 |
Понятие и назначение систем поддержки принятия решений
|
|
|
|
Современные системы поддержки принятия решения (СППР) представляют собой системы, максимально приспособленные к решению задач повседневной управленческой деятельности, являются инструментом, призванным оказать помощь лицам, принимающим решения (ЛПР). С помощью СППР может производится выбор решений некоторых неструктурированных и слабоструктурированных задач, в том числе и многокритериальных.
СППР, как правило, являются результатом мультидисциплинарного исследования, включающего теории баз данных, искусственного интеллекта, интерактивных компьютерных систем, методов имитационного моделирования.
Ранние определения СППР (в начале 70-х годов прошлого века) отражали следующие три момента: (1) возможность оперировать с неструктурированными или слабоструктурированными задачами, в отличие от задач, с которыми имеет дело исследование операций; (2) интерактивные автоматизированные (то есть реализованные на базе компьютера) системы; (3) разделение данных и моделей. Приведем определения СППР: СППР — совокупность процедур по обработке данных и суждений, помогающих руководителю в принятии решений, основанная на использовании моделей.
СППР — это интерактивные автоматизированные системы, помогающие лицу, принимающему решения, использовать данные и модели для решения слабоструктуризированных проблем.
СППР — это система, которая обеспечивает пользователям доступ к данным и/или моделям, так что они могут принимать лучшие решения.
Последнее определение не отражает участия компьютера в создании СППР, вопросы возможности включения нормативных моделей в состав СППР и др.
В настоящее время нет общепринятого определения СППР, поскольку конструкция СППР существенно зависит от вида задач, для решения которых она разрабатывается, от доступных данных, информации и знаний, а также от пользователей системы. Можно привести, тем не менее, некоторые элементы и характеристики, общепризнанные, как части СППР:
|
|
|
СППР — в большинстве случаев — это интерактивная автоматизированная система, которая помогает пользователю (ЛПР) использовать данные и модели для идентификации и решения задач и принятия решений. Система должна обладать возможностью работать с интерактивными запросами с достаточно простым для изучения языком запросов.
Согласно Turban, СППР обладает следующими четырьмя основными характеристиками:
СППР использует и данные, и модели;
СППР предназначены для помощи менеджерам в принятии решений для слабоструктурированных и неструктурированных задач;
Они поддерживают, а не заменяют, выработку решений менеджерами;
Цель СППР — улучшение эффективности решений.
Классификации СППР
Для СППР отсутствует не только единое общепринятое определение, но и исчерпывающая классификация. Разные авторы предлагают разные классификации.
На уровне пользователя Haettenschwiler (1999) делит СППР на пассивные, активные и кооперативные СППР. Пассивной СППР называется система, которая помогает процессу принятия решения, но не может вынести предложение, какое решение принять. Активная СППР может сделать предложение, какое решение следует выбрать. Кооперативная позволяет ЛПР изменять, пополнять или улучшать решения, предлагаемые системой, посылая затем эти изменения в систему для проверки. Система изменяет, пополняет или улучшает эти решения и посылает их опять пользователю. Процесс продолжается до получения согласованного решения.
На концептуальном уровне Power (2003) отличает СППР, управляемые сообщениями (Communication-Driven DSS), СППР, управляемые данными (Data-Driven DSS), СППР, управляемые документами (Document-Driven DSS), СППР, управляемые знаниями (Knowledge-Driven DSS) и СППР, управляемые моделями (Model-Driven DSS). СППР, управляемые моделями, характеризуются в основном доступ и манипуляции с математическими моделями (статистическими, финансовыми, оптимизационными, имитационными). Отметим, что некоторые OLAP-системы, позволяющие осуществлять сложный анализ данных, могут быть отнесены к гибридным СППР, которые обеспечивают моделирование, поиск и обработку данных.
|
|
|
Управляемая сообщениями (Communication-Driven DSS) (ранее групповая СППР — GDSS) СППР поддерживает группу пользователей, работающих над выполнением общей задачи.
СППР, управляемые данными (Data-Driven DSS) или СППР, ориентированные на работу с данными (Data-oriented DSS) в основном ориентируются на доступ и манипуляции с данными. СППР, управляемые документами (Document-Driven DSS), управляют, осуществляют поиск и манипулируют неструктурированной информацией, заданной в различных форматах. Наконец, СППР, управляемые знаниями (Knowledge-Driven DSS) обеспечивают решение задач в виде фактов, правил, процедур.
На техническом уровне Power (1997) различает СППР всего предприятия и настольную СППР. СППР всего предприятия подключена к большим хранилищам информации и обслуживает многих менеджеров предприятия. Настольная СППР — это малая система, обслуживающая лишь один компьютер пользователя. Существуют и другие классификации (Alter [3], Holsapple и Whinston, Golden, Hevner и Power). Отметим лишь, что превосходная для своего времени классификация Alter‘a, которая разбивала все СППР на 7 классов, в настоящее время несколько устарела.
В зависимости от данных, с которыми эти системы работают, СППР условно можно разделить на оперативные и стратегические. Оперативные СППР предназначены для немедленного реагирования на изменения текущей ситуации в управлении финансово-хозяйственными процессами компании. Стратегические СППР ориентированы на анализ значительных объемов разнородной информации, собираемых из различных источников. Важнейшей целью этих СППР является поиск наиболее рациональных вариантов развития бизнеса компании с учетом влияния различных факторов, таких как конъюнктура целевых для компании рынков, изменения финансовых рынков и рынков капиталов, изменения в законодательстве и др. СППР первого типа получили название Информационных Систем Руководства (Executive Information Systems, ИСР). По сути, они представляют собой конечные наборы отчетов, построенные на основании данных из транзакционной информационной системы предприятия, в идеале адекватно отражающей в режиме реального времени основные аспекты производственной и финансовой деятельности. Для ИСР характерны следующие основные черты:
|
|
|
· отчеты, как правило, базируются на стандартных для организации запросах; число последних относительно невелико;
· ИСР представляет отчеты в максимально удобном виде, включающем, наряду с таблицами, деловую графику, мультимедийные возможности и т. п.;
· как правило, ИСР ориентированы на конкретный вертикальный рынок, например финансы, маркетинг, управление ресурсами.
СППР второго типа предполагают достаточно глубокую проработку данных, специально преобразованных так, чтобы их было удобно использовать в ходе процесса принятия решений. Неотъемлемым компонентом СППР этого уровня являются правила принятия решений, которые на основе агрегированных данных дают возможность менеджерам компании обосновывать свои решения, использовать факторы устойчивого роста бизнеса компании и снижать риски. СППР второго типа в последнее время активно развиваются. Технологии этого типа строятся на принципах многомерного представления и анализа данных (OLAP).
При создании СППР можно использовать Web-технологии. В настоящее время СППР на основе Web-технологий для ряда компаний являются синонимами СППР предприятия.
Архитектура СППР представляется разными авторами по-разному. Приведем пример. Marakas (1999) предложил обобщенную архитектуру, состоящую из 5 различных частей: (a) система управления данными (the data management system — DBMS), (b) система управления моделями (the model management system — MBMS), (c) машина знаний (the knowledge engine (KE)), (d) интерфейс пользователя (the user interface) и (e) пользователи (the user(s)).
Стадии принятия решений могут следовать и в другой последовательности.
|
|
|
СППР предназначены, чтобы помогать проектировать, оценивать альтернативы и контролировать процесс реализации.
СППР помогают находить ответы на следующие типичные вопросы:
1. Анализ примеров (case analysis) - оценка значений выходных величин для заданного набора значений входных переменных.
2. Параметрический анализ («Что, если...?») - оценка поведения выходных величин при изменении значений входных переменных.
3. Анализ чувствительности - исследование поведения результирующих переменных в зависимости от изменения значений одной или нескольких входных переменных.
4. Анализ возможностей - нахождение значений входной переменной, которые обеспечивают желаемый результат (известен также под названием «поиск целевых решений», «анализ значений целей», «управление по целям»).
5. Анализ влияния - выявление для выбранной результирующей переменной всех входных переменных, влияющих на ее значение, и оценка величины изменения результирующей переменной при заданном изменении входной переменной, скажем, на 1 %.
6. Анализ данных - прямой ввод в модель ранее имевшихся данных и манипулирование ими при прогнозировании.
7. Сравнение и агрегирование - сравнение результатов двух или более прогнозов, сделанных при различных входных предположениях, или сравнение предсказанных результатов с действительными, или объединение результатов, полученных при различных прогнозах или для разных моделей.
8. Командные последовательности (sequences) - возможность записывать, исполнять, сохранять для последующего использования регулярно выполняемые серии команд и сообщений.
9. Анализ риска - оценка изменения выходных переменных при случайных изменениях входных величин.
10. Оптимизация - поиск значений управляемых входных переменных, обеспечивающих наилучшее значение одной или нескольких результирующих переменных.
Структура СППР
В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из трех подсистем: системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером. Структура СППР, а также функции составляющих ее блоков, определяющих основные технологические операции, представлены на рисунке 1.
Рис. 1 Основные компоненты информационной технологии поддержки принятия решений
Любая система поддержки принятия решений содержит подсистему данных, которая состоит из двух основных частей: БД и системы управления базой данных (СУБД). БД играет в информационной технологии поддержки принятия решений важную роль. Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей. СППР получают информацию из управленческих и операционных ИС.
|
|
|
Источники данных и их особенности:
· часть данных поступает от информационной системы операционного уровня. Эффективность их использования определяется предварительно обработкой:
· системой управления базой данных, входящую в состав системы поддержки принятия решений;
· за пределами системы поддержки принятия решений, создав для этого специальную базу данных. Этот вариант более предпочтителен для предприятий, производящих большое количество операций. Обработанные данные об операциях образуют файлы, которые для повышения надежности и быстроты доступа хранятся за пределами системы поддержки принятия решений.
· внутренние данные, например данные о движении персонала, инженерные данные и т.п., которые должны быть своевременно собраны, введены и поддержаны
· данные из внешних источников. В числе необходимых внешних данных следует указать данные о конкурентах, национальной и мировой экономике. В отличие от внутренних данных внешние данные обычно приобретаются у специализирующихся на их сборе организации.
· документы, включающих в себя записи, письма, контракты, приказы и т.п. Если содержание этих документов будет записано в памяти и затем обработано по некоторым ключевым характеристикам (поставщикам, потребителям, датам, видам услуг и др.), то система получит новый мощный источник информации.
Присущий технологии СППР акцент на обработку неструктурированных и слабоструктурованых задач предопределяет некоторые специфические требования к этим элементам компьютерной системы. Прежде всего, речь идет о необходимости выполнять значительный объем операций переструктурирования данных. Нужно предусмотреть возможность загрузки и следующей обработки данных из внешних источников; функционирования СУБД в среде СППР в отличие от обычной обработки информации в управленческих информационных системах требует более широкого набора функций. Это касается также и БД.
Вообще базу данных можно определить как совокупность элементов, организованных в соответствии с определенными правилами, которые предусматривают общие принципы описания, сохранения и манипулирования данными независимо от прикладных программ.
Связь конечных пользователей (прикладных программ) с базой данных происходит с помощью СУБД. Последняя представляет собой систему программного обеспечения, которая содержит средства обработки языками БД и обеспечивает создания БД и ее целостность, поддерживает ее в актуальном состоянии, дает возможность манипулировать данными и обрабатывать обращение к БД, которые поступают от прикладных программ и (или) конечных пользователей при условиях применяемой технологии обработки информации. В состав будто БД, которые используются для изучения и обращение к данных, належит язык описания данных (ЯОД) и язык манипулирования данными (ЯМД).
Язык описания данных, предназначенный для определения структуры БД. Описание данных заданной проблемной области может выполняться на нескольких уровнях абстрагирования, причем на каждом уровне используется свое ЯОД. Описание на любом уровне называется схемой. Чаще всего используется трехуровневая система: концептуальный, логический и физический уровни. На концептуальном уровне описываются взаимосвязи между системами данных, которые отвечают реально действующим зависимостям между факторами и параметрами проблемной среды. Структура данных на концептуальном уровне называется концептуальной схемой. На логическом уровне равные выбранные взаимосвязи отбиваются в структуре записей БД. На физическом уровне решаются вопрос организации размещения структуры записи на физических носителях информации.
Язык манипулирования данными обеспечивает доступ к данным и содержит средства для сохранения, поиска, обновления и стирания записей. Языка манипулирования данными, которые могут использоваться конечными пользователями в диалоговом режиме, часто называют языками запросов.
СУБД должна обладать следующими возможностями:
· составление комбинаций данных, получаемых из различных источников, посредством использования процедур агрегирования и фильтрации;
· быстрое прибавление или исключение того или иного источника данных;
· построение логической структуры данных в терминах пользователя;
· использование и манипулирование неофициальными данными для экспериментальной проверки рабочих альтернатив пользователя;
· обеспечение полной логической независимости этой БД от других операционных БД, функционирующих в рамках фирмы.
БД и СУБД используются в любых компьютерных системах. Тем не менее, сравнительно с обычными подходами к реализации БД для решения некоторых задач к функциям и инструментам БД и СУБД в контексте системы поддержки принятия решений выдвигается ряд дополнительных и специализированных требований.
Для условий использования СППР существует необходимость доступа информации со значительно более широкого диапазона источников, чем это предусмотрено в обычных информационных системах. Информацию нужно получать от внешней среды и внутренних источников; потребность во внешних данных тем большая, чем высший уровень руководства, которое обслуживает выбранное СППР. Кроме того, обычные, ориентированные на бухгалтерский учет данные (характерные для систем обработки Данных и административных информационных систем) необходимо дополнить нетрадиционными типами данных, в частности и такими, которые до сих пор вообще не были в фокусе компьютеризации. Сюда належат: текстовая информация, материал систем автоматизированного проектирования изделий технологий, автоматизированного производства, а также другие источники формации, необходимые для принятия решения.
Рис. 2 Схема формирования и использования хранилища данных в системах поддержки принятия решений
Заслуживает также на внимание особенность процесса «Поиска и увлечения» данных в СППР в отличие от более общего процессу сбора данных из источников. Природа СППР требует, чтобы процесс поиска (и СУБД, которая руководит этим процессом) был достаточно гибким, лишь бы быстро обслуживать дополнение и изменения в соответствии с непредвиденными запросами, которые поступают от пользователей. Для процесса «Поиска и увеличения» данных в современных СППР широко применяются программные (интеллектуальные) агенты, а также как уже отмечалось, ХД.
Схема формирования и использования ХД в СППР изображена на рисунке. Данные берутся из разнообразных источников оперативных данных. После их перемещения отбираются данные для гарантирования того, что они имеют смысл, есть непрерывными и точными. Потом данные загружаются в реляционные таблицы, способные поддерживать разнообразные виды анализа и запросов, и оптимизируется для тех таблиц, которые, как можно ожидать, чаще всего будут использоваться. И, в конце концов, данные сохраняются для дальнейшего использования в СППР.
В системах поддержки принятия решений предполагается средство, с помощью которого пользователь может налаживать базу данных согласно со своими личными требованиями. Учитывая это, существуют процедуры и команды гибкого переструктурирования схем и схемного подмножества СУБД. Заметим, что современные программные средства для управления данными и СУБД характеризуются относительной гибкостью и простотой использования в границах коллектива пользователей. Тем не менее, упомянутые средства нельзя приспособить к конкретному пользователю или к решению конкретной задачи с желательной гибкостью и довольно маленькими затратами.
Рис. 3 Подсистема данных СППР
На рисунке 3 изображена схема подсистемы данных СППР, где указаны перечисленные условия и механизмы адаптации концепций БД и СУБД к проблемам поддержки решений. Для реализации этой идеи в распоряжении разработчика или пользователя СППР есть ряд альтернативных моделей данных и инструментов, в частности классические иерархические, сетевые и реляционные модели, а также семантические модели данных. Реляционные модели данных положены в основу большинства современных СУБД.
Данные и модели являются центральными элементами СППР. СППР отличается от аналитических ИС наличием интерактивных программ (с их помощью пользователь может исследовать и перемещаться по базам данных разных форм, размеров и типов) и баз моделей (внутри ее пользователь может конструировать, анализировать, интерпретировать одну или несколько моделей).
Система управления моделями является одним из компонентов универсальной СППР. Функциями этого компонента есть классификация, организация и доступ к моделям, то есть эти функции аналогичные функции системы управления базами данных.
База моделей (БМ) Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений.
Использование моделей в составе ИС началось с применения статистических методов и методов финансового анализа, которые реализовывались командами обычных алгоритмических языков. Позже были созданы специальные языки, позволяющие моделировать ситуации типа "что будет, если?" или "как сделать, чтобы?". Такие языки, созданные специально для построения моделей, дают возможность построения моделей определенного типа, обеспечивающих нахождение решения при гибком изменении переменных.
|
|
|
