Основные идеи методов экспертных оценок

Примеры методов экспертных оценок. Как будет изменяться экономическая обстановка с течением времени? Что будет с окружающей природной средой через десять лет? Как изменится экологическая обстановка? Будет ли обеспечена экологическая безопасность промышленных производств или же вокруг станет простираться рукотворная пустыня? Достаточно вдуматься в эти постановки естественных вопросов, проанализировать, как десять или тем более двадцать лет назад мы представляли себе сегодняшний день, чтобы понять, что стопроцентно надежных прогнозов просто не может быть. Вместо утверждений с конкретными числами можно ожидать лишь качественных оценок. Тем не менее мы, менеджеры, экономисты, инженеры, должны принимать решения, например, об экологических и иных проектах и инвестициях, последствия которых скажутся через десять, двадцать и т.д. лет. Как быть? Остается обратиться к методам экспертных оценок. Что это за методы?

Бесспорно совершенно, что для принятия обоснованных решений необходимо опираться на опыт, знания и интуицию специалистов. После второй мировой войны в рамках кибернетики, теории управления, менеджмента и исследования операций стала развиваться самостоятельная дисциплина - теория и практика экспертных оценок.

Методы экспертных оценок - это методы организации работы со специалистами-экспертами и обработки мнений экспертов. Эти мнения обычно выражены частично в количественной, частично в качественной форме. Экспертные исследования проводят с целью подготовки информации для принятия решений ЛПР (напомним, ЛПР – лицо принимающее решение). Для проведения работы по методу экспертных оценок создают Рабочую группу (сокращенно РГ), которая и организует по поручению ЛПР деятельность экспертов, объединенных (формально или по существу) в экспертную комиссию (ЭК).

Экспертные оценки бывают индивидуальные и коллективные. Индивидуальные оценки - это оценки одного специалиста. Например, преподаватель единолично ставит отметку студенту, а врач - диагноз больному. Но в сложных случаях заболевания или угрозе отчисления студента за плохую учебу обращаются к коллективному мнению - симпозиуму врачей или комиссии преподавателей. Аналогичная ситуация - в армии. Обычно командующий принимает решение единолично. Но в сложных и ответственных ситуациях проводят военный совет. Один из наиболее известных примеров такого рода - военный совет 1812 г. в Филях, на котором под председательством М.И. Кутузова решался вопрос: "Давать или не давать французам сражение под Москвой?"

Другой простейший пример экспертных оценок - оценка номеров в КВН. Каждый из членов жюри поднимают фанерку со своей оценкой, а технический работник вычисляет среднюю арифметическую оценку, которая и объявляется как коллективное мнение жюри (ниже увидим, что такой подход некорректен с точки зрения теории измерений).

В фигурном катании процедура усложняется - перед усреднением отбрасываются самая большая и самая маленькая оценки. Это делается для того, чтобы не было соблазна завысить оценку одной спортсменке (например, соотечественнице) или занизить другой. Такие резко выделяющиеся из общего ряда оценки будут сразу отброшены.

Экспертные оценки часто используются при выборе, например:

- одного варианта технического устройства для запуска в серию из нескольких образцов,

- группы космонавтов из многих претендентов,

- набора проектов научно-исследовательских работ для финансирования из массы заявок,

- получателей экологических кредитов из многих желающих,

- при выборе инвестиционных проектов для реализации среди представленных, и т.д.

Существует масса методов получения экспертных оценок. В одних с каждым экспертом работают отдельно, он даже не знает, кто еще является экспертом, а потому высказывает свое мнение независимо от авторитетов. В других экспертов собирают вместе для подготовки материалов для ЛПР, при этом эксперты обсуждают проблему друг с другом, учатся друг у друга, и неверные мнения отбрасываются. В одних методах число экспертов фиксировано и таково, чтобы статистические методы проверки согласованности мнений и затем их усреднения позволяли принимать обоснованные решения. В других - число экспертов растет в процессе проведения экспертизы, например, при использовании метода "снежного кома" (о нем - дальше).

Не меньше существует и методов обработки ответов экспертов, в том числе весьма насыщенных математикой и компьютеризированных. Многие из них основаны на достижениях статистики объектов нечисловой природы и других современных методах прикладной статистики.

Основные математические задачи анализа экспертных оценок. Ясно, что при анализе мнений экспертов можно применять самые разнообразные статистические методы, описывать их - значит описывать практически всю прикладную статистику. Тем не менее можно выделить основные широко используемые в настоящее время методы математической обработки экспертных оценок - это проверка согласованности мнений экспертов (или классификация экспертов, если нет согласованности) и усреднение мнений экспертов внутри согласованной группы.

Поскольку ответы экспертов во многих процедурах экспертного опроса - не числа, а такие объекты нечисловой природы, как градации качественных признаков, ранжировки, разбиения, результаты парных сравнений, нечеткие предпочтения и т.д., то для их анализа оказываются полезными методы статистики объектов нечисловой природы.

29 Обоснование необходимости системного подхода к решению сложных проблем: Системный анализ(СА), Системный подход (СП) – основные термины назначение:

Системный подход базируется на целостном видении исследуемых объектов с точки зрения целей исследования. В отличие от «бытового» подхода (от простого к сложному, от элемента к системе), при решении задач он исходит из того, что исследование (или решение задачи) начинается с целей исследования, которые на основе анализа объекта исследования редуцируются до задач анализа и формирования моделей элементов (до решения подзадач) с учетом взаимосвязи элементов. При этом организуются два взаимодействующих по принципу обратной связи процесса:

1) декомпозиция исследования (задачи) на этапы (подзадачи);

2) разработка, выполнение этапов (решение подзадач) и интегрирование результатов, полученных на этапах, для достижения цели исследования (решения задачи).

Синергетический подход – метод учета и использования случайного фактора (хаоса) для организации систем и управления ими. Хаос выступает при этом не как дезорганизующий фактор, а как необходимое условие появления более сложной и организованной системы. Развитие и построение сложных самоорганизующихся систем, в том числе систем с искусственным интеллектом, связывается с синергетикой.

В качестве примитивного примера СгП может служить решение задачи укладки множества гвоздей разного размера в банку. Обычный, детерминированный, подход сводится к тому, что гвозди надо отсортировать, рассчитать оптимальный способ укладки и произвести укладку. Синергетический подход - надо потрясти банку (внести фактор случайности) и они улягутся (самоорганизуются).

Информационный подход – развитие СсП на информационные системные процессы, характерной особенностью которых является отсутствие закона сохранения энергии.

Применение СсП к разрешению проблемы гармонии и дисгармонии приводит к принципам функционирования гомеостатических систем. Изучается управление, обеспечивающее существование систем в условиях антагонизма двух и более подсистем.

Введем еще несколько, используемых в теории систем терминов.

Концепция – совокупность основных понятий с их связями (система понятий), выражающая суть некоторой идеи. В число основных понятий входят, как правило:

1) цель и средства ее достижения,

2) критерии эффективности путей (альтернатив) достижения целей,

3) модель, описывающая зависимости между альтернативами,

5) модель принятия решений.

Системная парадигма – основные элементы той или иной концепции, модель постановки проблем и их решения.

Катастрофа – скачкообразное изменение состояния при малых изменениях входных и фазовых координат системы.

Зона бифуркации – кризисное состояние с непредсказуемым исходом; район, ситуация, область значений переменных, где возможна катастрофа.

Одним из важнейших принципов при организации сложных систем является принцип компенсации энтропии: энтропия системы может быть уменьшена только за счет увеличения энтропии другой системы. В целенаправленных системах это осуществляется за счет увеличения энтропии внешней среды.

Когнитивная структуризация – метод формирования гипотезы (топологической модели) о функционировании объектов на основе опыта и представлений человека.

Когнитивная карта – это знаковый (взвешенный) орграф, отражающий причинно-следственные связи между элементами системы, как их понимает человек.

Методология системного анализа

Это конкретизация системного подхода в отношении проблем управления и проектирования систем путем использования математических и эвристических процедур.

СсП – это методология, которая указывает направление поиска и разработки методов анализа для решения проблем. СсП характеризуется принципами:

1) элемент объекта описывается в той мере, в которой он важен для понимания объекта; могут рассматриваться структурные и функциональные аспекты и методы;

2) неотделимость свойств системы от условий ее существования, т.е. учет эффектов взаимодействия со средой;

3) связи и взаимообусловленность свойств целого и элементов (в том числе интегративное качество, эмержентность);

4) источник преобразования системы и ее функций лежит обычно в самой системе; поэтому основное направление преобразований – самоорганизация, базирующаяся на широко понимаемом принципе обратной связи.

Системный анализ (СА) конкретизирует СсП путем разработки моделей систем (Мс) и моделей требований (Мт), то есть является инструментом СсП. Методы СА различаются уровнем определенности Мс и Мт.

Случай, когда эти модели формализованы (выражены в виде математических соотношений), относится обычно к области науки, называемой исследованием операций. Если же в Мс и Мт в качестве элемента содержится субъективный фактор (человек), то этот случай относится к СА.

Общая схема принятия решений

Простые целенаправленные и целеустремленные системы могут быть представлены не менее, чем двумя элементами: объектом и управляющим устройством (УУ). На рис. 3.4 изображена простейшая схема системы управления, где в качестве элемента принятия решений выступает УУ.

В дальнейшем рассматриваются более сложные системы.

Будем различать следующие ситуации:

1) когда цели и методы их достижения не формализованы (Мс и Мт не определены до моделей параметрического уровня определенности), т.е. имеется неопределенность, требующая при принятии решения элементов творчества – это проблема;

2) когда известна цель и возможные методы ее достижения, хотя четкого алгоритма решения может и не быть - это задача.

Системный анализ необходим в первую очередь для разрешения проблем.

Общая схема принятия решений приведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Общая схема принятия решений

Во всех случаях, когда что-то не определено, возникает задача разработки модели принятия решений, включающих элементы, которые устанавливают пути устранения неопределенности. Как правило, это требует пополнения знаний (базы знаний) и в том или ином виде связано с необходимостью проведения экспериментов.

Анализ схемы принятия решений позволяет выделить несколько вложенных циклов (контуров обратной связи), которым соответствуют типовые варианты принятия решений, рис. 5.2.

Рис. 5.2

Контур I (1-2-3-4-5-1): на старых знаниях (с известными вариантами-альтернативами) с фиксированными целями и критериями производится выбор варианта.

Контур II (5-6-8-7-1-2-3-4-5-6): старые знания, известные альтернативы, корректируются цели, критерии, модель принятия решений.

Контур III (9-10-2-3-4-5-6-9): старые знания, новые альтернативы (новые пути, варианты), возможно, изменение целей, критериев и т.д.

Контур IV (11-9-…..-4-5-11): коренное отличие от предыдущих случаев в том, что используется возможность изменения базы знаний, а с ним и возможное изменение остальных элементов схемы. Принципиальной является также необходимость тесного взаимодействия со средой.

Из рассмотрения схемы, представляющей собой иерархически вложенные контуры (цикл в цикле) процедур принятия решений, можно сделать вывод: наиболее мощные средства достижения целей доставляет внешний контур, т.е. контур, использующий возможности изменений баз знаний. Это и определяет роль информации в схемах принятия решений.