Геннадьевич

• Трунов, Дмитрий Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Трунов, Дмитрий Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ.

Описание проблемы.

Основные принципы разработки распределенной системы поддержки принятия решений.

Этапы процедуры формирования, принятия и контроля исполнения решений.

Компоненты системы поддержки принятия решений.

Постановка задачи.

2 МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИТ ППР ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО АНАЛИЗА.

Краткий обзор методов многокритериального выбора.

Терминология.

Комплексная оценка, дерево критериев.

Матрицы свертки.

Метод построения вариантов решения, приводящих ситуацию в требуемое состояние с минимальными затратами.

Математические модели, методы и алгоритмы блока распределения ресурсов.

Постановка задачи выбора инвестиционных проектов.

Математическая модель метода "затраты-эффективность".

Алгоритм решения с применением анализа "затраты-эффективность".

3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИТ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ.

Выдвигаемые требования.

Реализация алгоритмов ИТ ППР.

Функциональные блоки ПО.

Технические характеристики ПО ИТ ППР.

Опыт практического внедрения программного обеспечения в процесс принятия решений на стратегическом уровне.

Возможности расширения сферы применения и дальнейшее развитие ИТ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система поддержки принятия решений по многокритериальной оценке и выбору проектов»

Сегодня в России возрастает интерес к использованию передовых информационных технологий (ИТ) в обеспечении процесса принятия решений и стратегического управления.

В инвестиционной деятельности применение таких технологий сводится, в частности, к выбору проектов и распределению ресурсов между ними. Так как количество ресурсов в большинстве случаев ограничено, то возникает задача их распределения оптимальным образом. До последнего времени развитие инвестиционной деятельности сдерживалось многими факторами. Это нестабильная экономика; несовершенное законодательство; недостаток средств; неразвитый рынок и инфраструктура. Предприятия часто работают в условиях повышенного риска не возврата вложенных средств при выборе инвестиционных проектов в условиях российской экономики. Использование подобной ИТ в деятельности предприятий позволяет повысить их рентабельность и в целом улучшить экономический климат.

В последние годы характерно усложнение задач стратегического управления страной и регионами в условиях возникающих критических ситуаций, требующих быстрого и эффективного принятия решений при остром дефиците ресурсов и времени. Возникла необходимость создания системы информационной поддержки принятия решений, обеспечивающей повышение оперативности и эффективности решения задач стратегического управления. Основной частью такой также является задача эффективного распределения ограниченных ресурсов.

Таким образом актуальной становится как адаптация уже существующих моделей и методов многокритериальной оценки, так и развитие этих методов с учетом требований конечного пользователя. Также актуальность приобретает разработка человеко-машинной системы поддержки принятия решений, которая должна не только решать задачи оценки и эффективного выбора проектов, но и обеспечивать весь перечень работ, связанных с оценкой, выбором и реализацией проектов.

Система поддержки принятия решений должна удовлетворять требованиям конечного пользователя к человеко-машинным процедурам.

Основой системы поддержки принятия решений является информационная технология (ИТ) подготовки, принятия и контроля исполнения государственных решений в кризисных ситуациях федерального масштаба или в организационных структурах в условиях недостатка средств и реализующее ее программное обеспечение (ПО). Основным назначением системы является обеспечение полного цикла процесса формирования, принятия и контроля исполнения решений в многоуровневой организации с возможностью настройки на любую содержательную задачу.

Для реализации поставленной цели можно сформулировать следующие задачи, которые должна решать система поддержки принятия решений:

1) разработка человеко-машинных процедур (регламентов) подготовки, принятия и контроля исполнения решений;

2) построение различных систем показателей (критериев), характеризующих объект;

3) оценка требуемых ресурсов для каждого уровня иерархической структуры;

4) формирование оптимального (эффективного) с точки зрения пользователя решения при заданных ограничениях на ресурсы и критериях оптимальности;

5) создание программного обеспечения, необходимого для практической реализации системы поддержки принятия решений.

Для решения поставленных задач в диссертационной работе рассматриваются следующие проблемы:

- разработка системы критериев оценки ситуации и последствий принимаемых решений;

- разработка математической модели и алгоритмов многокритериального выбора проектов в многоуровневой системе;

- исследование сходимости таких алгоритмов и удовлетворение требований конечного пользователя;

- реализация разработанных моделей и алгоритмов - перенос их на конкретную структуру данных.

В работе предложена модель, ориентированная на задачи принятия решений в многоуровневой системе. Разработан новый алгоритм решения задачи многокритериальной оптимизации, синтезирующий идеи методов: линейной свертки критериев, траекторного подхода, метода "затраты-эффективность". Доказано утверждение о сходимости предлагаемого алгоритма.

Разработана информационная технология (ИТ), которая позволяет осуществлять принятие решений при выборе проектов. Разработанные алгоритмы, математические модели и методы положены в основу программного обеспечения, реализующего информационную технологию поддержки принятия решений (ПО ИТ ППР). Описанные в работе методы и алгоритмы используются как одна из важнейших составляющих частей в системе поддержки принятия решений, создаваемой для органов государственной власти в Институте проблем информатики РАН.

Предшествующая версия аналогичной системы применялась для выбора инвестиционных и инновационных проектов при реализации программы "Государственная селективная политика" в Миннауки РФ, а также в ряде инвестиционных фондов и других организациях.

Положительной стороной данной разработки является опыт практического использования созданных инструментальных средств еще в ряде ведущих российских фирм и организаций, везде, где возникают задачи информационной поддержки процесса принятия решений по многокритериальной оценке и выбору проектов.

Система поддержки принятия решений и ПО ИТ ППР решают следующие задачи: а) анализ ситуации на основе заданных критериев; б) формирование пакетов проектов и мер, оптимизированных с точки зрения различных критериев. Эти пакеты должны решать проблемы улучшения ситуации или максимизации заданных критериев; в) на основе выбранных мер и проектов распределяются ограниченные ресурсы на различные ветви заданной организационной структуры.

Диссертация состоит из трех глав, заключения и приложения.

В главе 1 изложены основные принципы разработки распределенной системы поддержки принятия решений; рассмотрены этапы процедуры формирования, принятия и контроля исполнения решений.

Также приводится общая постановка задачи и описание этапов выбора проектов.

В главе 2 дана классификация методов многокритериального выбора; введены понятия комплексной оценки, дерева критериев, матриц свертки и исследованы их свойства.

Приведен метод построения вариантов решения, приводящих ситуацию в требуемое состояние с минимальными затратами.

Описана математическая модель анализа "затраты-эффективность"; доказана теорема о максимизации отдачи при выборе инвестиционных проектов; написан алгоритм и блок-схема выбора проектов. Исследован алгоритм выбора проектов в многоуровневых структурах.

В главе 3 построены схемы реализации алгоритмов распределения ресурсов и построения напряженных вариантов. Указаны технические характеристики и компоненты ИТ ППР, а также определены основные функциональные блоки системы.

В приложении приведен пример использования ИТ и ПО ИТ ППР для решения задач распределения средств военного бюджета.

Заключение диссертации по теме «Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)», Трунов, Дмитрий Геннадьевич

Заключение

В работе получены следующие результаты:

1. Предложен алгоритм и разработана человеко-машинная процедура получения вариантов решения, приводящих ситуацию в требуемое состояние с минимальными затратами (напряженные варианты) с использованием средств СУБД.

2. Предложен новый подход и алгоритм для решения многокритериальных задач, использующий "коэффициенты пропорциональности", отвечающий требованиям конечного пользователя.

3. Предложена математическая модель и алгоритм решения многокритериальных задач в многоуровневой системе: основанный на траекторном подходе и использующий результаты пунктов 1, 2. Доказано утверждение о сходимости данного алгоритма к оптимальному решению.

4. Сформулированы соответствующие утверждения, определяющие условия, позволяющие максимизировать эффективность распределения ресурсов при реализации пакета проектов, основанные на модифицированном методе "затраты-эффективность".

5. Разработана информационная технология (ИТ) подготовки, принятия и контроля исполнения решений в кризисных ситуациях.

6. Создано программное обеспечение реализующее ИТ подготовки, принятия и контроля исполнения решений.

Полученные результаты используются как одна из важнейших составных частей в системе поддержки принятия решений, создаваемой для органов государственной власти в Институте проблем информатики РАН. Предшествующая версия аналогичной системы применялась для выбора инвестиционных проектов при реализации программы "Государственная селективная политика" в Миннауки РФ, а также в ряде инвестиционных фондов и других организациях. Программный комплекс получил "Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ" № 940227 в РосАПО.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Трунов, Дмитрий Геннадьевич, 1998 год

1. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление. М.: Сов. Радио, 1976.

2. Ириков В.А., Курилов А.Е. Модели и методы принятия решений в человеко-машинных системах. Долгопрудный: МФТИ, 1978.

3. Поспелов Г.С., Ириков В.А., Курилов А.Е. Процедуры и алгоритмы формирования комплексных программ. М.: Наука, 1985. 424с.

4. Ириков В.А. Распределенные системы формирования решений в планировании и управлении. Труды конференции "Проблемы и методы принятия решений в организационных системах управления". ВНИИСИ, 1985.

5. Райфа X. Анализ решений. Введение в проблему выбора в условиях неопределенности. М.: Наука, 1977.

6. Кини Р. А., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М: Радио и связь, 1981. 516с.

7. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. М.: Наука, 1971.

8. Ансофф И. Стратегическое управление. М.: "Экономика", 1989.

9. Твис Б. Управление научно-техническими нововведениями. "Экономика", 1987.

10. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Как управлять проектами. М.: СИНТЕГ-ГЕО, 1997.

11. Лопухин М.М. ПАТТЕРН-метод планирования и прогнозирования научных работ. М.: Сов.радио, 1970.

12. Евтушенко Ю.Г., Потапов М.А. Численное решение многоэкстремальных задач. Сб. "Кибернетика и вычислительная техника". М.: Наука, 1987., Вып.З.

13. Лотов A.B. О понятии обобщенных множеств достижимости и их построении для линейных управляемых систем. Докл. АН СССР. 1980. Т. 250. №5.

14. Современное состояние теории исследования операций./ Под ред. H.H. Моисеева. М.: Наука, 1981.

15. Ларичев О.И., Поляков O.A. Человеко-машинные процедуры решения многокритериальных задач математического программирования. Экономика и математичесие методы., t.XVI, вып.1, 1980.

16. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Сов. радио, 1975.

17. Полищук Jl.И. Методы обобщенного градиента в диалоговых процедурах векторной оптимизации. Автоматика и телемеханика, 1981, №5.

18. Ириков В.А., Ларин В.Я. Диалоговые процедуры решения задач выбора в иерархических системах. В кн. "Иерархия в больших системах энергетики". Труды симпозиума, Иркутск, СЭИ СО АН СССР, 1978.

19. Фандель Г., Вильгельм Й. О теории принятия решений при многих критериях. Сб. Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений. М.: Статистика, 1979.

20. Geoffrion A.M., Dyer I.S., Fienberg A. An Interactive Approach for Multi-Criterion Optimization with an Application to the Operation to an Academic Department. Part 1. Management Science. 1972, v. 19, №4.

21. Трунов Д.Г., Чуканова О.В. Система оценки и выбора инвестиционных проектов. Междуведомственный сборник математическое моделирование процессов управления и обработки информации. М. 1993.

22. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993.

23. Трунов Д.Г., Чуканова О.В. Информационная технология для стратегического управления в критических ситуациях. Материалы международной научно-практической конференции "Управление большими системами". М.: СИНТЕГ, 1997.

24. Бурков В.Н., Ириков В.А. Модели и методы управления организационными системами. М.: Наука, 1994.

25. Шершульский В. Российский рынок систем поддержки принятия решений. "ComputerWorld-Moscow", №18, 1994

26. Ларичев О.И., Мошкович Е.М. Качественные методы принятия решений. Вербальный анализ решений.- М.: Наука. Физматлит, 1996.- 208 с.

27. Эддоус М., Стенсфилд Р. Методы принятия решений. М.: "Аудит", 1997.

28. Бржезовский А.В., Витюк Н.Г. Информационная система анализа социально-экономической информации и поддержки принятия решений. Спб.: ИТ №1, 1997.

29. Eom S.B. Decision support system research: reference disciplines and a cumulative tradition. The International Journal of Management Science, 23, 5, October 1995.

30. Трахтенгерц Э.А. Методы генерации, оценки и согласования решений в распределенных системах поддержки принятия решений. М.: Автоматика и телемеханика, №4, 1995.

31. Трахтенгерц Э.А. Генерация, оценка и выбор сценария в системах поддержки принятия решений. М.: Автоматика и телемеханика, №3, 1997.

32. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: СИНТЕГ, 1998.

33. Simonovic A., Slobodan P. Decision support for sustainable water resources development in water resources planning in a changing world. Proceeding of International UNESCO symposium, Karlsruhe, Germany, p.III, 1994.

34. Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений. М.: Патент, 1996.

35. Системы поддержки принятия решений для исследования и управления энергетикой. / Под ред. А.П.Меренкова. Новосибирск: Наука. Сиб. пред приятие РАН, 1997.

36. Мелюхин И.С. Реинжиниринг бизнеса и новые информационные технологии. Научно-техническая информация. Сер.1, 1994, №10.

37. Елтаренко Е.А. Оценка и выбор решений по многим критериям: Учеб. пособие. М.: изд. МИФИ, 1995.

38. Меламед И.И., Сигал И.Х. Теория и алгоритмы решения многокритериальных задач комбинаторной оптимизации. М.: ВЦ РАН, 1996.

39. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения/ Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1992.