Тема 2.2.2. Експертні оцінки і прогнозний граф

Простий прогнозний граф типа дерева. Альтернатива.

Процедура опитування експертів.Великомасштабні

об'єкти. Прогнозування великомасштабних об'єктів.

Розглянемо методику прогнозування великомасштабних соціально-економічних і науково-технічних об'єктів, на прикладі штучної системи "економіка держави в цілому" з приміненням системного аналізу на основі експертних оцінок з побудовою багатоальтернативного прогнозного графа типа дерева.

Простий прогнозний граф типа дерева це граф вида

Вузли графа представляють собою проблеми, або події, якими описується (з яких складається) досліджуваний об'єкт, а гілки графа показують зв'язок між ними.

Альтернатива – це множина проблем, або подій, виконання яких необхідно для досягнення початкової цілі прогноза. Багатоальтернативний прогнозний граф – це граф, який складається з повної множини простих графів, якими може бути описаний прогнозуючий об'єкт.

В основі методики прогнозування великомасштабних об'єктів на основі експертних оцінок лежить метод Дельфи, особливістю якого є послідовне багатотурове опитування експертів.

Процедура опитування експертів.

Для проведення першого тура запрошуються крупні спеціалісти в досліджуваній області. Перед ними ставиться ціль прогноза і їх просять вказати умови, необхідні для її виконання, а також назвати ведучих спеціалістів, які б могли взятися за їх розв'язок. В результаті такого опитування, враховуючи повний перелік висловлених умов для здійснення початкової цілі, отримуємо граф вида

…

. . .

Прогнозний граф після проведення першого тура опитування

Даний граф складається з двох рівнів. На першому рівні-прогнозуюча ціль, на другому-цілі, необхідні для досягнення початкової. Цілі другого рівня називаються передумовами цілі першого рівня, тобто з якою вони зв'язані.

При проведенні другого тура кожна з умов другого рівня графа розглядається як початкова проблема і направляється для оцінки ведучим спеціалістам по даній проблемі і тим, хто названий учасниками першого тура в якості спеціалістів, які б могли взятися за її розв'язання.

Перед учасниками другого тура ставлять такі ж завдання як і перед учасниками першого тура. В результаті проведення цього етапа експертизи, для кожної проблеми другого рівня в оцінці одного експерта отримуємо граф, аналогічний зображеному на малюнку. Однак умови, запропоновані експертами в якості передумов, можуть перетинатися. Це означає, що для різних проблем, які розглядаються різними експертами, були вказані одні й ті ж умови, необхідні для здійснення поставлених. Цей процес продовжується до тих пір, поки на якому-небудь кроці не буде отриманий набір умов, які не мають передумов. Це може бути в двох випадках – коли проблема вирішена, або, коли експерт в даний момент не бачить шляхів для її вирішення.

Прогнозування великомасштабних об'єктів.

Будь-який процес, явище або об'єкт, як сукупність предметів, утворюючих єдине ціле, представляють собою систему. Розрізняють природничі системи і штучні системи. Прикладом природничих систем є Всесвіт, Земля, людина, штучних – науково-технічний прогрес, суспільство в цілому, економіка держави, виробництво і т.п.

Економіка держави в цілому – це складна штучна система. Вона складається з матеріальних елементів: галузі і види виробництва, виробничі відносини, інфраструктура і інші. Галузь виробництва – це теж складна штучна система або підсистема економіки, яка є для неї середовищем. Матеріальними елементами цієї системи є підприємства. Для підприємства, як для системи, матеріальними елементами є цехи, відділи і тому подібне.

На відміну від природничих систем, які ніким не створені і які описуються диференціальними рівняннями і мають повну визначеність, штучні системи, створені людиною і працюють в ім'я деякої цілі.

Будь-який великомасштабний соціально-економічний або технічний об'єкт (науково-технічний прогрес, економіка держави в цілому, галузь виробництва і інші) можна розглядати як штучну систему. Тоді прогнозування таких об'єктів – це є процес, який може бути описаний за допомогою "прогнозуючої системи", який включає математичні, логічні, евристичні елементи, на вхід якої поступає інформація про прогнозуючий об'єкт, а на виході отримують дані про майбутній стан об'єкта.

Якщо об'єктом прогнозу є великомасштабний соціально-економічний або науково-технічний об'єкт, то в якості цілей прогноза можуть бути взяті такі задачі: визначити можливі і найбільш перспективні напрямки розвитку об'єкту; визначити найбільш гострі і актуальні проблеми, які відповідають вибраним напрямкам; визначити систему якісних і кількісних показників, які описують виділені проблеми і знайти динаміку їх розвитку на період прогнозування; визначити можливі строки і капітальні вкладення для розв'язання актуальних проблем; визначити вплив різних проблем одна на одну; визначити можливі шляхи досягнення, необхідних або бажаних результатів; визначити необхідні ресурси і організаційні міри для розвитку перспективних шляхів і інші.

Так як об'єкт прогноза не піддається прямим методам аналіза і формальному опису в даний момент, то при дослідженні таких об'єктів краще застосовувати евристичні методи з використанням думок великого числа експертів, які дозволяють враховувати фактори, які не враховуються при використанні математичних методів. Наприклад, крупні якісні зміни, які приводять до стрибкових змін статистичних величин, тобто новим технологіям, неможливо передбачити без спеціалістів, володіючих необхідною ерудицією і знаннями в даній області дослідження.

Застосування експертних оцінок для аналіза і прогнозування великомасштабних об'єктів припускає послідовний багатотуровий опит експертів, в результаті якого отримуємо повний перелік проблем (умов-передпосилок), необхідних для розв'зання початкової цілі прогноза.

Процес отримання інформації від експертів формалізується за допомогою спеціально розроблених анкет для кожного об'єкта прогноза. На цьому етапі отримуємо багатоальтернативний прогнозний граф типа дерева, вершиной якого є початкова ціль прогноза, а гілками дерева, направленими вниз, напрямки, проблеми, науково-технічні, організаційно-економічні і інші умови. Наприклад, якщо в якості цілі прогноза взяти економіку країни в цілому, то прогнозний граф, отриманий після двох етапів системного аналізу буде мати вигляд

1.0

2.1 3.1

4.2 5.2 n.2 n+1.3 n+2.3 n+m.3

. . . . . .

. . . . . .

… . . .

Перший рівень графа, представляє собою ціль прогноза, другий складові цілі прогноза, третій рівень складові другого і т.д. Вершина 1.0 першого рівня графа представляє собою ціль прогноза (економіка держави в цілому); другий рівень-вершині 2.1 і 3.1 складові цілі прогноза, відповідно сфера матеріального виробництва і невиробнича сфера (інфраструктура); третій рівень-вершини 4.2, 5.2, . . . , n.2 складові цілі 2.1 (промисловість, сільське господарство, лісове господарство і інші), вершини n +1.3, n+2.3, . . . , n+m.3 складові цілі 3.1 (виробнича інфраструктура, соціально-побутова і інші); четвертий рівень –цілі, які представляють галузі видів матеріального виробництва і інфраструктури (електроенергетика, чорна металургія, паливна промисловість, харчова промисловість, тваринництво, рослинництво, лісова, деревообробна,…, транспорт вантажний, зв'язок, …). П'ятий рівень представляє собою напрямки, які визначають розвиток галузей народного господарства. Наприклад, для електроенергетики і чорної металургії відповідно одними з напрямків можуть бути розвиток таких екологічно чистих напрямків як вітро-енергетика, сонце-енергетика, конверторна виплавка сталі і інші. Цілі шостого рівня описують проблеми, які складають кожне з цих напрямків. Наступні рівні складаються з умов, які складають проблеми, а також умов, які описують науково-технічні, організаційно-економічні, матеріально-технічні, кадрові і інші. Математичною моделлю досліджуваного об'єкту служить спеціально розроблений комплекс алгоритмів і програм якісного і кількісного аналізу, за допомогою якого можна отримати прогнозні оцінки.

Система алгоритмів якісного і кількісного аналіза окремих альтернатив прогнозного графа дозволяє отримати прогнозні оцінки часу і вартості будь-якої заданої цілі прогноза, а також інші.

Заключний етап прогноза складається в управлінні прогнозуючим об'єктом і перевода прогнозних оцінок в план. Це складна задача, розв'язання якої важко формалізувати. На цьому етапі проводиться порівняння множини альтернатив по різним показникам і визначається оптимальна альтернатива або найбільш близька до неї. Розв'язання цієї задачі –є вибір так називаємого "компромісного варіанта", який може не є оптимальним, але є найбільш доцільним по сукупності вивчаємих критеріїв.

Слід відмітити, що кожна з цілей 2-о – 5-о рівнів графа може розглядатися в якості великомасштабного об'єкта прогнозування, до якого можна примінити описану методику.