Критерии и их место при проведении системного анализа

Критерий представляет собой некоторую функцию от принято­го решения, которая позволяет количественно оценить его целесооб­разность. Конкретное значение критерия характеризует уровень дос­тижения цели, эффективность используемых при этом методов и средств. Если цель в общем случае указывает направление действия, то критерий дополняет понятие цели и указывает эффективный способ ее достижения. Критерий является как бы представителем системы при целях подсистем. Его функцией является обеспечение того, чтобы путь, избранный для достижения цели данной подсистемы, не проти­воречил общей цели системы и ее подсистем.

Существует несколько подходов к учету системы критериев. Первый из них состоит в сведении нескольких критериев к одному че­рез их коэффициенты значимости, определяемые экспертными или другими методами. Преимущества такого подхода заключаются в возможности стро­гого математического решения задачи оптимизации. Ограниченность его использования в сложности определения коэффициентов значи­мости критериев, которые имеют самую разную, трудно сопоставимую природу.

Второй подход состоит в превращении части критериев в ограни­чения. Он возможен в случаях, когда имеется возможность обосновать количественно величину ограничений по определенным критериям.

Третий подход заключается в ранжировании критериев и распо­ложении их в порядке важности. На первом этапе производится опти­мизация по наиболее значимому критерию, а затем определяется об­ласть, где этот критерий отличается от оптимального его значения не более чем на 10%. В этой области и производится оптимизация по второму по важности критерию и т.д.

Используемые в системном анализе критерии можно разделить на две группы:

- оптимизационные - наилучший вариант решения соответствует максимальному или минимальному значению этого критерия;

- ограничительные, вводятся для того, чтобы установить диапа­зон желаемых значений важнейших характеристик системы и исклю­чить варианты решений, по которым хотя бы одна характеристика не попадала в требуемый диапазон.

Правильный выбор оценочных критериев во многом предопреде­ляет успешное функционирование систем. Поэтому критерии должны, как минимум, отвечать следующим основным требованиям: быть представительными, чувствительными к изменениям исследуемых па­раметров и быть по возможности простыми.

Представительность критерия означает оценку основных целей системы и учет всех главных сторон ее функционирования.

Чувствительность состоит в значительных изменениях величины критерия при сравнительно малых изменениях исследуемых парамет­ров. Это в ряде случаев облегчает проведение математических иссле­дований.

Заранее почти невозможно установить надежный критерий. По­этому сначала следует выбрать весьма грубую шкалу ценностей, за­тем исследовать, к каким решениям она приводит, и, если решение содержит противоречия, выбрать другую меру ценностей.

При выборе критерия необходимо соблюдать следующее усло­вие: критерии, используемые для решения задач низшего уровня, должны увязываться с критериями, используемыми на следующем, более высоком уровне.

Процесс формирования критериев должен идти сверху вниз при условии, что снизу вверх поступает необходимая для этого информа­ция. Таким образом, важным условием является обеспечение ниже­стоящих иерархических уровней критериями оценки, а вышестоящих -необходимой информацией.

Так как при функционировании систем, большая роль принадле­жит случайным процессам, критерий может быть основан на случай­ных величинах. В подобных обстоятельствах оперируют с математи­ческими ожиданиями (средними значениями) критериев.

Вопросами формирования критериев эффективности, не связан­ными с их простым суммированием или делением, анализа влияния нескольких различных критериев эффективности на принятие решения занимаются особые области науки - теория оптимизации, теория при­нятия решения. Однако на их базе решаются такие сложные задачи системного анализа как установление связей между целями и средст­вами конкретной системы, доказательство правомерности применения полученных аналитических выражений, отбор учитываемых критериев. В этой связи исследователи, должны обладать глубокими знаниями об изучаемой системе, о ее взаимосвязях с внешней средой, а также, быть свободны от традиционного мышления, от какой бы то ни было предвзятости, то есть быть совершенно независимыми в суждениях.

Основные ошибки, совершаемые при разработке критерия, кото­рые обрекают дальнейшую работу на полную неудачу:

1. Передавать право выбора критерия специалистам в области исследования операций, владеющим аппаратом моделирования, кото­рые принимают его без достаточного обоснования и быстро переходят к более знакомым им сторонам работы.

2. Передавать право выбора критерия заказчику, не владеюще­му необходимыми знаниями.

3. Фанатизм, то есть стремление до конца отстаивать ведомст­венную или заранее установленную точку зрения и конформизм.

Вопрос 15

Понятие и содержание методики системного анализа

Методика системного анализа - это программа планомерно направленных действий, совокупность определенным образом выде­ленных и упорядоченных этапов и подэтапов с рекомендованными ме­тодами и приемами их выполнения, призвана систематизировать эв­ристическую деятельность и избавить исследователя от заведомо не­верных шагов.

Методики решения сложных и сверхсложных проблем чаще всего недостаточно формализованы. Это связано с тем, что направления выхода из большинства логических блоков и этапов определяются чаще лишь интуицией наблюдателя, на любой стадии может возник­нуть необходимость вернуться назад, иногда на несколько шагов. При решении конкретных проблем отдельные этапы могут быть пропуще­ны. Используя конкретную методику, разные исследователи могут прийти к разным решениям одной и той же проблемы, а могут и вовсе не найти решения.

Любая методика имеет границы применимости, за которыми она перестает работать. Нет алгоритмов универсальных, работающих при решении любых проблем. Поэтому доказательство эффективности ис­пользования конкретной методики состоит в том, чтобы установить границу, четко разделяющую области системного анализа, где она может дать желаемый результат. И, наконец, избранная методика даст результаты, во многом зависящие от умения пользоваться ею.

Универсальность методики, предложенной Ю.И. Черняком, объясняется тем, что автор критически проанализировал содержание методик других авторов (СЛ. Оптнер, С.Янг, Н.П. Федоренко, СП. Ни-коноров), определил причины ограниченности области их применения и предложил новый вариант совокупности этапов системного анализа. Представленный вариант классификации этапов системного анализа базируется на наличии принципиального единства в последо­вательности проведения системного анализа с любой целью и на лю­бом объекте. Он учитывает различные типы системных исследований в области социально-экономического управления, обеспечивает пол­ную увязку с логической конструкцией теории систем. Все это дает ос­нование рассматривать предложенную методику в качестве базовой.

Этап 1. Анализ проблемыПоэтому правильное и точное фор­мулирование проблемы является первым и необходимым этапом лю­бого системного исследования и равносильно половине решения про­блемы. На этом Этапе выясняется, существует ли проблема, дается точное формулирование проблемы, анализируются логическая струк­тура проблемы, ее развитие в прошлом и будущем, внешние связи проблемы, принципиальная решаемость проблемы.

Этап 2. Определение системы. Чтобы реализовать системный подход, проблему необходимо разложить на комплекс четко сформу­лированных задач. Для этого должны быть определены объект иссле­дования и спецификация задач, установлены критерии решения про­блемы, обоснованы границы структуризации системы, описаны под­системы и окружающая среда.

Этап 3. Анализ структуры системы. Содержание этого этапа в значительной степени зависит от вида системы. В больших системах -это определение уровней иерархии, в сложных - определение аспек­тов и языков, в динамических - определение процессов и функций, в кибернетических - определение и спецификация процессов управле­ния и каналов информации и т.д.

Этап 4. Формирование общей цели и критерия системы. В зависимости от характера объекта или проблемы, подходов к их исследованию эта процедура включает: определение общей цели и основного критерия с дальнейшей декомпозицией их по подсистемам или определение це­лей - требований и критериев отдельных подсистем и композиция об­щей цели и критерия системы.

Этап 5. Декомпозиция цели, выявление потребности в ре­сурсах и процессах. Декомпозиция целей на этом этапе должна быть доведена до та­кой степени, чтобы цели можно было увязать с конкретными меро­приятиями по их достижению. Это важная и трудоемкая работа, как правило, является центральной в системном анализе. Она породила метод построения дерева взаимосвязей, которое является главным инструментальным достижением системного анализа.

Этап 6. Выявление ресурсов и процессов, композиция це­лей. Этот этап имеет место в тех случаях, когда мы имеем дело с не­производственными, а тем более не экономическими системами (сис­тема здравоохранения, народного образования и целым рядом дру­гих), в которых часто не удается логическим путем четко сформулиро­вать цели и критерий эффективности развития системы. В этих усло­виях приходится идти в определенной мере традиционным путем от анализа существующего положения, достигнутого уровня и последова­тельного прогноза. Такой путь предполагает: оценку существующих технологий реализуемых и запланированных проектов; оценку воз­можности взаимодействия с другими системами; оценку социальных факторов; композицию цели.

Этап 7. Прогноз и анализ будущих условий. Прогнозирование включает: анализ устойчивых тенденций развития системы; прогноз развития и изменения среды; предсказание появле­ния новых факторов, оказывающих сильное влияние на развитие сис­темы; комплексного анализа взаимодействия факторов будущего раз­вития и возможных сдвигов целей и критериев.

Этап 8. Оценка целей и средств. Целый ряд факто­ров, оказывающих решающее влияние на формирование целей и от­бор средств их реализации, а также на оценку ресурсов, в принципе, не исчисляются количественно и, следовательно, не могут быть выяв­лены количественными методами. Единственный способ их оценки -это получение субъективных оценок экспертов, специалистов по дан­ной проблеме.

Этап 9. Отбор вариантов. Центральным моментом в систем­ном анализе является оценка значимости целей, направленная на усечение тех из них, которые признаны мало значащими, а также от­бор конкретных вариантов достижения взаимосвязанного комплекса важнейших целей. Содержание этого этапа включает: анализ целей на совместимость и входимость; проверку целей на полноту; отсечение избыточных целей; планирование вариантов достижения отдельных целей; оценку и сравнение вариантов; совмещение комплекса взаимо­связанных вариантов.

Этап 10. Диагноз существующей системы. Социальные экономические проблемы, решаемые методами системного анализа, возникают не на пустом месте, а в реально существующих условиях. В этих условиях возникает необходимость в диагностическом анализе, направленном на выявление потенциальных возможностей действующей системы, недостатков ее организации и управлении, на устранение узких мест и т.п. Результат диагностического анализа способствует построению обоснованного организационного плана реализации вновь спроекти­рованной системы.

Этап 11. Построение комплексной программы развития. На данном этапе на основе результатов ре­шения задач системного анализа создаются комплексные программы развития. В них средства достижения целей распределяются по време­ни, закрепляются за разными исполнителями, устанавливается порядок руководства и координации, создается система ответственности.

Этап 12. Проектирование организации для достижения це­лей. В случаях, когда для реализации комплексных программ необхо­димо создавать постоянный или временный орган управления, осуще­ствляется организационное проектирование. При этом определяются цели организации, формируются функции организации, проектируются организационная структура, информационные коммуникации, режим работы и механизм мотивации.

Вопрос 16

Методы системного анализа.

1. Неформальные методы. Метод сце­нариев Формирование проблемы, ее развития в прошлом и будущем, про­гноз и анализ будущих условий, устойчивых тенденций развития, прогнозирование развития среды. Метод экс­пертных оценок Анализ существующего состояния; оценка вариантов развития; оценка взаимодействия с другими системами; прогнозирование раз­вития и изменения среды; предсказание новых факторов, оказываю­щих существенное влияние на развитие системы; исследование воз­можных сдвигов целей и критериев; оценка реальности целей и пу­тей их достижения. Диагности­ческие ме­тоды Анализ существования проблемы и возможности ее разрешенности; анализ структуры системы; выявление потенциальных возможностей действующей системы; выявление "узких мест" и недостатков в управлении, проектирование организационных структур.

2.Графические методы. Метод дерева целей. Формирование целей и критериев системы; декомпозиция целей и выявление потребности в ресурсах и мероприятиях; исследование возможных сдвигов целей и критериев; анализ целей на совмести­мость, входимость и полноту; планирование вариантов достижения целей; совмещение комплекса взаимосвязанных вариантов; проектирование организационных структур управления. Матричные методы. Разложение проблемы на комплекс четко сформулированных задач; анализ внутренних связей между элементами системы; отбор средств для достижения целей; выявление потенциальных возможностей дей­ствующей системы; построение комплексной программы развития; проектирование матричных структур управления. Сетевой метод. Выявление потребности в процессах и ресурсах; прогноз и анализ будущих условий; проектирование комплексной программы решения проблемы и развития системы и ее распределение в пространстве и времени; проектирование организации ДЛЯ достижения целей.

3. Количественные методы Методы экономического анализа. Анализ развития системы в прошлом; анализ внутренней и внешней среды; оценка современного состояния ресурсов; оценка реализо­ванных и запланированных проектов; оценка целей и отбор средств их реализации, анализ ресурсов; оценка экономической эффективно­сти вариантов достижения целей, диагноз эффективности функцио­нирования существующей системы; оценка эффективной комплекс­ной программы развития. Морфологические методы: Анализ структуры системы; композиция общего критерия из крите­риев подсистемы, оценка факторов, влияющих на цели и средства; оценка процессов; проверка цели на совместимость и полноту. Статистические методы. Прогноз и анализ будущих условий, комплексный анализ взаимодей­ствия факторов будущего развития.

4.Методы моделирования: Киберне­тические методы Определение взаимосвязи между элементами системы и окружающей среды; определение и спецификация процессов управления и каналов информации, формирование общей цели и критерия системы; выяв­ление недостатков в организации и управлении системой; проектиро­вание организации для достижения целей. Описа­тельные модели Композиция целей и критериев в системах, где их трудно выразить явным образом; оценка взаимодействий между элементами и средой в слабо структурированных системах, прогнозирование тенденций раз­вития системы и окружающей среды; исследование возможных сдви­гов целей и критериев; создание системы ответственности при по­строении комплексной программы развития Норма­тивные операци­онные модели Определение целей - требований подсистем; формирование процедуры определения общей цели и конструирование критериев; формиро­вание комплексных программ развития; поиск оптимальных вариан­тов развития подсистемы и достижения локальных целей.

Большинство перечисленных методов разработано задолго до появления системного анализа и используется самостоятельно. Сис­темный же подход позволяет более точно очертить круг задач, наибо­лее эффективно решаемых каждым методом, а в отношении некото­рых - переосмыслить и переоценить их значение, границы применяе­мости и найти типовые постановки задач. Новое, что вносит системная методология, - это подход не от метода, а от задачи, требования ком­плексного использования целой серии методов, или их системного ис­пользования для решения различных частей и этапов проблемы.

Вопрос 17

Основными методами системного анализа являются следующие методы:

l неформальные методы: методы «мозговой атаки», метод сценариев, метод экспертных оценок, метод «Дельфи», диагностические методы, морфологические методы;

 

Методы «мозговой атаки».

Основная цель методов данного типа – поиск новых идей, их широкое обсуждение и конструктивная критика. Гипотеза заключается в предположении, что среди большого числа идей имеются, по меньшей мере, несколько хороших.

Методы типа мозговой атаки. Концепция «мозговой атаки» получила широкое распространение с начала 50-х годов как метод систематической тренировки творческого мышления, нацеленный на открытие новых идей и достижение согласия группы людей на основе интуитивного мышления. Методы этого типа известны также под названиями «мозговой штурм», «конференция идей», а в последнее время наибольшее распространение получил термин «коллективная генерация идей» (КГИ).

Суть этого метода заключается в проведении ряда заседаний членов экспертной группы с соблюдением следующих правил:

1) концентрируется внимание на одной четко сформулированной проблеме;

2) подхватывается идея любого рода.

Последнее правило основано на гипотезе о том, что:

1) среди большого числа идей имеется по меньшей мере несколько хороших;

2) не подвергается критике ни одна идея;

3) не оценивается априори значение или смысл любой идее.

Постановка задачи перед творческой группой - участниками МА может иметь самую различную форму и содержание. Однако в ней должны быть четко сформулированы два момента:

o что в итоге желательно получить или иметь;

o что мешает получению желаемого.

Постановка задачи может быть дана в виде описания проблемной ситуации. Иногда имеет смысл дать более детальное изложение постановки, когда описание проблемной ситуации дополняют предварительной формулировкой задачи.

Главное содержание постановки задачи должно стимулировать и вдохновлять членов творческой группы на активную деятельность, чтобы предлагаемая задача стала для них главной задачей, которую необходимо неотложно решить.

Формирование творческой группы. Наиболее эффективное число участников в творческой группе для проведения сеанса МА составляет 5-12 человек, хотя допустимо и меньшее (до 3) и большее число участников.

Как правило, творческие группы состоят из двух подгрупп: постоянное ядро группы и временные члены. Ядро группы постепенно отбирается при решении различных задач методом МА. В ядро группы входят ее руководители сотрудники, легко и плодотворно генерирующие идеи, а также хорошо знающие и соблюдающие правила игры (правила для участников сеанса МА).

Временные члены приглашаются в зависимости от характера и содержания предстоящей задачи. В творческую группу никогда не включаются прирожденные скептики и критиканы. Временные члены служат необходимым и гармоничным дополнением к ядру группы, обеспечивающим выполнение следующих рекомендаций:

o число специалистов по решаемой задаче должно быть не более половины;

o в состав группы целесообразно включать специалистов-смежников (конструкторы, технологи, экономисты, снабженцы, программисты и. т. д.), которые обеспечат комплексное и всестороннее рассмотрение задачи;

o в состав группы желательно включать женщин, которые весьма практично и оригинально мыслят, стимулируют и повышают дух соревнования среди мужчин;

o рекомендуется включать «людей со стороны», не имеющих никакого отношения к задаче (повар, врач, парикмахер, проводник поезда и т. д.).

После сеанса проводится быстрое коллективное редактирование полученного списка идей с полукритическим отношением. При этом участники МА быстро отбрасывают наименее приемлемые и абсурдные идеи. Они могут также усилить и конкретизировать высказанные идеи и дополнить список новыми идеями, возникшими во время редактирования. Все полученные идеи желательно разделить на три группы: наиболее приемлемые и легко реализуемые для решаемой задачи, наиболее эффективные и перспективные, прочие.

Отредактированный и оформленный список передается заинтересованным лицам для дальнейшей более детальной оценки и проработки с точки зрения патентоведения и использования в проектно-конструкторских разработках.

Метод сценариев.

Это методы подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенные в письменном виде.

Сценарий – это документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы или предложения по ее решению.

Сценарий является предварительной информацией, на основе которой проводится дальнейшая работа по прогнозированию или разработке вариантов проекта.

В настоящее время разновидностью сценариев можно считать предложения к комплексным программам развития отраслей народного хозяйства, подготавливаемые специальными комиссиями.

Методы типа сценариев. Методы подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенные в письменном виде, получили название сценария. Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени. Однако позднее обязательное требование явно выраженных временных координат было снято, и сценарием стали называть любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы или предложения по ее решению, по развитию системы независимо от того, в какой форме он представлен. Как правило, предложения для подготовки подобных документов пишутся вначале индивидуально, а затем формируется согласованный текст.

На практике по типу сценариев разрабатывались прогнозы в некоторых отраслях промышленности. В настоящее время разновидностью сценариев можно считать предложения к комплексным программам развития отраслей народного хозяйства, подготавливаемые организациями или специальными комиссиями.

Сценарий является предварительной информацией, на основе которой проводится дальнейшая работа по прогнозированию развития отрасли или по разработке вариантов проекта. Он может быть подвергнут анализу, чтобы исключить из дальнейшего рассмотрения то, что в учитываемом периоде находится на достаточном уровне развития, если речь идет о прогнозе, или, напротив, то, что не может быть обеспечено в планируемом периоде, если речь идет о проекте. Таким образом, сценарий помогает составить представление о проблеме, а затем приступить к более формализованному представлению системы в виде графиков, таблиц для проведения экспертного опроса и других методов системного анализа.

Основным преимуществом сценария является комплексный охват решаемой проблемы в доступной для восприятия форме. К недостаткам можно отнести возможные неоднозначность, нечеткость излагаемых вопросов и недостаточную обоснованности отдельных решения.

Методы экспертных оценок. Основой этих методов являются различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта.

Группа этих методов наиболее часто используется в практике оценивания сложных систем на качественном уровне. При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта при соблюдение определенных требований. К числу таких требований относятся: распределение оценок, полученных от экспертов, должно быть «гладким»; две групповые оценки, данные двумя одинаковыми подгруппами, выбранными случайным образом, должны быть близки.

К наиболее употребительным процедурам экспертных измерений относятся:

l ранжирование;

l парное сравнение;

l множественные сравнения;

l непосредственная оценка;

l Черчмена-Акоффа;

l метод Терстоуна;

l метод фон Неймана-Моргенштерна.

 

Тип используемых процедур экспертизы зависит от задачи оценивания. Методы экспертных оценок. При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта.

Сущность метода экспертных оценок заключается в проведении экспертами интуитивно-логического анализа проблемы с количественной оценкой суждений и формальной обработкой результатов. Получаемое в результате обработки обобщенное мнение экспертов принимается как решение проблемы. Комплексное использование интуиции (неосознанного мышления), логического мышления и количественных оценок с их формальной обработкой позволяет получить эффективное решение проблемы.

Типичными проблемами, требующими проведения экспертизы, являются, например: определение целей, стоящих перед объектом управления; прогнозирование; разработка сценариев; генерирование альтернативных вариантов решений; разработка оценочных систем; определение рейтингов; принятие коллективных решений и другие.

Для получения экспертных оценок используются анкетные методы и методы групповой экспертизы. Достоинствами анкетных методов являются: относительная простота организации; возможность охвата больших групп; возможность получения количественных результатов после статистической обработки. Недостатки этих методов: незнание отношения опрашиваемого (степень его серьёзности и заинтересованности); неуверенность, что вопросы правильно поняты; возможность субъективной интерпретации вопросов; неполнота и возможная частичность ответов.

Вариантами анкетных методов являются метод ранжирования и метод нормирования Метод ранжирования применяют для упорядочения информации по какому-то фактору, когда не требуется или невозможно его точное измерение. В этом методе эксперт присваивает числовые ранги каждому из приведенных в анкете факторов: 1 - самый важный; 2 - следующий по важности и т.д. Если проводится анкетирование (для повышения объективности результатов) нескольких экспертов, то ранжируют факторы по относительной сумме рангов отдельных экспертов. Для этого вычисляется величина, где - сумма рангов, присвоенных всеми экспертами фактору с номером j

Метод нормирования или последовательного сравнения сводится к следующему. Факторы Ф-1 — Ф-п, подлежащие экспертной оценке, выписываются напротив шкалы, размеченной в процентах или в относительных величинах от 0 до 1. Эксперту предлагается соединить линией каждый фактор с требуемой (по мнению эксперта) точкой шкалы. Допускается проводить к одной точке шкалы несколько линий.

 

Метод «Дельфи»

В отличие от традиционных методов экспертных оценок метод Дельфи предполагает полный отказ от коллективных обсуждений. Это делается для того, чтобы уменьшить влияние таких психологических факторов, как присоединение к мнению более авторитетного специалиста, нежелание отказаться от публично выраженного мнения, следование за мнением большинства.

Основа метода – обратная связь, ознакомление экспертов с ситуацией с помощью какой-либо модели.

Диагностические методы.

Представляют собой приемы обследования системы, ее подсистем с целью усовершенствования форм и методов ее работы. Диагностические методы применяются на этапе диагностики обследуемого объекта и могут применяться также и на других этапах для получения необходимой информации, в частности, на этапе формулирования проблемы, этапе анализа структуры системы.

Морфологические методы

Основная идея морфологических методов – систематически находить все мыслимые варианты решения проблемы или реализации системы путем комбинирования выделенных элементов или признаков. Этот подход был разработан и применен швейцарским астрономом Ф. Цвикки и долгое время был известен как метод Цвикки.

Разновидности морфологического метод а

l Метод систематического покрытия поля

l Метод отрицания и конструирования

l Метод морфологического ящика

Вопрос 18