Этапы системного анализа (СА)

Лекция 9

(2часа)

Главное в методике СА - постановка задачи. В своей практической деятельности человек всегдапринимает решения. Если решение задачи базируется на законах химии, физики, или когда задача может быть поставлена в терминах конкретного класса прикладных задач с хорошо разработанным математическим (формализованным) аппаратом, то проблемы принятия решений, как правило, нет.

Если проблема несложная, а ситуационные факторы ясны и управляемы, процесс принятия решений может быть достаточно прост и скор. В этом случае после уяс­нения проблемной ситуации принимается решение, ко­торое оказывает на нее прямое воздействие и приводит систему (управляемый объект) в состояние, соответст­вующее заданному. Например, если произошла поломка станка, на котором планировалось изготовление партии деталей, и известны факторы, приведшие к его выходу из строя (например, высокий износ оборудования), то при наличии в цехе аналогичного станка в исправном состоянии проблемную ситуацию (срыв выполнения плана производства партии деталей из-за неисправности станка) можно разрешить путем замены вышедшего из строя оборудования на имеющееся в резерве.

Но чаще всего на практике, в основном в экономике, задачи настолько сложны, что для их постановки и решения не может быть определен подходящий математический аппарат, и процесс постановки и решения задачи (проблемы) требует участияспециалистов разных областей знаний. В этом случае постановка задачи становится проблемой и для ее решения надо прорабатывать спец. подходы, приемы и методы.

Ниже приведены укрупненные этапы СА, они присутствуют так или иначе во всех методиках СА. Эти этапы детализируются до разной степени детализации в зависимости от практической области деятельности человека, где возникла проблема.

1 ЭТАП - «Формулирование проблемной ситуации», т.е. проблемы.

Необходимость СА возникает тогда, когда проблема не только уже существует, но и требует решения. Заказчик, клиент, т.е. инициатор СА формулирует свою проблему, но, однако, системный аналитик должен знать, что первоначальное формулирование проблемы - это очень приблизительный намек на то, какой должна быть действительная рабочая формулировка проблемы. Пример: заказчик может обозначить проблему: как улучшить работу таксомоторного парка, как возобновить работу детских дворовых клубов или он может быть более конкретен: где в Северном жилом массиве можно разместить новые погреба.

Любую исходную формулировку проблемы всегда считают лишь ее нулевым приближением. Одна из главных причин этого состоит в том, что проблемосодержащая система (это такая система, в деятельности которой появилась какая-либо проблема как отрицательное явление) не является изолированной, монолитной, она связана с др. системами, она как часть входит в некоторую надсистему. И, кроме того, по теории систем, сама проблемосодержащая система состоит, в свою очередь, из подсистем, которые, в свою очередь, в разной степени причастны к проблеме. И при желании ее решить, или, хотя бы ослабить ее остроту, надо обязательно учитывать, как это скажется натех, кого неизбежно затронут какие-либо планируемые изменения при решении проблемы. Т.о., вместо однойпроблемы получается клубок взаимосвязанных проблем, и это множество проблем называется проблематикой ( или проблемным месивом).

Исходным отправным пунктом для СА является расширение проблемы до проблематики. Какие трудности есть на этом этапе, на что надо обратить внимание, кто должен попасть в список тех, кого могут неизбежно затронуть какие-либо планируемые изменения при решении проблемы? На эти вопросы есть ответы в книге Ф.П. Тарасенко «Прикладной системный анализ».

2_ЭТАП - «Выявление целей».

Цель - это образ желаемого будущего. На этом этапе определяется, чтонужно сделать для снятияпроблемы. А на последующих этапах СА определяется уже какэто надо сделать.

Цель - это антипод проблемы. Когда формулируем проблему, то в явной форме говорим, что нам не нравится, а когда говорим о целях, то только пытаемсясформулировать то,что мы хотим. Т.о., при выявлении целей мы как бы указываем направление, в котором надо уходить от существующей, не устраивающей нас проблемы. Но вся трудность на этом этапе состоит в том, что возможных направлений очень много, а выбрать надо чаще всего одно действительно правильное.

На практике очень часто выбирают за правильное направление то, которое кажется таковым. Специалисты по системным исследованиям предостерегают, что существует ряд трудностей для выявления целей (далее они пронумерованы).

Трудность 1. Опасность подмены целей средствами. В практике СА встречаются случаи, когда первоначально сформулированные цели в ходе выполнения анализа часто изменяются или отменяются совсем. Происходит это потому, что заказчик, обычно, сам не может четко их осознать, хотя делает более - менее четкие формулировки.

Пример: Появилась проблема, где лучше разместить новую аптеку. Действительная цель для решения этой проблемы: это улучшить лекарственное обеспечение населения. Однако для достижения цели оказалось необязательно строить эту новую аптеку. При детальном изучении проблемы был предложен ряд альтернативных решений и были найдены более эффективные способы улучшения лекарственного обеспечения населения.

На этом этапе установить правильную цель важнее, чем даже найти наилучшую альтернативу. Правильность установки цели не приведет к появлению новых проблем. При исследовании, выявлении целей лица, которые заинтересованы решением проблемы, обязаны предусмотреть возможность уточнения, расширения или замены целей.

Трудность 2. Общая идеология заказчика, его система ценностей на выбор целей оказывает решающее влияние. Одним из направлений СА при выявлении целей является в необходимых случаях изучение системы ценностей, прежде всего тех, кто принимает решения. Т.к. на практике часто бывает необходимым принимать во внимание и систему ценностей всех заинтересованных лиц, то на эту проблему стоит особо обращать внимание.

В научной литературе обращают внимание на разные подходы к формированию целей и определению противоположности этих подходов (технократическое мышление и гуманистическое). Различие между этими подходами образно выражают так:

а)для технократической системы ценностей: человек - это царь природы. Бери от нее все, что хочешь и как можешь, любыми средствами,

б) для гуманистической - человек - это часть природы. Природу нужно беречь.

И российские, и зарубежные ученые приводят противопоставления в научной литературе некоторых направлений этих двух систем ценностей.

Технократическая: а) Природа враждебна или нейтральна; б) Превосходство над природой; в) Природа как источник неограниченных ресурсов; г)Окружающая среда управляема.

Гуманистическая: а) Природа дружественна; б) Полная гармония с природой; в) Природные ресурсы ограничены; г) Окружающая среда находится в хрупком равновесии.

Это далеко не полный перечень противопоставлений двух подходов к формированию целей. Такое сравнение в научной литературе приводят лишь для того, чтобы подчеркнуть опасность действий только при технократическом мышлении. Однако такую систему ценностей нельзя сбрасывать со счетов, поскольку она все - таки играет в некоторых случаях положительную роль в развитии общества ( например, НТР).

Трудность 3. Множественность целей. Поскольку проблему нельзя отрывать от проблематики, то и цель никогда не будет единственной. И когда на втором этапе СА говорят о выявлении целей, то, как правило, выявляют цели так называемого самого верхнего уровня. А цели следующих уровней получают методом декомпозиции. На самом верхнем уровне могут быть несколько целей. Очень важно на этом этапе не упустить какую-нибудь существенную цель. Для этого надо обязательно учитывать цели всех сторон, заинтересованных в решении сложной проблемы. В литературе по СА рекомендуют придерживаться некоторых направлений для выявления существенных целей. Например, рекомендуется включать в рассмотрение цели, противоположные заявленным, выявлять не только желаемые, но и нежелательные по последствиям цели.

Трудность 4. Опасность смешения целей. Т.к. существует множественность целей, то и существует опасность неверного их ранжирования, т.е., как говорят в системном анализе, существуетопасность смешения целей. Это происходит потому, что очень часто при решении сложной проблемы различия между целями не всегда очевидны и существует опасность одни цели принять за другие. Очень часто происходит смешение целей из-за того, что специалисты, участвующие в решении проблемы ,навязывают свое мнение, свое видение мира, не считаясь с мнением заинтересованных сторон. И тогда они главные, существенные цели подменяют своими (например, строительство 12-ти этажки на Советской).

Трудность 5. Изменение целей со временем (их динамичность). Теоретики СА утверждают, что и к целям относятся принципы диалектического историзма. Выше отмечалось, что в ходе СА обычно происходит изменение целей во времени. Это естественно и происходит в силу того, что по истечении некоторого времени лучше понимаются действительные цели, изменяются объективные и субъективныеустановки, которые влияют на выбор целей. Сроки "старения целей" различны и зависят от множества различных причин. Цели более высоких уровней более долговечны, а цели низших уровней менее долговечны. При проведении СА системный аналитик обязан учитывать эту динамичность целей.

3-й ЭТАП – «Этап формирования критериев»

Рано или поздно во всей целенаправленнойдеятельности наступает такой момент, когда дальнейшие действия могут быть различными. Реализовать каждый раз можно только одно действие, и в этом случае очень важно сделать правильныйвыбор. Оценить результат этого действия, т.е. достигнута цель или нет, можно с помощью так называемых критериев.

Существует много определений критериев.

Критерий - это средство для вынесения суждения, это стандарт для сравнения, это правило для оценки, это мера степени близости к цели. Критерии являются количественными моделями качественных целей. Поэтому эти критерии лишь приближенно отображают цели. В СА процесс принятия решений как разрешить проблему - представлен как действие над множеством альтернатив. В результате этого действия получают подмножества выбранных альтернатив.

В литературе по СА указывают на существование нескольких языков описания выбора альтернатив. Самым потребляемым до настоящего времени является критериальныйязык, т.е. предполагается, что каждую отдельно взятую альтернативу решаемой проблемы можно оценить конкретным числом - значением критерия. Реальные практические задачи - всегда многокритериальны, т.к. одну цель очень редко удается выразить одним критерием. Хотя на практике стремятся к тому, чтобы можно было использовать только один критерий. Но, как правило, его бывает недостаточно.

При решении сложных проблем, как правило, все таки стараются использовать несколько критериев, которые описывают одну цель по - разному и дополняют друг друга.

Пример: проблема - грязный город. Цель - сделать его чище. При анализе этой цели были предложены несколько критериев, но потом были отвергнуты, т.к. они ничего не говорили о качестве уборки города:

1. Расходы по уборке мусора в расчете на одну квартиру .

2. Число тонн мусора на один рабочий человеко-час .

3.Общий вес вывозимого мусора.

Были признаны другие критерии: снижение числа пожаров из-за возгорания мусора, уменьшение числа укусов крысами, уменьшение количества обоснованных жалоб жителей города из-за накопления мусора).

Для выбора наилучшего управляющего решения в экономических системах необходим набор критериев эффективности. Каждый критерий м.б. количественным или качественным. Критерии м.б. единичными или составными. В набор критериев для выбора управляющего решениячаще всего включают: прибыль, время, выполнимость, производительность труда, затраты, использование имеющегося оборудования и производственных фондов, экологическую и технологическую безопасность, качество продукции.

Каждый критерий характеризуется набором показателей и их значениями. Например, критерий «время» имеет несколько показателей: «время разработки», «время реализации», «время согласования» и т.п. Значения показателей: в месяцах, днях, часах… Показатели могут дробиться на более мелкие: например, «время согласования» на «время согласования с заказчиками» и на «время согласования с пожарными службами».

Показатели критериев могут иметь max, min, промежуточные численные или качественные значения.

Очень часто указывают не конкретное значение параметра, а лишь направление: max прибыль, min время, min финансовые затраты. Но это не всегда верно и правильно, т.к. max прибыль может привести к криминалу, min время - к низкому качеству продукции. В набор могут входить 1, 2 и несколько критериев. Разумностьих количества, как правило, определяется на базе опыта ЛПР. Если критериев достаточно много, их надо сгруппировать вокруг основного критерия путем формирования набора коэффициентов приоритета.

4 ЭТАП – «Генерирование альтернатив»

Генерирование альтернатив это генерирование идей о возможныхспособах достижения целей. Формирование множества альтернатив - это наиболее трудный, но и наиболее творческийэтап СА. На данном этапе все усилия и системного аналитика, и специалистов, принимающих участие в решении проблем, направлены на поиск самой лучшей альтернативы из множества возможных альтернатив.

Если в этом множестве альтернатив не будет действительно наилучшей (т.е. ее не включили), то тогда никакие методы выбора альтернатив ее не отыщут. В литературе по СА излагается коллективный опыт и теоретиков, и методистов по решению творческих задач, а именно: как самому генерировать новые альтернативы или как создавать условия, чтобы другие участники СА лучше генерировали различные идеи.

Генерирование идей - это неформальнаядеятельность человека. Чтобы ее как-то структурировать выявляют и формируют присущие ей, так называемые, эвристики. Эвристики- это эмпирические правила, которые во многих случаях приводят к успешному достижению целей. Применительно к процессу генерирования альтернатив в СА очень часто описываются следующие эвристики:

1)способы увеличения числа альтернатив;

2)создание благоприятных условий для генерирования альтернатив;

3)способы сокращения числа альтернатив;

4) организационные формы генерирования альтернатив.

Дадим интерпретацию этим эвристикам.

1. Способы увеличения числа альтернатив. Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтернатив, для этого осуществляют поиск альтернатив в журнальной, патентной литературе, привлекают несколько экспертов с разнообразной квалификацией, опытом, увеличивают число альтернатив за счет их комбинирования, включают противоположные и, так называемые, нулевые альтернативы, т.е. предлагается ничего не делать с возникшей проблемой, и рассматривать последствия развития события без какого-либо вмешательства.

Для генерирования множества альтернатив берут интервью у заинтересованных лиц, делают анкетные опросы, включают в рассмотрение даже те альтернативы, которые на первый взгляд кажутся даже абсурдными. Очень часто генерируют альтернативы, рассчитанные на разные интервалы времени (краткосрочные, долгосрочные, экстренные альтернативы).

2. Создание благоприятных условий для генерирования альтернатив. На этапе генерирования альтернатив желательно всегда помнить, что существуют факторы, которые тормозят творческую деятельность человека, а также существуют факторы, которые способствуют творчеству, при этом, как правило, выделяют внешние и внутренние факторы. Внутренние еще называют психологическими, к ним относятся: интеллектуальные преграды (давлеющие стереотипы и инерционность мышления); эмоциональные преграды (излишняя критика других людей, боязнь критики со стороны заказчика, начальства); неправильное восприятие действительности, т.е. мы можем воспринимать то, чего нет и не воспринимать то, что есть. К внешним факторам относят: различные посторонние отвлекающие шумы, климат, погодные условия, отсутствие комфорта и т.д.

Наиболее сильное влияние на творчество оказывает общеидейноенастроение, культурный уровень тех, кто будет генерировать альтернативы и многое другое.

3. Способы сокращения числа альтернатив. Даже для несложных проблем можно получить очень много альтернатив, если к этому специально стремиться.

Но подробное изучение каждой из них приведет к очень большим затратам времени и средств, и в таких случаях теоретики СА рекомендуют проводить так называемое «грубое» отсеивание: количественно альтернативы не сравнивают, а проверяют эти альтернативы на присутствие в них некоторых качеств, которые желательны для любой приемлемой альтернативы. Как, правило, это такие качества: надежность, устойчивость при воздействии отрицательных факторов, адекватность. Надо всегда помнить, что предварительный грубый отсев не надо делать слишком жестко и для детального анализа по возможности оставлять некоторое множество альтернатив.

4. Организационные формы генерации альтернатив.Они подразумеваютреализацию методов группы МАИС - методы мозгового штурма, сценариев, Дельфи, «дерева целей», экспертных оценок, морфологические методы и другие из группы МАИС.

На практике применяются различные сочетания этих методов. Т.о. составление перечня возможных вариантов решения проблемы является самым напряженным и творческим этапом СА. Чтобы облегчить и ускорить генерирование альтернатив в настоящее время разработано много способов, и тот человек, который проводит СА (или группа специалистов - системных аналитиков), должен владеть всеми этими способами в совершенстве.

Суть этих методов, их достоинства и недостатки, области применения изложены в лекции «Методы моделирования систем.МАИС».

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: