Лекция 5. Формирование альтернатив

Достижение некоторой цели или, точнее, движение к некоторой цели подразумевает выбор альтернативы из множества альтернатив. Критерий или система критериев позволят выбрать именно нужную альтернативу из множества. Теория выбора подходит несколько формально к проблеме создания множества альтернатив и предполагает, что множество альтернатив задано, т.е. существует то, из чего нужно выбирать. Главный вопрос состоит в том, как выбирать. Такой подход – наглядный пример сугубо формальной постановки задачи: все главные, принципиальные трудности считаются уже преодоленными, и речь идет, можно сказать, о технических трудностях. А ведь именно формирование множества альтернатив и является наиболее трудным, наиболее творческим этапом системного анализа. Так, согласно А.Холлу, стадия поисков идей представляет собой кульминационную точку процесса решения задачи, поскольку ведь без идей нечего анализировать и выбирать.

Как выбрать – это чисто технический процесс, а вот задание множества альтернатив представляет собой наиболее творческий, ответственный этап системного анализа. Дело в том, что все наши усилия направлены на поиск лучшей альтернативы в заданном множестве. И если в это множество по каким-либо причинам не включена лучшая альтернатива, то никакие методы выбора ее не вычислят. С точки зрения математики множество альтернатив можно интерпретировать как вершины симплекса, а наилучшую альтернативу – как вершину симплекса, максимизирующего целевую функцию.

Существуют различные способы генерирования альтернатив:

1. привлечение квалифицированных экспертов, имеющих разностороннюю подготовку и опыт – мозговой штурм;

2. генерирование альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче (синектика);

3. разработка сценариев;

4. деловая игра.

Как правило, специалисты при генерировании альтернатив пользуются следующими простыми правилами: увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, создание благоприятных условий для генерирования альтернатив; сокращение числа альтернатив.

Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтер­натив. Для этого используют различные способы – поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе; привлечение нескольких квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт; увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее; модификация имеющейся альтернативы, т.е. формирова­ние альтернатив, лишь частично отличающихся от известной; включе­ние альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и «нуле­вой» альтернативы («не делать ничего», т.е. рассмотреть последствия развития событий без нашего вмешательства); интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы; включе­ние в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся примитивными или надуманными; генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, кратко­срочные, экстренные); и т.д.

При организации работы на этапе генерирования альтернатив сле­дует помнить о существовании факторов, как тормозящих творческую работу, так и способствующих ей. Выделяют внутренние (психологические) и внешние факторы.

К внутренним факторам относят:

– последствия неправильного восприятия действительности; крайние проявления – либо мы воспри­нимаем то, чего нет, либо не воспринимаем того, что есть;

– интел­лектуальные преграды (инерционность мышления, довлеющие стереотипы, подсознательные самоограничения, связанные с убеждениями, лояльностью, и пр.);

– эмоциональные преграды, такие, как излишнее увлечение критикой других или, наоборот, боязнь критики со стороны других, опасение отрицательной реакции со стороны заказчика или начальства на предложенные альтернативы, субъективное отношение к предпочитаемым типам альтернатив (например, некоторые ярые сторонники теории мас­сового обслуживания любые задачи стараются свести к задачам очередности) и т.д.

К внешним факторам относят:

– физические (погодные и климатические) условия, которые сказываются на продуктивности творческого труда. Не­которые исследователи считают, что существует связь между творчес­кой деятельностью целых народов и географическими условиями их жизни. На индивидуальной деятельности также сказываются физические условия. Рассказывают, что Нильс Бор отпускал студентов с занятий, если было так жарко, что воск в пробирке расплавлялся; что Тимофеев-Ресовский однажды в жаркий день провел заседание международного симпозиума прямо в пруду, и это было, по воспоминаниям участников, самое плодотворное заседание. Известно также отрицательное влияние посторонних шумов, различных неудобств на производительность труда;

– общественные условия, общий культурный фон, идейная атмосфера, которые оказывают существенное влияние на индивидуальное творчество; одобрение определенной социальной группы – один из самых сильных стимулов для творчества человека.

Если стремиться к тому, чтобы на начальной стадии было получено как можно больше альтернатив, то для некоторых проблем их количество может достичь многих десятков. Очевидно, что подробное изучение каждой из них приведет к неприемлемым затратам времени и средств. В таких случаях рекомендуется провести грубое отсеивание, не сравнивая альтернативы количественно, а лишь проверяя их на присутствие некоторых качеств, желательных для любой приемлемой альтернативы. К признакам хороших альтернатив относят устойчивость при изменении некоторых внешних условий, надежность, многоцелевую пригодность, адаптивность, другие признаки практичности. В отсеве могут помочь также обнаружение отрицательных побочных эффектов, недостижение контрольных уровней по некоторым важным показателям (например, слишком высокая стоимость) и пр. Предварительный отсев не рекомендуется проводить слишком жестко, для детального анализа необходимы хотя бы несколько альтернатив.

Рассмотрим теперь некоторые хорошо зарекомендовавшие себя на практике организационные формы генерирования альтернатив.

Метод мозгового штурма специально разработан для получения максимального количества предложений. Его эффективность порази­тельна: шесть человек за полчаса могут выдвинуть 150 идей. Бригада проектировщиков, работающая обычными методами, никогда не пришла бы к мысли о том, что рас­сматриваемая проблема имеет такое разнообразие аспектов. Техника мозгового штурма такова. Собирается группа лиц, отобран­ных для генерации альтернатив; главный принцип отбора – разнообра­зие профессий, квалификации, опыта (такой принцип поможет расши­рить фонд априорной информации, которой располагает группа). Сооб­щается, что приветствуются любые идеи, возникшие как индивидуально, так и по ассоциации при выслушивании предложений других участников, в том числе и лишь частично совершенствующие чужие идеи (каждую идею ре­комендуется записать на отдельной карточке). Категорически запре­щается любая критика – это важнейшее условие мозгового штурма: сама возможность критики тормозит воображение. Каждый по очереди зачитывает свою идею, остальные слушают и записывают на карточки новые мысли, возникшие под влиянием услышанного. Затем все карточ­ки собираются, сортируются и анализируются обычно другой группой экспертов. Самое примечательное в том, что общий результат работы такой группы, где идея одного может навести другого на что-то еще, часто превосходит общее число идей, выдвинутых тем же коли­чеством людей, но работающих в одиночку.

Число альтернатив можно впоследствии значительно увеличить, комбинируя сгенерированные идеи. Среди полученных в результате моз­гового штурма идей может оказаться много глупых и неосуществи­мых, но такие идеи легко исключаются последующей критикой, ибо компетентную кри­тику легче получить, чем компетентное творчество. Известно много примеров успешного мозгового штурма. Приведем лишь один из них, иллюстрирующий пользу запре­щения критики. Во время войны проблема противодействия минам и торпедам противника на море была подвергнута мозговому штурму. Одна из идей заключалась в следующем: «Пусть, как только будет обнаружена мина или торпеда, вся команда станет к борту и дует на нее!». Эта не­серьезная на первый взгляд идея не была отвергнута, и при дальней­шем анализе рациональное зерно, содержащееся в ней, было трансформи­ровано в предложение с помощью мощных насосов создавать потоки воды, отталкивающие опасный объект.

Синектика предназначена для генерирова­ния альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче. В противоположность мозговому штурму целью здесь является не количество альтерна­тив, а генерирование небольшого числа альтернатив (даже единственной альтерна­тивы), разрешающих данную проблему. Эф­фективность синектики была продемонстриро­вана при решении конкретных технических проблем типа «найти простой прин­цип устройства приводов с постоянной угловой скоростью», «спроектировать усовершен­ствованный нож для открывания консервных банок», «изобрести более прочную крышу», «разработать герметичную застежку для костюма космонавта». Известен случай синектического решения более общей проблемы экономического плана: «разработать новый вид продукции с годовым потенциалом продаж 300 млн дол.». Имеются попытки применения синектики в решении социальных проблем типа «как распределить государственные средства в области градостроительства».

Суть синектики можно кратко изложить следующим образом. Формируется группа из 5–7 чел., отобранных по признакам гибкости мышления, практического опыта (предпочтение отдается людям, менявшим профессии и специальности), психологической совместимости, общительности, подвижности (последнее, как станет ясно из изложенного далее, очень важно). Выработав определенные навыки совместной работы, группа ведет систематическое направленное обсуждение лю­бых аналогий с подлежащей решению проблемой, спонтанно возникающих в ходе бесед.

Особое значение синектика придает аналогиям, порождаемым двигательными ощущениями. Это вызвано тем, что наши природные двигательные рефлексы сами по себе высокоорганизованы и их осмыс­ление может подсказать хорошую системную идею. Предлагается, напри­мер, вообразить свое тело на месте совершенствуемого механизма, «почувствовать себя им», либо поставить себя на место фантастического организма, выполняющего функцию проектируемой системы, и т.п. Раскрепощенность воображения, интенсивный творческий труд создают атмосферу душевного подъема, характерную для синектики. Отмечают­ся и психологические затруднения, возникающие у новичков в случае применения этого метода: появление угрызений совести («получаем деньги за приятное времяпрепровождение»); зазнайство после удачного решения первой проблемы; истощение нервной системы в результате интенсивной работы.

Успеху работы синектических групп способ­ствует соблюдение определенных правил, в частности, запрещено обсуждать достоинства и недостатки членов группы; каждый имеет право прекратить работу без каких-либо объяснений при малейших признаках утомления; роль ведущего периодически переходит к другим членам группы и т.д.

В США создана специальная фирма «Синектикс инкорпорейтед», занимающаяся консультированием и обучением в области синектики. Подчеркнем, что в отличие от мозгового штурма при использовании синектики требуется специальная и длительная подготовка. В течение года 5 или 6 чел. должны затратить 1/4 своего рабочего времени на обучение. Группа обученных синекторов, работающих полный рабочий день, способна в течение года найти приемлемые решения примерно четырех неболь­ших и двух крупных проблем.

Разработка сценариев. В некоторых проблемах (особенно в социотехнических) искомое решение должно определить реальное будущее течение событий. В таких случаях альтернативами выступают различные (воображаемые, но правдо­подобные) последовательности действий и вытекающих из них событий, которые могут произойти в будущем с исследуемой системой. Эти последовательности имеют общее начало (настоящее состояние), но затем возможные состояния различаются все сильнее, что и приводит к проблеме выбора. Такие гипотетические альтернативные описания то­го, что может произойти в будущем, называют сценариями, а рассматри­ваемый метод – разработкой сценариев. Сценарии-альтернативы представляют ценность для лиц, принимающих решения, только тогда, когда они не просто плод фантазии, а логически обоснованные модели буду­щего, которые после принятия решения можно рассматривать как прогноз, как приемлемый рассказ о том, что случится, если...

Созда­ние сценариев относится к типичным неформализуемым процедурам, представляет собой творческую, научную работу. Тем не менее и в этом деле накоплен определенный опыт, имеются свои эвристики. Например, рекомендуется разрабатывать «верхний» (оптимистичный) и «нижний» (пессимистичный) сценарии – как бы крайние случаи, между которыми может находиться возможное будущее. Такой прием позволяет отчасти компенсировать или явно выразить неопределенности, связанные с предсказанием будущего. Иногда полезно включать в сценарий воображаемый активно противо­действующий элемент, моделируя тем самым «наихудший случай». Кроме того, рекомендуется не разрабатывать детально (как ненадежные и непрактичные) сценарии, слишком «чувствительные» к небольшим отклонениям на ранних стадиях.

К важным этапам создания сценариев относятся: составление перечня факторов, влияющих на ход событий, со специальным выделением лиц, которые контролируют эти факторы прямо или косвенно; выделение аспектов борьбы с такими факторами, как некомпетентность, халатность и недисциплинированность, бюро­кратизм и волокита; учет наличных ресурсов и т.д.

Морфологический анализ – простой и эффективный способ генери­рования альтернатив. Он состоит в выде­лении всех независимых переменных проектируемой системы, перечис­лении возможных значений этих переменных и генерировании альтер­натив перебором всех возможных сочетаний этих значений.

Проиллюстрируем суть морфологического анализа на упрощенном примере разработки системы телевизионной связи (табл. 1)

Таблица 1

Независимая переменная	Значения переменной
1. Цвет изображения	1. Черно-белое. 2. Одноцветное (например, все оттенки красного). 3. Двухцветное. 4. Трехцветное… 8. Семицветное
2. Размерность изображения	1. Плоское. 2. Объемное
3. Градация яркости	1. Непрерывная. 2. Дискретная
4. Звуковое сопровождение	1. Без звука. 2. Монуаральный звук. 3. Стереофонический звук
5. Передача запахов	1. Без передачи запахов. 2. С сопровождением запахов
6. Обратная связь	1. Без обратной связи. 2. С обратной связью

Табл. 1 порождает 8 · 2 · 2 · 3 · 2 · 2 = 384 различные возмож­ные системы. Современному телевизионному вещанию соответствует только одна альтернатива: 1.4 – 2.1 – 3.1 – 4.2 – 5.1 – 6.1. Имеется повод для размышления, почему остальные альтернативы до сих пор не привлекли внимания инженеров.

Отметим также, что количество вариантов можно увеличить, вводя новые независимые переменные (в рассмотренном примере ввести раз­меры изображения с градацией от обычных на сегодня до размеров во всю стену, ввести дополнительные каналы передачи информации, напри­мер кожно-электрический или тактильный; перейти от одноэкранной системы к многоэкранной и т.д.). Одна из основных проблем морфоло­гического анализа при увеличении числа переменных – это проблема сокращения перебора. Она решается наложением различных ограниче­ний, которые позволяют отбросить варианты, не подлежащие рассмот­рению.

Деловой игрой называется имитационное моделирование реаль­ных ситуаций, в процессе которого участники игры ведут себя так, будто они в реальности выполняют порученную им роль, причем сама реаль­ность заменяется некоторой моделью. Примерами являются штабные игры и маневры военных, работа на тренажерах различных операторов техни­ческих систем (летчиков, диспетчеров электростанций и т.д.), админи­стративные игры и т.п. Несмотря на то что чаще всего деловые игры ис­пользуются для обучения, их можно использовать и для эксперимен­тального генерирования альтернатив, особенно в слабо формализован­ных ситуациях. Важную роль в деловых играх кроме участников игра­ют контрольно-арбитражные группы, управляющие моделью, регистри­рующие ход игры и обобщающие ее результаты.