2.3 Методы, направленные на активизацию использования

интуиции и опыта специалистов

К рассматриваемым ниже подходам и методам специалисты прибега-

ют в тех случаях, когда не могут сразу описать рассматриваемую проблемную

ситуацию аналитическими зависимостями или выбрать тот или иной из рас-

смотренных выше методов принятия решения.

Методы типа «мозговой атаки» или коллективной генерации

идей. Концепция мозгового штурма и мозговой атаки получила широкое

46

распространение с начала 50-х годов. Мозговая атака основана на гипотезе,

что среди большого числа идей имеется, по меньшей мере, несколько хороших,

полезных для решения проблемы, которые нужно выявить. Методы этого типа

известны также под названием коллективной генерации идей, конференций идей,

метода обмена мнениями. Обычно при проведении мозговой атаки или сессии

стараются выполнить определенные правила, суть которых сводится к тому,

чтобы обеспечить как можно большую свободу мышления участников и выска-

зывания ими новых идей. Для этого рекомендуется сформулировать проблему в

основных терминах, выделив центральный пункт обсуждения, высказывать и

подхватывать любые идеи, даже если они вначале кажутся сомнительными или

абсурдными, не допускать критики, не прекращать обсуждать ни одну идею,

высказывать как можно больше идей (желательно нетривиальных), стараться

создать как бы цепные реакции идей, оказывать поддержку и поощрения, необ-

ходимые для того, чтобы освободить участников от скованности.

В зависимости от принятых правил и жесткости их выполнения различают

прямую мозговую атаку, метод обмена мнениями, метод типа комиссий, судов.

Методы типа «сценариев». Методы подготовки и согласования пред-

ставлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенных в письмен-

ном виде, получили название сценариев. Это любой документ, содержащий

анализ рассматриваемой проблемы и предложения по ее решению или по раз-

витию системы, независимо от того, в какой форме он представлен.

Как правило, на практике предложения для подготовки подобных до-

кументов пишутся экспертами вначале индивидуально, а затем формируется

согласованный текст.

Сценарий предусматривает не только содержательные суждения, по-

могающие не упустить детали, которые невозможно учесть в формальной мо-

дели (в этом собственно и заключается основная роль сценариев), но и со-

держит, как правило, результаты количественного технико-экономического

или статистического анализа с предварительными выводами. Роль специали-

стов по системному анализу при подготовке сценария – помочь привлекае-

мым ведущим специалистам соответствующих областей знаний выявить об-

щие закономерности развития системы; проанализировать внешние и внут-

ренние факторы, влияющие на ее развитие и формулирование целей; провес-

ти анализ высказываний ведущих специалистов. В настоящее время в сцена-

рий вводят и количественные параметры и устанавливаются их взаимосвязи,

предлагаются методики целевого управления подготовкой сценария.

Сценарий позволяет создать предварительное представление о про-

блеме (системе) в ситуациях, которые не удается сразу отобразить формаль-

ной моделью. Однако сценарий – это все тот же текст, да еще с последствия-

ми (синонимия, парадоксы, отношения) неоднозначного толкования. Поэтому

это всего лишь основа для дальнейшей формализации.

Методы структуризации. Структурные представления разного рода

позволяют разделить сложную проблему с большой неопределенностью на

47

более мелкие, лучше поддающиеся исследованию, что само по себе можно

рассматривать как некоторый метод исследования, именуемый иногда сис-

темно-структурным. Виды структур, получаемые путем расчленения системы

во времени (сетевые структуры) или в пространстве (иерархические структу-

ры разного рода, матричные структуры) были рассмотрены в 1.3. Методы

структуризации являются основой любой методики системного анализа, лю-

бого сложного алгоритма организации проектирования или принятия управ-

ленческого решения.

Методы типа «дерева целей». Термин «дерево» подразумевает ис-

пользование иерархической структуры, получаемой путем расчленения об-

щей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляю-

щие, т.е. на подцели нижележащих уровней, направления, проблемы, а с не-

которого уровня − функции.

При использовании метода «дерево целей» в качестве средства приня-

тия решений часто применяют термин «дерево решений». При применении

метода для выявления и уточнения функций системы управления говорят о

«дереве целей и функций». При структуризации тематики научно-

исследовательских организаций пользуются термином «дерево проблемы», а

при разработке прогнозов – «дерево направлений развития (прогнозирования

развития)» или «прогнозный граф».

Методы экспертных оценок. Основные положения методов эксперт-

ных оценок заключаются в следующем:

1) проблемы формирования экспертных групп, включая требования к

экспертам, размеры группы, вопросы тренировки экспертов, оценки их ком-

петентности;

2) формы экспертного опроса (разного рода анкетирования, интер-

вью, смешанные формы опроса) и методики организации опроса (в т.ч. мето-

дики анкетирования, мозговая атака, деловые игры и т.д.);

3) подходы к оцениванию (ранжирование, нормирование, различные

виды упорядочения в т.ч. методы предпочтений, попарных сравнений и т.д.);

4) методы обработки экспертных оценок;

5) способы определения согласованности мнений экспертов, досто-

верность экспертных оценок (в т.ч. статистические методы оценки дисперсии,

оценки вероятности для заданного диапазона изменений оценок, оценка ран-

говой корреляции Кендалла и т.д.).

При обработке индивидуальных экспертных оценок применяется

обычно метод согласования оценок, который имеет много вариантов, разли-

чающихся способами, при помощи которых получают обобщенную оценку.

Предположим, например, что эксперты оценивают альтернативы в чи-

словых шкалах. Пусть qj (xi) – оценка i-той альтернативы j-том экспертом

(i=1,m, j=1, n). Оценки qj (xi), q2 (xi), … , qn (xi) можно рассматривать как «из-

мерения» искомой «истинной характеристики» q (xi), считая отклонения qj (xi)

- q (xi) случайными величинами. В качестве приближения можно использо-

48

вать некоторую статистику q (xi)=q( q1 (xi), q2 (xi), … , qn (xi)); обычно это вы-

борочное среднее q (xi)=(1/n)∑ qj (xi), хотя можно использовать и другие ста-

тистики.

Сложнее обстоит дело, когда альтернативы нельзя оценить сразу од-

ним числом и экспертам предлагается дать оценки отдельно по каждому по-

казателю. Например, оценка товара по признакам экономическим, эстетиче-

ским, функциональным и т.д. В этом случае имеем набор чисел qjk (xi), где к −

номер признака. Кроме этих чисел, экспертов просят оценить степень важно-

сти λjk каждого показателя. Тогда q(xi)=(1/n)ΣΣ λjk qjk (xj).

Следующее уточнение вводят в случае неоднородности группы экс-

пертов. Естественно придать различные (а не одинаковые, равные 1/n) веса

мнениям экспертов, имеющих разную квалификацию. Определение коэффи-

циента αj компетентности j-го эксперта можно поручить самим экспертам.

Пусть каждый из них (l-й) оценивает компетентность других числами

0≤αlj ≤1 (при этом и свою − числом αll). Усреднение дает αj =Σ(αlj /Σαls ). В

результате получают итоговую оценку q(xi)=ΣΣ αj λjk qjk (xj).

В тех случаях, когда эксперты лишь упорядочивают альтернативы, т.е.

используют только порядковую шкалу, возможность арифметических опера-

ций отпадает. Тогда переходят к обработке либо относительных частот пред-

почтений альтернативы, либо рангов.

Методы типа «Дельфи». Метод «Дельфи» или метод «дельфийского

оракула» был предложен Л. Хелмером как альтернативная процедура при

проведении мозговой атаки. Однако почти одновременно «Дельфи»-

процедуры стали средством повышения объективности экспертных опросов с

использованием количественных оценок при сравнительном анализе состав-

ляющих «деревьев целей» и при разработке «сценариев». Основные средства

повышения объективности результатов при применении метода «Дельфи» -

использование обратной связи, ознакомление экспертов с результатами

предшествующего тура опроса и учет этих результатов при оценке значимо-

сти мнений экспертов. В конкретных методиках, реализующих процедуру

«Дельфи», эта идея используется в разной степени. Например, достаточно

следующих четырех этапов:

1) раздача анкет, сбор оценок, их обобщенное представление с указа-

нием разбора мнений;

2) сообщение итогов и запрос объяснений причин индивидуального

отклонения от средней или медианной оценки первой итерации;

3) сообщение всех объяснений и запрос контраргументов на них;

4) сообщение возражений и запрос новых оценок альтернатив, если

эксперт пожелает их изменить; нахождение окончательного итога.

Вся работа проводится под руководством отдельной управляющей

группы, в которую входят системный аналитик и лицо принимающее реше-

ния; анонимность экспертов сохраняется до конца работы (а по желанию и

49

после окончания). Метод «Дельфи» показывает на практике хорошую эффек-

тивность.

Методы организации сложных экспертиз. Дальнейшее улучшение

методов экспертных оценок проводилось в связи с необходимостью создания

методов, повышающих объективность получения оценок путем расчленения

большой неопределенности проблемы, предлагаемой эксперту для оценок, на

более мелкие, лучше поддающиеся осмыслению. В качестве простейшего из

этих методов может быть использован способ усложнения экспертной проце-

дуры, предложенны в методике ПАТТЕРН. В этой методике выделяются

группы критериев оценки и рекомендуется ввести весовые коэффициенты

критериев. Введение критериев позволяет организовать опрос экспертов бо-

лее дифференцированно, а весовые коэффициенты повышают объективность

результирующих оценок. Это первая методика системного анализа, в которой

были определены порядок, методы формирования и оценки приоритетов эле-

ментов структур целей.

Назначением, конечной целью создания системы ПАТТЕРН была под-

готовка и реализация планов обеспечения военного превосходства США над

миром.

Принципиальная структура методики ПАТТЕРН приведена на рис.2.8.

В качестве основы для формирования и оценки «дерева целей» разрабатыва-

лись «сценарии» нормативный прогноз и прогноз развития науки и техники

(изыскательный прогноз).

Дерево целей

Сценари

Коэффициенты

относительной

важности

Коэффициенты

ЭВМ

взаимной

полезности

Прогноз

развития

науки и

Коэффициенты

техники

состояния и

сроков

разработки

Рис. 2.8

50

Практика использования системы ПАТТЕРН показала, что она позво-

ляет проводить анализ сложных проблемных ситуаций, распределять по важ-

ности огромное количество данных в любой области деятельности, исследо-

вать взаимное соотношение постоянных и переменных факторов, на которых

основываются и на которые влияют принимаемые ими решения.

Пример варианта «дерева целей», построенного при выполнении одно-

го из проектов ПАТТЕРН, приведен на рис. 2.9.

Количество

элементов

На циональные интересы

3

Направления

деятельности

5

Задания

42

Программы

65

Рис. 2.9

В качестве второго метода организации сложных экспертиз можно ис-

пользовать метод решающих матриц, идея которого была предложена Г.С.

Поспеловым.

Морфологические методы. Термином морфология в биологии и язы-

кознании определяется учение о внутренней структуре исследуемых систем

(организмов, языков) или сама внутренняя структура этих систем. В система-

тизированном виде методы морфологического анализа сложных проблем бы-

ли разработаны швейцарским астрономом Ф. Цвикки.

Основная идея морфологического подхода − систематически находить

наибольшее число, а в пределе − все возможные варианты решения постав-

ленной проблемы или реализации системы путем комбинирования основных

(выделенных исследователем) структурных элементов системы и их призна-

ков. При этом система или проблема может разбиваться на части разными

способами и рассматриваться в различных аспектах.

Отправными точками системного исследования Ф. Цвикки считает:

1) равный интерес ко всем объектам морфологического исследования;

2) ликвидацию всех оценок и ограничений до тех пор, пока не будет

получена полная структура исследуемой области;

3) максимально точную формулировку поставленной проблемы.

51

Цвикки предложил ряд методов морфологического моделирования:

метод систематического покрытия поля, метод отрицания и конструирования,

метод морфологического ящика, метод экстремальных ситуаций. Кратко

опишем три из них.

Метод систематического покрытия поля предполагает, что сущест-

вует некоторое число «опорных пунктов» знания в любой исследуемой облас-

ти. Этими пунктами могут быть теоретические положения, эмпирические

факты, известные на данный момент компоненты сложной системы, откры-

тые законы. Исходя из ограниченного числа опорных пунктов знания и доста-

точного числа принципов мышления (в т.ч. различных мер близости) с помо-

щью метода ищут возможные варианты решения поставленной проблемы.

Метод отрицания и конструирования основывается на соображениях,

которые Цвикки сформулировал так: «На пути конструктивного прогресса

лежат догмы и компромиссные или диктаторские ограничения. Следователь-

но, есть смысл их отрицать. Однако одного этого недостаточно. То, что полу-

чается из отрицания, необходимо конструктивно переработать».

Метод реализуется в три этапа:

1) формирование ряда высказываний (положений, утверждений, акси-

ом и т.д.), соответствующих современному уровню развития исследуемой об-

ласти знаний;

2) замена одного, нескольких или всех сформулированных высказыва-

ний на противоположные;

3) построение всевозможных следствий, вытекающих из такого отри-

цания, и проверка непротиворечивости вновь полученных и оставшихся не-

изменными высказываний.

Метод может быть реализован в форме одного из методов мозговой

атаки − метода «судов».

Метод морфологического ящика основан на формировании и анализе

морфологической таблицы − морфологического ящика. Он строится следую-

щим образом:

1) формулировка поставленной проблемы;

2) определение параметров (классификационных признаков) Pn, от ко-

торых зависит решение проблемы;

3) деление параметров P

ki

n на их значения pn (формирование классифи-

каторов по выбранным признакам Pn) и представление их в виде матриц

строк:

[p 1

2

k1

1 , p1 , … , p1 ];

[p 1

2

k2

2 , p2 , … , p2 ];

…………………

[p 1

2

km

n , pn , … , pn

].

Набор значений (по одному из каждой строки) различных параметров

представляет собой возможный вариант решения моделируемой задачи: на-

52

пример, вариант < p 1

2

2

1 , p2 , … , pn >; общее число вариантов R=k1⋅k2× … ×km,

где кi - число значений i-го параметра.

4) оценка всех имеющихся вариантов;

5) выбор наилучшего варианта решения задачи.

Возможны следующие пути выбора решения:

1) применение одного критерия, полностью исключающего все вари-

анты, кроме одного;

2) последовательное применение нескольких критериев, постепенно

исключающих все варианты, кроме одного;

3) расчленение проблемы на подпроблемы (или задачи на подзадачи) и

последовательное применение нескольких критериев для выбора по одному

варианту решения по каждой из подпроблем, которые вместе взятые и со-

ставляют искомое решение.

Предложенные методы нашли широкое применение при моделирова-

нии задач автоматизации проектирования, задач планирования, например,

распределения заказов по плановым периодам, размещения их по производ-

ствам, линиям сборки и т.д.

Упражнения к главе 2

1. Поясните термин «проблема принятия решения».

2. Назовите ситуации возникновения потребности в термине «про-

блема принятия решения».

3. Поясните высказывание: определение области принятия решения.

4. Дайте определение понятия критерий (критерий функционирования).

5. Поясните вербальное описание задачи.

6. Поясните формальное описание задачи.

7. Как доказывается адекватность модели?

8. Для чего развиваются приемы и методы типа «мозговой атаки»,

«сценариев», «экспертных оценок», «дерева целей»?

9. Перечислите методы моделирования систем.

10. Расшифруйте классы методов моделирования: МАПС, МФПС.

11. Определите комплексированные методы моделирования систем.

12. Перечислите известные Вам методы, направленные на активиза-

цию использования интуиции и опыта специалистов.

13. Перечислите известные Вам методы формального представления

систем.

14. Перечислите известные комплексированные методы моделирова-

ния сложных систем.

15. Охарактеризуйте аналитические методы моделирования систем.

16. Охарактеризуйте статистические методы моделирования систем.

17. Охарактеризуйте теоретико-множественные представления моде-

лирования систем.

53

18. Охарактеризуйте логическое представление моделирования систем.

19. Охарактеризуйте лингвистические, семиотические представления

при моделировании систем.

20. Охарактеризуйте графическое представление при моделировании

систем.

21. Поясните метод «мозговой атаки».

22. Поясните метод сценариев.

23. Поясните метод «дерева целей».

24. Представьте основные положения методов экспертных систем.

25. Объясните метод «Делфи».

26. Объясните методы организации сложных экспертиз.

27. Опишите принципиальную структуру методики ПАТТЕРН.

28. Охарактеризуйте морфологические методы моделирования слож-

ных систем.

29. Охарактеризуйте метод систематического покрытия поля при мо-

делировании сложных систем.

30. Охарактеризуйте метод отрицания и конструирования Цвикки при

моделировании сложных систем.

31. Охарактеризуйте метод морфологического ящика при моделирова-

нии сложных систем.

54