Системный анализ

Системный анализ

Курс лекций

2.Неправильно оценивается разница в полезностях аль­ тернатив в ситуациях, когда эти полезности близки. И особен­ но количественная оценка равных полезностей двух альтерна­ тив. Сам факт равной полезности устанавливается легко. Но, оценивая количественно полезность равнозначных альтерна­ тив, ЛПР ставится в такой ситуации в психологически диском­ фортное положение. Ибо сама по себе полезность определя­ ется из ранжирования существенно различных альтернатив.

3.Недостаточно обосновывается оценка веса критериев

впроцессе построения функции полезности. Дело в том, что основное внимание человек уделяет тем критериям, на ко­ торые он может влиять или которые он учитывает в своей практике выбора решений.

Даже важнейшие критерии, служащие с точки зрения личного опыта неким «фоном» своих собственных активных действий, оцениваются явно недостаточно. Это требует осо­ бого внимания к специфике личного опыта ЛПР при его оценке важности критериев.

4. Прямые оценки полезности многокритериальных аль­ тернатив в случае их большого числа зависят от многих субъ­ ективных факторов, зачастую даже от порядка рассмотрения этих альтернатив. Рассматривая альтернативы, человек ре­ ально может принимать во внимание ограниченное число критериев (3-5, реже 7-9).

Естественно, что во время каждого конкретного сравне­ ния рассматриваются в первую очередь наиболее «контраст­ ные» критерии, по которым данные альтернативы существен­ но различаются. Продолжая затем дальнейшее рассмотрение, человек переключает внимание на более «контрастные» в сле­ дующей ситуации критерии, забывая оценить остальные.

Между тем, если критериев очень много, то вне рас­ смотрения длительное время могут находиться критерии,

152

Системный анализ и проблемы принятия решений

Лекция 7

по которым очень медленно нарастает различие. Если ряд альтернатив достаточно длинный (альтернатив много), то это медленное нарастание различий приведет к существенному из­ менению функции полезности, которое проявится внезапно.

Витоге по данным критериям возникает ситуация, анало­ гичная описанному выше парадоксу о несладком кофе. Подоб­ ная ситуация вызовет переключение внимания ЛПР уже на эти критерии, что может существенно изменить его оценку полез­ ности альтернатив. Это, в свою очередь, может побудить ЛПР «вернуться назад», но уже с наибольшим вниманием именно

кранее упущенным из рассмотрения критериям.

Вслучае подобных искажений может нарушиться тран­ зитивность отношения предпочтения и появиться цепочка типа:

ет предпочтение. Этот парадокс нарушения транзитивности оценок часто называют парадоксом «денежного насоса», суть которого состоит в том, что если ЛПР готов платить некото­ рую сумму за возможность выбрать лучшую альтернативу, то в итоге при выполнении (7.4) он, потеряв деньги, вернется

кисходному выбору.

5.Выбор вида функции полезности осуществляется са­ мим ЛПР, как правило, неадекватно. Действительно, чтобы оценить соответствие того или иного вида функции имею­ щейся специфике предпочтений, необходимо решить в уме сложную обратную задачу, к чему люди, не обладающие ма­ тематическим мышлением, неспособны в принципе. Поэтому выбор вида функции полезности, как правило, не может де­ лать ЛПР.

Исходя из вышесказанного, можно с новых позиций про­ вести сравнительную оценку многокритериальных методов

153

Лекция 8

Системная инженерия (системный подход к составлению крупных проектов)

Системная инженерия представляет собой совокупность методов проектирования крупных производственно-техниче­ ских комплексов. Хотя приемы системной инженерии доста­ точно универсальны и эффективны при составления любого крупного проекта (экономического, политического и т. п.), разрабатывались они в первую очередь для решения произ­ водственных задач. Классической публикацией по системной инженерии можно считать работу Г. М. Дженкинса [36].

Причиной появления системной инженерии является по­ вышение «цены» любого проектного решения в условиях растущей энерго- и материалоемкости производства, роста зависимости производства от подготовки персонала, а также роста возможных внепроизводственных и, еще шире, внеэко­ номических последствий функционирования больших пред­ приятий.

На более ранних этапах при проектировании тех же за­ водов решались в основном чисто технические проблемы, а цели создания того или иного производства и условия его функционирования (поставки и качество сырья, проблемы сбыта и т. п.) были однозначно заданы. При этом внепроиз-

155

Системный анализ

Курс лекций

водственные проблемы решались достаточно простыми мето­ дами, аналогичными, как образно пишет Дженкинс, методам «...ведения хозяйства небольшой семьи».

Такие методы данный автор называет еще «снисходитель­ ными». В качестве примера, этот автор приводит обычную практику строительства промышленных объектов, когда поку­ палась земля, на ней строился некий завод, по мере необхо­ димости к заводу пристраивались новые цеха и т. д. и т. п.

На начальных этапах проектирования в целом никто не знал, какие цеха потребуется еще построить на этом заводе через 10-20 лет. Подобное незнание, конечно же, создавало со временем определенные проблемы. Однако эти проблемы также были решаемы «снисходительным» способом.

Иными словами, промышленный объект развивался в до­ статочной степени стихийно — новые объекты добавлялись к старым, и проблемы решались «по мере их возникновения».

Современный этап потребовал уже при составлении тех­ нического задания учитывать необходимость модернизации производства, возможное изменение качества сырья, возмож­ ное перепрофилирование производства, изменения качества персонала и т. п. Неучет подобных факторов мог привести уже в достаточно близкой перспективе к бессмысленности реализации самого проекта.

Говоря в терминах, принятых в России, на современном этапе с ростом масштабов производства возросла роль предпроектных исследований, когда чисто технические требова­ ния к проекту призваны обеспечить выполнение широкого набора целей — от экономических до социальных и эколо­ гических.

Иными словами, еще до этапа поиска технических ре­ шений необходимо рассмотреть любое проектируемое про­ изводство в возможно более широком плане. Выражаясь

156

Системная инженерия

Лекция 8

словами Дженкинса, «как группировки людей, денег, машин и материалов».

Такое рассмотрение немыслимо без исследования множе­ ства вариантов возможных решений «вписывания» проекта

всложившиеся природные, хозяйственные, социальные и то­ му подобные комплексы. В свою очередь указанные исследова­ ния были невозможны до появления методов прогнозного мо­ делирования, опирающегося на активное использование ЭВМ.

Таким образом, до появления и активного внедрения ЭВМ

впрактику широкое распространение системной инженерии было невозможно. Появление ЭВМ, методов имитационного моделирования, человеко-машинных методов принятия ре­ шений и т. п. создало «инструментальные» предпосылки для ставшего практически актуальным рассмотрения инженернотехнических проектов в возможно более широком плане.

Из сказанного отнюдь не следует, что реконструкцию каж­ дой местной котельной или замену каждого станка следует рассматривать с позиций системной инженерии. Не означает сказанное и того, что раньше при проектировании техниче­ ских систем выдающиеся инженеры не рассматривали сразу возможное влияние их внедрения на функционирование боль­ ших хозяйственных комплексов.

Верно другое — если раньше подавляющее большинство любых проектов можно было прорабатывать исходя из узко поставленных целей решения тех или иных чисто техни­ ческих проблем, то сегодня выделяется целый класс произ­ водственно-технических проектов, которые обязательно надо разрабатывать с помощью методов системной инженерии. Это проекты, реализация которых является так называемым

крупномасштабным хозяйственным мероприятием (сокра­ щенно КХМ).

Наиболее полно специфика крупномасштабных хозяйст­ венных мероприятий отражена в работах Р. В. Игудина [8-10].

157

Системный анализ

Курс лекций

Под крупномасштабными хозяйственными мероприяти­ ями понимаются мероприятия, обладающие хотя бы одним из нижеперечисленных признаков:

—наличие нескольких участников, интересами которых нель­ зя пренебречь при выборе варианта;

—потребности в таком объеме инвестиций, которые срав­ нимы с возможностями субъекта, вкладывающего ресурсы

восуществление мероприятия;

—наличие неэкономических последствий в масштабах, за­ трудняющих их прямую стоимостную оценку.

Отличительной особенностью КХМ следует считать:

—экономическую целостность проекта, — т. е. невозмож­ ность его расчленения на локальные проекты, которые при их независимой друг от друга реализации дадут в сум­ ме ту же эффективность, что и проект в целом;

—несовпадение в общем случае интересов отдельных участ­ ников процесса разработки, реализации и использования результатов проекта;

—активность экономически независимых участников про­ екта;

—ограниченность возможностей перераспределения итого­ вого результата КХМ между участниками проекта;

—существенная длительность осуществления КХМ, предпо­ лагающая, в частности наличие участников «разнесенных во времени»;

—существенную неполноту информации об ожидаемых па­ раметрах мероприятия и возможных последствиях его реализации в области экологии, социальной сферы, обо­ роны и безопасности и т. п.;

—уникальность КХМ.

158

Системная инженерия

Лекция 8

Помимо принципов наилучшего выбора, присущих рас­ смотрению проектов малых мероприятий (системность, ком­ плексность, целевой характер расчетов, учет ограниченности ресурсов, согласованность, субоптималыюсть, учет степени структуризации, динамичность, управляемость), при рассмот­ рении КХМ следует руководствоваться еще и специфическими принципами. В частности, при наличии нескольких участни­ ков это:

—адресность затрат и результатов;

—недопустимость диктата;

—равноправие участников.

Как видно из приведенной выше комплексной характери­ стике КХМ, это именно тот класс объектов, проектирование которых не сводится к решению чисто инженерных и ин­ женерно-экономических проблем. Для проектирования КХМ

ибыла создана системная инженерия, которой с учетом всего сказанного мы можем дать строгое определение, согласно ко­ торому — системная инженерия это наука о планировании

ипроектировании комплексных производственно-техни­ ческих систем, создание и использование которых пред­ ставляют собой крупномасштабные хозяйственные меро­ приятия.

Чтобы сохранить строгость определения, мы не включи­ ли в системную инженерию строительство соответствующих объектов и их эксплуатацию. Мы считаем, что специфические приемы системной инженерии безоговорочно доминируют на этапе планирования проекта (или иначе на предпроектных стадиях) и на равных взаимодействуют со специальны­ ми инженерными исследованиями на этапе проектирования. На этапе же строительства и эксплуатации проекта задачи, решаемые с помощью методов системной инженерии, отсту­ пают на второй план.

159

Системный анализ

Курс лекций

Однако на этих этапах имеет место так называемый автор­ ский надзор. В процессе реализации КХМ авторский надзор, или иначе, аудирование проекта, включает в себя помимо кон­ троля за исполнением технических деталей также отслежива­ ние адекватности выполнения наиболее общих черт проекта, определяющих его взаимодействие с макроэкономической, экологической, социальной, политической сферами и т. п.

Оперативная корректировка КХМ, особенно более или менее крупная (разумеется, с учетом соответствующих воз­ можностей, которые согласно специфике КХМ зачастую до­ вольно ограничены), также должна проводиться, согласуясь с принципами системной инженерии.

Работа над проектом системного инженера сводится к двум большим этапам:

1)системное рассмотрение проблемы,

2)системное проектирование.

Эти этапы в свою очередь делятся на более мелкие, по­ следовательность которых такова:

1.Системное рассмотрение проблемы.

1.1.Предварительная формулировка проблемы.

1.2.Организация группы изучения проблемы.

1.3.Системное исследование проблемы.

1.4.Определение проектируемого объекта.

1.5.Определение способа измерения эффективности ра­ боты проектируемого объекта и ограничений его общих характеристик.

2.Системное проектирование.

2.1.Построение модели проектируемого объекта.

2.2.Нахрждение наилучшей структуры и оптимизация внутренних характеристик проектируемого объекта.

160

Системная инженерия

Л е к ц и я 8

2.3.Проверка на управляемость и надежность работы.

2.4.Выработка технических требований к компонентам проектируемого объекта.

2.5.Оформление документации.

2.6. Определение порядка системно-инженерного ауди­ рования на этапах составления детального проекта, строительства и эксплуатации объекта.

Рассмотрим теперь подробнее сущность перечисленных работ.

Системное рассмотрение проблемы начинается с этапа 1.1.

1. Системное рассмотрение проблемы

/. /. Предварительная формулировка проблемы. Для решения

этой задачи надо рассмотреть, как возникла эта проблема. Иными словами, в результате чего возникла некая цель, в до­ стижении которой наметились препятствия. Именно эти пре­ пятствия и необходимо преодолеть в результате реализации некоего проекта.

Несмотря на кажущуюся простоту, решение данной задачи не всегда тривиально. Зачастую, в традиционной постановке вопроса, проект предшествовал четко заявленной реальной цели. Например, в структурах, подверженных бюрократиза­ ции. Действительно, зачастую истинные цели иного проекта можно сформулировать так: «Построить завод, чтобы госпо­ дину (товарищу) N было, где занять должность директора».

Разумеется, с ростом «цены ошибки» такие решения ста­ новятся неприемлемыми. Поэтому необходимо формулиро­ вать сначала истинную цель, а потом определять, так ли уж она недостижима в данных условиях в отсутствие данного проекта.

Например, машиностроительная фирма (объединение) испытывает затруднения в результате неритмичной работы

161