Практическое применение оценочных систем в процессе разработке и принятии решений

Компенсационная модель многоатрибутивного принятия решений при формировании информационных систем управления

При современном уровне развития информационных систем управления функции обработки данных и выдачи соответствующих управляющих воздействий, как правило, обеспечиваются программными средствами. Объясняется это тем, что процесс управления и сложные расчеты данных большого объема не могут осуществляться только на аппаратной базе.

Область применения информационных систем управления обуславливает требования по надежности к данным системам. Существует ряд областей, где отказ системы управления может привести к значительным финансовым и материальным убыткам, а также нанести урон здоровью и жизни людей. Обработка информации выполняется посредством программного обеспечения, поэтому его надежностные характеристики непосредственно определяют надежность всей информационной системы управления.

При выборе лучшего варианта формирования информационной системы управления можно применять методы многоатрибутивного принятия решений, ориентированные на класс задач, где множество альтернатив дискретно и конечно.

Компенсационная модель многоатрибутивного принятия решений позволяет выполнить общее ранжирование альтернатив на основе порядка их предпочтения по отдельным атрибутам и взаимосвязи между ними и определить наилучший вариант формирования информационной системы управления. Царев Р. Компенсационная модель многоатрибутивного принятия решений при формировании информационных систем управления// Проблемы теории и практики управления. 2007. № 9.

Рассмотрим пример применения предлагаемой компенсационной многоатрибутивной модели при выборе одной из альтернатив. Пусть все атрибуты имеют возрастающее предпочтение, то есть, чем больше значение атрибута, тем предпочтительнее альтернатива.

Предположим, что ранги альтернатив по трем отдельным атрибутам соответствуют приведенным в таблице 3.

Таблица 3.

Ранжирование альтернатив по отдельным атрибутам.

Ранжирование по отдельным атрибутам может быть представлено в виде матрицы D, элементами которой являются индексы ранжируемых альтернатив:

D =.

На основе данной матрицы можно получить матрицу, элементы которой представляют собой количество назначений альтернативы каждого из рангов:

=.

Для весовых коэффициентов w1= 0,2, w2= 0,4, w3= 0,4 элементы матрицы изменятся следующим образом:

= =.

Оптимальная матрица перестановок Z*, определяющая общий ранг каждой из альтернатив, имеет вид:

Z* =.

Видно, что первая альтернатива (ей соответствует первый столбец) имеет общий ранг, равный единице, вторая альтернатива получила второй ранг и третья — третий. На основе матрицы Z* получаем следующий порядок предпочтений:

А1 > А2 >А3.

Данная модель применялась при решении реальной задачи формирования программного обеспечения подсистемы платежей информационной системы управления, используемой в Отделении федерального казначейства по г. Красноярску.

Для существующей информационной системы управления в организации был проведен анализ функций указанной подсистемы, реализованных в виде автоматизированных рабочих мест, снабженных устройствами дополнительного питания UPS сроком действия 5 минут, сетевого оборудования и нескольких серверов.

Резервный сервер установлен для сервера NT. Следовательно, если основной сервер выходит из строя, запросы клиентов направляются к резервному. Однако резервный сервер при этом полностью не дублирует работу основного, поскольку в противном случае оба сервера будут взаимодействовать с контроллерами, удваивая нагрузку на промышленную сеть и сокращая общую производительность.

Только основной сервер взаимодействует с контроллерами. Одновременно он обменивается данными с резервным сервером, постоянно обновляя его статус. Если обмен данными с основным сервером прекращается, резервный сервером берет на себя его функции. После того, как неисправность в основном сервере будет устранена и он будет снова включен, основной сервер считает текущее состояние с резервного и восстанавливает свою роль в качестве основного.

Существующую информационную систему управления следует считать достаточно ненадежной, так как дублирование информации происходит для данных, передаваемых по сети NT, то есть выход из строя сервера повлечет за собой прекращение функционирования подсистемы платежей. Выход из строя хотя бы одного канала передачи информации в системе приведет к нарушению контроля за исполнением финансовых операций и, как следствие, к существенным убыткам в рамках как данной структуры, так и целого региона. Повышение надежности и отказоустойчивости подсистемы платежей выполнялось на программном уровне согласно мультиверсионной методологии.

При этом рассматривались различные варианты формирования мультиверсионного программного обеспечения. Решение задачи оптимального формирования программного обеспечения информационной системы управления осуществлялось на основе значений атрибутов альтернатив, каждая из которых представляет собой один из вариантов состава мультиверсионного программного обеспечения (таблица 4).

Таблица 4.

Значения атрибутов альтернатив.

Смысл атрибутов:

Cost — стоимость, €.

Time — время, необходимое для выполнения основной задачи.

Vol — объем оперативной памяти, Мбайт.

PFLF — вероятность безотказной работы.

MTTF — среднее время появления сбоя, месяц.

TR — среднее время простоя системы Результат вычислений согласно компенсационной модели многоатрибутивного принятия решений следующий:

А7 > A9 > A6 > A3 > A8 > A1 > A2 > A4 > A5.

Для сформированного варианта информационной системы управления был оценен экономический эффект по методике Advisor Client & Server Model от модернизации системы с повышением надежности. Рассчитанный показатель…

Результаты экономической оценки подтвердили эффективность и целесообразность применения подхода, разработанного для формирования мультиверсионного программного обеспечения информационной системы управления. Новая система даже с учетом дополнительных затрат на модификацию обеспечит снижение общих расходов в случае ее отказа на 279 861,35 рублей.

Таким образом, приоритет задачи оценки надежности и оптимизации плана развития отказоустойчивой структуры информационной системы управления должен быть выше приоритета задачи ее обеспечения, что в настоящее время является общепризнанным.

Компенсационная модель многоатрибутивного принятия решений позволяет выполнить общее ранжирование альтернативных вариантов в порядке предпочтения на основе ранжирования по отдельным атрибутам и взаимосвязи между ними. Математическая формулировка модели сводится к задаче линейного программирования, для вычисления которой доступно множество программных средств. Следовательно, не нужно разрабатывать специальные компьютерные пакеты.

Помимо определения наилучшей альтернативы предлагаемая модель имеет преимущества при практическом применении. Все, что требуется от эксперта при сборе данных, — задание порядка предпочтения альтернатив по атрибутам. При таком подходе можно избежать трудностей, возникающих при создании шкалы оценки атрибутов.