Методы и инструменты для выработки решений

 

Средством, инструментом для выработки ре­шений является исследование операций. Под ис­следованием операций понимают комплекс на­учных математических методов, применяемых для обоснования наилучших, правильных ре­шений в любой области человеческой деятель­ности. Под операцией при этом понимается лю­бое целенаправленное действие.

Исследование операций широко применяет такие разделы современной математики, как тео­рия вероятностей, теория массового обслужива­ния, математическое программирование (линей­ное, нелинейное, динамическое), метод динамики средних, сетевое планирование, теория игр, тео­рия статистических решений. Оснащение теории решений математическим аппаратом свидетель­ствует о становлении этой теории как науки.

С помощью исследования операций сегодня вырабатываются реше­ния в промышленности, на транспорте, в город­ском хозяйстве и т. и.

Методы исследования операций не представ­ляют собой единого универсального аппарата, пригодного для выработки решений на все слу­чаи жизни. Исследование операций — это набор различных математических методов, объединен­ных общей задачей обоснования наилучших ре­шений. Каждый из этих методов имеет свою область применения.

Методы исследования операций могут быть отнесены к четырем основным группам: анали­тические, статистические, математического про­граммирования, теоретико-игровые.

Аналитические методы характерны тем, что устанавливаются аналитические, формуль­ные зависимости между условиями решаемой задачи и ее результатами. К этим методам отно­сятся теория вероятностей, теория марковских процессов, теория массового обслуживания, ди­намика средних.

Теория вероятностей — наука о закономер­ностях в случайных явлениях. С ее помощью вырабатываются решения, зависящие от условий случайного характера.

Теория марковских случайных процессов раз­работана для описания операций, развивающих­ся случайным образом во времени.

Теория массового обслуживания рассматри­вает массовые повторяющиеся процессы.

Метод динамики средних применяется в тех случаях, когда можно составить зависимости между условиями операции и ее результатом исходя из средних характеристик указанных условий.

Статистические методы основаны на сбо­ре, обработке и анализе статистических материалов, полученных как в результате фактических действий, так и выработанных искусственно, путем статистического компьютерного моделирования. К этим методам относятся последовательный анализ и метод статистических испытаний.

Последовательный анализ дает возможность принимать решения на основе ряда гипотез, каждая из которых сразу же последовательно проверяется, например при проверке качества партии изделий.

Метод статистических испытаний (Монте-Карло) заключается в том, что ход операций проигрывается, как бы копируется на ЭВМ, со все­ми присущими операции случайностями.

Математическое программирование пред­ставляет собой ряд методов, предназначенных для наилучшего распределения имеющихся в наличии ограниченных ресурсов, а также для состав­ления рационального плана операции. Математическое программирование подразделяется на линейное, нелинейное и динамическое. Сюда же обычно относят и методы сетевого планирования.

Линейное программирование применяется в тех случаях, когда условия ведения операций вписываются системой линейных (1-й степени) уравнений или неравенств. В случае, если ука­занные зависимости носят нелинейный характер (2-й и более степени), применяется метод нелинейного программирования.

Динамическое программирование служит для выбора наилучшего плана выполнения многоэтапных действий, когда результат каждого по­следующего этапа зависит от предыдущего.

Сетевое планирование предназначено для со­ставления и реализации рационального плана ведения операции, предусматривающего реше­те задачи в кратчайший срок и с наилучшими результатами.

Теоретико-игровые методы предназначены для обоснования решений в условиях неопределенности (неполноты, неясности) данных обстановки. К теоретико-игровым методам относятся теория игр и теория статистических решений.

Теория игр применяется в тех случаях, когда определенность обстановки вызвана сознательными, злонамеренными действиями конфликтующей стороны.

Теория статистических решений применяется тогда, когда неопределенность обстановки вызвана объективными обстоятельствами, которые либо неизвестны, либо носят случайный характер.

Принципиально важной особенностью при­менения методов исследования операций явля­ется то, что выработка и реализация решений, как правило, не мыслятся без применения компьютерной техники. С другой стороны, и ЭВМ не могут функционировать без исследования операций. Причем ЭВМ не только, как это иногда считают, облегчает проведение расчетов и освобождает от сложных вычисле­ний. Главное в том, что исследование операций и электронно-вычислительные машины прида­ют выработанным решениям новое качество. Они способны производить такие расчеты и в такой срок, которые без них оказываются прин­ципиально невыполненными.

Наряду с количественными методами совре­менная наука, как это делалось и в прошлом, прибегает также к обоснованию решений исхо­дя из факторов, пока не поддающихся точному количественному учету. Имеется в виду мораль­ный фактор, общая ситуация, психологические моменты и т. п. При этом сохраняют свое значе­ние традиционные методы обоснования реше­ний на основе изучения опыта прошлых дей­ствий, обобщения результатов производства, а также просто по интуиции. Однако и к этим методам обоснования решений, относящимся к области искусства, следует подходить с пози­ции современной науки — психологии, эврис­тики (наука о творческом мышлении) и др.

Таким образом, современная теория обосно­вания решений включает: количественные ме­тоды обоснования решений, основанные на ма­тематическом аппарате исследования операций (теории вероятностей, теории игр, математиче­ском программировании и др.); описательные методы обоснования и принятия решений, от­носящихся к области искусства (психология принятия решений, эвристика и др.).

Исследование операций, ориентированное на решение экономико-производственных задач, является базой для экономико-математических методов моделирования производственных про­цессов.

Модель. Моделирование

Моделирование является основным методом исследования производственно-экономических систем. Под моделированием понимается такой способ отображения объективной реальности, при котором для изучения оригинала применя­ется специально построенная модель, воспроизводящая определенные (как правило, лишь существенные) свойства исследуемого реального явления (процесса).

Модель — это объект любой природы, кото­рый способен замещать исследуемый объект так, что его изучение дает новую информацию об исследуемом объекте.

В соответствии с этими определениями в по­нятие моделирования входит построение моде­ли (квазиобъекта) и операции над ней для по­лучения новой информации об исследуемом объекте. С позиций использования под моделью можно понимать удобное для анализа и син­теза отображение системы. Между системой и ее моделью существует отношение соответствия, которое и позволяет исследовать систему по­средством исследования модели.

Тип модели определяется в первую очередь вопросами, на которые желательно получить от­вет при помощи модели. Возможна различная степень соответствия модели и моделируемой системы.

Часто модель отображает только функцию системы, а структура модели (и ее адекватность системе) не играет роли, она рассматривается как черный ящик.

Имитационная модель включает уже единое отображение и функции системы, и существа происходящих в ней процессов.

Моделирование как метод познания основа­но на том, что все модели так или иначе отобра­жают действительность. В зависимости от того, как и какими средствами, при каких условиях, но отношению к каким объектам познания реа­лизуется это их свойство, возникает большое разнообразие моделей. Существует ряд прин­ципов классификации моделей разной приро­ды, из которых наиболее существенными пред­ставляются следующие:

— по способу отображения действительнос­ти, а следовательно, и по аппарату построения (форма);

— по характеру моделируемых объектов (содержание).

Классификация моделей

По способу отображения или аппарату пост­роения различают два вида моделей (рис. 13): материальные и мысленные, или идеальные.

Материальныемодели — это модели, кото­рые построены или отобраны человеком и су­ществуют объективно, будучи воплощены в ме­талле, дереве, стекле, электрических элементах, биологических организациях и других матери­альных структурах.

 

Рис. 13. Классификация моделей

 

 

Материальные модели делятся на три подвида.

Пространственно подобные модели — соору­жения, предназначенные для отображения про­странственных свойств или отношений объекта (макеты домов, заводов, районов города, транс­портной сети, расположения оборудования в цехе и т. д.). Обязательным условием таких мо­делей является геометрическое подобие.

Физически подобные модели — материальные модели, имеющие целью воспроизвести различ­ного рода физические связи и зависимости изуча­емого объекта (модели плотин электростанций, кораблей и самолетов). Основой построения та­ких моделей является физическое подобие — оди­наковость физической природы и тождествен­ность законов движения.

Математически подобные модели — модели, обладающие в той или иной степени одинако­вым математическим формализмом, описываю­щим поведение объекта и модели (аналоговые ЭВМ, кибернетические, функциональные моде­ли). Математически подобные материальные модели — это вещественные или физические оболочки некоторых математических отноше­ний, но не сами отношения.

Мысленные (или идеальные) модели делят­ся на три подвида:

— описательные (концептуальные) модели, в которых отношения выражены в образах языка;

— наглядно-образные модели, образы которых в сознании построены из чувственно-наглядных элементов;

— знаковые (в том числе математические) модели, в которых элементы объекта и их отно­шения выражены при помощи знаков (в том числе математических символов и формул).

Конечной целью моделирования является изучение не модели как таковой, а некоторого отличного от нее, но воспроизводимого ею под­линного объекта изучения.

Никакие модели не могут и не долж­ны полностью воспроизводить все стороны и детали изучаемых явлений: предприятие может быть охарактеризовано с различных точек зре­ния — директора или главного инженера, бух­галтера, снабженца или энергетика. В соответ­ствии с этим и характер, и построение модели будут различны.

Моделирование как способ научного позна­ния основано на способности человека абстра­гировать исходные признаки или свойства раз­личных явлений (процессов) и устанавливать определенное соотношение между ними. Бла­годаря этому создается возможность исследо­вать явления или процессы косвенным путем, а именно изучением моделей, аналогичных им в некотором строго определенном отношении.

В общем случае целесообразна следующая последовательность моделирования систем: кон­цептуальное описание (исследование) системы, ее формализация и, наконец, если это необходи­мо, алгоритмизация и квантификация системы.

При моделировании производственно-эко­номических систем наряду с формализованны­ми, математическими методами анализа, исполь­зуемыми для отдельных подсистем или част­ных процессов, приходится использовать также и эвристические методы анализа производства в тех его элементах и связях, которые не подда­ются формализации. А при использовании ма­тематических методов вследствие множества переменных приходится зачастую прибегать к упрощениям, использовать методы декомпози­ции и агрегирования переменных. В результа­те решения приобретают приближенный, каче­ственный характер.

Вследствие наличия в больших сложных системах организационно-производственного управления звеньев и связей, которые трудно или вообще не формализуются, для их исследования приходится использовать в основном описатель­ные модели, подвергая систему декомпозиции на отдельные функциональные подсистемы; за­тем искать те подсистемы, которые поддаются математической формализации, моделируя, та­ким образом, отдельные элементы общего про­изводственного процесса.

Конечной целью моделирования производ­ственно-экономической системы является под­готовка и принятие руководителем предприя­тия управленческого решения.

Модели производственно-экономических систем можно различать по следующим при­знакам:

— по целям моделирования;

— по задачам (функциям) управления;

— по этапам (процедурам) управления;

— по математическим методам моделирования.

В зависимости от целей моделирования раз­личают модели, предназначенные для:

— проектирования систем управления;

— оценки эффективности;

— анализа возможностей предприятия в раз­личных условиях его деятельности;

— выработки оптимальных решений в раз­личных производственных ситуациях;

— расчета организационных структур систе­мы управления;

— расчета информационного обеспечения и т. д.

Специфика моделей этого классификацион­ного подразделения выражается в первую оче­редь в выборе соответствующих критериев эф­фективности, а также в процедуре реализации результатов моделирования.

В зависимости от задач (функций) управле­ния различают модели календарного планиро­вания, управления развитием предприятия, кон­троля качества продукции и т. д. Модели этого подразделения ориентированы на конкретные производственно-экономические задачи и, как правило, должны обеспечивать получение ре­зультатов в численном виде.

В зависимости от этапа (процедуры) авто­матизации управления модели могут быть ин­формационными, математическими, программ­ными. Модели этого подразделения нацелены на соответствующие этапы движения и перера­ботки информации.

Математические модели

В зависимости от применяемого математи­ческого аппарата модели можно разбить на пять больших групп: экстремальные, математическо­го программирования (планирования), вероят­ностные, статистические и теоретико-игровые.

К экстремальным моделям относятся мо­дели, дающие возможность отыскания экстре­мума функции или функционала. Сюда отно­сятся модели, построенные с помощью графических методов, .метода Ньютона и его моди­фикаций, методов вариационного исчисления, принципа максимума Понтрягина и др. Исходя из возможностей этих методов они применяют­ся в первую очередь для решения задач опера­тивного регулирования.

Модели математического программиро­вания (планирования) включают модели ли­нейного программировании, нелинейного про­граммирования, динамического программирова­ния. Сюда же обычно относят и модели сетевого планирования.

Математическое программирование объеди­няет ряд математических методов, предназна­ченных для наилучшего распределения имею­щихся в наличии ограниченных ресурсов — сы­рья, топлива, рабочей силы, времени, а также для составления соответствующих наилучших (оптимальных) планов действий.

К вероятностным моделям относятся мо­дели, построенные с помощью аппарата теории вероятностей, модели случайных процессов мар­ковского типа (марковские цепи), модели тео­рии массового обслуживания и др.

Вероятностные модели описывают явления и процессы случайного характера, например свя­занные со всевозможными несистематически­ми отклонениями и ошибками (производствен­ный брак и др.), влиянием стихийных явлений природы, возможными неисправностями обо­рудования и т.п.

К статистическим моделям относятся мо­дели последовательного анализа, метода стати­стических испытаний (Монте-Карло) и др. Сюда же можно отнести и методы случайного поиска.

Метод статистических испытаний заключа­ется в том, что ход той или иной операции про­игрывается, как бы копируется с помощью компьютера, со всеми присущими данной операции случай­ностями, например при моделировании органи­зационных задач, сложных форм кооперации различных предприятий и т. п. Применение дан­ного метода называют имитационным модели­рованием.

Методы случайного поиска применяются для нахождения экстремальных значений сложных функций, зависящих от большого числа аргу­ментов. В основе этих методов лежит исполь­зование механизма случайного выбора аргумен­тов, по которым осуществляется минимизация. Методы случайного поиска находят применение, например, при моделировании организа­ционных структур управления.

Теоретико-игровые модели предназначены для обоснования решений в условиях неопре­деленности, неясности (неполноты информа­ции) обстановки и связанного с этим риска. К теоретико-игровым методам относятся тео­рия игр и теория статистических решений.

Теория игр — это теория конфликтных ситу­аций. Она применяется в тех случаях, когда не­определенность обстановки вызывается возмож­ными действиями конфликтующих сторон.

Теоретико-игровые модели могут найти при­менение при обосновании управленческих ре­шений в условиях производственных, трудовых конфликтов, при выборе правильной линии по­ведения по отношению к заказчикам, постав­щикам, контрагентам и т. п.

Теория статистических решений применяет­ся тогда, когда неопределенность обстановки вызывается объективными обстоятельствами, которые либо неизвестны (например, некоторые характеристики новых материалов, качества но­вой техники и т. п.), либо носят случайный ха­рактер (состояние погоды, возможное время вы­хода отдельных узлов изделия из строя и т. п.).

Теоретико-игровые модели целесообразно использовать при подготовке, проведении и оценке результатов деловых игр.

Все математические модели могут быть под­разделены также на модели оценки эффектив­ности и модели оптимизации.

Модели оценки эффективности предна­значены для выработки характеристик произ­водства и управления. К этой группе относятся все вероятностные модели. Модели оценки эф­фективности являются «входными» по отноше­нию к моделям оптимизации.

Модели оптимизации предназначены для выбора наилучших в данных условиях спосо­бов действий или линии поведения. К этой груп­пе относятся экстремальные и статистические модели, модели математического программиро­вания, а также теоретико-игровые модели.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Dermal mask, Коллагеновая тканевая маска для лица, 23гр -
2. I. Его руки подняты для благословения.
3. I. Смотрите на Него, приготовляющего для Себя престол.
4. I. ТИТУЛ «ИНТЕРНАЦИОНАЛЬНЫЙ ЧЕМПИОН ПО КРАСОТЕ» (C.I.B.) ДЛЯ ПОРОД С ОБЯЗАТЕЛЬНЫМИ И НЕОБЯЗАТЕЛЬНЫМИ РАБОЧИМИ ИСПЫТАНИЯМИ СОГЛАСНО НОМЕНКЛАТУРЕ FCI.
5. II. Извлеки урок для совести.
6. II. ПРОЦЕСС ВЫРАБОТКИ: ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСШИХ ФОРМ ПОВЕДЕНИЯ БЕЗ ПРИНУЖДЕНИЯ И БОЛИ
7. II. ТЕКСТЫ ДЛЯ РАБОТЫ НАД ГОЛОСОМ.
8. III. БАЗИСНЫЕ РАЗДЕЛЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
9. III. Реакции, характерные только для альдегидов
10. IX. Разработка тезисов доклада для защиты
11. S: Для пролонгирования действий анестетика используют
12. V. «Умственный мусор»: пища для страждущих