Методы системного анализа. Экспертные методы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы системного анализа. Экспертные методы

1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

1.1 Если взять за основу структурные признаки системы, то системные методы можно будет подразделяется на:

1) Системно-структурный метод ориентирован на изучение строения и состава системы. При определении структуры системы выявляются элементы, устанавливаются свойства этих элементов и законы их связей.

Все объекты имеют иерархическое строение, поэтому установление иерархии следует рассматривать как один из принципов системно - структурного метода. В соответствии с принципом иерархичности любое целостное образование, с одной стороны, выступает в качестве системы относительно её элементов, с другой стороны, в качестве подсистемы относительно более высокого уровня иерархии. Петрушенко Л.А. писал: «Системные исследования, во многом напоминают сизифов труд. То, что принимается за систему («эту систему»), при более тщательном её изучении всегда оказывается лишь подсистемой другой системы»].

В простейшем случае, система имеет два уровня иерархии: уровень элементов и уровень системы. В более сложном случае система может иметь ещё уровень подсистем и уровень надсистемы.

Системно-структурный метод включает в себя три этапа.

на первом этапе определяют систему и надсистему (окружающую среду),

затем определяют состав системы, включающий полный перечень её элементов.

на третьем этапе устанавливаются свойства элементов и их отношения.

Результаты анализа по этому методу могут быть представлены в графиках, схемах, диаграммах.

Пример: Структура персонала предприятия по возрасту/полу и т.п.

2) Системно-функциональный

Если исследователя интересует не только статистика, но и динамика системы, то системно-структурный подход становится не эффективным. В этом случае рационально использовать системно-функциональный подход, позволяющий понять цели системы посредством познания законов её функционирования.

Результаты анализа по этому методу могут быть представлены в схемах, моделях, таблицах.

Пример: Функциональная структура предприятия;

Структура продвижения нового продукта и т.п.

3) Наиболее полно (как в статике, так и в динамике) характеризует систему структурно-функционально-целевой подход (СФЦ).

Сущность СФЦ заключается в том, что при синтезе неизвестной системы по структуре определяются её функции, а по функциям предполагается цель.

При анализе действуют в обратном порядке. Исходя из цели, определяются функции системы, а по функциям синтезируется структура.

Рис. 7.1. Схема СФЦ подхода

2) Другой взгляд на методы системного анализа, базируется на способах обработки информации. Принципиальной особенностью, при таком подходе, системного анализа является использование методов двух типов - формальных (количественных) и качественных.

Эволюция взгляда на классификацию СА по способу обработки информации привела к особенно популярной классификации по степени формализации, где выделяются три основные группы:

1. Экспертные (эвристические) методы - качественные

2. Фактографические (формализованные) методы - количественные

3. Комплексные (комбинированные) методы - смешанные.

2. ЭКСПЕРТНЫЕ (ЭВРИСТИЧЕСКИЕ) МЕТОДЫ ОЦЕНОК

Эвристические (эвристика - озарение), или экспертные, методы принятия решений используются в тех случаях, когда невозможно учесть влияние многих факторов из-за значительной сложности объекта прогнозирования, когда присутствует большая степень неопределенности и нестабильности функционирования объекта.

Методы экспертных оценок представляют собой различные формы опроса экспертов (специалистов) с последующей оценкой и выбором наиболее предпочтительного варианта ответа. При этом предполагается, что оптимальное решение находиться внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов. Метод экспертных оценок основывается на мнениях экспертов, на их личном опыте, т.е. на «здравом смысле».

К экспертным оценкам можно отнести:

· метод сценариев,

· метод «дерева» целей,

· матричные методы,

· сетевые методы,

· морфологические методы.

· и т.д.

Экспертные оценки применимы как для поискового анализа, так и нормативного прогнозирования. Широко используются экспертные методы в долгосрочном прогнозировании, так как они не предъявляют к исходной информации требований, характерных для математических моделей. Экспертиза имеет ряд безусловных достоинств позволяющих использовать эти методы для планирования, прогнозирования и принятия рациональных решений. Вместе с тем, методы экспертных оценок имеют и ряд недостатков:

- ошибочно, может быть получен неправильный прогноз;

- отрицательное влияние на решения членов экспертной группы в отдельных случаях может оказать не глубина доводов, а количество замечаний за и против;

- возможно часть специалистов экспертной группы (или даже один наиболее активный член группы) могут оказать давление на остальных экспертов, и, если их (его) мнение также, что проблема достижения соглашения между членами экспертной группы будет иметь более важное значение, чем тщательно разработанный прогноз.

2.1 Экспертные методы оценок

Классификация методов, как в прочем и любая другая классификация, подразумевает структурирование массива на группы по определенным критериям - признакам. Критериями классификации экспертных методов СА могут быть:

· по цели использования итоговой информации: диагностические и прогнозные методы.

· по способу получения информации от экспертов: индивидуальные и коллективные экспертные методы.

· по принципу получения и обработки информации: прямые и с обратной связью.

· по количественные и качественные методы

Рассмотрим некоторые группы методов ЭО.

Методы ЭО по целям использования итоговой информации:

А.) Диагностические методы.

Эта группа методов фиксирует состояние системы - ставит диагноз. К ним можно отнести статистические методы и методы экономического анализа Результаты экспертизы могут быть представлены в виде графиков, таблиц, диаграмм или формализованы в виде кибернетических, оптимизационных, имитационных, игровых моделей.

Б.) Методы прогнозирования

Спектр экспертных методов, используемых в прогнозировании, достаточно широк. К этой группе экспертных методов относят: мeтoды aнкeтнoгo oпpoca, интepвью, мeтoд "Дeльфи», а также методы "мoзгoвoй aтaки", "cцeнapиeв", "дeлoвыx игp", "coвeщaний", "cyдa" и т.п.

Методы ЭО по способу получения информации от экспертов:

А.) метод индивидуальных экспертных оценок;

Мeтoды пoлyчeния индивидyaльнoгo мнeния члeнoв экcпepтнoй гpyппы ocнoвaны нa пpeдвapитeльнoм пoлyчeнии инфopмaции oт экcпepтoв, oпpaшивaeмыx нeзaвиcимo дpyг oт дpyгa, c пocлeдyющeй oбpaбoткoй пoлyчeнныx дaнныx. К этим мeтoдaм мoжнo oтнecти мeтoды aнкeтнoгo oпpoca, интepвью и мeтoды "Дeльфи".

Оcнoвныe пpeимyщecтвa мeтoдa индивидyaльнoгo экcпepтнoгo oцeнивaния cocтoят в иx oпepaтивнocти, вoзмoжнocти в пoлнoй мepe иcпoльзoвaть индивидyaльныe cпocoбнocти экcпepтa, oтcyтcтвии дaвлeния co cтopoны aвтopитeтoв и в низкиx зaтpaтax нa экcпepтизy.

Глaвным иx нeдocтaткoм являeтcя выcoкaя cтeпeнь cyбъeктивнocти пoлyчaeмыx oцeнoк из-зa oгpaничeннocти знaний oднoгo экcпepтa.

Б.) метод коллективных экспертных оценок.

Мeтoды кoллeктивнoй paбoты включaют мeтoды "мoзгoвoй aтaки", "cцeнapиeв", "дeлoвыx игp", "coвeщaний" и "cyдa".

По принципцу получения и обработки информации ЭО разделяются на два подкласса:

А.) Прямые экспертные оценки строятся по принципу получения и обработки независимого обобщенного мнения коллектива экспертов (или одного из них) при отсутствии воздействия на взгляд каждого из них суждения другого эксперта и всего коллектива.

· Анкетирование

· Интервью

Б.) Экспертные оценки с обратной связью в том или ином виде реализуют принцип обратной связи посредством воздействия на оценку экспертной группы (одного эксперта) мнениями, полученными ранее от этой группы (или от одного из экспертов).

· Метод мозговой атаки

· Метод Дельфи

· И т.п.

2.2 Описание методов ЭО

Метод сценариев.

Метод подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенных в письменном виде, получили название сценариев. Роль специалистов по системному анализу при подготовке сценариев - помочь привлекаемым ведущим специалистам соответствующих отраслей знаний:

- выявить общие закономерности развития системы;

- проанализировать внешние и внутренние факторы, влияющие на ее развитие и формирование целей;

- определить источники этих факторов;

- проанализировать высказывания ведущих специалистов по различным источникам информации.

Метод АНКЕТИРОВАНИЯ и ИНТЕРВЬЮ

При использовании экспертных методов предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение одного индивидуума. Вид опроса определяет конкретную разновидность метода экспертной оценки: анкетирование, интервьюирование.

1. Стандартизированный анкетный опрос. Данный метод требует от исследовательской команды предварительного четкого структурирования проблемы и определения перечня всех вопросов, на которые должны быть получены однозначные ответы. Для реализации опроса разрабатывается стандартизированная анкета с вопросами закрытого типа (с предложением вариантов ответа). Анкетирование может проводиться как при личной беседе интервьюера с экспертом, так и путем "самозаполнения". В этом случае присутствие интервьюера необязательно, анкета может быть отправлена по обычной или электронной почте, однако требуется заключение предварительной договоренности с экспертом об опросе. Метод предполагает высокую квалификацию специалистов-исследователей на этапе постановки задачи и планирования исследования, однако весьма прост в части организации и проведения опроса, а также в части обработки полученной информации. Требования к анкетам (структура, формулировка вопросов и вариантов ответов) достаточно стандартны и аналогичны требованиям, предъявляемым к опросам неэкспертного уровня. Одно из основных требований - использование общепринятого профессионального языка, однозначность трактовки используемых терминов.

2. Нестандартизированный экспертный опрос. Метод представляет собой личное интервью с экспертом по определенной проблеме. Степень формализации интервью может быть различной. Низкий уровень формализации опроса - неформальная беседа, для которой определяется только тема, а далее эксперт сам решает, как ее освещать (интервьюер при этом задает уточняющие или наводящие вопросы). Высокий уровень формализации предполагает разработку четко структурированного опросника - анкеты с вопросами открытого типа. Данный метод по сравнению с предыдущим более сложен как на этапе проведения опроса (требует высокой квалификации интервьюера), так и на этапе интерпретации полученной информации и требует высокой квалификации исследователя.

Метод «ДЕРЕВА ЦЕЛЕЙ»

Метод «дерево целей» представляет собой упорядоченную иерархию целей, характеризующую их соподчиненность и внутренние взаимосвязи. Процесс конкретизации целей от высших уровней к низшим напоминает процесс разрастания дерева (только растет оно сверху вниз). Структура целей изображается в виде ветвящегося рисунка, называемого «деревом целей». Метод ориентирован на получение полной и относительно устойчивой структуры целей, проблем, направлений. «Дерево целей» подразумевает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие, которые можно назвать подцелями нижележащих уровней.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ методы

Основная идея морфологического подхода - систематически находить наибольшее число возможных вариантов решения поставленной проблемы путем комбинирования основных структурных элементов системы или их признаков.

Морфологический анализ эффективный способ решения системных задач требующих нетрадиционного, оригинального решения. Идеи современного морфологического анализа были впервые опробованы монахом Раймондом Лулием (примерно 1235 - 1316 гг.). Вторую жизнь методу дал известный швейцарский астрофизик, работавший в США в середине XX века Фриц Цвикки. Используя свой метод Ф. Цвикки, смог генерировать внушительное количество оригинальных решений для задач ракетостроения. Название метода «морфологический» частенько заменяют термином «метод Цвики». Сейчас морфологический анализ широко применяется в различных областях человеческой деятельности. Развитие метода сформировало отдельное его направление - Теорию Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ Г.С. Альтшуллера).

Основной идеей морфологического анализа является упорядочение процесса выдвижения и рассмотрения различных вариантов решения задачи. Расчет строится на том, что в поле зрения могут попасть варианты, которые ранее не рассматривались. Принцип морфологического анализа легко реализуется с помощью компьютерных средств.

Морфологический анализ основан на следующих последовательных действиях-шагах:

1. формулируется проблема;

2. выделяются все ключевые элементы системы;

3. определяется как можно большее число варианты решения;

4. занесение вариантов в таблицу;

5. оценивание всех вариантов и их комбинирование;

6. выбор наиболее оптимального решения.

Таблица для анализа вариантов и выбора оптимального приведена ниже.

Таблица морфологического анализа для попарного сочетания вариантов

	Вариант1	Вариант2	Вариант3	Вариант4
Вариант1
Вариант2
Вариант3
Вариант4

Принцип морфологического анализа рационален для достаточно простых систем - рекламы, дизайна и т.д. Для объектов имеющих большое количество элементов и множество вариантов, таблица становится громоздкой и метод становится трудоемким.

Основными преимуществами морфологического анализа считаются:

· равноценность всех элементов анализируемого объекта;

· максимальная четкость формулировки поставленной задачи;

· снятие ограничений в анализе элементов исследуемого объекта;

· возможность получения новых и/или развития уже имеющихся идей.

Основные схемы морфологического анализа:

- метод выделения опорных элементов исследуемой системы и работа с комбинациями вариантов решения;

- метод отрицания и конструирования. В основе этого метода морфологического анализа - замена сформулированных идей на противоположные и анализ несоответствий;

- метод морфологического ящика (наиболее приемлем для больших и сложных объектов). Состоит в определении всех возможных параметров решения задачи, формирования матрицы и анализ различных сочетаний до выбора наилучшего варианта сочетания.

Методы типа «МОЗГОВОГО ШТУРМА» имеет и другие названия: «коллективной генерации идей», «мозговой атаки» и т.п. Суть метода заключается в свободной генерации новых идей, широком обсуждении и конструктивной критике. Примером использования этого метода может служить телевизионная программа «Что? Где? Когда?». Для осуществления этого метода подбирается группа квалифицированных экспертов, желательно, разных специальностей для получения максимально возможного количества идей. Поэтому методика мозгового штурма не должна гасить инициативу. По этой причине в одну группу экспертов не следует включать начальников и их подчинённых, т.к. не всякий подчинённый осмелиться возражать начальнику. Чтобы освободить участников от скованности запрещается критика высказываний. Рекомендуется придерживаться следующих правил:

· обеспечивать как можно большую свободу мышления участникам в высказывании ими новых идей,

· не допускать критики,

· не объявлять ложной и не прекращать обсуждать ни одну идею,

· высказывать как можно больше идей.

После завершения этапа генерации идей, приступают к отбору лучших решений. Отбор также может осуществляться группой экспертов. Варианты решения, сравниваются с идеальной моделью решения. Производится отсев всех непригодных вариантов и выбор решения. Другими словами, сначала поле поиска расширяется, а затем сужается до одного варианта.

Деловые игры (игровое моделирование) являются одним из направлений имитационного моделирования.

Деловая игра - это имитация реальной ситуации группой лиц, представляющих различные структурные подразделения системы. Определяющий признак любой деловой игры - это воспроизведение хозяйственной деятельности в условной обстановке, которая моделируется по определенным правилам, приближенным к действительности.

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

Этапы метода «Дельфи» следующие:

· осуществляется поиск экспертов;

· каждому эксперту предлагается один и тот же вопрос;

· каждый эксперт вырабатывает свои оценки независимо от других экспертов;

· ответы собираются и статистически усредняются;

· экспертам, ответы которых сильно отклоняются от средних значений, предлагается обосновать свои оценки;

· эксперты разрабатывают обоснования и выносят их на рассмотрение;

· среднее значение и соответствующие обоснования предъявляются всем экспертам;

· процедура повторяется до минимального расхождения мнений.

3. ЭТАПЫ ЭО

Для любого вида экспертного оценивания справедливы последовательность (этапы) работы:

1. Постановка цели исследования.

2. Выбор формы исследования, определение бюджета проекта.

3. Подготовка информационных материалов, бланков анкет, модератора процедуры.

4. Подбор экспертов.

5. Проведение экспертизы.

6. Статистический анализ результатов.

7. Подготовка отчета с результатами экспертного оценивания.

4. ЭКСПЕРТНЫЕ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

4.1 Шкала порядка

Необходимость экспертных оценок качества часто становится необходимой на практике, например, при дегустации продуктов питания, качества обслуживания. При использовании экспертного метода для оценки качества часто используется шкала порядка. Решается вопрос сравнения по принципу "лучше хуже", "больше меньше". Более подробная информация о том, во сколько раз лучше или хуже часто не требуется.

Попарное сравнение (объекты сравниваются друг с другом попарно). При построении шкалы порядка или так называемого ранжированного ряда эксперты используют метод попарного сопоставления. В таб. 1 приведен пример ранжирования шести объектов путем попарного сравнения. Это результат работы одного эксперта, оценивавшего объекты определенным образом. Предпочтение одного объекта перед другим обозначено 1, обратная ситуация - 0.

Ранжированный ряд (шкала порядка) для объектов, сравнительная оценка которых приведена в таб. 1, будет иметь вид: Q4<Q5<Q6<Q2=Q1<Q3.

Если использовать несколько экспертов, то можно получить более точный результат.

Можно использовать более совершенные критерии, например, преимущество определить оценкой 1, худшее качество определить оценкой -1, а равноценное качество определить оценкой 0. Механизм составления ранжированного ряда остается прежним.

Психологами доказано, что попарное сопоставление лежит в основе любого выбора (т.е. вы выбираете продукты, сравнивая их попарно), тем не менее, шкалу порядка часто составляют заранее (не ранжированный ряд) и фиксируют в ней опорные (реперные) точки, которые называют баллами.

Так появилась двенадцатибальная шкала интенсивности землетрясений MSK - 64, минералогическая шкала Мооса, пятибалльная шкала оценки знаний, баллы в фигурном катании и т.д. В таблице 2 в качестве примера приведена шкала твердости минералов Мооса.

Таблица 1. Ранжирование шести объектов путем попарного сравнения

Номер объекта	1	2	3	4	5	6	Итог
1	х	1	0	1	1	1	4
2	0	х	0	1	1	1	4
3	1	1	х	1	1	1	5
4	0	0	0	х	0	0	0
5	0	0	0	1	х	0	1
6	0	0	0	1	1	х	2

Таблица 2. Шкала Мооса

Материал	Баллы
Тальк	1
Гипс	2
Кальцит	3
Флюорит	4
Апатит	5
Ортоклаз	6
Кварц	7
Топаз	8
Корунд	9
Алмаз	10

экспертный эвристический маркетинг

Каждый последующий минерал оставляет царапину на предыдущем, т.е. является более твердым. Результаты измерений, полученные попарным сопоставлением, можно уточнить методом последовательного приближения.

4.2 Влияние состава экспертов на результаты экспертизы. Коэффициент конкордации

При формировании экспертной группы целесообразно провести тестирование, взаимооценку экспертов и проверку согласованности мнений.

Тестирование состоит в решении экспертами задач, с известными организаторам тестирования, но неизвестными экспертам результатами, и проверке по критерию Фишера гипотезы о принадлежности оценок разных экспертов к одной и той же генеральной совокупности оценок.

Самооценка состоит в том, что каждый эксперт в ограниченное время отвечает на вопросы специально составленной анкеты. Такое испытание проводят на компьютере и затем получают балльную оценку. Эксперты могут оценивать и друг друга, но для этого необходима доверительная обстановка и опыт совместной работы.

Согласованность мнения экспертов можно оценивать по величине коэффициента конкордации:

где S - сумма квадратов отклонений всех оценок рангов каждого объекта экспертизы от среднего значения; n - число экспертов; m - число объектов экспертизы.

Коэффициент конкордации изменяется в диапазоне 0<W<1,

причем 0 - полная несогласованность, 1 - полное единодушие.

Пример

Необходимо определить степень согласованности мнения пяти экспертов, результаты ранжирования которыми семи объектов приведены в таблице 3. Для определения степени согласованности используется специальная мера - коэффициент конкордации Кендалла (от лат. concordare - привести в соответствие, упорядочить).

Таблица 3. Данные для оценки согласованности мнений пяти экспертов

Номер объекта экспертизы	Оценка эксперта	Сумма рангов	Отклонение от среднего	Квадрат отклонения
	1	2	3	4	5
1	4	6	4	4	3	21	1	1
2	3	3	2	3	4	15	-5	25
3	2	2	1	2	2	9	11	121
4	6	5	6	5	6	28	8	64
5	1	1	3	1	1	7	-13	169
6	5	4	5	6	5	25	5	25
7	7	7	7	7	7	35	15	225

экспертный эвристический оценка

Оцениваем среднеарифметическое число рангов:

Qср = (21 + 15 + 9 + 28 + 7 + 25 + 35)/7 = 20.

Затем оцениваем сумму квадратов отклонений от среднего: S = 630. Определяем величину коэффициента конкордации:

W = 12 * 630 / 25 * (343 - 7) = 0,9.

Соответствующие вычисления можно провести и в компъютерной программах, например, STATISTICA.

Размещено на Allbest.ru