Методы исследования систем управления. Учебное пособие
.pdf
Рис. 20. Общий вид «дерева целей»
2.6.МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Основная идея морфологических методов – поиск всех возможных вариантов решения проблемы или развития объекта.
Этот метод заключается в систематическом переборе всех, как известные, так и новые, даже во многом нелогичные, вариантов решения проблемы. Затем проводится анализ полученных вариантов на основе их. сопоставления.
Составление банка вариантов может быть осуществлено с помощью морфологической матрицы. При поиске данным методом наиболее предпочтительного способа выполнения той или иной функции в специальной таблице против каждой из них записывают возможные способы
(табл. 8).
Таблица 8 Вариант формы морфологической таблицы (на примере функций и способов
их выполнения)
Функция управления |
Способ выполнения функции (1,..,K) |
|||
(1, .., Н) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функция 1 |
С 1.1 |
С 1.2 |
|
C 1.К |
|
|
|
|
|
Функция 2 |
С 2.1 |
С 2.2 |
... |
C 2.К |
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
Функция Н |
С Н.1 |
С Н.2 |
|
C Н.К |
|
|
|
|
|
Несмотря на то, что данный метод достаточно прост, он может рассматриваться как один из способов генерации новых вариантов. При его использовании в первую очередь следует правильно определить проблему, провести ее декомпозицию (в ряде случаев осуществляют обратный процесс
51
— композицию), проверить принадлежность подпроблем к определенному иерархическому уровню на основе ключевых вопросов (зачем, как, почему возникла проблема и т.д.).
При анализе возможных вариантов разрешения подпроблем для упрощения их можно классифицировать, например, по критерию реализации на несколько групп:
1.возможные для реализации в данных условиях;
2.возможные для реализации, но в других условиях;
3.возможные для реализации только теоретически;
4.невозможные для реализации, т.е. нереальные варианты.
Из всех групп целесообразно изъять из рассмотрения последнюю группу вариантов, а все остальные подвергнуть анализу по заранее избранным критериям, например экономическим, организационным, методическим, техническим (табл. 9).
Для оценки можно воспользоваться балльным методом (0—10 или 0—1 балл) или более простым — стрелочным (положительно оцениваемые варианты — стрелка вверх, отрицательно — вниз, нейтрально — горизонтально, непригодные для оценки — крест, неподдающиеся оценке — вопросительный знак).
Таблица 9
Оценка вариантов решения проблем
|
|
|
|
|
|
Оценка по критериям |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решаемая проблема |
|
Экономический |
Организационный |
Методический |
Технический |
||||||||||
Вариант решения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Преимущества |
Недостатки |
Оценка |
Преимущества |
|
Недостатки |
|
Оценка |
Преимущества |
Недостатки |
Оценка |
Преимущества |
Недостатки |
Оценка |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отобранные |
варианты |
с |
помощью |
этой |
матрицы |
заносятся в |
||||||||
морфологическую матрицу для дальнейшей оценки, или решение принимается на основе оценок, проведенных ранее. Дальнейшая оценка в рамках морфологических матриц может осуществляться любым из перечисленных методов.
Методом независимых критериев, который основывается на
52
произвольном предположении, что фиксирующий в морфологической таблице наиболее важные значения классификационных признаков по каждой в отдельности строке морфологической матрицы вариант, является одним из лучших или, как минимум, не хуже других.
Для этого следует ранжировать все значения классификационных признаков и выбирать те варианты, для которых сумма (или произведение) чисел, сопоставленных значениям признаков, максимальна.
Методом многократных последовательных классификаций, который имеет много общего с методом независимых критериев, так как для выбора вариантов здесь также используется независимая оценка значений каждого из классификационных признаков. Отличие его в том, что после выбора варианта из морфологической, матрицы каждое значение классификационного признака того или иного варианта следует рассматривать как самостоятельный классификационный признак. Это позволяет получить новую более подробную морфологическую матрицу с описанием вариантов.
Методом варьирования по одному из признаков, который обусловливает необходимый выбор из морфологической матрицы только наиболее интересных вариантов. Именно они служат исходной базой для последующих операций по отбору нужного варианта с помощью метода независимых критериев или другим способом, например логикоинтуитивным с учетом пожеланий работников организации.
Таким образом, морфологический анализ позволяет более глубоко рассмотреть проблему и найти наиболее рациональное ее решение с учетом связей с внешней средой, причин возникновения противоречий, имеющихся средств, возможных методов и последствий рекомендуемого решения.
2.7.МЕТОД РАНЖИРОВАНИЯ И НЕПОСРЕДСТВЕННОГО
ОЦЕНИВАНИЯ
Данный метод широко применяется в практике исследования систем управления. По методу рангов эксперт осуществляет упорядочение исследуемых объектов организационной системы в зависимости от их относительной значимости (предпочтительности), при этом наиболее предпочтительному объекту присваивается ранг 1, а наименее предпочтительному — последний ранг, равный по абсолютной величине числу упорядочиваемых объектов. Чем меньше количество упорядочиваемых объектов исследования, тем точнее будет присваивание предпочтений.
При предпочтительной (по рангам) расстановке объектов экспертизы одним экспертом сумма рангов должна равняться сумме чисел всего натурального ряда количества объектов Н, начиная с единицы: Н = (Н+1): 2.
Результирующие ранги объектов ранжирования по данным опросов определяются как сумма рангов для каждого объекта. При этом в итоге первый ранг присваивается тому объекту, который получил наименьшую
53
сумму рангов, а последний — тому, у которого оказалась наибольшая сумма рангов, т.е. наименее значимому объекту (пример определения результирующего ранга трех объектов семью экспертами приведен в табл.
10).
Таблица 10 Определение результирующего ранга объектов ранжирования
Объект |
|
Эксперт, номер |
|
Сумма рангов |
Результирующий |
||||
ранжирования, |
|
|
|
|
|
|
|
объектов |
ранг объекта |
номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
1 |
1 |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
11 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
10 |
1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
21 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, этот метод позволяет определить место исследуемого объекта среди других объектов. Его достоинство состоит в простоте, а к недостаткам относятся:
•невозможность с достаточной точностью ранжировать объекты, количество которых превышает 15 – 20;
•нельзя ответить на вопрос: как далеко по значимости находятся исследуемые объекты друг от друга, то есть насколько «хуже» один
объект другого.
Метод непосредственного оценивания (балльный метод) представляет собой упорядочение исследуемых объектов (например, при отборе параметров для составления параметрической модели) в зависимости от их важности путем приписывания баллов каждому из них. При этом наиболее важному объекту приписывается наибольшее количество баллов по принятой шкале (дается оценка). Наиболее распространен диапазон шкалы оценок: от 0 до 1; 0 до 5; 0 до 10; 0 до 100. В простейшем случае оценка может быть 0 или
1.
Иногда оценивание осуществляется в словесной форме. Например, «очень важный», «важный», «маловажный» и т.п., что тоже иногда для большого удобства обработки результатов опроса переводится в балльную шкалу (соответственно 3, 2, 1).
Непосредственное оценивание следует применять при полной уверенности в профессиональной информированности экспертов о свойствах исследуемых объектов. По результатам оценок определяются ранг и вес (значимость) каждого исследуемого объекта (пример оценивания трех объектов по 10-балльной шкале приведен в табл. 11).
54
Таблица 11 Определение результатов непосредственного оценивания объектов
Объект |
|
|
Эксперт № |
|
|
Сумма |
Результи- |
Вес |
|||||
|
|
|
|
баллов |
рующий ранг |
||||||||
оценивания |
(число экспертов к = 7) |
объекта |
|||||||||||
объектов |
объекта |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
|
|
|
|
1-й |
7 |
6 |
|
5 |
6 |
4 |
|
7 |
8 |
43 |
2 |
0,36 |
|
2-й |
9 |
10 |
|
8 |
7 |
5 |
|
8 |
10 |
57 |
1 |
0,47 |
|
3-й |
4 |
1 |
|
2 |
4 |
3 |
|
5 |
2 |
21 |
3 |
0,17 |
|
По результатам оценок экспертов место любого объекта можно определить по формуле:
|
|
(25) |
где |
– значимость i-го объекта (i = 1, |
2,.., n), рассчитанная на |
основании оценок экспертов (i= 1, 2, ..., к); |
|
|
Аij |
– оценка (в баллах), данная i-му объекту j-м экспертом. |
|
Использование рассмотренных экспертных |
методов целесообразно |
|
только при полной уверенности в информированности экспертов об исследуемых свойствах объекта.
2.8.МЕТОД ПАРНЫХ СРАВНЕНИЙ
Метод парных сравнений часто используется для определения относительной значимости объектов (например: для анализа альтернативных вариантов решений).
При парном сравнении эксперт сопоставляет исследуемые объекты по их важности попарно, устанавливая в каждой паре наиболее важный. Общее количество пар сравнения определяется следующим образом:
А = Н (Н – 1) :2,
где Н — количество исследуемых объектов экспертизы.
В отдельных случаях при большом количестве исследуемых объектов на результаты парного сравнения влияют психологические факторы, то есть предпочтение порой получает не тот объект, который действительно достоин этого, а тот, который в перечне пар записан первым или находится по расположению в матрице выше сравниваемого. Для исключения психологического влияния иногда проводят двойное парное сравнение, т.е. осуществляют еще одно парное сравнение, но при обратном расположении
55
объектов в каждой паре. Количество пар при двойном парном сравнении соответственно в два раза больше, чем при одинарном.
Рассмотрим на примере, как составляется элементарная таблицаматрица парного сравнения вариантов (объектов): А, В, С, D. Результаты сравнения проставляются по строкам таблицы (верхний треугольник матрицы). При записи каждой комбинации эксперт подчеркивает в каждой паре сравниваемых объектов наиболее важный. На пересечении вертикальных и горизонтальных строк матрицы для каждой пары объектов он ставит 2, 1 или 0. Если вариант А предпочтительнее (>) В, то это соответствует значению 2 (пересечение 1-ой строки и 2-го столбца будет значение 2); если А примерно соответствует (=) С, то ставится 1; если А уступает (<) D - 0.
|
А |
В |
С |
D |
∑ |
Уд. вес |
А |
1 |
2 |
1 |
0 |
4 |
0,25 |
В |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0,06 |
С |
1 |
2 |
1 |
0 |
4 |
0,25 |
D |
2 |
2 |
2 |
1 |
7 |
0,44 |
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
16 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Результаты парного сравнения объектов следующие: А>В, А=С, А<D;
В<С, В<D; С<D.
Нижний треугольник матрицы получается «зеркальным» отображением верхнего относительно главной диагонали. Значения предпочтений суммируются по строкам. Наибольшая сумма соответствует наиболее значимому варианту решения (в нашем случае это вариант D). Полученные суммы нормируются в пределах 1 (определяется удельный вес), то есть каждая из них делится на общую сумму (16).
Метод парных сравнений очень прост, и он позволяет исследовать большее количество объектов по сравнению, например, с методом рангов и с более высокой точностью.
2.9.МЕТОД 6-3-5
Сущность этого метода заключается в систематизации процессов нахождения идей, основанных на тех вариантах, которые представлены каждым из шести участников поисковой группы. Процедура использования этого метода состоит в том, что один из членов группы в течение 5 мин формирует и формулирует на отдельном листе бумаги три идеи. Лист последовательно передается остальным пятерым участникам поиска идей, которые, в свою очередь, просматривая, уже предложенные идеи, также представляют не более чем за 5 мин по три новые. Таким образом, всего на первом листе будет 18 вариантов идей.
56
Далее следующий участник пишет на отдельном листе три новых варианта и передает их остальным участникам и т.д. Главное, что при формулировании идей не должно быть повторов.
Итого каждый из шести участников должен составить 18 вариантов, а в сформированном арсенале идей окажется 108 вариантов.
2.10. ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ
Это эффективный метод исследования, выработки управленческих решений и обучения специалистов, основанный на имитационном моделировании и анализе (с использованием современных средств) одним человеком или группой людей различных игровых ситуаций при соблюдении ими определенных правил. Применительно к исследованиям СУ среди деловых игр можно выделить такой их вид как исследовательские деловые игры. В ходе игры моделируются и имитируются реальные практические исследовательские процессы, что позволяет решать довольно сложные задачи исследования в области управления.
При проведении деловой игры с участием группы людей всех их следует разделить на ролевые подгруппы. Участники игры должны четко знать свои роли, интересы, обязанности и т. П., чтобы активно обсуждать и принимать решения по однозначно поставленными перед ними целями и задачами.
Всю работу по проведению деловой игры укрупненно можно разделить на два этапа:
1.Подготовительный — формулирование предварительной цели игры; подбор и подготовка игровой группы; описание ситуации; постановка целей
иопределение задач; формирование правил игры; разработка и анализ моделей исследуемого объекта и предмета; формирование ролевых подгрупп
иорганизация их работы;
2.Творческий, предполагающий самостоятельную работу подгрупп
— сбор информации; обработка информации; подгрупповая дискуссия и выработка предварительных решений (рекомендаций); организация и проведение групповой дискуссии; обобщение, анализ и выработка окончательных решений (рекомендаций); подведение итогов игры; передача игровых результатов организаторам игры.
Проведение деловых игр требует обычно значительно большего времени, чем рассмотрение конкретных исследовательских ситуаций, схожих с ними, методологией проведения.
57
Глава 3. МЕТОДЫ СБОРА ЭМПИРИЧЕСКИХ ДАННЫХ 3.1. СПОСОБЫ СБОРА ЭМПИРИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Исследования систем управления связаны с исследованием текущей ситуации, поэтому они в основном построены на эмпирических методах сбора информации, то есть получения ее опытным путем, из практики. Именно установление актуальных фактов о действительности, их обобщение и анализ позволяют сформулировать актуальные знания о ситуации, принять актуальные управленческие решения.
Существуют следующие способы сбора эмпирических данных:
опрос,
наблюдение,
анализ документов,
эксперимент.
Методы анализа систем управления всегда включают один из этих
методов сбора эмпирической информации. В основе методов, описанных в первых главах учебного пособия, лежит использование перечисленных методов сбора эмпирической информации. Так, для формализованного представления систем управления (методы формального моделирования исследуемых процессов) подходит использование материалов опросов и анализ документов, а методы, основанные на использовании знаний и интуиции специалистов, базируются на опросах, реже наблюдении.
Следует отметить, что техники применения методов сбора эмпирических данных многообразны настолько, что некоторые модификации постепенно приобрели статус самостоятельных методов исследования.
Выбираемый метод сбора эмпирической информации в каждом конкретном случае зависит от:
цели проводимого исследования,
научной или практической целесообразности проводимого исследования,
сущности и особенностей того явления, объекта, процесса, которые предстоит изучить.
3.2.ОПРОС
Опрос – метод сбора информации об изучаемом объекте в ходе непосредственного (интервью) или опосредованного (анкетирование) общения исследователя (интервьюера) и опрашиваемого (респондента) путем регистрации ответов респондента на вопросы, заданные исследователем и вытекающие из целей и задач исследования. Недостатком опроса является субъективность ответов респондентов, однако, это наиболее распространенный тип исследования. Во многом это связано с возможностью относительно быстрого получения данных.
58
Различают интервью — опросный метод сбора информации, предполагающий прямое взаимодействие интервьюера и респондента (прямое интервьюирование) или опосредованное (телефонное интервью).
Частный случай интервью – фокус группа - качественный метод сбора информации с использованием глубинных интервью участников. Этот метод, в частности используют при проведении деловых игр и метода 6-3-5.
Ассоциативный эксперимент - метод исследования индивидуального и группового сознания, который тоже может рассматриваться как разновидность опроса. Причем в данном случае речь идет об открытом вопросе.
Это один из первых проективных методов, важнейшие преимущества которого: простота проведения, доступность большинству групп испытуемых, свободная направленность. В классическом варианте от испытуемого требуется в ответ на предъявленное слово (стимул) как можно быстрее проговаривать первые пришедшие на ум слова (реакции), фиксируемые исследователем.
Совокупность генерируемых испытуемым в связи с определенным стимулом ассоциаций называется семантическим полем данного стимула (понятия, знака, предмета). Результаты классического ассоциативного эксперимента (семантического поля) сегодня анализируются только качественно.
Частотой ассоциации в группе называется количество (сумма) использования ее испытуемыми в данной группе. Из-за большого разнообразия ассоциаций частота их использования в группе невелика, при этом именно частотные (не единожды использованные в группе) ассоциации являются наиболее информативными в групповом ассоциативном эксперименте. Это обусловлено тем, что каждый испытуемый выбирает ассоциации из большого числа. Вероятность случайного выбора подсчитать невозможно, но можно утверждать, что для испытуемого с нормальным развитием речи вероятность случайного выбора ассоциаций меньше одного процента. Соответственно, вероятность случайного совпадения ассоциаций у двух, трех и более испытуемых пренебрежимо мала. На основании этих рассуждений признано, что если в группе из 20—30 человек ассоциация при описании какого-либо стимула использована тремя или большим количеством испытуемых, то она использована неслучайно. Такие ассоциации могут быть признаны устойчивыми в группе. Соответственно, чем выше частота использования ассоциации в группе, тем более устойчивой, характерной для группы, она является.
Исследования с использованием анкеты, опросника, когда респонденты отвечают на формализованные вопросы, представленные лично (интервью) или опосредовано (в виде анкеты) часто называют анкетирование. Анкетирование, в первую очередь опосредованное, один из наиболее распространенных видов сбора информации, так как позволяет осуществлять массовые опросы. Полученная данным методом информация поддается
59
количественной обработке, в том числе с помощью вычислительной техники. Именно анкетирование лежит в основе сбора данных для аналитических и статистических методов.
Важно подчеркнуть, что современные методы сбора информации с использованием технических средств (интернета, телефона) по своей сути являются анкетированием.
Частным случаем анкетирования является семантический дифференциал (метод построения семантических пространств), который используется для получения количественных параметров исследуемого явления (объекта) для объективной оценки его соотношения с другими явлениями (объектами). На практике этот метод используется не часто, однако он является наиболее объективным из всех разновидностей опроса.
Статистическая обработка результатов исследований методом семантического дифференциала или ассоциативного эксперимента позволяет получать данные по социальному климату даже в крупных коллективах, а аналитические методы позволяют делать прогнозы об их развитии. При этом следует отметить относительную объективность данных, собранных этими методами на основании опросов.
3.3.ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТНОГО ОПРОСА
Экспертный опрос – самостоятельный метод исследования на основе опроса, где респондентами выступают носители социального опыта. Подробно виды экспертных опросов представлены в главе, рассматривающей эвристические методы исследования.
Существуют следующие формы сбора экспертных мнений:
индивидуальные,
коллективные,
смешанные.
Форма сбора информации определяется особенностями метода сбора информации у экспертов.
При использовании большинства описанных методов: метод мозговой атаки, метод сценариев, метод Дельфи, морфологические методы, метод ранжирования и непосредственного оценивания, метод парных сравнений могут использоваться как индивидуальные, так и групповые оценки экспертов.
Причем индивидуальные оценки при опросе экспертов связаны, в основном, с использованием интервью, а групповые – анкетирования. При этом мере роста числа экспертов, с одной стороны, повышается достоверность экспертной оценки, а с другой, увеличивается сложность обработки полученных данных и время на получение результатов. Однако такие методы как ранжирование и парное оценивание ориентированы на групповые оценки.
60
