Sistemas de ayuda a la decisión Software para Sistemas de ayuda a la decisión

Indice

Software para SAD

•Introducción•Entorno Software: Dominios y Problemas•Naturaleza, Prestaciones y Evaluación del Software•Aplicaciones

1)DPL2)GeNie3)Elvira

Software para SADIntroducción

En la realidad•económica, •social, •política,... se presentan continuamente situaciones complejas en que se ha de elegir entre varios cursos de acción posibles para seguir el óptimo o uno satisfactorio.

La versatilidad de los problemas reales de decisión humana ha hecho necesarios los esfuerzos de científicos de múltiples áreas, para ir construyendo esquemas metodológicos coherentes y técnicas, cada vez más amplios para abordar correctamente los problemas de decisión.

Para esta toma de decisiones no basta

•la experiencia, •sentido común o •intuición de los expertos,

ya que, frecuentemente intervienen

•múltiples criterios, •varios decisores, •diversas etapas, •conflictividad, •incertidumbre,...

Software para SADIntroducción

•Esta lección expone las ideas básicas sobre las principales líneas de desarrollo actual de algunas de las herramientas software (DPL, GeNie, Elvira, Hugin, deal.....) que han surgido en estos últimos años para la

modelización de preferencias y su estructuración,

tanto en problemas en ambiente de certidumbre como de incertidumbre.

•Esta clase de software supone una implementación de partes de la Teoría de los Procesos de Decisión que facilita la realización de las diferentes tareas (conceptualización, cuantificación, evaluación, análisis de sensibilidad, consultas, explicación,…) asociadas a:

•las metodologías de representación de los problemas, •la evaluación de los modelos y •la explotación de los resultados

Software para SADEntorno Software

Entorno Software.

•Introducción.

•Dominios de aplicación (marketing, medicina, logística, planificación, investigación,...) y

•Tipos de problemas (diagnóstico, control inteligente, diseño, predicción, optimización, monitorización, entrenamiento,....)

•Problema --- Análisis y Toma de Decisiones: Soluciones Software.*Opciones*Organización*Conclusiones

Software para SADEntorno Software. Introducción

Software para Análisis de Decisiones.

Las aplicaciones utilizan normalmente como plataforma software genérico: •hojas de cálculo (complementos para árboles de decisiones, simulación MC,…), •paquetes estadísticos y •lenguajes de modelado orientado a problemas (financieros, médicos,…)

Para la modelización de problemas de decisión también está disponiblesoftware especializado que implementa:

•árboles de decisión, •diagramas de influencia, •redes bayesianas, •funciones de utilidad multiatributo, •estructuras de valor jerárquicas, •simulaciones Monte Carlo y •óptimización multicriterio.

Software para SADEntorno Software. Dominios

El software es para modelizar y evaluar el problema:

•un analista finaciero, estudia opciones de negocio, •el ingeniero, diseña nuevos productos,•el cientifico, investiga el comportamiento de un fenómeno fisico.

Especialmente hecho a medida para usuarios en campos diversos:

•consultoria,•médicina, •ciencias medioambientales, •aeroespacial, •energía, •construcción, •manufacturas, •logística y distribución,•servicios de inversión y financieros.

Software para SADEntorno Software. Problemas

Problema - Análisis y Toma de Decisiones: Solución - Software.

•Metodología: Análisis de Decisiones. •Técnicas (IA): Tª Probabilidad, Tª Utilidad, AHP, OR, SIMU,....•Herramientas (*SW, +/-SW, ¬SW): SS, BN, ID, DT, NN, ....

Soluciones: profesionales del dominio + análistas de decisiones.

Metodología =

{Modelo, Resultados, Análisis de Sensibilidad}

+{Informe, Implementación del Resultado, Evaluación Crítica}

Software para SADEntorno Software. Problemas

Nivel de conocimiento

•Nivel de conocimiento de problema, 2 niveles:

•Profesional (explotación del software en su area de conocimiento).•Experto (construcción y explotación del software idem).

•Nivel de conocimento del software de análisis, 3 niveles:

•Consultoria comercial (general): implantar soluciones.

•Consultoria técnica (experto): explotación de aplicaciones.

•Básico (informático + matemático): I+D.

Software para SADEntorno Software. Problemas

Análisis de Decisiones para comprender problemas:

•ObjetivoS (beneficios, costes, daño, satisfacción, jerarquía, )

•Elementos (costes, recursos, tiempo, decisiones, información, )

•Agentes (externos, pasivos, afectados, intereses, )

•Interrelaciones ((in)dependencias, causa-efecto, )

•Limitaciones (legales, éticas, )

•Estructura (decisiones, subproblemas, )

•AlternativaS (restricciones, dependencias, )

•Consecuencias (alcance, utilidad, )

•Riesgos (aversión, indiferencia, tendencia, )

•Incertidumbres (distribuciones de probabilidad, dependencias, )

Software para SADEntorno Software. Problemas

Es necesario responder mediante un MODELO(S), que represente el conocimiento relativo a las cuestiones anteriores, para utilizar software y obtener resultados de interés.

Que software necesito para mi problema ?

Software para SADEntorno Software. Opciones

Software de Análisis de Decisiones /

•Software estándar Estadístico: MINITAB, SAS, SPSS, S-PLUS, R, Investigación operativa, simulación,.... (paquetes software)

•Software para tomar decisionesSistemas de ayuda a la decisión (ad hoc)

•Software para analizar datos (descriptiva, what-if, ....).Paquetes estadísticos, Hoja de cálculo, Gestor de base de datos

•Software para modelado de datos (reglas, patrones, predicción,....)KDD: data warehouse, data mining, data mart....

Software avanzado (SAS, CLEMENTINE, INTELLIGENT MINER),

•Software a medida versus software comercial de propósito especial

Entorno de explotación del software de análisis.

•Información BBDD Operativas: BD Corporativa y BBDD DataWarehouse Conocimiento Experto, Encuestas e Investigación de Mercados.

•Infraestructura Sistema de Información, Sistema Informático y Herramientas Software (Modulos: Acceso, Análisis, Informes)

Software para SADEntorno Software. Organización

Entorno de explotación del software de análisis.

•Proceso de análisis y toma de decisiones. Profesionales + Análistas Modelado (modelo + datos + conocimiento), Evaluación (datos + conocimiento), Análisis de sensibilidad (resultados + conocimiento), Revisión del modelo (simplificar, corregir, ampliar) e Informe final a la Dirección Implementación de las Decisiones

Software para SADEntorno Software. Organización

Software para SADEntorno Software. Conclusiones

•Diversidad: Problemas, Modelos, Herramientas y Software (SW)Selección modelos, herramientas y SW para un problemas concretos

•Necesidad de conocimiento profundo de los Problemas previo a laexplotación del SW. El SW útil para estudiar un problema o solución

•El SW permite abordar problemas muy complejos para las personas aunque se hacen importantes simplificaciones en los modelos para poder obtener resultados

•El SW condiciona el modelo (+/- flexible)El SW implementa parcialmente una metodología y un modelo

•El SW favorece el acceso a grandes másas de datos útiles,la productividad de los análistas y la creatividad de los expertos

•Las decisiones las toman las personas con ayuda del SW

Software para SADNaturaleza, Prestaciones y Evaluación del Software

Clasificación de software de Análisis de Decisiones.

•25 características que definen la naturaleza y prestaciones del software.

http://lionhrtpub.com/orms/surveys/das/das.html

•6 Criterios de evaluación del software

Improving Hard DecisionsBiennial survey of decision analysis software offers side-by-side comparison of critical O.R. tools. By Daniel T. Maxwell

Software para SADNaturaleza y Prestaciones

25 características que definen la naturaleza y prestaciones del software.

Plataforma (SO), Windows, Unix, Otros.

•Contexto de aplicación. (1) Multiobjetivo (2) Análisis de incertidumbre (3) Dependencias probabilísticas (4) Aversión al riesgo (5) Toma de decisiones secuencial (6) Todo lo anterior en un solo modelo

•Interfaz de usuario. (7) Interfaz de aplicación estandar (8) Copia de submodelos (9) Mover submodelos (10) Visualiza la estructura del modelo (11) Imprime la estructutra del modelo (12) Seguridad de datos

Software para SADNaturaleza y Prestaciones•Precio.

Commercial Distribuciones Education

•Funciones y prestaciones.(13) Identificación y definición del problema(14) Técnica de tormenta de ideas(15) Restricciones Alternativas(16) Restricciones por niveles(17) Restricciones por nodos(18) Elicitación para probabilidades(19) “ funciones de valor/puntuac.(20) “ pesos de valores(21) “ preferencias frente al riesgo(22) Definido como variable(23) Análisis sensibilidad gráfico (24) Presentación gráfica (25) Documentación con texto

Software para SADEvaluación del Software

Evaluación del software:

•En el contexto de la organización y del tipo de problemas

•Debe servir de ayuda para comprender las areas de consenso ydiscrepancia y añadir rigor al análisis y la toma de decisiones

•Siempre requiere aprendizaje del usuario y explicación del resultado

El software desarrollado a medida con ayuda de un análista de decisionesconsigue soluciones que interfieren menoscon los requisitos/restricciones del problema

El uso eficaz de cualquier software requiere un conocimiento básico ycomprensión de los métodos y teoría del Análisis de Decisiones:

-El software siempre implementa parte de la teoría

-Se pueden cometer errores graves en la modelizacion que el software no detecta

-Siempre hay aspectos del modelo que el software no puede explicar

Software para SADEvaluación del Software

El software es una ayuda necesaria pero su uso tiene riesgos:

- El proceso de decisión NO debe ser conducido por el software

-La estructura del problema (medios/fines,…) y sus aspectos clave (pesos/ objetivos,…) NO deben estar condicionados por la herramienta software

-La agregación de juicios NO debe ser trivial (promedios) porque el software no la contemple

-La estimación de pesos NO debe realizarse mediante un solo método

-Centrarse en un software puede mostrar políticas NO óptimas como tales

-La naturaleza del proceso de decisión puede NO ajustarse al marco teorico del software

-En general, NO hay un software que responda a todos los requisitos que se presentan a lo largo del proceso de decisión.

Software para SADEvaluación del Software

La evaluación la realizan análistas de decisiones con la colaboración de los desarrolladores, los potenciales usuarios y los expertos en el problema

Criterios:

1) Estructura del problema: diagrama de influencia, jerarquías/árboles de decision,… Alcance

2) Estudio y Desarrollo de alternativas de decisión

3) Análisis: probabilidad, secuencias de decisión, objetivos

4) Tecnología: soporte y fiabilidad

5) Interactividad: comunicaciones, gráficos, trabajo en grupo,…

6) Facilidad de uso: intuitivo, claro, comprensible

Software para SADDPL

Construcción (diagrama) del modeloEvaluación de las politicas óptimasAnálisis de sensibilidad

decision P.{hacer,no_hacer};decision C.{c,no_c};chance E.{e1,e2,e3}={.3,.4,.3};value v|P,C,E= //P.hacer,C.c.85, //E.e1.43, //E.e2 0, //E.e3 //P.hacer,C.no_c.25, //E.e1.25, //E.e2.25, //E.e3 //P.no_hacer,C.c.86, //E.e1.44, //E.e2.01, //E.e3 //P.no_hacer,C.no_c.26, //E.e1.26, //E.e2.26; //E.e3chance R.{ra,rn}|E={.9,.1}, //E.e1{.65,.35}, //E.e2{.15,.85}; //E.e3

sequence:

decide to P.hacer then gamble on R then a: decide to C.c then gamble on E and get v to C.no_c and get v~ to P.no_hacer then perform a

Software para SADDPL

http://www.syncopationsoftware.com/dpl.html

Software para SADDPL

Software para SADDPL

Software para SADGeNie

Construcción (diagrama) del modelo)Evaluación de politicas óptimasAnálisis de sensibilidad (sólo redes bayesianas)Propagación de evidenciaEstudio del grado de las influenciashttp://genie.sis.pitt.edu/

Software para SADGeNie

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?><smile version="1.0" id="Network2" numsamples="1000"><nodes><decision id="P"><state id="hacer" /><state id="no_hacer" /></decision><cpt id="E"><state id="e1" /><state id="e2" /><state id="e3" /><probabilities>0.3 0.4 0.3</probabilities></cpt><cpt id="R"><state id="ra" /><state id="rn" /><state id="no_r" /><parents>P E</parents><probabilities>0.9 0.1 0 0.65 0.35 0 0.15 0.85 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1</probabilities></cpt><decision id="C"><state id="comprar" /><state id="no_comprar" /><parents>R P</parents></decision><utility id="v"><parents>P C E</parents><utilities>0.85 0.43 0 0.25 0.25 0.25 0.86 0.44 0.01 0.26 0.26 0.26</utilities></utility></nodes><extensions><genie version="1.0" name="Network2" faultnameformat="nodestate"><node id="P"></genie></extensions></smile>

Software para SADElvira

Construcción (diagrama) del modeloEvaluación de politicas óptimasExplicación de la inferencia (razonamiento)Análisis de sensibilidadInferencia parametrizable

http://leo.ugr.es/elvira/devel/