Матрица решений

Принятие решения представляет собой выбор одного из не­которого множества рассматриваемых вариантов: . В дальнейшем мы будем изучать наиболее часто встречающийся на практике случаи когда имеется лишь конечное, число вариантов , причем обычно небольшое, хотя принципиально мыслимо и бесконечное множество вариантов При необходимости наше рассмотрение без труда переносится на этот наиболее общий случай.

Условимся прежде всего, что каждым вариантом Ei однозначно определяется некоторый результат еi. Эти результаты должны допускать количественную оценку, и мы будем для простоты отождествлять эти оценки с соответствующими результатами, обозначая их одним и тем же символом еi.

Мы ищем вариант с наибольшим значением результата, то есть целью нашего выбора является . При этом мы считаем, что оценки еi характеризуют такие величины, как, например, выигрыш, полезность или надежность. Противоположную ситуацию с оценкой затрат или потерь можно исследовать точно так же путем минимизации оценки или, как это делается чаще, с помощью рассмотрения отрицательных величин полезности.

Таким образом, выбор оптимального варианта производит­ся с помощью критерия

(4.1)

Это правило выбора читается следующим образом: множество E0 оптимальных вариантов состоит из тех вариантов Ei0, которые принадлежат множеству Е всех вариантов и оценка еi0которых максимальна среди всех оценок еi (логический знак /\ читается как «и» и требует, чтобы оба связываемых им утверждения были истинны).

Выбор оптимального варианта в соответствии с критерием (4.1) не является, вообще говоря, однозначным, поскольку максимальный результат может достигаться в множестве всех результатов многократно. Необходимость выбирать одно из нескольких одинаково хороших решений на практике обычно не создает дополнительных трудностей. Поэтому в дальнейшем мы лишь упоминаем об этой возможности, не занимаясь ею более подробно.

Только что рассмотренный случай принятия решений, при котором каждому варианту решения соответствует единственное внешнее состояние (и тем самым однозначно определяется единственный результат) и который мы называем случаем де­терминированных решений, с точки зрения его практических применений является простейшим и весьма частным. Разумеется, такие элементарные структуры лежат в основании реальных процедур принятия решений. В более сложных структурах каждому допустимому варианту решения Еi вследствие различных внешних условий могут соответствовать различные внешние условия (состояния) F, и результаты еij решений. Следующий пример иллюстрирует это положение.

Пусть из некоторого материала требуется изготовить изделие, долговечность которого при допустимых затратах невозможно определить. Нагрузки считаются известными. Требуется решить, какие размеры должно иметь изделие из данного материала.

Варианты решений таковы:

Е1выбор размеров из соображений максимальной долго­вечности, т. е. изготовление изделия с минимальными затратами в предположении, что материал будет сохранять свои характеристики в течение длительного времени;

Еm – выбор размеров в предположении минимальной долго­вечности;

Еiпромежуточные решения.

Условия, требующие рассмотрения, таковы:

F1 – условия, обеспечивающие максимальную долговечность;

Fnусловия, обеспечивающие минимальную долговечность;

Fjпромежуточные условия.

Под результатом решения еij здесь можно понимать оценку, соответствующую варианту Еi и условиям Fj и характеризующую экономический эффект (прибыль), полезность или надежность изделия. Мы будем называть такой результат полезностью решения.

Семейство решений описывается некоторой матрицей (табл. 4.1). Увеличение объема семейства по сравнению с рассмотренной выше ситуацией детерминированных решений свя­зано как с недостатком информации, так и с многообразием технических возможностей.

Конструктор и в этом случае старается выбрать решение с наилучшим результатом, но, так как ему неизвестно, с какими


Основная формальная структура принятия решений

Таблица 4.1.

Матрица решений ||eij||

  F1 F2 F3 Fj Fn
E1 e11 e12 e13 e1j e1n
E2 e21 e22 e23 e2j e2n
E3 e31 e32 e33 e3j e3n
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ej ej1 ej2 ej3 eij emn
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Em Em1 em2 em3 emj emn

 

условиями он столкнется, он вынужден принимать во внимание все оценки eij, соответствующие варианту Еi. Первоначальная задача максимизации согласно критерию (4.1) должна быть теперь заменена другой, подходящим образом учитывающей все последствия любого из вариантов решения Ei.