Дерево рішень: приклад. Алгоритми побудови дерева рішень
Опубликованно 14.12.2017 08:38
Метод дерева рішень - це прекрасний спосіб вибрати стратегію послідовних дій в умовах ризику. Саме ризик тут виступає ключовим словом, оскільки при небезпеці прийняти раціональне рішення дуже складно, а продуманий план допомагає проаналізувати ситуацію.
Дерево прийняття рішень подібно справжньому: у нього є стовбур, гілки і листя. "Стовбур" - основа всього - це головне питання, на який потрібно відповісти. Гілки - це стрілочки з кількома варіантами відповідей. А листя - це ситуації, до яких приведе нас обраний відповідь.
Найпростіший приклад
Будь-яка теорія сприймається набагато легше, якщо навести приклад. Дерево рішень "Піти гуляти?" - це найпростіший алгоритм. У бізнесі все базується на таких принципах. До речі, в основі всіх електронних програм теж лежить алгоритм побудови дерева.
Отже, стоїть завдання вирішити, чи можна йти гуляти. Наш стовбур - перше питання - це ключовий фактор: "На вулиці сонячно?" Від нього залежить наш подальший шлях. Якщо відповідь позитивний, рухаємося за напрямом слова "Так". Приходимо до нового розгалуження. Якщо температура повітря висока, ми одержуємо остаточний відповідь - "Не тадти гуляти", в іншому випадку теж отримуємо підсумок, але вже з результатом "Ідти гуляти".
Можна було обрати й інший шлях. Дерево прийняття рішень передбачає, що будуть проаналізовані всі варіанти руху і прогнозовані результати. Чому слід вибирати цей метод
Переваги дерева рішень дозволяють визначити, чому даний метод є найбільш гнучким із всіх, що стосуються питання про вибір рішень. Це одновимірна схема, яка наочно показує причинно-наслідкові зв'язки. Что буде, якщо... І куди наш вибір призведе.Можливість одночасно розглядати нетипові ситуації і підбирати декілька варіантів їх вирішення.Відсутність будь-яких законів слідства.Простота у використанні.Працювати над моделлю може відразу кілька людей, що полегшує завдання.Дерево рішень не обмежений в часових рамках.Підходить для більшості бізнес-ситуацій.
Область застосування
Можна привести будь-приклад дерева рішень. Це може бути питання про те, чи відкривати нові виробничі потужності, впроваджувати технології, формувати новий асортимент і т. д. Область застосування даного методу неймовірно широка.
Але можна виділити три великі групи, де дерево рішень допомагає виграти час.Опис даних. Припустимо, завдання керівництва - вирішити проблему розширення асортименту. Схема даної задачі буде складатися з конкретних цифр можливих сум прибутку і рентабельності. Зтруктурировать таку інформацію буде набагато простіше, якщо вона буде зберігатися у вигляді схеми, а не у великій таблиці.Класифікація. З'являється можливість згрупувати вихідні дані і зробити для них добірку.Регресія. Дерево рішень дозволяє визначити, як формується цільова стратегія під впливом незалежних факторів. Наприклад, на вибір стратегії формування асортименту будуть впливати, крім основних факторів виробництва, другорядні, які побічно до цього ставляться. Це може бути врожай какао-бобів з країни-експортера або графік руху транспортних суден. Начебто на вибір стратегії прямо не роблять впливу, але збій їх роботи може перешкодити формуванню асортименту на кондитерській фабриці.
Алгоритми
На сьогоднішній день існує кілька відомих алгоритмів, що дозволяють створювати дерева рішень (приклади ми вже розглянули).CART - абревіатура слів Classificationand Regression Tree (класифікація і регресія). Згідно з його принципами, кожен вузол дерева може мати тільки два ответвления.С4.5 - метод побудови, при якому кожен вузол може мати неограничее кількість гілок. У такій схемі важко робити прогнози, тому її використовують для класифікації.QUEST (Quick, Unbiased, Efficient Statistical Trees). Найскладніша з усіх моделей, але дуже достовірна. Позволяет створювати багатовимірне розгалуження. Це означає, що в будь-якому вузлі може створюватися не просто безліч гілок, а прикладів дії.
Збір даних
Метод дерева рішень буде ефективним у тому випадку, якщо правильно підійти до питання збору даних. Наведемо характерну послідовність:Визначення життєвого циклу проекту: скільки буде етапів і яка тривалість кожного з них.Виділення ключових подій, на етапі яких може виникнути дилема вибрати одне або інше.Опис кожного з можливих факторів, які вплинуть на настання тієї чи іншої події, описаного в попередньому кроці.Проценка ймовірності прийняття цих рішень.Розрахунок вартості всіх етапів життєвого циклу (вважається між ключовими подіями).Приклад дерева рішень
Розглянемо типову бізнес-ситуацію. Компанії потрібно вибрати вигідне інвестиційне вкладення Іп1, Дж2, Ип3 за допомогою дерева рішень. Приклади розв'язання задач формуються на підставі вихідних даних.
Перший проект вимагає вкладення в розмірі 200 млн рублей і принесе прибуток 100 млн руб. Для другого необхідно 300 млн руб., але принесе 200 млн руб. Третій, самий прибутковий, - 300 млн руб., але потрібно вкласти 500. При цьому є ризик втратити все. При першому варіанті рівень ризику - 10 %, при другому - 5 %, і при третьому - 20 %. Який з проектів буде найбільш вигідний?
Провести математичні розрахунки досить важко. Тому потрібно побудувати графічну схему. Правильне рішення буде залежати не тільки від того, наскільки зрозумілою буде модель, але і як будуть розташовані вихідні дані.Побудова графіка
Отже, у нас є три проекти: Іп1, Дж2 і Ип3. Розглянемо, як скласти дерево рішень. Рухатися будемо від першого ключового моменту, визначеного великим квадратом. Тут ми напишемо кінцевий підсумок, а поки нехай сектор залишається порожнім. Від нього креслимо три відгалуження з іменами проектів. Далі кожен варіант має свій рівень математичних очікувань, позначений кружечком. Поки вони порожні, в них потрібно буде написати отриманий результат розрахунків. Від кожного з них буде ще два відгалуження. Вгору - це дохід і рівень його очікування, вниз - витрати і ризики втрат.Математичні розрахунки
Пора приступати до пошуку правильного рішення. Для цього складемо формули:Іп1= 100 ? 0.9 - 200 ? 0.1 = 70Дж2 = 200? 0.95 - 300 ? 0.05 = 175Ип3 = 300 ? 0.8 - 500 ? 0.2 = 140
Отримані дані записуємо в кружечки. Вибираємо найбільше число - 175. І записуємо його в квадрат. Це і є математичне очікування від проекту. І оскільки саме вигідна пропозиція - це Дж2, це і буде відповіддю на задачу. Область застосування
Здавалося б, що прикладів дерева рішень для бізнесу можна навести неограничее кількість. Дійсно, найчастіше про цьому методі говорять в контексті менеджменту. Нпро насправді область застосування алгоритму набагато більше. Приведем деякі цікаві факти:Дерево рішень незамінне в банківській справі. Його використовують для оцінки клієнтів і прийняття рішення для видачі кредиту.Промисловість. Яскравий приклад - перевірка якості. Оскільки на заводах не завжди є можливість оцінити всі випущені товари практичним методом, створюють спеціальний алгоритм, за допомогою якого шлюб відсікається на декількох етапах перевірки.Медицина. Для використання дерева рішень у цій сфері не потрібні листочок і папір. Любою лікар робить це щодня при постановці діагнозу. Доктор задає пацієнту навідні питання, проді на які призведуть до єдиного правильного рішення.Молекулярна біологія. Навіть у цій унікальній області є де застосувати метод побудови схем. Наприклад, аналіз будови амінокислот.Програмування. Будь-яка програма або веб-сторінка побудовані за принципом алгоритму і руху від цілого до безлічі.Приклад використання алгоритму в банківській сфері
Спробуємо побудувати дерево рішень, уявивши, що ми співробітники відділу кредитування будь-якого банку. Позначимо ключових фактори:вік;рівень доходу;утриманці, сімейний стан;кредити в інших організаціях;наявність рухомого і нерухомого майна.
Тепер по кожній з ключових гілок необхідно скласти приблизний план можливих дій.
Почнемо з віку. Більше 21? Відповідь "так" або "ні". "Ні" відразу приводить нас до нуля. Після відповіді "Да" рухаємося до наступного питання.
Рівень доходу вище 50 000 руб. на місяць? "Ні" - це відразу нуль, "Так" - переходимо до наступній гілці.
Сімейний стан. У цьому розділі можуть з'являтися додаткові ответвления, які будуть важливими для нашого рішення. Скільки чоловік в сім'ї? Сколько з них утриманці, який дохід у супругисупруга. Якщо відповіді нас задовольнили, можна переходити до наступного сектору.
Кредити в інших організаціях. Тут раціонально виділити: яку суму брали, як швидко віддали, чи є борги?
Наявність рухомого і нерухомого майна може стати додатковою гарантією повернення коштів, тому, якщо потенційний позичальник дійшов до цього етапу і позитивно відповів на останнє запитання, то однозначно рішення про видачу йому грошей буде позитивним.
Скоротити шлях до будь-якого з рішень "Видати" або "Не видати" можна на будь-якому етапі.Приклад з медицини
Розглянемо типову ситуацію. До лікаря прийшов на огляд пацієнт з кашлем. При постановці діагнозу лікар оцінює людини за декількома параметрами:як давно кашель;є температура;закладений ніс;як прослуховуються легені, бронхи, наявність хрипів;серцевий ритм;вік, наявність флюрографії та ін. фактори.
Відповідь на кожне з цих питань призведе до доктора постановці правильного діагнозу. Висновок
Приклад дерева рішень можна зустріти у повсякденному житті. Люди сотні раз стикаються з дилемою, вирішити яку можна, вибравши найкоротший або найвигідніший шлях. Точно так само і в бізнесі. Алгоритм допомагає вибрати правильне рішення, класифікувати і структурувати дані про питання, спрогнозувати результат. Важливою задачею є вибір основних питань, які становлять ключові моменти, і гілок з результатом. Існує безліч моделей, комп'ютерних програм, що дозволяють швидко і якісно побудувати дерево рішень і полегшити пошук.
Категория: Студентам