книги из ГПНТБ / Бешелев, С. Д. Экспертные оценки

/торых воспроизводятся принципы ее организации и функ­ ционирования. Поскольку многие разрабатываемые и действующие системы не могут быть легко и беспрепят­

ственно изучены в натуре, очень часто моделирование является единственным способом анализа и предсказания возможного поведения их в будущем.

Создавая модели, нужно отвлечься от ряда качеств исследуемой системы, а некоторые из них выразить в виде математических понятий или функциональных связей. Это значит, что, моделируя, мы всегда стоим перед необходимостью компромисса между простотой и реаль-

, ностыо.

Модель называется динамической, если ее параметры меняются во времени. При этом предполагается, что сами '"параметры, или по крайней мере распределения: их^здряатностей, известны как функция "времени для некоторого

~"еТ?о~отрезка, простирающегося в будущее. Моделирование является сейчас важным средством

для количественной оценки принимаемых решений. Вместе

50

щих учет неопределенности и количественную оценку суждений специалистов.

Создание каждого технического устройства начинается с предварительного замысла. Хотя первоначальная кон­ цепция нового сложного устройства никогда не имеет законченного и отработанного вида, но уже на этом этапе следует оценить необходимость дальнейшей работы над новой идеей.

Ясно, что решение о продолжении работы влечет за собой выделение средств, кадров, а в ряде случаев обо­ рудования, производственных площадей и т. д. Поэтому обычно перед руководителем, принимающим решение, встает целый ряд проблем, связанных как с наличием нескольких вариантов (альтернатив), так и с ограничен­ ными возможностями в ресурсах. Более того, он должен всегда учитывать, что для доведения идеи до практического воплощения могут потребоваться и дополнительные ре­ сурсы, оценить объем которых в момент принятия решения невозможно.

Очень часто в результате анализа оказывается, что существует несколько «хороших» предложений, обеспе­ чивающих достижение поставленной цели. В этом случае становится необходимым сопоставить их и отобрать наи­ более эффективные и реалистичные, исходя из существую­ щих п перспективных возможностей. Очевидно, только благодаря постоянному отбору наиболее многообещаю­ щих идей и предложений можно обеспечить непрерывный прогресс науки и техники.

Для проведения такого отбора необходимо четко уста­ новить: в чем состоит задача, которую нужно решить; какова возможность осуществления и предполагаемая ценность каждой из альтернатив; во что обойдется каждый вариант решения задачи и в какие сроки будет выполнен.

Не исключено, что в момент принятия решения неко­ торые из этих данных нельзя получить, а другие невоз­ можно однозначно оценить или точно рассчитать.

Многообразие проблем научно-технического прогресса, несопоставимость и несоизмеримость ряда факторов на­ кладывают ограничения на возможность полной математи­ ческой формализации процесса выбора, но не исключают возможности формализации однородных и идентичных процессов подготовки и анализа данных, необходимых для принятия решений.

52 ~

Анализ систем является дальнейшим развитием поя­ вившихся в годы второй мировой войны методов иссле­ дования операций. Р1о в них любая задача сводится в сущ­

самих задач, целей и наилучших критериев в условиях неопределенности. Не всегда легко решить, что подлежит включению в анализ, поскольку на него оказывают влия­ ние такие факторы, как недостаточность исходных дан­ ных, ограниченность сроков и невозможность математи­

новление критериев, обеспечивающих отбор наилучших альтернатив, имеют чрезвычайно важное значение. Ана­ лиз систем можно определить как метод исследования, который помогает руководителю выбрать курс действий путем оценки целей этик действий при альтернативных вариантах, различающихся затратами, эффективностью, степенью риска и сроками. Поскольку это метод рас­ смотрения сложных задач выбора при наличии многих, часто противоречивых целей и критериев, то в значитель­ ной степени он связан с использованием суждений спе­

деленного курса действий. Правильное установление ее имеет решающее значение. Цели формируются с учетом желательных или необходимых потребностей, а также реальных научных, технических и экономических возмож­ ностей. Источниками формирования целей являются ана­ лиз опыта прошлого, прогнозы и суждения специалистов.

Сложность выбора целей заключается в необходимости неформальных суждений 6 существе и масштабах про­ блемы, источниках ее возникновения и методах решения. Неточный выбор цели ведет к появлению ложных проблем.

Альтернативы — это _варианты (способы) возможных решений задачи. Поскольку проблема оценки альтерна­

53

что анализ систем должен включать в себя не только детальное сравнение известных вариантов, но и исследо­ вание возможностей создания новых альтернатив.

Затраты определяются количеством ресурсов, необ­ ходимых для осуществления каждой из альтернатив. Выбор определенной альтернативы влечет за собою опре­ деленные затраты. Обычно пытаются выбрать альтерна­ тиву (их комбинацию), обеспечивающую достижение цели при минимальных затратах, или найти при устаповлен­ ном бюджете альтернативы, которые, вероятно, обеспе­ чат получение максимальных результатов.

Модель используется для представления реально иссле­ дуемой ситуации. Сохраняя структуру задачи, она должна отражать влияние наиболее существенных факторов на результаты. Ее форма зависит от характера проблемы и может меняться от математических уравнений и программ для электронно-вычислительных машин до простого опи­ сания возможных ситуаций. Основная роль модели при анализе систем состоит в том, чтобы подготовить оценку последствий выбора.

Критерий — это показатель (или правило), обеспе­ чивающий сопоставление и выбор наиболее предпочти­ тельных альтернатив с учетом затрат и их вклада в до­ стижение установленных целей.

Системный подход получает широкое развитие в нашей стране, где имеются значительно более надежные пред­ посылки его реализации, чем в условиях капитализма. В последнее время усилиями советских ученых достиг­ нуты успехи в разработке теории сложных систем; объек­ том ее изучения являются не только технические системы, но и отрасли народного хозяйства, и экономика страны в целом. Сейчас разрабатывается единая общегосудар­ ственная автоматизированная система (ОГАС), создание которой позволит значительно повысить эффективность управления народным хозяйством. Современные про­ граммы научно-технического и экономического развития становятся все более сложными и дорогостоящими. Это лишний раз подтверждает необходимость комплексного системного анализа народнохозяйственных проблем.

Особенно важное значение имеет сейчас применение метода анализа систем для выбора оптимальных вариан­ тов распределения ресурсов. Как справедливо отметил академик А. Берг, «для эпохи научно-технического про-

54

гресса, современниками которой мы являемся, характерны не только крупные достижения, но и большие проблемы. Среди этих проблем, может быть, наиболее сложной по содержанию^ наиболее трудной для теоретического и практического решения и вместе с тем наиболее важной по значению является проблема оптимального распре­ деления и использования ресурсов. От успешного реше­ ния этой проблемы зависит уровень и темпы повышения народного благосостояния, развитие материально-техни­ ческой базы общества, укрепление обороноспособности и достижение политических и других целей государства» 1 0 .

Деревья, матрицы и решения

Решение современных задач научно-технического про­

определение оптимальных значений всех переменных при­ водит к гигантскому росту объема вычислений. Часто даже при использовании быстродействующих машин по­ добные расчеты оказываются экономически невыгодными,

] задач большой размерности на подзадачи и последующего ! ' решения таких задач по частям.

Метод последовательного расчленения основных целей ] и задач на элементы позволяет создать систему «взвешен- \ ных» связей, так называемое дерево целей, использование ) которого помогает увязать перспективные проблемы с пла- ' нами работы на текущий период.

Для успешного применения этого метода необходимы входные данные трех основных видов:

А. Берг. Предисловие к кн.: М. М. Лопухин. ПАТТЕРН — метод плани­ рования и прогнозирования научных работ. М., 1971, стр. 3.

55

—четко определенные цели и задачи на всех уровнях;

—взаимосвязанные критерии для измерения относи­

При наличии этих данных дерево целей может служить основой для выбора наиболее предпочтительных альтер-

56

натив, а также для оценки состояния разрабатываемых систем и их взаимосвязей.

На принципе построения дерева целей, ориентирован­ ного на конечный исход, основан целый ряд разработан­ ных в нашей стране и за рубежом методик, более подроб­ ное описание которых будет сделано в четвертой главе.

Дерево целей, например, применительно к отраслевым научно-техническим проблемам, может быть представлено в следующем виде 1 1 (табл. 1; рис. 1).

Рпс. 1. Дерево целей

Необходимо отметить, что идея целенаправленного руководства процессами развития общества принадлежит марксизму-ленинизму и наиболее последовательно осу­ ществляется в ходе строительства коммунизма. Научнотехнические цели не существуют в отрыве от социальноэкономических, и естественно, что полный учет их взаимо­ действия, комплексный анализ влияния тенденций развития науки и техники на социально-экономические фак­ торы возможны только в условиях планомерно развивае­ мого социалистического общества. Поэтому использова­ ние принципа иерархии целей при капитализме сводится к условной схеме, практическая реализация которой

1 1 Методика прогнозирования научно-технических проблем, имеющих важное значение для развития отраслей. М., ВНИИС, 1972 (Проект).

57

чрезвычайно затруднена из-за отсутствия централизо­ ванной и взаимоувязанной системы планов.

Кроме того, при использовании деревьев целей воз­ никает ряд методологических трудностей.

Прежде всего трудности появляются при разработке коэффициентов относительной важности, особенно когда эта разработка ведется отдельными организациями. Ясно, что таким организациям трудно численно определять относительную важность общегосударственных и отрасле­ вых целей и задач. Впрочем, в социалистическом плано­ вом хозяйстве подобная трудность может быть уменьшена с помощью общегосударственной системы прогнозов.

Следует также отметить, что взаимосвязь задач в де­ реве целей устанавливается безотносительно к вероят­ ности промежуточных исходов, возможных альтернатив решений и фактора времени; при этом не учитывается, что исключение (или добавление) нескольких промежуточ­ ных звеньев оказывает влияние на программу работ в целом.

Другая серьезная трудность связана с необходимостью численной оценки и синтеза различных технических, вре­ менных и стоимостных характеристик альтернатив.

С целью ликвидации некоторых из перечисленных трудностей в ряде методик применяется принцип раз­ ветвляющегося дерева, ориентированного не на цели, а на процесс. Ориентация на процесс обеспечивает анализ динамики последовательных во времени этапов программы.

При разработке новой техники такие этапы программы могут быть представлены в виде цепи событий, которые произойдут с момента зарождения идеи до момента создания образцов нового технического устройства.

Принцип разбиения программ на отдельные этапы широко используется в известных методах сетевого пла­ нирования (СПУ). Вместе с тем построение сетевого графика основано на предположении, что каждое дей­ ствие (работа) между двумя результатами (событиями)' является единственным и что переход от одной работы к другой безусловлен, т. е. предполагается, что все собы­ тия реализуются с вероятностью, равной единице.

Однако в практической деятельности, особенно в на­ учных исследованиях и при создании новой техники, многие задачи являются качественно новыми и недоста­ точно определенными в отношении технического осущест-

58

вления, затрат и сроков. Кроме того, при выполнении работ, возможны различные варианты сочетаний и пере­ ходов между промежуточными этапами.

Так, при выполнении исследовательской работы или научного эксперимента ученый не всегда может заранее установить, приведут ли они к желаемому результату. Более того, в ряде случаев нельзя достаточно определенно представить, каков будет и сам результат. В процессе проектирования сложного технического устройства всегда существует возможность использования различных кон­ структивных схем, причем вероятность, что каждая из

Рнс. 2. Сеть ив 3 событий Ч_У Ч_У ~ \Zs

этих схем обеспечит получение устройства с ожидаемыми техническими характеристиками к требуемым срокам, не равна единице.

Аналогичные ситуации возникают при анализе ва­ риантов долгосрочных планов, вероятность осуществле­ ния каждого из которых зависит от вероятности • выпол­ нения различных этапов работ и их сочетаний.

Во всех таких случаях возникает сложная логическая ситуация, когда каждая работа является случайной вели­ чиной, а наступление любого из ожидаемых событий сети зависит от вероятности осуществления предыдущих альтер­ нативных событий.

Необходимость представления по возможности в ко­ личественной форме многих комплексных логических связей, возникающих в практической деятельности, при­ вела к созданию ряда методов, позволяющих установить логическую зависимость между взаимосвязанными со­

59