مفاهیم و اصطلاحات مهم در تصمیم گیری

مدل تصمیم گیری

همانطور که قبلاً به تفصیل توضیح دادیم (مشاهده‌ی درس مربوطه)، در مجموعه‌ی طراحی مهندسی ویکی‌تولید، حل مسأله و تصمیم گیری را دو مقوله‌ی جدا از هم می‌دانیم. مطابق تعاریفی که گفتیم، تصمیم گیری یعنی چند گزینه موجود باشد و بخواهیم بهترین گزینه یا گزینه‌ها را شناسایی کرده یا آن‌ها را اولویت‌بندی کنیم.

برای درک تصمیم گیری بهتر است از آن مدل بسازیم، یعنی همانطور که از سیارات، شهرها، ساختمان‌ها و خودروها ماکت درست می‌کنیم یا مدل سه‌بعدی یک قطعه را در کامپیوتر می‌سازیم، باید اجزای مهم تصمیم گیری را هم به نحوی توصیف کنیم تا تصویری مشابه واقعیت آن ایجاد شود. به این منظور، یکی از اعتقادات رایج این است که اگر در مورد یک تصمیم به موارد زیر اشاره کنیم، تصویر نسبتاً دقیقی از آن ایجاد می‌شود:

۱- گزینه‌ها یا آلترناتیوها (Alternatives)

۲- اهداف (Objectives)

۳- وضعیت‌های طبیعی یا شرایط محیطی (States of Nature)

۴- پیامدها (Outcomes)

۵- مطلوبیت‌ها (Utility)

۶- وضعیت آگاهی (States of Knowledge)

این شش مورد را می‌توانیم مهم‌ترین کلیدواژه‌های تصمیم گیری بدانیم و در ادامه به توضیحشان می‌پردازیم.

۱٫ گزينه‌ها يا آلترناتیوها (Alternatives)

آلترناتیوها گزینه‌های مختلفی هستند که برای حلّ یک مسأله وجود دارد، مثلاً اگر بخواهیم بهترین ماده را برای طراحی یک قطعه از میان مس و آلومینیوم و برنج انتخاب کنیم، به هر یک از آن‌ها آلترناتیو می‌گویند. همچنین اگر قصد مسافرت به شمال را داشته باشیم، استفاده از اتوبوس و سواری و قطار و هواپیما می‌توانند آلترناتیوهای ما برای رسیدن به مقصد باشند. تعداد آلترناتیوها می‌تواند محدود یا نامحدود باشد، مثلاً در مورد گزینه‌های رسیدن به شمال، تعداد گزینه‌هایمان محدود بود اما اگر بخواهیم بهترین دمای محیط از ۲۱ تا ۲۵ درجه‌ی سانتیگراد را برای انجام یک آزمایش انتخاب کنیم، بی‌نهایت گزینه‌ی مختلف مثل ۲۲ درجه، ۲۴٫۲ درجه یا ۵۱٫۱۲ درجه‌ی سانتیگراد وجود دارد و در این حالت، اصطلاحاً فضای تصمیم گیری پیوسته است.

۲٫ هدف (Objective)

هدف توصیف خواسته‌های تصمیم‌گیرنده (Decision Maker) است، به عبارتی تصمیم گیری برای تحقق این خواسته‌ها انجام می‌شود. مثلاً اگر بخواهیم در مورد خرید یکی از لپتاپ‌های موجود در بازار تصمیم گیری کنیم، مواردی مثل بالاترین بهره‌وری، کمترین هزینه یا بیشترین ایمنی می‌توانند اهدافمان باشند. بدیهی است که اگر هیچ هدفی وجود نداشته باشد، اساساً تصمیم گیری چالش‌برانگیز نخواهد بود و هیچ گزینه‌ای نسبت به سایر گزینه‌ها برتری نخواهد داشت. مثلاً اگر هدف‌مان یک مسافرت ارزان‌قیمت باشد، سفرِ شمال نسبت به سفرِ مالدیو ارجحیت دارد، اما اگر هدف‌مان اقامت در یک محیط جدید و لوکس باشد، سفر به مالدیو گزینه‌ی مناسب‌تری خواهد بود.

۳٫ وضعیت‌های طبیعی (States of nature)

منظور از وضعیت طبیعی (State of nature)، محیط پیرامون مدل تصمیم گیری است که اصولاً از کنترل تصمیم‌گیرنده خارج است، مثلاً اگر قرار باشد که قطعه‌ای در محیط داغ و خورنده کار کند و در مورد ماده‌ی سازنده‌ی آن تصمیم‌ بگیریم، محیط داغ و خورنده یک وضعیت طبیعی است که روی آن کنترلی نداریم (نمی‌توانیم آن را عوض کنیم)، اما در مورد مواد سازنده‌ی قطعه کار، آزادی عمل داریم و ماده‌ای را انتخاب می‌کنیم که تا حد امکان با این وضعیت طبیعی سازگار باشد.

در مثالی دیگر، اگر احتمال استفاده از محصولی مثل خودکار برای خردسالان۱۰% درصد و برای نوجوانان ۷۰% و برای بزرگسالان ۲۰% باشد، هر سه‌ی این موارد (استفاده توسط خردسالان، نوجوانان و بزرگسالان) جزء وضعیت‌های طبیعی به حساب می‌آیند.

۴٫ پیامد یا خروجی (Outcome)

پیامد یا خروجی، دستاوردی است که از ترکیب یک گزینه با یک وضعیت طبیعی (State of Nature) به دست می‌آید، مثلاً اگر محصول‌مان خودکار باشد، رنگ آن را صورتی انتخاب کنیم (یک گزینه) و یک خردسال از آن استفاده کند (یکی از وضعیت‌های طبیعی)، پیامد آن می‌تواند سطح رضایت بالاتر مصرف‌کننده (خردسالان) باشد. همچنین اگر این خودکار توسط بزرگسالان استفاده شود (یکی دیگر از وضعیت‌های طبیعی) احتمالاً پیامد آن سطح رضایت کمتر مصرف‌کنندگان خواهد بود.

به عنوان مثالی دیگر، فرض کنید که قرار است بین (۱) تولید چتر و (۲) تولید کلاه آفتابی تصمیم بگیریم و تنها هدف‌مان این است که طی ۱۲ ماه آینده به حدأکثر تعداد فروش دست پیدا کنیم. با این فرض که تعداد فروش این محصولات، تا حد زیادی با میزان بارش باران در ارتباط است،‌ موارد زیر را می‌توانیم وضعیت‌های طبیعی در نظر بگیریم و تصمیم گیری را بر اساس آن‌ها انجام دهیم:

۱- بارش زیاد باران طی ۱۲ ماه آینده

۲- بارش متوسط باران طی ۱۲ ماه آینده

۳- بارش اندک باران طی ۱۲ ماه آینده

معیارهای متفاوتی برای تعیین زیاد، متوسط یا کم بودن بارش وجود دارد، مثلاً می‌توانیم تعداد روزهای بارانی یا مجموع بارندگی سالیانه را مبنا قرار دهیم. در هر صورت، اگر به اطلاعات و پیش‌بینی‌های آب و هوا دسترسی داشته باشیم، احتمال تحقق هر یک از سه وضعیت طبیعی امکان‌پذیر است و می‌تواند برای تصمیم گیری مفید باشد.

با در نظر گرفتن همه‌ی این توضیحات، منظور از پیامد این است که اگر مثلاً تولید چتر را انتخاب کرده باشیم (گزینه‌ی اول) و میزان بارش طی ۱۲ ماه آینده زیاد باشد (وضعیت طبیعی اول)، هزار عدد از آن فروخته می‌شود، اما اگر میزان بارندگی کم باشد (وضعیت سوم)، فروش آن نهایتاً ۱۲۰ عدد است.

روشن است که گاهی پیامدها قطعی و گاهی احتمالی هستند، مثلاً اگر برای کشیدن یک بار سنگین (وضعیت طبیعی) از یک کابل ضعیف (گزینه) استفاده کنیم، قطعاً پاره می‌شود که یک پیامد قطعی است. از طرفی اگر برای جذب مشتری (هدف) در بازار آهن (وضعیت طبیعی) تراکت پخش کنیم (گزینه)، هیچ تضمینی وجود ندارد که فروش‌ قابل توجهی داشته باشیم. همچنین پیامد سرمایه‌گذاری در بازار خودرو الزاماً رسیدن به سود نیست و می‌تواند به ضرر منتهی شود.

۵٫ مطلوبیت (Utility)

مطلوبیت به میزان رضایتی گفته می‌شود که تصمیم‌گیرنده نسبت به پیامدها دارد. مثلاً فرض کنید که بین دو گزینه‌ی زیر مردّد هستیم:

۱- سرمایه‌گذاری روی طرح الف که به ۱۵۰ میلیارد تومان سرمایه‌گذاری اولیه نیاز دارد و طی دو سال نخست، حدأکثر به ۷۵ میلیارد تومان سود می‌رسد.

۲- سرمایه‌گذاری روی طرح ب که به ۲۰۰ میلیارد تومان سرمایه‌گذاری اولیه نیاز دارد و طی دو سال نخست، حدأکثر به ۱۵۰ میلیارد تومان سود می‌رسد.

اگر در جستجوی طرحی باشیم که به سرمایه‌گذاری کمتری نیاز داشته باشد، از نظر ما طرح شماره‌ی یک مطلوب‌تر است اما اگر زودبازده بودن و سقف سودآوری آن در دو سال اول برایمان مهم‌تر باشد، طرح شماره‌ی دو مطلوب‌تر خواهد بود.

۶٫ وضعیت دانش (State of knowledge)

وضعیت دانش، میزان آگاهی و یقین نسبت به وضعیت‌های طبیعی (States of Nature) است. به صورت معمول، مدلهای تصمیم گیری را بر اساس وضعیت دانش یا درجه‌ی آگاهی به سه دسته تقسیم می‌کنند که در ادامه ارائه شده‌اند. ضمناً گاهی دسته‌ی چهارمی نیز با عنوان تصمیم گیری در شرایط تعارض به این طبقه‌بندی اضافه می‌شود که از آن صرف نظر کردیم.

تصميم‌گيري در شرايط قطعيت (Decision Under Certainly)

اگر پیامد انتخاب هر گزینه در وضعیت‌های طبیعی مختلف مشخص باشد، می‌گوییم مدل تصمیم گیری در شرایط قطعی است. مثلاً فرض كنيد كه قرار است يكي از سه قطعه‌ي زير را براي استفاده در يك دستگاه انتخاب كنيم:

اگر بدانيم دستگاه در محيط سرد و خشك كار مي‌كند، قطعه‌ي شماره يك با ۸۰% راندمان بهترين گزينه است و به عبارتی، پیامد انتخاب‌مان کاملاً مشخص است.

تصمیم گیری در شرایط عدم قطعیت (Decision under Uncertainly)

اگر احتمال وقوع چند وضعیت طبیعی مختلف وجود داشته باشد، مدل تصمیم گیری در شرایط عدم قطعیت است. مثلاً فرض كنيد كه محصول‌مان شاید در محيط‌هاي سرد و خشك، گرم و مرطوب، يا گرم و خشك استفاده شود و احتمال هر يك از اين موارد مطابق جدول زير باشد:

مطابق جدول، ۲۰% احتمال دارد كه محصول در محيط گرم و خشك استفاده شود و احتمال استفاده از آن در محيط‌هاي سرد و خشك، و گرم و مرطوب برابر ۴۰% است. در نتیجه به صورت قطعي معلوم نیست كه کدام وضعیت طبیعی اتفاق می‌افتد.

با توجه به جدولي كه در قسمت قبل (تصميم‌گيري در شرايط قطعيت) داشتيم، و جدولي كه در اين قسمت براي احتمال وقوع وضعيت‌هاي طبيعي ارائه شده است، مي‌توانيم براي تصميم‌گيري دقيق‌تر راندمان احتمالي هر يك از قطعات را به صورت زير محاسبه كنيم:

تصمیم گیری در شرایط ریسک (Decision under Risk)

تصميم‌گيري در شرايط ريسك به اين معناست كه احتمال وقوع پيامدها (Outcomes) معلوم نباشد، مثلاً ندانيم كه اگر از قطعه‌ي A در محيط گرم و خشك استفاده شود، راندمان آن چقدر است. در اين شرايط، معمولاً قوانين مختلفي تعريف می‌کنیم تا تصمیم گیری بر مبنای آن‌ها انجام شود. در مثالي كه در دو قسمت قبلي بررسي كرديم، احتمال وقوع پيامدها مشخص بود، لذا براي توضیح اين قسمت به مثال ديگري نیاز داریم. فرض کنید سه طرح تجاری وجود دارد که حدأقل و حدأکثر سود احتمالی آن‌ها مطابق جدول زیر است اما بر خلاف قسمت قبلي، اطلاعي از ميزان وقوع وضعيت‌هاي طبيعي نداريم:

همانطور که گفتیم براي انتخاب بهترین طرح (گزینه) به قانون نیاز داریم، به این منظور از دو قاعده‌ی مشهور با عناوین Maximin و Maximax استفاده مي‌كنيم.

مطابق قاعده‌ي Maximin، تصميم‌گيرنده بايد گزينه‌اي را انتخاب كند كه حدأقل بازدهي قابل دستيابي را به حدأكثر برساند، به عبارت ساده‌تر اين قاعده به دنبال بيشترين بازدهي قطعي است. اگر اين قاعده را مبنا قرار دهيم، طرح شماره‌ي ۳ بهترين انتخاب است چون در بدترين حالت، حدأقل ۸۰ ميليارد تومان سود عايدمان مي‌كند.

مطابق قاعده‌ی Maximax، تصمیم‌گیرنده باید گزینه‌ای را انتخاب کند که حدأکثر مقدار قابل دستیابی را به حدأکثر می‌رساند، یعنی این قاعده به حدأقل‌ها کاری ندارد و روی حدأکثرها تمرکز می‌کند تا شانس دستیابی به بیشترین دستاوردهای ممکن وجود داشته باشد. مطابق این قاعده، طرح شماره‌ی ۱ باید انتخاب شود، چون این پتانسیل را دارد که طی پنج سال نخست به ۱۸۰ میلیارد تومان سود برسد.

قاعده‌ی Maximin به شدت بدبینانه و قاعده‌ی Maximax بیش از اندازه خوشبینانه است، لذا شاید بهتر باشد که نگاه متعادل‌تری در تصمیم گیری داشته باشیم. برای این کار می‌توانیم ضریب α را به عنوان ضریب خوشبینی در نظر بگیریم و آن را روی حدأقل و حدأکثر دستاوردها اعمال کنیم. در این حالت اگر α برابر ۱۰۰% باشد (۱۰۰% خوشبین باشیم)، انتخاب‌مان مطابق قاعده‌ی Maximax و اگر صفر درصد باشد، انتخاب‌مان مطابق قاعده‌ی Maximin می‌شود و طبیعتاً اگر مقادیر دیگری مثل ۰٫۴ و ۰٫۵ را انتخاب کنیم، تصمیم متعادل‌تری خواهیم گرفت.

در ادامه برای مثال قبلی، فرض کردیم که α برابر با ۰٫۲ باشد (۲۰% خوشبین باشیم) و آن را در سود خوشبینانه ضرب کردیم. همچنین وقتی α برابر با ۰٫۲ است، ضریب بدبینی برابر با (α-۱) یا ۰٫۸ می‌شود که آن را هم در سود بدبینانه ضرب کردیم. نهایتاً مشخص است که با ۲۰% خوشبینی، طرح شماره‌ی سه با ۸۸ میلیارد تومان سود در اولویت انتخاب قرار می‌گیرد.

همچنین مطابق جدول زیر اگر ضریب خوشبینی را برابر با ۰٫۵ در نظر بگیریم، طرح شماره‌ی یک انتخاب می‌شود.