ИТ поддержки принятия решений

Системы поддержки принятия решений и соответствующая им информационная технология появились усилиями в основном американских учёных в конце 70-х — начале 80-х гг., чему способствовали широкое распределение персональных компьютеров, стандартных пакетов персональных программ, а также успехи в создании систем искусственного интеллекта.

Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений (ИТППР) является качественно новый метод организации и взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате интерационного процесса, в котором участвуют:

q система поддержки принятия решения в роли вычислительного звена и объекта управления;

q человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Схема ИТ поддержки принятия решений представлена на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Схема ИТ поддержки принятия решений

Особенностью ИТППР является то, что окончание итерационного процесса происходит по воле человека, а не компьютера. С помощью систем поддержки принятия решений (СППР) могут решаться неструктурированные и слабоструктурированные многокритериальные задачи. СППР являются результатом мультидисциплинарного исследования, включающего теории баз данных, искусственного интеллекта, интерактивных компьютерных систем, методов имитационного моделирования.

Для СППР характерно разделение данных и моделей. И в этом смысле СППР — это совокупность процедур по обработке данных и суждений, помогающих в принятии решений, основанных на использовании моделей.

Turban предложил список характеристик идеальной СППР, который включает:

q оперирование со слабо структурируемыми решениями;

q предназначается для лиц принимающих решения различного уровня;

q может быть адаптирована для группового и индивидуального использования;

q поддержка как взаимосвязанных, так и последовательных решений;

q поддержка 3-х фаз процесса решения: интеллектуальная часть, проектирование и выбор;

q поддержка разнообразных стилей и методов решения;

q является гибкой и адаптируется к изменениям организации и окружения;

q простота использования и модификации;

q улучшает эффективность процесса принятия решений;

q позволяет человеку управлять процессом принятия решений с помощью компьютера, а не наоборот;

q поддерживает эволюционное использование и легко адаптируется к изменяющимся требованиям;

q легко строится, если сформулирована логика конструкции СППР;

q поддерживает моделирование.

Можно указать следующие характерные признаки ИТППР:

q ориентация на решение плохо формализуемых задач;

q сочетание традиционных методов доступа и обработки данных с возможностями математических моделей и методами решения на их основе;

q направленность на профессионального пользователя компьютера;

q высокая адаптивность, обеспечиваюшая возможность приспосабливаться к особенностям технического и программного обеспечения.

Основные компоненты систем ППР

Основными компонентами СППР являются.

q База данных;.

q База моделей. По цели использования модели могут быть оптимизационными и описательными (описывают поведение некоторой системы и не предназначены для целей управления и оптимизации). По способу оценки модели могут быть детерминированными и стохастическими.

q Система управления интерфейсом. Интерфейс определяет язык пользователя, язык сообщений компьютера, знания пользователя.

История создания СППР

До середины 60-х годов прошлого века создание больших информационных систем было чрезвычайно дорогостоящим, поэтому первые ИС менеджмента (так называемые Management Information Systems — MIS) были созданы в эти годы лишь в достаточно больших компаниях. MIS предназначались для подготовки периодических структурированных отчётов для менеджеров.

q В конце 60-х годов появляется новый тип ИС — модель-ориентированные СППР (Model-oriented Decision Support Systems — DSS) или системы управленческих решений (Management Decision System — MDS).

По мнению первооткрывателей СППР Keen P.G.W., Scott Morton M.S. концепция поддержки решений была развита на основе «теоретических исследований в области принятия решений и технических работ по созданию интерактивных систем».

q В 1971 г. — опубликована книга Scott Mortona в которой впервые были описаны результаты внедрения СППР, основанной на использовании математических моделей.

q 1974 г. — в работе дано определение ИС менеджмента — MIS: “MIS — это интегрированная человеко-машинная система обеспечения информацией, поддерживающая функции операций, менеджмента и принятия решений.

q 1975 г. — J.D.C.Little в работе предложил критерии проектирования СППР в менеджменте.

q 1978 г. — опубликован учебник по СППР, в котором исчерпывающе описаны аспекты создания СППР: анализ, проектирование, внедрение, оценка и разработка.

q 1980 г. — опубликована диссертация S.Alter, в которой он дал основы классификации СППР.

q 1981 г. — Bonezek, Holsapple и Whinston в книге создали теоретические основы проектирования СППР. Они выделили 4 необходимых компонента, присущих всем СППР:

· языковая система (Language System — LS) — СППР может принимать все сообщения;

· система презентаций (Presentation System — PS) — СППР может выдавать свои сообщения;

· система знаний (Knowledge System — KS) — все знания СППР сохраняет;

· система обработки задач (Problem-Processing System — PPS) — программный механизм, который пытается распознать и решить задачу во время работы СППР.

q 1981 г. — в книге R.Sprague, E.Carlson описали, каким образом на практике можно построить СППР. Тогда же была разработана информационная система руководителя — компьютерная система, предназначенная для обеспечения текущей адекватной информации, для поддержки принятия управленческих решений менеджером.

q Начиная с 1990-х, разрабатываются так называемые Data Warehouses — хранилища данных.

q В 1993 г. Е. Коддом для СППР специального вида был предложен термин OLAP (Online Analytical Processing) — оперативный анализ данных, онлайновая аналитическая обработка данных для поддержки принятия важных решений. Исходные данные для анализа представлены в виде многомерного куба, по которому можно получать нужные разрезы — отчёты. Выполнение операций над данными осуществляется OLAP–машиной. По способу хранения данных различают MOLAP, ROLAP, HOLAP. По месту размещения OLAP-машины различаются OLAP-клиенты и OLAP-серверы. OLAP-клиент производит построение многомерного куба и вычисления на клиентском ПК, а OLAP-сервер получает запрос, вычисляет и хранит агрегатные данные на сервере, выдавая только результаты.

q В начале нового тысячелетия была создана СППР на основе Web.

q 27 октября 2005 г. в Москве на Международной конференции «Информационные и телемедицинские технологии в охране здоровья» А.Пастухов (Россия) представил СППР нового класса — PSTM (Personal Information Systems of Top Managers). Основным отличием PSTM от существующих СППР является посторонние системы для конкретного лица, принимающего решение, с предварительной логико-аналитической обработкой информации в автоматическом режиме и выводе информации на один экран.

Классификация СППР

Для СППР существует не только единое общепризнанное определение, но и исчерпывающая классификация. Разные авторы предлагают разные классификации.

На уровне пользователя Haettenschwiler делит СППР на пассивные, активные и кооперативные.

Пассивной СППРназывается 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 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 Power отличает: управляемые сообщениями СППР, управляемые данными СППР, управляемые документами СППР, управляемые знаниями и управляемые моделями СППР.

СППР, управляемые моделями, характеризуются в основном доступом и манипуляциями с математическими моделями (статистическими, финансовыми, оптимизационными, имитационными).

Управляемая сообщениями (ранее групповая СППР — GDSS) СППР поддерживает группу пользователей, работающих над выполнением общей задачи.

СППР, управляемые данными или СППР, ориентированные на работу с данными в основном ориентируются на доступ и манипуляции с данными.

СППР управляемые документамиосуществляют поиск и манипулируют неструктурированной информацией, заданной в различных форматах.

СППР управляемые знаниямиобеспечивают решение задач в виде факторов, правил, процедур.

На техническом уровне Power 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.

В зависимости от данных, с которыми 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.

Эти СППР получили название Информационных Систем Руководства (ИСР). Они представляют собой конечные наборы отчётов, построенные на основании данных из транзакционной информационной системы предприятия, отражающей в режиме реального времени основные аспекты производственной и финансовой деятельности.

Для ИСР характерны следующие основные черты:

q отчёты, как правило, базируются на стандартных для организации запросах;

q ИСР представляет отчёты в максимально удобном виде, включающем, наряду с таблицами, деловую графику, мультимедийные возможности и т. д.;

q как правило, ИСР ориентированы на конкретный вертикальный рынок, например финансы, маркетинг, управление ресурсами.

Стратегические СППРориентированы на анализ значительных объемов разнородной информации, собираемых из различных источников. Важнейшей целью этих СППР является поиск наиболее рациональных вариантов развития бизнеса компании с учётом влияния различных факторов, таких как конъюнктура рынков, изменения финансовых рынков и рынков капиталов, изменение в законодательстве и др.

Эти СППР 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 риска. Такие СППР в последнее время активно развиваются. Технологии этого типа строятся на принципах многомерного представления и анализа данных.

При создании СППР можно использовать Web-технологии. В настоящее время СППР на основе Web-технологий для ряда компаний являются синонимами СППР предприятия.

Архитектура СППР представляется разными авторами по разному. Приведём пример. Marakas предложил обобщённую архитектуру, состоящую из 5 различных частей:

1. Система управления данными.

2. Система управления моделями.

3. Машина.

4. Пользователи.

5. Направленность на профессионального пользователя компьютера.

6. Высокая эффективность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особенностям программного обеспечения.

Типы СППР

В зависимости от функционального наполнения интерфейса системы выделяют два основных типа СППР: EIS и DSS.

EIS (Execution Information System) —информационные системы руководства предприятия. Эти системы ориентированы на неподготовленных пользователей, имеют упрощенный интерфейс, базовый набор предлагаемых возможностей, фиксированные формы представления информации. EIS-системы рисуют общую наглядную картину текущего состояния бизнес-показателей работы компании и тенденции их развития, с возможностью углубления рассматриваемой информации до уровня крупных объектов компании. EIS-системы — та реальная отдача, которую видит руководство компании от внедрения технологий СППP.

DSS (Desicion Support System) — полнофункциональные системы анализа и исследования данных, рассчитанные на подготовленных пользователей, имеющих знания, как в части предметной области исследования, так и в части компьютерной грамотности. Обычно для реализации DSS-систем (при наличии данных) достаточно установки и настройки специализированного программного обеспечения поставщиков решений по OLAP-системам и Data Mining.

Такое деление систем на два типа не означает, что построение СППР всегда предполагает реализацию только одного из этих типов. EIS и DSS могут функционировать параллельно, разделяя общие данные и/или сервисы, предоставляя свою функциональность, как высшему руководству, так и специалистам аналитических отделов компаний.

Области применения СППР

Телекоммуникации

Телекоммуникационные компании используют СППР для подготовки и принятия комплекса решений, направленных на сохранение своих клиентов и минимизацию их оттока в другие компании. СППР позволяют компаниям более результативно проводить свои маркетинговые программы, вести более привлекательную тарификацию своих услуг.

Анализ записей с характеристиками вызовов позволяет выявлять категории клиентов с похожими стереотипами поведения, чтобы дифференцировано подходить к привлечению клиентов той или иной категории.

Есть категории клиентов, которые постоянно меняют провайдеров, реагируя на те или иные рекламные компании. СППР позволяют выявить наиболее характерные признаки «стабильных» клиентов, т. е. клиентов, длительное время остающихся верными одной компании, давая возможность ориентировать свою маркетинговую политику на удержание именно этой категории клиентов.

Банковское дело

СППР используются для более качественного мониторинга различных аспектов банковской деятельности, таких как обслуживание кредитных карт, займов, инвестиций и т. д.

Выявление случаев мошенничества, оценка риска кредитования, прогнозирование изменений клиентуры — области применения СППР и методов добычи данных. Классификация клиентов, выделение групп клиентов со сходными потребностями позволяет проводить целенаправленную маркетинговую политику, предоставляя более привлекательные наборы услуг той или иной категории клиентов.

Страхование

Набор применений СППР в страховом бизнесе можно назвать классическим — это выявление потенциальных случаев мошенничества, анализ риска, классификация клиентов.

Обнаружение определенных стереотипов в заявлениях о выплате страхового возмещения, в случае больших сумм, позволяет сократить число случаев мошенничества в будущем.

Анализируя характерные признаки случаев выплат по страховым обязательствам, страховые компании могут уменьшить свои потери. Полученные данные приведут, например, к пересмотру системы скидок для клиентов, подпадающих под выявленные признаки.

Классификация клиентов дает возможность выявить наиболее выгодные категории клиентов, чтобы точнее ориентировать существующий набор услуг и вводить новые услуги.

Розничная торговля

Торговые компании используют технологии СППР для решения таких задач, как планирование закупок и хранения, анализ совместных покупок, поиск шаблонов поведения во времени.

Анализ данных о количестве покупок и наличии товара на складе в течение некоторого периода времени позволяет планировать закупку товаров, например, в ответ на сезонные колебания спроса на товар.

Часто, покупая какой либо товар покупатель приобретает вместе с ним и другой товар. Выявление групп таких товаров позволяет, например, помещать их на соседних полках, с тем, чтобы повысить вероятность их совместной покупки.

Поиск шаблонов поведения во времени дает ответ на вопрос «Если сегодня покупатель приобрел один товар, то через какое время он купит другой товар?».

Рынок СППР

На рынке СППР компании предлагают следующие виды услуг по созданию систем поддержки принятия решений.

q Реализация пилот-проектов по СППР-системам, с целью демонстрации руководству Заказчика качественного потенциала аналитических приложений.

q Создание совместно с Заказчиком полнофункциональных СППP-систем, включая хранилище данных и средства Business Intelligence.

q Проектирование архитектуры хранилища данных, включая структуры хранения и процессы управления.

q Создание «витрин данных» для выделенной предметной области.

q Установка и настройка средств OLAP и Business Intelligence; их адаптация к требованиям Заказчика.

q Анализ инструментов статистического анализа и «добычи данных» для выбора программных продуктов под архитектуру и потребности Заказчика.

q Интеграция систем СППР в корпоративные Internet-сети заказчика.

q Автоматизация электронного обмена аналитическими документами между пользователями хранилища

q Разработка Информационных Систем Руководителя (EIS) под требуемую функциональность.

q Услуги по интеграции баз данных в единую среду хранения информации.

q Обучение специалистов Заказчика технологиям хранилищ данных и аналитических систем, а также работе с необходимыми программными продуктами.

q Оказание консалтинговых услуг Заказчику на всех стадиях проектирования и эксплуатации хранилищ данных и аналитических систем.

q Комплексные проекты создания/модернизации вычислительной инфраструктуры, обеспечивающей функционирование СППР: решения любого масштаба, от локальных систем до систем масштаба предприятия/концерна/отрасли.

ИТ экспертных систем

Наибольший прогресс в настоящее время достигнут в области экспертных систем, основанных на использовании искусственного интеллекта.

Экспертные системы дают возможность менеджеру получать консультацию экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.

Сходство ИТ экспертных систем и ИТ поддержки принятия решений состоят в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений.

Между ними имеется следующие различия:

1. В рамках ИТ поддержки принятия решений принятое решение отражает уровень его понимания пользователем. В экспертных системах, наоборот, принимается решение, превосходящее возможности пользователя.

2. Особенность экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения, очень часто эти пояснения оказываются более важными, чем само решение.

3. Третье отличие заключается в использовании экспертной системой нового компонента ИТ — знаний.

Основные компоненты экспертной системы представлены на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Компоненты экспертной системы

Интерпретаторпроизводит в определенном порядке обработку знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил. Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, то пользователю предоставляется вариант решения проблемы.

Модуль создания системы служит для создания набора правил. Существует два подхода, положенные в основу модуля: использование алгоритмических языков программирования, или использование оболочек экспертных систем. В большинстве случаев, использование готовых оболочек позволяет создать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием. Программирование — более тонкий подход к формированию правил экспертной системы.

Главным достоинством экспертных систем является возможность накопления знаний — формализованной информации, на которую ссылаются или используют в процессе логического вывода, и сохранение их длительное время. В отличие от человека к любой информации экспертные системы подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы.