- •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
Питання для самоперевірки
1. Розкрити зміст поняття "гра" в теорії ігор.
2. Розкрити зміст поняття "конфліктна ситуація".
3. Розкрити зміст поняття "оптимальна стратегія гравця" в теорії ігор.
4. Розкрити зміст поняття "гра з нульовою сумою".
5. Розкрити зміст поняття "антагоністична гра".
6. Розкрити зміст поняття "принцип обережності" в теорії ігор".
7. Розкрити зміст понять "принцип мінімакса" і "сідлова точка" в теорії ігор.
8. Розкрити зміст поняття "домінуюча стратегія"
9. Розкрити зміст поняття "ціна гри".
10. Розкрити зміст поняття "змішана стратегія".
11. Розкрити зміст поняття "чиста стратегія".
12. Навести і пояснити принцип прийняття рішень на підставі критерію Лапласа.
13. Навести і пояснити принцип прийняття рішень на підставі критерію Вальда.
14. Навести і пояснити принцип прийняття рішень на підставі критерію Севіджа.
15. Навести і пояснити принцип прийняття рішень на підставі критерію Гурвіца.
Резюме за темою
Розділ математики "Теорія ігор і статистичних рішень" має в своєму розпорядженні методи вирішення задач прийняття рішень в умовах повної або "поганої" невизначеності [7; 77; 78]. У деяких випадках ці методи дозволяють знайти оптимальні рішення, але частіше вони дозволяють просто глибше розібратися в ситуації, оцінити кожне рішення з різних точок зору і ухвалити рішення, якщо не єдино правильне, то продумане. Теорія статистичних рішень близька по ідеях до теорії ігор. Від теорії ігор вона відрізняється тим, що невизначена ситуація не має конфліктного забарвлення.
Ніхто нікому не протидіє. В цьому випадку невизначеність пов'язана не з діями "супротивника", а з об'єктивною дійсністю, яку в теорії статистичних рішень називають "природою". "Природа" представляється як якась незацікавлена інстанція, поведінка якої невідома.
Теорію статистичних рішень можна тлумачити як теорію пошуку оптимальної недетермінованої поведінки в умовах невизначеності.
Словник термінів
Гра |
математична модель ігрової ситуації, деяка спрощена схема, де зафіксовані самі гравці, правила гри, певні виграші після кожного ходу, правила закінчення гри |
Гравці |
конфліктуючі сторони |
Партія гри |
одне здійснення гри |
Результат гри |
виграш або програш, який має кількісний вираз |
Конфліктні ситуації |
ситуації, коли стикаються інтереси двох або більше сторін, переслідуючих різну мету, причому виграш кожної сторони залежить від того, як поведуться інші |
Оптимальна стратегія гравця |
стратегія, яка забезпечує гравцю якнайкраще стоновище в грі, тобто максимальний виграш |
Задача теорії ігр |
виявлення оптимальних стратегій гравців |
Гра з нульовою сумою |
гра називається грою з нульовою сумою, якщо сума виграшів усіх гравців дорівнює нулю (кожний гравець виграє за рахунок інших) |
Антагоністична гра (або гра із строгим суперництвом) |
найпростіша парна гра з нульовою сумою |
Принцип обережності або принцип "мінімакса" |
основний принцип теорії ігор – перестраховочное правило "завжди розраховуй на гірше". Означає, що при найгіршому для гравця А варіанті вибору супротивника, він отримає максимальний виграш. У цьому полягає принцип "мінімакса" – "чини так, щоб при якнайгіршій для тебе поведінці супротив- ника отримати максимальний виграш" |
Нижня ціна гри |
виграш, одержуваний за принципом "максиміна" |
Верхня ціна гри |
виграш, одержуваний за принципом "мінімакса" |
Сідлова точка |
виграш, що досягається у разі, коли пара стратегій Ai та Bj має властивість рівноваги. Для матриці з сідловою точкою характерно, те що елемент, мінімальний у своєму рядку є максимальним у своєму стовпці |
Домінуюча стратегія гравця |
стратегія Ai гравця A називається домінуючою над стратегією Ak, якщо в рядку Ai знаходяться виграші, не менші, ніж у рядку Ak і з них хоча б один більший, ніж у відповідній клітці рядка Ak |
Чиста стратегія гравця |
стратегія, при якій гра, має "сідлову точку" |
Змішані стратегії гравців А і В |
мають місце у разі, коли гра повторюється множину разів, перед кожним ходом гравець кидає жереб і вибирає стратегію, що випала. Змішані стратегії позначають таким чином: Sa =(p1,p2,...,pm), Sb= (q1,q2,...,qn), де p1,p2,...,pm – вірогідності застосування гравцем A стратегій A1,A2,...,Am; q1,q2,...,qn – вірогідності застосування гравцем B стратегій B1,B2,...,Bn. |
Основна теорема теорії ігор |
свідчить: будь-яка кінцева гра двох осіб з нульовою сумою має, принаймні, одне рішення – пару оптимальних стратегій, у загальному випадку змішаних (Sa*, Sb*) і відповідну ціну v. Пара оптимальних стратегій (Sa*, Sb*), що створюють рішення гри, має таку властивість: якщо один з гравців дотримується своєї оптимальної стратегії, то іншому не вигідно відступати від своєї. Ця пара стратегій утворює становище рівноваги: один гравець прагне обернути виграш у максимум, інший – у мінімум |
Критерій Лапласа |
в основі цього критерію лежить "принцип недостатньої підстави", коли умова невизначеності інтерпретується як припущення про рівну вірогідність появи всіх можливих станів природи. В цьому випадку виконується пошук варіанта рішення, для якого виконується умова: |
Критерій Вальда |
критерій Вальда забезпечує вибір обережної, песимістичної стратегії або вибір якнайкращої з якнайгірших стратегій. Оптимальною вважається стратегія, при якій гарантується виграш у будь-якому випадку не менший, ніж "нижня ціна гри з природою". Орієнтир при цьому на гірші умови. Це "перестраховочний варіант" рішення. Оціночна функція в умовах крайнього песимізму розраховується таким чином: |
Критерій Севіджа |
у цьому випадку вибирають ту стратегію, при якій в якнайгірших умовах величина ризику приймає якнайменше значення. Інакше кажучи, даний критерій рекомендує в умовах невизначеності вибирати ту стратегію, при якій величина ризику приймає якнайменше значення в найсприятливійшій ситуації (коли ризик максимальний): |
Критерій Гурвіца |
пропонує деякий компроміс між зайвим оптимізмом і зайвим песимізмом. Згідно з цим критерієм стратегія вибирається з умов:
де α – 1 коефіцієнт песимізму (0<α <1). |
