ФОРМИРОВАНИЕ  БАНКА  ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ  ЗНАНИЙ  О  МЕТОДАХ  ПРИНЯТИЯ  РЕШЕНИЙ

Олейников  Денис  Петрович

канд.  техн.  наук,  Волгоградский  государственный  технический  университет,  РФ,  г.  Волгоград

E -mail:  rio-grande@mail.ru

Бутенко  Людмила  Николаевна

д-р  хим.  наук,  профессор  кафедры  Системы  автоматизированного  проектирования  и  поискового  конструирования  Волгоградского  государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Волгоград

E-mail: 

FORMATION  OF  BANK  OF  FUNDAMENTAL  KNOWLEDGE  OF  THE  DECISION  MAKINGS

Denis  Oleynikov

Ph.D.,  Volgograd  State  Technical  University,  Russia,  Volgograd

Lyudmila  Butenko

Doctor  of  Chemistry,  Professor  of  Computer-Aided  Design  and  Computer-Aided  Engineering  of  Volgograd  State  Technical  University,  Russia,  Volgograd

Исследования  поддержаны  грантом  РФФИ  14-07-00666  А  Методологические  основы  системного  синтеза  методов  принятия  решений

АННОТАЦИЯ

С  целью  повышения  эффективности  процесса  принятия  решений  был  сформирован  банк  фундаментальных  знаний  о  методах  принятия  решений.  Для  этого  с  использованием  принципов  системного  подхода  был  проведен  анализ  основных  методов  принятия  решений.  На  основе  полученных  результатов  была  разработана  модель  данных,  в  дальнейшем  реализованная  в  автоматизированной  системе  поддержки  синтеза  Альфа-Синтез.  Использование  данного  банка  знаний  позволяет  увеличить  эффективность  синтеза  методов  принятия  решений  за  счет  автоматизации  функции  поиска  по  параметрам  задачи  принятия  решения.

ABSTRACT

The  bank  of  fundamental  knowledge  about  decision-makings  was  formed  to  improve  the  efficiency  of  synthesis  process.  The  main  methods  of  decision-making  were  analyzed  using  the  principles  of  the  system  approach.  Results  were  used  to  develop  data  model,  which  implemented  in  the  automated  synthesis  support  system  Alpha-Synthesis.  Knowledge  bank  can  increase  the  efficiency  of  synthesis  by  automating  the  search  function  by  parameters  of  decision  task.

Ключевые  слова:  системный  синтез;  методы  принятия  решений.

Keywords:  system  synthesis;  decision  makings.

Конкурентные  преимущества  страны  обусловливаются  прежде  всего  систематическим  выявлением  проблем,  синтезом  технологий  и  инноваций,  имеющих  ключевое  значение  для  обеспечения  выполнения  задач  эффективного  использования  внешнего  и  внутреннего  рынков,  что  также  является  необходимым  для  создания  базы  обеспечения  импортозамещения  с  возвратом  производства  в  России  во  всех  ключевых  сегментах.  Синтез  технологий  и  инноваций  актуализирует  задачи  их  качественной  оценки,  что  невозможно  эффективно  выполнить  без  современных  методов  и  средств  поддержки  принятия  решений.  Это  обусловлено  все  более  возрастающим  объемом  разнородной  информации,  который  должен  учитывать  ЛПР  в  процессе  принятия  решения,  а  также  сокращением  допустимого  срока  выработки  решений.

Об  актуальности  задачи  создания  новых  методов  принятия  решений  свидетельствует  также  жизненный  цикл  решения  проблемы,  описанный  в  [6]  и  приведенный  на  Рисунке  1,  который  содержит  неформализованный  этап  «Выбор  или  разработка  метода  решения  задачи».  Данный  этап  выполняется,  когда  совокупность  условий  среды,  характеристик  задач  принятия  решений  не  позволяют  использовать  существующие  методы  принятия  решений. 

Перед  началом  разработки  банка  фундаментальных  знаний  был  проведен  анализ  распространенных  методов  принятия  решений,  в  ходе  которого  выделялись  свойства,  ограничения  методов,  функциональные  и  структурные  элементы,  базис  и  другие  характеристики  [3]. 

Рассмотрим  процесс  анализа  одного  из  самых  распространенных  методов  принятия  решений  (в  теории  игр  с  природой)  —  критерия  Вальда  (минимаксного  критерия)  [2],  который  в  качестве  оптимального  выбирает  вариант  решения,  обеспечивающий  выигрыш  не  меньше,  чем  «нижняя  цена  игры  с  природой»:  .  Основными  элементами  критерия  являются  множество  заданных  вариантов  решения  ,  множество  заданных  состояний  среды  принятия  решения  (СПР)  ,  а  также  множество  определенных  для  каждой  комбинации  значений  выигрышей  .  Для  наглядности  выигрыши  задаются  в  матричной  форме. 

Рисунок  1.  Жизненный  цикл  решения  проблемы

Применение  критерия  целесообразно  в  ситуациях,  когда  имеется  возможность  определить  полезность  альтернативы,  ничего  не  известно  о  вероятностях  реализации  состояний  среды  принятия  решения  (СПР),  возможны  несколько  различных  состояний  СПР,  решение  реализуется  только  один  раз  (отсутствует  статистические  данные  об  оптимальности  принятого  решения),  а  также  необходимо  исключить  какой  бы  то  ни  было  риск.

Критерий  Вальда  состоит  из  несколько  функциональных  подсистем,  которые  реализуются  при  помощи  соответствующего  математического  аппарата,  либо  лицом,  принимающие  решение  (ЛПР):

1.  Подсистема  формирования  множества  вариантов  решения.  Главная  функция  выполняется  ЛПР.

2.  Подсистема  идентификации  состояний  СПР.  Главная  функция  выполняется  ЛПР.

3.  Подсистема  определения  выигрыша  от  использования  альтернативы  в  конкретном  состоянии  СПР.  Главная  функция  выполняется  ЛПР.

4.  Подсистема  определения  решения.  Главная  функция  выполняется  в  соответствии  с  описанным  математическим  аппаратом.  Онтологическая  схема  критерия  Вальда  показана  на  Рисунке  2.

Рисунок2.  Онтологическая  схема  критерия  Вальда

С  целью  автоматизации  процедур  синтеза  МПР,  а  также  формирования  банка  фундаментальных  знаний,  авторами  была  разработана  автоматизированная  система  «АЛЬФА-Синтез»  (АС  «АЛЬФА-Синтез»)  [1].  Ниже  приведено  описание  данной  автоматизированной  системы.  АС  «АЛЬФА-Синтез»  состоит  из  следующих  подсистем  (Рисунок  3):

1.  Подсистема  структурирования  МПР  (работы  с  БД  структурных  элементов).  Данная  подсистема  содержит  банк  фундаментальных  знаний  о  методах  принятия  решений,  физическая  структура  которого  приведена  на  Рисунке  4.

2.  Подсистема  синтеза  МПР,  реализующая  3-этапный  метод  синтеза  [4;  5].

3.  Подсистема  формирования  результатов  синтеза.

4.  СУБД  на  базе  MS  SQL  Server.

Рисунок  3.  Архитектура  АС  «АЛЬФА-Синтез»

АС  функционирует  в  следующих  режимах:

1.  Режим  структурирования  МПР;

2.  Режим  синтеза  МПР.

В  режиме  структурирования  МПР  каждый  метод  описывается  в  виде  последовательности  этапов  преобразования  информации.  Этапы  характеризуются  уникальным  наименованием,  набором  входных  и  выходных  потоков  данных  и  набором  атрибутов.  Каждый  поток  данных  характеризуется  уникальным  наименованием  и  набором  атрибутов.  Каждый  атрибут  характеризуется  уникальным  наименованием  и  группой,  в  которую  включен  атрибут. 

В  режиме  синтеза  МПР  задаются  условия  синтеза:  набор  входных  и  выходных  потоков  данных,  поле  синтеза  —  совокупность  конструктивных  элементов,  задействованных  в  процессе  синтеза,  ограничения  синтеза  (максимальная  длина  цепочки  этапов,  составляющих  решений,  минимальных  коэффициент  определенности  решения  и  т.  п.).

Рисунок  4.  Физическая  структура  банка  знаний  о  методах  принятия  решений  (фрагмент)

Наличие  банка  фундаментальных  знаний  позволяет  повысить  эффективность  процедуры  синтеза  за  счет  автоматического  подбора  конструктивных  элементов  [7],  а  также  определять  наиболее  подходящий  метод  принятия  решений  для  заданных  условий  задачи  принятия  решений.

Список  литературы:

1.Бутенко  Л.Н.,  Олейников  Д.П.  Автоматизированная  система  синтеза  методов  принятия  решений  «Альфа-Синтез»  //  Программные  продукты  и  системы.  —  2014.  —  Т.  1.  —  С.  106—111.

2.Мушик  Э.,  Мюллер  П.  Методы  принятия  технических  решений.  М.:  Мир,  1990.  —  208  с.

3.ейников  Д.П.,  Бутенко  Л.Н.  Морфологическое  исследование  количественных  методов  принятия  решений  в  играх  с  природой  //  Системы  управления  и  информационные  технологии.  —  2013.  —  Т.  52,  —  №  2.  —  С.  38—42. 

4.Олейников  Д.П.,  Бутенко  Л.Н.  Синтез  методов  принятия  решений  на  базе  морфологического  подхода  //Вестник  компьютерных  информационных  технологий.  —  2013.  —  Т.  11,  —  №  113.  —  С.  21—26.

5.Олейников  Д.П.,  Бутенко  Л.Н.  Синтез  методов  принятия  решений  на  базе  морфологического  подхода  //Вестник  компьютерных  информационных  технологий.  —  2013.  —  Т.  12,  —  №  114.  —  С.  21—26.

6.Петровский  А.Б.  Теория  принятия  решений:  учебник  для  студ.  высш.  учеб.  заведений.  М.:  Издательский  центр  «Академия»,  2009.  —  400  c.

7.Oleynikov  D.P.,  Butenko  L.N.  Morphological  based  method  and  system  for  computer  aided  conceptual  synthesis  of  decision-makings  //  Proceedings  of  the  European  Conference  on  Data  Mining  2014  and  International  Conferences  on  Intelligent  Systems  and  Agents  2014  and  Theory  and  Practice  in  Modern  Computing  2014  (Lisbon,  Portugal,  July  15—17,  2014) :  part  of  the  Multi  Conference  on  Computer  Science  and  Information  Systems  2014  /  IADIS  (International  Association  for  Development  of  the  Information  Society).  2014.  —  P.  117—124.