TIc 2011 - case Software

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Факультет инноватики
Курс теоретическая инноватика
Многокритериальный анализ
Проект
«Выбор наиболее подходящего программного обеспечения
для решения многокритериальных задач»
Авторы проекта:
Бедрина М.В., группа 4221/10, ФИ
Гаприндашвили Н.К., группа 4221/10, ФИ
Итс А.Е., группа 4221/10, ФИ
Преродаватель:
Бобылев Н.Г., доц. каф. ТОИ ФИ
Санкт-Петербург 2011
Содержание. Table of contents
Contents
Краткая информация о проекте. Project factsheet ....................................................... 3
Контактная информация авторов. Author Contact Information .................................... 4
Принятые сокращения. Acronyms................................................................................. 5
Постановка задачи многокритериального анализа. The multiple criteria problem
description ....................................................................................................................... 5
Цель. Assessment goal .................................................................................................. 7
Альтернативные решения. Alternatives ........................................................................ 7
Критерии. Criteria ......................................................................................................... 13
Софт. Software ............................................................................................................. 15
Описание модели. Model description .......................................................................... 16
Анализ чувствительности. Sensitivity analysis ........................................................... 18
Анализ результатов проекта. Results & Discussion ................................................... 18
2
Краткая информация о проекте. Project factsheet
Название
Title
Выбор наиболее подходящего
программного обеспечения для решения
многокритериальных задач
Choosing a voice call operator in
St.Petersburg
Краткое название (акроним) (имя
файла)
Choosing soft
Short name (acronym) (model name)
Суть задачи
Problem description
Выбрать наиболее подходящее
программное обеспечение для совершения
решений многокритериальных задач
Choice of the best decision analysis software
Математический метод
Метод аналитических иерархий Саати
Mathematical method used
Analytic Hierarchy Process
Софт
СППР «Выбор»
Soft
www.ciritas.ru/product.php?id=10
Колическтво критериев
6
Number of criteria
Количество (и названия) альтернатив
11
Number of alternatives
Количество итераций
3
Number of iterations
Основной результат
См. «Анализ результатов проекта»
Main result
Возможный заказчик
СПбГПУ
Potential clients
Дата
Осень 2011
Date
Autumn 2011
3
Контактная информация авторов. Author Contact
Information
Авторы Authors
Бедрина Мария Валерьевна
Bedrina Maria
Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет,
Факультет инноватики
School of Innovation Science, Saint
Petersburg State Polytechnical University
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Гаприндашвили Нона Кахаберовна
Gaprindashvili Nona
Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет,
Факультет инноватики
School of Innovation Science, Saint
Petersburg State Polytechnical University
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Итс Алена Евгеньевна
Its Alena
Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет,
Факультет инноватики
School of Innovation Science, Saint
Petersburg State Polytechnical University
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Преподаватель Tutor
Бобылев Николай Геннадьевич, доц.
Nikolai Bobylev, Ph. D.
Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет,
Факультет инноватики
School of Innovation Science, Saint
Petersburg State Polytechnical University
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Авторы согласны с использованием проекта в учебных и научных целях.
The authors are pleased to make the project available for study and research purposes.
4
Принятые сокращения. Acronyms
многокритериальный анализ - МКА
метод аналитических сетей - МАС
метод аналитических иерархий - МАИ
Постановка задачи многокритериального анализа. The
multiple criteria problem description
описание проблемы. рассмотрение проблемы. Это мгогокритериальная
проблема?
Существует большое разнообразие программ, помогающих решать задачи
многокритериального выбора. Люди, которые нуждаются в их использовании,
имеют каждый свой подход. Кто-то выбирает себе программу по одним критерием,
а кто-то совершенно по другим. Мы постарались оценить и выбрать наиболее
важные факторы, которые могут влиять на выбор таких программ. Также мы
отобрали 11 программ для выбора, которые могут удовлетворить любой подход к
данному выбору: новичка, любителя и профессионала. Не исключается тот
случай, если человек уже знаком, с теми или иными, программами. Значит, он
может оценить все предложенные нами программы по критериям и посмотреть,
может быть для него подойдет какая-нибудь другая программа, о которой, он,
например, не знал.
Пример: человеку необходимо сделать порученную ему работу: составить модель
с решением многокритериальной задачей. Он умеет работать с такими
программами (профессионал), но это работа одноразовая. У себя, допустим, он
не имеет такой программы, значит надо её где-то взять, а ведь ему подойдет
программа с расширенным набором инструментов, для профессионала,
желательно бесплатно, и если нет больших познаний в английском языке, то ещё
и на русском. И что же делать? Мы ему поможем. Он может запустить нашу
модель, и выяснить какая из представленных программ наиболее подходящая
для данной ситуации.
Мы подобрали наиболее важные критерии, на наш взгляд, для выбора таких
программ. Оценили каждую из них по выбранным критериям и составили
сравнительную таблицу по каждой из них.
5
СППР «Выбор»
SuperDecisions
On balance
Expert Choice
Hiview
Logical decisions
HIPRE
Crystal Ball
M-Macbeth
Мыслитель
MS Excel
Признак
Язык
Русский
English
English
English
English
English
English
English
English
Русский
Русский
Доступность
Демоверсия
Свободный
доступ
Свободный
доступ
Покупка
Демоверсия
Покупка
Демоверсия
Покупка
Демоверсия
Свободный
доступ
Свободный
доступ
Известность
В узких
кругах
В широких
кругах
В широких
кругах
В
широких
кругах
В узких
кругах
В узких
кругах
В
широких
кругах
В широких
кругах
В узких
кругах
В узких
кругах
В широких
кругах
Навыки
Новичок
Профессио
нал
Любитель
Професс
ионал
Новичок
Любитель
Професс
ионал
Любитель
Професс
ионал
Новичок
Профессио
нал
Простота
установки
Без ключа
С ключом
С ключом
С
ключом
С
ключом
С ключом
Без
ключа
С ключом
С ключом
Без ключа
Без ключа
Инструменты
Стандартн
ый набор
Расширенн
ый набор
Расширенн
ый набор
Расшире
нный
набор
Стандар
тный
набор
Расширен
ный набор
Расшире
нный
набор
Расширен
ный набор
Расширен Упрощенны
ный
й набор
набор
Упрощенны
й набор
6
Цель. Assessment goal
Четкая формулировка цели (целей) анализа
Цель решения задачи: выбрать самое подходящее программное обеспечения
для решения многокритериальных задач с точки зрения (новичка, любителя,
профессионала) пользователя
Альтернативные решения. Alternatives
Существующие и генерируемые альтернативы
выбрали 11 наиболее известных программ позволяющих производить
многокритериальный анализ: СППР «Выбор», SuperDecisions, On balance,
Expert Choice, Hiview, Logical decisions, HIPRE, Crystal Ball, M-Macbeth,
Мыслитель и MS Excel
Альтернативные решения В нашей задаче это самые популярные операторы
сотовой связи в СПб:
СППР «Выбор»
http://softsearch.ru/programs/160-653-sppr-vybor-download.shtml
СППР Выбор - аналитическая система, основанная на методе анализа
иерархий (МАИ), является простым и удобным средством, которое поможет
структурировать проблему, построить набор альтернатив, выделить
характеризующие их факторы, задать значимость этих факторов, оценить
альтернативы по каждому из факторов, найти неточности и противоречия в
суждениях ЛПР/эксперта, проранжировать альтернативы, провести анализ
решения и обосновать полученные результаты. Система опирается на
математически обоснованный метод анализа иерархий Т.Саати.
Практическое преодоление трудностей, связанных с принятием решения,
состоит во включении лица принимающего решение (ЛПР) в процесс
построения моделей и принятия решений на их основе. Для этого
предназначены человеко-машинные (имитационные) системы. Одним из
классов таких систем являются системы поддержки принятия решений (СППР),
в рамках которых опыт и неформализованные знания ЛПР сочетаются с
математическим исследованием.
СППР "Выбор" на основе МАИ может использоваться при решении следующих
типовых задач:
• Оценка качества организационных, проектных и конструкторских решений;
7
• Определение политики инвестиций в различных областях;
• Задачи размещения (выбор места расположения вредных и опасных
производств, пунктов обслуживания);
• Распределение ресурсов;
• Проведение анализа проблемы по методу "стоимость-эффективность";
• Стратегическое планирование;
• Проектирование и выбор оборудования, товаров;
• Выбор профессии, места работы, подбор кадров.
SuperDecisions
http://www.superdecisions.com/
The Super Decisions software is used for decision-making with dependence and
feedback (it implements the Analytic Network Process, ANP, with many additions).
Such problems often occur in real life. Super Decisions extends the Analytic
Hierarchy Process (AHP) that uses the same fundamental prioritization process
based on deriving priorities through judgments on pairs of elements or from direct
measurements. In the AHP the elements are arranged in a hierarchic decision
structure while the ANP uses one or more flat networks of clusters that contain the
elements. Most decision-making methods assume independence between the
criteria of a decision and the alternatives of that decision, or simply among the
criteria or among the alternatives themselves. The ANP is not limited by such
assumptions. It allows for all possible and potential dependencies.
On balance
http://www.krysalis.co.uk/
OnBalance Decision Analysis software is used by leading organisations to help
make multi-million pound decisions. It is emerging as the industry standard around
the world and we are praised for its strong visual outputs and graphical interface.
After all, making finely balanced choices is hard enough without having to worry
about your modelling system.
OnBalance is based on Multi Criteria Decision Analysis (MCDA) which helps
separate what you measure from how you value it. The interface is specifically
designed for group decision making, as most of the difficult decisions are between
good schemes, each supported by one or more managers.
So the problem is not so much about calculating the trade-offs as it is about
stimulating the debate, focusing on one issue at a time, resolving and recording the
agreements and then moving on. At each stage the group can see the impact of
each change and gain confidence that their judgments are accurately reflected.
Flexibility and transparency are vital to resolving conflicting objectives and more
importantly to briefing the decisions and getting wide buy-in prior to implementation.
It is this consensus that builds commitment and leads to positive attitudes during the
difficult months of implementation.
8
This transparency makes it easy to learn, so you don't need a PhD to use it,
however using it might help your PhD; which is why our Education Editions are free.
Expert Choice
http://www.expertchoice.com/
Comparion™ Core is a collaborative web-based application that enables teams to
achieve alignment, buy-in, and confidence around important decisions.
With Comparion™ Core, you can combine the expertise and intuition of your team
with quantatitve information to provide valuable insights, explore what-if scenarios,
and reach stakeholder consensus and understanding.
Define the decision goal.
Define the objectives that relate to the goal and include the alternatives available.
Leverage the expertise of subject-matter specialists by assigning specific evaluation
roles.
Collaborate with your team in real-time or any time to prioritize objectives, evaluate
alternatives, and incorporate quantitative data.
Synthesize your team’s intuition and data and generate trade-offs and what-if
scenarios. Use these outcomes to make better decisions with more alignment, buyin, and confidence.
Hiview
http://www.catalyze.co.uk/
Catalyze provides two powerful decision modelling software tools which are equally
suited to back-office or workshop environments. These software tools are
complemented by our software development services, ensuring you get the best
from our software and your decision making processes.
Equity
Helping you get better value-for-money from your portfolio decisions
Equity3 is a Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) tool for the PC that assists
individual decision makers and organisations in obtaining better value-for-money
when allocating limited resources and budgets. It is highly adaptive and can be used
to address a variety of problem areas including R&D Investment, Marketing Portfolio
Management, Project Prioritisation, Resource Allocation, Capital and Revenue
Budgeting, Sales Territory Re-organisation and Negotiations. Equity3 is ideal for use
with groups, as in Decision Conferences.
9
Essentially, Equity3 is a decision modelling tool which helps you construct your most
efficient portfolio of expenditure or investment. Investments can be money, people,
time, materials or any other scarce resource.
The benefits of undertaking a project can address the viewpoints of all stakeholders,
including financial benefits, environmental benefits, and performance requirements.
All this can be reported in an open, transparent and auditable manner, to show the
entire decision process from beginning to end.
The benefits:








Manage Complexity
Capture conflicting objectives
Include non-monetary criteria
Build transparent models
Easy to use
Ideal for group workshop decision making
Flexible
Based on world-leading academic research
Hiview
Helping you appraise and evaluate options to make better informed decisions
Hiview3 is a PC-based decision modelling tool that supports the appraisal and
evaluation of options. It is equally effective for group decision making, such as
decision conferences and for individual decisions. With a host of user-defined
features, Hiview3 can be configured to address a variety of problem areas,
supporting your specific business objectives. Hiview3 enables users to make
effective decisions in areas such as Capital Projects, Policy Setting, Strategy
Selection, Relocation Issues, Problem Solving and Budget Resourcing.
The benefits:








Manage conflicting objectives
Include non-monetary and qualitative decision criteria
Build transparent models
Easy to use
Ideal for group workshop decision making
In depth analysis
Flexible
Based on world-leading academic research
Logical decisions
http://www.logicaldecisions.com/
LDW Portfolio enhances LDW by allowing you to add budget and other constraints.
LDW Portfolio then performs an optimization that finds the set of alternatives that
10
has the maximum total benefit while meeting your budget and other constraints.
LDW Portfolio performs either a benefit/cost calculation or a true optimization using
0-1 integer programming – a method from the field of operations research that can
find the very best set of alternatives that meet the constraints.
LDW Portfolio is integrated directly into LDW. It uses the overall benefit (utility)
scores for the alternatives from LDW as the basis for its optimization. It uses
standard LDW measures to store cost and resource usage information for each
alternative.
LDW Portfolio can include cost and budget information for many budget categories,
for example for many years. You can define a budget for each category and a cost
for each alternative for each category. The optimization engine will make sure that
the selected alternatives cost less than the allowed budget for every catgegory that
you define. LDW Portfolio also lets you fund only a portion of the budget requested
for each alternative. You can define alternate variants that provide a specified
percentage of an alternative's benefit for a specified percentage of its cost.
You can experiment with the effects of different budgetary and other constraints by
defining different "scenarios". Each scenario has its own budget categories and can
also have its own set of programmatic constraints.
LDW Portfolio allows a variety of programmatic constraints.
¯ You can force any alternative into or out of the final selection.
¯ You can add if-then constraints that ensure that alternative A is only chosen if
alternative B is also chosen.
¯ You can define groups of alternatives and force all of the alternatives in the group
into or out of the selection, force either one or none of the alternatives to be
selected, all or none of the alternatives to be selected, exactly one of the alternatives
to be selected or at least one of the alternatives to be selected.
¯ You can add resource constraints such as available personnel and ensure that
your selected alternatives don’t use more than the available amount of the resource.
¯ Finally, you can add allocation constraints that specify a minimum percentage of
the budget that must be spent on alternatives belonging to a particular group.
HIPRE
http://www.hipre.hut.fi/
HIPRE 3+ Group Link is a group decision support software, which combines
individual priorizations given by the Analytic Hierarchy Process (AHP) into an
interval AHP models called preferences programming model. The program can be
used in group meetings to support the decision making process, or in research
assignments where several prioritizations given by the AHP are combined into a
preference programming model.
11
The full group decision support system consists of two software, HIPRE 3+ and
HIPRE 3+ Group Link. Group members have their AHP priorizations with HIPRE 3+,
after which the models are combined with the HIPRE 3+ Group Link.
To use the group link features of the HIPRE 3+ Group Link, a licenced copy of the
HIPRE 3+ is needed. The demo version does not allow you to save the HIPRE 3+
models. However, the HIPRE 3+ Group Link software package provides you with
some tutorial model files, which makes it possible for you to test the group link
features even without the HIPRE 3+ software.
Crystal Ball
http://www.decisioneering.com/
Oracle Crystal Ball is the leading spreadsheet-based application suite for predictive
modeling, forecasting, simulation, and optimization. It gives you unparalleled insight
into the critical factors affecting risk. With Crystal Ball, you can make the right
tactical decisions to reach your objectives and gain a competitive edge under even
the most uncertain market conditions.
Oracle Crystal Ball solutions begin with Oracle Crystal Ball, the base package for
predictive modeling, Monte Carlo simulation and forecasting. Oracle Crystal Ball
Enterprise Performance Management builds on that set of tools by adding the power
of Oracle Crystal Ball to your Oracle Enterprise Performance Management (EPM)
and Oracle Business Intelligence (BI) applications.
Both editions can be enhanced with Oracle Crystal Ball Decision Optimizer, an
option for Oracle Crystal Ball that adds the advanced capabilities of optimization and
calculation speed to Oracle Crystal Ball's powerful simulation and forecasting
toolset. Finally, for the academic community, Oracle offers the Oracle Crystal Ball
Classroom Edition, an affordably priced, fully-functioning version of Oracle Crystal
Ball and the Oracle Crystal Ball Decision Optimizer.
M-Macbeth
http://www.m-macbeth.com/en/m-home.html
MACBETH (Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation
Technique) is an interactive approach that requires only qualitative judgements
about differences to help a decision maker or a decision-advising group quantify the
relative attractiveness of options. It employs an initial, interactive, questioning
procedure that compares two elements at a time, requesting only a qualitative
preference judgement.
As judgements are entered into the software, it automatically verifies their
consistency. A numerical scale is generated that is entirely consistent with all the
decision maker 's judgements. Through a similar process weights are generated for
criteria.
12
Мыслитель
http://www.softkey.ru/catalog/program.php?ID=3966
Программа "Мыслитель" – простая программа, помогающая принимать
сложные решения.
Программа "Мыслитель" поможет Вам выбрать один из нескольких
альтернативных вариантов действий.
Классический пример подобного выбора, выбор "доброго молодца" на
развилке трех дорог : на лево пойдешь - ..., на право пойдешь - ..., прямо
пойдешь - ... .
Современный пример подобного выбора, выбор одного из нескольких
вариантов покупки квартиры или дома, что лучше купить маленькую квартиру в
центре или большую далеко от центра, или лучше купить "домик в деревне"?
Другие примеры подобного выбора: выбор машины, выбор жениха или
невесты, выбор банка для вложения денег и т.д. и т.п.
MS Excel
Программа является стандартным пакетом Microsoft Office и позволяет
осуществлять многокритериальный выбор альтернативы на основе метода
попарных сравнений с учетом приоритетов критериев.
Критерии. Criteria
Критерии – виды, разработка, агрегирование, дескрипторы
I уровень
критериев
Язык
II уровень
критериев
Русский
English
Краткое описание
Был включен в критерии для удобства
пользователей, для которых важное значение
имеет язык (например, если пользователь
владеет только одним языком, выбор
соответствующего критерия поможет ему
работать в программе именно та том языке,
которым он владеет).
13
Доступность
Свободный
доступ
Демо-версия
Известность
Покупка
Особенно важно, если для пользователя
имеет значение стоимость установки
программы. Если он готов заплатить за
полную версию программы – ему посвящен
критерий «доступность->покупка», если же его
не устраивает такой вид установки
программы, он будет искать такое ПО,
которое устанавливается бесплатно, т.е.
демо-версию, или версию, находящуюся в
свободном доступе.
В широких
кругах
Известность так же играет значительную роль
при выборе ПО, принципиально ли для
пользователя, как часто и на сколько много
людей используют это ПО. Если да – для него
существует путь «в широких кругах», нет – «в
узких кругах».
В узких кругах
Навыки
Этот критерий раскрывает форму
представления программы, т.е. в каком виде
она представлена: в полной, в демо, или же в
полной, но установка будет платной.
Новичок
Любитель
Профессионал
Простота
установки
С ключом
Инструменты
Стандартный
набор
Без ключа
Расширенный
набор
Упрощенный
набор
Мы включили критерий «Навыки» для того,
чтобы пользователь знал, что его ПО
соответствует его профессиональным
навыкам. Это очень удобно. Например, если
ты плохо разбираешься в софт-программах,
твое ПО поможет тебе в использовании его в
специальной упрощенной форме.
Зависит от доступности и выражается во
времени, потраченном на установку. Для
многих пользователей этот критерий играет
особую роль.
Инструменты очень важны для работы с
софтом, обладает ли выбранное ПО такими
инструментами, которые тебе необходимы
для решения задачи? Если задача сложное,
пользователю лучше выбрать критерий
«расширенный набор», и тогда он точно будет
уверен, что в его ПО есть все необходимые
инструменты, которые могут помочь ему
решить задачу.
14
Софт. Software
Краткое описание софта
СППР «Выбор»
http://softsearch.ru/programs/160-653-sppr-vybor-download.shtml
СППР Выбор - аналитическая система, основанная на методе анализа
иерархий (МАИ), является простым и удобным средством, которое поможет
структурировать проблему, построить набор альтернатив, выделить
характеризующие их факторы, задать значимость этих факторов, оценить
альтернативы по каждому из факторов, найти неточности и противоречия в
суждениях ЛПР/эксперта, проранжировать альтернативы, провести анализ
решения и обосновать полученные результаты. Система опирается на
математически обоснованный метод анализа иерархий Т.Саати.
Практическое преодоление трудностей, связанных с принятием решения,
состоит во включении лица принимающего решение (ЛПР) в процесс
построения моделей и принятия решений на их основе. Для этого
предназначены человеко-машинные (имитационные) системы. Одним из
классов таких систем являются системы поддержки принятия решений (СППР),
в рамках которых опыт и неформализованные знания ЛПР сочетаются с
математическим исследованием.
СППР "Выбор" на основе МАИ может использоваться при решении следующих
типовых задач:
• Оценка качества организационных, проектных и конструкторских решений;
• Определение политики инвестиций в различных областях;
• Задачи размещения (выбор места расположения вредных и опасных
производств, пунктов обслуживания);
• Распределение ресурсов;
• Проведение анализа проблемы по методу "стоимость-эффективность";
• Стратегическое планирование;
• Проектирование и выбор оборудования, товаров;
• Выбор профессии, места работы, подбор кадров.
www.ciritas.ru/product.php?id=10
15
Описание модели. Model description
Как разрабатывалась модель, скрин шоты
Рис. 1 Главная схема нашей задачи (цель, критерии I уровня, критерии II уровня, альтернативы).
16
Рис. 2 Матрица парных сравнений I уровня критериев.
Рис. 3 Результат вычислений, где показан общий индекс согласованности и
диаграмма результата.
Примеры диаграмм результата будут приведены ниже. В разделе «Анализ
результатов проекта».
17
Анализ чувствительности. Sensitivity analysis
Как такового анализа чувствительности программа СППР «Выбор» не имеет. Но
результаты проведенных сравнений остаются при повторном запуске модели, и
если есть желание подкорректировать свои предпочтения, то это можно сделать
на определенной матрице сравнения, выбрав нужную пару альтернатив.
Будет получен новый индекс согласованности и приведена новая диаграмма
результата, если, конечно, изменение предпочтений повлияет на результат.
Анализ результатов проекта. Results & Discussion
Результат, итерации, анализ, решение, рекоммендация
Примеры.
Рис.4. Диаграмма результатов с позиции новичка.
Мы выделили два наиболее важных критерия, которые могут быть
предпочтительнее для новичка: язык и доступность. Язык русский, так как, даже
18
хорошо зная английский язык, человек, не знающий принципов работы с такими
программами, может не справиться. А доступность, заключается в том, что
новичку программа может понадобиться на короткое время, и не имеет смысла
покупать дорогое ПО. Все остальные критерии положены равнозначными, так как
новичок не имеет полного представления по остальным критериям.
Пример 2.
Рис.5. Диаграмма результатов с позиции любителя.
В данном случае мы выделили критерии, такие как: простота установки и
инструменты. Простота установки заключается в том, что программа может
запускаться с ключом или без него. Инструменты, так как для любителя важно уже
более широкий набор инструментов. Все остальные либо равноважные, либо
один имеет не значительное превосходство над другими.
19
Пример 3.
Рис.6. Диаграмма результатов с позиции профессионала.
Для этого случая, мы определили важность таких критериев, как требуемые
навыки, инструменты, язык. Язык, скорее всего, будет английский, так как
большинство профессиональных программ на английском языке. Навыки, так как
требуемые навыки для работы, должны быть очень высоки. Инструменты, так как
для данной категории необходим расширенный набор инструментов.
20