Система информационной и интеллектуальной поддержки разработки и реализации управленческих решений

Понятия и определения

Современные информационные системы интеллектуальной поддержки процессов разработки и реализации управленческих решений (Системы поддержки принятия решений _ 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.

Система Поддержки (процессов) Принятия Решений (СППР) (англ. Decision Support System, DSS) — это компьютерная автоматизированная система, целью которой является помощь лицам, принимающим решение в сложных условиях, для полного и объективного анализа предметной деятельности http://ru.wikipedia.org/ .

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. 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 — это «совокупность процедур по обработке данных и суждений, помогающих руководителю в принятии решений, основанная на использовании моделей» Little I.D.C. Models and Managers: The Concept of a Decision Calculus // Management Science, 1970. — v. 16. — N 8. .

СППР — это «интерактивные автоматизированные системы, помогающие лицу, принимающему решения, использовать данные и модели для решения слабо структурированных проблем» Power D. J. Web-based and model-driven decision support systems: concepts and issues. Americas Conference on Information Systems, Long Beach, California, 2000.

СППР — это «система, которая обеспечивает пользователям доступ к данным и/или моделям, так что они могут принимать лучшие решения» Edwards J.S. Expert Systems in Management and Administration — Are they really different from Decision Support Systems? // European Journal of Operational Research, 1992. — Vol. 61. — pp. 114—121.

Рассматривая процессы принятия решений, можно выделить информационную, модельную и экспертную поддержки принимаемых решений, реализуемых в СППР, которые представляют собой информационные системы, предназначенные для решения неструктурированных задач и генерирования альтернативных решений (рис. 14.3−1).

Рассматривая процессы поддержки решений в ИС, мы видим, что информационная поддержка решений основана на Информационных системах управления (ИСУ) и Системах автоматизации офиса (САО). Модельная поддержка решений строится на базе СППР, а экспертная — на базе экспертных систем (рис. 14.3−2).

Рис. 14.3-1. Место СППР среди существующих ИС.

Анализируя выше приведенные определения, мы видим, что СППР принципиально отличается от традиционных систем аналогичного назначения тем, что она ориентирована на конкретного пользователя, на его знания, опыт и интуицию, его систему ценностей.

В основу СППР положено признание того факта, что процесс принятия решений носит субъективный характер. По существу это означает, что пользователь является полностью самостоятельным и действует на основании своих собственных знаний, опыта и интуиции. Естественно, что при этом не исключено привлечение любых экспертов и консультантов по его усмотрению. Таким образом, система СППР помогает пользователю найти решения, которые именно ему представляются наилучшими, но которые без ее помощи было бы трудно, или даже невозможно отыскать из-за очень большой сложности решаемой задачи.

Современные Системы Поддержки Принятия Решений являются результатом мультидисциплинарного исследования и включают теории:

• · баз данных (Data Base _ DB) и баз знаний (Data Knowledge — DK);
• · искусственного интеллекта (Artificial Intelligence _ AI);
• · интерактивных компьютерных систем;
• · методов имитационного моделирования и др.

Системы Поддержки Принятия Решений возникли в результате слияния управленческих информационных систем и систем управления базами данных. Современные СППР используют следующие информационные технологии:

• · хранилища данных (Data Warehouse _ DW);
• · средства оперативной (в реальном масштабе времени) аналитической обработки информации (On-Line Analytical Processing _ OLAP);
• · средства извлечения данных — (Data Mining _ DM), текстов (Text Mining — TM) и визуальных образов (Image Mining — IM).

Еще одна принципиальная особенность современных СППР связана с тем, что в настоящее время математические методы не позволяют осуществлять оптимизацию и ранжирование непосредственно на основе полной совокупности критериев и требуют предварительного сведения ее к единой числовой оценке (свертка). Различных формальных способов свертки достаточно много, и то, какой из них будет выбран, может существенно (а порой и нежелательно) повлиять на результаты оптимизации и ранжирования. Кроме того, свертка совокупности критериев в один обедняет процесс принятия решений в содержательном и информационном плане. Необходимо иметь в виду, что пользователь, будучи весьма компетентным в своей области, вовсе не должен разбираться в том, какие алгоритмы свертки использованы в системе поддержки решений. А это значит, что решения, принятые разработчиком в процессе создания системы, могут оказывать на выбор альтернатив влияние, не контролируемое пользователем. Этот принципиальный недостаток традиционных систем поддержки решений, опирающихся на формальные методы свертки, в современной системе СППР сведен к минимуму. Достигается это за счет того, что пользователь в диалоге с такой системой сопоставляет между собой возможные значения совокупностей показателей, в соответствии с которыми он хочет принимать решения, и определяет их относительные предпочтительности. В результате таких сопоставлений в системе формируется функция предпочтений пользователя (ФП), на основе которой в дальнейшем выполняются операции оптимизации и ранжирования. Таким образом, формальная свертка критериев заменяется неформальной процедурой выявления предпочтений, результаты которой не зависят от разработчика и отражают индивидуальный подход пользователя к задаче.

Характеристики СППР

Согласно E. Turban Turban, E. Decision support and expert systems: management support systems. -Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1995. — 887 p., СППР обладает следующими четырьмя основными характеристиками:

• 1. СППР использует и данные, и модели;
• 2. СППР предназначены для помощи менеджерам в принятии решений для слабоструктурированных и неструктурированных задач;
• 3. Они поддерживают, а не заменяют, выработку решений менеджерами;
• 4. Цель СППР — улучшение эффективности решений.

E. Turban предложил список характеристик идеальной СППР (которая имеет мало общих элементов с определением, приведенным выше). Идеальная СППР:

• 1. оперирует со слабоструктурированными решениями;
• 2. предназначена для ЛПР различного уровня;
• 3. может быть адаптирована для группового и индивидуального использования;
• 4. поддерживает как взаимозависимые, так и последовательные решения;
• 5. поддерживает 3 фазы процесса решения: интеллектуальную часть, проектирование и выбор;
• 6. поддерживает разнообразные стили и методы решения, что может быть полезно при решении задачи группой ЛПР;
• 7. является гибкой и адаптируется к изменениям как организации, так и ее окружения;
• 8. проста в использовании и модификации;
• 9. улучшает эффективность процесса принятия решений;
• 10. позволяет человеку управлять процессом принятия решений с помощью компьютера, а не наоборот;
• 11. поддерживает эволюционное использование и легко адаптируется к изменяющимся требованиям;
• 12. может быть легко построена, если может быть сформулирована логика конструкции СППР;
• 13. поддерживает моделирование;
• 14. позволяет использовать знания.

Классификации СППР

Для СППР отсутствует не только единое общепринятое определение, но и исчерпывающая классификация. Разные авторы предлагают разные классификации. На уровне пользователя P. Haettenschwiler Haettenschwiler P. Neues anwenderfreundliches Konzept der Entscheidungs-unterstutzung. Gutes Entscheiden in Wirtschaft, Politik und Gesellschaft. Zurich: Hochschulverlag AG, 1999. — S. 189—208. (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 D.J. Power Power D.J. A Brief History of Decision Support Systems. DSSResources.COM, World Wide Web, http://DSSResources.COM/history/dsshistory.html, version 2.8, May 31, 2003. (2003) отличает:

• 1. СППР, управляемые сообщениями (Communication-Driven DSS, ранее групповая СППР — GDSS), поддерживает группу пользователей, работающих над выполнением общей задачи.
• 2. 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.
• 3. СППР, управляемые документами (Document-Driven DSS), управляют, осуществляют поиск и манипулируют неструктурированной информацией, заданной в различных форматах.
• 4. СППР, управляемые знаниями (Knowledge-Driven DSS), обеспечивают решение задач в виде фактов, правил, процедур.
• 5. СППР, управляемые моделями (Model-Driven DSS), характеризуются в основном доступом и манипуляциями с математическими моделями (статистическими, финансовыми, оптимизационными, имитационными).
• 6. Отметим, что некоторые OLAP-системы, позволяющие осуществлять сложный анализ данных, могут быть отнесены к гибридным СППР, которые обеспечивают моделирование, поиск и обработку данных.

На техническом уровне D. Power Power D. J. «What is a DSS?» // The On-Line Executive Journal for Data-Intensive Decision Support, 1997. — v. 1. — N3. (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 Alter S. L. Decision support systems: current practice and continuing challenges. Reading, Mass.: Addison-Wesley Pub., 1980., Holsapple и Whinston Holsapple C.W., Whinston A.B. Decision Support Systems: A Knowledge-based Approach. — Minneapolis: West Publishing Co., 1996., Golden, Hevner и Power Golden B., Hevner A., Power D.J. Decision Insight Systems: A Critical Evaluation // Computers and Operations Research, 1986. — v. 13. — N2/3. — p. 287—300.). 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 _ EIS). По сути, они представляют собой конечные наборы отчетов, построенных на основании данных из транзакционной информационной системы предприятия, в идеале адекватно отражающих в режиме реального времени основные аспекты производственной и финансовой деятельности. Для EIS 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

Архитектура СППР представляется разными авторами по-разному. Приведем пример. G.M. Marakas Marakas G. M. Decision support systems in the twenty-first century. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 1999. (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), © машина знаний (the knowledge engine (KE)), (d) интерфейс пользователя (the user interface), (e) пользователи (the user).

На сегодняшний день можно выделить четыре наиболее популярных типа архитектур СППР: функциональная СППР; независимые витрины данных; двухуровневое хранилище данных; трехуровневое хранилище данных.

Методы поддержки принятия решений на основе информационных технологий

Для поддержки принятия решений c помощью информационных технологий, включая анализ и выработку альтернатив, в СППР используются следующие методы: информационный поиск; интеллектуальный анализ данных; извлечение (поиск) знаний в базах данных; рассуждение на основе прецедентов; имитационное моделирование; генетические алгоритмы; искусственные нейронные сети; методы искусственного интеллекта. Наиболее распространенным методом, используемым при поддержке процесса принятия решений, является информационный поиск.

Информационный поиск (ИП) (англ. Information retrieval) — процесс поиска неструктурированной документальной информации и наука об этом поиске http://ru.wikipedia.org/. Термин «информационный поиск» был впервые введён Кельвином Муром в 1948 в его докторской диссертации, опубликован и употребляется в литературе с 1950.

Сначала системы автоматизированного информационного поиска, или информационно-поисковые системы (ИПС), использовались лишь для управления информационным взрывом в научной литературе. Многие университеты и публичные библиотеки стали использовать ИПС для обеспечения доступа к книгам, журналам и другим документам. Широкое распространение ИПС получили с появлением сети Интернет. У русскоязычных пользователей наибольшей популярностью пользуются поисковые системы Google, Яндекс и Рамблер.

Поиск информации представляет собой процесс выявления в некотором множестве документов (текстов) всех таких, которые посвящены указанной теме (предмету), удовлетворяют заранее определенному условию поиска (запросу) или содержат необходимые (соответствующие информационной потребности) факты, сведения, данные.

Процесс поиска включает последовательность операций, направленных на сбор, обработку и предоставление необходимой информации заинтересованным лицам.

В общем случае поиск информации состоит из четырех этапов:

• 1. определение (уточнение) информационной потребности и формулировка информационного запроса;
• 2. определение совокупности возможных держателей информационных массивов (источников);
• 3. извлечение информации из выявленных информационных массивов;
• 4. ознакомление с полученной информацией и оценка результатов поиска.

Полнотекстовый поиск — поиск по всему содержимому документа. Пример полнотекстового поиска — любой интернет-поисковик, например www.yandex.ru, www.google.com. Как правило, полнотекстовый поиск для ускорения поиска использует предварительно построенные индексы. Наиболее распространенной технологией для индексов полнотекстового поиска являются инвертированные индексы.

Поиск по метаданным — это поиск по неким атрибутам документа, поддерживаемым системой — название документа, дата создания, размер, автор и т. д. Пример поиска по реквизитам — диалог поиска в файловой системе (например, MS Windows).

Поиск по изображению — поиск по содержанию изображения. Поисковая система распознает содержание фотографии (загружена пользователем или добавлен URL изображения). В результатах поиска пользователь получает похожие изображения. Так работают поисковые системы: Xcavator; Retrievr; PolarRose; Picollator Online by Recogmission.