2.3. АНАЛИЗ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕД СППР И ПРЕДПОСЫЛКИ ИХ РАЗВИТИЯ

Согласно Г.Саймону, впервые представившему процесс принятия решений в достаточно законченном виде (1978г.), деятельность менеджера должна включать следующие шаги [181]: 1)

поиск причин, вызвавших необходимость принятия решения; 2)

придумывание возможных направлений деятельности; 3)

выбор определенного курса деятельности.

Очевидно, что перечисленные этапы мало ориентированы на их компьютерную реализацию, однако, впоследствии они стали основой для внедрения большинства известных на сегодня СППР.

Изучение и анализ подходов к поддержке этапов формирования решений, предложенных Г. Саймоном и ставших уже классическими, показали, что в большинстве случаев этот процесс может быть детализирован. Нами выделены семь этапов, перечисленных в табл. 2.4. Рассмотрим эти этапы с целью выяснения адекватности используемых для их поддержки инструментальных средств.

Среди приведенных выше классификаторов, применяемых в СППР, нам не удалось обнаружить обучающие или консультирующие средства, способные оперативно прийти на помощь пользователю в случае нехватки знаний и помочь ему выполнить тот или иной этап формирования решения.

Прежде чем перейти к анализу информации из табл. 2.4, необходимо дать характеристику современным методам обучения, которые могут быть использованы на каждом из этапов формирования решения [239].

линейные программы (без обратной связи); •

разветвленные программы (с обратной связью); •

комбинированные программы.

Общим технологическим свойством этих методов является заданная для обучаемого навигация в универсальном множестве знаний.

Линейные программы (так называемые скиннеровские) по форме представляют собой полное изложение курса (объем учебника). Учебный материал разбивается на небольшие (1-3 строки) дозы информации (кадры), усвоение которых не представляет труда для обучаемого. Просмотр учебного материала носит заданный характер «сверху вниз слева направо». Задания для самоконтроля очень просты. Они основаны на пропуске слов или символов. Для каждого кадра вводится подсказка, которая приводится здесь же или на другой странице. Предполагается, что обучаемый запишет ответ, а потом проверит его. В случае ошибки, она принимается обучаемым к сведению. При отрицательном ответе обучаемого на вопрос «Усвоен ли данный кадр?» программа отсылает его на повторную проработку этого кадра. Очевидно, что программа должна учитывать уровень обучаемого, поэтому она либо рассчитана на самый низкий уровень знаний, либо, в силу отсутствия адаптивных свойств таких программ, должно бьггь создано несколько программ, сложность каждой из которых будет зависеть от глубины знаний обучаемого.

Положительным в программах линейного типа является то, что ответ в них всегда конструированный. Различают два вида ответов : конструируемые и выборочные. При конструированном ответе обучаемый сам готовит ответ, заполняя пропуски в учебном материале формулами, числами, словами, символами либо компонует его из отдельных заданных элементов (или символов, которые заменяют (шифруют) необходимый элемент). Это кодированный ответ. При выборочном ответе для каждого вопроса имеется набор готовых ответов, среди которых есть правильные, правдоподобные и неверные.

Этапы формирования решений в СППР и используемые инструментальные средства № п/п Этап формирования решения Класс методов Метод обработки информации Класс информационных технологий Методы обучения 1 Выработка стратегической цели — Графоаналитический — что разветвленные как прецедентов 2 Констатация ситуации Количественные Прямой счет Констатирующие, BD что разветвленные как прецедентов, фальсификации 3 Анализ (распознавание проблем (ситуации))

Выработка целей Средства поддержки анализа Факторный анализ /("-ступенчатый ситуационный анализ Моделирующие, О LAP, DM что разветвленные, информационных ресурсов, ассоциаций как разветвленные,

прецедентов,

фальсификации 4 Генерация альтернатив Средства генерации альтернатив Прямые расчеты Правила вывода Сценарии

Когнитивные карты Констатирующие, BD что разветвленные как разветвленные 5

5.1 Выбор решения Выбор критерия Формальные критерии Функции предпочтения Констатирующие, BD что 1) информационных ресурсов, UJ

№ п/п Этап формирования решения Класс методов Метод обработки информации Класс информационных технологий Методы обучения 5.2 Оиенка альтернатив по критерию (и его обоснование) Матрицы решений Деревья решений ассоциаций 2) разветвленные как 1) разветвленные, реификации 2)

разветвленные 6 Анализ последствий принятия решения Прогнозные и сценарные Экстра полирование временньіх рядов, дерево И-ИЛИ Моделирующие, О LAP, DM что информационных ресурсов, ассоциаций как разветвленные 7 Принятие решения и его мониторинг Средства анализа последствий Экстраполирование временных рядов, сценарные методы Констатирующие, BD что разветвленные как разветвленные Конструируемый ответ требует большей мобилизации памяти и мышления, а следовательно, большей активности, чем выборочный, тогда как последний способствует быстрому продвижению по программе.

Разветвленные программы («краудеровского» типа) также содержат полное содержание курса, но материал организован и расположен в них иначе.

Комбинированная прграмма, включающая в себя элементы и линейной программы, и разветвленной, также часто используется на практике.

Обучающая система, организованная с помощью любого из рассмотренных нами трех методов, может функционировать только при наличии обратной связи от обучаемого. Новая информация, воспринимаемая обучаемым, поступает в его «кратковременную» память, которая обладает ограниченными возможностями хранения. Процесс забывания протекает очень быстро, и уже через 16 мин. в кратковременной памяти остается 70% воспринятой информации, а через 60 мин. - только 40%.

В кратковременной памяти происходит «оценка» значимости информации по дополнительным сигналам, называемым подкреплениями. Подкрепление способствует передаче информации в долговременную память. Оптимально для этого делать немедленное подкрепление. Минимальная возможность для закрепления - двукратное подкрепление. Подкрепления могут быть простыми повторениями (зубрежкой или организацией сознательного «поэтического освоения» информации путем последовательного усвоения информации и достижения уровня обученности). Оптимальные интервалы между повторениями рекомендуются психологами 1215 мин., 8-9 ч. и 24 ч. Для того чтобы выбрать из описанных систем наиболее целесообразную, можно воспользоваться сравнительной оценкой факторов линейной и разветвленных программ представленной ниже. Факторы оценки системы обучения

Оценки программы

линейной разветвленной Способности обучаемого Уровень подготовки обучаемого Характер дисциплины Вид дисциплины

Необходимый уровень обученности

Низкие Высокие

Низкий Высокий

Конкретный Абстрактный

Практический Теоретический

Уровень Уровень умений репродукции Остаточные знания контролируются с помощью специальных программ, которые составляются для текущего, рубежного и итогового тестирования.

Программы для текущего контроля входят в обучающую программу как составная часть, они содержат вопросы с альтернативными ответами в конце каждого кадра. При текущем контроле оценка за уровень знаний учащихся не выставляется, поскольку вопросы текущего контроля имеются только в обучающей программе. Рубежный и итоговый контроль используется как в традиционном, так и в программированном обучении, но в последнем случае оценка обучаемому выставляется.

Рубежный контроль применяется для проверки знания материала темы или группы тем. Для проверки знания материала курса осуществляется итоговый контроль. Все три вида контроля предполагают использование вопросов с несколькими альтернативными ответами. Для достижения более высокого уровня обученности необходимо, чтобы вопросы активизировали обучаемого. В этой связи при рубежном и итоговом контроле вопросы должны преимущественно ориентировать обучаемого на процесс мышления, тогда как при текущем контроле - на активизацию памяти.

И линейная, и разветвленная системы являются системами жесткими, в них однозначно прописаны пути следования обучаемого в пространстве знаний. Однако между ними есть существенная разница в обратной связи. Если в линейных программах, в зависимости от результатов тестирования, обучаемый получает возможность перейти к следующему кадру или не перейти, то в разветвленных программах есть примитивное распознавание контекста ответа, например, по схеме набора альтернатив. Однако, в силу этой ограниченности, изменение стратегии обучения невозможно. Стратегия обучения является следствием неправильных ответов обучаемого, но эта стратегия будет всегда одинаковой.

Изменение стратегии обучения требует распознавания смысла ответов и постоянного уточнения алгоритма обучения. Это возможно лишь в интеллектуальных обучающих системах.

Альтернативой методам с заданной навигацией является метод, который предполагает самостоятельную навигацию обучаемого в пространстве знаний и незнаний. Отсутствие алгоритма обучения меняет требования к образовательной технологии: обучаемый сам становится и методистом, и преподавателем. Понимая, ч т о он не знает, обучаемый отыскивает необходимые ему знания в пространстве знаний. Это обычная модель неорганизованного, самостоятельного изучения предмета. Как правило, по такой схеме учится человек, продвинутый в методической части учебного процесса и умеющий учиться самостоятельно. При этом материальным носителем является книга или ее электронный аналог.

Таким образом происходит переход от интенсивной учебной загрузки к интеллектуальному труду. Доступ же к образованию - не что иное, как доступ к ресурсам (среде) знаний (knowledge media).

С внедрением в процесс обучения информационных технологий и созданием образовательных информационных технологий предметная технология обучения приобретает другие, более широкие возможности. Обучаемый, зная методику познания, использует для получения доступа к пространству знаний коммуникационную среду, а также совокупность инструментов по выборке требуемых знаний из пространства знаний. К этим инструментам относятся прежде всего средства гипермедиа. Навигация в пространстве знаний является функцией понимания ЛПР своего незнания. Однако гипертекстовое представление само по себе предполагает структуризацию текста а, следовательно, и знаний, содержащихся в этом тексте [214]. Поскольку разработчик учебного процесса (преподаватель) устанавливает различные связи между фрагментами текста, разработка этой структуры является главной задачей в гипермедиа-представлении.

Обеспечить большую гибкость представления информации обучаемому может только экспертная система, которая в состоянии динамично менять последовательность цепочек знаний, адаптируясь к психологическим особенностям обучаемого и учитывая сферу и глубину его незнания.

Использование для обучения инструмента, отвечающего на вопрос «что будет, если ... ?», на основе моделирования планируемого изменения ситуации служит великолепным средством «почувствовать» ее, представить последствия тех или иных решений и на основе этого получить новые умения и знания. В данном случае парадигма «от теории к практике» меняется на другую парадигму «от практики к теории», поскольку, если обучаемый не в состоянии решить задачу, он вынужден обратиться к соответствующему подпространству знаний и постараться найти ответы на возникшие вопросы. Можно создать специальные учебные модели, которые будут работать в рамках обучающей системы, но можно пойти по пути использования готовых инструментов моделирования предметной области.

Среди методов со свободной навигацией наиболее известны сегодня следующие: •

метод информационного ресурса; •

ассоциативный метод; •

метод фальсификации; •

метод прецедента; •

метод реификации.

Метод информационного ресурса предполагает работу обучаемого с подпространством знаний либо с подсказкой преподавателя, который предварительно подготовил глобальную навигацию, установив различные связи между фрагментами информации, либо самостоятельно.

Ассоциативный метод предполагает выбор материала, а не способа структурирования и организации знания. Преподаватель создает хорошо структурированное подпространство знаний, а последовательность работы с ним определяет сам обучаемый. Использование ассоциаций означает не иерархический, а индуктивный просмотр. Ассоциативный метод весьма продуктивен для освоения пересекающихся предметных областей.

Метод фальсификации основан на сближении обучения и научного поиска: «процесс принятия решения на неполной информа- ции, исследования следствий этого решения и последующего его изменения есть критический процесс обучения» [39]. Обучаемый должен распознать ситуацию, для чего он выдвигает гипотезу, которая либо подтверждается в ходе обоснования ее правильности, либо уточняется.

Метод прецедента заключается в предоставлении обучаемому проблемы. В ходе ее решения обучающая или экспертная система по запросу может выдавать имеющиеся прецеденты, которые так или иначе могут помочь найти ответ, либо подтвердив выдвинутую гипотезу, либо уточнив ее.

Метод реификации основан на использовании новейших коммуникационных технологий, созданных на базе сетевых взаимодействий и обсуждении проблемы в ходе дискуссий с другими обучаемыми, поскольку в этот момент появляются неформализуемые знания.

Вернемся к анализу табл. 2.4, которая содержит следующие графы: •

класс методов, используемых на каждом из этапов формирования решения; •

метод обработки информации; •

класс информационных технологий; •

методы обучения, которые делятся на две группы: первая - предназначена для указания методов обучения, если у обучаемого возникли вопросы вида «Что это такое?» (в табл. 2.4 для краткости группа указана словом что), а вторая - если возникли вопросы «Как это сделать?» (в табл. 2.4 - как).

На первых трех этапах принятия решений в СППР (см. табл. 2.4) происходит детализация первой классической процедуры Г. Саймона. Выработка стартовой цели, т.е. стратегической цели, вытекает из миссии организации: набора концептуальных положений, в обобщенной форме раскрывающих то, для чего создана данная организация. В миссии, как правило, учитываются интересы владельцев фирмы, сотрудников, государственных органов, общественных организаций и т.д. Вытекающая из миссии стратегическая цель определяет все траекторные подцели.

Этап 1. Компьютерная поддержка на этапе 1 незначительна и возможна лишь в части консультаций или демонстрации аналогичных решений в иных организациях. Для обучения можно использовать метод прецедентов и разветвленные программы.

Этап 2. Этап 2 формирования решения предназначен для выявления и констатация ситуации, в которой находится предприятие. Для этого, в зависимости от уровня принимаемого решения, используется информация, поступающая с различных уровней СППР. На рис. 2.10 в центре представлена трехуровневая система управления. Каждый уровень определяет мощность используемых инструментальных средств СППР: чем выше уровень управления, тем более развитыми должны быть эти средства. Оперативный уровень управления поддерживается управленческими информационными системами (MIS), которые предоставляют пользователю типовые отчеты (еженедельные, ежемесячные, годовые). На среднем уровне используются системы поддержки решений (DSS), главная особенность которых состоит в обеспечении ответов на вопросы «что - если». Высший уровень управления обеспечивается информацией исполнительными системами поддержки принятия решений (ESS). Эти системы, ориентированные в основном на обработку внешней информации, очень широко используют ее графическое представление, обобщенные вычисления и прогнозные методы.

Оперативный, средний и высший уровни управления используют внешнюю и внутреннюю информацию в различных объемах. Внешняя информация отражает состояние дел во внешней сфере и касается рынка, конкурентов, кредитной и таможенной политики государства, мировых тенденций в области финансов, энергоносителей и др. Внутренняя информация касается производства, финансов, запасов, основных фондов, оборотных средств, кадров и т.д. Вся эта информация достаточно точна и существует в форме бухгалтерской и статистической отчетности.

На рис. 2.10 показано, что большая часть информации, используемой на оперативном уровне, относится к внутренней, а на высшем - к внешней. Целесообразными методами обучения на данном этапе являются метод фальсификаций, прецедентов и ветвящиеся программы.

Этап 3. Этот этап один из самых трудоемких и ответственных. Процедуры, выполняемые здесь, делятся на два класса: формальные и неформальные. Формальные процедуры (например, компьютерный анализ сложившейся ситуации) базируются на факторном прямом и факторном обратном анализах, а также на функционально-стоимостном и /С-ступенчатом ситуационном анализе. Информационные технологии, применяемые на данном этапе, - это моделирующие технологии или/и OLAP- и DM-технологии.

Неформальная часть этапа касается:

а) выявления проблемы, образовавшейся в результате анализа ситуации;

б) формулирования траекторией цели, ориентированной на достижение стратегической цели.

Часть б наиболее сложна, так как требует от лица, принимающего решения, определенного опыта и квалификации. Формализация здесь невозможна и единственно, чем может помочь СППР, - это консультации и обучение. Наиболее подходящий метод обучения в данном случае метод информационных ресурсов и ассоциаций.

Выработка целей - одна из сложнейших задач в процессе формирования решения, требующая мощных инструментальных средств по извлечению знаний из большого объема данных (как внешних, так и внутренних). Существует достаточно много способов такого извлечения. Наиболее распространенным из них сегодня является метод извлечения знаний из баз данных. У разных авторов он получил разные названия: в работе [92] - интеллектуальный анализ данных, а в [266] - извлечение знаний (Data Mining) - DM-технология.

Сложность выполнения второй части этапа 3 вызвало использование DM-технологии, работающей с хранилищами данных. Необходимость использования неструктурированной информации, поступающей из внешней среды (в частности, по сетевым каналам), требует ее хотя бы частичной структуризации и в дальнейшим - хранения. Решение первой проблемы обеспечивает DM-технология, а решение второй - хранилище данных. На данном этапе могут быть использованы методы фальсификаций и прецедентов, а также разветвленные программы.

Этап 4. Генерация альтернатив в большинстве случаев выполняется СППР на основе прямых расчетов типа «стоимость - эффективность». Однако в отдельных случаях неформальные (полуформальные) методы генерации альтернатив все же могут использоваться (например, использование когнитивных карт). Поэтому мы можем говорить о возможности применения обучения и на этом этапе, хотя его роль здесь невелика (разветвленные программы).

Этап 5. На этом этапе обосновывается критерий выбора, а на его основе оценивается альтернативы и делается их выбор. И оценка, и выбор осуществляются системой на основе критерия, который был указан ЛПР. Критерием отбора может служить любой признак, значение которого можно зафиксировать в некоторой шкале. Так как критерий служит для оценки вариантов решений, поэтому он должен быть измерим. Для этого можно воспользоваться различными шкалами. Распространенными среди них являются [192]: •

шкала наименований. Используется для присваивания объектам наименований или идентификаторов. В этой шкале число может использоваться лишь для обозначения объекта с последующим выделением его из множества других; •

ранговая шкала, которая задает отношение порядка. Критерии в этой шкале более информативны по сравнению с предьщущей, так как позволяют манипулировать понятиями «хуже-лучше». Оценки здесь, как правило, балльные, что позволяет их сопоставлять с общепринятыми нормами (например, ранжирование целей по значимости); •

шкала интервалов, которая позволяет изменить что-либо в произвольных фиксированных величинах. Примером может служить измерение температуры или времени; •

шкала отношений, являющаяся дальнейшим развитием шкалы интервалов. Она позволяет сравнивать не только интервалы между собой, но и их отношения. Шкалы отношений используются для измерения величин, у которых существует начало отсчета (масса, длина, стоимость).

Если известна природа сравнительных величин, то, как правило, выбор типа шкалы не представляет особых затруднений. Большинство психологических, социальных и других качественных показателей, связанных с учетом человеческого фактора, не могут быть измерены в шкале отношений, а часто и в шкале интервалов, что создает сложности в использовании этих показателей в процессе принятия решения.

Показатели, характеризующие состояние экономического объекта управления, как правило, измеримы в шкале отношений. Если среди показателей выбрать тот, который, по мнению ЛПР, в наибольшей степени характеризует соответствие объекта управления заданному целевому назначению, то он и будет играть роль критерия оценки вариантов решений.

Все методы оценки можно разделить на группы: •

методы, используемые в условиях определенности; •

методы, применяемые в условиях риска; •

методы, используемые в условиях неопределенности.

Каждая из групп ограничивает перечень возможных критериев

оценки. Наиболее распределенными методами выбора решения являются: функции предпочтения, матрицы решений и деревья решений. Здесь используются констатирующие информационные технологии, включающие технологии баз данных (БД).

Для обучения на данном этапе целесообразным являются методы реификации и информационных ресурсов.

Этап 6. Этот этап формирования решений, по сравнению с предыдущими, в отечественной литературе проработан слабее. Анализ последствий принятия решения требует использования новейших инструментов, которые должны базироваться на прогнозных моделях и сценариях будущих событий. Поддерживать эти технологии способна DM-технология и OLAP.

Что касается методов обучения, которые целесообразно использовать на данном этапе, то здесь можно ориентироваться на методы ассоциаций и информационных ресурсов, а также на разветвленные программы.

Этап 7. Он предназначен для выполнения мониторинговых функций. В ряде СППР он выделяется в отдельную подсистему (блок), получившую название исполнительные расчетные системы. Исполнительные расчетные системы связаны с системами поддержки принятия решений и могут состоять из двух подсистем: •

выдачи рекомендаций или инструкций, регламентирующих действия тех или иных сотрудников; •

контроля (мониторинга) траекторных показателей.

Система поддержки принятия решений выдает перечень мероприятий, запрашиваемых менеджером с целью повышения эффектив- ности функционирования предприятия. Перечень направляется в систему поддержки исполнения решения. Допустим, система принятия решения на запрос о мероприятиях, способных повысить рентабельность предприятия на 7%, выдала следующую информацию: увеличить производство продукции А на 5%; сократить постоянные затраты на 11%.

Поддержка исполнения решения в данном случае состоит в предоставлении менеджеру перечня действий, выполнение которых позволит реализовать рекомендованные мероприятия. Система должна прежде всего выяснить, какие существуют пути увеличения производства и сокращения постоянных затрат. Каждый из возможных путей просчитывается относительно его эффективности. Как правило, в систему закладывается один из путей, который и рекомендуется менеджеру.

Мониторинговая функция таких систем состоит, прежде всего, в отслеживании и анализе причин отклонений, возникающих в процессе продвижения предприятия к поставленной цели. Результаты анализа подсистема контроля направляет в систему поддержки принятия решения, где, если это необходимо, начатые ранее мероприятия корректируются. Результаты корректировки направляются обратно в подсистему выдачи рекомендаций.

Правильно и оперативно принятые решения могут быть и не выполнены или выполнены неправильно, что подтверждает необходимость создания систем поддержки исполнения решений с мониторинговыми способностями. Как правило, здесь используются констатирующие ИТ, а для обучения - разветвленные программы.

Столь подробное описание этапов принятия решений и обеспечивающих их инструментальных средств необходимо для того, чтобы продемонстрировать существующие трудности и недостатки в их применении. Анализ показал, что все без исключения подходы к компьютерному формированию решений обладают двумя «хроническими» недостатками, избавиться от которых в рамках господствующих взглядов невозможно: 1)

отсутствие простого и вместе с тем надежного метода прямой трансформации цели управления в средства их достижения; 2)

отсутствие средств оперативной адаптации (обучающей поддержки) лица, принимающего решение, в случае появлявшихся затруднений на том или ином этапе. Как известно, генерация альтернатив, их оценка и выбор базируются на расчетах, выполняемых с помощью специальных функций. Для их вывода не существует единого подхода. Построение подобных функций - дело сложное, требующее от разработчика квалификации и опыта. Следовательно, построение матриц решений, деревьев решений, сценариев и прочих инструментальных средств относится в большей мере к искусству специалиста, занимающегося проектированием, чем к инженерной работе, связанной с реализацией и внедрением проектов. В результате построение СППР становится достаточно трудоемким и дорогостоящим делом. Выходом здесь может служить создание средства, позволившего обойтись без явного построения функции предпочтения. Необходим инструмент прямой трансформации цели управления в средства их достижения с попутным расчетом «затрат и результатов». Такой инструмент будет предложен нами в гл. 4 и 5.

Кроме того, в существующих СППР процессы формирования и принятия решения оторваны от процессов обучения. На любом из этапов принятия решения у ЛПР могут возникнуть уточняющие вопросы, на которые должна отвечать СППР. Отсутствие таких средств побуждает нас к изменению концепции СППР и разработке новой методологии и технологии ее создания и применения.