Поддержка принятия решений в динамически изменяемых системах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ РАДИОФИЗИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра интеллектуальных систем

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

В ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫХ СИСТЕМАХ

курсовая работа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Штукатера Дмитрия Сергеевича

студента 3 курса, специальность

«прикладная информатика»

 

научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент

Шестаков Константин Михайлович

 

 

 

 

 

 

Минск, 2014

Оглавление

 

Список используемых сокращений		3
Введение		4
Глава 1. Аналитический обзор		5
1.1	Системы поддержки принятия решений (СППР)	5
1.1.1	Общая характеристика СППР	5
1.1.2	Классификация СППР	7
1.1.3	Архитектура СППР	8
1.2	Оперативный анализ данных (OLAP)	12
1.2.1	Общая характеристика OLAP-систем	12
1.2.2	Подходы к построению OLAP-систем	14
1.2.3	Многомерная модель OLAP-систем	17
1.2.4	Применение многомерного анализа данных в СППР	20
1.3	Особенности СППР в динамических системах	21
1.4	Выводы	22
Глава 2. Описание предложенного подхода		23
2.1	Характеристика подхода	23
2.2	Архитектура подхода	24
2.3	Выводы	26
Заключение		27
Список литературы		28

 

 

Список используемых сокращений

СППР –	система поддержки принятия решений
OLAP –	совокупность концепций, принципов и требований, лежащих в основе программных продуктов, обеспечивающих сбор, хранение, манипулирование и оперативный анализ многомерных данных
ЛПР –	лицо, принимающее решение
ХД –	хранилище данных – база данных, специально разработанная и предназначенная для подготовки отчётов, анализа бизнес-процессов с целью поддержки принятия решений в организации.

 

 

Введение

Современные условия ведения бизнеса характеризуются возрастающей жесткой конкуренцией и нестабильностью экономических условий и предъявляют повышенные требования к оперативности и качеству принимаемых решений на всех уровнях управления предприятием или организацией. При этом объем информации, которую необходимо учитывать для формирования оптимальных обоснованных решений, неуклонно растет.

Это приводит к ситуации, когда становится невозможно эффективно управлять компанией без использования современных средств информационного обеспечения. Одним из таких средств являются системы поддержки принятия решений (СППР).

Современные СППР строятся  на основе технологий,  позволяющих пользователю-непрограммисту легко и оперативно извлекать информацию из различных источников, формировать собственные настраиваемые отчеты или графические представления, проводить многомерный анализ данных.

В данной работе рассматривается вопрос формирования оперативного многомерного анализа данных (OLAP) в системах поддержки принятия решений. Рассматривается класс систем, учитывающих для формирования оптимальных решений изменяемые с течением времени факторы (оценки, риски, вероятности и др.).

В работе исследуются классические подходы построения подсистем многомерного анализа и выявляются их недостатки при применении к СППР рассматриваемого класса.

 

Глава 1. Обзор систем поддержки принятия решений

1.1 Системы поддержки  принятия решений

1.1.1 Общая характеристика систем поддержки принятия решений

Принятие решения в большинстве случаев заключается в генерации возможных альтернативных решений, их оценке и выборе лучшего варианта. В сложных и ответственных моментах лицо, принимающее решение, обращается к опытным и знающим людям (экспертам) за подтверждением своего решения. Такие обращения представляют собой процесс поддержки принятия решения. 
При выборе варианта приходится учитывать большое число неопределенных и противоречивых факторов. Неопределенность является неотъемлемой частью процессов принятия решений, и их можно разделить на три класса:

• неопределенность, связанная с неполнотой знаний о проблеме, по которой должно быть принято решение;
• неопределенность, связанная с невозможностью полного учета реакции окружающей среды на принимаемые решения;
• неопределенность, связанная с неправильным пониманием своих целей лицом, принимающим решение.

Противоречивость возникает из-за неоднозначности оценки ситуаций, ошибки в выборе приоритетов, что, в конечном итоге, сильно осложняет принятие решений. Исследования показывают, что лица, принимающие решения (ЛПР) без дополнительной аналитической поддержки, как правило, используют упрощенные, а иногда и противоречивые правила выбора решения.

Система поддержки принятия решений (СППР, Decision Support System, DSS)  - компьютерная автоматизированная система, целью которой является помощь людям, принимающим решение в сложных условиях для полного и объективного анализа предметной деятельности.

Основными функциями таких систем являются:

• оказание помощи ЛПР при анализе исходной информации (оценке сложившейся обстановки и ограничений, накладываемых внешней средой);
• выявление и ранжирование приоритетов, учет неопределенности в оценках ЛПР и формирование его предпочтений;
• генерация возможных решений (формирование списка альтернатив);
• оценка возможных альтернатив, исходя из предпочтений ЛПР, и ограничение, накладываемое внешней средой;
• анализ возможных последствий принимаемых решений;
• выбор лучшего, с точки зрения ЛПР, возможного варианта.

Для анализа и выработок предложений в СППР используются разные методы. Это могут быть информационный поиск, интеллектуальный анализ данных, поиск знаний в базах данных, рассуждение на основе прецедентов, имитационное моделирование, эволюционные вычисления и генетические алгоритмы, нейронные сети, ситуационный анализ, когнитивное моделирование и др.

Некоторые из этих методов были разработаны в рамках искусственного интеллекта. Если в основе работы СППР лежат методы искусственного интеллекта, то говорят об интеллектуальной СППР или ИСППР.

Близкие к СППР классы систем — это экспертные системы и автоматизированные системы управления.

Теоретические исследования в области разработки первых систем поддержки принятия решений проводились в технологическом институте Карнеги в конце 50-х начале 60-х годов XX века. Объединить теорию с практикой удалось специалистам из Массачусетского технологического института в 60-х годах. В середине и конце 80-х годов XX столетия стали появляться такие системы, как EIS, GDSS, ODSS. В 1987 году компания Texas Instruments разработала для United Airlines Gate Assignment Display System. Это позволило значительно снизить убытки от полетов и отрегулировать управление различными аэропортами, начиная от Международного аэропорта O’Hare в Чикаго и заканчивая Stapleton в Денвере, штат Колорадо. В 90-х годах сфера возможностей СППР расширялась благодаря внедрению хранилищ данных и инструментов OLAP. Появление новых технологий отчетности сделало СППР незаменимой в менеджменте.

 

1.1.2 Классификация СППР

По взаимодействию с пользователем выделяют три вида СППР:

• пассивные, помогают в процессе принятия решений, но не могут выдвинуть конкретного предложения;
• активные, непосредственно участвуют в разработке правильного решения;
• кооперативные, предполагают взаимодействие СППР с пользователем.

 

Выдвинутое системой предложение пользователь может доработать, усовершенствовать, а затем отправить обратно в систему для проверки. После этого предложение вновь представляется пользователю, и так до тех пор, пока он не одобрит решение.

По способу поддержки различают:

• модельно-ориентированные СППР, используют в работе доступ к статистическим, финансовым или иным моделям;
• СППР, основанные на коммуникациях, поддерживают работу двух и более пользователей, занимающихся общей задачей;
• СППР, ориентированные на данные, имеют доступ к временным рядам организации. Они используют в работе не только внутренние, но и внешние данные;
• СППР, ориентированные на документы, манипулируют неструктурированной информацией, заключенной в различных электронных форматах;
• СППР, ориентированные на знания, предоставляют специализированные решения проблем, основанные на фактах.

По сфере использования выделяют общесистемные и настольные СППР.

Общесистемные работают с большими хранилищами данных и применяются многими пользователями. Настольные являются небольшими системами и подходят для управления с персонального компьютера одного пользователя.

 

1.1.3 Архитектура СППР

Процедура принятия решений с помощью СППР представляет собой циклический процесс взаимодействия человека и компьютера и включает фазы анализа и постановки задачи, фазы поиска и оптимизации альтернативных решений, реализуемых с помощью компьютера. Современные системы поддержки принятия решений и информационные системы руководителей высшего уровня управления основаны на применении специализированных информационных хранилищ и технологий OLAP — оперативного анализа данных. Основное назначение OLAP-технологий — динамический многомерный анализ данных, моделирование и прогнозирование. Архитектура типичной системы поддержки принятия решений представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Архитектура СППР

В современных условиях динамичности рынка, обострения конкуренции, комплексности управления бизнес-процессами к СППР предъявляются следующие требования:

• анализ и интеграция множества внешних и внутренних источников маркетинговой, производственной и финансовой информации;
• повышение оперативности анализа эффективности бизнес-процессов и прогнозирование их развития;
• расширение сферы лиц, участвующих в подготовке и принятии управленческих решений;
• автоматизация извлечения знаний о закономерностях в развитии ситуаций для принятия своевременных решений и др.

Для реализации перечисленных требований широко используются информационные хранилища (Data Warehouse), системы оперативного анализа данных (OLAP) и интеллектуального анализа данных (Data Mining). Архитектура информационного хранилища системы поддержки принятия решений представлена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Архитектура информационного хранилища СППР

Такие системы по сравнению с традиционными системами анализа и прогнозирования на основе применения экономико-математических моделей, баз экспертных знаний и статистических методов имеют преимущества в гибкости и скорости составления запроса и получения ответа, доступности применения, поэтому они могут использоваться не только для обоснования стратегических, но и принятия тактических решений.

Информационное хранилище представляет собой базу обобщенной информации, формируемую из множества внешних и внутренних источников, на основе которых выполняются статистические группировки и интеллектуальный анализ данных. По сравнению с базами данных для оперативной обработки транзакций информационные хранилища обеспечивают более гибкое и простое формирование произвольных справочно-аналитических запросов, а также применение специализированных методов статистического и интеллектуального анализа данных.

Подсистема хранения данных представляет собой многомерное хранилище, организованное в виде:

• физической структуры, в которую с определенной периодичностью загружаются данные из файлов-источников, принадлежащих базам оперативных данных;
• виртуальной структуры, которая динамически используется при запросах, вызывающих физическое манипулирование с файлами-источниками из реляционных баз данных (как надстройка над реляционными базами данных), обеспечивая удобный интерфейс пользователя;
• гибридной структуры, которая используется при построении многоуровневых информационных хранилищ, применяемых на разных уровнях управления корпоративных информационных систем.