Формирование исходного множества альтернатив. Вводные положения. Схема процесса принятия решений

Задача формирования исходного множества альтернатив

Данная задача уже упоминалась в предыдущей лекции. Учитывая ее исключительную важность, рассмотрим ее несколько подробнее.

Степень опытности ЛПР в значительной степени характеризуется умением правильно предсказывать ситуацию и найти наилучший способ решения проблемы. При этом правильно определять механизм ситуации - значит быстро устанавливать ведущие факторы, а умение ЛПР генерировать новые, нестандартные решения вообще отождествляется в сознании людей с искусством. В этой связи понятно, что задача формирования исходного множества альтернатив не поддается полной формализации. Решение этой задачи - творческий процесс, в котором главная роль, конечно же, принадлежит ЛПР. Возникновение этой задачи как теоретического объекта исследования есть непосредственное следствие использования в ТПР системного принципа множественности альтернатив.

Прежде чем решать задачу формирования исходного множества альтернатив, следует определить системные требования, которым это множество должно соответствовать. Во-первых, множество альтернатив должно быть по возможности более полным. Это обеспечит в дальнейшем необходимую свободу выбора решений ЛПР и сведет к минимуму возможность упустить "лучшее" решение. Однако это первое принципиальное требование входит в противоречие со вторым, вытекающим из принципа соответствия решения времени, месту и возможностям ЛПР. Чаще всего на практике такое соответствие понимают как требование выработать решение в кратчайшие сроки. Следовательно, во-вторых, исходное множество альтернатив должно быть обозримым , достаточно узким , чтобы у ЛПР было достаточно времени для оценки последствий и предпочтительности альтернатив при сложившихся ограничениях на ресурсы. Проблему удовлетворения двух указанных противоречивых требований разрешают системно, на основе принципа декомпозиции .

Следуя системному принципу декомпозиции, вначале формируют множество альтернатив, все элементы которого потенциально, по их облику, по скрытым в них возможностям обеспечивают достижение целевого результата в сложившейся обстановке. Полученное таким образом множество претендентов на способ решения проблемы назовем множеством целевых альтернатив .

Затем из множества целевых альтернатив отбирают те варианты, которые являются логически непротиворечивыми и могут быть реализованы в отпущенные на операцию сроки. Кроме того, отбираемые альтернативы должны быть удовлетворены необходимыми активными ресурсами и отвечать общей системе предпочтений ЛПР.

Эти отобранные из целевых альтернатив варианты назовем физически реализуемыми альтернативами из числа целевых. Остальные варианты, потенциально приводящие к цели, но физически нереализуемые, отбрасываются.

Полученные в результате подобных манипуляций варианты дополняют способами действий, придающими альтернативам необходимую гибкость и устойчивость по отношению к изменяющимся или неизвестным на данный момент компонентам условий проведения операции. В итоге и получают исходное множество альтернатов.

Технологически методика формирования исходного множества альтернатив предполагает совершение ряда специальных целенаправленных модификаций главных факторов механизма ситуации. Они состоят в одновременном или последовательном воздействии на управляемую (подвластную воле ЛПР) часть характеристик качества применяемых активных ресурсов, характеристик условий и способов действий.

Именно такая идея положена в основу большинства известных методов и алгоритмов формирования исходного множества альтернатив.

Исторически первыми появились эмпирические методы, которые требуют минимальной формализации. Наиболее простым из этого класса является метод, основанный на использовании причинно-следственной диаграммы. Типичным современным представителем эмпирических методов является СВR-метод (Саsе-Ваsеd Rеаsопiпg - "метод рассуждений на основе прошлого опыта").

Следующий класс образуют логико-эвристические процедуры , где формализация ведется на уровне управления логическими взаимосвязями. В качестве примеров реализации таких методов являются методы дерева решений и метод морфологических таблиц .

Типичными представителями класса методов формирования альтернатив, в которых достигнута наибольшая степень формализации всех этапов генерации, являются методы сетевого и календарного планирования.

Особый класс образуют методы формирования альтернатив в условиях, когда решение вырабатывает "групповое ЛПР", когда наблюдается полное или частичное совпадение интересов участников процесса выработки решения, однако из-за неодинаковой трактовки целей действий, особенностей индивидуального восприятия проблемной ситуации и по другим причинам суверенные мнения участников процесса выработки решения нужно согласовать в общем решении. Другими представителями методов этого класса оказываются методы генерации альтернатив в условиях конфликта и противодействия суверенных субъектов, втянутых в операцию ЛПР либо по собственной воле, либо против их воли. Такие ситуации свойственны экономическим, социальным, политическим и военным конфликтам. Во всех подобных ситуациях для формирования альтернатив применяют, как правило, рефлексивные методы. Таким методам свойственен средний уровень формализации с применением простых математических моделей.

По частоте применения на практике, пожалуй, первое место занимают логико-эвристические методы. Такое положение они приобрели из-за присущей им наглядности, простоты и универсальности подхода, удобства компьютеризации их алгоритмов. Суть данных методов сводится к тому, что вначале на основе логического анализа цели операции строится дерево целей и задач . Затем каждая подцель или задача также детализируется, и эта операция продолжается до тех пор, пока ЛПР не станет ясно, каким из известных средств (или каким способом) решать каждую частную задачу.

• «Благо везде и повсюду зависит от соблюдения двух условий: правильного установления конечных целей и отыскания соответствующих средств, ведущих к конечной цели» (Аристотель)

• Формирование альтернатив, т.е. возможных способов достижения цели является неформальным, трудным и творческим этапом СА.

• Существуют 3 случая, где в формировании альтернатив нет необходимости:

• Возможен только один путь решения
• Поставленным срокам удовлетворяет одна альтернатива
• Исходя из ресурсного обеспечения возможен 1 вариант решения

• При формировании альтернатив необходимо ориентироваться на модель цели системы и критерии предпочтения

Генерирование возможно большего числа альтернатив

• Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтернатив

• Для этого используется:

• Поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе
• Привлечение нескольких экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт
• Увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования
• Модификация имеющейся альтернативы
• Включение альтернативы противоположной предложенной
• Интервьюирование заинтересованных лиц
• Включение в рассмотрение альтернатив которые, на первый взгляд, кажутся глупыми или надуманными
• Генерирование альтернатив рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные и т.п.)

Эвристические методы генерирования альтернатив

• Коллективные экспертные оценки

• Мозговой штурм

• Синектика

• Сценарии

• Морфологический анализ

• Деловые игры

• Метод «635»

Организация коллективных экспертных оценок

• Сложность проблемы, ограниченные возможности одного человека и субъективность его оценок вынуждают использовать коллективные оценки

• На работу эксперта в группе оказывают влияние внешние и внутренние факторы, поэтому основной задачей при организации является создание благоприятных условий и устранение неблагоприятных факторов

Этапы проведения экспертизы

• Формирование группы экспертов

• Создание благоприятных внешних условий для работы экспертов

• Формулирование цели экспертизы, постановка задачи и разработка процедуры опроса

• Проведение опроса

• Обработка и анализ полученной информации

Мозговой штурм

• Метод систематической тренировки творческого мышления, направленный на открытие новых идей и достижения согласия группы людей на основе интуитивного мышления

• Сущность метода заключается в коллективном поиске нетрадиционного решения проблем

• МШ проводится группой из 5-8 человек, являющихся экспертами в разных областях

• Во время сеанса происходит как бы цепная реакция идей, приводящая к интеллектуальному взрыву при контакте с мыслями других людей

Особенности МШ

• В МШ упор делается на количестве высказываемых идей, а не на их качестве

• Во время МШ записывается любая идея независимо от того, насколько нелепой она может показаться на первый взгляд.

• На стадии генерирования идей критика полностью запрещена, поскольку каждая идея полезна уже потому, что она стимулирует другие

• Участники МШ не обосновывают свои идеи, а просто генерируют их

• Работа по генерированию идей продолжается до тех пор пока участники не исчерпают все свои идеи по рассматриваемому вопросу

• По окончании МШ идеи подвергаются критике группой технических экспертов и даже отвергнутые идеи могут быть в дальнейшем доработаны и приняты к рассмотрению

Организация проведения сеанса МШ

• Представление участников и ознакомление с правилами проведения сеанса (5-10 мин)

• Постановка задачи ведущим и ответы на вопросы участников (10-15 мин)

• Проведение сеанса МШ с записью идей на магнитофон или иным способом (20-30 мин)

• Перерыв (10 мин)

• Составление списка идей с быстрым, коллективным редактированием и полукритическим отношением (30-40 мин)

• Оформление результатов МШ

Методы организации МШ

• Прямая атака – высказываются идеи по устранению проблемы, недостатков

• Обратная атака – выявление недостатков

• Двойная прямая и обратная атака, проводится в два сеанса с перерывом от 2-х часов до 3 дней. При проведении второго сеанса появляются наиболее ценные идеи вследствие работы подсознания экспертов в перерыве

• Обратная и прямая атака – на первом сеансе выявляются недостатки, на втором идеи по их устранению

• Прямая и обратная атака. На втором сеансе прогнозируются недостатки предложенных идей

• Двойная обратная и прямая атака

• Атака с оценкой идей проводится в три этапа для решения сложных конструкторских задач

Синектика

• Предназначена для генерирования альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче

• Целью является не количество альтернатив, а генерирование небольшого числа альтернатив решающих проблему

• Сеанс проводится группой из 5-7 человек сформированных по принципу гибкости мышления, практического опыта (предпочтения людям менявшим профессии), психологической совместимости, общительности, подвижности

Особенности синектики

• Группа ведет систематически направленное обсуждение любых аналогий с подлежащей решению проблемой, спонтанно возникающих в ходе обсуждения

• Перебираются не только три известных вида подобия (прямое, косвенное и условное), но чисто фантастические аналогии (попытки представления вещей такими, какими они не являются, но хотелось бы их видеть)

• Особое значение придается аналогиям, порождаемым двигательным ощущениями (например представить себя на месте исследуемой системы)

• Успеху способствуют правила:

• Запрещено обсуждать достоинства и недостатки членов группы
• Каждый имеет право прекратить работу, без объяснений при появлении признаков утомления
• Роль ведущего периодически переходит к другим членам группы

• В отличии от МШ использование синектики требует специальной и длительной подготовки

Разработка сценариев

• В некоторых проблемах искомое решение должно определить реальное будущее течение событий.

• В таком случае альтернативами являются различные (воображаемые, но правдоподобные) последовательности действий и вытекающие из них события, которые могут произойти с системой

• Эти последовательности имеют общее начало (начальное состояние), но затем состояния различаются достаточно сильно, что приводит к проблеме выбора

• Гипотетические альтернативные описания будущего системы называют сценариями

Сценарии

• Сценарии-альтернативы представляют ценность для ЛПР, только тогда когда они представляют собой логически обоснованные модели будущего

• Альтернатива оставшаяся после процесса выбора будет называться прогнозом

• Различные альтернативы сценариев возникают вследствие неопределенности будущего

• Рекомендуется разрабатывать крайние варианты сценариев, между которыми может находиться возможное будущее

• Иногда полезно включать в сценарий воображаемый активно противодействующий элемент, моделируя «наихудший случай»

• Рекомендуется не разрабатывать детально сценарии, слишком «чувствительные» к небольшим отклонениям на ранних стадиях

• Важными этапами составления сценариев является:

• Составление перечня факторов влияющих на ход событий
• Выделения лиц влияющих на такие факторы прямо или косвенно
• Выделение мер борьбы с критическими факторами

Морфологический анализ

• Альтернативное название - метод Цвикки

• Идея состоит в нахождении наибольшего числа (в идеале всех возможных вариантов) решения проблемы путем комбинирования всех выделенных ЛПР элементов или признаков системы.

• Основными точками исследования являются:

• Равный интерес ко всем объектам МА
• Ликвидация всех оценок и ограничений до тех пор пока, не будет получена полная структура исследуемой области
• Максимально точная формулировка поставленной проблемы

Варианты МА

• Метод систематического покрытия поля предполагает некоторое число «опорных пунктов» знания в любой исследуемой области. Исходя из ограниченного числа «опорных пунктов» ищутся возможные варианты решения поставленной проблемы

• Метод отрицания и конструирования исходит из отрицания существующих догм и их конструктивной переработки. Т.е. построения множества альтернатив из следствий отрицания заданных изначально положений, утверждений и т.п.

• Метод морфологического ящика основан на формировании и анализе морфологической таблицы – морфологического ящика (МЯ)

Этапы метода морфологического ящика

• Формулировка поставленной проблемы

• Определение параметров (классификационных признаков) Pn от которых зависит решение проблемы

• Деление параметров по Pn их значениям (формирование классификаторов по выбранным признакам Pn) и представление их в виде матриц строк

• Оценка всех имеющихся в МЯ вариантов

• Выбор наилучшего варианта решения (либо вариантов, т.е. формирование множества приемлемых альтернатив)

• Этапы 3 и 4 могут быть совмещены.

Пример МА. Формулирование проблемы

• Необходимо дать предложение по типу электродвигателя для стоматологической машины.

Пример МА. Определение параметров

Пример МА. Формирование классификаторов по выбранным признакам

Пример МА. Оценка всех имеющихся в МЯ вариантов (1)

Деловые игры

• ДИ называется имитационное моделирование реальных ситуаций

• Участники ДИ распределены по реальным ролям, но при этом реальность заменяется моделью

• Применение ДИ особенно ценно в слабоформализованных ситуациях

• Важную роль в ДИ играют контрольно-арбитражные группы:

• управляющие моделью
• регистрирующие ситуацию
• обобщающие ее результаты

Метод «635»

• Используется при конкретизации высказываемых идей или при поиске вариантов решения

• На первом этапе каждый из 6 членов группы записывает, в специально подготовленном бланке, три основные идеи по решаемой проблеме

• На втором этапе основные идеи (6х3=18) по очереди поступают к членам группы, каждый из которых дополняет их еще тремя мыслями, касающимися решения поставленной проблемы.

• После прохождения всех этих этапов бланк содержит 108 идей

Основные условия применения метода «635»

• Обеспечение неоднородности состава группы

• Формулирование проблемы до начала работы группы, что является задачей подготовительной группы, например МШ

• Сообщение проблемы членам группы до начала работы за 2-3 дня, для предварительного обдумывания

• Запрещения устного обмена информацией между членами группы. Представленные в письменной форме идеи отличаются большей обоснованностью и четкостью

• Стимулирование активности членов группы путем четкого соблюдения сроков.

• Обязательное письменное изложение идей не позволяет участникам оставаться пассивными. Качественная оценка работы группы производится на основе незаполненных рубрик бланка, а не на основе высказанных идей.

Главное предназначение ЛПР и конечный продукт его управленческой деятельности - это выработка решений. Разумеется, немаловажны и другие его управленческие функции, такие, как организация взаимодействия, всестороннего обеспечения проведения операции, контроль, оказание помощи, оценка фактической эффективности операции, фиксация, обобщение и распространение накопленного в ходе операции опыта.

Схема структуры принятия управленческих решений представлена на Рис.1.7.

Основу принятия всех решений на всех этапах процесса выработки решений, конечно же, составляют предпочтения ЛПР.

Несомненно, целесообразным началом процесса принятия решений должна стать формализация предпочтений.

После того как предпочтения ЛПР формализованы и получена необходимая информация о предпочтениях, переходят к следующему важному шагу принятия решений - к построению функции выбора (полезности).

Функция выбора в теории принятия решений имеет фундаментальное значение. Именно на ее построение в конечном итоге ориентированы решение задач формирования исходного множества альтернатив, анализ условий проведения операции, выявление и измерение предпочтений ЛПР.

Согласно формальному определению, принятому в ТПР, функция выбора - это отображение вида

где - некоторое множество (исходное для рассматриваемого шага принятия решений), из которого производят выбор; - подмножество, обладающее определенными (известными или заданными) свойствами, причем

При поэтапном получении от ЛПР информации о его предпочтениях в ходе проведения измерений вначале строится функция выбора по результатам измерения и оценки в наиболее надежной, но и менее точной номинальной шкале на основе качественных суждений о предпочтениях. В результате из исходного множества А альтернатив получают первое представление искомого подмножества альтернатив, в котором содержится наилучшая альтернатива.

Если ЛПР, проведя неформальный анализ подмножества, еще не смогло определиться в выборе, то следует продолжить построение функции выбора. Для этого ЛПР должно уточнить измеренные предпочтения, применив для их измерения более совершенную, например порядковую или балльную, шкалу.

В результате уточнения вида функции выбора будет получено в общем случае иное подмножество альтернатив, причем. Теперь ЛПР должно сосредоточиться на анализе этого последнего множества, так как опять-таки наилучшая альтернатива содержится именно в нем. Затем при необходимости можно вновь уточнить предпочтения ЛПР, измерив их в какой-либо из пропорциональных шкал, и так далее до тех пор, пока ЛПР уверенно не остановится в выборе наилучшей альтернативы.

Следует иметь в виду, что конкретный вид функции выбора, реализующий отображение (1.3), зависит от того, каков механизм ситуации.

Это обстоятельство отмечено на схеме Рис.1.7. вариантами построения функции выбора с детализацией их по типу условий неопределенности: в условиях стохастической неопределенности, в условиях поведенческой неопределенности и в условиях природной неопределенности.

Целевое различие в использовании скалярного и векторного критериев определило необходимость отображения на Рис.1.7 в общем случае двух вариантов формы исходных данных и процедур для построения функции выбора - по скалярному или векторному критерию.

Получение информации

Процесс принятия решения требует по возможности полного объема информации как о самой управляющей системе, так и о среде ее функционирования (окружающей среде). Без информации такого рода невозможны анализ условий принятия решений, выявление механизма ситуации и формирование исходного множества альтернатив. ЛПР должен быть проведен содержательный анализ информации об условиях осуществления операции, получены надежные представления о механизме ситуации. Только обретя эту информацию, ЛПР сможет с позиций системного подхода не только вербально описать основные (ведущие) факторы, способствующие и мешающие формированию успешного исхода операции, но и формально оценить степень их влияния на результативность исхода.

Для этого необходимо точно понять, какая информация, какого качества и к какому сроку нужна. Результат этого промежуточного решения (содержание, требуемые точность и надежность информации, оперативность ее получения) поможет ЛПР осознанно выбрать один из доступных источников информации и принять решение. Схема классификации возможных источников и способов получения информации приведена на Рис.1.8.

Из анализа схемы на Рис. 1.8. следует, что принципиально существует лишь три источника информации:

· эмпирические данные;

· знания, личный опыт и интуиция ЛПР;

· совет специалиста (экспертиза).

Ясно, что практически чаще всего люди черпают информацию из собственного опыта и знаний, а собственная интуиция помогает им заполнить пробелы в позитивном знании.

Кроме этого имеются еще две принципиальные возможности: поискать необходимые сведения в одном из "объективных источников", где зафиксирован исторический опыт человечества (эмпирические данные), или обратиться к "субъективному источнику" - к знаниям, умениям и навыкам признанных специалистов своего дела (экспертам).

В ТПР считают, что эксперт - это человек, который лично работает в рассматриваемой области деятельности, является признанным специалистом по решаемой проблеме, может и имеет возможность высказать суждение по ней в доступной для ЛПР форме.

Эксперты выполняют информационную и аналитическую работу на основе своих личных представлений о решаемой задаче. В общем случае представления экспертов могут не совпадать с мнением ЛПР. Такое расхождение во мнениях играет как отрицательную, так и положительную роль. С одной стороны, при несовпадении мнений затягивается процесс выработки решения, но, с другой - ЛПР может критически осмыслить альтернативную точку зрения или скорректировать собственные предпочтения.

Чтобы повысить личную уверенность в том, что специалист дал ему правильный совет, ЛПР может обратиться не к одному, а к нескольким экспертам. Соответственно, различают индивидуальную (один эксперт) и групповую экспертизу. Если вопрос строго конфиденциальный, время лимитировано или нет возможности спросить у нескольких специалистов ответа на интересующий вопрос, то индивидуальная экспертиза -- наилучший способ получения информации. Но если перечисленные ограничения не являются существенными, то, несомненно, групповая экспертиза - в целом более достоверный и точный способ получения информации.

В то же время в ходе групповой экспертизы возможно несовпадение субъективных суждений отдельных специалистов. В связи с этим требуется предпринимать специальные приемы обработки экспертной информации с целью повышения надежности результатов.

ТПР разработан специальный комплекс организационных, технических и математических процедур, придающих стройность и логическую обусловленность всему процессу получения, обработки и анализа групповой экспертной информации. Этот комплекс процедур, включающий экспертизу (то есть сам опрос экспертов) лишь как один из этапов получения информации, в ТПР получил название метода экспертного оценивания.

Исторически накапливая знания, научившись письменности, люди стали фиксировать свой объективный опыт. Всю полезную информацию стали заносить в той или иной форме на специальные носители. Вначале эти носители были несовершенны (например, рукописи, книги) и малодоступны, однако постепенно они приобрели более совершенную форму, а с развитием печатного дела превратились в библиотеки, в банки данных (БнД), базы данных (БзД) и базы знаний (БзЗ). Процесс поиска общедоступной информации стал более удобным, эффективным и даже творческим. Но в это же время какая-то информация и какие-то источники информации становились недоступными широкой общественности. Поэтому в том случае, когда ЛПР в силу разных причин не может найти необходимую ему информацию в общедоступных источниках, ее приходится активно добывать. Чтобы добыть недоступную информацию, ЛПР может организовать и провести натурный или модельный эксперимент, может прибегнуть к помощи разведки или применить какие-то спецсредства.

Разведка или спецсредства требуют значительных затрат; то же относится и к эксперименту, особенно, если эксперимент масштабный и проводится в условиях действия неоднозначного механизма ситуации. Поэтому, чтобы сэкономить средства, целесообразно провести строго научное планирование эксперимента, количественно установить его параметры, оптимальные в отношении эффективности будущих решений и действий ЛПР.

Значительные теоретические успехи достигнуты в деле планирования экспериментов на математических моделях с применением компьютеров. Аппарат математической теории планирования в основном ориентирован на исследование случайных механизмов ситуации. В то же время он нередко бывает полезным и в других ситуациях.

Рассмотрим постановку задачи планирования эксперимента.

Если целью исследования является максимизация полезного эффекта эксперимента при ограничениях на затраты, а сам полезный эффект соотносится в сознании ЛПР с обеспечением экстремума (например, максимума) выходного результата, то задача установления оптимальных параметров эксперимента сведется к стремлению максимизировать выходной результат при ограничениях на затраты. Например, если нужно увеличить выход некоторого полезного вещества в процессе химического производства, а объем выхода зависит от таких важных параметров, как температура, давление и т.п., то постановка задачи планирования эксперимента по выпуску химического продукта может выглядеть следующим образом: найти оптимальное сочетание перечисленных управляемых переменных процесса химического производства, которые обеспечивают максимальный выход готового продукта требуемого качества, при условии, что затраты на проведение эксперимента не выше отпущенных на него финансов.

Примерно по такой же схеме формулируется постановка задачи на получение информации и в том случае, когда эффект отождествляется с точностью предсказания выходного результата, то есть с величиной ошибки воспроизведения механизма ситуации, а также постановка задачи, в которой целью ЛПР является стремление к минимизации затрат на моделирование при обеспечении уровней притязаний ЛПР на ожидаемый эффект.

Задача формирования исходного множества альтернатив

Данная задача уже упоминалась в предыдущей лекции. Учитывая ее исключительную важность, рассмотрим ее несколько подробнее.

Степень опытности ЛПР в значительной степени характеризуется умением правильно предсказывать ситуацию и найти наилучший способ решения проблемы. При этом правильно определять механизм ситуации - значит быстро устанавливать ведущие факторы, а умение ЛПР генерировать новые, нестандартные решения вообще отождествляется в сознании людей с искусством. В этой связи понятно, что задача формирования исходного множества альтернатив не поддается полной формализации. Решение этой задачи - творческий процесс, в котором главная роль, конечно же, принадлежит ЛПР. Возникновение этой задачи как теоретического объекта исследования есть непосредственное следствие использования в ТПР системного принципа множественности альтернатив.

Прежде чем решать задачу формирования исходного множества альтернатив, следует определить системные требования, которым это множество должно соответствовать. Во-первых, множество альтернатив должно быть по возможности более полным. Это обеспечит в дальнейшем необходимую свободу выбора решений ЛПР и сведет к минимуму возможность упустить "лучшее" решение. Однако это первое принципиальное требование входит в противоречие со вторым, вытекающим из принципа соответствия решения времени, месту и возможностям ЛПР. Чаще всего, на практике такое соответствие понимают как требование выработать решение в кратчайшие сроки. Следовательно, во-вторых, исходное множество альтернатив должно быть обозримым, достаточно узким, чтобы у ЛПР было достаточно времени для оценки последствий и предпочтительности альтернатив при сложившихся ограничениях на ресурсы. Проблему удовлетворения двух указанных противоречивых требований разрешают системно, на основе принципа декомпозиции.

Следуя системному принципу декомпозиции, вначале формируют множество альтернатив, все элементы которого потенциально, по их облику, по скрытым в них возможностям обеспечивают достижение целевого результата в сложившейся обстановке. Полученное таким образом множество претендентов на способ решения проблемы назовем множеством целевых альтернатив.

Затем из множества целевых альтернатив отбирают те варианты, которые являются логически непротиворечивыми и могут быть реализованы в отпущенные на операцию сроки. Кроме того, отбираемые альтернативы должны быть удовлетворены необходимыми активными ресурсами и должны отвечать общей системе предпочтений ЛПР.

Эти отобранные из целевых альтернатив варианты назовем физически реализуемыми альтернативами из числа целевых. Остальные варианты, потенциально приводящие к цели, но физически нереализуемые, отбрасываются.

Полученные в результате подобных манипуляций варианты дополняют способами действий, придающими альтернативам необходимую гибкость и устойчивость по отношению к изменяющимся или неизвестным на данный момент компонентам условий проведения операции. В итоге и получают исходное множество альтернатов.

Технологически методика формирования исходного множества альтернатив предполагает совершение ряда специальных целенаправленных модификаций главных факторов механизма ситуации. Они состоят в одновременном или последовательном воздействии на управляемую (подвластную воле ЛПР) часть характеристик качества применяемых активных ресурсов, характеристик условий и способов действий.

Именно такая идея положена в основу большинства известных методов и алгоритмов формирования исходного множества альтернатив.

Исторически первыми появились эмпирические методы, которые требуют минимальной формализации. Наиболее простым из этого класса является метод, основанный на использовании причинно-следственной диаграммы. Типичным современным представителем эмпирических методов является СВR-метод (Саsе-Ваsеd Rеаsопiпg - "метод рассуждений на основе прошлого опыта").

Следующий класс образуют логико-эвристические процедуры, где формализация ведется на уровне управления логическими взаимосвязями. В качестве примеров реализации таких методов являются методы дерева решений и метод морфологических таблиц.

Типичными представителями класса методов формирования альтернатив, в которых достигнута наибольшая степень формализации всех этапов генерации, являются методы сетевого и календарного планирования.

Особый класс образуют методы формирования альтернатив в условиях, когда решение вырабатывает "групповое ЛПР", когда наблюдается полное или частичное совпадение интересов участников процесса выработки решения, однако из-за неодинаковой трактовки целей действий, особенностей индивидуального восприятия проблемной ситуации и по другим причинам суверенные мнения участников процесса выработки решения нужно согласовать в общем решении. Другими представителями методов этого класса оказываются методы генерации альтернатив в условиях конфликта и противодействия суверенных субъектов, втянутых в операцию ЛПР либо по собственной воле, либо против их воли. Такие ситуации свойственны экономическим, социальным, политическим и военным конфликтам. Во всех подобных ситуациях для формирования альтернатив применяют, как правило, рефлексивные методы. Таким методам свойственен средний уровень формализации с применением простых математических моделей.

По частоте применения на практике, пожалуй, первое место занимают логико-эвристические методы. Такое положение они приобрели из-за присущей им наглядности, простоты и универсальности подхода, удобства компьютеризации их алгоритмов. Суть данных методов сводится к тому, что вначале на основе логического анализа цели операции строится дерево целей и задач. Затем каждая подцель или задача также детализируется, и эта операция продолжается до тех пор, пока ЛПР не станет ясно, каким из известных средств (или каким способом) решать каждую частную задачу.

Оценка альтернатив

Как уже отмечалось, осознанный выбор должен производиться на основе сравнения результатов оценки альтернатив. Поэтому задача оценки альтернатив имеет главной целью получение для каждой альтернативы значений результатов, характеризующих интенсивность существенных свойств исходов операции, планируемой к проведению в заданных условиях. Сформулируем задачу оценки альтернатив как задачу получения результатов для каждой альтернативы, следующим образом.

Множество А альтернатив ЛПР, характеризующих порядок использования имеющихся ресурсов для достижения цели операции; множество S факторов, задающих условия проведения операции по достижению цели, и их количественные и качественные характеристики; тип механизма ситуации.

Требуется

Оценить значение результата Y(а, s) для каждой из альтернатив множества А в условиях S.

В зависимости от типа механизма ситуации результат Y(а, s) применения альтернативы, а в условиях s будем понимать по-разному.

Если механизм детерминистский, то результат Y(а) (в общем случае векторный) зависит от альтернативы однозначно, условия фиксированы и определяют лишь вид отображения А --> Y.

Для стохастического механизма ситуации в общем случае каждой альтернативе ставится в соответствие вероятностное распределение векторного результата, условия фиксированы и определяют вид распределения вероятностей. Для других типов механизма ситуации будем искать множество возможных значений векторного результата Y(а, s).

Информацию о значениях (оценках) результата Y(а, s) для любых из перечисленных типов механизмов ситуации можно получать различными способами, однако основным средством получения новой информации для решения крупномасштабных проблем следует считать математическое моделирование.

Моделирование целесообразно организовать как процесс построения моделей при постепенно увеличивающемся "масштабе изображения". При этом на начальном этапе процесса моделирования используют модели наибольшей степени обобщения факторов, учитывающие лишь самые заметные закономерности -так называемые концептуальные модели (это самый "мелкий масштаб" исследования). Затем уточняют объект исследования и дополняют модель, внося в нее большее число факторов и измеряя их характеристики в шкалах промежуточной степени совершенства ("средний масштаб"). Наконец, когда исследователь настолько определился в объекте исследования, что выделил конкретный элемент из реальной действительности и решил, какие именно закономерности воспроизвести во всех подробностях, проводят детальное моделирование (самый "крупный масштаб" исследования) с использованием наиболее совершенных, количественных шкал.

Опыт принятия решений на основе моделирования показывает, что в любом случае полученные в ходе моделирования результаты будут способствовать более глубокому пониманию сути операции и улучшению существующих методов управления ею.

Важным самостоятельным элементом процесса разработки модели является проверка ее работоспособности.

Среди таких проверок многие исследователи в первую очередь обычно называют проверки на непротиворечивость здравому смыслу (результаты моделирования согласуются с обыденными представлениями), асимптотическую устойчивость (предельные минимальные или максимальные значения входных параметров приводят к правильным выводам, подтверждаемым асимптотическими оценками), чувствительность к важным параметрам (модель реагирует на малые изменения входных параметров), соответствие опытным данным (результаты опыта должны хорошо воспроизводиться на модели), оперативность (возможность получать требуемые по качеству результаты в отведенные директивные сроки).

После установления адекватности модели переходят к получению и обработке необходимых для принятия решения результатов моделирования. Обработка данных проводится для того, чтобы сделать их обозримыми и привести к виду, удобному для принятия решения. Способ обработки данных выбирают в зависимости от типа шкалы (качественная или количественная) и природы соответствующего этим данным фактора (случайные, "природные" и т.п.).

Результаты обработки опытных данных необходимо представить ЛПР в сжатой и выразительной форме, с необходимой степенью детализации.

Конспект по курсу «СА и ТПР» Модуль ТПР

Липко Ю.Ю.

1 Предмет науки о принятии решений (ПР), процесс ПР. 3

2 Постановка задач принятия индивидуальных и групповых решений. Классификация задач и методов ПР. 7

3 Шкалы и методы измерения экспертных решений. 18

4 Оптимальный выбор в условиях противоборства: теория игр в задачах принятия решений. 27

5 Теория статистических решений. 32

6 Понятие о выборе в нечеткой среде. 36

7 Задачи многокритериальной оптимизации. 55

8 Метод анализа иерархий. 56

Задания/примеры к практической части. 62

Предмет науки о принятии решений (ПР), процесс ПР

Специалисты в области информатики и вычислительной технике должны быть способны творчески мыслить, анализировать тактическую ситуацию и докладывать командиру предложения и рекомендации по принятию им решения.

Принятие решения есть осознанный выбор одного из нескольких возможных альтернативных вариантов. Выбор лучшего варианта, прежде всего, определяется целью, ради достижения которой принимается решение.

Процессы принятия решений составляют основу управленческой деятельности. Сложность задач управления в системах управления, большое число исходных данных, поступающих от разных источников информации, наличие неопределенности, неточности приводит к тому, что задачи принятия решения не являются простыми и решить их в голове человека в реальном масштабе времени практически невозможно.

Поиску оптимальных вариантов, составляющему основу задач принятия решений, посвящены отдельные разделы классической математики, которые связаны с рассмотрением задач и методов оптимизации. Однако в этих случаях оценка варианта сводится, как правило, к получению экстремума одной функции или функционала. Задачи оптимизации решаются при наличии полной исходной информации в случаях, когда свойства альтернативных вариантов могут оцениваться количественно.

В реальной жизни при принятии решений альтернативные варианты рассматриваются с многих сторон, оцениваются по многим свойствам или аспектам, не каждый из которых может быть достоверно оценен на количественной шкале. При принятии решений нужно остановиться на одном или нескольких вариантах, наилучших сразу по всем свойствам (аспектам). Поэтому в теории принятия решений говорят не о построении математического объекта, а о принципе оптимальности – правиле по которому производится выбор наилучшего альтернативного решения в различных ситуациях.

В этом состоит особенность задач принятия решений. Тогда классические задачи оптимизации будут являться частными случаями задач теории принятия решений.

Методологическими основами теории принятия решения являются:

Теория выбора, основанная на использовании языка бинарных отношений, языка функций выбора и критериального языка выбора ;

Методы исследования операций;

Теория риска;

Теория нечетких множеств;

Теория вероятностей;

Теория экспериментов;

Теория проверки гипотез;

Методы формирования исходного множества альтернатив;

Методы проведения экспертного опроса и обработки экспертной информации;

Методы математической статистики;

Итеративные методы поиска оптимума;

Метод анализа иерархий;

Формальные модели линейного упорядочивания альтернатив;

Критерии принятия решений в условиях неопределенности.

Полная формализация задач принятия решений возможна лишь для хорошо изученных (хорошо структурированных) задач. Для решения слабо структурированных задач, с которыми часто приходится иметь дело при ведении боевых действий на море, полностью формальных алгоритмов не существует. В этом случае выбор решения производится человеком в зависимости от сочетания его возможностей решать неформализованные задачи с возможностями формальных моделей рекомендовать наилучшее решение.

Структура обобщенного алгоритма принятия решений

Мы изучили теоретические основы выбора альтернатив с использованием языка бинарных отношений, языка функций выбора и критериального языка выбора. Также мы изучили различные методы определения лучшей альтернативы, так называемые методы оптимизации. Но мы еще не ответили на вопрос: как же должно действовать лицо, принимающее решение, (ЛПР) для того чтобы принять правильное решение. Структура обобщенного алгоритма принятия решения приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Структура обобщенного алгоритма принятия решения

На первом этапе определяется цель , для достижения которой необходимо принять решение.

На втором этапе определяются требования к свойствам альтернативных вариантов решений , позволяющих достичь цели.

На третьем этапе формируется множество альтернативных вариантов решений и проверка их на допустимость в соответствии с пороговыми значениями требований к свойствам, выявленных на втором этапе. Методы формирования исходного множества альтернативных вариантов и проверки их на допустимость будут рассмотрены во втором вопросе лекции. В результате получается множество допустимых альтернативных вариантов решений.

На четвертом этапе производится оценка каждого свойства каждого варианта из множества допустимых альтернативных вариантов. Если свойство количественно измеримо, то оно является критерием. В этом случае оценка свойства альтернативного варианта есть его оценка по критерию на какой-либо шкале (наименований, рангов, интервалов, отношений или абсолютной). Если же свойство не является количественно измеримым, то оценка такого свойства альтернативного варианта производится либо интуитивно самим ЛПР, либо в результате экспертного опроса . Методы проведения экспертного опроса и методы обработки экспертной информации будут рассмотрены на следующей лекции.

На пятом этапе для определения лучшего альтернативного варианта в случае возможности использования критериального языка выбора используются методы оптимизации (в том числе и итеративные численные методы), изученные нами ранее. При этом в результате решения задачи оптимизации лучшим признается такой альтернативный вариант из множества допустимых вариантов, который приводит к оптимальному значению целевой функции (интегрального критерия). Множество условий, позволяющих реализовать альтернативные варианты решений, определяет ограничения задачи оптимизации.

В случае неприменимости критериального языка выбора лучший альтернативный вариант определяется с использованием языка бинарных отношений, либо с использованием языка функций выбора.

Если оценки свойств альтернативных вариантов принимают вероятностный характер, то для выявления лучшей альтернативы используются методы принятия решений в условиях риска , основанные на теории игр и теории вероятностей . Если свойства альтернативных вариантов оценить вообще не удается, то для выявления лучшей альтернативы используются методы принятия решений в условиях неопределенности , основанные на теории игр . Эти методы будут рассмотрены в третьем разделе данной главы.

Если либо цель принятия решения, либо требования к свойствам альтернативных вариантов сформулированы (определены) нечетко (расплывчато). Или если свойства альтернативных вариантов оценены на качественном уровне (очень хорошо, хорошо, не очень хорошо, удовлетворительно, не очень плохо, плохо, очень плохо), то для выявления лучшей альтернативы используются методы принятия решений в условиях нечеткости , основанные на теории нечетких множеств . Эти методы будут рассмотрены в четвертом разделе лекции данной главы.

Лучший альтернативный вариант решения всегда можно выбрать, если все варианты линейно упорядочены по предпочтительности выбора.

Для линейного упорядочивания альтернативных вариантов применяются формальные модели линейного упорядочивания альтернатив, а также методы экспертного опроса.

Для классификации альтернативных вариантов могут быть применены и методы оптимизации, и формальные модели линейного упорядочивания альтернатив, и методы экспертного опроса. Каждому классу априорно назначается идеальный альтернативный вариант (эталон для данного класса) со значениями свойств, соответствующими именно этому классу. Затем каждый вариант из множества допустимых альтернативных вариантов сравнивается с эталоном, и признается либо принадлежащим данному классу (при отклонении значений его свойств от значений свойств эталона на величину, не превышающую величину допустимого отклонения), либо – не принадлежащим данному классу.

В том случае, когда какое-либо свойство альтернатив количественно не измеримо, может возникнуть сложность при определении величины допустимого отклонения оценки свойства (для альтернативного варианта решения) от эталона (для данного класса). В этом случае используются методы экспертного опроса, методы теории нечетких множеств, методы принятия решения в условиях неопределенности и риска.

Формирование множества допустимых альтернатив

В общем случае процесс формирования множества допустимых альтернативных вариантов включает в себя два этапа:

Этап порождения всех возможных вариантов, образующих исходное множество альтернатив (ИМА);

Этап проверки каждого варианта ИМА на допустимость.

1 Этап . Этап порождения всех возможных вариантов является наиболее трудным, но и наиболее творческим этапом задачи принятия решений. Все рекомендации относительно того, как генерировать новые варианты или как создать условия для того, чтобы другие люди лучше генерировали эти варианты, являются результатом коллективного опыта по решению творческих задач.

На данном этапе важно сгенерировать как можно большее количество альтернативных вариантов. Для этого используют различные способы :

Поиск возможных вариантов в литературе;

Приглашение различных экспертов, которые имеют опыт подготовки и работы в различных организациях по данной предметной области;

Увеличение числа вариантов за счет их комбинирования, запоминания промежуточных вариантов;

Модификация существующих или вновь сгенерированных вариантов;

Включение в ИМА вариантов противоположных существующим или вновь сгенерированным вариантам,

И другие способы…

2 этап . Проверка каждого варианта ИМА на допустимость производится

В случае количественной измеримости свойств: путем сравнения значений свойств альтернативы с пороговыми значениями этих свойств, требуемыми для лучшей альтернативы. Альтернативы, имеющие значения свойств, не хуже пороговых значений включаются во множество допустимых альтернатив;

В случае, когда свойства количественно не измеримы: путем использования процедуры экспертного перечисления, в которой определяется вероятность Pj того, j-я альтернатива принадлежит ИМА. Затем, задавшись пороговым значением такой вероятности P, сравнивают Pj и P. Альтернативы, имеющие малые значения вероятности принадлежности к ИМА Pj < P (например, вариант был сгенерирован очень малым количеством экспертов, а остальные эксперты этот вариант допустимым не признали) во множество допустимых альтернатив не включаются;

В некоторых случаях оба этапа процесса формирования множества допустимых альтернативных вариантов могут совмещаться. Это связано с тем, что порождение возможных альтернатив и проверка их на допустимость могут осуществляться с помощью одной и той же процедуры экспертной классификации при разных параметрах экспертизы .

Достижение некоторой цели или, точнее, движение к некоторой цели подразумевает выбор альтернативы из множества альтернатив. Критерий или система критериев позволят выбрать именно нужную альтернативу из множества. Теория выбора подходит несколько формально к проблеме создания множества альтернатив и предполагает, что множество альтернатив задано, т.е. существует то, из чего нужно выбирать. Главный вопрос состоит в том, как выбирать. Такой подход – наглядный пример сугубо формальной постановки задачи: все главные, принципиальные трудности считаются уже преодоленными, и речь идет, можно сказать, о технических трудностях. А ведь именно формирование множества альтернатив и является наиболее трудным, наиболее творческим этапом системного анализа. Так, согласно А.Холлу, стадия поисков идей представляет собой кульминационную точку процесса решения задачи, поскольку ведь без идей нечего анализировать и выбирать.

Как выбрать – это чисто технический процесс, а вот задание множества альтернатив представляет собой наиболее творческий, ответственный этап системного анализа. Дело в том, что все наши усилия направлены на поиск лучшей альтернативы в заданном множестве. И если в это множество по каким-либо причинам не включена лучшая альтернатива, то никакие методы выбора ее не вычислят. С точки зрения математики множество альтернатив можно интерпретировать как вершины симплекса, а наилучшую альтернативу – как вершину симплекса, максимизирующего целевую функцию.

Существуют различные способы генерирования альтернатив:

1) привлечение квалифицированных экспертов, имеющих разностороннюю подготовку и опыт – мозговой штурм ;

2) генерирование альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче (синектика );

3) разработка сценариев;

4) деловая игра.

Как правило, специалисты при генерировании альтернатив пользуются следующими простыми правилами: увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, создание благоприятных условий для генерирования альтернатив; сокращение числа альтернатив.

Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтер­натив.Для этого используют различные способы – поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе; привлечение нескольких квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт; увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее; модификация имеющейся альтернативы, т.е. формирова­ние альтернатив, лишь частично отличающихся от известной; включе­ние альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и «нуле­вой» альтернативы («не делать ничего», т.е. рассмотреть последствия развития событий без нашего вмешательства); интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы; включе­ние в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся примитивными или надуманными; генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, кратко­срочные, экстренные); и т.д.

При организации работы на этапе генерирования альтернатив сле­дует помнить о существовании факторов, как тормозящих творческую работу, так и способствующих ей. Выделяют внутренние (психологические) и внешние факторы.

К внутренним факторам относят:

– последствия неправильного восприятия действительности; крайние проявления – либо мы воспри­нимаем то, чего нет, либо не воспринимаем того, что есть;

– интел­лектуальные преграды (инерционность мышления, довлеющие стереотипы, подсознательные самоограничения, связанные с убеждениями, лояльностью, и пр.);

– эмоциональные преграды, такие, как излишнее увлечение критикой других или, наоборот, боязнь критики со стороны других, опасение отрицательной реакции со стороны заказчика или начальства на предложенные альтернативы, субъективное отношение к предпочитаемым типам альтернатив (например, некоторые ярые сторонники теории мас­сового обслуживания любые задачи стараются свести к задачам очередности) и т.д.

К внешним факторам относят:

– физические (погодные и климатические) условия, которые сказываются на продуктивности творческого труда. Не­которые исследователи считают, что существует связь между творчес­кой деятельностью целых народов и географическими условиями их жизни. На индивидуальной деятельности также сказываются физические условия. Рассказывают, что Нильс Бор отпускал студентов с занятий, если было так жарко, что воск в пробирке расплавлялся; что Тимофеев-Ресовский однажды в жаркий день провел заседание международного симпозиума прямо в пруду, и это было, по воспоминаниям участников, самое плодотворное заседание. Известно также отрицательное влияние посторонних шумов, различных неудобств на производительность труда;

– общественные условия, общий культурный фон, идейная атмосфера, которые оказывают существенное влияние на индивидуальное творчество; одобрение определенной социальной группы – один из самых сильных стимулов для творчества человека.

Если стремиться к тому, чтобы на начальной стадии было получено как можно больше альтернатив, то для некоторых проблем их количество может достичь многих десятков. Очевидно, что подробное изучение каждой из них приведет к неприемлемым затратам времени и средств. В таких случаях рекомендуется провести грубое отсеивание, не сравнивая альтернативы количественно, а лишь проверяя их на присутствие некоторых качеств, желательных для любой приемлемой альтернативы.К признакам хороших альтернатив относят устойчивость при изменении некоторых внешних условий, надежность, многоцелевую пригодность, адаптивность, другие признаки практичности. В отсеве могут помочь также обнаружение отрицательных побочных эффектов, недостижение контрольных уровней по некоторым важным показателям (например, слишком высокая стоимость) и пр. Предварительный отсев не рекомендуется проводить слишком жестко, для детального анализа необходимы хотя бы несколько альтернатив.

Метод мозгового штурма специально разработан для получения максимального количества предложений. Его эффективность порази­тельна: шесть человек за полчаса могут выдвинуть 150 идей. Бригада проектировщиков, работающая обычными методами, никогда не пришла бы к мысли о том, что рас­сматриваемая проблема имеет такое разнообразие аспектов. Техника мозгового штурма такова. Собирается группа лиц, отобран­ных для генерации альтернатив; главный принцип отбора – разнообра­зие профессий, квалификации, опыта (такой принцип поможет расши­рить фонд априорной информации, которой располагает группа). Сооб­щается, что приветствуются любые идеи, возникшие как индивидуально, так и по ассоциации при выслушивании предложений других участников, в том числе и лишь частично совершенствующие чужие идеи (каждую идею ре­комендуется записать на отдельной карточке). Категорически запре­щается любая критика – это важнейшее условие мозгового штурма: сама возможность критики тормозит воображение. Каждый по очереди зачитывает свою идею, остальные слушают и записывают на карточки новые мысли, возникшие под влиянием услышанного. Затем все карточ­ки собираются, сортируются и анализируются обычно другой группой экспертов. Самое примечательное в том, что общий результат работы такой группы, где идея одного может навести другого на что-то еще, часто превосходит общее число идей, выдвинутых тем же коли­чеством людей, но работающих в одиночку.

Число альтернатив можно впоследствии значительно увеличить, комбинируя сгенерированные идеи. Среди полученных в результате моз­гового штурма идей может оказаться много глупых и неосуществи­мых, но такие идеи легко исключаются последующей критикой, ибо компетентную кри­тику легче получить, чем компетентное творчество. Известно много примеров успешного мозгового штурма. Приведем лишь один из них, иллюстрирующий пользу запре­щения критики. Во время войны проблема противодействия минам и торпедам противника на море была подвергнута мозговому штурму. Одна из идей заключалась в следующем: «Пусть, как только будет обнаружена мина или торпеда, вся команда станет к борту и дует на нее!». Эта не­серьезная на первый взгляд идея не была отвергнута, и при дальней­шем анализе рациональное зерно, содержащееся в ней, было трансформи­ровано в предложение с помощью мощных насосов создавать потоки воды, отталкивающие опасный объект.

Синектика предназначена для генерирова­ния альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче. В противоположность мозговому штурму целью здесь является не количество альтерна­тив, а генерирование небольшого числа альтернатив (даже единственной альтерна­тивы), разрешающих данную проблему. Эф­фективность синектики была продемонстриро­вана при решении конкретных технических проблем типа «найти простой прин­цип устройства приводов с постоянной угловой скоростью», «спроектировать усовершен­ствованный нож для открывания консервных банок», «изобрести более прочную крышу», «разработать герметичную застежку для костюма космонавта». Известен случай синектического решения более общей проблемы экономического плана: «разработать новый вид продукции с годовым потенциалом продаж 300 млн дол.». Имеются попытки применения синектики в решении социальных проблем типа «как распределить государственные средства в области градостроительства».

Суть синектики можно кратко изложить следующим образом. Формируется группа из 5– 7 чел., отобранных по признакам гибкости мышления, практического опыта (предпочтение отдается людям, менявшим профессии и специальности), психологической совместимости, общительности, подвижности (последнее, как станет ясно из изложенного далее, очень важно). Выработав определенные навыки совместной работы, группа ведет систематическое направленное обсуждение лю­бых аналогий с подлежащей решению проблемой, спонтанно возникающих в ходе бесед.

Особое значение синектика придает аналогиям, порождаемым двигательными ощущениями. Это вызвано тем, что наши природные двигательные рефлексы сами по себе высокоорганизованы и их осмыс­ление может подсказать хорошую системную идею. Предлагается, напри­мер, вообразить свое тело на месте совершенствуемого механизма, «почувствовать себя им», либо поставить себя на место фантастического организма, выполняющего функцию проектируемой системы, и т.п. Раскрепощенность воображения, интенсивный творческий труд создают атмосферу душевного подъема, характерную для синектики. Отмечают­ся и психологические затруднения, возникающие у новичков в случае применения этого метода: появление угрызений совести («получаем деньги за приятное времяпрепровождение»); зазнайство после удачного решения первой проблемы; истощение нервной системы в результате интенсивной работы.

Успеху работы синектических групп способ­ствует соблюдение определенных правил, в частности, запрещено обсуждать достоинства и недостатки членов группы; каждый имеет право прекратить работу без каких-либо объяснений при малейших признаках утомления; роль ведущего периодически переходит к другим членам группы и т.д.

В США создана специальная фирма «Синектикс инкорпорейтед», занимающаяся консультированием и обучением в области синектики. Подчеркнем, что в отличие от мозгового штурма при использовании синектики требуется специальная и длительная подготовка. В течение года 5 или 6 чел. должны затратить 1/4 своего рабочего времени на обучение. Группа обученных синекторов, работающих полный рабочий день, способна в течение года найти приемлемые решения примерно четырех неболь­ших и двух крупных проблем.

Разработка сценариев. В некоторых проблемах (особенно в социотехнических) искомое решение должно определить реальное будущее течение событий. В таких случаях альтернативами выступают различные (воображаемые, но правдо­подобные) последовательности действий и вытекающих из них событий, которые могут произойти в будущем с исследуемой системой. Эти последовательности имеют общее начало (настоящее состояние), но затем возможные состояния различаются все сильнее, что и приводит к проблеме выбора. Такие гипотетические альтернативные описания то­го, что может произойти в будущем, называют сценариями, а рассматри­ваемый метод – разработкой сценариев. Сценарии-альтернативы представляют ценность для лиц, принимающих решения, только тогда, когда они не просто плод фантазии, а логически обоснованные модели буду­щего, которые после принятия решения можно рассматривать как прогноз, как приемлемый рассказ о том, что случится, если...

Созда­ние сценариев относится к типичным неформализуемым процедурам, представляет собой творческую, научную работу. Тем не менее и в этом деле накоплен определенный опыт, имеются свои эвристики. Например, рекомендуется разрабатывать «верхний» (оптимистичный) и «нижний» (пессимистичный) сценарии – как бы крайние случаи, между которыми может находиться возможное будущее. Такой прием позволяет отчасти компенсировать или явно выразить неопределенности, связанные с предсказанием будущего. Иногда полезно включать в сценарий воображаемый активно противо­действующий элемент, моделируя тем самым «наихудший случай». Кроме того, рекомендуется не разрабатывать детально (как ненадежные и непрактичные) сценарии, слишком «чувствительные» к небольшим отклонениям на ранних стадиях.

К важным этапам создания сценариев относятся: составление перечня факторов, влияющих на ход событий, со специальным выделением лиц, которые контролируют эти факторы прямо или косвенно; выделение аспектов борьбы с такими факторами, как некомпетентность, халатность и недисциплинированность, бюро­кратизм и волокита; учет наличных ресурсов и т.д.

Морфологический анализ – простой и эффективный способ генери­рования альтернатив. Он состоит в выде­лении всех независимых переменных проектируемой системы, перечис­лении возможных значений этих переменных и генерировании альтер­натив перебором всех возможных сочетаний этих значений.

Проиллюстрируем суть морфологического анализа на упрощенном примере разработки системы телевизионной связи (табл. 1)

Таблица 1

Табл. 1 порождает 8 · 2 · 2 · 3 · 2 · 2 = 384 различные возмож­ные системы. Современному телевизионному вещанию соответствует только одна альтернатива: 1.4 – 2.1 – 3.1 – 4.2 – 5.1 – 6.1. Имеется повод для размышления, почему остальные альтернативы до сих пор не привлекли внимания инженеров.

Отметим также, что количество вариантов можно увеличить, вводя новые независимые переменные (в рассмотренном примере ввести раз­меры изображения с градацией от обычных на сегодня до размеров во всю стену, ввести дополнительные каналы передачи информации, напри­мер кожно-электрический или тактильный; перейти от одноэкранной системы к многоэкранной и т.д.). Одна из основных проблем морфоло­гического анализа при увеличении числа переменных – это проблема сокращения перебора. Она решается наложением различных ограниче­ний, которые позволяют отбросить варианты, не подлежащие рассмот­рению.

Деловой игрой называется имитационное моделирование реаль­ных ситуаций, в процессе которого участники игры ведут себя так, будто они в реальности выполняют порученную им роль, причем сама реаль­ность заменяется некоторой моделью. Примерами являются штабные игры и маневры военных, работа на тренажерах различных операторов техни­ческих систем (летчиков, диспетчеров электростанций и т.д.), админи­стративные игры и т.п. Несмотря на то что чаще всего деловые игры ис­пользуются для обучения, их можно использовать и для эксперимен­тального генерирования альтернатив, особенно в слабо формализован­ных ситуациях. Важную роль в деловых играх кроме участников игра­ют контрольно-арбитражные группы, управляющие моделью, регистри­рующие ход игры и обобщающие ее результаты.