М1.Б.3 Математические и инструментальные методы поддержки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
Математические и инструментальные методы поддержки принятия решений
Направление — 230700.68, Прикладная информатика
Форма подготовки - очная
Школа естественных наук
Кафедра Компьютерные системы
курс 1семестр 2
лекции 36 час.
практические занятия 0 час.
семинарские занятия 0 час.
лабораторные работы 36 час.
консультации
всего часов аудиторной нагрузки 72 (час.)
самостоятельная работа 72 (час.)
реферативные работы (количество) нет
контрольные работы (количество) нет
зачет 2 семестр
экзамен - семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования (утв. приказом Минобрнауки РФ от 21.12.2009 г., №
762).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры компьютерных систем « 03 » октября 2012 г.
Составитель (ли): Т.В. Горборукова, к.т.н., доцент
I. Рабочая программа пересмотрена назаседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой_______________________ Е.Л. Кулешов
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена назаседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой_______________________ Е.Л. Кулешов
(подпись)
(И.О. Фамилия)
АННОТАЦИЯ
Учебная дисциплина разработана для студентов 1 курса в соответствии с
требованиями ФГОС направления «230700.68, Прикладная информатика».
Дисциплина «Математические и инструментальные методы поддержки
принятия решений» является базовой дисциплиной и входит в цикл
общенаучных
дисциплин
для
магистерской
программы
«Системы
корпоративного управления».
Цель:формирование у студентов теоретических знаний в области
принятия
управленческих
алгоритмизации
при
решений,
решении
ознакомление
прикладных
задач,
с
принципами
формирование
практических навыков использования специализированного программного
обеспечения в своей профессиональной деятельности.
Задачи:
1. Сформировать представление о процессе принятия решений.
2. Сформировать представление об условиях и задачах принятия
решений.
3. Освоить
методы
формализации
и
алгоритмизации
процессов
принятия решений.
4. Развить навыки анализа информации, подготовки и обоснования
управленческих решений; углубить представление о функциях,
свойствах, возможностях системами поддержки принятия решений.
5. Сформировать навыки использования систем поддержки принятия
решений для решения прикладных задач.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:виды информационной и инструментальной поддержки лица,
принимающего решения (ЛПР); методы группового принятия решений;
методы исполнения решений на различных этапах цикла принятия решений;
возможности систем поддержки принятия решений (СППР); критерии
выбора инструментов СППР; классификацию задач и условий принятия
решений.
Уметь:формулировать требования ЛПР к СППР; формализовать
процесс обоснования и принятия решений; выбирать инструментарий для
каждого
этапа
принятия
решения;
использовать
инструментарий
мониторинга исполнения решений; управлять рисками при проектировании и
внедрении СППР; осуществлять выбор СППР, исходя из потребностей и
возможностей предприятия и организации.
Владеть: навыками формулирования требований к СППР, разработки
их
отдельных
элементов,
оценки
вариантов
закупок,
внедрения
и
эксплуатации систем в области принятия решнгтй.
Дисциплина направлена на формирование общекультурных и профессиональных компетенций (ОК, ПК) выпускника:

способен проявлять инициативу, брать на себя ответственность в
условиях риска и принимать нестандартные решения в проблемных
ситуациях (ОК-4);

способен использовать и развивать методы научных исследований и
инструментария в области проектирования и управления информационными
системами в прикладных областях (ПК-5);

способен формализовывать задачи прикладной области, при
решении которых возникает необходимость использования количественных
и качественных оценок (ПК-6);

способен ставить и решать прикладные задачи в условиях
неопределенности и определять методы и средства их эффективного решения
(ПК-7);

способен проводить научные эксперименты, оценивать результаты
исследований (ПК-8);

способен исследовать применение различных научных подходов к
автоматизации информационных процессов и информатизации предприятий
и организаций (ПК-9);

способен проводить анализ экономической эффективности ИС,
оценивать проектные затраты и риски (ПК-10);

способен выбирать методологию и технологию проектирования ИС
с учетом проектных рисков (ПК-11);

способен анализировать данные и оценивать требуемые знания для
решения нестандартных задач с использованием математических методов и
методов компьютерного моделирования (ПК-12);

способен принимать эффективные проектные решения в условиях
неопределенности и риска (ПК-18);

способен в условиях функционирования ИС брать на себя
ответственность
за
выполнение
производственных
задач
ИТ-служб,
эффективно использовать современные приемы и методы работы с ИТ персоналом (ПК-24);

способен использовать международные информационные ресурсы и
стандарты в информатизации предприятий и организаций (ПК-26).
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Тема 1.Методологические основы процессов принятия решений, с
использованием методов интерактивного/активного обучения - дискуссия (2 час.)
Основные понятия теории принятия решений: участники процесса принятия решения; альтернативы; критерии; типовые задачи принятия решений
(ЗПР). Классификация ЗПР (различные подходы). Этапы принятия управленческих решений (по Г. Саймону). Этапы принятия решений при анализе хорошо структурированных проблем. Модель принятия решения в слабо струк-
турированных задачах со многими критериями; этапы предварительной
структуризации ЗПР со многими критериями. Планирование выполнения
решений. Виды поддержки ЛПР на каждом этапе принятия и исполнения решений. Многодисциплинарный характер науки о принятии решений. Краткий обзор основных направлений исследований в области принятия решений.
Системы поддержки принятия решений (СППР): определения, концептуальная модель, подходы к классификации. Возможности СППР. Требования,
предъявляемые к СППР. Инструментарий СППР на различных этапах принятия и исполнения решений.
Тема 2. Принятие решений в условиях определенности (10 час.)
Задачи оптимизации: примеры и модели. Применение моделей линейного программирования (ЛП) для исследования задачи принятиярешения: постановка задачи ЛП в рамках теории принятия решений; анализ чувствительности и устойчивость решения задачи ЛП; экономическая интерпретация результатов. Применение моделей целочисленного программирования (ЦЛП)
для исследования задачи принятия решения: постановка задачи ЦЛП в рамках теории принятия решений; общие сведения о методах решения задач
ЦЛП; метод ветвей и границ; применение различных модификаций метода
ветвей и границ к решению задач ЦЛП; интерпретация результатов.
Тема 3. Принятие решений при многих критериях (6час)
Многокритериальность ЗПР как следствие неопределенности целей.
Особенности многокритериальных ЗПР. Обзор основных подходов к решению многокритериальных задач: от методологии исследования операций к
методологии системного анализа и теории принятия решений.
Принятие решений при многих критериях: задачи с объективными моделями. Многокритериальные задачи ЛП (в различных постановках). Человеко-машинные процедуры (ЧМП) как средство решения многокритериальных
задач ЛП. Классификация и примеры ЧМП. Примеры практического применения ЧМП для анализа ЗПР.
Тема 4. Задачи с субъективными моделями (6 час.)
Задачи с субъективными моделями: одномерная теория полезности. Рациональный выбор в экономике. Аксиомы рационального выбора. Теорема о
существовании функции полезности. Основные свойства и методы построения одномерных функций полезности. Парадигма анализа ЗПР: предварительный анализ, структуризация задачи, анализ неопределенности, анализ
полезности, процедуры оптимизации. Использование апостериорных вероятностей. Особенности человеческого поведения: нерациональное поведение,
эвристики, используемые при принятии решений. Учет реального поведения
людей: основные направления.
Задачи с субъективными моделями: многокритериальная теория полезности. Особенности подхода. Аксиоматическое обоснование. Характеристика
основных этапов анализа ЗПР: построение однокритериальных функций полезности; проверка условий независимости; определение коэффициентов
важности критериев; определение полезности альтернатив. Примеры практического применения подхода для анализа ЗПР. Динамический анализ.проблемы принятия решения: мониторинг исполнения решения; корректировка решений, принятых на предыдущих этапах. Примеры СППР, основанные на применении многокритериальной теории полезности.
Задачи с субъективными моделями: подход аналитической иерархии
(АНР): Общая характеристика подхода АНР. Характеристика основных этапов анализа ЗПР: структуризация задачи в виде иерархии, попарные сравнения элементов каждого уровня, определение приоритетов элементов на каждом уровне, оценка согласованности суждений ЛПР, определение наилучшей
альтернативы (ранжирование альтернатив). Примеры СППР, реализующих
метод АНР. Недостатки метода АНР. Примеры практического применения
метода АНР для анализа ЗПР.
Задачи
с
субъективными
моделями:
конструктивистский
под-
ход.Основные этапы анализа ЗПР на основе конструктивистского подхода.
Методы ELECTRE I, ELECTRE II, ELECTRE III. Недостаткиметодов ELECTRE. Примеры СППР, реализующих методы ELECTRE.
Тема 5. Принятие решений в условиях риска и неопределенности:
неопределенности природы (4 час.)
Неопределенности природы. Принцип наилучшего гарантированного результата; определение гарантирующей стратегии. Возможные подходы к
улучшению гарантированной оценки. Игры с природой. Применение методов
теории игр к анализу ЗПР в условиях риска и неопределенности.
Тема
6.
Принятие
решений
в
условиях
неопределенности:
неопределенности противника (4 час.)
Виды неопределенности в ЗПР. Неопределенности противника. ЗПР в
условиях конфликта. Анализ конфликтной ситуации на примере двух субъектов: построение гарантированной оценки, возможности ее улучшения при
различных предположениях о поведении субъектов. Проблема коллективного
формирования компромисса. Точки равновесия. Принцип устойчивости
(Нэша). Основные понятия теории игр. Матричные игры, применение методов теории матричных игр к анализу ЗПР в условиях конфликта. Сведение
матричных игр к задачам ЛПР.
Тема 7. Принятие решений при нечеткой исходной информации, с
использованием
методов
интерактивного/активного
обучения
-
дискуссия (2 час.)
Основные понятия теории нечетких множеств. Задача достижения нечетко определенной цели. Различные постановки задач нечеткого математического программирования. Задачаматематического программирования при
нечетком множестве ограничений: возможные подходы к решению. Проблема принятия решения при нечетком отношении предпочтения на множестве
альтернатив.
Тема 8.Методы получения экспертных оценок (2 час.)
Общие сведения об экспертизе: роль эксперта в ЗПР, основные этапы
проведения экспертизы, методы опроса экспертов. Примеры типовых задач
экспертного оценивания. Обработка и анализ экспертных оценок (на примере
задач непосредственного оценивания и ранжирования объектов): оценка согласованности мнений экспертов, формирование групповой оценки, определение вектора компетентности экспертов на основе анализа результатов экспертизы.
II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Лабораторные работы (36 час.)
РАБОТА 1. Сущность проблемы принятия решений (2 час.)
Цель занятия – раскрыть проблему принятия решений и оценить современное состояние пути ее решения.
РАБОТА 2. Принятие решений в условиях определенности (10 час.)
Цель занятия – освоить технологию примененияметодов решения оптимизационных задач в области поддержки принятия решений.
РАБОТА 3. Принятие решений при многих критериях (6 час.)
Цель занятия – освоитьтехнологию применения методов решения многокритериальных задач в исследовании задач поддержки принятия решений.
РАБОТА 4. Задачи с субъективными моделями(6 час.)
Цель занятия – освоить технологию применениямодели теории полезности, аналитической иерархии и конструктивистского подхода в задачах принятия решений.
РАБОТА 5. Принятие решений в условиях риска и неопределенности: неопределенности природы (4 час.)
Цель занятия – освоить технологию применениямодели теории игр в задачах принятия решений.
РАБОТА 6.Принятие решений в условиях неопределенности: неопределенности противника (4 час.)
Цель занятия – освоить технологию применениямоделей теории игр в
задачах принятия решений.
РАБОТА 7. Принятие решений при нечеткой исходной информации
(2 час.)
Цель занятия – освоить технологию применения метода математического программирования в задачах принятия решений.
РАБОТА 8. Методы получения экспертных оценок (2 час.)
Цель занятия – освоить технологию применения методов экспертных
оценок в задачах принятия решений.
III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Методы контроля:

представление отчетов по работам в электронной форме;

обсуждение промежуточных результатов по программам работ;

презентация, защита отчетов по лабораторным работам.
Интерактивные/активные формы проведения занятий:

компьютерное моделирование;

организация дискуссий и деловых игр;

выполнение лабораторных работ.
Вопросы кзачету
1. Основные понятия теории принятия решений.
2. Методы многокритериальной оптимизации. Метод главного критерия. Метод линейной свертки.
3. Многокритериальный выбор в условиях неопределенности.
4. Принятие решений в условиях риска. Методы управления рисками.
Способы управления рисками.
5. Подходы к учету неопределенности при описании рисков.
6. Конфликт и его модели. Принятие решений в условиях конфликта.
7. Простой и множественный регрессионный анализ в СППР.
8. Деревья решений в СППР.
9. Основные идеи методов экспертных оценок. Математические методы анализа экспертных оценок.
10. Количественные оценки степени риска. Кривая риска, коэффициент
риска.
11. Различия между частным выбором и управленческим (организационным) решением.
12. Классификация управленческих решений.
13. Организация выполнения решений, возможные трудности и их причины.
14. Влияние информации на принятие решений: детерминированные и
вероятностные решения.
15. Необходимость согласования принимаемых решений, причины и последствия несогласованности.
16. Обратная связь в процессе принятия решений: необходимость и способы реализации.
17. Ответственность за решение и его последствия. Виды и меры ответственности руководителя.
18. Принятие решений и проблемы делегирования полномочий.
19. Современные методы разработки и оптимизации решений, области и
условия их применения.
20. Определение критериев выбора, одно- и многокритериальные решения.
21. Качество решения, его составляющие и факторы, влияющие на него.
22. Формы принятия управленческих решений. Коллективный выбор и
коллективное решение.
23. Методы моделирования в процессе принятия решений, основные виды моделей.
24. Методы экспертных оценок, их возможности в процессе принятия
решений.
25. Сущность метода коллективной генерации идей ("мозговой атаки").
26. Качества, необходимые менеджеру в процессе принятия решений.
27. Содержание и особенности метода Дельфи.
28. Юридическая ответственность за результаты принятого решения, ее
виды.
29. Прогнозирование развития ситуации с помощью метода разработки
сценариев.
30. Административная ответственность руководителя. Особенности механизма иерархического контроля.
31. Количественные и качественные экспертные оценки, способы их получения.
32. Аппарат управления организацией как механизм принятия решений.
33. Способы оценки качеств экспертов и формирование экспертных комиссий.
34. Основные типы шкал, используемых при получении экспертной информации.
35. Современные информационные технологии, используемые в процессе разработки управленческих решений. Экспертная система (ЭС), система
поддержки принятия решений (СППР), автоматизированная система экспертного оценивания (АЭСО).
IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
1.
Ларичев, О.И. Теория и методы принятия решений : учебник. / О.И.
Ларичев. – М.: Логос, 2008. – 392 с.
2.
Орлов, А.И. Теория принятия решений : учебник. / А.И. Орлов. –
М. : «Экзамен», 2006. – 573 с.
Дополнительная литература
Темы 1 - 8
1.
Блюмин С.Л., Шуйкова И.А. Модели и методы принятия решений в
условиях неопределенности. – Липецк: ЛЭГИ, 2001. - 138 с.
2.
Бояршинов Б.С. Теория игр и исследование операций. – М.: Интер-
нет-Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.
3.
Шмерлинг Д.С. Методы экспертных оценок. – М.: Интернет-
Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний,
2008.
4.
Яхъяева Г.Э. Нечеткие множества и нейронные сети. – М. : Интер-
нет-Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.
Интернет - ресурсы
1. Волкова, В.Н. Теория систем и системный анализ : учебник для
вузов. / В.Н. Волкова. - М. : Издательство Юрайт, 2010. - 679 с. Электронное
издание.
-
Доступно
из
URL
:
http://ibooks.ru/reading.php?productid=23162
2. Туккель И., Яшин С., Кошелев Е., Макаров С.,. Разработка и
принятие решения в управлении инновациями. - СПб. : БХВ-Петербург, 2011.
-
352
с.
Электронное
-
издание.
Доступно
-
из
URL
:
http://ibooks.ru/reading.php?productid=24805
3. Балдин, К.В. Управленческие решения : учебник. / К.В. Балдин,
С.Н. Воробьев, И.Б. Уткин. - 7-е изд. - М. : ИТК «Дашков и К°», 2012. - 496 с.
Электронное
-
издание.
Доступно
-
из
URL
:
http://ibooks.ru/reading.php?productid=24760
4. Вдовин, В.М. Теория систем и системный анали : учебник. /
В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова, В.А. Валентинов. - М. : ИТК «Дашков и К°»,
2010.
-
640
с.
-
Электронное
издание.
http://ibooks.ru/reading.php?productid=23388
-
Доступно
из
URL
: