Методи прогнозування технологічних систем

Проектування нових технологій, техніки і навіть ок­ремих виробів не можливе без розробки прогнозів їх перспек­тивного розвитку. На порозі нового тисячоліття провідні міжна­родні організації друкарства оприлюднили свої прогнози щодо подальшого розвитку галузі. Відомі прогнози PIRA International та Російської книжкової палати. У низці періодичних фахових ви­дань опубліковано прогнози розвитку галузі, підготовлені кон­церном Heidelberg. Фахівцями концерну розроблені два сце­нарії розвитку, що одержали назви «Песимістичний розвиток економіки і консервативні зміни технології» та «Оптимістичний розвиток економіки з прогресивними змінами технології». Як вказано у цих прогнозах світове зростання внутрішнього вало­вого продукту на порозі нового тисячоліття знаходилося у ме­жах 3,4 % за рік. Навіть за песимістичним прогнозом фахівці фірми вважають, що щорічний приріст випуску друкованої про-

Розділ 3, Методики розробки передпроектної документації _________

дукції буде складати 2,5...З % на наступне десятиріччя. Провідне місце тут відводиться зростанню друкованих видів паковань та етикетки, реклами, газет і журналів.

Більшість прогнозів видатних вчених сучасності передбачає вступ людства в еру розвиненого інформаційного суспільства — суспільства знань. На думку футурологів, такий тип суспільства повністю сформується десь у 30-х роках XXI ст. До того часу інформація має стати найціннішим продуктом і товаром, а спо­живачі та виробники інформаційної технології — навчитися більш продуктивно використовувати значну частину робочого й вільного часу людини. У країнах, де ознаки цього процесу більш відчутні, об'єктом праці більшості населення вже стали збиран­ня, аналіз та переробка інформації. У США в інформаційній га­лузі працюють майже 70 % всіх працездатних членів сус­пільства.

Нові технологічні процеси і всі інші об'єкти проектування за своїми параметрами і техніко-економічними характеристиками повинні завжди переважати існуючі вітчизняні і світові зразки. Тому при розробці нових проектів на першому етапі необхідно проводити прогнозування як наукове обґрунтування інформації про розвиток технологій, техніки, економіки і суспільства у цілому.

Історія розвитку технології і техніки знає багато геніальних передбачень, зроблених видатними мислителями і новаторами. Видатний італійський вчений, інженер та художник ЛеонардоДа Вінчі поряд з фантастичними ескізами проектів підводних човнів, танків, літальних апаратів передбачав у майбутньому розвиток друкарських верстатів.

У середині минулого століття американський філософ і істо­рик науки Томас Кун сформулював концепцію розвитку знань людства як низку періодичних наукових революцій, як зміну пер­винних концептуальних схем, способів постановки проблем і методів досліджень, які панують у науці в певний історичний пе­ріод. Така інтелектуальна революція відбувається нині на межі тисячоліть, коли змінилися суспільні стосунки, наукові концеп­ції, саме життя.

Відомий канадський філософ і провидець Маршалл Мак-Лю-ен у 1962 р. глибоко дослідив виникнення і розвиток інфор-

____________ Розділ 3. Методики розробки передпроектної документації

маційного середовища, вплив його на всі аспекти життя. Він пе­редбачив глобальний прорив комп'ютерних технологій, які набу­дуть певної автономії, що диктуватиме людям умови існування, використовуючи логіку розвитку з більшою силою, ніж це роби­ла книга. Мак-Люен передбачав конфлікт між «електронною га­лактикою» та «галактикою Гутенберга» і прогнозував перемогу електронної інформації над друкованим словом уже в кінці ми­нулого століття. Однак, ми бачимо, що на початку XXI століття друкарство набуває нового розвитку, співіснуючи з числовими методами опрацювання інформації, доповнюючи їх і збагачуючи одночасно.

Науково-інженерні передбачення завжди будувались на роз­рахунках і глибоких дослідженнях. Прогнози Жуля Берна, Станіслава Лема, Рея Бредбері, Артура Кларка та багатьох інших інженерів-футурологів у багатьох аспектах уже здійсни­лись, навіть раніше передбаченого часу, нездійсненим — нале­жить майбуття.

Однак, помилкове прогнозування призводить до серйозних втрат — економічних і соціальних. За допомогою популярних у 60-і роки методів кількісного прогнозування, що базувалися го­ловно на досвіді минулого, не вдалося передбачити розпад Ра­дянського Союзу, світову нафтову кризу, стрімкий розвиток інформаційних технологій у 90-і роки минулого XX ст., ренесанс видавничо-поліграфічної інформації.

Загалом, прогнозування технологій видавничо-поліграфічної справи припустилося серйозних помилок у 80-і роки з приводу розвитку складальної техніки — розробка і масовий випуск фо­тонабірних комплексів типу «Каскад», у той час, коли вже почала розвиватися складальна техніка на базі персональних комп'ю­терів і числових технологій. Те саме можна сказати і про помил­ки щодо розвитку високого і глибокого способів друку, прогно­зування відмирання всіх засобів друкарства, проектування «монстрів» книжкової індустрії — потокових ліній «Камерон-Ше-рідан». Однак, більшість навіть фантастичних прогнозів уже здійснюються у наш час. Це в першу чергу відноситься, напри-

Розділ 3. Методики розробки передпроектної документації _________

клад, до технологій складання без гарту (сплаву свинцю, сурми і олова), до інформаційних можливостей і конструкцій електрон­них видань (ЕВ) тощо.

Отже, прогнозування слід здійснювати лише на ґрунтовній науковій основі. Ці методи вже розроблені й широко використо­вуються при проектуванні нових технологій, техніки, під­приємств, окремих споруд і виробів повсякденного вжитку.

При розробці передпроектних науково-технічних прогнозів вирішуються такі головні завдання, які сприяють вдосконаленню проектних рішень:

• визначення ступеня матеріалізації наукових і технічних ідей у прикладних дослідженнях і проектах;

• виявлення головних технічних напрямів у вирішенні певної проблеми технологічного і технічного розвитку;

• обґрунтування найбільш перспективних шляхів вдоскона­лення об'єктів проектування;

• використання у проектах найбільш перспективних напрямів розвитку.

Метод прогнозування — спосіб дослідження об'єкта (явища) сукупністю спеціальних правил і прийомів (методикою прогно­зування).

Під методами прогнозування розуміють сукупність способів і принципів мислення, які на основі ретроспективних даних до­зволяють вивести судження відносно майбутнього стану і роз­витку об'єкта прогнозування. їх нараховується більше 150, але на практиці застосовується значно менше.

До загальних методів прогнозування відносять:

• історичний — полягає у розгляді явищ (об'єктів) у взаємо­зв'язку їх історичних форм;

• системний — веде дослідження кількісних і якісних зако­номірностей перебігу процесів на основі системного аналізу;

• комплексний — розглядає явища у їх взаємозалежності;

• структурний — дозволяє встановити і пояснити структуру об'єкта (явища), що прогнозується;

• системно-структурний — розглядає у взаємодії елементи технологічної системи, які динамічно розвиваються.

Розділ 3. Методики розробки передпроектної документації

Прогностика — наука про закономірності процесів розробки прогнозів; методи, методики і засоби прогнозування; рекомен­дації по використанню прогнозів; способи оцінки достовірності прогнозів.

За сутністю прогнози поділяються на: науково-технічні, тех-ніко-економічні, соціально-економічні, зовнішньо-політичні, військово-політичні, природничі.

Науково-технічні прогнози розглядають досягнення науково-технічного прогресу, розвиток фундаментальних і прикладних досліджень, нових видів техніки і технології, визначають нас­лідки науково-технічного прогресу.

Техніко-економічні прогнози досліджують перспективи роз­витку галузей економіки, географію розміщення виробництва, динаміку техніко-економічних показників виробництва про­дукції, освоєння її нових видів, фінансування виробництва, на­явність інвестицій тощо.

Саме ці два напрями прогнозування цікавлять видавничо-поліграфічну галузь на етапах розробки проектів як окремих продуктів виробництва, так і створення нових фірм, видавництв, організацій та підприємств.

У сучасних умовах прогнозування технології базується на концепції — «репрезентувати майбутнє, яке не може інтегрува­тися як звичайне продовження минулого у зв'язку з тим, що це майбутнє може набувати принципово відмінних форм і структу­ри у порівнянні з тим, що було відоме у минулому»¹.

Технологічне прогнозування — це передбачення майбутніх винаходів, технічних характеристик і функціональних можливос­тей технології, машин і приладів, які використовуються для суспільно корисних цілей; це імовірна оцінка майбутнього роз­витку, де під технологією розуміється будь-яке цілеспрямоване прикладання природничих наук для практичної діяльності.

Експертні методи прогнозування найбільш поширені. Вони дозволяють об'єднати у одну систему загальні методики і отри­мати кількісні оцінки подій, коли навіть відсутні статистичні дані

¹Згуровский М. 3., Панкратова Н. Д. Технологическое предвидение. — К.; ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2005. — 156 с.

Розділ 3. Методики розробки передпроектної документації _________

або їх недостатньо для визначення ймовірних майбутніх зна­чень. Для проведення таких експертиз повинні запрошуватися компетентні експерти, які добре знайомі з предметом експерти­зи, мають достатній досвід, здатні виносити обґрунтовані су­дження.

Розрізняють методи індивідуальної і колективної експертизи. При індивідуальній експертній оцінці використовують методи: інтерв'ю; аналітичний; написання сценарію, дерева цілей; мор­фологічного аналізу; розстановки пріоритетів; попарного порівняння.

Більш ефективні методи колективної експертизи: скануван­ня, «розумового штурму», Делфі, перехресного впливу, аналізу ієрархій, морфологічного аналізу, експертного опитування.

Доцільно ставити такі головні цілі при застосуванні методів колективної експертизи:

• встановлення ступеня узгодженості думок експертів, який оцінюється за допомогою коефіцієнтів рангової кореляції;

• отримання оцінки деяких аспектів наукового розвитку, які в даний момент не можуть бути отримані іншими методами (аналітичним, розрахунковим або експериментально);

• виявлення розбіжностей в оцінках різних напрямів до­
сліджень і розробок.

Метод інтерв'ю дозволяє здійснити безпосередній контакт експерта з фахівцем, який проводить експертизу, за схемою «питання-відповідь».

Аналітичний метод — логічний аналіз якої-небудь прогнозо­ваної ситуації у вигляді аналітичної записки експерта.

Метод написання сценарію визначає генеральну мету роз­витку прогнозованого об'єкта і відображає послідовне детальне вирішення задачі, виявляє можливі перешкоди на шляху розвит­ку об'єкта. Може застосовуватися і у колективній експертизі.

Метод «дерева цілей» застосовують при аналізі систем, про­цесів, об'єктів, у яких можна виділити кілька структурних чи ієрархічних рівнів. «Дерево цілей» будують шляхом послідовно­го виділення усе більш дрібних компонентів на рівнях, що знижу­ються.

Розділ 3. Методики розробки передпроектної документації

Метод морфологічного аналізу базується на застосуванні си­стемного підходу і полягає у тому, що в дослідженні техно­логічної системи виділяють деякі характерні для неї структурні, морфологічні ознаки, по кожній з яких складають список різних конкретних варіантів (альтернатив) технічного розвитку цих оз­нак. Ознаки з їх альтернативами розміщуються у вигляді таб­лиці, яка називається морфологічним ящиком (матрицею, кар­тою або таблицею).

Метод парних порівнянь — один з ефективних методів якісної оцінки варіантів (альтернатив) у вигляді експертних порівнянь. Інша назва цього методу — метод розстановки пріоритетів. Він використовується для багатокритеріального, якісного аналізу на підставі експертизи варіантів побудови об'єктів. Передбачає парні співставлення за принципом: «краще» (>), «гірше» (<), «рівно» (=) і побудову алгоритму обробки отриманих даних.

Метод сканування використовується на першому етапі, коли виникають проблеми у широкому діапазоні ідей і підходів для їх вирішення. Ефективний для попереднього вивчення нових зав­дань, відносно яких відсутній досвід практичного використання методик експертного прогнозування.

Метод «розумового штурму» призначений для виявлення но­вих ідей. Проблема, що обговорюється, повинна бути чітко сформульована і будь-яка ідея детально продискутована. Вона не повинна називатися хибною навіть при її майже очевидній безперспективності.

Метод Делфі ґрунтується на передумові, що визначення май­бутнього буде більш точним, якщо в цьому процесі будуть брати участь багато осіб, а не одна людина. Особливість методу у його організації: кожен учасник залишається анонімним і віддаленим від інших на весь період експерименту. Зв'язок підтримується за допомогою пошти (e-mail, Інтернету) з метою виключення впливу психологічних факторів, наприклад, думки авторитетних особистостей, які можуть уплинути на результат своїм впливом на групу.

Метод перехресного впливу фактично базується на методі Делфі, результати якого використовуються для обчислення оцінок ймовірностей розвитку майбутнього.

Розділ 3. Методики розробки передпроектноїдокументації

Метод аналізу ієрархій (Analytic Hierarchy Process), розробле­ний американським системним математиком Томасом Л. Сааті (Thomas L. Saaty) на початку 90-х років, використовується у по­будові моделі розрахунку ймовірностей виникнення кожного можливого майбутнього сценарію на підставі ієрархічних мереж аналізу.

Метод послідовного експертного опитування передбачає послідовне розширене коло експертів, які приймають участь у експертизі. Експерт, якого включено до складу комісії на черго­вому турі експертизи, подає обґрунтування висловленої ним оцінки та знайомиться з обґрунтуваннями оцінок інших експер­тів, яких було залучено раніше. Його обґрунтування зі збережен­ням принципу анонімності доводяться до відома усіх експертів. Експерт може змінювати свою думку з того чи іншого питання під час проведення експертизи. Кожен повинен або підтримати свою колишню думку, або внести відповідне корегування. Про­цедура триває, доки оцінки експертів не стабілізуються.

Один з варіантів експертної оцінки альтернативного вибору технологічного процесу на підставі узагальненого критерію, як приклад, наведено у табл. 3.1. Експертам запропоновано чоти­ри варіанти технології (умовно позначені як А; В; С; D). Кожний фактор оцінюється за десятибальною шкалою. Узагальнений критерій К_узаг розраховується за формулою:

Ky3ar. ⁼ QrKl⁺Q2-K2 ⁺ -Qn-K_n» (3-D

де Q^.-Qp, — вага критерію. Визначається як середнє арифметичне величини критерію, визначеного експертами;

К-|...К_П — величина критерію за оцінками експертів.

Найкращим вважається технологічний процес, що має найбільше значення узагальненого (зваженого) критерію. У на­веденому у табл. 3.1 прикладі технічні альтернативи А і С майже однакові, а віддати перевагу можна технологічному процесові D, котрий має найвищий узагальнений критерій.

Розділ 3. Методики розробки пєредпроектної документації

Таблиця 3.1 Експертний вибір найкращого варіанту

технологічного процесу

 

 

 

 

№ п.п.	Фактори оцінки	Величина критерію Кп для варіантів технологічного процесу	Вага кри­терію,
А	В	С	D