ИСО - это прикладная наука, занимающаяся количественным обоснованием принимаемых решений, связанных с оптимальным управлением организационными системами в различных областях человеческой деятельности. ИСО играет важную роль в решении конкретных практических задач управления, в разработке, создании и эксплуатации АСУ.
Рассматривая процесс управления как совокупность операций, его можно реализовать методами исследования операций, т. е. численно оценить различные варианты достижения цели. Для принятия управляющих решений появляются основания, выраженные численно и представленные в сжатом виде. Методы ИСО имеют большое значение в автоматизации процесса выработки управляющих решений.
Особенности ИСО:
Количественное обоснование (квантификация) рассматриваемых вариантов решений. Обязательно учитывают три момента:
· полноту достижения цели (каким будет эффект?);
· цену (каковы будут затраты различных ресурсов?);
· степень риска (каковы могут быть потери?).
Системная методология.
Все процессы рассматриваются в качестве систем, т. е. как целенаправленные, взаимодействующие совокупности элементов.
Так, например, для расширения сферы применения ЭВМ требуется:
· создать современное МО для управляющих ЭВМ программ (широкий набор стандартных программ, трансляторы с различных языков, развитые ОС, системы отладки программного обеспечения);
· подготовить и формализовать, т.е математически описать, задачи в тех областях человеческой деятельности, где предполагается использовать управляющие ЭВМ;
· разработать и создать периферийные устройства связи ЭВМ с внешним миром (специализированные линии связи, устройства автоматического ввода-вывода и отображения информации);
· подготовить необходимые кадры и т. д.
Из-за невозможности осуществления физического эксперимента с изучаемой системой, так как она сложна и дорого стоит, применяют математическое моделирование систем (ММС).
ММС представляет собой некоторое формализованное описание, находящееся в определенном сходстве с исследуемыми процессами или системами. Познавая ее свойства, можно познать и свойства отраженной моделью реальной системы. С помощью модели решают следующие задачи, связанные с реальной системой:
· описание поведения системы;
· объяснения;
· предсказание (прогноз).
4.Огромный объем вычислений при получении решений с помощью моделей. Учет десятков тысяч факторов.
5.Рекомендательный характер. Цель ИСО — оказание помощи лицу, ответственному за принятие решения.
6.ИСО синтезирует достижения математики (особенно ее разделов: математическое программирование, теория игр, теория вероятностей и математическая статистика) и неформальных методов в практике подготовки управляющих решений (метод экспертных оценок, имитационное моделирование, операционные игры и т.п.)
ИСО рассматривает операцию как упорядоченную совокупность взаимосвязанных действий, объединенных единым замыслом и направленных на достижение определенной цели.
Задача — это желаемый результат деятельности, достижимый за намеченный промежуток времени, с некоторым характерным набором количественных показателей.
Цель — более общая категория, она становится задачей, если указан срок и количественные показатели результата. Цель достигается в результате решения задач.
Оперативное управление состоит в контроле за ходом операции устранения отклонений от запланированного течения операций. Под эффективностью операции понимают степень или полноту достижения цели. Количественной мерой эффективности является критерий эффективности. Он выбирается в зависимости от характера задачи. В задачах экономического характера это: прибыль, рентабельность, себестоимость выпускаемой продукции, затраты на содержание предприятий и т. д.; в технологических задачах: производительность оборудования, его долговечность, КПД, характеристики надежности и т. д.
Для получения обобщенного критерия эффективности существует много способов. Наиболее распространенный — объединение частных критериев с помощью весовых коэффициентов:
где а, — положительные или отрицательные коэффициенты веса частных критериев W; (как правило, положительные коэффициенты требуют максимизации, а отрицательные — минимизации). Часто добавляется условие нормировки, требующее, чтобы сумма весовых коэффициентов была равна единице
Определение весовых коэффициентов — трудоемкая задача. Решение ее достигается экспертным опросом, логическим анализом либо статистическим моделированием.
Существует много методов определения критериев эффективности:
Лапласа (когда все условия равновероятны);
Вальда (критерий осторожного поведения или макс- минный критерий);
Гурвица (критерий компромиссного поведения);
Сэвиджа (критерий минимаксного риска) и другие.
Критерии эффективности описаны во многих источниках, например в [11].
Когда нет другой возможности, используют ранговый подход. Ранг — количественная оценка критерия эффективности, носящая субъективный характер, так как качественному признаку ставится в соответствие некоторое число.
В АСУ часто применяют методы ИСО, для которых наиболее типичны следующие классы оптимизации задач:
