Раздел 5 Критерии оценки эффективности сложных систем
Проблема принятия решений в сложных системах
Системный анализ всегда ориентирован на принятие решений применительно к сложным системам. Принятие решений осуществляется в условиях неопределенности, необходимости учета многочисленных факторов, участия специалистов различных областей знаний. Это приводит к тому, что постановка задачи становится проблемой, для решения которой нужно разрабатывать специальные подходы, приемы, методы. При этом могут рассматриваться как проблемы функционирования СС, так и проблемы анализа поведения или конструирования СС. В таких случаях необходимо:
определить проблемную ситуацию;
выявить факторы, влияющие на ее решение;
подобрать приемы, методы и модели, которые позволят выполнить поставку задачи и дальнейшее ее решение.
Системные исследования проблемы включают:
формулировку проблемы;
выявление целей;
формулировку критериев;
определение потребных ресурсов для достижения целей;
генерацию альтернатив и сценариев их реализации.
Для принятия решения необходимо получить зависимость, связывающую цель со средствами ее достижения (воздействующими факторами). Такие зависимости получили названия показатель (критерий) эффективности.
Если удается получить выражение целевой функции, то задача является практически всегда решаемой.Выражения целевой функции могут представлять собой как простые соотношения, так и более сложные аддитивного или мультипликативного вида.
Получить такие выражения легко, если известен закон, позволяющий связать цель со средствами. Если закон неизвестен, то стараются определить закономерности на основе статистических исследований, или исходя из наиболее часто встречающихся на практике экономических или функциональных зависимостей. Если и это не удается сделать, то выбирают или разрабатывают теорию, в которой содержится ряд утверждений и правил, позволяющих сформулировать концепцию и конструировать на ее основе процесс принятия решения. Если и теории не существует, то выдвигается гипотеза, и на ее основе создаются имитационные модели, с помощью которых исследуются возможные варианты решения.
Число и сложность подобных проблем, для которых невозможно сразу получить критерий эффективности в аналитической форме, по мере развития цивилизации возрастает; возрастает также и цена неверно принятого решения. Для проблем принятия решения характерно, как правило, сочетание качественных и количественных методов. Принятие решений в системах управления промышленностью часто связано с дефицитом времени: лучше принять не самое хорошее решение, но в требуемый срок, так как в противном случае лучшее решение может уже и не понадобиться. Поэтому решение часто приходится принимать в условиях неполной информации (ее неопределенности или даже дефицита), и нужно обеспечить возможность как можно в более сжатые сроки определить наиболее значимые для принятия решений сведения и наиболее объективные предпочтения, лежащие в основе принятия решения.
Для того, чтобы в более сжатые сроки поставить задачу, проанализировать цели, определить возможные средства, отобрать требуемую информацию (характеризующую условия принятия решения и влияющую на выбор критериев и ограничений), а в идеале - получить выражение, связывающее цель со средствами, применяют системные представления, приемы и методы системного анализа.
Эффективность и ее оценка
Эффективность– это обобщенная характеристика, отражающая степень соответствия результатов функционирования системы своему целевому назначению, т.е степень достижения поставленной цели ( Раздел 2.). Из двух систем более эффективной считается та, которая точнее соответствует своему назначению Оценить эффективности систем - одна из задач системного анализа. Понятие высокой эффективности сложной системы включает:
высокие качественные и количественные показатели ее использования;
высокий уровень функциональной надёжности и живучести;
высокие показатели экономичности;
высокие показатели безопасности выполнения процессов для персонала и окружающей среды;
высокий уровень услуг в процессе технического обслуживания и эксплуатации.
Для количественной оценки эффективности применяется специальная характеристика - критерий эффективности. Используются следующие синонимы этого понятия:
критерий эффективности;
критерий оптимальности;
критерий функционирования;
целевая функция (для дискретных процессов);
функционал (для непрерывных процессов).
В количественном измерении эффективность отражает степень близости фактического критерия (целевой функции) к некоторой своей норме (например, к плановой производительности, к минимальной себестоимости, к максимальной скорости, к минимальным затратам и т.д.).
Критерий эффективности — это мера оценки эффективности системы в целом. В количественном значении критерия эффективности интегрируются все свойства системы. Эффективность систем, создаваемых для одной цели, оценивается на основе одного критерия, общего для этого класса систем. Различие в назначениях систем предполагает, что для оценки их эффективности используются различные критерии. Если при увеличении эффективности значение критерия возрастает, то критерий называется прямым; если значение критерия уменьшается, то - инверсным. Из двух систем более эффективной считается та, которой соответствует большее значение прямого критерия (меньшее значение инверсного). Эффективность сложной системы оценивается интегральным критерием эффективности. Последний отображает сложную взаимозависимость многочисленных факторов, влияющих на функционирование системы.