- •Технології підтримки прийняття рішень Конспект лекцій
- •Розділ 1. Теоретичні основи вибору альтернатив
- •1. Загальні аспекти прийняття рішень
- •1.1. Концепція прийняття рішень. Основні поняття і визначення.
- •1.1. Концепція прийняття рішень. Основні поняття і визначення
- •1.2. Класифікація задач прийняття рішень
- •1.3. Задачі прийняття рішень в умовах визначеності
- •1.4. Задачі прийняття рішень в умовах ризику
- •1.6. Методи теорії дослідження операцій при прийнятті рішень
- •1.5. Задачі прийняття рішень в умовах невизначеності
- •Питання для самоперевірки
- •Контрольні запитання і задачі
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •2. Бінарні відношення та механізми прийняття рішень
- •2.1. Вибір і нетривіальність задач прийняття рішень.
- •2.2. Загальні принципи структуризації альтернатив.
- •2.3. Некритеріальне структурування альтернатив.
- •2.1. Вибір і нетривіальність задач прийняття рішень
- •2.2. Загальні принципи структуризації альтернатив
- •2.3. Некритеріальне структурування альтернатив
- •2.3.1. Метод "порівняльної переваги" елементів
- •Приклад нестрогого ранжування
- •2.3.2. Метод "рядкових сум", матриця парних порівнянь
- •Ранжирування альтернатив за рядковою сумою
- •2.3.2.1. Приклад прийняття рішення про вибір виду транспорту в місті
- •2.3.3. Метод безпосередньої оцінки альтернатив
- •Ранги проектів
- •Питання для самоперевірки
- •Контрольні запитання і задачі
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •3. Метризовані відношення й експертні оцінювання
- •3.1. Кваліметрія в системі переваг якості альтернатив
- •3.2. Шкала найменувань
- •3.3. Шкала порядку (рангова шкала)
- •3.4. Шкала інтервалів
- •3.5. Шкала відношень
- •3.6. Абсолютна шкала
- •3.7. Психометрична шкала Сааті (шкала експертного оцінювання пріоритетів або переваг)
- •Шкала Сааті
- •3.8. Експертне оцінювання. Основні поняття методу експертних оцінок
- •3.8.1. Основні форми проведення експертизи
- •3.8.2. Етапи підготовки і проведення експертизи
- •Питання для самоперевірки
- •Контрольні запитання і задачі
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •Розділ 2. Моделі, методи та алгоритми прийняття рішень
- •4. Моделі та методи прийняття рішень за умов багатокритеріальності
- •4.1. Структурування альтернатив з використанням критеріїв.
- •4.2. Недомінуючі альтернативи Еджворта – Парето.
- •4.3. Моделі і методи прийняття рішень в умовах багатокритеріальності.
- •4.1. Структурування альтернатив з використанням критеріїв
- •Критеріальна таблиця
- •4.2. Недомінуючі альтернативи Еджворта – Парето
- •Оцінка трьох альтернатив за двома критеріями
- •4.3. Моделі і методи прийняття рішень в умовах багатокритеріальності
- •4.3.1. Парне порівняння на основі єдиної порядкової шкали
- •Єдина порядкова шкала для ранжирування студентів
- •Ранжирування студентів за результатами здачі двох екзаменів
- •4.3.2. Методи прийняття рішень на основі згортки критеріїв
- •4.3.2.1. Метод головного критерію
- •Критеріальна таблиця вибору кандидатів на посаду
- •4.3.2.2. Лінійна (адитивна) згортка як метод упорядкування альтернатив
- •4.3.2.3. Максимінна згортка
- •4.3.2.4. Мультиплікативна згортка
- •Питання для самоперевірки
- •Контрольні запитання і задачі
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •5. Прийняття рішень методом аналітичної ієрархії (маі)
- •5.1. Загальні відомості про метод аналізу ієрархій
- •5.2. Терміни, що використовуються при практичній роботі з маі
- •Рівні ієрархії в маі
- •5.3. Метод парних порівнянь у маі. Міра узгодженості. Вектор пріоритетів
- •5.3.1. Індекс узгодженості (іс) і відношення узгодженості (ву)
- •Значення випадкового індексу
- •5.4. Узагальнена математична модель оцінки локальних і глобальних пріоритетів елементів ієрархічної структури
- •5.5. Адекватність моделі, яка побудована за методом маі
- •5.6. Рекомендації до побудови ієрархій
- •Питання для самоперевірки
- •Контрольні запитання
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •6. Концепція корисності та раціональний вибір
- •6.1. Концепції раціонального вибору і ефективного рішення.
- •6.2. Теорія корисності в прийнятті рішень.
- •6.3. Функція корисності.
- •6.1. Концепції раціонального вибору і ефективного рішення
- •6.2. Теорія корисності в прийнятті рішень
- •6.3. Функція корисності
- •6.4. Задачі прийняття рішень з точки зору корисності та імовірності
- •6.5. Деякі положення з теорії імовірності
- •Питання для самоперевірки
- •Контрольні запитання та задачі
- •Резюме за темою
- •7.1. Виграш і ризик при прийнятті рішень в умовах невизначеності.
- •7.2. Прийняття рішень в умовах ризику.
- •7.3. Дерево рішень як метод прийняття рішень в умовах стохастичної невизначеності (в умовах ризику).
- •7.1. Виграш і ризик при прийнятті рішень в умовах невизначеності
- •Словник термінів
- •7. Моделі та методи прийняття рішень в умовах нечіткої інформації, невизначеності та ризику
- •7.2. Прийняття рішень в умовах ризику
- •7.3. Дерево рішень як метод прийняття рішень в умовах стохастичної невизначеності (в умовах ризику)
- •Питання для самоперевірки
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •8. Моделі та методи багатоособового прийняття рішень
- •8.2. Формування узагальненої оцінки.
- •8.4. Оцінювання альтернатив і встановлення ступеня узгодженості думок експертів.
- •8.1. Отримання узагальненої інформації про рішення на підставі думок множини експертів
- •1) Формування узагальненої оцінки;
- •8.2. Формування узагальненої оцінки
- •8.3. Визначення відносної ваги об'єктів (альтернатив)
- •8.4. Оцінювання альтернатив і встановлення ступеня узгодженості думок експертів
- •8.4.1. Варіаційний розмах і коефіцієнт варіації
- •8.4.2. Оцінювання альтернатив безпосереднім призначенням їм ваги і встановленням ступеня узгодженості думок експертів
- •8.4.3. Оцінювання альтернатив у балах і встановлення ступеня узгодженості думок експертів
- •8.4.4. Оцінювання альтернатив методом парних порівнянь і встановлення ступеня узгодженості думок експертів
- •8.5. Перевірка узгодженості думок експертів при оцінці об'єктів методом ранжування (перевірка узгодженості обчисленням коефіцієнта Спірмена і коефіцієнта конкордації)
- •Питання для самоперевірки
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •Розділ 3. Теорія ігор
- •9. Теорія ігор, стратегічні та статистичні ігри
- •9.1. Теорія ігор і теорія статистичних рішень у моделях теорії прийняття рішень.
- •9.2. Теорія статистичних рішень.
- •9.1. Теорія ігор і теорія статистичних рішень у моделях теорії прийняття рішень
- •9.1.1. Ігрові методи прийняття рішень
- •9.1.1.1. Матричні ігри антагоністів
- •Стратегії гравців і значення аij
- •Стратегії гравців і значення аij
- •Стратегії гравців і значення аij
- •Стратегії гравців і значення аij
- •9.1.1.2. Методи рішення кінцевих ігор
- •Матриця гри 5 5
- •Матриця гри 3 х 5
- •Матриця гри 3 х 2
- •Матриця гри 2 х 2
- •Матриця гри 3 3
- •Матриця гри 3 3 із нижньою і верхньою ціною гри
- •9.2. Теорія статистичних рішень
- •9.2.1. Класичні критерії прийняття рішень в іграх з природою в умовах повної невизначеності
- •9.2.1.1. Критерій Лапласа
- •9.2.1.2. Критерій Вальда
- •9.2.1.3. Критерій Севіджа
- •9.2.1.4. Критерій Гурвіца
- •Питання для самоперевірки
- •Резюме за темою
- •Словник термінів
- •Література
Розділ 1. Теоретичні основи вибору альтернатив
1. Загальні аспекти прийняття рішень
Мета вивчення теми – освоєння концепції теорії прийняття рішень: об'єкта, предмета, основних понять теорії прийняття рішень.
Основні питання:
1.1. Концепція прийняття рішень. Основні поняття і визначення.
1.2. Класифікація задач прийняття рішень.
1.3. Задачі прийняття рішень в умовах визначеності.
1.4. Задачі прийняття рішень в умовах ризику.
1.5. Задачі прийняття рішень в умовах невизначеності.
1.6. Методи теорії дослідження операцій при прийнятті рішень.
Професійні компетенції: знання головних принципів і правил формалізації складних ситуацій при прийнятті рішень, головних понять теорії прийняття рішень, різниці між задачами прийняття рішень в умовах визначеності, ризику, невизначеності, використання методів теорії дослідження операцій при прийнятті рішень; розробка для практики науково обґрунтованих рекомендацій щодо організації і технології побудови процедур підготовки та прийняття рішень у складних ситуаціях із застосуванням сучасних методів і засобів інформаційних технологій.
Нормативна база для вивчення теми: математика, дослідження операцій, теорія вірогідностей, статистика, системний аналіз, інформатика та комп'ютерна техніка, програмування, екологія.
Ключові терміни: вибір, рішення, проблемна ситуація, прийняття рішень, альтернатива, критерій, особа, яка приймає рішення (ОПР), експерт, задачі прийняття рішень в умовах: визначеності, ризику, невизначеності.
1.1. Концепція прийняття рішень. Основні поняття і визначення
Задача прийняття рішень (ЗПР) – одна з найпоширеніших у будь-якій предметній області. Її вирішення зводиться до вибору однієї або декількох альтернатив з деякої множини. Вибір можливий тільки на підставі вибраних: мети, альтернатив, критеріїв вибору.
Питаннями розробки загальних методів і моделей аналізу ситуацій і прийняття рішень займається математична дисципліна теорія прийняття рішень (ТПР) [2; 5; 7; 8; 14; 26; 31 – 34; 45; 51; 52; 54; 58; 65; 74; 76].
Об'єктом дослідження ТПР є ситуація прийняття рішень, або так звана проблемна ситуація (ПС).
Предметом дослідження ТПР є загальні закономірності вироблення рішень у проблемних ситуаціях, а також закономірності, властиві процесу моделювання основних елементів проблемної ситуації.
Основним призначенням ТПР є розробка для практики науково обґрунтованих рекомендацій щодо організації і технології побудови процедур підготовки і прийняття рішень у складних ситуаціях із застосу-ванням сучасних методів і засобів (у першу чергу, комп'ютерних систем).
Методологічну основу ТПР складають елементи системного підходу, які реалізуються в елементах наукової бази системного аналізу.
Системний аналіз – це сукупність конкретних, методичних підходів, практичних методів і алгоритмів, які мають практичну спрямованість та дозволяють реалізувати теоретичні концепції і головні ідеї системного підходу в рамках соціально-економічних, екологічних, технічних проблем.
В основі сучасної ТПР лежить комплексна концепція прийняття рішень, яка вимагає врахування всіх істотних аспектів проблемної ситуації і раціональної інтеграції як логічного мислення й інтуїції людини, так і математичних і технічних засобів.
Згідно з цією концепцією прийняття рішення – це свідомий вибір з ряду варіантів (альтернатив).
Вибір – дія, що дозволяє організувати цілеспрямовану діяльність людини.
Рішення – результат вибору, який реалізований у певній нормативно-правовій формі (порада, рекомендація, наказ, програма і т. п.).
Прийняття рішень – процедура вибору альтернативи із заданої множини на підставі певного критерію або безлічі критеріїв.
Альтернатива – кожна з двох або більше можливостей, таких, що виключають одна одну.
Критерій – (від грецького – засіб для вислову думок) ознака, на підставі якої проводиться оцінка, визначення або класифікація чого-небудь; мірило оцінки.
Особа, яка приймає рішення (ОПР) – це людина (або група осіб), які володіють правами вибору рішення і несуть відповідальність за його наслідки. Окрім нього в цьому процесі беруть участь такі категорії фахівців [22].
Власник проблеми, який, на думку оточуючих, повинен вирішувати проблему, і несе повну відповідальність за результат її рішення.
Це може бути керівник компанії, фірми, головний інженер, головний технолог і т. д. Він не є особою, яка фактично ухвалює рішення.
Керівник активної групи – керівник групи фахівців, що мають загальні інтереси і прагнуть зробити вплив на процес вибору.
Експерт – професіонал у своїй проблемній області. Слово латинського походження і означає "досвідчений".
Консультант щодо ухвалення рішень – координатор процесу прийняття рішень.
ОПР організує всі процедури прийняття рішень із залученням вказаних фахівців і ухвалює рішення.
Прийняття рішення полягає у виконанні послідовності таких процедур:
1) аналіз проблеми, вибір мети, задля якої проводиться вибір;
2) оцінка ступеня узгодженості мети (від повної узгодженості до повної суперечності);
3) формулювання множини альтернатив, з яких здійснюється вибір;
4) аналіз і оцінка наслідків реалізації кожної з альтернатив;
5) формулювання критерію порівняння, тобто правила, за допомогою якого визначається перевага альтернатив;
6) визначення режиму вибору: однократний або багатократний;
7) оцінка ситуації, в якій проводиться вибір (визначеність або невизначеність, її вигляд);
8) визначення типу відповідальності (індивідуальна або групова);
9) реалізація вибраного варіанта дій (результату, рішення). 7
Вибір критерію є складним, відповідальним завданням. Проте об'єктивно існують критерії, без яких практично неможливо оцінювати перевагу результатів будь-якої економічної або комерційної операції.
Це такі критерії, як: час, витрати, прибуток, ефективність.
Показник або оцінка критерію – значення, які приймає критерій і які відображають у свідомості ОПР ступінь переваги або недоліки тих або інших властивостей результату операції. Оцінки критерію виражаються в прийнятих для їх вимірювання спеціальних шкалах. Розрізняють дві частини теорії прийняття рішень: формальну і прагматичну (психологічну). Перша пов'язана з дослідженням технології прийняття рішень у пошуках відповіді на питання "Як необхідно приймати рішення?". Друга досліджує питання про те, як люди на практиці приймають рішення, і які при цьому скоюють помилки. При прийнятті рішень, перш за все, необхідно сформувати модель проблемної ситуації, тобто сформулювати задачу прийняття рішення (ЗПР).
