3. 3 Определение цели в процессе синтеза системы

Если отвлечься от разделения работ по определению цели СТС между заказчиком и исполнителем, то можно указать следую­щую схему формирования целей как составную часть процесса синтеза СТС:

1) на этапе постановки задачи:

составление сценариев, выбор целей СТС и их описание;

построение дерева целей и задач;

выявление взаимосвязей между целями и задачами одного и разных уровней иерархии;

проведение качественной оценки относительной важности целей с учетом возможных затрат ресурсов, выделяемых на достижение целей;

2) выбор показателей эффективности, характеризующих коли­чественно степень достижения целей;

3) определение количественных характеристик целей СТС (по­казателей и ограничений) в процессе синтеза СТС путем моделиро­вания.

Определение количественных характеристик целей СТС иллюст­рируется общим методическим планом синтеза СТС различного назначения, приведенным на рис. 2.6.

Синтез начинается с определения в первом приближении цели СТС и средств ее достижения (задач), выбора показателей и кри­териев эффективности для количественной оценки степени достиже­ния цели, назначения в первом приближении структуры и параметров СТС.

Рис. Общий план синтеза системы

Выбор первого приближения зависит от тех представле­ний о СТС и ее внешней среде, которые имеются у исследователя в начале работы.

Синтез СТС проводится путем последовательных приближений на основе оценки достигаемых значений показателя эффективности по результатам моделирования СТС со структурой и параметрами, постепенно приближающимися сначала к удовлетворительным, а затем к предпочтительным (или оптимальным) структурам и пара­метрам.

Если выясняется, что поставленная перед СТС цель не достига­ется, а ослабление цели недопустимо, то применяют новые средст­ва достижения цели. При этом существенно меняются структура и параметры СТС. Одним из таких средств является расширение со­става синтезируемой системы путем включения в нее части компо­нентов системы вышестоящего уровня.

Для примера рассмотрим космическую систему наблюдения, со­стоящую из системы КА, пунктов приема специальной информации (ЕГПИ), центра обработки специальной информации и наземных технических средств. Если при синтезе системы КА окажется, что не может быть достигнута требуемая оперативность наблюдения, то в состав синтезируемой системы может быть включена подси­стема ППИ. Это означает, что необходимая оперативность будет достигаться путем совместной оптимизации параметров системы КА и характеристик ППИ.

Решение задачи синтеза СТС будет особенно плодотворным, ес­ли исследователь активно изыскивает новые пути и средства для того, чтобы усилить количественные характеристики цели или что­бы в случае многоцелевой СТС сделать совместимыми некоторые цели, не являющиеся таковыми при первоначально выбранных средствах. Содействуют ли друг другу цели или мешают, может за­висеть от средств, используемых для их достижения. Поэтому час­то можно сделать цели совместимыми, применяя новые средства. При пассивном подходе к синтезу СТС приходится жертвовать од­ной важной целью ради другой, тогда как при некоторой изобре­тательности можно добиться полезного компромисса между целями СТС.

Ранее, когда говорилось о системном подходе, отмечалось тре­бование, чтобы при разработке компонентов СТС их цели были подчинены цели СТС, другими словами, служили средствами дости­жения цели СТС. При определении цели СТС рекомендуется обрат­ное — оценивать возможность достижения цели СТС с позиций рас­полагаемых средств (промежуточных целей). В процессе синтеза СТС постоянно происходит выбор и изменение как средств, так и целей СТС. Выбранная цель оценивается исходя из необходимых для ее достижения средств. Другими словами, выбор цели СТС обусловлен возможностями ее достижения. Эта особенность задачи выбора цели СТС заставляет проводить совместный выбор целей СТС и ее компонентов в процессе синтеза СТС итеративным путем.

Изменение цели СТС в процессе разработки СТС и соответст­венно средств ее достижения вызывается не только трудностями достижения цели, но также изменениями факторов внешней среды и выяснением неопределенностей во внешней среде во время разра­ботки СТС.

Изменение цели разрабатываемой СТС в результате анализа вышестоящих систем, а также изменений во внешней среде или знаний о ней существенно изменяет задачи разработки СТС. Осо­бенно «сильно на цели создания систем вооружения влияют изме­нения целей и характеристик систем противника.

Так, в приведенном примере (см. рис. 1.1) более широкий ана­лиз проблемы ПВО объекта может привести к решениям, что само­леты-перехватчики не нужны, что с задачей ПВО объекта лучше всего справятся ЗУР; если обороняется, например, аэродром, то, возможно, будет рекомендован какой-либо вид пассивной обороны: рассредоточение самолетов, их укрытие или отлет по сиг­налу тревоги.

Опыт показывает, что цели разрабатываемой СТС могут изме­няться многократно частично из-за трудностей, встретившихся при попытках удовлетворить первоначальному заданию, и частично вследствие того, что изменились цели вышестоящих систем, средст­вом достижения которых должна была служить разрабатываемая СТС.

Изменение цели может произойти и за время существования СТС. Например, научно-технические достижения могут открыть перед СТС новые возможности в результате ее модернизации или сделать цель неосуществимой для данной СТС в новых условиях ее работы.

Вышеизложенное свидетельствует о том, что выбор цели СТС является слишком сложной задачей, не позволяющей основывать ее решение на интуиции как на единственном средстве. Эта зада­ча решается в процессе анализа и синтеза СТС, в котором интуи­ция может подсказать новые более эффективные средства дости­жения цели, однако являются ли эти средства действительно не­обходимыми, на этот вопрос можно ответить только в итоге синте­за СТС.

Таким образом, целеобразование — чрезвычайно сложный и от­ветственный процесс. Сложность определения целей обусловлена трудностями получения необходимых данных о внешней среде, в которой предстоит действовать СТС, и о динамике развития внеш­ней среды, а также необходимостью согласования цели СТС с це­лями компонентов в процессе итеративного синтеза СТС. Весьма ответственным решением является распределение целей между компонентами СТС различных уровней. От целей зависит выбор показателей эффективности и построение моделей, необходимых для проведения математического моделирования и синтеза СТС. Цели СТС и ее компонентов, в конечном счете, определяют облик, структуру и основные характеристики системы.

Возможные ошибки определения цели

Остановимся на возможных неправильных подходах к проблеме определения цели СТС [23].

Исследователь может обойти эту проблему, выбрав цель доста­точно узкой, чтобы легко произвести оценки и упростить исследо­вание. Однако такая цель может оказаться слишком узкой, чтобы представлять какую-либо практическую ценность.

Приведем иллюстрацию этого положения. Цель создания само­лета будет поставлена слишком узко, если будет выбрана какая-то одна из летно-тактических характеристик для ее оптимизации, на­пример, если будет поставлена цель создать самолет с самым боль­шим радиусом действия. Такой самолет без необходимых значений полезной нагрузки, скорости полета и других характеристик вряд ли был бы полезен для выполнения возложенных задач. Можно •было бы задать некоторые минимальные значения для скорости, высоты, полезной нагрузки и т. д. и затем решать проблему созда­ния самолета с максимальным радиусом действия при этих ограниче­ниях. К сожалению, при таком подходе к выбору цели нет способа, Позволяющего определить минимальные значения неоптимизируе­мых характеристик. Кроме того, сформулированная выше цель не является единственно возможной. Можно было бы избрать другую цель и попытаться обеспечить максимальную скорость при опреде­ленных минимальных требованиях к радиусу действия и другим летно-тактическим характеристикам. Однако в рамках узко поставленной задачи выбора цели пассажирского самолета нет мето­да, позволяющего сделать выбор между двумя узкими целями.

Другой неправильный подход к проблеме определения цели со­стоит в том, чтобы действовать прямо противоположным образом и поставить всеобъемлющую цель. Такая цель будет не пригодна для работы, не даст возможности выработать рекомендации, и за­дача исследования СТС неизбежно будет бессодержательной.

Ошибки при выборе цели могут происходить вследствие неполного учета возможных операций СТС, пренебрежения неопределен­ностями и возможными изменениями цели СТС с течением време­ни. В некоторых проблемах время выполнения поставленной задачи может быть очень важной составной частью цели. Тогда неучет этого фактора времени может привести к ошибке в выборе цели.