Введение к работе
Актуальность темы. Основные управленческие решения, принимаемые на уровне руководителя предприятия, невозможно реализовать без развитой информационно-управляющей системы (ИУС) предприятия. Программа создания ИУС предусматривает три этапа: совершенствование и развитие существующей системы сбора и обработки информации по критерию максимального и оперативного обеспечения управляющих структур и руководства предприятия всей необходимой и достоверной информацией в необходимые сроки; развитие ИУС в целях автоматизации поддержки принятия управленческих решений; построение стратегической ИУС предприятия.
Первый этап можно рассматривать как процесс развития информационной системы, который в настоящее время уже в какой-то мере реализован большинством предприятий. Основная цель второго этапа — создание системы поддержки принятия решений (СППР) как подсистемы ИУС. Вопросы разработки СППР до сих пор являются одними из наиболее обсуждаемых и актуальных, что связано со все более возрастающей ролью квалифицированно принятых решений в процессе оптимального управления, с одной стороны, и недостаточно развитыми, реализованными на сегодняшний день, СППР, с другой стороны.
Одним из первостепенных вопросов разработки СППР является выбор моделей и методов принятия решений, составляющих ее основу. Принятие решений (ПР) в системе управления промышленными предприятиями связано со сложностью системы, распределенностью ее подсистем, неопределенностью текущего состояния, необходимостью учитывать большее число различных факторов и критериев, характеризующих варианты решений. Поэтому при разработке СППР промышленного предприятия возникает проблема выбора адекватных математических методов, позволяющих отражать структуру сложной системы, для которой принимается решение, оперировать субъективными оценками экспертов, принимать во внимание качественный характер оценки специалистами вариантов решения проблемы, учитывать неясность, неточность данных средствами нечеткой логики. Указанные возможности частично предоставляют такие известные методы ПР на основе бинарных отношений как метод анализа иерархий (МАИ), качественные методы ПР, методы ПР на базе нечеткой логики.
В связи с этим, разработка СППР, ориентированной на ИУС предприятий, сочетающей в себе возможности всех вышеназванных методов и позволяющей лицу, принимающему решение (ЛПР), провести комплексный анализ проблемной ситуации, является актуальной научной проблемой.
Тематика диссертационной работы соответств>ет научному направленно ЛІТУ "Исслгдование и разработка методов автоматизации технологических процессов на основе базовых алгебраических структур, смешанных окрестностных моделей, теории принятия решений. Принятие решений при исследовании технологических и сопровождающих их процессов" (тема 1.5.99).
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка и научнее обоснование СППР промышленного предприятия на основе комбинированного метода бинарных отношений.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
теоретический и практический сравнительный анализ различных моделей и методов ПР в условиях нюпределенности;
задачами теоретического исследования являются:
выявление и формализация тех процедур каждого метода, которые наиболее полно и эффективно, по сраввзмю с процедурами других методов, удовлетворяют специфике принятия решений, и разработка на их основе комбинированного метода бинарных отношений;
выявление общих математических основ прямых методов ПР, в частности, выявление алгебраической структуры, охватывающей количественные шкалы различных методов; определение возможностей перехода от одной шкалы к другим;
- задачами практического исследования являются:
сравнение результатов принятия решений для одних и тех же задач различными способами, которое позволяет сделать вывод об одинаковом или различном ранжировании альтернатив разными методами по одинаковым критериям;
для каждого метода ПР определение круга задач, областей прикладной деятельности, которые могут быть наиболее эффективно им проанализированы;
определение критериев сравнения методов ПР с точки зрения учета потребностей экспертов в доступности и ясности алгоритмов процесса принятия решения и оценка предпочтительности методов по выявленным критериям;
разработка и реализация алгоритма процедуры поддержки принятия решений на основе комбинированного метода бинарных отношений в условиях управления сложной производственной системой;
формирование структуры СППР производственного предприятия, ориентированной на комбинированный метод бинарных отношений; рассмотрение возможности примешшя комбинированного метода ПР для
управления непроизводственными системами.
Методы исследования. В работе использованы методы общей и линейной алгебры, теории принятия решений, теории нечетких множеств, моделирования систем, системного анализа, компьютерных информационных технологий.
Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
алгоритм формирования обратносимметричных матриц МАИ и нечетких отношений нестрогого предпочтения по качественным суждениям экспертов о предпочтительности сравниваемых объектов на основе гомоморфизма количественных шкал;
процедура построения согласованного бинарного отношения сравниваемых объектов на основе как кардинальной, так и транзитивной согласованности, позволяющая оказывать помощь эксперту при получении противоречивых суждений;
метод вычисления вектора степеней недоминирузмости альтернатив сравниваемых объектов в многоуровневой иерархии, базирующийся на операциях обработки нечетких исходных данных с использованием процедур получения свертки нескольких нечетких отношений нестрогого предпочтения, характеризуемых весовыми коэффициентами;
комбинированный алгоритм принятия решений в условиях нэопре-деленности, опирающийся на наиболее оптимальные процедуры прямых методов принятия решений, предназначенный для СПГГР промышленного предприятия;
разработка СППР для ИУС завода железобетонных изделий, базовым методом которой является комбинированный метод принятия решений.
Практическая ценность результатов диссертационной работы.
Создание единого подхода к процессу принятия решений в условиях неопределенности позволяет специалисту конкретной предметной области не выбирать среди имеющихся методов адекватный для данной проблемной ситуации, а пользоваться универсальным алгоритмом, что значительно упрощает процедуру принятия решений.
Формализованное представление технологии поддержки принятия решений в разработанном программном продукте позволяет реализовы-вать функции управления сложными распределенными системами в контуре управления различных предметных областей. Использование результатов работы позволит обеспечить повышение эффективности управления, качество и скорость принятия решений в условиях неопределенности.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы реализованы в ОАО "Курский завод же-
лезобетонных изделий" при создании СППР промышленного предприятия. Разработанная СППР применялась для оказания помощи руководителю при принятии тактических и стратегических решений. Комбинированный метод ПР использовался в УМЦ Управления образования администрации г.Липецка при анализе планирования деятельности лаборатории "Мониторинг качества управления педагогическими системами". Результаты диссертации нашли отражение в программе спецкурса "Введение в математические методы принятия решений" для студентов специальности 010100 - "Математика".
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: III Международной электронной научной конференции «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, Воронежский педагогический университет, 1998 г); II симпозиуме Европейского Союза Темпус Тасис — Распространение опыта инженгрно-экономического образования в России (Липецк, ЛІТУ, 1999 г.); Второй региональной научно-практической конференции "Проблемы преподавания дисциплин естественно-математического цикла" (Липецк, ЛГИУУ, 1999 г.); Седьмой международной конференции "Математика. Компьютер. Образование" (Дубна, ОИЯИ, 2000 г.); II Всероссийской научно-методической конференции "Опыт разработки и внедрения в учебный процесс вуза новых образовательных технологий" (Липецк, ЛТТУ, 2000 г.), а также на научных семинарах кафедры ПМиИТ ЛТПИ.
Публикации. Основные результаты исследований нашли свое отражение ВІЗ опубликованных в печати научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 148 страницах, списка литературы из 123 наименований и приложений на 12 страницах, содержит 23 рисунка и 21 таблицу.