Нечеткий многокритериальный анализ при выборе инструментов электронных бизнес-отношений

Е. Н. Ефимов

НЕЧЕТКИЙ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРИ ВЫБОРЕ ИНСТРУМЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ БИЗНЕС-ОТНОШЕНИЙ

Аннотация

В статье рассматривается постановка задачи выбора альтернатив по многим критериям, которые имеют количественные и качественные характеристики. Реализация задачи рассмотрена на примере выбора инструментов электронных бизнес-отношений. Предложенная методика позволяет произвести выбор направления совершенствования бизнес-процессов предприятиям по многим критериям с учетом нечеткого представления о свойствах альтернатив. При этом не требуется расчета никаких количественных оценок частичных критериев, так как в ней используется информация лишь о качестве вариантов в виде парных сравнений.

Ключевые слова

Электронные бизнес-отношения, многокритериальный анализ, нечеткий выбор.

E. N. Efimov

FUZZY MULTI-CRITERIA ANALYSIS OF THE CHOICE OF INSTRUMENTS ELECTRONIC BUSINESS RELATIONS

Annotation

In this article we consider the formulation of the problem of choice of alternatives on many criteria that have a quantitative and qualitative characteristics. Implementation tasks considered by the example of the choice of instruments electronic business relations. The proposed technique allows the selection of the direction of improvement of business processes according to many criteria, taking into account the fuzzy ideas about the properties of alternatives.

2013 № 4

It does not require the calculation of any quantitative evaluations of partial criteria, since it uses only the information about the quality of variants in the form of paired comparisons.

Keywords

Electronic business relationships, multi-criteria analysis, fuzzy choice.

Постановка задачи. В условиях электронного сетевого бизнеса у предприятия происходит расширение его информационно-экономического пространства (ИЭП). Первым шагом на этом пути является формирование корпоративной информационной среды, которая создается в результате встраивания информационных технологий (ИТ) в процесс функционирования организации. Использование ИТ превращает предприятие в сетевую структуру, что дает ему новое качество не сопоставимое с предшествующей традиционной формой существования: улучшение использования всех ресурсов, повышение гибкости и адаптивности к внешним и внутренним проблемам, повышение качества принимаемых решений, и как следствие — более высокая конкурентоспособность [4].

Для организации электронных бизнес-отношений используется довольно разнообразный набор инструментов: сайты различной сложности, электронные торговые системы, системы финансовых и информационных услуг, системы виртуализации бизнес-отношений и поддержки работы пользователей в сети и др. Приведенные инструменты (технологии) электронных бизнес-отношений, в той или иной степени, способствуют получению дополнительной ценности, предлагают покупателю новый продукт, предоставляют дополнительную информацию или услугу наряду с традиционными, причем по ценам, гораздо более низким, чем при обычном подходе [2].

В общем случае при оценке качества Intemet-системы рассматривают такие показатели как стоимость ее создания (разработки/приобретения) и эксплуатации, функциональная полнота, интерфейс, уровень поддержки и сопровождения, масштабируемость, переносимость,

безопасность и другие. Пользователю достаточно сложно сориентироваться в выборе инструмента для сетевого бизнеса. Для оценки параметров и затрат вхождения в сетевой бизнес нужно получить интегральную оценку каждого из рассматриваемых инструментов. В этом случае результаты расчета могут стать ориентирами для вхождения производителей в сетевой электронный бизнес. Желательно, чтобы такой расчет базировался на простых методиках и не требовал сбора значительного объема данных.

Структурный анализ состояния проблемы. Кажущаяся простота внедрения сетевых технологий, на наш взгляд, обманчива. Вопрос интеграции бизнес-процессов предприятия в сетевой рынок является ключевым для достижения реальной эффективности, даже если перед предприятием стоит задача развития только до уровня Internet-магазина. Очень часто интеграторами предлагаются решения, при которых связь между торговой системой предприятия и Internet осуществляется специальным менеджером вручную. Реально такие системы являются лишь Internet-витриной с Web-каталогом, которые позволяют оформить заказ и послать его по электронной почте менеджеру торгующей компании, в некоторых случаях произвести автоматическую выписку счетов и, в случае стыковки с платежными системами, принимать электронные платежи. Полноценную систему электронной торговли отличает круглосуточное функционирование и ведение всего комплекса торгово-учетных операций в автоматическом режиме [2].

Для эффективной и полноценной организации деятельности предприятия в Internet необходимо наличие, как минимум, двух составляющих:

1) корпоративной информационной системы (КИС), функционирующей на базе локальной вычислительной сети (ЛВС) и имеющей шлюз в Internet;

2) профессионального корпоративного сайта, который, в зависимости от степени интеграции в среду Internet, выполняет информационно-имиджевые, рекламные, торговые или иные функции.

Технологии электронного бизнеса являются логическим развитием автоматизации деловой инфраструктуры предприятий. Если управленческие

функции предприятий автоматизированы, то для создания между ними единого ИЭП достаточно «сцепить» потоки данных. Использование мировой сети, на создание которой предприятие не потратило в явном виде ни одной копейки средств, дает процессу горизонтальной интеграции новый стимул, радикально снижая стоимость соответствующих решений. Вариант общего плана внедрения Шегпе^проекта предприятия, представлен в таблице 1 [2].

Таблица 1 — Вариант плана внедрения Internet-проекта предприятия [2]

Этапы Описание работ этапа Возможные затраты и эффект

1. Подготовительный этап интеграции Разработка концепции вывода предприятия на сетевой рынок. Создание (приобретение) и внедрение КИС. Создание корпоративного сайта. Создание системы безопасности. Разработка и внедрение внутренних корпоративных регламентов по работе с Internet. Администрирование работы с Internet и разграничение полномочий пользователей. Подключение ЛВС к Internet. Перевод КИС в Intranet-систему Затраты, в зависимости от принятых решений, могут быть значительны

2. Создание ИЭП предприятия Вывод корпоративного сайта в Internet. Оптимизация работы корпоративного сайта. Создание (приобретение) и внедрение Extranet-системы. Апробация решений корпоративными пользователями Затраты могут быть значительны, кроме того необходимо определенное время для апробации решений пользователями

3. Выход на сетевой рынок Создание (аренда) корпоративной электронной торговой площадки для предприятия. Подключение торговой площадки к системе электронных финансовых расчетов. Расширение вариантов использования электронных бизнес-моделей в деятельности предприятия, например, за счет консалтинга, электронных аукционов и прочего Основные затраты связаны с созданием торговой площадки и ее последующим подключением к системе электронных расчетов

4. Совершенствование структуры организации и управления производством Переход количественных изменений в бизнесе в новое качество за счет совершенствования организационной и функциональной структуры предприятия. Повышение конкурентоспособности предприятия за счет инновационных решений Затраты не велики, однако изменение структуры бизнеса обычно ведет к «болезненным» кадровым решениям

5. Создание виртуального предприятия и участие в виртуальном сообществе Заключение соглашений о создании (или участии) виртуальной корпорации и, далее, в виртуальном сообществе. Участие в решение корпоративных, отраслевых, региональных, социальных и иных проблем Затраты незначительны, но происходит повышение статуса субъектов экономической деятельности и расширение форм взаимодействия

Выбор направлений реализации Шете^проекта предприятия лучше всего представить в виде дерева решений — графического изображения процесса принятия решений, в котором отражены альтернативные решения, альтернативные состояния среды, соответствующие вероятности и выигрыши для любых комбинаций альтернатив и состояний среды. Дерево решений — это эксплицитное пред-

ставление всех сценариев, возможно проистекающих из данного решения. Экспликации проблемы решения в виде дерева облегчает поиск оптимального плана, как предписания реакций на возможные значения наблюдаемых данных. Рассмотрим пример, для которого исходные данные, полученные экспертным путем, приведены в таблице 2 (альтернативы) и таблице 3 (возможные сценарии) [3].

Таблица 2 — Альтернативы [3]

Обозна- Содержание альтернативы Оценки значений дохода

чение от реализации альтернативы, тыс. денежных единиц

Неблагоприятная Благоприятная

рыночная среда рыночная среда

а0 Нет выбора 0 0

ai Создание корпоративного сайта 15 30

ai Создание электронной торговой площадки 35 70

аз Участие в работе (партнер) виртуального 65 130

предприятия

а4 Участие в работе виртуального сообщества 15 30

а5 Разработка корпоративной информацион- 150 300

ной системы

аб Разработка корпоративной информационной системы с Intranet и Extranet-компонентами 300 600

Таблица 3 — Описание сценариев [3]

Обозначения вероятностей Вероятности последствий принятых решений

Благоприятная рыночная среда — сценарий 1

r1 0,7 0,5 0,3

ri 0,3 0,5 0,7

Для каждого узла дерева необходимо определить оценки ожидаемой денежной стоимости EMV (Expected Monetary Value). Для определенных выше альтернатив и данных рассматри-

ваются три сценария и определяются EMV для трех исходов A, B, C. Результаты расчета приведены в таблице 4 и на рисунке 1 [3].

Таблица 4 — Реализация основных альтернатив по сценариям [3]

Оценка реализации альтернатив Сценарий Сх Сценарий С2 Сценарий С3

Оценка значения EMV (Л) 79,6 54,4 34,9

Оценка значения EMV (В) 309,1 256,9 209,4

Оценка значения EMV (С) 613 502,5 415,35

a2

O4

Г 2

a] ! 01 , Г1 4

1 1

400 365

360

345

315 400

385

0

335

830 800 0

735 0

635 730 665 630 615 300

Обозначения: места, где принимаются решения — , места появления исходов — о, возможные решения-------, возможные исходы-.

Рисунок 1 — Дерево решений по выбору направлений реализации Internet-проекта

предприятия [3]

Результаты показывают, что при различных сценариях наилучшей альтернативой, приносящей наибольший доход, является разработка КИС с Intranet и Extranet — компонентами.

Создание такой системы является базой, которая позволяет предприятию в дальнейшем использовать все возможности и преимущества интеграции в сетевую среду. Однако при этом остается откры-

тым вопрос выбора инструмента электронных бизнес-отношений.

Вариант реализации задачи выбора. Анализ альтернатив по нескольким критериям является широко распространенной задачей для многих прикладных областей. Известные методики многокритериального анализа обычно предусматривают преобразование вектора частичных критериев, которыми оценивается система, к скалярному интегральному критерию. Однако в целом ряде случаев альтернативы оцениваются как количественными, так и качественными критериями. Существенное ограничение традиционного подхода состоит в том, что он не приспособлен к учету качественных критериев. При этом еще следует учитывать определенную нечеткость представления о свойствах альтернатив.

Рассматриваемая ниже методика не требует расчета никаких количественных оценок частичных критериев, ни процедуры скаляризации, так как в ней используется информация лишь о качестве вариантов в виде парных сравнений [5, 6, 7].

Будем считать известными: £ = (51, 52, ..., 5п] — множество вариантов (аналогов), которые подлежат многокритериальному анализу; С = (с1, с2, ..., ст] — множество количественных и качественных критериев, которыми оцениваются варианты.

Задача состоит в упорядочении элементов множества £ по критериям из множества С. Для ее решения используем следующие предположения:

- рассмотрение критериев как нечетких множеств, которые заданы на универсальных множествах вариантов с помощью функции принадлежности;

- определение функций принадлежности нечетких множеств на основе экспертной информации о парных сравнениях вариантов метода анализа иерархий (МАИ) [6];

- ранжирование критериев методом парных сравнений и учет получен-

ных рангов как степеней концентрации соответствующих функции принадлежности [5, 7];

- ранжирование вариантов на основе пересечения нечетких множеств — критериев, которые отвечают известной в теории принятия решений схеме Беллмана — Заде [1].

Пусть У (5г) число в диапазоне [0, 1], которое характеризирует уровень

оценки варианта 5, ^ £ по критерию с/ ^ С : чем больше число ц1 (5г), тем выше

оценка варианта по критерию с/ - С, I = 1, 2, ..., п, I = 1, 2, ..., т. Тогда критерий с/ ^ С, можно представить в виде нечеткого множества Л1, которое задано на универсальном множестве £ таким образом [7]:

V. 1ц }

где ц1 (5г) — степень принадлежности элемента 51 к нечеткому множеству Л1.

Матрицы парных сравнений вариантов, формируемые для каждого из критериев, позволяют определить степени принадлежности. Знание матрицы позволяет ранжировать каждый вариант 5, = £ по каждому критерию с/ ^ С. Степени принадлежности, необходимые для формирования нечеткого множества, вычисляются по формуле [6, 7]:

i

где a ij — элемент матрицы парных сравнений для i, j =1, 2, ..., n, а l = 1, 2, ..., m.

Базируясь на принципе Беллмана-Заде, наилучшей системой будем считать ту, которая одновременно лучшая по критериям cj, c2, ..., cm. Поэтому нечеткое множество, которое необходимо для рейтингового анализа, определяется в виде пересечения (интегральный критерий оценки систем): D = c1 Пс2П ... П cm. Учитывая то, что в теории нечетких множеств операции пересечения П соответствует min, получаем [1]:

Наилучшим вариантом считается тот, для которого степень принадлежности (числитель) является наибольшим.

Пример расчета. Рассмотрим задачу выбора следующих инструментов электронных бизнес-отношений: Портал (51), Электронный каталог (52), Электронный магазин (53), Электронная торговая площадка (54).

В настоящем исследовании был выбран некоторый частный набор критериев оценки систем электронных бизнес-

отношений (функциональность — с1, затраты — с2, сложность проекта — с3, ожидаемый эффект — с4), который, тем не менее, достаточно полно характеризует предметную область [2].

Ниже приведена матрица парных сравнений и расчеты степени принадлежности нечеткому множеству на примере критерия с2 — затраты.

Остальные критерии определяются аналогично вышеприведенному расчету.

С2 51 52 53 54 м1 С5»)

51 1 1/3 3 5 0,107181

52 3 1 2 3 0,111111

53 1/3 1/2 1 3 0,207039

54 1/5 1/3 1/3 1 0,537634

В результате получены критерии как нечеткие множества ci, которые заданы на универсальном множестве

("0,463 0,261 ОД25 0,143 1

¿1= -,-;-;-

32 *

(СДС7 0Д11 0,207 сг= -,-,-,-

I 5, 5г ^з )

("0,225 0,503 0Д11 0,100]

с4= -;-/-;-

!- 32 Зз зА )

Интегральный критерий оценки систем:

£ _ Г0'107 0111 0,143)

I Зд )

Данный результат можно интерпретировать следующим образом: система 54 имеет ощутимое преимущество над остальными системами, 51 и 53 при-

мерно равнозначны, а система 52 имеет худшие характеристики по выбранному комплексу критериев.

Некоторые выводы.

Во-первых, предлагаемая методика оценки Ш;егпе1;-систем позволяет произвести выбор направления совершенствования бизнес-процессов предприятиям по многим критериям с учетом нечеткого представления о свойствах альтернатив.

Во-вторых, в методике альтернативы оцениваются как количественными, так и качественными критериями, что фактически присутствует в подавляющем большинстве задач выбора.

В-третьих, методика не требует расчета никаких количественных оценок частичных критериев, так как в ней используется информация лишь о качестве вариантов в виде парных сравнений.

Библиографический список

1. Беллман, Р. Принятие решений в расплывчатых условиях [Текст] / Р. Беллман, Л. Заде // Вопросы анализа и процедуры принятия решений. — М. : Мир, 1976. — С. 172-215.

2. Ефимов, Е. Н. Интеграция предприятий в электронный сетевой бизнес: экономико-математический анализ [Текст] : моногр. / Е. Н. Ефимов, Н. М. Фоменко. — Ростов н/Д : РИЦ РГЭУ «РИНХ», 2008.

3. Ефимов, Е. Н. Модель принятия решений по выбору направлений реализации Internet-проекта предприятия [Текст] / Е. Н. Ефимов, Н. М. Фоменко // Статистика в современном мире: методы, модели, инструменты : материалы II регион. науч.-практ. конф. (31 мая 2010 Г.). — Ростов н/Д : РИЦ РГЭУ (РИНХ), 2010. — С. 139-142.

4. Паринов, С. И. Экономика 21 века на базе Интернет-технологий [Электронный ресурс] / С. И. Паринов, Т. И. Яковлева. — Режим доступа: http://rvles.ieie.nsc.ru/parinov/economy 21.htm.

5. Ротштейн, А. П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети [Текст] / А. П. Рот-штейн. — Винница : УНИВЕРСУМ-Винница, 1999.

6. Саати, Т. Принятие решений [Текст] / Т. Саати // Метод анализа иерархий. — М. : Радио и связь, 1993.

7. Rotshtein, A. Modification of Saaty Method for the Construction of Fuzzy Set Membership Functions. FUZZY'97 [Text] / A. Rotshtein // Fuzzy Logic and Its Applications : International Conference. — Zichron, Israel, 1997. — Р.125-130.

Bibliographic list

1. Bellman, R. Decision-Making in Vague Terms [Text] / R. Bellman, L. Zadeh // Issues of Analysis and Decision-Making Procedures. — M. : Mir, 1976. — P. 172-215.

2. Efimov E. The Integration of Enterprises in the Electronic Network Business: Economic-Mathematical Analysis [Text] : Monograph / E. Efimov, N. Fomenko. — Rostov-on-Don : Publishing house of RSUE «RINH», 2008.

3. Efimov, E. Decision-Making Model for Choosing Directions of Realization of Internet-Enterprise Project [Text] / E. Efimov, N. M. Fomenko // Statistics in the Modern World: Methods, Models and Tools : Materials of II Regional Scientific-Practical Conference (2010, May, 31). — Rostov-on-Don : Publishing house of RSUE (RINH), 2010. — P. 139-142.

4. Parinov, S. I. Economy of the 21st Century Based on Internet Technologies [Electronic resource] / S. I. Parinov, T. I. Yakovleva. — Mode of access : http://rvles.ieie.nsc.ru/parinov/ economy21.htm.

5. Rothstein, A. P. Intelligent Identification Technologies: Fuzzy Logic, Genetic Algorithms, Neural Networks [Text] / A. P. Rothstein. — Vinnitsa : UNIVERSUM Vinnitsa, 1999.

6. Saaty, T. Decision. Analytic Hierarchy Process [Text] / T. Saati. — M. : Radio and Communication, 1993.

7. Rotshtein, A. Modification of Saaty Method for the Construction of Fuzzy Set Membership Functions. FUZZY'97 [Text] / A. Rotshtein // Fuzzy Logic and Its Applications : International Conference. — Zichron, Israel, 1997. — Р.125-130.