Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы системного анализа. В 2 частях. Ч.2. Учебное пособие
.pdf
3.1. Вводные замечания к количественным методам
71
В системном анализе ключевую роль играет целеобразование – определение и формулировка целей, установление взаимосвязей между ними.
Результаты необходимого взаимодействия всех элементов системы непосредственно связаны с поставленными целями. Поэтому в тщательно продуманном определении целей при разработке и анализе любых систем многие исследователи видят условия их успешного функционирования.
Умение правильно ставить цели и определять пути их достижения является основой успешной работы любого современного специалиста, имеющего прямое отношение к деятельности сложных систем.
Особую значимость для деятельности любой организации представляют цели управления, так как они определяют успешность их развития. В
процессе функционирования организации цель управления может совершенствоваться. Это достигается своевременным принятием решений по
уточнению целей, обеспечивающих развитие организации. В дереве целей
должно быть отражено разделение целей на подцели, определяющих целевые установки каждого из подразделений системы управления организацией.
Дерево целей является инструментом для систематизации действий
при решении всех проблем совершенствования процессов управления любыми организациями. Строя дерево целей, необходимо передвигаться сверху-вниз от вершины иерархии. В процессе этого передвижения может появляться новая информация, для учета которой возможны возвраты к оценке поставленной ранее цели, корректируя и подправляя ее.
Разработка дерева целей может быть разделена на следующие этапы:
– анализ существующих целей в системе управления с точки зрения
их совместимости, взаимодополняемости и конкурентности;
– корректировка и формирование возможной и необходимой структуры дерева целей;
– установление относительной важности целей по их логическим связям и оценкам экспертов;
– установление там, где это возможно, числовых показателей в целях;
– оценка имеющихся ресурсов и их предварительное распределение
на достижение отдельных целей;
– отсечение всех ветвей дерева целей, не укладываюшихся в ограничения по ресурсам и имеющих низкие экспертные оценки.
3. Количественные методы оценки сложных систем
72
После окончательной проверки и утверждения дерево целей использу-
ется для практических действий по совершенствованию управления.
Как уже было отмечено в подразд. 1.1. данного учебного пособия си-
стемный анализ применяется в тех случаях, когда имеет место большая
начальная неопределенность проблемной ситуации и многокритериаль-
ность задачи. Для таких случаев разработан ряд теоретических методов. На
сегодняшний день наиболее развитым в теоретическом плане является метод MAUT (Multi-Attribute Utility Theory, что переводится как многокритериальная теория полезности). Метод является наиболее универсальным
средством многомерного оценивания информационных систем. Он безупречен в чисто теоретико-математическом плане, но достаточно сложен в
практическом применении. Поэтому появился ряд эвристических методов,
не имеющих строгого математического обоснования, но использующих
простые процедуры выявления информации, необходимой для достаточно
достоверного оценивания возможных вариантов решения.
Одним из наиболее известных методов такого типа является метод
SMART (Simple Multi-Attribute Rating Technique, что переводится как простая многокритериальная рейтинговая технология). Метод предложен
В. Эдвардсом в 1977 г. Его можно представить в виде совокупности следующих этапов:
1. Упорядочить критерии по важности.
2. Присвоить наиболее важному критерию оценку 100 баллов. Исходя
из попарного отношения критериев по важности, дать в баллах оценку
каждому из критериев.
3. Сложить полученные баллы. Произвести нормировку весов крите-
риев, разделив присвоенные баллы на сумму весов.
4. Измерить значение каждой альтернативы по каждому из критериев
по шкале от 0 до 100 баллов.
5. Определить общую оценку каждой альтернативы, используя форму-
лу взвешенной суммы баллов.
6. Выбрать как лучшую альтернативу, имеющую наибольшую общую
оценку.
7. Произвести оценку чувствительности результата к изменениям ве-
сов.
Примечание. Чтобы исключить путаницу в умах обучаемых, отметим,
что о методе SMART, который рекомендуют использовать для правильной
3.2. Специфичные термины: альтернативы, критерии, риски
73
формулировки целей, уже говорилось в подразделе 1.2.8. Считается, что
впервые этот метод (есть мнение, что это просто форма записи целей, а не
метод их достижения)5 описал Джордж Доран в 1981 году. Но рассмотренный выше данного примечания метод тоже называется SMART, но является средством перевода качественных оценок в количественные и предложил его В. Эдвардс в 1977 г. Оба эти аббревиатурные названия имеют и
различный перевод.
3.2. Специфичные термины: альтернативы, критерии, риски
Системный анализ, опираясь на средства своей методологии, стремится
исследовать как единое целое стоимость, продолжительность и эффективность решения проблем управления. Для однозначного понимания этого
единства необходимо рассмотреть формальное значение таких терминов,
как альтернативы, критерии и риски. При этом, конечно, нужно подразумевать, что решаемая проблема является достаточно сложной, что проблема только частично количественная или слабоструктурированная (т. е. не
имеет четко выраженной структуры).
Примечание. Вопрос о структурированности проблем относится,
главным образом, к менеджменту, и детализировать здесь этот вопрос мы
не будем. Отметим лишь коротко, что к хорошо структурированным относятся однозначно понимаемые, ясные и знакомые проблемы. Информация о
них четкая и имеется в полном объеме. Эти проблемы обычно являются
количественно описанными.
Для неструктурированных проблем характерно лишь качественное их
описание. Количественные оценки здесь не применимы. Такие проблемы
возникают, например, при проектировании принципиально новых организационных систем.
К плохо структурированным проблемам (смешанным) относят такие
проблемы, которые содержат как количественные, так и качественные описания. Это обычно новые и малоизвестные проблемы.
При решении любой проблемы первой встает задача определения
множества объектов, в нашем случае систем, или мероприятий, подлежащих анализу с целью выбора наилучшего варианта. Например, при покупке
5
https://ru.wikipedia.org/wiki/SMART
3. Количественные методы оценки сложных систем
74
квартиры или автомобиля, модернизации некоторого предприятия, например, внедрении им комплекса средств автоматизации (КСА) для управления технологическими процессами и т. д. возникает проблема выбора соответственно квартиры, автомобиля и КСА. Все возможные варианты выбора квартиры, автомобиля или КСА и называют альтернативами.
Для более четкого понимания сущности этого процесса конкретизируем его на примере с выбором КСА. Пусть имеется семь альтернатив
(вариантов КСА). Они оцениваются по четырем показателям – критериям.
Критерий «удобство в эксплуатации» – качественный (словесный), остальные критерии – численные. Критерии «затраты» и «срок ввода в эксплуатацию» подлежат минимизации, критерий «срок гарантийного обслуживания» – максимизации. Для наглядности все приведенные данные сведены в
табл. 3.
Таблица 3
К задаче выбора КСА
КСА1
КСА2
КСА3
КСА4
КСА5
КСА6
КСА7
Затраты, млн ден. ед.
40
30
40
60
45
25
55
Срок ввода
в эксплуатацию, мес.
8 8 6 6 7 8 6
Срок гарантийного
обслуживания, лет
4 4 5 7 4 4 5
Удобство
эксплуатации
Хор.
Отл.
Удовл.
Отл.
Плохо.
Очень
хор.
Хор.
Путем оценки альтернатив осуществляется выбор решения, т.е. реализуется цель покупателя в случаях с квартирой и автомобилем и цель предприятия в случае с КСА. Альтернативы могут иметь как количественно
определимые значения, так и качественно. Так, в табл. 3 «затраты» и «сроки» ввода в эксплуатацию и гарантийного ремонта являются количественными, а «удобство эксплуатации» – качественными. Наличие альтернатив
означает возможность сделать выбор между двумя или более приемлемыми
решениями, в приведенном случае – выбор КСА.
Критерий является средством, с помощью которого измеряются или
выбираются альтернативы. Критерий заставляет специалиста по анализу
систем показывать логичность и определенность в выборе его предпочтений. Можно сказать, что критерий является мерой, с помощью которой
3.2. Специфичные термины: альтернативы, критерии, риски
75
может быть вынесено суждение об относительной выгоде выбора. В табл. 3
названия всех критериев приведены в левом столбце.
Риск является мерой потенциальной подверженности недостаткам выбираемых альтернатив. Он определяется вероятностью неблагоприятного
исхода для конкретной альтернативы. Для описания риска в сложных количественно-качественных проблемах иногда используется термин «не-
определённость». Риск является существенно важной экономической кате-
горией, совмещающей в себе оценку вероятности потерь и их величину.
Для оценки степени приемлемости риска выделяют, так называемые, определенные зоны риска в зависимости от ожидаемой величины потерь –
рис. 21.
Рис. 21. Кривая риска
Зона допустимого риска – это область, в пределах которой величина
вероятных потерь не превышает вероятной прибыли. Зона критического
риска – это область возможных потерь, превышающих величину ожидаемой прибыли вплоть до величины расчетной выручки. Зона катастрофического риска – область вероятных потерь, превосходящих критический уровень и могут достигать величины, равной собственному капиталу организации.
3. Количественные методы оценки сложных систем
76
Риск или неопределённость могут проявляться на всём протяжении
процесса решения проблемы [35, 36]. Риск увеличивается, если, например,
критерии плохо пригодны для измерения того, что ими измеряется (это явление называется валидностью, которая представляет один из базовых критериев в психодиагностике). Риск также возрастает, если предположения,
принятые как истинные, оказываются ложными.
Понятие риска проникло даже в повседневную обыденную жизнь. Так,
часто можно услышать словосочетание «себе дороже», когда говорят о
риске возможных потерь при совершении различных сделок и проведении
мероприятий.
3.3. Методика системного анализа PATTERN
Первые сообщения о методике PATTERN появились 1963 г. Английское слово «pattern» переводится на русский как шаблон, поэтому часто метод называют «шаблонным». Но на самом деле аббревиатура этого слова
построена из выражения: Planning Assistance Through Technical Relevance
Number, что переводится как «Помощь планированию посредством относительных показателей технической оценки».
Считается, что инициатором создания методики являет Чарльз Дэвис,
вице-президент фирмы «Хониуэлл» корпорации РЭН (RAND). Конечной
целью создания методики PATTERN были подготовка и реализация планов
обеспечения военного превосходства США над всем миром. Перед разработчиками методики PATTERN была поставлена задача – связать воедино
военные и научные планы правительства США. Проявление и следствия
такого болезненно гегемонистского желания подтверждается на протяжении многих десятилетий всего 20-го века и в наши дни.
Методика PATTERN явилась важным средством анализа трудно решаемых проблем с большой начальной неопределенностью прогнозирования
и планирования их реализации. Она предназначалась к применению в различных областях – научных исследованиях, проектировании и создании
систем различной сложности в научно-исследовательских организациях,
расширении рынков сбыта военно-космической продукции и т. д.
Особенностью методики стало объединение двух методов, рассмотренных в подразд. 1.2.4 и 1.2.8 – метода сценариев и дерева целей. Написание сценария является первым этапом PATTERN. Сценарий представляет
3.3. Методика системного анализа PATTERN
77
подробное описание проблемной ситуации. После его написания определяется логическая последовательность событий, которые постепенно будут
происходить в системе и определять ее будущее состояние.
Вторым этапом PATTERN является построение «дерева целей». Спо-
собы построения «дерева целей» были подробно изложены в подразд. 1.2.8.
Здесь лишь уточним некоторые детали требований к «дереву» применительно к его использованию в методике PATTERN. Основная особенность
«дерева целей» состоит в его строго иерархической структуре, когда общая
цель делится на подцели, а подцели, в свою очередь, на еще более мелкие
подцели. Методика PATTERN аналогичным образом основана на принципе
деления сложной проблемы на более мелкие проблемы до тех пор, пока
каждая подпроблема не сможет быть всесторонне и надежно количественно оценена экспертами. Принцип иерархичности оказался удивительным
образом, совпадающим как с методом построения целей, так и делением
общей проблемы на подпроблема.
Для каждого уровня дерева целей вводится ряд критериев. С помощью
экспертной оценки определяются веса критериев и коэффициенты значимости (важности), характеризующие важность вклада целей в обеспечение
критериев. Сумма коэффициентов относительной важности для каждого
уровня иерархии принимается равной единице. Значимость некоторой цели
определяется коэффициентом связи, представляющим сумму произведений
всех критериев на соответствующие коэффициенты значимости. (формула * из 2.1.7). Общий коэффициент связи некоторой цели (относительно
достижения цели высшего уровня) определяется путем перемножения соответствующих коэффициентов связи в направлении к вершине дерева.
С самого начала методика PATTERN рекомендовалась в качестве уни-
версального средства планирования всей научной деятельности США. Она
касалась проблем организации сотен тысяч ученых и исследователей, постановки для них задач на 15–20 лет вперед. Такие долгосрочные цели требовали вложения огромных денежных средств в несколько миллиардов
долларов. Оправдание таких затрат могло быть обеспечено только очень
тщательной разработкой всех составных частей методики, в том числе и
критериев значимости.
Следует особо подчеркнуть, что к 1963 г. в США уже имелись доста-
точно мощные ЭВМ и опыт их применения. Благодаря этому фирме «Хо-
3. Количественные методы оценки сложных систем
78
ниуэлл» уже первой моделью PATTERN удалось обработать 163142 промежуточных решения. Без привлечения ЭВМ справиться с такой задачей
было бы практически невозможно. В достаточно обобщенном виде основные структурные блоки методики PATTERN приведены на рис. 22. Этот
рисунок дает представление о логике функционирования методики
PATTERN.
Рис. 22. Основные блоки методики PATTERN
Приведем краткое представление назначения основных блоков.
Блок «Сценарий» предназначен для предсказания политической картины мира на весь прогнозируемый период. Функционирование этого блока выполняется в соответствии с теми рекомендациями, которые были изложены в подразд. 1.2.4. Этот блок устанавливает соотношение между всеми целями и передает эту информацию на вход блока «Дерево целей».
Блок «Дерево целей», исходя из полученной информации о соотношении целей от блока «Сценарий», используя иерархический принцип, вырабатывает количественные оценки их относительной важности в виде весов.
Этот процесс реализуется в соответствии с рекомендациями, приведенными в подразд. 1.2.9. Информация с этого блока передается на три структурно объединенных блока общим термином «Коэффициенты», на рисунке
они обведены пунктирной линией.
3.3. Методика системного анализа PATTERN
79
Блок «Перспективы развития науки и техники» на рис. 22 изображен
как самостоятельный, но он может быть и составной частью блока «Сценарий».
Вся информация со всех трех блоков «Коэффициенты» поступает на
ЭВМ, которая осуществляет обработку и подсчет суммарных коэффициентов с использованием специально разработанной процедуры. ЭВМ выдает
обобщающие результаты лицам, принимающим решения.
Система PATTERN является первой попыткой системного подхода к
определению сложнейших планов научно-исследовательских работ в масштабе целой страны. В результате первых использований выяснилось, что
ее наиболее слабым звеном являются исходные данные, вошедшие в «Сценарий». Поэтому первый шаг в совершенствовании системы был направлен
на улучшение методов и средств создания сценариев.
В бывшем СССР идеи метода «PATTERN» получили широкое распро-
странение после изложения ее истории, опыта функционирования и совершенствования в книге [37]. Из опубликованных материалов стало также известно, что в различных модификациях методики проявлялись в основном
одни и те же недостатки, связанные, по мнению наших ученых, либо с невысокой степенью структуризации целей, либо вообще с её отсутствием.
На этот недостаток они обратили особое внимание и сосредоточили свои
исследования на принципах и приемах формирования «дерева целей» и
структуризацию самих целей.
Среди первых наших ученых, предложивших новые подходы к
формированию «дерева целей» и их структуризацию, был Ю. И. Черняк
(1931–1991). Им была разработана специальная методика для структуризации целей. Эта методика состояла из 12 этапов, которые, в свою очередь,
делились на 72 подэтапа.
Процесс совершенствования метода не стоял на месте. Одной из первых методик, ориентированных специально на структуризацию функций
систем организационного управления, была методика С. А. Валуева. В её
основу были положены три главных принципа:
– анализ характеристик организации как системы;
– определение функций, раскрывающих содержание процесса управления;
– учет функций цикла принятия решения.
3. Количественные методы оценки сложных систем
80
Приведенные примеры методик структуризации целей и функций под-
твердили важное положение теории систем о том, что любую систему, а
также ее цель, можно представить разными структурами. А различие этих
структур определяется принятой концепцией системы.
Существенный вклад в развитие концепции «PATTERN» был внесен
нашими философами, о роли которых в системном анализе мы уже писали
в первой части нашего пособия. Так, методика философа В.Н. Сагатовского, основанная на концепции системы, учитывала как среду, так и целеполагание. В. Н. Сагатовский считал, что методика должна исходит из опре-
деления системы, в которой в обязательном порядке учитывалось бы понятие цели и процесса целеобразования. Это, в свою очередь, требует анализа взаимодействия системы со средой. Эта методика нашла наиболее
широкое применение на практике благодаря большей полноте определения
системы, данной Сагатовским. Этим обеспечивается наибольшая полнота
анализа целей и функций систем управления по сравнению с другими мето-
диками и помогает выявлять новые и ранее не выполнявшиеся на предприятии функции.
Определенный вклад в совершенствование методики был внесен
А. И. Уемовым и Б. Д. Кошарским. Уемов определял систему через понятие
«вещи» (элементы), «свойства», «отношения» (связи) и предложил двойственное определение понятия системы. В одном из вариантов этого
определения свойства характеризуют отношения, а в другом – «вещи».
Б. Д. Кошарский в своих работах показал, что этим определениям соответствуют два способа представления системы управления.
1. Процедурное представление, т. е. как расчленение на множество
объектов, на которых реализуется заранее определенное отношение с фиксированными свойствами.
2. Факторное представление, т. е. как расчленение на множество объ-
ектов, обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными
между ними отношениями.
Б. Д. Кошарский в своих работах отмечал, что ни один из этих спосо-
бов представления системы в отдельности не дает полного описания системы управления. Для выявления системных особенностей конкретного
предприятия надо совмещать оба способа. Отсюда закономерно следует,
что только совместное использование процедурного и факторного расчле-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]