Задача сводится к максимизации критерия
Примечания:
• если какой-нибудь из частных критериев является критерием на минимум , то он будет входить в общий агрегированный критерий Q со знаком минус;
• величина коэффициентов а, определяется, как правило, экспертным путем.
Метод условной оптимизации. В предыдущем подходе использовался тот факт, что частные критерии обычно неравнозначны между собой (один из них более важен, чем другие). Наиболее явное выражение этой идеи состоит в выделении основного, главного критерия и рассмотрении остальных как дополнительных, сопутствующих. Такое различие критериев позволяет сформулировать задачу выбора как задачу нахождения условного экстремума основного критерия. Предположим , при условии, что дополнительные критерии достигают определенных уровней аi:
Математически – это задачи линейного или выпуклого программирования (см. гл. 8).
Игровой (минимаксный) подход. Этот подход широко применяется в теории игр. Он состоит в максимизации выигрыша игрока при условии, что его соперник тоже применяет оптимальную стратегию (старается минимизировать выигрыш соперника).
В нашем случае это задача
«Оптимальным» будет такое решение, которое максимизирует наименее возможное значение из всех критериев. Этот метод еще называют как «метод подтягивания самого отстающего».
Генерирование альтернатив. Формирование множества альтернатив, то есть идей о возможных способах достижения цели, является наиболее трудным, наиболее творческим этапом системного анализа. Для этого используют различные способы [5]:
• поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе;
• привлечение квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт;
• увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее;
• модификация имеющейся альтернативы;
• интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы;
• генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные и т. п.).
Метод «мозгового штурма». Он построен на специфическом сочетании методологии и организации исследования, использования усилий исследователей-фантазеров с исследователями-аналитиками [3]. «Мозговой штурм» проводится в 2 этапа: этап генерации идей и этап практического анализа выдвинутых идей. Для этого собирается группа лиц, отобранных для генерации альтернатив. Главный принцип отбора – разнообразие профессий, квалификации, опыта, способность людей к научному воображению и развитой интуиции, интеллектуальной раскованности.
Сообщается, что приветствуются любые идеи, возникшие как индивидуально, так и по ассоциации при выслушивании предложений других участников, в том числе идеи частично улучшающие чужие идеи. Категорически запрещается любая критика – это важнейшее условие «мозгового штурма», сама возможность критики тормозит воображение. Каждый из участников по очереди зачитывает свою идею, остальные слушают и записывают на карточки новые мысли, возникшие под влиянием услышанного. В группе необходимо поддерживать атмосферу непринужденности, творчества, взаимоприемлемости. Можно высказывать абсолютно нереальные и фантастические идеи. Главной задачей первого этапа «мозгового штурма» является поиск как можно большего количества различных вариантов решения проблемы, путей достижения целей, идей и мыслей. На втором этапе, карточки собираются, сортируются и анализируются группой экспертов, аналитиков, которые должны следовать следующим принципам:
• ни одна идея не должна исключаться из анализа, все идеи должны быть классифицированы и обобщены;
• группа аналитиков должна состоять из людей, хорошо понимающих суть проблемы, обладающих четким логическим мышлением и терпимостью к чужим идеям;
• для обеспечения объективности оценки и анализа идей должны быть сформулированы предельно четкие критерии, которыми должны руководствоваться все члены аналитической группы.
Большое значение имеет личность и деятельность ведущего. Возможны различные варианты: ведущий может быть для первой и второй группы один и тот же или можно дифференцировать ведущих. Ведущий должен обладать большой творческой активностью, доброжелательностью, глубоким пониманием решаемой проблемы, способностью организовывать и поддерживать интеллектуальный процесс.
Целесообразность использования метода «мозгового штурма» определяется оценкой сложности и оригинальности исследовательской проблемы и наличием специалистов, способных эффективно участвовать в процессах «мозгового штурма».
Метод синектики. Идея синектики возникла в практике исследования метода «мозгового штурма» и в процессах исследовательского и коллективного творчества. Суть ее заключается в поиске и реализации возможности исследователей на основе включения бессознательных механизмов в сознательном исследовании проблем, на основе социально-психологического взаимодействия в процессах интеллектуальной деятельности.
Идея синектики заключается в формировании «группового мышления» в специально созданной группе синекторов. Главным отличием синектики от метода «мозгового штурма» является подход к исследованию и решению проблемы не с позиции выдвижения идеи в их законченном виде и индивидуальном авторстве, а представление незавершенных идей и мыслей, которые подпитывают процесс коллективного мышления. Они даются в виде нерациональной информации, метафор, образов, смутных ощущений, действующих не столько на мышление человека, сколько на его чувства, отношения в группе, активизацию интуиции. Группа влияет на творческую активность индивида, обуславливает отказ от стандартных подходов. Это определяется подбором групп и организацией ее работы.
Группа формируется в три этапа: отбор по потенциалу знаний, образования и опыта – это первый этап; второй – отбор по потенциалу творчества (тип мышления, эмоциональный настрой, система ценностей); третий – отбор по потенциалу коммуникативности. Для каждого этапа должны существовать определенные критерии отбора и тесты реализации этих критериев в оценках кандидатов.
Сформировать группу еще недостаточно, чтобы она могла продуктивно работать. Ее надо обучить некоторым приемам совместной деятельности. Продолжительность обучения может быть различной. Главное – сформировать понимание метода и уверенность в его продуктивности, коллективизм в решении проблем исследовательского типа, освоение роли каждого в синектической группе. Заключительный этап представляет собой организацию продуктивной деятельности группы, освоение проблемы и проведение исследовательской работы.
Декомпозиция. Это разбиение целого на части с целью его детального изучения. Она является одной из основных процедур системного анализа. Задача разбивается на подзадачи, система – на подсистемы, цели – на подцели и т. д. При необходимости этот процесс повторяется, что приводит к иерархическим древовидным структурам. Обычно объект анализа сложен, слабо структурирован, плохо формализован, поэтому операцию декомпозиции выполняет эксперт. Если поручить анализ одного и того же объекта разным экспертам, то полученные древовидные списки будут различаться. Качество построенных экспертами деревьев зависит как от их компетентности в данной области знаний, так и от применяемой методики декомпозиции.
Обычно эксперт легко разделяет целое на части, но испытывает затруднения, если требуется доказательство полноты и безызбыточности предлагаемого набора частей. Стремясь перейти от чисто эвристического, интуитивного подхода к более осознанному, алгоритмическому выполнению декомпозиции, мы должны объяснить, почему эксперт разделяет целое именно так, а не иначе. Именно на данное, а не на большее или меньшее число частей. Объяснение состоит в том, что основанием всякой декомпозиции является модель рассматриваемой системы. Операция декомпозиции представляется теперь как сопоставление объекта анализа с некоторой моделью, как выделение в нем того, что соответствует элементам взятой модели. Поэтому на вопрос, сколько частей должно получиться в результате декомпозиции, можно дать следующий ответ: столько, сколько элементов содержит модель, взятая в качестве основания. Вопрос о полноте декомпозиции – это вопрос завершенности модели.
Объект декомпозиции должен сопоставляться с каждым элементом модели-основания. Однако и сама модель-основание может с разной степенью детализации отображать исследуемый объект. Например, в системном анализе часто приходится использовать модель типа «жизненный цикл», позволяющая декомпозировать анализируемый период времени на последовательные этапы от его возникновения до окончания. С помощью такой декомпозиции шахматную партию можно разбить на дебют, миттельшпиль и эндшпиль. В жизни человека принято различать молодость, зрелость и старость, но можно выделять и более мелкие этапы, например, детство, отрочество и юность. Такое же разнообразие может иметь место и при декомпозиции жизненного цикла любой проблемы. Разбиение на этапы дает представление о последовательности действий, начиная с обнаружения проблемы и кончая ее ликвидацией.
Декомпозиция осуществляется с помощью некоторой модели, сквозь которую мы как бы рассматриваем расчленяемое целое. Далее следует ответить на естественно возникающие вопросы:
• модели какой системы следует брать в качестве оснований декомпозиции ?
• какие именно модели надо брать?
Всякий анализ проводится для чего-то. Именно эта цель анализа и определяет, какую систему следует рассматривать. Например, анализируя цель «выяснить этиологию и патогенез ишемической болезни сердца», в качестве исследуемой системы можно взять сердечно-сосудистую систему. А можно выбрать конкретный кардиологический институт. В первом случае декомпозиция будет порождать перечень подчиненных подцелей научного, во втором – организационного характера. Можно также рассматривать и такую процедуру анализа, когда перед каждым очередным актом декомпозиции заново ставится вопрос не только о том, по какой модели проводить декомпозицию, но и о том, не следует ли взять модель иной системы, нежели ранее.
Однако чаще всего в практике системного анализа в качестве глобального объекта декомпозиции берется нечто, относящееся к проблемосодержащей системе и к исследуемой проблеме, а в качестве оснований декомпозиции берутся модели проблеморазрешающей системы. Полнота декомпозиции обеспечивается полнотой модели-основания, а это означает, что прежде всего следует позаботиться о полноте формальной модели. Полнота формальной модели является необходимым, но не достаточным условием для полноты декомпозиции. В конечном счете все зависит от полноты содержательной модели, которая строится «по образу» формальной модели, но не тождественна ей.
Начнем с обсуждения требований к древовидной структуре, которая получится как итог работы по всему алгоритму. С количественной стороны эти требования сводятся к двум противоречивым принципам: полноты (проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне и подробно) и простоты (все дерево должно быть максимально компактным – «вширь» и «вглубь»). Эти принципы относятся к количественным характеристикам (размерам) дерева. Компромиссы между ними вытекают из качественного требования – главной цели: свести сложный объект анализа к конечной совокупности простых подобъектов либо (если это не удается) выяснить конкретную причину неустранимой сложности.
Принцип простоты требует сокращать размеры дерева. Размеры «вширь» определяются числом элементов модели, служащей основанием декомпозиции. Поэтому принцип простоты вынуждает брать как можно более компактные модели-основания. Наоборот, принцип полноты заставляет брать как можно более развитые, подробные модели. Компромисс достигается с помощью понятия существенности : в модель-основание включаются только компоненты, существенные по отношению к цели анализа. Перейдем теперь к вопросу о размерах дерева «вглубь», т. е. о числе «этажей» дерева, числе уровней декомпозиции. Желательно, чтобы оно было небольшим (принцип простоты), но принцип полноты требует, чтобы в случае необходимости можно было продолжать декомпозицию как угодно долго до принятия решения о ее прекращении по данной ветви (разные ветви иногда могут иметь различную длину). Такое решение принимается в нескольких случаях. Первый, к которому мы обычно стремимся, наступает, когда декомпозиция привела к получению результата (подцели, подфункции, подзадачи и т. п.), не требующего дальнейшего разложения, то есть результата простого, понятного, реализуемого, обеспеченного, заведомо выполнимого. Будем называть его элементарным. Для некоторых задач (например, математических, технических и т. п.) понятие элементарности может быть конкретизировано до формального признака. В других задачах анализа оно неизбежно остается неформальным и проверка фрагментов декомпозиции на элементарность поручается экспертам.
Похожие рефераты:
