Pagina gehost door * STER *

Rationeel beslissen

Lieven Smits

alle rechten voorbehouden

Inhoud


1. De manager als beslisser

1.1 Taak van een manager

Management is een proces voor het bereiken van zekere doelstellingen door de inzet van middelen (mensen, kapitaal, energie, grondstoffen, ruimte, tijd). De middelen zijn de input van een systeem, en het (al dan niet) halen van de doelstellingen is de output.

In de classificatie van Mintzberg [1] vallen de concrete taken van een manager uiteen in drie soorten rollen:

  1. interpersonele rollen: gezicht van de organisatie, leider, contactpersoon
  2. informatie: observator, verspreider van informatie, woordvoerder
  3. beslissingen: ondernemer, conflictoplosser, middelenbeheerder, onderhandelaar

Traditioneel zijn informatiesystemen in organisaties vooral ter ondersteuning van de tweede rol ingeschakeld. In deze tekst beschrijven we de meer recente rol van informatiesystemen als beslissingsondersteunende systemen.

1.2 Fasen in het beslissingsproces

Volgens Simon [3] valt elk rationeel beslissingsproces uiteen in drie fasen, die hij respectievelijk intelligence, design en choice noemt.

  1. intelligence: vastleggen van de doelstellingen, zoekmethoden, verzamelen van gegevens, identificatie en classificatie van de probleemstelling, explicitering van het probleem
  2. design: formuleren van een model, keuzecriteria bepalen, alternatieven opsommen, resultaten voorspellen en/of meten
  3. choice: het model oplossen, gevoeligheidsanalyse, selectie van het beste alternatief, implementatieplan, testplan

2. Management Support Systems

2.1 Definitie en classificatie

Turban et al. [2, blz. 542] onderscheiden vijf types van computer-ondersteuning bij beslissingen, naargelang het niveau van de beslissing (operationeel, tactisch of strategisch) en de hoeveelheid structuur in de beschikbare informatie (sterk gestructureerd, zwak gestructureerd, ongestructureerd). In volgorde van "eenvoudig" naar "moeilijk" zijn dit:

  1. Management Information Systems: klassieke rapporterings-systemen die samenvattingen maken van grote gegevensverzamelingen
  2. Management Science: automatisering van de technieken uit de operations research (bijvoorbeeld projectplanning, actualisering, voorraadbeheer, transportmodellen, simulatie, lineaire programmering, ...)
  3. Beslissingsondersteunende systemen (decision support systems, DSS): systemen die werken rond de constructie en het gebruik van modellen
  4. Executive Information Systems: drill down, CSF, trends, ad hoc analyse, exception reports
  5. Expertsystemen: het systeem kan door toepassing van kunstmatige intelligentie zijn eigen stel regels aanpassen aan nieuwe informatie die beschikbaar komt

2.2 Modelbouw

Een model ontstaat door abstractie (= vereenvoudiging) van de realiteit: sommige zaken worden als "bijkomstig" beschouwd, terwijl andere de "essentie" uitmaken. Het abstractieproces is dus een menselijke keuze en kan niet worden geautomatiseerd. In conflictsituaties zal zelfs eerst een consensus moeten worden bereikt over de te maken abstracties.

Een model bestaat dus uit een vereenvoudigde kopie van de werkelijkheid, tesamen met een afbeelding van de werkelijkheid naar de kopie. Naargelang de kopie een eigen materieel bestaan leidt of puur virtueel is, onderscheidt men

Decision support systems werken meestal met een mathematisch model van de werkelijkheid waarin grootheden worden weergegeven aan de hand van getallen.

De meeste mathematische modellen definiëren het gedrag van het systeem (zowel het reële systeem als zijn ideaal evenbeeld) aan de hand van veranderlijken. We onderscheiden de volgende soorten veranderlijken:

beslissingsvariabelen, oncontroleerbare variabelen,
resultaatvariabelen en feedback

2.3 Decision support systems

Turban et al. [2, p. 546] geven de volgende eigenschappen die de meeste commerciële decision support systems kenmerken:

  1. Ondersteuning voor beslissingnemers in vooral half-gestructureerde en ongestructureerde situaties, door numerieke informatie samen te brengen met menselijk oordeelsvermogen. DSS-en lossen problemen op die niet automatisch in een computerprogramma of een algoritme uit de management science kunnen gegoten worden.
  2. Managers van verschillende niveaus worden ondersteund.
  3. Een DSS ondersteunt gelijktijdige en/of opeenvolgende beslissingen die met elkaar verband houden.
  4. Een DSS ondersteunt alle fasen van het beslissingsproces - zowel intelligence, design, choice als de eigenlijke implementatie van de gekozen oplossing.
  5. Een DSS kan eenvoudig worden aangepast aan veranderde noden en lessen uit het verleden.
  6. Een DSS is eenvoudig te construeren en te gebruiken, ook door personeel zonder brede technische basis.
  7. Ondersteuning van het menselijk leerproces.
  8. Gebruik van modellen waarmee kan worden geëxperimenteerd.
  9. Geavanceerde DSS-en hebben een kenniscomponent om harde problemen aan te pakken.
  10. Een DSS ondersteunt gevoeligheidsanalyses op de input- en output-veranderlijken, bijvoorbeeld what if en goal seek.

Op technisch gebied vallen decision support systems uiteen in drie grote categorieën naargelang de flexibiliteit van het model.

3. Het analytisch-hiërarchische proces

3.1 Omgaan met qualitatieve argumenten

Veel informatie bereikt de manager in niet-numerieke vorm, zodat het moeilijk wordt een objectieve vergelijking van verschillende beleidsopties te maken.

Nemen we als voorbeeld de kosten-batenanalyse van informatica-projecten. De bestaansreden van een informatiesysteem is vaak moeilijk rechtstreeks uit te drukken in geldbedragen, zelfs al is iedereen het erover eens dat het systeem zijn investering waard is. Voorbeelden van niet-quantitatieve "baten" van een systeem kunnen zijn:

Stel dat één alternatief bijdraagt tot een betere motivatie van de werknemers, terwijl een ander project informatie verschaft over de prijzen van de concurrenten. Hoe moet het bestuur twee dergelijke projecten tegen elkaar afwegen, als de genoemde voordelen niet op een betrouwbare manier op voorhand in geld kunnen uitgedrukt worden ?

tevreden werknemers of informatie over
de concurrenten: moeilijk te vergelijken

In de jaren zeventig publiceerde Thomas L. Saaty een belangrijke reeks artikelen gewijd aan een oplossing voor dit type van probleem, waarbij alternatieven moeten vergeleken worden op basis van moeilijk rechtstreeks quantificeerbare criteria. Hij noemde zijn oplossing analytic hierarchy process (AHP). Zijn ideeën zijn gebundeld in [4]. Het AHP is een beslissingsmodel met de volgende kenmerken:

Zie [5] voor een fundamentele kritiek op AHP.

De PC-toepassing Expert Choice commercialiseert en automatiseert AHP.

3.2 Elementen van AHP

De probleemstelling bestaat uit:

De relatieve bijdragen van elementen op één niveau tot het realiseren van het element op het hogergelegen niveau zullen worden afgeleid uit het model, eerder dan rechtstreeks toegekend zoals in andere modellen. Op die manier zullen complexe structurele verbanden de beheersbaarheid van het geheel niet in de weg staan. Bovendien is er ruimte voor zowel subjectieve indrukken als harde cijfers.

AHP combineert bestaande begrippen uit de besliskunde op een nieuwe manier:

3.3 Paarsgewijze vergelijking

De eerste stap van AHP was het opstellen van een hiërarchie. Nu zullen we, afzonderlijk op ieder niveau van de hiërarchie, de relatieve bijdragen van de verschillende onderdelen aan het hogere niveau schatten. Dit gebeurt niet door het rechtstreeks toekennen van gewichten; in plaats daarvan worden de gewichtspercentages afgeleid uit een model, waarvan de input bestaat uit paarsgewijze vergelijkingen.

Bij paarsgewijze vergelijking bepalen we het relatieve belang van telkens twee alternatieven/subobjectieven/objectieven in de vorm van een verhouding:

De onderlinge paarsgewijze verhoudingen brengen we onder in een vierkante matrix (getallentabel). Deze matrix is vierkant en bevat evenveel rijen en kolommen als er alternatieven zijn. Het element (i,j) op de i-de rij en de j-de kolom geeft aan, hoeveel maal belangrijker het i-de element is ten opzichte van het j-de element.

Voorbeeld. De hoofddoelstelling, winst, wordt opgesplitst in drie objectieven: hoge omzet, lage kosten, cash flow. De algemeen directeur wordt drie vragen gesteld naar het onderlinge belang van deze drie factoren. Hij antwoordt:

De verhoudingen-matrix ziet er als volgt uit:

123
1/212
1/31/21

We signaleren enkele belangrijke eigenschappen van de verhoudingen-matrix.

3.4 Gewichten

De relatieve bijdragen van de verschillende alternatieven tot het geheel worden nu als volgt bepaald.

  1. Schrijf de karakteristieke veelterm van de verhoudingen-matrix. De karakteristieke veelterm van een vierkante matrix A is de determinant van (A - xI), waar x de onbekende is en I een vierkante eenheidsmatrix (met enen op de hoofddiagonaal en nullen erbuiten). Voorbeeld: de karakteristieke veelterm van
    21
    45
    is de determinant van
    2 - x1
    45 - x
    oftewel (2-x).(5-x) - 4.1 = x2 - 7x + 6.
  2. Zoek de grootste wortel van de karakteristieke veelterm, dit wil zeggen de grootste x waarvoor de veelterm 0 is. In bovenstaand voorbeeld heeft de karakteristieke veelterm als wortels 1 en 6, de grootste wortel is dus 6.
  3. Zoek een niet-triviale oplossingsvector W van de matrixvergelijking
    (A - xI).W = 0
    In bovenstaand voorbeeld moeten we dus een stelsel van 2 vergelijkingen met twee onbekenden oplossen:
    -4 w1 + w2 = 0
    4 w1 - w2 = 0
    Een niet-triviale oplossing van dit homogene stelsel is bijvoorbeeld w1 = 1, w2 = 4.
  4. Deel de afzonderlijke componenten w1, w2, ... van W door hun som. De resultaten zijn de gevraagde gewichten. In ons voorbeeld: som = 5, w1 = 0.20, w2 = 0.80

3.5 Inconsistentie

Indien alle paarsgewijze schattingen perfect overeenkomen met de verhoudingen van de gewichten, dan is de grootste wortel xmax van de karakteristieke veelterm precies gelijk aan n, het aantal alternatieven. Saaty definieert de consistentie-index als (xmax - n)/(n - 1).

De consistentieverhouding is het quotiënt van de consistentie-index van onze schattingen en de gemiddelde consistentie-index van een willekeurige schatting. De waarde 0 komt overeen met perfect consistente schattingen, de waarde 1 geeft aan dat de schattingen betekenisloos (willekeurig) zijn.

3.6 Interpretatie van het resultaat

De bijdrage van een alternatief aan het sub-objectief erboven is gelijk aan zijn gewicht. De bijdrage van het alternatief tot een hogergelegen objectief is het product van zijn gewicht met alle tussenliggende gewichten. De bijdrage van het alternatief tot het einddoel is dan de som van al dergelijke producten over de verschillende boomtakken die tot dat alternatief leiden.

4. Expert Choice Pro

4.1 Starten

Start Expert Choice Pro via het menu-item "Evaluation and Choice". Indien je geen dergelijk item in je startmenu hebt, moet je er een maken dat verwijst naar het programma C:\ECWin\ec.exe

Aanvankelijk is er niet veel te zien.

File, Help, twee lege rechthoeken

Je moet het commando File/New activeren om een nieuw beslissingsmodel te creëren. Expert Choice vraagt je meteen, een bestandsnaam en een plaats voor het model de specifiëren. We zullen hier als voorbeeld de keuze van een nieuwe wagen behandelen. Kies als bestandsnaam Wagen op je persoonlijke I: schijf.

Vervolgens moet je kiezen hoe het model zal worden opgebouwd. We behandelen in deze tekst slechts de rechtstreekse invoer van de hiërarchie, kies dus de derde knop getiteld Direct.

3 knoppen: Model Library/Structuring/Direct

Tenslotte moet je een omschrijving van de algemene doelstelling van je beslissing geven. Typ "Optimale keuze van een nieuwe wagen".

Enter goal description

Je komt nu in het hoofdscherm van het programma "Evaluation and choice". Hier definieer je de boomstructuur (hiërarchie) van factoren die de beslissing beïnvloeden. Op het hoogste niveau staat Goal, de (optimale) keuze van een nieuwe wagen. Op het niveau daaronder zullen we de subcriteria invoeren.

in het begin bevat de hierarchie slechts de knoop 'goal'

4.2 Invoeren van de hiërarchie

In ons voorbeeld hanteren we de volgende zeven subcriteria.

  1. AANK: aankoopprijs
  2. VERBR: verbruik in Euro per 100 km
  3. ONDERH: onderhoudskosten per 10000 km
  4. REST: restwaarde op de tweedehandsmarkt na 4 jaar
  5. STATUS: indruk op collega's, vrienden en leden van het andere geslacht
  6. COMFORT: subjectieve indruk van de rij-ervaring
  7. VEILIG: passieve en actieve veiligheid

Selecteer de goal door een enkele muisklik en kies dan het menu-item Edit/Insert om een vertakking toe te voegen. Expert Choice vraagt de naam van de nieuwe knoop (voer de afkorting in), evenals een korte beschrijving (bijvoorbeeld de langere tekst in de opsomming hierboven). Voer op die manier de zeven subcriteria in. Eindig met de ESC-toets wanneer het achtste witte vakje verschijnt.

intypen van namen en beschrijvingen subcriteria

Het derde en laatste niveau (in dit voorbeeld) bevat de verschillende alternatieven die zijn weerhouden na een eerste screening. Selecteer de knoop "AANK" en geef hem de volgende vijf vertakkingen:

Normaal zouden we deze vijf takken eveneens onder elk van de zes andere subcriteria moeten aanbrengen. Expert Choice heeft echter een optie om dit automatisch te doen. Klik na het invoeren van de vijf auto's op de knoop "AANK" en activeer het menu-commando Edit/Replicate children of current node. Kies dan de eerste knop "To peers" om de kinderen van de huidige knoop ondergeschikt te maken aan alle zeven de subcriteria.

Replicate met 3 knoppen: to Peers/from Marked Node/to all Leaves

Beantwoord de vraag, of inderdaad de kinderen van de huidige knoop naar alle broers en zusters mogen gekopieerd worden, met "Yes". De complete beslissingshiërarchie ziet er dan als volgt uit.

Goal/subcriteria/alternatieven

4.3 Pairwise comparison modes

De volgende stap in het AH-proces is het bepalen van onderlinge gewichten op elk niveau van de hiërarchie. In dit geval wil dat zeggen:

In het vorige hoofdstuk zagen we dat we de onderlinge gewichten kunnen berekenen door een eigenwaardeprobleem op te lossen. We moeten dan beschikken over de paargewijze vergelijking van de deelnemende elementen. We moeten dus schatten:

Expert Choice ondersteunt deze stap op twee manieren: het invoeren van de paarsgewijze vergelijkingen, en het oplossen van het eigenwaardeprobleem. Dit laatste behandelen we in de volgende paragraaf; hier beschrijven we hoe de paarsgewijze vergelijkingen kunnen worden ingevoerd.

Selecteer het hoofddoel (GOAL) en kies het menu-item Assessment/Pairwise.

Assessment / Pairwise

Je kan de paarsgewijze vergelijking op verschillende manieren invoeren, naargelang de noden van de situatie en naargelang je persoonlijke voorkeuren. Twee parameters bepalen de vorm van de invoer.

Type = Importance, Mode = Verbal

In eerste instantie bepalen we van de 21 paren gewoon, welke van de twee leden het belangrijkst is. Bijvoorbeeld: we zeggen dat de aankoopprijs belangrijker is dan het verbruik door in de volgende dialoog op de knop "More important" te klikken.

With respect to GOAL, AANK is more important than VERBR

Vervolgens moeten we aangeven hoeveel belangrijker het ene criterium ten opzichte van het andere is. Dat doe je door ergens op de roodwitte verticale schaal te klikken.

With respect to GOAL, AANK is EQUALLY to MODERATELY MORE important than VERBR

Let ook op het driehoekige patroon van gele en rode vierkantjes, rechts: het is een symbolische voorstelling van de bovenste driehoek van de vergelijkingsmatrix ! Klik op de "Enter"-knop om de vergelijking van de twee criteria te bevestigen. Herhaal dit voor de 21 paren criteria.

4.4 Berekenen

Onmiddellijk na het invoeren van het 21ste paar verschijnt de oplossing van het eigenwaardeprobleem. De inconsistency ratio is een maat voor de afwijking van een perfect consistente matrix. Klik op "Record" om de ingevoerde getallen (en dus de resultaten) te accepteren.

Relatief belang van de zeven criteria

Selecteer nu één voor één de zeven criteria en voer de 10 paarsgewijze vergelijkingen van de vijf autos in. Voor het "Type" van de vergelijkingen is wellicht "Preference" deze keer een betere formulering dan "Importance". Ook nu krijg je telkens (dus zevenmaal) de deelgewichten van de vijf wagens, en een inconsistentie-verhouding. Als de inconsistentie ergens hoger ligt dan 10 procent, dan is er wellicht een vergissing gebeurd bij de invoer: klik op "Abandon" en voer de 10 vergelijkingen opnieuw in.

De laatste stap is de synthese van de berekende resultaten. Kies daartoe het menu-item Synthesis/from Goal.

Synthesis / from Goal

Bij de voorkeuren die wij hebben ingevoerd, blijkt dat de beste keus de Honda Civic is, op de voet gevolgd door een Mercedes E.

Resultaat: totaalgewichten voor de vijf alternatieven

Referenties


Geschiedenis van deze pagina

Valid HTML 4.0! Valid CSS!