Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania."— Zapis prezentacji:

1 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 1 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Zagadnienia wielokryterialne Wielokryterialne zagadnienia decyzyjne (Multiple Criteria Decision Problem - MCDP) Istnieje termin: Multicriteria decision-aid - Wspomaganie decyzji wielokryterialnych Celem kryjącej się pod tym terminem działalności jest dostarczenie analitykowi/decydentowi, ogólnie uczestnikom procesu decyzyjnego, narzędzi stanowiących pomoc w rozwiązywaniu problemu decyzyjnego, w którym kilka często sprzecznych punktów widzenia musi być wziętych pod uwagę

2 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 2 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Należy stwierdzić: Nie istnieje, w ogólności, jakakolwiek decyzja (rozwiązanie, działanie), która jest najlepsza jednocześnie ze wszystkich punktów widzenia. Określenie optymalizacja nie ma zatem, w tym kontekście, sensu znanego z klasycznej teorii optymalizacji W przeciwieństwie do klasycznych technik badań operacyjnych (operations research), metody wielokryterialne nie dają obiektywnie najlepszych rozwiązań. Określenie wspomaganie wydaje się niezbędne w tych problemach, bo ostateczny wybór decyzji spośród opcji należy do decydenta

3 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 3 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Problemy podejmowania decyzji wielokryterialnych mogą być ogólnie zakwalifikowane do dwóch kategorii: problemy decyzji wieloatrybutowych (Multiple Attribute Decision Problem - MADP) problemy decyzji wielocelowych (Multiple Objective Decision Problem - MODP)

4 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 4 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Problemy decyzji wieloatrybutowych Cechą wyróżniającą problemy decyzji wieloatrybutowych MADP jest to, że istnieje ograniczona (i przeliczalnie mała) liczba ustalonych wcześniej opcji decyzyjnych. Każda opcja posiada określony, związany z nią, poziom osiągnięcia uznanych za istotne przez decydenta atrybutów/cech (które niekoniecznie muszą być kwantyfikowalne) i na których podstawie podejmowana jest decyzja

5 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 5 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Problemy decyzji wielocelowych W przypadku problemów decyzji wielocelowych MODP nie określana jest wcześniej liczba opcji z wartościami właściwych dla problemu atrybutów. Zamiast tego problemy te posiadają: (1) zbiór kwantyfikowalnych celów na podstawie których podejmowana jest decyzja; (2) zbiór dobrze określonych ograniczeń na wartości różnorakich atrybutów (zmiennych decyzyjnych) możliwych opcji

6 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 6 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Porównanie: Cecha Problem MADPMODP Ocena oparta oAtrybutyCele CelNie wyrażany wprostWyraźnie określony AtrybutWyraźnie określonyNie wyrażany wprost Ograniczenie Nie występują (włączone w atrybuty) Występują Opcja Skończona liczba, dyskretne (wcześniej opisane) Nieskończona liczba, (pojawiają się w trakcie procesu decyzyjnego)

7 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 7 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Zagadnienie wieloatrybutowe – przykład (Problem wyboru samolotów myśliwskich). Pewne państwo zdecydowało się zakupić flotę odrzutowych myśliwców w USA. Urzędnicy Pentagonu przedstawili informację o właściwościach czterech modeli, które mogą być sprzedane do tego kraju. Zespół analityków Sił Powietrznych zainteresowanego kraju zgodził się, że należy rozważać sześć charakterystyk (atrybutów). Są to: maksymalna prędkość (A1), zasięg latania (A2), maksymalny ładunek użyteczny (A3), koszt zakupu (A4), niezawodność (A5), manewrowalność (A6). Wartości tych atrybutów zostały przedstawione w tablicy. Myśliwiec Atrybut A1A2A3A4A5A6 M średniab. wysoka M niskaśrednia M wysoka M średnia Który z samolotów powinien wybrać zainteresowany kraj, jeżeli chciałby mieć samolot jak najszybszy, o jak największym zasięgu, jak największej ładowności, jak najtańszy, jak najbardziej niezawodny i jak najwyższych zdolnościach manewrowych?

8 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 8 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Każda jednostka produktu 1 przynosi zysk w wysokości 3 jednostek pieniężnych, a drugiego 1 jednostkę. Ustalono, że każda sprzedana jednostka produktu 1 spowoduje zdobycie 2 jednostek udziału na rynku, a drugiego produktu 3 jednostek udziału. Ponadto wiadomo, że jednostka produktu 1 potrzebuje 2 jednostki surowca do wyprodukowania, a jednostka produktu 2 tylko 1 jednostkę oraz, że dostępnych jest w rozważanym przedziale czasu tylko 50 jednostek surowca. W końcu ekspertyza rynku wskazuje, że nie więcej niż 20 jednostek produktu 1 i nie więcej niż 30 jednostek produktu 2 powinno być produkowane w rozważanym przedziale czasu Zagadnienie wielocelowe – przykład maksymalizować całkowite zyski, maksymalizować spodziewaną liczbę opanowanych części rynku, spełnić ograniczenia procesowe (tj. dostępność surowca), uniknąć nasycenia rynku (tj. być w stanie sprzedać wszystkie wyprodukowane wyroby Firma produkuje dwa produkty. Kierownictwo zdecydowało, że pragnie znaleźć plan produkcji, który będzie:

9 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 9 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Wieloatrybutowe problemy decyzyjne – metody rozwiązywania Przypomnienie: Problemy wieloatrybutowe – problemy wyznaczenia takiej opcji decyzyjnej spośród skończonego (liczbowo niedużego) zbioru dopuszczalnych opcji, która zapewni jak najlepsze osiągnięcie wszystkich rozpatrywanych przez decydenta kryteriów – atrybutów Tak sformułowany problem – problem wyboru wieloatrybutowego Inne sformułowania: problem sortowania wieloatrybutowego – przyporządkowanie opcji do z góry określonych kategorii problem porządkowania wieloatrybutowego – podział opcji na klasy opcji jednakowo dobrych

10 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 10 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Dwie szkoły rozwiązywania problemów wieloatrybutowych: szkoła amerykańska (Ralph Keeney, Howard Raiffa) – metody wieloatrybutowej teorii użyteczności szkoła europejska (Bernard Roy, Philippe Vincke, Roman Słowiński) – metody relacji przewyższania Metoda szkoły amerykańskiej – AHP (The Analytic Hierarchy Process) Proces Analitycznej Hierarchizacji Metoda szkoły europejskiej – ELECTRE

11 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 11 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Proces analitycznej hierarchizacji problemu decyzyjnego jest systematyczną procedurą opartą na hierarchicznym przedstawieniu elementów problemu decyzyjnego, takich elementów, które określają jego istotę Metoda polega na dekompozycji problemu na możliwie proste jego elementy składowe i potem na przetwarzaniu sekwencji ocen osoby/grupy osób opartych o porównywanie parami Proces analitycznej hierarchizacji problemu decyzyjnego The Analytic Hierarchy Process Autor: Thomas L. Saaty, University of Pittsburgh, 1973

12 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 12 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Przykład 1. Średniozamożna rodzina postanowiła kupić dom. W wyniku rodzinnej dyskusji udało się określić osiem kryteriów, które powinny służyć ocenie domu. Kryteria te można podzielić na trzy grupy: ekonomiczne, lokalizacyjne i fizyczne. Chociaż można było rozpocząć proces podejmowania decyzji od oceny względnej ważności poszczególnych grup kryteriów, rodzinie wydawało się, że raczej powinni ocenić względną ważność poszczególnych kryteriów niż zajmować się grupami kryteriów. Zadanie polegało ostatecznie na wyborze jednego z trzech domów-kandydatów.

13 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 13 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kroki rozwiązywania problemu Krok I - dekompozycja i przedstawienie problemu w postaci hierarchicznej Kolejność rozważanych poziomów hierarchii: POZIOM PIERWSZY - cel ogólny do osiągnięcia w rozważanym problemie POZIOMY NASTĘPNE – kryteria-atrybuty uszczegółowiające cel ogólny POZIOM NAJNIŻSZY – rozważane opcje decyzyjne-kandydaci

14 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 14 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Na pierwszym – najwyższym – poziomie znajdzie się ogólny cel KUPNO DOMU Poszczególne poziomy hierarchii: Na drugim poziomie znajdzie się osiem atrybutów – kryteriów uszczegóławiających cel ogólny (nie znamy ich jeszcze), które powinny być ocenione ze względu na cel ogólny Na trzecim - najniższym - poziomie znajdą się trzy domy – opcje decyzyjne – kandydaci, które powinny być ocenione ze względu na kryteria znajdujące się na poziomie drugim Kupno domu Poziom 1 Poziom 2 Atrybut 1 Atrybut 2 Atrybut Poziom 3 Dom A Dom B Dom C

15 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 15 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Krok II - określenie/zdefiniowanie ocenianych atrybutów Zasada 1 (hierarchicznej ciągłości): 1) elementy niższego poziomu (kryteria, atrybuty) muszą być porównywalne parami w odniesieniu do elementów wyższego poziomu Przykład: Należy otrzymać racjonalną odpowiedź na pytanie: Na ile dom A jest lepszy od domu B biorąc pod uwagę kryterium 4 Należy otrzymać racjonalną odpowiedź na pytanie: Na ile atrybut 3 jest ważniejszy od atrybutu 2 przy kupnie domu przez średniozamożną rodzinę

16 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 16 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Zasada 2: 2) struktura hierarchiczna problemu musi obejmować wszystkie elementy (kryteria, atrybuty) wskazane przez członków grupy decyzyjnej jako istotne Przykład: Powierzchnia działki była uznana za ważny atrybut, tylko przez jednego z członków rodziny i został włączony do zestawu atrybutów

17 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 17 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Członkowie rodziny wybrali następujące kryteria: 1. Rozmiary domu: ogólna powierzchnia domu, liczba pokoi, rozmiary pokoi, pojemność spiżarni – schowków; 2. Dogodność komunikacji publicznej bliskość przystanku autobusow., przystanku metra, itp; 3. Otoczenie: natężenie ruchu ulicznego, bezpieczeństwo okolicy, ładne widoki, niskie opłaty (podatki), zadbane otoczenie; 4. Kiedy dom był zbudowany: nie potrzeba objaśnień; 5. Działka: powierzchnia działki, przestrzeń przed domem, z tyłu, z boku a także odległość od sąsiadów; 6. Wyposażenie: klimatyzacja, sygnalizacja alarmowa, zmywarka do naczyń, usuwanie śmieci i podobne urządzenia będące w domu; 7. Ogólny stan: ściany, dach, czystość, instalacja elektryczna, instalacja wodno-kanalizacyjna, potrzeba remontu 8. Warunki finansowe zakupu: warunki sprzedaży i kredytu bankowego

18 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 18 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Informacje o domach A, B, C: Dom A. Największy z domów, wokoło ładne okolice, niezbyt intensywny ruch drogowy, podatki za dom nieduże. Działka większa niż domów B i C. Ogólny stan domu nie jest najlepszy, potrzebne są zasadnicze naprawy i malowanie. Z tego powodu bank może finansować zakup domu z dużym procentem, można powiedzieć, że warunki finansowe są niezadowalające. Krok III - specyfikacja opcji decyzyjnych i ostateczne graficzne przedstawienie hierarchii Dom B. Dom B jest nieco mniejszy od domu A, położony jest daleko od przystanków autobusowych, wokoło intensywny ruch drogowy. Dom jest dosyć mały i brakuje w nim nowoczesnych udogodnień. Z drugiej jednak strony stan domu jest bardzo dobry i na dom można dostać pożyczkę z dosyć niskim procentem; to oznacza, że warunki finansowe są w pełni zadowalające.

19 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 19 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Informacje o domach A, B, C c.d.: Dom C. Dom C jest bardzo mały i nie ma w nim nowoczesnych udogodnień. W okolicy duże podatki, ale dom jest w dobrym stanie i jest bezpieczny. Działka jest większa niż w domu B, ale mniejsza niż w domu A. Ogólny stan domu dobry i dobrze wyposażony. Warunki finansowe znacznie lepsze jak dla domu A, ale nie tak dobre jak dla domu B.

20 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 20 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Dom Poziom 1 Poziom 2 Atrybut 1: Rozmiary domu Atrybut 2: Dogodność komunikacji publicznej Atrybut 3: Otoczenie Atrybut 4: Kiedy dom był zbudowany Atrybut 5: Działka Atrybut 6: Wyposażenie Atrybut 7: Ogólny stan Atrybut 8: Warunki finansowe Poziom 3 Dom A Dom B Dom C

21 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 21 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Cel nadrzędny Poziom 1 Poziom 2 Atrybut 1 Atrybut 2 Atrybut n.... Poziom 3 Podatrybut 1 atrybutu 1 Podatrybut 2 atrybutu Podatrybut m 1 atrybutu 1 Poziom K Opcja 1 Opcja 2... Opcja p

22 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 22 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Krok IV - tworzenie macierzy porównań parami Porównania w utworzonej hierarchii prowadzimy parami Macierze porównań parami tworzymy dla poziomów 2,..., K Macierze porównań parami tworzymy dla porównania wszystkich elementów poziomu niższego względem kolejnych elementów poziomu wyższego Zatem: dla poziomu k (k=2,..., K) liczba tworzonych macierzy porównań parami równa się liczbie elementów poziomu k-1 macierze porównań parami są macierzami kwadratowymi, dla poziomu k mającymi wymiar równy liczbie elementów na tym poziomie

23 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 23 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Musimy utworzyć: -jedną macierz o wymiarze 8x8, dla porównań parami atrybutów poziomu 2 ze względu na cel poziomu 1 -osiem macierzy o wymiarze3x3, dla porównań parami opcji zakupu domu z poziomu 3 ze względu na atrybuty poziomu 2 Macierze porównań parami utworzymy dla: 1. porównania ważności kryteriów – atrybutów poziomu 2 (rozmiary domu, dogodność komunikacji autobusowej,...) ze względu na ogólny cel poziomu 1 (zadowolenie z kupna domu) 2. porównania każdego z domów (A, B, C) – opcji poziomu 3 - ze względu na kryteria – atrybuty poziomu 2 (rozmiary domu, dogodność komunikacji autobusowej) Przykład:

24 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 24 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierz porównań parami dla poziomu 2: Kupno domu Rozmiary domu Dogodność komunikacji autobusowej Otoczenie domu Kiedy dom był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna Dogodność komunikacji publicznej Rozmiary domu Otoczenie domu Kiedy był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna Przykład:

25 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 25 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierze porównań parami dla poziomu 3: Rozmiary domu ABCABC A B C Dogodność komunikacji autobusowej A B C ABCABC Otoczenie domu A B C ABCABC Kiedy dom był zbudowany ABCABC A B C Działka A B C ABCABC Ogólny stan domu A B C ABCABC Wyposażenie domu ABCABC A B C Warunki finansowe kupna ABCABC A B C

26 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 26 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne W wieloatrybutowej teorii użyteczności przyjmuje się (Keeney, Raiffa), że zbiór kryteriów-atrybutów spełnia warunek dekompozycyjności, to znaczy, ze ocena opcji decyzyjnej ze względu na cały zbiór kryteriow-atrybutów może być przeprowadzona sekwencyjnie – najpierw każda opcja oceniana jest ze względu na każde kryterium-atrybut oddzielnie a następnie otrzymywana jest ocena zagregowana Etapowość: wyznaczenie użyteczności częściowej każdej opcji decyzyjnej względem każdego z kryteriów-atrybutów określenie użyteczności globalnej za pomocą wieloatrybutowej funkcji użyteczności agregującej użyteczności częściowe

27 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 27 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Problem – określenie postaci wieloatrybutowej funkcji użyteczności Najprostsza funkcja użyteczności – funkcja addytywna Funkcja addytywna – trzeba spełnić pewne warunki stosowalności; dla problemów deterministycznych warunkiem koniecznym i wystarczającym jest wzajemna preferencyjna niezależność kryteriów atrybutów Dwa kryteria-atrybuty są niezależne w sensie preferencyjnym, jeżeli preferencja decydenta względem jednego z nich nie zależy od oceny względem drugiego

28 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 28 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Agregacja ocen z wykorzystaniem macierzy porównań parami – znaczenie macierzy porównań parami Dysponujemy C 1, C 2,..., C n - zbiór n rozważanych elementów (kryteriów, atrybutów, opcji poziomu niższego) na danym poziomie Chcemy Każdemu elementowi C 1, C 2,..., C n - przypisać numeryczną ważność, wagę w 1, w 2,..., w n, tych elementów względem elementów poziomu wyższego, które mogą być interpretowane jako użyteczności tych elementów

29 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 29 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Wykonujemy Porównanie poszczególnych elementów parami, uzyskując liczby a ij Macierze porównań parami: C 1... C j... C n C1.Ci.CnC1.Ci.Cn

30 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 30 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Właściwości macierzy porównań parami: 1.Kwadratowa 2.Wymiar określony przez liczbę elementów porównywanych na danym poziomie 3.Odwrotnie symetryczna 4.Liczbowa (niekoniecznie)

31 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 31 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne C 1... C j... C n C1...Ci...CnC1...Ci...Cn czyli: Będziemy zakładali: Rozsądnie jest przyjąć, że powinno zachodzić:

32 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 32 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Propozycja Th. Saatyiego: poszukujemy przybliżonych ocen elementów poprzez wyznaczenie wektora w spełniającego równanie: gdzie max – największa wartość własna macierzy A

33 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 33 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Określanie wag: Sytuacja 1: pewna skala porównawcza istnieje i porównanie parami wyrażają się jako relacja na tej skali Na przykład: Oceniamy zasięgi samolotów myśliwskich i oceniamy dwa samoloty, samolot A o zasięgu w A i samolot B o zasięgu w B. W charakterze oceny porównania samolotu A względem samolotu B do macierzy porównania parami wprowadzić można stosunek W A /W B. Odwrotną wartość W B /W A można wprowadzić do tej macierzy jako ocenę porównania samolotu B względem A Sytuacja 2: nie istnieje skala porównawcza (oceny oparte o subiektywne odczucia) – potrzebna jest pewna skala liczbowa preferencji Na przykład: Oceniamy otoczenie domów, i oceniamy dwa domy, A i B

34 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 34 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Th. Saaty zaproponował skalę preferencji względnej Dla porównania dwóch elementów zaproponował wyróżnić pięć sytuacji podstawowych: Sytuacja równoważności, kiedy obydwa elementy są równoważne; Sytuacja słabej preferencji, kiedy pierwszy element jest słabo preferowany względem drugiego, albo odwrotnie; Sytuacja istotnej preferencji, kiedy pierwszy element jest istotnie preferowany względem drugiego, albo odwrotnie; Sytuacja wyraźnej preferencji, kiedy pierwszy element jest wyraźnie preferowany względem drugiego, albo odwrotnie; Sytuacja bezwzględnej preferencji, kiedy pierwszy element jest bezwzględnie preferowany względem drugiego, albo odwrotnie Th. Saaty założył także możliwość wystąpienia preferencji pośrednich – w efekcie zaproponował skalę dziewięciostopniową

35 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 35 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Ocena porównania parami a ij Preferencja Skala liczbowa preferencji względnych według Saatyiego 1 Równoważność elementów i, j 3 Słaba preferencja elementu i – tego względem elementu j – tego 5 Istotna preferencja elementu i – tego względem elementu j – tego 7 Wyraźna preferencja elementu i – tego względem elementu j – tego 9 Bezwzględna preferencja elementu i – tego względem elementu j – tego 2, 4, 6, 8 Preferencje pośrednie elementu i – tego względem elementu j – tego Odwrotności podanych wyżej liczb Preferencje odwrotne w stosunku do odpowiednich preferencji podanych wyżej

36 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 36 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Jakie pytania stawiamy przy porównywaniu parami elementów A i B? Przykłady: - na ile ważniejszy jest element A niż B - na ile większy wpływ ma element A niż B? - na ile element A jest bardziej wiarygodny niż B? - na ile element A jest bardziej odpowiedni niż B? - na ile element A jest lepszy niż B?

37 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 37 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierz porównań parami dla poziomu 2 (wypełniona): Kupno domu Rozmiary domu Dogodność komunikacji autobusowej Otoczenie domu Kiedy dom był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna Dogodność komunikacji publicznej Rozmiary domu Otoczenie domu Kiedy był zbudowanyDziałka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna

38 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 38 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierze porównań parami dla poziomu 3 (wypełnione): Rozmiary domu ABCABC A B C Otoczenie domu A B C ABCABC Działka A B C ABCABC Wyposażenie domu ABCABC A B C Dogodność komunikacji publicznej A B C ABCABC Kiedy dom był zbudowany ABCABC A B C Ogólny stan domu A B C ABCABC Warunki finansowe kupna ABCABC A B C

39 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 39 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Przed przystąpieniem do syntezy priorytetów – ocena spójności macierzy porównań parami Ocena zgodności ocen decydentów: - indeks zgodności Subiektywne założenie: Jeżeli indeks zgodności jest mniejszy od 0.1 można być zadowolonym z ocen decydentów - stosunek zgodności Przypadkowy indeks zgodności – R.I. R.I. n

40 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 40 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Stosunek zgodności Subiektywne założenie: Jeżeli stosunek zgodności jest mniejszy od 0.1 można być zadowolonym z ocen decydentów Jeżeli indeks zgodności i stosunek zgodności mają zbyt duże wartości należy poprosić decydentów o zastanowienie i ponowne podanie ocen

41 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 41 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Krok V – obliczenie lokalnych priorytetów a) obliczenie największej wartości własnej b) obliczenie wektora własnego odpowiadającego tej wartości własnej Wykonujemy to dla każdej macierzy porównań parami

42 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 42 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Obliczanie przybliżonego wektora własnego macierzy porównań parami – metoda Saatyiego I:

43 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 43 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Obliczanie przybliżonego wektora własnego macierzy porównań parami – metoda Saatyiego II:

44 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 44 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Obliczanie przybliżonej wartości największej wartości własnej macierzy porównań parami – metoda Saatyiego: lub

45 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 45 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu Rozmiary domu Dogodność komunikacji autobusowej Otoczenie domu Kiedy dom był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna Dogodność komunikacji autobusowej Rozmiary domu Otoczenie domu Kiedy był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna Kupno domu: macierz porównań parami dla poziomu 2: Wektor priorytetów

46 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 46 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierze porównań parami dla poziomu 3: Rozmiary domu ABCABC A B C Wektor priorytetów Dogodność komunikacji autobusowej A B C ABCABC Wektor priorytetów Otoczenie domu A B C ABCABC Wektor priorytetów 1 2 3

47 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 47 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierze porównań parami dla poziomu 3 (c.d.): Wektor priorytetów Kiedy dom był zbudowany ABCABC A B C Działka A B C ABCABC Wektor priorytetów Wyposażenie domu ABCABC A B C Wektor priorytetów

48 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 48 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Kupno domu: macierze porównań parami dla poziomu 3 (c.d.): Ogólny stan domu A B C ABCABC Wektor priorytetów Warunki finansowe kupna ABCABC A B C Wektor priorytetów Krok V – obliczenie globalnych priorytetów obliczenie sumy iloczynów priorytetów każdej gałęzi od kandydata do celu ogólnego

49 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 49 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Dogodność komunikacji autobusowej Rozmiary domu Otoczenie domu Kiedy był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna ABCABC Ogólne priorytety Ogólny priorytet – dom A

50 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 50 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Ogólny priorytet – dom B Dogodność komunikacji autobusowej Rozmiary domu Otoczenie domu Kiedy był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna ABCABC Ogólne priorytety

51 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 51 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Ogólny priorytet – dom C Dogodność komunikacji autobusowej Rozmiary domu Otoczenie domu Kiedy był zbudowany Działka Wyposażenie domu Ogólny stan domu Warunki finansowe kupna ABCABC Ogólne priorytety

52 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 52 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Metoda Saatyiego – metoda maksymalnej wartości własnej Inne metody: 1. Metoda najmniejszych kwadratów Znaleźć w i minimalizujące: 2. Metoda logarytmicznych najmniejszych kwadratów Znaleźć w i minimalizujące:

53 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 53 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Zadanie do samodzielnego rozwiązania – wybór miejsca pracy po studiach Absolwent wyższej uczelni ma możliwość podjęcia pracy w jednym z trzech miejsc pracy A, B oraz C. Postanowił on skorzystać z metody AHP jako narzędzia wspomagania decyzji. Jako kryteria-atrybuty, które kształtują jego zadowolenie z pracy wybrał: 1. możliwości prowadzenia prac badawczych, 2. możliwości awansu zawodowego, 3. wysokość wynagrodzenia, 4. współpracownicy, koledzy, 5. lokalizacja miejsca pracy, 6. reputacja na rynku pracy Dalej podane są macierze porównań parami jakie utworzył on realizując proces decyzyjny

54 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 54 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Oceń przedstawione wyniki porównań parami i przeprowadź z ich pomocą proces decyzyjny wyboru zadowalającego miejsca pracy po studiach

55 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 55 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Przykłady zastosowań metody AHP: wybór lokalizacji wybór projektu danego przedsięwzięcia wybór dostawcy wybór technologii wybór członków zespołu, wybór kierownika projektu wybór produktu, np. auta, komputera...

56 Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 56 Wieloatrybutowe problemy decyzyjne Dziękuję za uwagę Zapraszam na kolejny wykład


Pobierz ppt "Wprowadzenie do systemów sterowania i podejmowania decyzji © Kazimierz Duzinkiewicz, dr inż., Robert Piotrowski, dr inż., Katedra Inżynierii Systemów Sterowania."

Podobne prezentacje


Reklamy Google