Проблема формирования цели при управлении развивающимися системами. Методики формирования дерева целей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева"

Факультет заочного обучения

Кафедра экономики, менеджмента и экономических информационных систем (ЭМиЭИС)

Контрольная работа

Проблема формирования цели при управлении развивающимися системами. Методики формирования дерева целей

Студент: Разумова М.П.

Группа: ЗЭП -12

Преподаватель: Камакина О.В.

Рыбинск 2014

Содержание

Введение

1. Понятие системы

2. Построение модели

3. Постановка задачи исследования

4. Решение поставленной математической задачи

5. Характеристика задач системного анализа

6. Особенности задач системного анализа

7. Процедуры системного анализа

8. Формулирование проблемы

9. Определение целей

10. Закономерности формирования структур целей

11. Генерирование альтернатив

12. Методики формирования дерева целей

Список литературы

Введение

Системный анализ как дисциплина сформировался в результате возникновения необходимости исследовать и проектировать сложные системы, управлять ими в условиях неполноты информации, ограниченности ресурсов и дефицита времени.

Системный анализ является дальнейшим развитием целого ряда дисциплин, таких как исследование операций, теория оптимального управления, теория принятия решений, экспертный анализ, теория организации эксплуатации систем и т.д. Для успешного решения поставленных задач системный анализ использует всю совокупность формальных и неформальных процедур. Перечисленные теоретические дисциплины являются базой и методологической основой системного анализа. Таким образом, системный анализ - междисциплинарный курс, обобщающий методологию исследования сложных технических, природных и социальных систем.

Широкое распространение идей и методов системного анализа, а главное - успешное их применение на практике стало возможным только с внедрением и повсеместным использованием ЭВМ. Именно применение ЭВМ как инструмента решения сложных задач позволило перейти от построения теоретических моделей систем к широкому их практическому применению. В связи с этим Н.Н. Моисеев пишет, что системный анализ - это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т.д. Центральной проблемой системного анализа является проблема принятия решения. Применительно к задачам исследования, проектирования и управления сложными системами проблема принятия решения связана с выбором определённой альтернативы в условиях различного рода неопределённости. Неопределённость обусловлена многокритериальностью задач оптимизации, неопределённостью целей развития систем, неоднозначностью сценариев развития системы, недостаточностью априорной информации о системе, воздействием случайных факторов в ходе динамического развития системы и прочими условиями. Учитывая данные обстоятельства, системный анализ можно определить как дисциплину, занимающуюся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы.

Главным содержанием дисциплины "Системный анализ" являются сложные проблемы принятия решений, при изучении которых неформальные процедуры представления здравого смысла и способы описания ситуаций играют не меньшую роль, чем формальный математический аппарат.

Системный анализ является дисциплиной синтетической. В нём можно выделить три главных направления.

Эти три направления соответствуют трём этапам, которые всегда присутствуют в исследовании сложных систем:

1) построение модели исследуемого объекта;

2) постановка задачи исследования;

3) решение поставленной математической задачи.

1. Понятие системы

Существует множество определений понятия системы. Рассмотрим те из них, которые наиболее полно раскрывают существенные свойства данного понятия.

"Система представляет собой определённое множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями". Более полное и содержательное общее определение описывает систему "как набор объектов, имеющих данные свойства, и набор связей между объектами и их свойствами".

"Системой можно назвать только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата".

Рассмотрим некоторые характерные моменты этого определения: - "...только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов..." - это значит, что, во-первых, не все компоненты объекта могут стать элементами системы, и, во-вторых, существует некоторая причина такой избирательности; - "...у которых взаимодействие и взаимоотношения приобретают характер взаимодействия компонентов..." - академик П.К. Анохин утверждает, что в определении системы важна не вообще совокупность взаимодействующих компонентов, а совокупность "взаимодействующих" для достижения чего-то конкретного и определённого; - "...на получение фокусированного результата" - в определение вводится понятие системообразующего фактора. Причины образования системы являются узловыми в системной теории. Само вовлечение компонентов в систему или выбор их из имеющегося множества происходит до и в процессе формирования цели на основе исходной потребности.

Таким образом, потребность есть причинный системообразующий фактор, а цель - функциональный фактор.

Мы будем использовать понятие системы, которое учитывает такие важные составляющие любого материального объекта, как элемент, связь, взаимодействие, целеполагание.

Элемент - это составная часть сложного целого. В нашем случае сложное целое - система, которая представляет собой комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент - неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к данной системе. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учёта в пределах модели данной системы его внутреннего строения. Сам элемент характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами.

Множество А элементов системы можно описать в виде

A = {ai}, i = 1, ..., n, (1.1)

где аi- i-й элемент системы;

п - число элементов в системе.

Каждый аi элемент характеризуется т конкретными свойствами Zi1, …, Zim (вес, температура и т.д.), которые определяют его в данной системе однозначно.



Рис. 1.1. Схема компонентов системы

Совокупность всех m свойств элемента аi будем называть состоянием элемента Zi

Zi = (Zi1, Zi2, Zi3, …, Zik, …,Zim).

Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (времени, пространства, внешней среды и т.д.) может изменяться. Последовательные изменения состояния элемента будем называть движением элемента.

Связь - совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами - это значит выявить наличие зависимостей их свойств.

Множество Q связей между элементами аi, и аj можно представить в виде

Q = {qij}, i, j = 1, ..., п.

Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер. Двусторонняя зависимость свойств одного элемента от свойств других элементов системы называется взаимосвязью.

Взаимодействие - совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимодействия друг другу.

Структура системы - совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества

управление математический решение

D = {A, Q}.

Структура является статической моделью системы и характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств (состояний) её элементов. Система существует среди других материальных объектов, которые не вошли в неё. Они объединяются понятием "внешняя среда" - объекты внешней среды. По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система - объект анализа (синтеза), а другая - как внешняя среда.

Внешняя среда представляет собой совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

2. Построение модели

Построение модели (формализация изучаемой системы, процесса или явления) есть описание процесса на языке математики. При построении модели осуществляется математическое описание явлений и процессов, происходящих в системе.

Поскольку знание всегда относительно, описание на любом языке отражает лишь некоторые стороны происходящих процессов и никогда не является абсолютно полным. С другой стороны, следует отметить, что при построении модели необходимо уделять основное внимание тем сторонам изучаемого процесса, которые интересуют исследователя. Глубоко ошибочным является желание при построении модели системы отразить все стороны существования системы. При проведении системного анализа, как правило, интересуются динамическим поведением системы, причём при описании динамики с точки зрения проводимого исследования есть первостепенные параметры и взаимодействия, а есть несущественные в данном исследовании параметры. Таким образом, качество модели определяется соответствием выполненного описания тем требованиям, которые предъявляются к исследованию, соответствием получаемых с помощью модели результатов ходу наблюдаемого процесса или явления. Построение математической модели есть основа всего системного анализа, центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит результат всего системного анализа.

3. Постановка задачи исследования

На данном этапе формулируется цель анализа. Цель исследования предполагается внешним фактором по отношению к системе. Таким образом, цель становится самостоятельным объектом исследования. Цель должна быть формализована. Задача системного анализа состоит в проведении необходимого анализа неопределённостей, ограничений и формулировании, в конечном счёте, некоторой оптимизационной задачи

f(x) > max, х G.

Здесь х - элемент некоторого нормированного пространства G, определяемого природой модели,

G E,

где Е - множество, которое может иметь сколь угодно сложную природу, определяемую структурой модели и особенностями исследуемой системы. Таким образом, задача системного анализа на этом этапе трактуется как некоторая оптимизационная проблема.

Анализируя требования к системе, т.е. цели, которые предполагает достигнуть исследователь, и те неопределённости, которые при этом неизбежно присутствуют, исследователь должен сформулировать цель анализа на языке математики. Язык оптимизации оказывается здесь естественным и удобным, но вовсе не единственно возможным.

4. Решение поставленной математической задачи

Только этот третий этап анализа можно отнести собственно к этапу, использующему в полной степени математические методы. Хотя без знания математики и возможностей её аппарата успешное выполнение двух первых этапов невозможно, так как и при построении модели системы, и при формулировании цели и задач анализа широкое применение должны находить методы формализации.

Однако отметим, что именно на завершающем этапе системного анализа могут потребоваться тонкие математические методы. Но следует иметь в виду, что задачи системного анализа могут иметь ряд особенностей, которые приводят к необходимости применения наряду с формальными процедурами эвристических подходов. Причины, по которым обращаются к эвристическим методам, в первую очередь связаны с недостатком априорной информации о процессах, происходящих в анализируемой системе. Также к таковым причинам можно отнести большую размерность вектора х и сложность структуры множества G. В данном случае трудности, возникающие в результате необходимости применения не формальных процедур анализа, зачастую являются определяющими. Успешное решение задач системного анализа требует использования на каждом этапе исследования неформальных рассуждений. Ввиду этого проверка качества решения, его соответствие исходной цели исследования превращается в важнейшую теоретическую проблему.

5. Характеристика задач системного анализа

Системный анализ в настоящее время вынесен на самое остриё научных исследований. Он призван дать научный аппарат для анализа и изучения сложных систем. Лидирующая роль системного анализа обусловлена тем, что развитие науки привело к постановке тех задач, которые призван решать системный анализ. Особенность текущего этапа состоит в том, что системный анализ, ещё не успев сформироваться в полноценную научную дисциплину, вынужден существовать и развиваться в условиях, когда общество начинает ощущать потребность в применении ещё недостаточно разработанных и апробированных методов и результатов и не в состоянии отложить решение связанных с ними задач на завтра. В этом источник как силы, так и слабости системного анализа: силы - потому, что он постоянно ощущает воздействие потребности практики, вынужден непрерывно расширять круг объектов исследования и не имеет возможности абстрагироваться от реальных потребностей общества; слабости - потому, что нередко применение "сырых", недостаточно проработанных методов системных исследований ведёт к принятию скороспелых решений, пренебрежению реальными трудностями.

Рассмотрим основные задачи, на решение которых направлены усилия специалистов и которые нуждаются в дальнейшей разработке. Во-первых, следует отметить задачи исследования системы взаимодействий анализируемых объектов с окружающей средой.

Решение данной задачи предполагает:

- проведение границы между исследуемой системой и окружающей средой, предопределяющей предельную глубину влияния рассматриваемых взаимодействий, которыми ограничивается рассмотрение;

- определение реальных ресурсов такого взаимодействия;

- рассмотрение взаимодействий исследуемой системы с системой более высокого уровня.

Задачи следующего типа связаны с конструированием альтернатив этого взаимодействия, альтернатив развития системы во времени и в пространстве. Важное направление развития методов системного анализа связано с попытками создания новых возможностей конструирования оригинальных альтернатив решения, неожиданных стратегий, непривычных представлений и скрытых структур. Другими словами, речь здесь идёт о разработке методов и средств усиления индуктивных возможностей человеческого мышления в отличие от его дедуктивных возможностей, на усиление которых, по сути дела, направлена разработка формальных логических средств. Исследования в этом направлении начаты лишь совсем недавно, и единый концептуальный аппарат в них пока отсутствует. Тем не менее, и здесь можно выделить несколько важных направлений - таких, как разработка формального аппарата индуктивной логики, методов морфологического анализа и других структурно-синтаксических методов конструирования новых альтернатив, методов синтектики и организации группового взаимодействия при решении творческих задач, а также изучение основных парадигм поискового мышления.

Задачи третьего типа заключаются в конструировании множества имитационных моделей, описывающих влияние того или иного взаимодействия на поведение объекта исследования. Отметим, что в системных исследованиях не преследуется цель создания некоей супермодели. Речь идёт о разработке частных моделей, каждая из которых решает свои специфические вопросы.

Даже после того как подобные имитационные модели созданы и исследованы, вопрос о сведении различных аспектов поведения системы в некую единую схему остается открытым. Однако решить его можно и нужно не посредством построения супермодели, а анализируя реакции на наблюдаемое поведение других взаимодействующих объектов, т.е. путём исследования поведения объектов - аналогов и перенесения результатов этих исследований на объект системного анализа. Такое исследование даёт основание для содержательного понимания ситуаций взаимодействия и структуры взаимосвязей, определяющих место исследуемой системы в структуре суперсистемы, компонентом которой она является.

Задачи четвёртого типа связаны с конструированием моделей принятия решений. Всякое системное исследование связано с исследованием различных альтернатив развития системы. Задача системных аналитиков - выбрать и обосновать наилучшую альтернативу развития. На этапе выработки и принятия решений необходимо учитывать взаимодействие системы с её подсистемами, сочетать цели системы с целями подсистем, выделять глобальные и второстепенные цели.

Наиболее развитая и в то же время наиболее специфическая область научного творчества связана с развитием теории принятия решений и формированием целевых структур, программ и планов. Здесь не ощущается недостатка и в работах, и в активно работающих исследователях. Однако и в данном случае слишком многие результаты находятся на уровне неподтверждённого изобретательства и разночтений в понимании как существа стоящих задач, так и средств их решения.

Исследования в этой области включают:

а) построение теории оценки эффективности принятых решений или сформированных планов и программ;

б) решение проблемы многокритериальности в оценках альтернатив решения или планирования;

в) исследования проблемы неопределённости, особенно связанной не с факторами статистического характера, а с неопределённостью экспертных суждений и преднамеренно создаваемой неопределённостью, связанной с упрощением представлений о поведении системы;

г) разработка проблемы агрегирования индивидуальных предпочтений на решениях, затрагивающих интересы не скольких сторон, которые влияют на поведение системы;

д) изучение специфических особенностей социально-экономических критериев эффективности;

е) создание методов проверки логической согласованности целевых структур и планов и установления необходимого баланса между предопределённостью программы действий и её подготовленностью к перестройке при поступлении новой информации как о внешних событиях, так и изменении представлений о выполнении этой программы.

Для последнего направления требуется новое осознание реальных функций целевых структур, планов, программ и определение тех, которые они должны выполнять, а также связей между ними.

Рассмотренные задачи системного анализа не охватывают полного перечня задач. Здесь перечислены те, которые представляют наибольшую сложность при их решении. Следует отметить, что все задачи системных исследований тесно взаимосвязаны друг с другом, не могут быть изолированы и решаться отдельно как по времени, так и по составу исполнителей.

Более того, чтобы решать все эти задачи, исследователь должен обладать широким кругозором и владеть богатым арсеналом методов и средств научного исследования.

6. Особенности задач системного анализа

Конечной целью системного анализа является разрешение проблемной ситуации, возникшей перед объектом проводимого системного исследования (обычно это конкретная организация, коллектив, предприятие, отдельный регион, социальная структура и т.п.).

Системный анализ занимается изучением проблемной ситуации, выяснением её причин, выработкой вариантов её устранения, принятием решения и организацией дальнейшего функционирования системы, разрешающего проблемную ситуацию. Начальным этапом любого системного исследования является изучение объекта проводимого системного анализа с последующей его формализацией. На этом этапе возникают задачи, в корне отличающие методологию системных исследований от методологии других дисциплин, а именно, в системном анализе решается двуединая задача. С одной стороны, необходимо формализовать объект системного исследования, с другой стороны, формализации подлежит процесс исследования системы, процесс постановки и решения проблемы. Приведём пример из теории проектирования систем. Современная теория автоматизированного проектирования сложных систем может рассматриваться как одна из частей системных исследований. Согласно ей проблема проектирования сложных систем имеет два аспекта. Во-первых, требуется осуществить формализованное описание объекта проектирования. Причём на этом этапе решаются задачи формализованного описания как статической составляющей системы (в основном формализации подлежит её структурная организация), так и её поведение во времени (динамические аспекты, которые отражают её функционирование).

Во-вторых, требуется формализовать процесс проектирования. Составными частями процесса проектирования являются методы формирования различных проектных решений, методы их инженерного анализа и методы принятия решений по выбору наилучших вариантов реализации системы.

Важное место в процедурах системного анализа занимает проблема принятия решения. В качестве особенности задач, встающих перед системными аналитиками, необходимо отметить требование оптимальности принимаемых решений. В настоящее время приходится решать задачи оптимального управления сложными системами, оптимального проектирования систем, включающих в себя большое количество элементов и подсистем. Развитие техники достигло такого уровня, при котором создание просто работоспособной конструкции само по себе уже не всегда удовлетворяет ведущие отрасли промышленности. Необходимо в ходе проектирования обеспечить наилучшие показатели по ряду характеристик новых изделий, например, добиться максимального быстродействия, минимальных габаритов, стоимости и т.п. при сохранении всех остальных требований в заданных пределах. Таким образом, практика предъявляет требования разработки не просто работоспособного изделия, объекта, системы, а создания оптимального проекта. Аналогичные рассуждения справедливы и для других видов деятельности. При организации функционирования предприятия формулируются требования по максимизации эффективности его деятельности, надёжности работы оборудования, оптимизации стратегий обслуживания систем, распределения ресурсов и т.п.

В различных областях практической деятельности (технике, экономике, социальных науках, психологии) возникают ситуации, когда требуется принимать решения, для которых не удаётся полностью учесть предопределяющие их условия. Принятие решения в таком случае будет происходить в условиях неопределённости, которая имеет различную природу.

Один из простейших видов неопределённости - неопределённость исходной информации, проявляющаяся в различных аспектах. В первую очередь, отметим такой аспект, как воздействие на систему неизвестных факторов. Неопределённость, обусловленная неизвестными факторами, также бывает разных видов. Наиболее простой вид такого рода неопределённости - стохастическая неопределённость. Она имеет место в тех случаях, когда неизвестные факторы представляют собой случайные величины или случайные функции, статистические характеристики которых могут быть определены на основании анализа прошлого опыта функционирования объекта системных исследований.

Следующий вид неопределённости - неопределённость целей. Формулирование цели при решении задач системного анализа является одной из ключевых процедур, потому что цель является объектом, определяющим постановку задачи системных исследований. Неопределённость цели является следствием из многокритериальности задач системного анализа. Назначение цели, выбор критерия, формализация цели почти всегда представляют собой трудную проблему. Задачи со многими критериями характерны для крупных технических, хозяйственных, экономических проектов.

И, наконец, следует отметить такой вид неопределённости, как неопределённость, связанная с последующим влиянием результатов принятого решения на проблемную ситуацию. Дело в том, что решение, принимаемое в настоящий момент и реализуемое в некоторой системе, призвано повлиять на функционирование системы. Собственно для того оно и принимается, так как по идее системных аналитиков данное решение должно разрешить проблемную ситуацию. Однако поскольку решение принимается для сложной системы, то развитие системы во времени может иметь множество стратегий. И конечно же, на этапе формирования решения и принятия управляющего воздействия аналитики могут не представлять себе полной картины развития ситуации. При принятии решения существуют различные рекомендации прогнозирования развития системы во времени. Один из таких подходов рекомендует прогнозировать некоторую "среднюю" динамику развития системы и принимать решения исходя из такой стратегии. Другой подход рекомендует при принятии решения исходить из возможности реализации самой неблагоприятной ситуации.

В качестве следующей особенности системного анализа отметим роль моделей как средства изучения систем, являющихся объектом системных исследований. Любые методы системного анализа опираются на математическое описание тех или иных фактов, явлений, процессов. Употребляя слово "модель", всегда имеют в виду некоторое описание, отражающее именно те особенности изучаемого процесса, которые и интересуют исследователя. Точность, качество описания определяются, прежде всего, соответствием модели тем требованиям, которые предъявляются к исследованию, соответствием получаемых с помощью модели результатов наблюдаемому ходу процесса. Если при разработке модели используется язык математики, говорят о математических моделях. Построение математической модели является основой всего системного анализа.

Это центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит успешность всего последующего анализа. Однако в системном анализе наряду с формализованными процедурами большое место занимают неформальные, эвристические методы исследования. Этому есть ряд причин. Первая состоит в следующем. При построении моделей систем может иметь место отсутствие или недостаток исходной информации для определения параметров модели.

В этом случае проводится экспертный опрос специалистов с целью устранения неопределённости или, по крайней мере, её уменьшения, т.е. опыт и знания специалистов могут быть использованы для назначения исходных параметров модели.

Ещё одна причина применения эвристических методов состоит в следующем. Попытки формализовать процессы, протекающие в исследуемых системах, всегда связаны с формулированием определённых ограничений и упрощений. Здесь важно не перейти ту грань, за которой дальнейшее упрощение приведёт к потере сути описываемых явлений. Иными словами, желание приспособить хорошо изученный математический аппарат для описания исследуемых явлений может исказить их суть и привести к неверным решениям. В этой ситуации требуется использовать научную интуицию исследователя, его опыт и умение сформулировать идею решения задачи, т.е. применяется подсознательное, внутреннее обоснование алгоритмов построения модели и методов их исследования, не поддающееся формальному анализу. Эвристические методы поиска решений формируются человеком или группой исследователей в процессе их творческой деятельности.

Эвристика - это совокупность знаний, опыта, интеллекта, используемых для получения решений с помощью неформальных правил.

Эвристические методы оказываются полезными и даже незаменимыми при исследованиях, имеющих нечисловую природу или отличающихся сложностью, неопределённостью, изменчивостью. Наверняка при рассмотрении конкретных задач системного анализа можно будет выделить ещё какие-то их особенности, но, по мнению автора, отмеченные здесь особенности являются общими для всех задач системных исследований.

7. Процедуры системного анализа

Суть рассмотренных выше трёх этапов проведения системного анализа состоит в том, что необходимо построить модель исследуемой системы, т.е. дать формализованное описание изучаемого объекта, сформулировать критерий решения задачи системного анализа, т.е. поставить задачу исследования и далее решить поставленную задачу. Указанные три этапа проведения системного анализа являются укрупнённой схемой решения задачи. В действительности задачи системного анализа являются достаточно сложными, поэтому перечисление этапов не может быть самоцелью. Отметим также, что методика проведения системного анализа и руководящие принципы не являются универсальными - каждое исследование имеет свои особенности и требует от исполнителей интуиции, инициативы и воображения, чтобы правильно определить цели проекта и добиться успеха в их достижении. Неоднократно имели место попытки создать достаточно общий, универсальный алгоритм системного анализа. Тщательное рассмотрение имеющихся в литературе алгоритмов показывает, что у них большая степень общности в целом и различия в частностях, деталях. Постараемся изложить основные процедуры алгоритма проведения системного анализа, которые являются обобщением последовательности этапов проведения такого анализа, сформулированных рядом авторов, и отражают его общие закономерности.

Перечислим основные процедуры системного анализа:

- изучение структуры системы, анализ её компонентов, выявление взаимосвязей между отдельными элементами;

- сбор данных о функционировании системы, исследование информационных потоков, наблюдения и эксперименты над анализируемой системой;

- построение моделей;

- проверка адекватности моделей, анализ неопределённости и чувствительности;

- исследование ресурсных возможностей;

- определение целей системного анализа;

- формирование критериев;

- генерирование альтернатив;

- реализация выбора и принятие решений;

- внедрение результатов анализа.

8. Формулирование проблемы

Для традиционных наук начальный этап работы заключается в постановке формальной задачи, которую надо решать. В исследовании сложной системы это промежуточный результат, которому предшествует длительная работа по структурированию исходной проблемы. Начальный пункт определения целей в системном анализе связан с формулированием проблемы.

Здесь следует отметить следующую особенность задач системного анализа. Необходимость системного анализа возникает тогда, когда заказчик уже сформулировал свою проблему, т.е. проблема не только существует, но и требует решения. Однако системный аналитик должен отдавать себе отчёт в том, что сформулированная заказчиком проблема представляет собой приблизительный рабочий вариант. Причины, по которым исходную формулировку проблемы необходимо считать в качестве первого приближения, состоят в следующем. Система, для которой формулируется цель проведения системного анализа, не является изолированной. Она связана с другими системами, входит как часть в состав некоторой надсистемы, например, автоматизированная система управления отделом или цехом на предприятии является структурной единицей АСУ всего предприятия. Поэтому, формулируя проблему для рассматриваемой системы, необходимо учитывать, как решение данной проблемы отразится на системах, с которыми связана данная система. Неизбежно планируемые изменения затронут и подсистемы, входящие в состав данной системы, и надсистему, содержащую данную систему. Таким образом, к любой реальной проблеме следует относиться не как к отдельно взятой, а как к объекту из числа взаимосвязанных проблем.

При формулировании системы проблем системный аналитик должен следовать некоторым рекомендациям. Во-первых, за основу должно браться мнение заказчика. Как правило, в качестве такового выступает руководитель организации, для которой проводится системный анализ. Именно он, как было отмечено выше, генерирует исходную формулировку проблемы. Далее системный аналитик, ознакомившись со сформулированной проблемой, должен уяснить задачи, которые были поставлены перед руководителем, ограничения и обстоятельства, влияющие на поведение руководителя, противоречивые цели, между которыми он старается найти компромисс. Системный аналитик должен изучить организацию, для которой проводится системный анализ. Необходимо тщательно ознакомиться с существующей иерархией управления, функциями различных групп, а также предыдущими исследованиями соответствующих вопросов, если таковые проводились. Аналитик должен воздерживаться от высказывания своего предвзятого мнения о проблеме и от попыток втиснуть её в рамки своих прежних представлений ради того, чтобы использовать желательный для себя подход к её решению. Наконец, аналитик не должен оставлять непроверенными утверждения и замечания руководителя.

Как уже отмечалось, проблему, сформулированную руководителем, необходимо, во-первых, расширять до комплекса проблем, согласованных с над- и подсистемами, и, во-вторых, согласовывать её со всеми заинтересованными лицами. Следует также отметить, что каждая из заинтересованных сторон имеет своё видение проблемы, отношение к ней. Поэтому при формулировании комплекса проблем необходимо учитывать, какие изменения и почему хочет внести та или другая сторона. Кроме того, проблему необходимо рассматривать всесторонне, в том числе и во временном, историческом плане. Требуется предвидеть, как сформулированные проблемы могут измениться с течением времени или в связи с тем, что исследование заинтересует руководителей другого уровня. Формулируя комплекс проблем, системный аналитик должен знать развёрнутую картину того, кто заинтересован в том или ином решении.

9. Определение целей

После того как сформулирована проблема, которую требуется преодолеть в ходе выполнения системного анализа, переходят к определению цели.

Определить цель системного анализа - это означает ответить на вопрос, что надо сделать для снятия проблемы.

Сформулировать цель - значит указать направление, в котором следует двигаться, чтобы разрешить существующую проблему, показать пути, которые уводят от существующей проблемной ситуации.

Формулируя цель, требуется всегда отдавать отчёт в том, что она имеет активную роль в управлении. В определении цели было отражено, что цель - это желаемый результат развития системы. Таким образом, сформулированная цель системного анализа будет определять весь дальнейший комплекс работ. Следовательно, цели должны быть реалистичны. Задание реалистичных целей направит всю деятельность по выполнению системного анализа на получение определённого полезного результата. Важно также отметить, что представление о цели зависит от стадии познания объекта, и по мере развития представлений о нём цель может быть переформулирована. Изменение целей во времени может происходить не только по форме, в силу всё лучшего понимания сути явлений, происходящих в исследуемой системе, но и по содержанию, вследствие изменения объективных условий и субъективных установок, влияющих на выбор целей. Сроки изменения представлений о целях, старения целей различны и зависят от уровня иерархии рассмотрения объекта. Цели более высоких уровней долговечнее.

Динамичность целей должна учитываться в системном анализе.

При формулировании цели нужно учитывать, что на цель оказывают влияние как внешние по отношению к системе факторы, так и внутренние. При этом внутренние факторы являются такими же объективно влияющими на процесс формирования цели факторами, как и внешние.

Далее следует отметить, что даже на самом верхнем уровне иерархии системы имеет место множественность целей. Анализируя проблему, необходимо учитывать цели всех заинтересованных сторон. Среди множества целей желательно попытаться найти или сформировать глобальную цель. Если этого сделать не удаётся, следует проранжировать цели в порядке их предпочтения для снятия проблемы в анализируемой системе.

Исследование целей заинтересованных в проблеме лиц должно предусматривать возможность их уточнения, расширения или даже замены. Это обстоятельство является основной причиной итеративности системного анализа.

На выбор целей субъекта решающее влияние оказывает та система ценностей, которой он придерживается, поэтому при формировании целей необходимым этапом работ является выявление системы ценностей, которой придерживается лицо, принимающее решение. Так, например, различают технократическую и гуманистическую системы ценностей. Согласно первой системе, природа провозглашается как источник неисчерпаемых ресурсов, человек-царь природы. Всем известен тезис: "Мы не можем ждать милостей от природы. Взять их у неё наша задача". Гуманистическая система ценностей говорит о том, что природные ресурсы ограничены, что человек должен жить в гармонии с природой и т.д. Практика развития человеческого общества показывает, что следование технократической системе ценностей приводит к пагубным последствиям. С другой стороны, полный отказ от технократических ценностей тоже не имеет оправдания. Необходимо не противопоставлять эти системы, а разумно дополнять их и формулировать цели развития системы с учётом обеих систем ценностей.

10. Закономерности формирования структур целей

Цели могут представляться в форме различных структур:

а) сетевых графиков (декомпозиция во времени);

б) в виде иерархий различного вида (декомпозиция в пространстве) - древовидных (), со "слабыми связями", в форме "страт" и "эшелонов" М. Месаровича;

в) в матричной (табличной) форме , при этом матричные представления соответствуют иерархическим структурам.

На начальных этапах моделирования системы, как правило, удобнее применять декомпозицию в пространстве, и предпочтительнее - древовидные иерархические структуры. Возникновение "слабых" иерархий можно объяснить тем, что цели вышестоящих уровней иерархии сформулированы слишком "близко" к идеальным устремлениям в будущее, а представление исполнителей о целях-задачах и подцелях-функциях не может обеспечить эти устремления.

Представление развёрнутой последовательности подцелей (функций) в виде сетевой модели требует хорошего знания объекта, знания законов его функционирования, технологии производства и т.п. Иногда сетевая структура может быть сформирована не сразу, а последующие подцели могут выдвигаться по мере достижения предыдущих, т.е. пространство между обобщающей целью и исходным первоначальным пониманием первой подцели будет заполняться как бы постепенно.

Проявление в структуре целей закономерности целостности. В иерархической структуре закономерность целостности (эмерджентности) проявляется на любом уровне иерархии. Применительно к структуре целей это означает, что, с одной стороны, достижение цели вышестоящего уровня не может быть полностью обеспечено достижением подчинённых ей подцелей, хотя и зависит от них, а, с другой стороны, потребности, программы (как внешние, так и внутренние) нужно исследовать на каждом уровне структуризации, и получаемые разными людьми расчленения подцелей в силу различного раскрытия неопределённости могут оказаться разными, т.е. разные личности могут предложить разные иерархические структуры целей и функций, даже при использовании одних и тех же принципов структуризации и методик.

11. Генерирование альтернатив

Следующим этапом системного анализа является создание множества возможных способов достижения сформулированной цели. Иными словами, на данном этапе необходимо сгенерировать множество альтернатив, из которых затем будет осуществляться выбор наилучшего пути развития системы. Данный этап системного анализа является очень важным и трудным. Важность его заключается в том, что конечная цель системного анализа состоит в выборе наилучшей альтернативы на заданном множестве и в обосновании этого выбора. Если в сформированное множество альтернатив не попала наилучшая, то никакие самые совершенные методы анализа не помогут её вычислить. Трудность этапа обусловлена необходимостью генерации достаточно полного множества альтернатив, включающего в себя, на первый взгляд, даже самые нереализуемые.

Генерирование альтернатив, т.е. идей о возможных способах достижения цели, является настоящим творческим процессом.

Существует ряд рекомендаций о возможных подходах к выполнению рассматриваемой процедуры. Необходимо сгенерировать как можно большее число альтернатив.

Имеются следующие способы генерации :

а) поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе;

б) привлечение нескольких экспертов, имеющих разную подготовку и опыт;

в) увеличение числа альтернатив за счёт их комбинации, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее;

г) модификация имеющейся альтернативы, т.е. формирование альтернатив, лишь частично отличающихся от известной;

д) включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и "нулевой" альтернативы (не делать ничего, т.е. рассмотреть последствия развития событий без вмешательства системотехников);

е) интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы;

ж) включение в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся надуманными;

з) генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные, экстренные).

При выполнении работы по генерированию альтернатив важно создать благоприятные условия для сотрудников, выполняющих данный вид деятельности. Большое значение имеют психологические факторы, влияющие на интенсивность творческой деятельности, поэтому необходимо стремиться к созданию благоприятного климата на рабочем месте сотрудников. Существует ещё одна опасность, возникающая при выполнении работ по формированию множества альтернатив, о которой необходимо сказать. Если специально стремиться к тому, чтобы на начальной стадии было получено как можно больше альтернатив, т.е. стараться сделать множество альтернатив как можно более полным, то для некоторых проблем их количество может достичь многих десятков. Для подробного изучения каждой из них потребуются неприемлемо большие затраты времени и средств. Поэтому в данном случае необходимо провести предварительный анализ альтернатив и постараться сузить множество на ранних этапах анализа. На этом этапе анализа применяют качественные методы сравнения альтернатив, не прибегая к более точным количественным методам. Тем самым осуществляется грубое отсеивание.

12. Методики формирования дерева целей

Одним из необходимых факторов, определяющих реальность управления, является цель, представляющая собой идеальный образ состояния управляемой системы. Определение целей - первооснова, которой подчинено функционирование систем управления, начиная от разработки. Таким образом, самым существенным решением при планировании будет выбор целей организации.

Во многих организациях формирование цели представляет собой процесс, в котором сначала формируется генеральная цель - цель 0-го уровня, а затем последовательно цели более низких иерархических уровней, раскрывающие непосредственно предшествующие им цели более высокого иерархического уровня. Способ, посредством которого формируются таким образом цели, получил название метод дерева целей.

Согласно новой экономической энциклопедии дерево целей (tree whole) - метод стратегического планирования, представляющий собой взаимосвязь целей разных уровней. Идея метода "дерево целей" впервые была предложена У. Черчменом в связи с проблемами принятия решений в промышленности.

При использовании метода дерева целей в качестве средства принятия решений часто вводят термин "дерево решений". При применении "дерева" для выявления и уточнения функций управления говорят о "дереве целей и функций".

Метод дерева целей ориентирован на получение полной и относительно устойчивой структуры целей. Для достижения этого при построении вариантов структуры следует учитывать закономерности целеобразования.

Каждый вариант стратегии развития объекта подразумевает наличие соответствующего дерева целей. Если точно определить их составляющие и дать им количественные значения, тогда появляется возможность сопоставлять их и выявлять наилучшую альтернативу.

В сущности, дерево целей представляет собой связанный граф без циклов, вершины которого интерпретируются как цели, а ветви (ребра) - как связь между ними. Необязательно, чтобы из каждой вершины дерева исходило одинаковое число ветвей. При этом длины цепей, соединяющих главную цель (цель высшего уровня) с целями самого нижнего уровня, могут быть различными.

Основа построения любого дерева целей - системный подход, представляющий собой образ мышления и методологию любых изменений, в том числе и на макроэкономическом уровне. При использовании системного подхода особого внимания заслуживают четыре проблемы: определение границ системы и границ внешней среды; установление целей системы и перевод их на язык задач - в результате получится график выполнения задач; определение структуры программы действий и разложение программы по элементам (матрица действий); описание управления системами.

Решению этих проблем подчинено деление метода дерева целей на этапы: определение границ исследования, на котором формулируется проблема, уточняется генеральная цель и объекты исследования; подготовка перечня факторов, влияющих на объект исследования, - на этом этапе выделяются внутренние и внешние факторы; разработка сценариев будущего развития в терминах целей; построение первого варианта дерева целей; определение результатов в виде показателей степени достижения целей; количественное определение потребности в ресурсах для достижения поставленных целей; определение альтернатив использования ресурсов, обеспечивающих достижение целей; итеративная корректировка сценариев, дерева целей, ресурсов и предварительная оценка результатов; составление окончательного варианта дерева целей и матрицы структурно-логического подхода.

Поэтапная работа позволяет осуществлять обратную связь для корректировки построения дерева целей.

Основной принцип построения дерева целей - полнота его разукрупнения: каждая цель верхнего уровня должна быть представлена в виде подцелей следующего уровня таким образом, чтобы полностью определить понятие исходной цели. Построение дерева целей осуществляется сверху вниз, начиная с формулировки генеральной цели. Это правило получено вследствие того, что более общая цель не может быть получена суммированием частных целей. Для формулировки генеральной цели необходимо установить роль и место рассматриваемой проблемы в системе более высокого по иерархии уровня. В основе согласования генеральной цели данной системы с целями систем более высокого уровня должны быть изучены официальные нормативно-правовые документы. Декомпозиция генеральной цели на подцели должна осуществляться с такой степенью детализации, чтобы для целей нижнего уровня было возможно определение конкретных мероприятий по их реализации. Если нельзя определить один или систему показателей, характеризующих степень достижения цели, то формулировка этой цели теряет смысл, поскольку невозможно ответить на вопрос о ее достижении. Цели каждого уровня должны быть сопоставимы по своему масштабу и значению. Все цели и приоритеты на различных уровнях обязательны для достижения генеральной цели. Если возможны альтернативы в целях, то необходимо строить различные альтернативные деревья целей. Из вывода, что каждой альтернативе генеральной цели соответствует свой набор приоритетов и способов достижения, следует, что альтернативы в целях возможны только на уровне генеральной цели. Набор подцелей, обеспечивающих достижение генеральной цели, должен быть необходимым и достаточным. Количество уровней дерева целей рекомендуется выбирать в пределах 5 - 9. Согласно гипотезе Миллера оптимальным классификационным числом является 7. Деление на большее число элементов создает трудность восприятия и сравнительной оценки, а меньшее число элементов не дает необходимого разнообразия.

Таким образом, конкретизируя вышеописанное, можно выделить следующие основные принципы постановки целей и формирования дерева целей:

1. Цель определяется назревшей потребностью и возможностями ее достижения. При возникновении всякой проблемы (потребности) естественным является стремление к ее решению. Однако в этом случае цель может быть выбрана столь сложной, что имеющиеся в распоряжении ресурсы не позволяют ее достичь. Для определения целей необходимо знание потребностей и анализ возможностей (ресурсов) удовлетворения этих потребностей. Цель всегда должна быть реальной.

2. Цель должна быть конкретной и конечной для исполнителей, иметь помимо формулировки количественное выражение или возможность сопоставления с некоторой базой (иметь соответствующий критерий ее достижения), задаваться на определенный период времени.

3. Постановка цели осуществляется в несколько этапов. Сначала цель ставится в соответствии с назревшими или прогнозируемыми потребностями. Затем изыскиваются ресурсы для ее достижения (системный подход). Наконец, выявив все ресурсы, которые можно привлечь, уточняют цель и период ее достижения (генетический подход). Таким образом, постановка цели идет по схеме: цель - средство ее достижения - цель.

4. Цели систем низшего уровня должны быть совместимы с целями систем высшего уровня и направлены на достижение последних, т.е. цели систем низшего уровня в совокупности образуют цель системы вышестоящего уровня. Таким образом, цель объединения может быть достигнута, если образующие ее подцели достигаются подразделениями объединения.

5. Между деревом объектов управления и деревом целей желательно достижение как можно большего соответствия. Структура системы целей должна соответствовать структуре производственной системы (объекта управления), тогда каждая цель достигается определенным подразделением. В этом случае повышается целенаправленность деятельности каждого элемента производственной системы.

6. Построение многоуровневого дерева целей может быть осуществлено по ряду признаков, перечисленных в таблице 1.

Таблица 1. Совокупность признаков целей, влияющих на процесс построения дерева целей

Признак цели	Условия применения признака
Направление деятельности	Заданы уровень производственной структуры и этапы планирования
Этапы планирования	Заданы уровень производственной структуры и направления деятельности
Уровень производственной структуры	Заданы направления деятельности и этапы планирования
Совокупность процессов жизненного цикла продукции	Задан вид продукции
Комбинированный признак (совокупность признаков)	Условия изменяются в соответствии с изменением признака

7. Построение дерева целей может вестись декомпозицией (расчленением) цели нулевого уровня (главной цели) на основные и частные или композицией целей высших уровней из целей низших уровней. Всегда существуют несколько вариантов интеграции и дифференциации целей. Предпочтительным является вариант, который в наибольшей степени соответствует дереву объектов управления.

Необходимо отметить, что степень полноты и детализации составляющих элементов дерева целей, по нашему мнению, зависит от масштабов и задач диагностики. Но в любом случае нижний уровень дерева целей желательно формировать из конкретных (пусть даже и очень общих и укрупненных) действий и результатов, которые формируют стратегию достижения целей.

Практика соединения разнохарактерных вычислительных процедур при определении приоритетов на основе анализа дерева целей привела к появлению таких методов, как система ПАТТЕРН, метод "двойного дерева", система РДЕ, метод функционального анализа, метод Дина и Хаузера.