Постановка проблемы
Принятие решения для человека всегда являлось не простой задачей. Методы, которые при этом используются, могут варьироваться от интуиции [4, 6, 9], до привлечения группы высококвалифицированных экспертов [5, 7] и использованию соответствующего программного обеспечения [8, 10]. Ситуация на рынке профессионального программного обеспечения показывает, что программы больше ориентированы на пользователей, которые должны иметь первоначальные профессиональные знания, а иногда и углубленные навыки, для использования этого продукта [1, 3]. Поэтому актуальна задача разработки программного продукта, нацеленного на пользователя без какой-либо начальной подготовки.
Цель работы
Целью работы является разработка автоматизированной веб-системы, использующей в своей основе метод анализа иерархий Т.Саати [2, 3], которая адаптирована на среднестатистического пользователя.
Модель разработанной автоматизированной системы можно представить в виде функциональных схем прецедентов. Главная диаграмма прецедентов, описывающая внешнюю границу информационной системы, показана на рисунке 1.
Разрабатываемая система состоит из следующих модулей (рис.2): модуля ввода данных; выполнения расчетов; модуля визуализации результатов; модуля взаимодействия с базой данных.
Модуль ввода данных осуществляет запрос и разбор введенных пользователем данных, а также проверку корректности введенных данных на наличие ошибок. Модуль позволяет осуществлять ввод следующих данных: цель задачи; количество альтернатив; количества критериев; имена для каждой альтернативы и каждого критерия; матрицы парных сравнений важности критериев; матрицы парных сравнений альтернатив для каждого критерия.
Модуль выполнения расчетов осуществляет расчет индексов согласованности, глобальных приоритетов, определение результата решения на основе выполненных расчетов в соответствии с методом Саати. Модуль позволяет осуществлять расчет следующих данных: расчёт глобального приоритета для каждой альтернативы; определение альтернативы, имеющей максимальный глобальный приоритет, как результат решения задачи; определение величины индекса согласованности, величины случайной согласованности и отношения согласованности для каждой матрицы парных сравнений (как для критериев, так и для альтернатив).
Модуль визуализации результатов обеспечивает визуализацию расчетов выполненных модулем расчетов. Данный модуль выполняет следующие функции: построение иерархии текущей задачи; отображение правил составления матрицы парных сравнений согласно Т. Саати; отображение примера решения задачи Методом анализа иерархий.
Модуль взаимодействия с БД обеспечивает выполнение запросов пользователя. Также после выполнения запроса пользователя модуль должен отсылать клиенту результат выполнения запроса или текстовое описание произошедшей во время выполнения ошибки. Также модуль должен обеспечивать сохранение вносимых изменений в БД [7].
Функциональная структура автоматизированной системы
Диаграмма прецедентов пользователя системы при работе с модулем ввода данных показана на рисунке 3.
Пользователь системы осуществляет ввод необходимы значений для выполнения расчетов. Система выполняет проверку корректности вводимых пользователем данных на каждом этапе, с информированием о возникающих ошибках.
Диаграмма прецедентов пользователя при взаимодействии с модулей визуализация результатов показана на рисунке 4.
Информационная система выполняет расчеты согласно введенным пользователям данным и отображает полученные результаты на форме пользователю.
Основные функции программы:
- задание цели задачи, количество альтернатив и количества критериев;
- задание имён для каждой альтернативы и каждого критерия;
- заполнение матрицы парных сравнений важности критериев;
- заполнение матрицы парных сравнений альтернатив для каждого критерия;
- обработка ошибок при неправильном заполнении матрицы парных сравнений;
- расчёт глобального приоритета для каждой альтернативы;
- определение альтернативы, имеющей максимальный глобальный приоритет, как результат решения задачи;
- определение величины индекса согласованности, величины случайной согласованности и отношения согласованности для каждой матрицы парных сравнений (как для критериев, так и для альтернатив);
- построение иерархии текущей задачи;
- отображение правил составления матрицы парных сравнений согласно Т. Саати;
- отображение примера решения задачи Методом анализа иерархий.
Описание интерфейса разработанной системы
На главной странице расположена краткая информация о Методе анализа иерархий Т. Саати, также пользователю предлагается ввести цель задачи, количество альтернатив и критериев (рис. 5).
На данной странице на рисунке 6, можно ввести имена для всех критериев задачи. Количество критериев определяется на предыдущем шаге на главной странице программы.
Далее (рис. 7), пользователю предлагается ввести имена всех альтернатив. Количество полей ввода соответствует введённому ранее количеству альтернатив
Следующим шагом необходимо заполнить матрицу парных сравнений важности критериев (рис. 8), для этого в каждую ячейку таблицы необходимо вписать цифры, соответствующие оценке сравнения важности критериев по шкале Т. Саати.
На следующем этапе решения задачи пользователю необходимо определить матрицы парных альтернатив сравнений для каждого критерия (рис. 9, 10). Это последний этап решения задачи.
На данной странице представленной на рисунке 11 отображаются результаты решения задачи. Пользователю отображаются значения глобального приоритета для каждой альтернативы, выводится лучшая альтернатива, а также выводится значение индекса согласованности, случайной согласованности, отношения согласованности и заключения об анализе каждой матрицы парных сравнений.
Выводы
Данная система, описанная в работе, позволяет оперативно и эффективно решать достаточно широкий класс задач принятия решений, стоящих перед лицом, принимающим решение, а универсальность подхода позволяет легко перенести его применение в любую сферу деятельности. Используемая в качестве основного инструмента программная система «скрывает» различные математические особенности подхода и позволяет без особых трудностей применить его. Конечно, существуют аналогичные программы, но зачастую их функционал ограничен, настройки недостаточно гибкие. Поэтому было принято решение разработать собственный программный продукт для организации работы принятия решений.
Разработанная автоматизированная система имеет простую и понятную форму интерфейса, имеет набор всех необходимых инструментов для решения поставленных целей и задач.