47331 (Інформаційні технології багатокритеріального експертного оцінювання альтернатив у соціальних системах)

Н АЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕМАТИЧНИХ МАШИН І СИСТЕМ

Вдовиченко Ірина Никифорівна

УДК 681.03

Інформаційні технології багатокритеріального експертного оцінювання альтернатив у соціальних системах

05.13.06 – Інформаційні технології

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2008

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Характерною рисою сучасного розвитку інформаційних технологій є безперервне якісне ускладнення сфер їхнього застосування. Розробка технологій автоматизації вирішення складних завдань, керування об'єктами й виробничими процесами дозволило розширити сфери застосування інформаційних технологій на моделювання соціальних систем, прогнозування основних показників динаміки соціальних процесів.

Одним з найважливіших сучасних завдань є порівняння й прогнозування показників соціального стану, наукове передбачення конкретних перспектив розвитку суспільства.

Останнім часом значною мірою зросла важливість задач, коли доводиться приймати компромісні рішення в процесі дослідження складних соціальних об'єктів. Це пояснюється зростанням динамізму навколишнього середовища та розвитком науки і техніки, що спричинив появу великої кількості альтернативних варіантів вибору. За цих умов для прийняття рішень все частіше використовуються процедури експертизи. Експертні методи є ефективним інструментом аналізу соціальних об'єктів, побудови прогнозів, визначення їх якості та цінності. Застосування експертних методів актуальне для оцінки багатьох процесів.

Загальновідомим є факт, що якість експертизи залежить від компетентності виконуючих її експертів. У відомих методах проведення експертизи передбачено, що експертна група вже задана. Недостатньо уваги було приділено питанню підбору експертів. Методика, що забезпечує правильність формування експертної групи, тільки розробляється. З вищезазначеного можна зробити висновок, що жоден з методів, що використовується, не може служити універсальним рішенням питання про вибір експертів. На даний час не існують моделі й алгоритми керування багатокритеріальним вибором експертів. Розробка такої методики, інформаційна її підтримка є досить актуальним завданням, адже від якості експертної групи залежить якість експертизи й правильність прийнятого на її підставі рішення.

Великий внесок у розробку теоретичних і прикладних питань формування різних моделей соціальної експертизи й теорії прийняття рішень внесли: С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гурвич, О.І. Ларичев, Б.Г. Литвак, Б.Г. Миркин, А.І. Орлів, В. Парето, В.В. Подиновський, Д.А. Поспєлов, Т. Сааті, Г. Саймон, Г. Фішер, К. Дж. Єрроу. Але розглянута проблема розкрита лише частково, методики, що використовуються не вирішують завдання формування експертної групи. Існує нагальна необхідність у подальшій розробці проблеми, про що неодноразово писали різні автори. Ці факти зумовлюють актуальність дослідження проблеми побудови методики й інформаційних технологій багатокритеріального вибору для прийняття рішень за результатами соціальної експертизи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в межах науково–дослідних робіт, що виконувалися в Інституті проблем математичних машин і систем Національної Академії Наук України відповідно до координаційного плану найважливіших науково-дослідних робіт із державної науково-технічної програми «Економічні проблеми побудови державності України», а саме: «Створення інтелектуальних інформаційних технологій, моделей, та мовних засобів для систем підтримки прийняття рішень» (2002 – 2006 рр.), шифр «Експерт», державний реєстраційний номер – 0102U002700. В результаті досліджень автором запропоновано вирішення завдання багатокритеріального вибору й оцінювання альтернатив в процесі вивчення складних соціальних об'єктів і розроблена інформаційно-аналітична система для проведення соціальної експертизи.

Дисертаційна робота пов'язана з науковою роботою, що проводиться в Кременчуцькому університеті економіки, інформаційних технологій і управління за темою "Розробка і дослідження моделей і алгоритмів інтелектуальної підтримки прийняття рішень в умовах неповної визначеності", державний реєстраційний номер – 0106U000059, терміни виконання: 01.01.06 – 01.01.09.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка теоретичних і методологічних засад створення й застосування інформаційної технології комбінованого багатокритеріального експертного оцінювання альтернатив для формування експертної групи з метою підвищення ефективності соціальної експертизи, а також створення комплексної технології проведення соціальної експертизи й обробки її результатів.

Поставлена мета передбачає вирішення таких завдань:

• дослідити ефективність існуючих методів і моделей експертного опитування й багатокритеріального вибору;

• побудувати модель й алгоритми комбінованого методу для багатокритеріального експертного вибору й аналізу;

• розробити інформаційну технологію для багатокритеріального експертного вибору альтернатив для соціальних досліджень;

• створити інформаційно-аналітичну систему для комплексної технології проведення соціальної експертизи й аналізу її результатів;

• випробувати й оцінити ефективність технологій на конкретному прикладі.

Об'єктом дослідження є технології проведення соціальної експертизи.

Предметом дослідження є інформаційні технології експертного оцінювання альтернатив для формування експертної групи.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі використана теорія системного аналізу; теорія багатокритеріальної оптимізації; теорія прийняття рішень; методи кореляційно-регресійного аналізу; методи експертних оцінок; методи математичної статистики; евристичні методи.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертації подане нове рішення наукової задачі багатокритеріального вибору альтернатив для формування експертної групи для соціальних досліджень. У задачі багатокритеріального вибору, що вирішується в даній роботі, використовується комбінація експертних, статистичних, евристичних, психологічних оцінок. У такому аспекті завдання вибору з кінцевої вихідної множини альтернатив у науковій літературі практично не розглядалося. Тому основні результати роботи є оригінальними.

Серед них виділимо такі:

• вирішено актуальне наукове завдання розробки моделей, алгоритмів й інформаційної технології для соціальної експертизи;

• вперше розроблена й перевірена комбінована методика багатокритеріального експертного оцінювання альтернатив для формування експертної групи, що поєднує 30 базових методів (експертних і статистичних), 6 основних методик, 3 психологічних тести;

• вперше розроблена математична модель комбінованої методики багатокритеріального оцінювання альтернатив для формування експертної групи для соціальних досліджень;

• запропоновано й обґрунтовано нове рішення науково-практичного завдання побудови інформаційної моделі формування експертної групи;

• запропонована й реалізована комплексна інформаційна технологія для збору експертної інформації, аналізу й обробки результатів експертизи; удосконалені методи одержання експертних даних.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена методика і інформаційна технологія вирішує завдання підвищення ефективності соціальної експертизи, прискорює процес прийняття рішень за рахунок оптимального формування експертної групи й об'єктивного оцінювання результатів експертизи. Створено дві інформаційно-аналітичні системи: ФОРЕГ (ФОРмування Експертної Групи) і "Тестування експертів" для реалізації розроблених методики й технології. Використання створеного математичного й програмного забезпечення дозволяє істотно зменшити витрати ручної праці, скоротити час введення результатів експертного опитування в БД, підвищити точність одержаних оцінок, скоротити терміни аналізу даних, одержати науково-обґрунтовані висновки.

Практичне значення результатів підтверджується їх впровадженням, використанням для вирішення низки прикладних задач.

Результати дисертаційної роботи використані на металургійному комбінаті ВАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг" як наукові й методичні основи при формуванні банку даних конкурентоспроможності науково-технічного персоналу, нових технологій розвитку персоналу, наукових нововведень для забезпечення ефективності експертного аналізу при ухваленні рішення щодо доцільності їхньої підтримки з метою своєчасного практичного запровадження на підприємстві (Акт впровадження від 24 вересня 2007 р.).

Розроблені в дисертаційному дослідженні методика й інформаційна технологія використовуються в навчальному процесі студентів спеціальності "Гнучкі комп'ютеризовані системи і робототехніка" при вивченні дисципліни "Людино-машинні системи" на кафедрі технічної кібернетики Криворізького інституту Кременчуцького університету економіки, інформаційних технологій і управління (Акт запровадження від 26 червня 2006 р.), також спеціальності "Автоматизоване керування електроприводом" в процесі вивчення дисципліни "Моделювання електромеханічних систем" і спеціальності "Автоматичне керування технологічними процесами й виробництвом" при вивченні дисципліни "Інформаційні технології науково-дослідної діяльності" на кафедрі комп'ютерних систем автоматизованого керування електропроводом Національної металургійної академії України (Акт впровадження від 4 липня 2006 р.).

Розроблені методи й програми використані Криворізькою лабораторією "Науково-дослідного і дослідно-конструкторського інституту автоматизації чорної металургії" в практиці розробки телемеханічних систем дистанційного керування вибуховими роботами на кар'єрах за допомогою дротових і радіоканалів зв'язку з метою визначення найвагоміших показників якості технічних рішень (Акт запровадження від 10 вересня 2006 р.).

На основі розробленої в дисертації інформаційної технології комбінованого багатокритеріального експертного вибору була сформована експертна група. Розроблені методика, моделі, алгоритми й інформаційна технологія були використані для проведення соціолого-експертного дослідження стану питання впровадження Болонської конвенції в Україні. Дослідження проводилося на базі вузів і відділу освіти Дніпропетровської області. За результатами експертизи за допомогою створеного програмного забезпечення, зроблений аналіз стану питання впровадження Болонської конвенції в Україні.

Результати дисертаційної роботи можуть бути використані для вирішення задач вибору альтернатив у складних соціальних і технічних системах. Методичне, математичне і програмне забезпечення дозволяють застосовувати їх для комплексного цільового використання в різних сферах діяльності.

Особистий внесок здобувача. Основні теоретичні та практичні результати дисертації, висновки, рекомендації, програми, які викладені в дисертаційній роботі й виносяться на захист, одержані та розроблені автором самостійно. Вони представлені в спеціалізованих національних і міжнародних виданнях, на міжнародних і національних конференціях і семінарах. У роботах, опублікованих у співавторстві, особистий внесок здобувача полягає в наступному: у [2] виконано аналіз тенденцій розвитку експертних технологій для дослідження складних соціальних систем; у [5] розроблена технологія застосування експертних методів в соціологічних дослідженнях.

Апробація результатів дисертації. Основні теоретичні положення дисертаційної роботи й практичні результати дослідження доповідалися й обговорювалися на Міжнародній науково-практичній конференції "Інформаційні технології і інформаційна безпека в науці, техніці і освіті" «Інфотекс-2002» (м. Севастополь, 2002 р.), III Всеукраїнській конференції “Сучасні технології в науці і освіті” (м. Кривий Ріг, 2003 р.), ІV Всеукраїнській конференції "Теорія і методика навчання математики, фізики, інформатики" (м. Кривий Ріг, 2004 р.), Міжнародній науково-практичній конференції "Інформаційні технології і інформаційна безпека в науці, техніці і освіті" «Інфотекс-2004» (м. Севастополь, 2004 р.), IX Міжнародній науково-практичній конференції "Наука та освіта-2006" (м. Дніпропетровськ, 2006 р.), VI Всеукраїнській конференції "Теорія і методика навчання фундаментальних дисциплін у вищій школі" (м. Кривий Ріг, 2006 р.), II Науково-технічній конференції з міжнародною участю "Матеріали електронної техніки і сучасні інформаційні технології" (МЕТІТ–2) (м. Кременчук, 2006 р.), II Міжнародній науково-практичній конференції "Інформаційні технології в наукових дослідженнях і учбовому процесі" (м. Луганськ, 2006 р.), Науково-практичній конференції з міжнародною участю "Системи підтримки прийняття рішень. Теорія і практика" (м. Київ, 2007 р.), II Міжвузівській науково-технічній конференції молодих учених і студентів "Інформаційні технології в економічних і технічних системах" (ІТЕТС –2007) (м. Кременчук, 2007 р.) та ін.

Публікації. Основні наукові результати дисертаційної роботи викладено у 14 публікаціях. З них 10 статей надруковано у наукових фахових виданнях, рекомендованих ВАК України для спеціальності 05.13.06, 8 з яких одноосібні. Опубліковано 4 тези доповідей на наукових конференціях.

Структура дисертації. Дисертаційне дослідження складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 130 найменувань, 11 додатків на 37 сторінках, 23 рисунків та 17 таблиць. Загальний обсяг дисертації становить 141 сторінку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульовані мета і завдання дослідження, доведена наукова новизна тематики та визначена її практична цінність. Подається інформація про апробації роботи і використання результатів проведених досліджень в системі вищої освіти в Україні, наукових установах і промислових підприємствах.