Читайте также: |
|
По С.Л. Оптнеру | По С. Янгу | По. Н.П. Федоренко | По С.П. Никанорову | По. Ю.И. Черняку |
1.Идентификация симптомов | 1.Определение цели организации | 1.Формулирование проблемы | 1. Обнаружение проблемы | 1.Анализ проблемы |
2. Определение актуальности проблемы | 2.Выявление проблемы | 2. Определение целей | 2. Оценка актуальности проблемы | 2. Определение системы |
3. Определение целей | 3.Диагноз | 3.Сбор информации | 3. Анализ ограничений проблемы | 3.Анализ структуры системы |
4. Определение структуры системы и ее дефектов | 4.Поиск решения | 4. Разработка максимального количества альтернатив | 4. Определение критериев | 4. Формулирование общей цели и критерия |
5. Определение возможностей | 5.Оценка и выбор альтернативы | 5.Отбор альтернатив | 5. Анализ существующей системы | 5.Декомпозиция цели, выявление потребности в ресурсах, композиция целей |
6. Нахождение альтернатив | 6. Согласование решения | 6. Построение модели в виде уравнений, про- грамм или сценария | 6.Поиск возможностей (альтернатив). | 6. Выявление ресурсов, композиция целей |
7.Оценка альтернатив | 7. Утверждение решения | 7. Оценка затрат | 7. Выбор альтернативы | 7. Прогноз и анализ будущих условий |
8.Выработка решения | 8.Подготовка к вводу в действие | 8. Испытание чувствительности решения (параметрическое исследование) | 8.Обеспечение признания | 8. Оценка целей и средств |
9.Признание решения | 9. Управление применением решения | 9.Принятиерешения (принятие формальной ответственности) | 9. Отбор вариантов | |
10. Запуск процесса решения | 10.Проверка эффективности | 10.Реализация решения | 10. Диагноз существующей системы | |
11. Управление процессом реализации решения | 11.Определение результатов решения | 11.Построение комплексной программы развития | ||
12.Оценка реализации и ее последствий | 12. Проектирование организации для достижения целей |
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.
Перейдем теперь к рассмотрению вопроса о том, какие модели брать за основания декомпозиции. Прежде всего напомним, что при всем практически необозримом многообразии моделей формальных типов моделей немного: это модели "черного ящика", состава, структуры, конструкции (структурной схемы) — каждая в статическом или динамическом варианте. Это позволяет организовать нужный перебор типов моделей, полный или сокращенный, в зависимости от необходимости.
Связь между формальной и содержательной моделями:
Основанием для декомпозиции может служить только конкретная, содержательная модель рассматриваемой системы. Выбор формальной модели лишь подсказывает, какого типа должна быть модель-основание; формальную модель следует наполнить содержанием, чтобы она стала основанием для декомпозиции. Это позволяет несколько прояснить вопрос о полноте анализа, который всегда возникает в явной или неявной форме.
Полнота декомпозиции обеспечивается полнотой модели-основания, а это означает, что прежде всего следует позаботиться о полноте формальной модели. Благодаря формальности, абстрактности такой модели часто удается добиться ее абсолютной полноты.
Рис.8. Общая схема деятельности
Пример А. Схема входов организационной системы на рис.7 является полной: к ней нечего добавить (перечислено все, что воздействует на систему), а изъятие любого элемента лишит ее полноты.
Пример В. Формальный перечень типов ресурсов состоит из энергии. материи, времени, информации (для социальных систем добавляются кадры и финансы). При анализе ресурсного обеспечения любой конкретной системы этот перечень не дает пропустить что-то важное.
Пример С. К числу полных формальных моделей относится марксо-ва схема любой деятельности человека, которая в "Капитале" применялась для анализа процесса труда (рис.8.) В схеме выделены: субъект деятельности; объект, на который направлена деятельность; средства. используемые в процессе деятельности; окружающая среда; все возможные связи между ними.
Пример D. Если в качестве модели жизненного цикла принять формулировку "все имеет начало, середину и конец", то такая модель является формально полной. Конечно, эта модель настолько обща, что оказывается мало полезной во многих конкретных случаях. Tак, при рассмотрении жизненного цикла проблем (см. табл.1) приходится использовать более детальные модели.
Итак, полнота формальной модели должна быть предметом особого внимания. Поэтому одна из важных задач информационного обеспечения системного анализа и состоит в накоплении наборов полных формальных моделей (в искусственном интеллекте такие модели носят название фреймов).
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. Фрейм лишь привлекает внимание эксперта к необходимости рассмотреть, что именно в реальной системе соответствует каждому из составляющих фрейм элементов, а также решить, какие из этих элементов должны быть включены в содержательную модель. Это очень ответственный момент (ведь то, что не попадет в модель-основание, не появится в дальнейшем анализе) и очень трудный (заранее не всегда "очевидно", что данная компонента должна войти в основание).
Для иллюстрации вернемся к примеру 1. Фреймовая модель входов оргсистемы (см. рис.7) рекомендует, в частности, определить конкретно, что именно понимается под "существенной средой", т.е. взаимодействие с какими реальными системами не своего ведомства должно войти в основание. Судя по результату анализа, его авторы учитывали только взаимодействие морского флота с флотами других государств. Для каких-то целей этого достаточно, но ясно также, что в других случаях может потребоваться учет взаимодействий с сухопутным транспортом (железнодорожным и автомобильным в отдельности), речным и воздушным флотами. Если возникнет вопрос о ресурсах, то потребуется учет связей с ведомствами, производящими топливо и энергию, продукты питания, всевозможную технику, услуги и т.д. Таким образом, вопрос достаточной степени детализации содержательных моделей в отличие от фреймовых всегда остается открытым. Чтобы сохранить полноту и возможность расширения содержательной модели, можно рекомендовать осуществлять логическое замыкание перечня ее элементов компонентой "все остальное". Эта компонента, как правило, окажется "молчащей", поскольку к ней отнесено все, что кажется несущественным, но ее присутствие будет постоянно напоминать эксперту, что, возможно, он не учел что-то важное.
С проблемой степени детализации модели-основания связан и вопрос удобства — понятие трудно формализуемое, но вполне ощутимое. Поясним это на конкретном примере. Для целей анализа проблем преподавания необходима модель педагогического процесса. В качестве фрейма для нее можно взять модель деятельности вообще (рис.8), придав соответствующую интерпретацию входящим в нее элементам. С помощью такой модели педагогического процесса, в частности, можно упорядочить и сопоставить ряд современных направлений в методической работе вышей школы. Однако для анализа организационных аспектов учебного процесса в вузе более удобной оказалась модель, в которой из фреймового элемента "средства" выделены в отдельно учитываемый элемент не только информационное средство "изучаемый предмет", но и "технические средства обучения" (рис. 9).
Рис.9. Схема компонент учебного процесса
Например. можно усмотреть связь "граней пирамиды" на рис.9 с такими организационными аспектами учебного процесса, как аудиторные практические занятия, самостоятельная работа студентов, методическая работа преподавателей, лекционное преподавание. Это лишний раз иллюстрирует целевую предназначенность моделей, т.к. изменение цели моделирования требует изменения модели.
1.6.3. Алгоритмизация процесса декомпозиции
В предыдущем параграфе были рассмотрены некоторые аспекты того, каким образом эксперт осуществляет единичный акт разложения целого на части. Теперь можно дать дальнейшие рекомендации по осуществлению всего многоступенчатого процесса декомпозиции, от начальной декомпозиции первого уровня до последнего, завершающего данный этап анализа уровня.
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. Известно, что размеры "горизонтальные" 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 (релевантные). Как видим, это понятие неформальное, поэтому решение вопроса о том, что же является в данной модели существенным, а что - нет, возлагается на эксперта. Чтобы облегчить работу эксперта, в алгоритме должны быть предусмотрены возможности внесения (в случае необходимости) поправок и дополнений в модель-основание. Одна из таких возможностей заключается в дополнении элементов, которые эксперт счел существенными, еще одним элементом "все остальное"; он может не использоваться экспертом для декомпозиции, но будет постоянно пробуждать у эксперта сомнение в полноте предложенной им модели. Другая возможность состоит в разукрупнении, разбиении отдельных элементов модели-основания в случае необходимости, которая может возникнуть на последующих стадиях анализа. Позже мы вернемся к этому моменту.
Перейдем теперь к вопросу о размерах дерева "по вертикали", т.е. о числе "этажей" дерева, числе уровней декомпозиции. Конечно, 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 композиция привела к получению результата (подцели, подфункции, подзадачи и т.п.), не требующего дальнейшего разложения, т.е. 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.
Неэлементарный фрагмент подлежит дальнейшей декомпозиции по другой (не использовавшейся ранее) модели-основанию. Очевидно, что эффективность работы эксперта, размеры получающегося дерева и в конечном счете качество анализа в определенной мере зависят от последовательности, в которой эксперт использует имеющиеся модели. Например, алгоритм декомпозиции, встроенный в компьютерную диалоговую систему, должен, ради удобства эксперта, допускать предъявление моделей в том порядке, который определит сам эксперт. Вместе с тем должен быть предусмотрен и режим совета эксперту, рекомендующий определенный порядок взятия оснований, упрощающий дело.
Если эксперт перебрал все фреймы, но не достиг элементарности на какой-то ветви дерева, то прежде всего выдвигается предположение, что дальнейшая декомпозиция может все-таки довести анализ до получения элементарных фрагментов и следует дать эксперту возможность продолжить декомпозицию. Такая возможность состоит во введении новых элементов в модель-основание и продолжении декомпозиции по ним. Поскольку новые существенные элементы могут быть получены только расщеплением уже имеющихся, в алгоритме декомпозиции должна быть заложена возможность возврата к использованным ранее основаниям. При этом нет необходимости рассматривать заново все элементы модели, так как обрабатываемый фрагмент находится на ветви, соответствующей только одному элементу каждого основания. Тогда следует рассмотреть возможность расщепления именно этого элемента (например, при рассмотрении системы "вуз" вход "абитуриенты" можно разделить на абитуриентов со стажем и без него, выход "научная информация" - на выходы "монографии", "статьи", "отчеты по НИР", "заявки на изобретения" и т.п.). На этой же стадии можно рекомендовать эксперту решить, не настала ли пора выделить из "всего остального" и включить в число существенных еще один элемент. Пройдя таким образом всю предысторию не элементарного фрагмента, мы получаем новые основания для его декомпозиции, а значит, и возможность продолжить анализ, надеясь достичь элементарности по всем ветвям.
Итак, указанная итеративность алгоритма декомпозиции придает ему вариабельность, возможность пользоваться моделями различной детальности на разных ветвях, углублять детализацию сколько угодно (если это потребуется).
Несмотря на возможности, предоставляемые сменой моделей и итеративностью, может наступить момент, когда эксперт признает, что его компетентности недостаточно для дальнейшего анализа данного фрагмента и что следует обратиться к эксперту другой квалификации (например, построение новых содержательных моделей требует знаний по иной специальности). По существу, сложность такого типа есть сложность из-за неинформированности ("невежества"), которую можно преодолеть с помощью информации, рассредоточенной по разным экспертам и источникам. Однако случай, когда декомпозиция заканчивается элементарными фрагментами на всех ветвях дерева, является простейшим. Не имеет значения, один или несколько экспертов довели анализ до конца, а важно, что это оказалось возможным, и, следовательно, первоначальная сложность была вызвана не столько недостатком информации, сколько большой размерностью проблемы. В действительно сложных случаях получение вполне завершенной декомпозиции должно не только радовать, но и настораживать: не связана ли реальная сложность с пропущенной ветвью дерева, сочтенной экспертами несущественной? Опасность неполноты анализа следует иметь в виду всегда (примеры последних лет — проблема поворота северных рек, проблемы Байкала и Ладожского озера и т.д.). Один из приемов (не дающий полной гарантии, но иногда полезный) —предлагать экспертам выявлять не только доводы в пользу рассматриваемого проекта, но и сопровождать его обязательным указанием возможных отрицательных последствий. В частности, в классификатор выходов (конечных продуктов) любой системы помимо полезных продуктов обязательно должны быть включены отходы.
Невозможность доведения декомпозиции до получения элементарного фрагмента, которая либо эвристически констатируется экспертом на ранних стадиях анализа, либо обнаруживается в виде "затягивания" анализа по данной ветви, является не отрицательным, а также положительным результатом. Хотя при этом сложность не ликвидируется полностью, но ее сфера сужается, обнаруживается и локализуется истинная причина этой сложности. Знание о том, что именно мы не знаем, быть может, не менее важно, чем само позитивное знание.
Правда, вокруг таких результатов часто возникает атмосфера неприятия. Даже физики, говоря "отрицательный результат - тоже результат", чаще желают просто утешить коллегу-неудачника, а сам отрицательный результат стараются обходить стороной. Так было в начале века с "ультрафиолетовой катастрофой" до возникновения квантовой механики, похожая ситуация сейчас сложилась с объяснением природы шаровой молнии. Однако если в науке сложность из-за непонимания расценивается как временно неустранимое и терпимое явление, то в управлении (т.е. в деловых, административных, политических вопросах) она часто воспринимается как неприемлемый вариант, ведущий к недопустимой отсрочке решения. Не потому ли именно в управлении нередко прибегают к интуитивным и волевым решениям? И не из за отрицательного ли (в целом) опыта таких решений в последнее время наблюдается быстрое сближение образа мышления управленцев и ученых, повышение роли научных методов в управлении? [34]
Итак, если рассматривать анализ как способ преодоления сложности, то полное сведение сложного к простому возможно лишь в случае сложности из-за неинформированности; в случае сложности из-за непонимания анализ не ликвидирует сложность, но локализует ее, позволяет определить, каких именно сведений нам не хватает. Поэтому (с некоторой натяжкой) можно сказать, что метод декомпозиции не дает новых знаний, а лишь "вытягивает" знания из экспертов, структурирует и организует их, обнажая возможную нехватку знаний в виде "дыр" в этой структуре. Дело в том, что в действительности не только обнаружение, нехватки конкретных знаний все-таки является новым знанием (раньше нам было неизвестно, что именно мы не знали), но и по-иному скомбинированные фрагменты старых знаний также обладают новыми качествами.
Сам алгоритм декомпозиции, описанный в данном параграфе, представлен в виде блок-схемы (рис.10). К тому, что было уже сказано об изображаемых блоками операциях алгоритма, добавим следующее.
Блок 1. Объектом анализа может стать все. что угодно, - любое высказывание, раскрытие смысла которого требует его структурирования. На определение объекта анализа иногда затрачиваются весьма значительные усилия. Когда речь идет о действительно сложной проблеме. ее сложность проявляется и в том, что сразу трудно правильно сформулировать объект анализа. Даже в таком основательно регламентированном документами случае, как работа министерства, формулировка глобальной цели возглавляемой им отрасли требует неоднократного уточнения и согласования, прежде чем она станет объектом анализа (более подробно о сложностях определения цели мы будем говорить в следующей главе). Это относится не только к формулировкам цели, но и к определению любого высказывания, подлежащего анализу. От правильности выбора объекта анализа зависит, действительно ли мы будем делать то, что нужно.
Блок 2. Этот блок определяет, зачем нужно то, что мы будем делать. В качестве целевой системы выступает система, в интересах которой осуществляется весь анализ. Снова подчеркнем, что более формального определения целевой системы дать нельзя, что многое зависит от конкретных условий. Например, опыт построения деревьев целей для Минморфлота и Минвуза показал, что, хотя результаты анализа будет использовать министерство, целевой системой для верхних уровней дерева должна быть отрасль в целом и лишь на нижних уровнях потребовались модели самого министерства.
Блок 3. Этот блок содержит набор фреймовых моделей и рекомендуемые правила их перебора либо обращение к эксперту с просьбой самому определить очередной фрейм.
Блок 4. Содержательная модель, по которой будет произведена декомпозиция, строится экспертом на основании изучения целевой системы. Хорошим подспорьем ему могут служить различные классификаторы, построенные в различных областях знаний, а также собранные в справочниках и специальных энциклопедиях.
Блоки 5—10 были достаточно пояснены ранее.
Блок 11. Окончательный результат анализа оформляется в виде дерева, конечными фрагментами ветвей которого являются либо элементарные фрагменты, либо фрагменты, признанные экспертом сложными, но не поддающимися дальнейшему разложению. Причины такой сложности могут состоять либо в ограниченности знаний данного эксперта или данной группы экспертов (сложность из-за неинформированности), либо в том, что нужные знания существуют, но еще не объединены в объясняющие модели (сложность из-за непонимания), либо в принципиальном отсутствии нужных знаний (сложность из-за незнания).
Блок-схема, изображенная на рис. 10, является, конечно, слишком укрупненной; она предназначена для разъяснения лишь основных идей алгоритма декомпозиции.
Подведем итог
Один из способов упрощения сложного — метод декомпозиции — состоит в разложении сложного целого на все более мелкие (и простые) части. Компромиссы между требованием не упустить важного (принцип полноты) и требованием не включать в модель лишнего (принцип простоты) достигаются с помощью понятий существенного (необходимого), элементарного (достаточного), а также постепенной нарастающей детализации базовых моделей и итеративности алгоритма декомпозиции.
Рис. 10. Блок-схема алгоритма декомпозиции
1.7. Агрегирование, эмерджентность и
Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 279 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Сочетание анализа и синтеза в системном исследовании | | | Внутренняя целостность систем |