Методы количественного оценивания систем

Первоначально задача количественного оценивания систем формулировалась в терминах критерия превосходства

Однако поскольку большинство частных показателей качества связаны между собой так, что повышение качества системы по одному показателю ведет к понижению качества по другому, такая постановка была признана некорректной для большинства практически важных приложений. Поэтому некорректно формулировать задачу одновременного повышения качества по обоим показателям.

Наличие неоднородных связей между отдельными показателями сложных систем приводит к проблеме корректности критерия превосходства к необходимости идти на компромисс и выбирать для каждой характеристики не оптимальное значение, а меньшее, но такое, при котором и другие показатели тоже будут иметь приемлемые значения.

Для решения проблемы корректности критерия превосходства были разработаны методы количественной оценки систем:

¨ методы теории полезности;

¨ методы векторной оптимизации;

¨ методы ситуационного управления, инженерии знаний.

Методы теории полезностиоснованы на аксиоматическом использовании отношения предпочтения множества векторных оценок систем.

Методы векторной оптимизациибазируются на эвристическом использовании понятия векторного критерия качества систем (многокритериальные задачи) и включают методы главного критерия, лексикографической оптимизации, последовательных уступок, скаляризации, человеко-машинные и другие методы. При решении задач векторной оптимизации векторный (многокомпонентный) критерий эффективности, выраженный через показатели исходов операции, заменяют скалярным на основе какой-либо функции свертки.

Методы ситуационного управления, инженерии знанийоснованы на построении семиотических моделей оценки систем. В таких моделях система предпочтений лиц, принимающих решения формализуется в виде набора логических правил, по которым может быть осуществлен выбор альтернатив. При этом понятие векторного критерия в явном виде не используется.

Одна изнаиболее полных классификаций, базирующаяся на формализованном представлении систем, т.е. на математической основе, включает следующие методы:

à аналитические(методы классической математики, математического программирования);

à статистические(математическая статистика, теория вероятностей, теория массового обслуживания);

à теоретико-множественные,логические, лингвистические, семиотические;

à графические(теория графов).

Программно-целевой метод — разработка и выполнение перспективных задач, направленных на достижение определенной цели независимо от ведомственных рамок. Он состоит в последовательной реализации комплекса технических, организационных и экономических мероприятий: от установления конкретных целей (например, повышение качества логистического обслуживания) до обоснования и выполнения намеченных мероприятий в запланированные сроки. Программно-целевой подход позволяет объединить усилия участников цепи поставок, направить их усилия на достижение конкретных целей, увязать с соответствующими ресурсами, учесть важнейшие взаимосвязи, которые при обычных подходах нередко теряются или учитываются не полностью.

Программа — это комплекс мероприятий, намеченный к планомерной реализации, направленный на достижение единой цели, приуроченный к определенным срокам и обеспеченный необходимыми ресурсами.

Принцип «скользящего» планирования и финансирования состоит в том, что в рамках долговременной программы, рассчитанной на достижение той или иной конечной цели, устанавливаются среднесрочные планы, которые каждый год сдвигаются на год.

Метод анализа систем применяется для оценки альтернативных курсов действий при распределении ресурсов в соответствии с целями систем. При наличии установленных целей для решения определенных задач предлагаются различные программы. Анализ систем включает процесс определения целей и оценку альтернативных планов. Ставятся задачи возможности технической реализации предложения и разработки средств достиженияпоставленной цели.По мере увеличения числа альтернатив, которые можно технически реализовать, процесс анализа систем будет включать выбор соответствующего обслуживания или сочетания различных уровней обслуживания в зависимости от того, характеристики какого из них лучше отвечают определенным требованиям потребителей. При этом учитываются как количественные, так и качественные параметры оценки качества функционирования логистических систем.

В соответствии с проведенным исследованием базовых понятий системного анализа предлагается общая схема качественного системного исследования, состоящая из следующих этапов:

1) установление общесистемных и индивидуальных свойств системы;

2) определение типа системы и особенностей ее поведения;

3) выявление главного системообразующего фактора — функции (функций) системы;

4) выделение входных элементов (ресурсов) системы;

5) изучение структуры системы как единства компонентов и связей, которое включает в себя следующие этапы:

• декомпозицию системы — выделение всех ее уровней, вплоть до элементарного;

• изучение структуры подсистем и особенностей элементов системы;

• исследование функций, выполняемых в системе;

• рассмотрение процессора — крупного системного блока, состоящего из подсистем (в их взаимосвязях и взаимозависимостях).

6) вычленение, качественный и количественный анализ выходов системы (конечного продукта);

7) исследование цели системы и ее влияния на процессы, происходящие в системе;

8) изучение входов, выходов, подсистем в функциональном аспекте;

9) системный синтез: исследование организации системы в единстве структурного и функционального аспектов с оценкой уровня организованности и его влияния на систему;

10) определение специфических системных критериев эффективности и оптимальности, исходя из общесистемныхпонятий эффективности и оптимальности и их уровня, а также эффективности и оптимальности подсистем вих соотношении друг с другом и системой в целом.

Исследование операцийесть применение различных научных методов, средств и инструментов к проблемам, возникающим при выполнении операций системой, чтобы обеспечить оптимальное решение этих проблем при управлении системой. Этапы исследования операций:

à формулировка проблемы;

à построение математической модели исследуемой системы;

à нахождение решения с помощью модели;

à проверка модели и решения, полученного с ее помощью;

à организация управления в соответствии с поученным решением;

à реализация решения.

Метод входов и выходов. Общая процедура метода такова:

1) перечислить все входы и выходы в отдельных списках;

2) описать полостью каждый перечисленный член;

3) множество входов связывается с множеством выходов, благодаря преобразующим агентам или передаточным функциям.

Граничные условия:

à тип ситуации: требует ли она новой физической системы или нового или видоизмененного метода проектирования систем?;

à направление проектирования, вытекающее из потребности снижения стоимости, повышения уровня логистического обслуживания;

à ожидаемое воздействие формируемой системы на другие области или на бизнес («эффект переливания»);

à современные знания относительно совокупного окружения и, в частности, имеющаяся технология;

à точка зрения всех групп потребителей относительно желательных свойств системы, стоимости;

à знания и опыт разработчиков системы;

à вид потребности, изолирована система или взаимодействует с другими потребностями;

à частота потребности: можно ли удовлетворить потребителя раз и навсегда или его потребность возникает периодически;

à острота потребности и ограничения времени для принятия решения;

à физические пределы или допуски на габариты, вес, скорость, пропускную способность.

Тема 6. Методы экспертных оценок

Основой этих методов являются различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности основывается на том, что неизвестная характеристика исследуемого объекта трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. При этом предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находятся внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов, и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Спорным моментом в данных методах является установление весовых коэффициентов по высказываемым экспертами оценкам и приведение противоречивых оценок к некоторой средней величине.

Группа методов экспертных оценок наиболее часто используется в практике оценивания сложных систем на качественном уровне. Термин «эксперт» происходит от латинского слова ехреrt - «опытный».

При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта. В некоторых теоретических исследованиях отмечается, что это предположение не является очевидным, но одновременно утверждается, что при соблюдении определенных требований в большинстве случаев групповые оценки надежнее индивидуальных. 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.

Все множество проблем, решаемых методами экспертных оценок, делится на два класса. К первому классу относятся такие, в отношении которых имеется достаточное обеспечение информацией. При этом методы опроса и обработки основываются на использовании принципа «хорошего измерителя», т.е. эксперт источник достоверной информации; групповое мнение экспертов близко к истинному решению. Ко второму классу относятся проблемы, в отношении которых знаний для уверенности и справедливости указанных гипотез недостаточно. В этом случае экспертов нельзя рассматривать как «хороших измерителей» и необходимо осторожно подходить к обработке результатов экспертизы.

Экспертные оценки несут в себе как узкосубъективные черты, присущие каждому эксперту, так и коллективно-субъективые, присущие коллегии экспертов. И если первые устраняются в процессе обработки индивидуальных экспертных оценок, то вторые не исчезают, какие бы способы обработки не применялись.

Этапы экспертизы: формирование цели, разработка процедуры экспертизы, формирование группы экспертов, опрос, анализ и обработка информации.

При формулировке цели экспертизы разработчик должен выработать четкое представление о том, кем и для каких целей будут использованы результаты.

При обработке материалов коллективной экспертной оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации W, который позволяет оценить, насколько согласованы между собой ряды предпочтительности, построенные каждым экспертом. Его значение находится в пределах 0 ≤ W ≤ 1, где W = 0 означает полную противоположность, а W = 1 - полное совпадение ранжировок. Практически достоверность считается хорошей, если W= 0,7÷0,8.

Небольшое значение коэффициента конкордации, свидетельствующее о слабой согласованности мнений экспертов, является следствием того, что в рассматриваемой совокупности экспертов действительно отсутствует общность мнений или внутри рассматриваемой совокупности экспертов существуют группы с высокой согласованностью мнений, однако обобщенные мнения таких групп противоположны.

Тип используемых процедур экспертизы зависит от задачи оценивания.

К наиболее употребительным процедурам экспертных измерений относятся:

¨ ранжирование;

¨ парное сравнивание;

¨ множественные сравнения;

¨ непосредственная оценка;

¨ Черчмена-Акоффа;

¨ метод Терстоуна;

¨ метод фон Неймана-Моргенштерна.

Целесообразность применения того или иного метода во многом определяется характером анализируемой информации. Если оправданы лишь качественные оценки объектов по некоторым качественным признакам, то используются методы ранжирования, парного и множественного сравнения.

Если характер анализируемой информации таков, что целесообразно получить численные оценки объектов, то можно использовать какой-либо метод численной оценки, начиная от непосредственных численных оценок и кончая более тонкими методами Терстоуна и фон Неймана-Моргенштерна.

При описании каждого из перечисленных методов будет предполагаться, что имеется конечное число измеряемых или оцениваемых альтернатив (объектов) и сформулированы один или несколько признаков сравнения, по которым осуществляется сравнение свойств объектов. Следовательно, методы измерения будут различаться лишь процедурой сравнения объектов. Эта процедура включает построение отношений между объектами эмпирической системы, выбор преобразования и определение типа шкал измерений. С учетом изложенных выше обстоятельств рассмотрим каждый метод измерения.

Ранжирование. Метод представляет собой процедуру упорядочения объектов, выполняемую экспертом. На основе знаний и опыта эксперт располагает объекты в порядке предпочтения, руководствуясь одним или несколькими выбранными показателями сравнения. В зависимости от вида отношений между объектами возможны различные варианты упорядочения объектов.

Достоинство ранжирования как метода экспертного измерения - простота осуществления процедур, не требующая трудоемкого обучения экспертов. Недостатком ранжирования является практическая невозможность упорядочения большого числа объектов. Как показывает опыт, при числе объектов, большем 10 - 15, эксперты затрудняются в построении ранжировки. Это объясняется тем, что в процессе ранжирования эксперт должен установить взаимосвязь между всеми объектами, рассматривая их как единую совокупность. При увеличении числа объектов количество связей между ними растет пропорционально квадрату числа объектов. Сохранение в памяти и анализ большой совокупности взаимосвязей между объектами ограничиваются психологическими возможностями человека. Психология утверждает, что оперативная память человека позволяет оперировать в среднем не более чем 7 ± 2 объектами одновременно. Поэтому при ранжировании большого числа объектов эксперты могут допускать существенные ошибки.

Парное сравнение. Этот метод представляет собой процедуру установления предпочтения объектов при сравнении всех возможных пар. В отличие от ранжирования, в котором осуществляется упорядочение всех объектов, парное сравнение объектов является более простой задачей. При сравнении пары объектов возможно либо отношение строгого порядка, либо отношение эквивалентности. Отсюда следует, что парное сравнение так же, как и ранжирование, есть измерение в порядковой шкале.

Результаты сравнения всех пар объектов удобно представлять в виде матрицы.

Если сравнение пар объектов производится отдельно по различным показателям или сравнение осуществляет группа экспертов, то по каждому показателю или эксперту составляется своя таблица результатов парных сравнений. Сравнение во всех возможных парах не дает полного упорядочения объектов, поэтому возникает задача ранжирования объектов по результатам их парного сравнения.

Однако, как показывает опыт, эксперт далеко не всегда последователен в своих предпочтениях. В результате использования метода парных сравнений эксперт может указать, что объект а₁ предпочтительнее объекта а₂, а₂ предпочтительнее объекта а₃ и в то же время а₃ предпочтительнее объекта а₁.

Такая непоследовательность эксперта может объясняться различными причинами: сложностью задачи, неочевидностью предпочтительности объектов или разбиения их на классы (в противном случае, когда все очевидно, проведение экспертизы необязательно), недостаточной компетентностью эксперта, недостаточно четкой постановкой задачи, многокритериальностью рассматриваемых объектов и т.д.

Непоследовательность эксперта приводит к тому, что в результате парных сравнений при определении сравнительной предпочтительности объектов мы не получаем ранжирования и даже отношений частичного порядка не выполнено свойство транзитивности.

Если целью экспертизы при определении сравнительной предпочтительности объектов является получение ранжирования или частичного упорядочения, необходима их дополнительная идентификация. В этих случаях имеет смысл в качестве результирующего отношения выбирать отношение заданного типа, ближайшее к полученному в эксперименте.

Множественные сравнения. Они отличаются от парных тем, что экспертам последовательно предъявляются не пары, а тройки, четверки,..., n-ки (n <N) объектов. Эксперт их упорядочивает по важности или разбивает на классы в зависимости от целей экспертизы. Множественные сравнения занимают промежуточное положение между парными сравнениями и ранжированием. С одной стороны, они позволяют использовать больший, чем при парных сравнениях, объем информации для определения экспертного суждения в результате одновременного соотнесения объекта не с одним, а с большим числом объектов. С другой стороны, при ранжировании объектов их может оказаться слишком много, что затрудняет работу эксперта и сказывается на качестве результатов экспертизы. В этом случае множественные сравнения позволяют уменьшить до разумных пределов объем поступающей к эксперту информации.

Непосредственная оценка. Метод заключается в присваивании объектам числовых значений в шкале интервалов. Эксперту необходимо поставить в соответствие каждому объекту точку на определенном отрезке числовой оси. При этом необходимо, чтобы эквивалентным объектам приписывались одинаковые числа.

Измерения в шкале интервалов могут быть достаточно точными при полной информированности экспертов о свойствах объектов. Эти условия на практике встречаются редко, поэтому для измерения применяют балльную оценку. При этом вместо непрерывного отрезка числовой оси рассматривают участки, которым приписываются баллы.

Эксперт, приписывая объекту балл, тем самым измеряет его с точностью до определенного отрезка числовой оси. Применяются 5-, 10- и 100-балльные шкалы.

Метод Черчмена - Акоффа (последовательное сравнение). Этот метод относится к числу наиболее популярных при оценке альтернатив. В нем предполагается последовательная корректировка оценок, указанных экспертами.

Наиболее сильным является предположение об аддитивности оценок альтернатив.

Согласно методу Черчмена-Акоффа альтернативы а₁, а_г, ..., а_N ранжируются по предпочтительности. Пусть для удобства изложения альтернатива а₁, наиболее предпочтительна, за ней следует а₂ и т.д. Эксперт указывает предварительные численные оценки φ(а_i) для каждой из альтернатив. Иногда наиболее предпочтительной альтернативе приписывается оценка 1, остальные оценки располагаются между 0 и 1 в соответствии с их предпочтительностью. Затем эксперт производит сравнение альтернативы а₁ и суммы альтернатив а₂,..., а_N,. Если я, предпочтительнее, то эксперт корректирует оценки так, чтобы

В противном случае должно выполняться неравенство

Если альтернатива а₁ оказывается менее предпочтительной, то для уточнения оценок она сравнивается по предпочтению с суммой альтернатив a₂, а₃ ..... а_N_-1 и т.д. После того как альтернатива а₁ оказывается предпочтительнее суммы альтернатив а₂, … а_к (к ≥ 2), она исключается из рассмотрения, а вместо оценки альтернативы а₁ рассматривается и корректируется оценка альтернативы а₂. Процесс продолжается до тех пор, пока откорректированными не окажутся оценки всех альтернатив.

При достаточно большом N применение метода Черчмена-Акоффа становится слишком трудоемким. В этом случае целесообразно разбить альтернативы на группы, а одну из альтернатив, например максимальную, включить во все группы. Это позволяет получить численные оценки всех альтернатив с помощью оценивания внутри каждой группы.

Метод Черчмена-Акоффа является одним самых эффективных. Его можно успешно использовать при измерениях в шкале отношений. Для корректировки численных оценок альтернатив можно использовать как стандартную процедуру метода Черчмена-Акоффа, так и попарное сравнение предпочтительности альтернатив. Если численные оценки альтернатив не совпадают с представлением эксперта об их предпочтительности, производится корректировка.

Метод фон Неймана-Моргенштерна. Он заключается в получении численных оценок альтернатив с помощью так называемых вероятностных смесей. В основе метода лежит предположение, согласно которому эксперт для любой альтернативы а_j менее предпочтительной, чем а_i, но более предпочтительной, чем а_l может указать число p (0 ≤ p ≤ 1) такое, что альтернатива а_j эквивалентна смешанной альтернативе. Смешанная альтернатива состоит в том, что альтернатива а_i выбирается с вероятностью Р, а альтернатива а_l- с вероятностью 1-Р. Очевидно, что если Р достаточно близко к 1, то альтернатива а_j. менее предпочтительна, чем смешанная альтернатива. В литературе помимо упомянутого выше предположения рассматривается система предположений (аксиом) о свойствах смешанных и несмешанных альтернатив. К числу таких предположений относятся предположение о связности и транзитивности отношения предпочтительности альтернатив, предположение о том, что смешанная альтернатива предпочтительнее.

Более предпочтительна та смешанная альтернатива, для которой значение функции полезности больше.

Рассмотренные выше методы экспертных оценок обладают различными качествами, но приводят в общем случае к близким результатам. Практика применения этих методов показала, что наиболее эффективно комплексное применение различных методов для решения одной и той же задачи. Сравнительный анализ результатов повышает обоснованность делаемых выводов. При этом следует учитывать, что методом, требующим минимальных затрат, является ранжирование, а наиболее трудоемким метод последовательного сравнения (Черчмена-Акоффа). Метод парного сравнения без дополнительной обработки не дает полного упорядочения объектов.

Методы типа «Дельфи». Название методов экспертной оценки типа Дельфи связано с древнегреческим городом Дельфи, где при храме Аполлона с IX в. до н.э. до IV в. н.э. по преданиям находился Дельфийский оракул.

В отличие от традиционных методов экспертной оценки метод Дельфи предполагает полный отказ от коллективных обсуждений. Это делается для того, чтобы уменьшить влияние таких психологических факторов, как присоединение кмнению наиболее авторитетного специалиста, нежелание отказаться от публично выраженного мнения, следование за мнением большинства. В методе Дельфи прямые дебаты заменены программой последовательных индивидуальных опросов, проводимых в форме анкетирования. Ответы обобщаются и вместе с новой дополнительной информацией поступают в распоряжение экспертов, после чего они уточняют свои первоначальные ответы. Такая процедура повторяется несколько раз до достижения приемлемой сходимости совокупности высказанных мнений. Результаты эксперимента показали приемлемую сходимость оценок экспертов после пяти туров опроса.

Первоначально метод «Дельфи» был предложен как одна из процедур при проведении мозговой атаки и должен был помочь. снизить степень влияния психологических факторов и повысить объективность оценок экспертов. Затем метод стал использоваться самостоятельно. Его основа — обратная связь, ознакомление экспертов с результатами предшествующего этапа и учет этих результатов при оценке значимости экспертами.

Метод Дельфи первоначально был предложен О. Хелмером как итеративная процедура «мозговой атаки», которая должна помочь снизить влияние психологических факторов и повысить объективность результатов. Однако почти одновременно Дельфи-процедуры стали основным средством повышения объективности экспертных опросов с использованием количественных опенок при оценке деревьев цели и при разработке сценариев за счет использования обратной связи, ознакомления экспертов с результатами предшествующего тура опроса и учета этих результатов при оценке значимости мнений экспертов.

Метод «Делъфи», в отличие от метода сценариев, предполагает предварительное ознакомление экспертов с ситуацией с помощью какой-либо модели.

Этапы метода «Дельфи»:

1) осуществляется поиск экспертов;

2) каждому эксперту предлагается один и тот же вопрос;

3) каждый эксперт вырабатывает свои оценки независимо от других экспертов;

4) ответы собираются и статистически усредняются;

5) экспертам, ответы которых сильно отклоняются от средних значений, предлагается обосновать свои оценки:

6) эксперты разрабатывают обоснования и выносят их на рассмотрение;

7) среднее значение и соответствующие обоснования предъявляются всем экспертам.

Недостатки метода Дельфи;

значительный расход времени на проведение экспертизы, связанный с большим количеством последовательных повторений оценок;

необходимость неоднократного пересмотра экспертом своих ответов, вызывающая у него отрицательную реакцию, что сказывается на результатах экспертизы.

В 60-е гг. область практического применения метода Дельфи значительно расширилась, однако присущие ему ограничения привели к возникновению других методов, использующих экспертные оценки. Среди них особого внимания заслуживают методы QUEST, SEER, PATTERN.

Метод QUEST – количественные оценки полезности науки и техники – был разработан для целей повышения эффективности решений по распределению ресурсов, выделяемых на исследования и разработки. В основу метода положена идея распределения ресурсов на основе учета возможного вклада различных отраслей и научных направлений в решение какого-либо круга задач.

Метод SEER – система оценок и обзора событий– предусматривает всего два тура оценки. В каждом туре привлекается различный состав экспертов (первый тур – специалисты промышленности, второй тур – наиболее квалифицированные специалисты из органов, принимающих решения, и специалисты в области естественных и технических наук). Эксперт каждого тура не возвращается к рассмотрению своих ответов, за исключением тех случаев, когда его ответ выпадает из некоторого интервала, в котором находится большинство оценок.

Тема 7. Методы структуризации в системном анализе

Методы типа «дерева целей»

Идея метода впервые была предложена Черчменом в связи с проблемами принятия решений в промышленности.

В анализе СУ основной формой модели, подлежащей совершенствованию и насыщению данными с помощью экспертных оценок, является «дерево целей». Экспертам предлагается оценить структуру модели СУ в целом и дать предложения о включении в нее неучтенных связей. При этом используется анкетный метод. Результаты каждого опроса вновь доводятся до сведения всех экспертов, что позволяет им далее корректировать свои суждения на основе вновь полученной информации. Термин «дерево» предполагает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели. Как правило, этот термин используется для структур, имеющих отношение строгого порядка, но метод «дерева целей» используется иногда и применительно к «слабым» иерархиям, в которых одна и та же вершина нижележащего уровня может быть одновременно подчинена двум или нескольким вершинам вышележащего уровня. Метод «дерева целей» ориентирован на получение относительно устойчивой структуры целей проблем. Для достижения этого при построении первоначального варианта структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы формирования иерархических структур.

Дерево целей представляет собой связной граф, вершины которого интерпретируются как цели логистической системы, а ребра и дуги – как связи между ними. Это основной инструмент увязки целей верхнего уровня организационной структуры предприятия с конкретными средствами их достижения на нижнем операционном уровне.

В программно-целевом планировании (когда цели плана связываются с ресурсами с помощью программ) дерево целей выступает как схема, показывающая разделение общих целей плана на подцели, последних - на подцели следующего уровня.

Представление целей начинается с верхнего уровня организационной структуры, дальше они последовательно разукрупняются. Основным правилом разукрупнения целей является полнота: каждая цель верхнего уровня представляется в виде подцелей следующего уровня исчерпывающим образом, т. е. так, чтобы объединение подцелей полностью определяло понятие исходной цели.

Разновидностью методов «дерева целей» является метод PATTERN.

Метод PATTERN – помощь планированию посредством относительных показателей технической оценки – разработан для повышения эффективности процессов принятия решений в области долгосрочной научно-технической ориентации крупной промышленной фирмы. Сущность метода – исходя из сформулированных целей потребителей продукции фирмы, на прогнозируемый период осуществляется построение дерева целей. Для каждого уровня дерева целей вводится ряд критериев. С помощью экспертной оценки определяются вес критериев и коэффициенты значимости, характеризующие важность вклада целей в обеспечение критериев. Значимость цели определяется коэффициентом связи, представляющим сумму произведений всех критериев на соответствующие коэффициенты значимости. Общий коэффициент связи некоторой цели относительно достижения цели высшего уровня определяется путем перемножения соответствующих коэффициентов связи в направлении вершины дерева. Данный метод также является разновидностью методов дерева целей.

Тема 0. Сущность автоматизации управления в сложных системах

Под управлениемв общем виде понимается процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком (группой людей) или устройством.

В современных условиях руководство предприятий ради выживания и приспособления к непрерывно изменяющимся условиям функционирования постоянно перестраивают организационную структуру и организацию работ, изменяя тем самым поведение в мире бизнеса. Важной особенностью сегодняшнего дня является концепция перехода от централизованного управления предприятием к децентрализованному управлению и самоорганизации.

Строго централизованное управление предприятием становится недостаточно эффективным из-за роста динамики рынка и сложности продукции. Традиционное представление о централизованно управляемом и устойчивом предприятии уступает место идее самоорганизации предприятия как форме адаптации к быстро меняющимся требованиям потребителей, разворачивающейся на основе концепции реинжиниринга бизнес-процессов и управления качеством. Реинжиниринг предусматривает оперативную реорганизацию деятельности предприятия «сверху вниз» исходя из принципа максимального удовлетворения текущих и будущих потребностей потребителей, формирования новых правил функционирования и новых целей деятельности предприятия.

Децентрализованное управление отличается повышенной гибкостью, обусловленной тем, что решения принимаются непосредственно «на местах» и оперативно учитывают изменения среды. Кроме того, децентрализованное управление повышает мотивацию труда менеджеров и расширяет зону участия в принятии решений людей, для которых эти решения и принимаются. Децентрализованное управление более эффективно, поскольку оно требует меньших вложений в систему контроля и координации и реализуется меньшим штатом управленцев.

Второй важной особенностью сегодняшнего дня является концепция горизонтального управления предприятиями. В самом деле, иерархически организованная структура предприятия с преобладанием вертикальных связей («вертикальное предприятие») сегодня становится неэффективной, поскольку жесткая, инерционная организация вертикальной структуры не позволяет быстро реагировать на изменения требований потребителей. Поэтому сегодня в структуре предприятий должны преобладать горизонтальные связи («горизонтальные предприятия»), горизонтальное управление.

Основная особенность «горизонтального предприятия» заключается в постепенном сокращении числа задач, обусловленных внутренними факторами функционирования предприятия, и перемещении центра тяжести к удовлетворению потребностей заказчика.

Третьей важной особенностью является переход от индустриальной экономики и индустриального общества к постиндустриальной экономике и постиндустриальному, или информационному, обществу.В индустриальной экономике главным является массовое производство продукции и обмен продукцией, а также жесткое разделение труда. В постиндустриальной экономике традиционная промышленность по показателям доли в национальном продукте и показателям занятости постепенно уступает сфере услуг, которая основывается преимущественно на компьютерном формировании и обработке информации, на компьютерном производстве и обмене знаниями, а также на телекоммуникациях и управлении.

Для предприятий нового типа наиболее важными являются следующие принципы: гибкость и адаптивность, открытость и автономность, приоритет децентрализованного управления и горизонтальные связи, преобладание распределенных сетевых структур, автоматизированное производство и поставка продукции.

К задачам управления относятся:

1. целеполагание – определение требуемого состояния или поведения системы;

2. стабилизация – удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий;

3. выполнение программы – перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам;

4. слежение – удержание системы на заданной траектории (обеспечение требуемого поведения) в условиях, когда законы изменения управляемых величин неизвестны или изменяются;

5. оптимизация – удержание или перевод системы в состояние с экстремальными значениями характеристик при заданных условиях и ограничениях.

Общие свойства управления исследуются в кибернетике. Проблемы управления техническими системами без участия человека исследуются в теории автоматического управления. Особенности управления в социальных и экономических системах изучаются в рамках менеджмента, управление в современных организационно-технических системах – предмет системного анализа в управлении. Во всех этих областях требуется знание общих законов функционирования систем, которые изучаются в рамках общей теории систем, включающей научные направления: системные исследования, системный подход, системный анализ.

Системный анализ – наиболее конструктивное направление, используемое для практических приложений теории систем к задачам управления. Конструктивность системного анализа связана с тем, что он предлагает методику проведения работ, позволяющую не упустить из рассмотрения существенные факторы, определяющие построение эффективных систем управления в конкретных условиях.

Оценка качества и эффективности функционирования систем проводится в соответствии с положениями, выработанными в теории эффективности.

При таком представлении цели, стоящие перед теоретическими основами автоматизированного управления, имеют 3 аспекта:

1) преодоление второго информационного барьера в управлении;

2) оптимальный синтез систем управления;

3) управление информационным процессом.

Общей целью автоматизации управления является повышение эффективности использования возможностей объекта управления (ОУ), которое обеспечивают следующие направления:

1. Повышение оперативности управления. Сокращение времени происходит в основном за счет таких процессов, как сбор, поиск, предварительная обработка и передача информации, производство расчетов, решение логических задач, оформление и размножение документов.

2. Снижение трудозатрат лицами, принимающими решения, на выполнение вспомогательных процессов. К ним относятся информационные и расчетные процессы, которые являются весьма трудоёмкими. В результате высвобождения от технической работы должностные лица могут сосредоточить основное внимание на творческих процессах управления.

3. Повышение степени научной обоснованности принимаемых решений. Процесс принятия решений строится на основе анализа и прогноза развития ситуации с применением математического аппарата. При этом сохраняют своё значение традиционные методы обоснования решений, опирающихся на опыт и интуицию. Но оптимальных решений не всегда удается достигнуть и в условиях автоматизированного управления, поэтому говорят о рациональных решениях.

Основной эффект автоматизации – своевременность и оптимальность принимаемых решений.

Таким образом, необходимость в автоматизированном управлении обусловлена резким усложнением процессов управления и носит объективный характер. Создание информационных систем позволяет повысить эффективность использования сил и средств в современных условиях. Будучи наиболее эффективным, этот путь совершенствования управления является вместе с тем и наиболее сложным.

Тема 8. Подходы к решению проблем

Проблема – это разница между существующей и желаемой системами.

Проблема –это ситуация, характеризующаяся различием между необходимым (желаемым или планируемым) результатом и существующим результатом.

За обнаружением проблемы следует прогнозирование ее развития и оценка актуальности ее решения, которая позволяет определить необходимость этого решения.

При рассмотрении процесса решения проблем принимаются во внимание следующие принуждающие связи:

1) рассмотрение должно содержать элементы методологии решения проблем;

2) процедуры решения проблем должны быть внутренне увязаны;

3) процедуры решения проблем должны быть одинаково приложимы как к простым, так и к сложным управленческим проблемам;

4) процедуры решения проблем должны позволять объединять и расчленять элементы проблем.

Решение проблемы в управлении зависит от тщательного, детального рассмотрения влияющих на нее факторов. Эти факторы не всегда могут быть непосредственно связаны с проблемой в целом.

Системный анализ применяется для того, чтобы слабоструктурированную проблему трансформировать в хорошо структурированную, к решению которой можно приложить аппарат исследований операций и методы оптимизации.

Предварительная постановка проблемы включает:

1) описание пути обнаружения проблемы;

2) объяснение рассмотрения ее как проблемы;

3) отделение данной проблемы от смежных проблем;

4) описание применений результатов решения проблемы.

Надуманные проблемы маскируют актуальность проблемы, поэтому необходимо разобраться существует ли проблема, имеет ли первостепенное значение, поскольку приложение значительных усилий к решению несуществующих проблем является весьма типичным случаем на практике. Удачная формулировка проблемы может быть равносильна половине ее решения.

Решение проблемы определяется как деятельность, которая сохраняет или улучшает характеристики функционирования СУ. Сохранение или улучшение СУ осуществляется путем введения изменений, повышающих эффективность использования ресурсов. Этими ресурсами являются люди, материалы, оборудование, устройства, капитал, время.

Существует свод правил, законов, объединенных в единую концепцию, которые хоть и не дают прямых ответов, но позволяют правильно сформулировать задачу. Суть указанного подхода основывается на необходимости глубоко вникнуть в ситуацию, познать явление, относительно которого требуется принять решение.

Процесс принятия решений должен начинаться с выявления конечных целей, которые хотят достичь. При подготовке решения необходимо выявление возможных альтернатив, т.е. разных путей к достижению целей, разных методов решения каждой задачи, анализ преимуществ и недостатков каждого из них, с тем чтобы можно было выбрать оптимальный.

На практике применение системного анализа может происходить в двух ситуациях6 когда исходным пунктом является появление новой проблемы и когда исходным пунктом является новая возможность, найденная вне непосредственной связи с данным кругом проблем. Задача заключается не в том, чтобы найти решение лучше существующего, а в том, чтобы найти самое лучшее решение из всех возможных.

Рассмотрим содержание процесса решения управленческой проблемы (рис. 4). Важнейшими элементами этого процесса являются четыре точки решения (на рис. указаны ромбами), в которых используются следующие критерии решения:

1) может ли быть решена полная проблема?

2) является ли предполагаемое решение возможным полным решением?

3) убедительно ли показывают результаты проверки возможность полного решения?

4) подтверждают ли результаты проверки полное решение?

Решение, формируемое в 3-ей точке, может рассматриваться как выбор, следующий за результатом решения во 2-ой точке, который может принимать значения «да» или «нет». Хотя частичное решение тоже является полезным, предполагается, что более желательно полное решение. Нарушение последовательности в нахождении частичного и полного решений может стать причиной того, что частичное, но удовлетворительное решение будет потеряно.

Результат решения в каждой точке может иметь 2 значения, определяющих дальнейший ход исследования. Процесс в первой точке решения преобразует проблему в ответ, который может иметь одно из двух значений:

¨ проводится проверка частичного решения (результат которой, в свою очередь, может указать на возможность полного решения) или же проводится проверка полного решения. Каждая из этих проверок может дать или положительные, или отрицательные ответы. Если полное решение невозможно, то ветвь с отрицательным ответом ведет к альтернативному решению;

¨ ветвь с положительным ответом открывает путь для решения полной проблемы. При проверке полного решения сторона с отрицательным ответом указывает на необходимость выдвижения новых гипотез и повторной попытки решения проблемы. На стороне с положительным ответом решение является «конечным», хотя здесь могут осуществляться последующие действия.

Проверка частичного или полного решения возникает как одно из требований процесса решения проблемы. Такие проверки разрабатываются для измерения степени соответствия полученного решения планируемому решению.

Рассмотрим критерии, позволяющие судить об адекватности решения.

1. Решение должно определять действие: чтобы изменить характеристики системы, требуется определенный вход (то, что изменяется при протекании данного процесса).

2. Решение должно быть выражено в терминах проблемы и получено из проблемы: должно быть видно, что решение является результатом систематического проведения частичного или полного анализа проблемы.

3. Решение должно приближаться к проблеме, которой оно адресовано: проблемы и решения рассматриваются как различные состояния одной и той же системы; изменения в виде могут сопровождаться изменениями в ограничении.

4. Решение должно быть пропорционально по своему размеру проблеме и иметь сложность, не большую, чем сама проблема; решения должны быть необходимыми и достаточными, иметь минимум избыточности и не содержать противоречий.

5. Частичное решение должно быть согласовано с полным решением6 противоречие с частями проблемы не позволит получить полноценное решение.

6. Для каждого частичного или полного решения должны быть осуществлены проверка жизненности и проверка предпочтения.

При решении проблемы управления одна из первых задач заключается в определении набора объектов, подлежащих анализу. Набор объектов, взятый как целое, представляет собой альтернативу.Альтернативаопределяется как одна из двух или более возможностей, подлежащих выбору. Оценка альтернатив является средством отбора решений или целей. Отдельное решение проблемы может быть получено многими альтернативными процедурами. Альтернативы оцениваются по их полной потребности в ресурсах стоимости и по ожидаемой прибыли.

Определение альтернатив может иметь целью максимизацию, минимизацию или оптимизацию эффективности функционирования СУ. Простейшим способом представления альтернатив является матрица, показывающая отношение между каждым параметром и каждым уровнем функционирования системы.

Параметр Альтернатива		Время	Стоимость	Эффективность
А	Максимум	Наибольшее время	Наиболее высокая стоимость	Наивысшая эффективность
В	Минимум	Наикратчайшее время	Наименьшая стоимость	Наименьшая эффективность
С	Оптимум	Среднее время	Средняя стоимость	Средняя эффективность

Рис. 5. Отношение между параметром и уровнем функционирования системы

В математике и статистике используется правило, состоящее в том, что в одно и то же время можно максимизировать или минимизировать только одну оценку. Невозможно, например, чтобы время и стоимость решения проблемы могли бы минимизироваться без ухудшения эффективности функционирования СУ.

Может быть максимизирован один объект и оптимизированы другие, которые близко подойдут к их идеальным состояниям, возможным при условии максимума этого одного объекта, но не достигнут их. Оптимум – лучшее в смысле «все учтено», но не «самый лучший». Он может означать наиболее благоприятные условия, способствующие достижению данной цели.

Темы контрольных работ

1. Системный подход: сущность, значение, понятийный аппарат.

2. История развития системного подхода. Комплексный подход.

3. Системный и комплексные подходы: сходства и различия.

4. Этапы системного исследования социально-экономических проблем.

5. Понятие системы, ее основные особенности. Виды систем.

6. Понятие большой (сложной системы). Методы описания систем.

7. Системный анализ, его понятия, цели, определение. Становление методологии системного анализа.

8. Основные категории системного анализа: цели, пути достижения целей, затраты ресурсов на систему, критерий выбора предпочтительных альтернатив.

9. Виды проблем, решаемых с помощью системного анализа.

10. Этапы системного анализа.

11. Методы системного анализа (кратко).

12. Метод экспертных оценок.

13. Метод «дерева целей».

14. Критерии выбора.

15. Поиск оптимальных решений.

Вопросы к зачету

1. Задачи управления.

2. Определение системного подхода. Принципы системного подхода, суть системного подхода.

3. Сравнить системный и комплексный подходы.

4. Система: определение, классификация.

5. Элементный состав систем: элемент, подсистема.

6. Свойства и признаки систем.

7. Типы систем: определение, основные признаки.

8. Целостность систем.

9. Системность и интегративность систем.

10. Связи систем, классификации связей.

11. Среда системы.

12. Энтропия систем.

13. Определения системного анализа, цели, показателя качества, процесса, ситуации, проблемы.

14. Принципы и задачи системного анализа.

15. Процедуры системного анализа.

16. Основные отличия системного анализа от других подходов.

17. Методология (последовательность проведения) анализа систем управления. Определение систем управления.

18. Методы системного анализа. Метод типа «мозговая атака».

19. Методы типа сценариев.

20. Морфологические методы.

21. Методы количественного оценивания систем.

22. Методы на математической основе.

23. Метод анализа систем.

24. Моделирование, методы моделирования систем.

25. Методы экспертных оценок. Ранжирование.

26. Парное сравнение, множественные сравнения.

27. Непосредственная оценка. Метод Черчмена-Акоффа.

28. Метод фон Неймана-Моргенштерна.

29. Методы типа «Дельфы» (этапы, недостатки).

30. Методы структуризации (цель, построение «дерева целей»).

31. Критерии выбора решений. Определение решения.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 3023; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!