Гуманитарные технологии Аналитический портал • ISSN 2310-1792

Стэнфорд Оптнер. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. Глава 4. Обращение с альтернативами, предположениями, критериями и риском

Системный анализ, используя свою методологию, стремится исследовать как единое целое стоимость, продолжительность и эффективность решения проблем. Сделать это позволяет формальное рассмотрение альтернатив, предположений, критериев и риска, Заключённых в любом приемлемом выборе. Подразумевается, что проблема, на которую ведётся атака, является сложной и не тривиальной; точно так же подразумевается, что не требуется, вообще говоря, её немедленного решения, так как её временной горизонт промежуточный или долговременный. Предполагается, что проблема только частично количественная. По мере того как проблема становится всё менее подходящей для количественного описания, формализм становится всё менее и менее строгим (менее математическим).

При решении проблемы первая задача состоит в том, чтобы определить набор объектов, подлежащих анализу. Набор объектов, взятый как целое, представляет собой альтернативу. Оценка альтернатив является средством отбора решений или целей. Отдельное решение проблемы может быть получено многими альтернативными процедурами. Альтернативы могут иметь или не иметь количественно определимые аспекты. Например, число людей или число частей оборудования альтернативы являются количественно определимыми. Тип рынка, степень влияния рынка или расположение рынка могут быть только частично количественно определимыми. Наличие альтернатив предполагает способность сделать выбор между двумя или более приемлемыми решениями. Содержанием альтернатив являются условия, при которых может быть сделай один выбор.

Предположения есть формулировки того, что полагают о состоянии объекта, свойства или связи. Положения являются гипотезами или постулатами. Если положения ложны, то ложны предположения, а условие проблемы противоречиво. Предположения используются для того, чтобы справиться с такими трудными реальностями, которые имеют тенденцию разрушать процедуру решения проблемы. Если предположения не изменяют у данной альтернативы уровня риска или отношения стоимость — эффективность, они являются полезной, существенной частью проблемы. Предположения возлагают на специалиста по анализу систем бремя обеспечения согласованности. Предположение позволяет вывести существование факта, неизвестного с определённостью, из существования других известных фактов.

Критерий является средством, с помощью которого измеряются или выбираются альтернативы. Критерий заставляет специалиста по анализу систем показывать логичность в выборе его предпочтений. Критерий указывает относительное достижение альтернативы в терминах других мер, таких, как время, стоимость или эффективность. Критерий есть стандарт, с помощью которого может быть вынесено суждение об относительной выгоде выбора.

Риск является мерой потенциальной подверженности недостаткам. Высокий риск может также характеризоваться низкой статистической вероятностью, хотя точная мера риска не всегда может быть количественно определимой. Для описания риска в сложных количественно-качественных проблемах используется термин «неопределённость». При таком использовании термин «неопределённость» означает относительное правдоподобие фактически случившегося события. Риск или неопределённость могут проявляться на всём протяжении процесса решения проблемы. Риск увеличивается, если, например, критерии внутренне непригодны для измерения того, что ими измеряется.

Риск также возрастает, если предположения, принятые как истинные, оказываются ложными. Риск может возникнуть как доминирующая характеристика альтернативы, которая была выбрана из-за неучтённых ошибок обратной связи выхода со входом. Рассматриваемые отношения показаны на схеме рис. 5.1.

Требования к системе, воспринимаемые руководством (покупателем системы), основаны на существующем состоянии системы. Это состояние должно быть переведено в некоторое предлагаемое состояние, которое известно качественно, а не количественно. Вопрос заключается в том, каким образом осуществить предлагаемое изменение. Проблема состоит в оценке средств, с помощью которых изменение может быть осуществлено.

Допустим, что одновременно есть несколько приемлемых, уже оценённых альтернатив. У каждой альтернативы есть некоторое число предположений. Предположения сформулированы, и то, на чём они основаны, определено. Это сделано потому, что они могут влиять на риск и, следовательно, обусловить получаемые оценки риска. Вслед за этим устанавливаются элементы каждой альтернативы (труд, материал, оборудование, устройства, капитал и так далее) и значения их измерителей (время, стоимость и эффективность).

Эти оценки затем вводятся в модель оценки затрат (оценивающую модель). Относительно модели предполагается, что она является объективной и свободной от ошибок во входящих в неё объектах, свойствах и связях. Таким образом, модель становится полезным арбитром выбора, если рассматриваются количественно определённые элементы. Действие модели даёт оценку. Процесс затем повторяется для дополнительных альтернатив.

Альтернативы, предположения, критерии и риск будут детально рассмотрены в следующих разделах.

Выбор альтернатив

Альтернатива определяется как одна из двух или более возможностей, подлежащих выбору. Чтобы альтернатива была принята к рассмотрению, она должна быть приемлемым потенциальным решением поставленной проблемы. В случае, если альтернативы сравнимы, устанавливается различие между ними. Если же они не сравнимы, то устанавливается, в чём они не сравнимы. В соответствии с этим определением альтернативы могут иметь различия в степени или виде.

Существуют две общие формы альтернатив: функционально различные альтернативы (разница в виде) или операционно различные альтернативы (разница в степени). Функциональную форму альтернативы можно продемонстрировать с помощью парусной лодки и одномоторного самолёта, которые могут быть определены как альтернативные решения одной и той же задачи. Операционная форма альтернатив может быть пояснена с помощью трёх альтернативных версий одной и той же конструкции автомобиля, выпускаемых для решения одной и той же задачи. Функциональные альтернативы отличаются средствами решения задач. Операционные альтернативы отличаются способами, которыми объекты, свойства и связи агрегируются в систему.

Альтернативы оцениваются по их полной потребности в ресурсах и стоимости и по ожидаемой прибыли 1. Например, одна из конструкций автомобиля может требовать для подготовки производства больше времени, чем это возможно, и в конце концов от неё могут отказаться. Вложения (первоначальные затраты) могут быть относительно низкими у одной конструкции по сравнению с двумя другими. Однако стоимость производства (постоянные затраты) может быть лучше у одной из этих двух моделей. Модель автомобиля с наибольшими вложениями может показать наиболее низкие затраты на производство и наиболее высокую возможную прибыль. Однако она может не подходить, если оценивать её эффективность (критерий действия). Задача компании состоит в том, чтобы понять цели системного покупателя и перевести их в приемлемые альтернативы проблемы. Чтобы сделать это, компания должна разработать критерии конструирования для отбора альтернативы, удовлетворяющей системного покупателя и компанию наилучшим образом.

Предполагается, что альтернативы для оценки отбираются с учётом мощности и возможностей компании. Например, данная альтернатива должна учитывать число видов продукции, которую компания может разрабатывать одновременно. Могут быть ограничения персонала, устройств или оборудования. Могут также существовать ограничения стоимости. Например, существующая исследовательская тема может быть снята, чтобы финансировать новую; или предлагаемый исследовательский проект может требовать таких увеличении в бюджете компании, которые выходят за пределы, доступные для неё.

Временные ограничения альтернатив могут объединяться с другими ограничивающими факторами. Например, наличное время может быть недостаточным для исследований и разработок, подготовки производства, производства, подготовки рынка и продажи. Время может быть также недостаточным в смысле эффективности продукции. Например, компания может быть субподрядчиком в сложной системе оружия. Её способность разработать изделие может зависеть от первичного подрядчика, с работой которого она сильно связана. Из-за этого субподрядчик движется со скоростью самого медленного подрядчика, с которым он связан в разработке данной системы.

Альтернативы должны отражать присущую их компонентам чувствительность к одному из основных объектов системы. Например, в трёх моделях автомобилей данная конструкция карбюратора может функционировать одинаково. Её стоимость будет одинаковой при производстве всех моделей. Однако в одной из моделей требуется по сравнению с другими только половина времени на установку карбюратора из-за особенностей конфигурации мотора. Возможность отразить в альтернативе стоимость установки карбюратора как свойства объекта системы сама по себе может быть несущественна. Однако она может повлиять на конечное решение, которое может быть сделано на основании рассмотрения множества таких факторов.

Альтернативы должны формулироваться так, чтобы они были способны отражать стоимость, присущую действиям. Например, данная конфигурация мотора может представлять собой минимальное изменение существующей модели. Для проведения модернизации должны быть добавлены затраты на модернизацию мотора. Конфигурация второго мотора представляет собой радикальное изменение по отношению ко всем существующим конфигурациям. Она может требовать нового завода со всем оборудованием. Может потребоваться новое снабжение, чтобы обеспечить новыми материалами и изделиями новый процесс производства. В этом случае дополнительная стоимость должна отражать, что добавляется, точно так же как и то, что остаётся и продолжает быть полезным. Все затраты, производимые в промышленности, должны быть отражены.

Таким образом, амортизация оборудования, используемого или сданного на склад, продолжает быть частью новой продукции до тех пор, пока вся сумма не будет списана с учётных статей. Вложение в новое оборудование, расходы на подготовку производства освоенного и нового оборудования также необходимо относить на стоимость нового продукта. Принцип учёта амортизации используется промышленностью и деловым миром, чтобы распределить по времени, высокие первоначальные затраты. Он помогает бухгалтерам получить менее ошибочные оценки затрат на продукцию в данный период времени.

Правительственные или военные учреждения могут учитывать прибыль для определения цены только с помощью добавляемых затрат. Военные учреждения особенно не заинтересованы в учётном инструменте, называемом амортизацией. Для сравнения альтернатив они используют сеть дополнительных статей, «свободных» статей (часть существующей вещи, которая может продолжать находиться в использовании), и дополнительные стоимости людей, устройств и оборудования, необходимых для обеспечения действия новой системы.

Определение альтернатив может иметь целью максимизацию, минимизацию или оптимизацию эффективности системы. Простейший способ представления альтернатив — матрица, показывающая отношение «между каждым параметром и каждым уровнем действия системы (рис. 5.2). В математике и статистике используется правило, состоящее в том, что в одно и то же время можно логично максимизировать или минимизировать только одну оценку. Это правило с равной силой относится к смешанным количественно-качественным проблемам. Невероятно, например, чтобы время и стоимость решения проблемы могли бы минимизироваться без ухудшения эффективности системы.

Время Стоимость Эффективность
А Максимум Наибольшее время Наиболее высокая стоимость Наивысшая эффективность
В Минимум Наикратчайшее время Наименьшая стоимость Наименьшая эффективность
С Оптимум Среднее время Средняя стоимость Средняя эффективность
Рис. 5.2

Может быть максимизирован один объект и могут быть оптимизированы другие, которые близко подойдут к их идеальным состояниям, возможным при условии максимума этого одного объекта, но не достигнут их. Оптимумозначает лучшее в смысле «все учтено» 2. Он не означает «самый лучший». Он может означать наиболее благоприятные условия, способствующие достижению данной цели. Оптимумы могут восприниматься как настолько «благоприятные», что специалист их опишет как «идеальные», «превосходные» или «самые лучшие». Однако это условие является апостериорным и не является частью построения альтернатив.

В большинстве случаев максимум и минимум решения проблемы могут быть неизвестными; следовательно, и оптимум будет неизвестным. Эти соображения показывают, что может быть сконструирован пример такой альтернативы, которая будет иметь не слишком полезный максимум или минимум. В случаях, когда у специалиста по анализу систем отсутствует понимание абсолютной ценности каждой альтернативы, он может находить ряд оценок, позволяющих описать решение проблемы. Для исследования сложной проблемы может потребоваться большое количество различных способов. Перед специалистом по анализу систем в конце концов встанет задача обеспечения сравнимости альтернатив.

Время, стоимость и эффективность редко оцениваются по отношению к одному отдельному аспекту. Так например, получается, когда нужно произвести ранжирование целей проблемы. Предположим, что имеется три цели и задача состоит в том, чтобы дать оценки каждой цели. Оценки могут быть сведены в таблицу так, как это показано на рис. 5.3.

Цель 1 Цель 2 Цель 3
Улучшить процедуру приобретения книг Автоматизировать обращение книг Улучшить обработку книг
А В С Время Уменьшить время на заказ Уменьшить время на включение в обращение запоздавших книг Уменьшить время пребывания книг в обработке, а не на полках
А С Стоимость Сохранить стоимость на каждое заказываемое название Уменьшить стоимость обращения каждого названия Сохранить стоимость на каждое название на полке
А В С Эффективность Покупать больше названии в каждом заказе Уменьшить количество утерянных книг Уменьшить площадь пола выделенного для обработки книг
Рис. 5.3.

Однако целей может быть больше, и для каждой из них может существовать максимальный, минимальный и оптимальный уровень или выбор. Поэтому таблицы рис. 5.2 и 5.3 не могут рассматриваться полностью независимо одна от другой. Они могут быть согласованы, только будучи «наложенными». Набор альтернатив должен включать полный диапазон выборов. Полный набор альтернатив определяет границы проблемы. Таким образом, будут существовать два выбора или более на «верхней» и «нижней» границах проблемы. О проблеме говорят, что она «отличается», что она «связана с данной проблемой, но не та же самая», если она находится за этими границами.

Каждая альтернатива может быть выражена в терминах ресурсов: устройств (завод, оборудование, здания, машины и так далее), рабочей силы (учёные, технические специалисты, мастера, начальники, рабочие, операторы), необходимого обслуживания (тренировка, образование, вспомогательные работы, сохранение) и материально-технического снабжения (сырые материалы, покупные детали и другие материалы). Ресурсы должны быть детально и точно пронумерованы и должна быть обеспечена связь номера каждого ресурса с конкретной альтернативой. Выраженные в терминах требуемых для них ресурсов альтернативы должны быть взаимоисключающими. Таким образом, для каждой альтернативы необходимо демонстрировать использование ресурсов — по элементам ресурсов и конкретным аспектам проблемы.

Число альтернатив в проблемах может варьироваться в зависимости от их сложности. Риск, свойственный процессу решения долговременных проблем из-за ограниченной способности определять точный набор условий, тоже может порождать необходимость в рассмотрении большего или меньшего количества альтернатив. С кратковременными проблемами обычно связано немного альтернатив. Границы кратковременных проблем могут быть установлены более твердо; ограничения проблемы могут оставлять меньшую свободу выбора. Например, сверхзвуковой транспорт 1972 года плохо определён сегодня, но будет хорошо определён несколько лет спустя 3. У плохо определённой цели сегодня множество альтернатив, несколько лет спустя у той же самой проблемы будет немного альтернатив или их не будет вообще. В проблемах этого типа специалист по анализу систем должен выделить основные фазы для каждой альтернативы, в данном случае для каждой альтернативы сверхзвукового транспорта. Для каждой фазы, в свою очередь, может иметься несколько альтернатив.

Выпускать модель продукции Выпускать опытную полупродукцию Выпускать продукцию
Испытания и компоненты Определение характеристик материалов и конструкций для обеспечения срока службы. 40 тысяч час. Определение характеристик материалов и конструкций для обеспечения срока службы. 40 тысяч час. Определение характеристик материалов и конструкций для обеспечения срока службы. 40 тысяч час.
Первоначальная инженерная разработка Минимум чертежей. Работа по указанию инженера Минимум чертежей. Работа по указанию инженера Полный комплект чертежей
Подготовка и планирование производства Минимальное конструирование и изготовление инструмента, планирование и подготовка производства отсутствуют Минимальное конструирование и изготовление инструмента, минимальное планирование производства Изготовление всего необходимого инструмнта, планирование производства
Испытания самолёта Изготовление только прототипа самолёта, программа может быть анулирована Два самолёта без сопутствующей продукции Два самолёта или больше и сопутствующая продукция
Инженерная подготовка производства, инструментальное оснащение и планирование Минимальная инженерная подготовка производства, минимальный инструмент и планирование Выполняется полностью
Производство По запросу Производство по графику
Рис. 5.4.

Например, на стадии исследования и разработки основными альтернативами могут быть:

  • разработка экспериментального образца;
  • разработка серийного образца;
  • или нечто промежуточное между первыми двумя.

Первая альтернатива может быть связана с политикой «не вкладывать в производство», в то время как вторая может требовать конкретных вложений в производство. Третья альтернатива может иметь или предыдущие политики или политику производства по запросу (полупроизводство).

Связь альтернатив и их дальнейшее определение (в продолжение примера сверхзвукового транспорта) представлены на рис. 5.4. Каждая из категорий работ, входящих в данную альтернативу, имеет внутреннюю связь времени, стоимости и эффективности. Каждое из этих измерений в каждой категории работ является кандидатом для оценки. Некоторые ячейки на рис. 5.4 содержат не строгие описания работ. Например, выражение «по запросу» не определяет точно, что будет или что не будет сделано. Изучение состава стоимости этой альтернативы может исключить эту нечёткость благодаря определению невозвращаемой (вложенной, неликвидной и существенно необратимой) стоимости. Точно так же выражение «только прототип самолёта; программа может быть аннулирована» не говорит, что она будет аннулирована или что она может быть аннулирована скорее, чем было установлено. В противоположность этому, решение начать производство может быть принято на стадии первоначальной инженерной разработки. При любом данном условии для каждой альтернативы на каждой стадии её жизненного цикла должны быть определены её стоимость и эффективность.

Определение предположений

При решении проблемы необходимо сделать возможно меньше предположений. Каждое предположение может становиться слабым местом, хотя это и не всегда можно показать. Предположения можно исключить после того, как решение определено, поскольку они становятся излишним условием проблемы. Однако иногда решения могут намеренно защищать частоколом предположений. В этих случаях предположения не служат покупателю системы или тому, кто решает проблему.

Серьёзные трудности могут порождаться неконкретностью предположений. Вернёмся к примеру сверхзвукового транспорта. Чтобы объяснить, почему стоимость разработки нового реактивного двигателя будет только частью стоимости предыдущей разработки, делается предположение. Специалист по анализу систем может сказать, что производители двигателей уже располагают таким двигателем, который можно модифицировать, чтобы обеспечить необходимую для сверхзвукового полёта мощность. Предположение в данном случае состоит в том, что разработка нового двигателя для сверхзвукового транспорта будет являться модификацией существующих двигателей. В предположении подразумевается, что модифицированный двигатель действительно будет развивать необходимую тягу (энергию). Вопрос состоит в следующем: должен ли специалист по анализу систем оценить все альтернативы летательных аппаратов, используя только одно это предположение, или он должен сделать иные предположения для других сверхзвуковых летательных аппаратов. Существенно различные требования к тяге для других двигателей могут потребовать иных предположений.

Общность, неконкретность предположения может быть компенсирована с помощью поддерживающих его доказательств. В формулировке предположения необязательно содержится его доказательство. Но доказательство должно обеспечить исходную структуру, из которой может быть выведено предположение. Например, если доказательство требований к тяге двигателя основывается на общепринятом мнении, сложившемся под влиянием инспирированных газетных статей, это не доказательство. Если доказательство взято у компетентных специалистов, являющихся экспертами в данной области, оно может быть приемлемым. В любом случае, если предположения обоснованы авторитетными документами, они могут быть конструктивны и полезны. Заметьте возможное здесь противоречие: если сверхзвуковой транспорт (родовой термин) предполагает использовать самолёт, имеющий возможность развивать скорость в 2,0 маха, стоимость разработки двигателя может быть такой же низкой, как и предсказывалось. Если, однако, двигатель на 2,0 маха планируется для самолёта со скоростью 2,2 маха, может возникнуть противоречие.

Любой факт, следующий из анализа, должен привлекать внимание. Доказательство фактов покоится на очевидности (см. введение) или предположениях. В некоторых случаях внимание к факту может открывать подразумеваемое предположение. Если это происходит, уместность факта и структура доказательства, основанная на этом факте, должны быть пересмотрены. Доказательства могут быть основаны на доказательстве обстоятельств, а не на доказательстве факта, и в этом случае доказательство обстоятельств может быть основано на предположениях. Поэтому при использовании предположений решение (доказательство) может становиться самообслуживающим, а не полученным объективно.

Предположения могут быть введены с самого начала работы по решению проблемы, вслед за формулировкой проблемы. В этих случаях они должны быть установлены формально совместно с той частью проблемы, которую они поддерживают. Чтобы обеспечить контроль справедливости предположений, они должны быть предметом проверок на любой фазе решения проблемы. Те предположения, которые в проблеме подразумеваются, могут определиться после того, как началось решение проблемы. Они также должны быть введены в полную формулировку проблемы без противоречия с первоначальным условием.

Серьёзные заблуждения при решении проблемы, возникают, если предположение вводится как средство снижения риска. Например, руководитель определяет цену на новую конкурентоспособную продукцию (листовое железо, телевизионная станция, радиоприёмник), имея аналогичный перечень цен его конкурентов. Текущая структура скидок, сделанных конкурентами при определении этих цен, известна. Новая структура скидок, которую конкуренты могут установить после появления продукции, неизвестна. Может ли быть определена цена на новую продукцию так, чтобы она была конкурентоспособна?

Для определения цены на продукцию этого типа знание структуры скидок конкурента желательно, в то время как знание перечня цен бессмысленно. Распространителей, мелких торговцев и заказчиков интересует только то, сколько они платят фактически, а не то, что перечислено в ценнике. Если используется старая структура скидки, может быть построен набор цен распространителей и мелких торговцев. Эти цены имеют определённую жизненность, но о них предполагается, что они представляют новую структуру скидки. Имея дело с рынком, руководитель должен пойти на риск.

В случаях, когда неправильные суждения являются результатом применения ложных предположений, риск не может быть адекватно установлен или исследован. Неправильные суждения характеризуются неподходящим применением вмешательства в проблему, которое не связывается с очевидными фактами и предположениями. Риск возрастает, когда используется больше предположений, чем установленных фактов; это иногда называют догадками. Бывают случаи, например, в тактическом оружии, где догадки являются необходимыми и другой альтернативы нет. В этом случае у всех альтернатив может быть в равной степени плохо определённая структура. Задача руководителя состоит в том, чтобы расположить альтернативы в порядке убывания риска от большего к меньшему. Для каждой категорий риска он будет иметь разумное объяснение и некоторое число предположений. Надеясь на успех, руководитель исключит альтернативы, имеющие высокий риск, и сосредоточится на альтернативах с меньшим риском. Выделив альтернативы с меньшим риском, он может обратиться к заключённым в них предположениям и рассмотреть их со всей возможной строгостью. Руководитель может оказаться способным резко очертить предположения и отказаться от некоторых из них; другие же ему придётся добавить.

Способность определить риск, маскируемый в некоторых случаях предположениями, даёт возможность тому, кто принимает решение, стать в более реалистическое положение. Интенсивность взаимосвязи предположений и риска в проблемах долговременного планирования увеличивается. В проблемах будущего первое, второе и даже третье приближение не могут точно предсказать позиции конкурирующих сторон. При решении долговременных проблем для определения наиболее эффективных средств балансирования предположений и риска используется детальный анализ.

Связь целей, альтернатив и предположений иллюстрируется примером, представленным на рис. 5.5. В этом примере имеется единственная цель с двумя альтернативами, каждая из которых поддерживается некоторым количеством предположений. Предположения служат для того, чтобы сделать оценку альтернатив возможной. Но различие в наборах предположений может сделать невозможным сравнение результатов оценки.

Например, альтернатива А есть сверхзвуковой транспорт на 400 тысяч фунтов, а альтернатива В есть самолёт на 300 тысяч фунтов. Среди предположений для альтернативы А содержатся:

  • покрытие (для внешних поверхностей) из нержавеющей стали;
  • сотовая конструкция;
  • шесть двигателей;
  • крейсерская скорость 3,0 маха,
  • 140 пассажиров.

Среди предположений для В содержатся:

  • алюминиевое покрытие;
  • каркасная конструкция;
  • четыре двигателя;
  • крейсерская скорость 2,0 маха,
  • 120 пассажиров.

Все остальные предположения идентичны. Проблема состоит в следующем: в какой степени предлагаемые альтернативы сравнимы? В зависимости от того, для чего используются оценки, можно дать два или более ответа: во-первых, они несравнимы, поскольку они существенно различны; во-вторых, в терминах широких требований к сравнению альтернатив сверхзвукового транспорта они являются двумя примерами из тысяч возможностей.

Более подходящая структура для сравнения этих альтернатив может быть построена сужением ограничения проблемы; большая часть того, что было названо предположениями, будет использоваться как принуждающие связи, как это показано в следующем примере.

Ограничение проблемы

I. Принуждающие связи
  1. Алюминиевая обшивка и каркасная конструкция.
  2. Двигателей — 4.
  3. Крейсерская скорость — 2 маха.
  4. Дальность — 4 тысяч морских миль.
II. Цель
А. Оценить ряд конструкций для определения характеристик шума в салоне
В. Альтернатива В:
  1. 100 пассажиров.
  2. Полетный вес — 300 тысяч фунтов.
  3. Предположения:
    • двигатели — модифицированные варианты существующих,
    • безопасность — выполняются все существующие требования,
    • приземление в аэропорту — используются все существующие устройства.
С. Альтернатива С:
  1. 120 пассажиров.
  2. Полетный вес — 340 тысяч фунтов.
  3. Предположения:
    • двигатели — модифицированные варианты существующих,
    • безопасность — выполняются все существующие требования,
    • приземление в аэропорту — используются все существующие устройства.

В альтернативе С содержатся некоторые «скрытые» проблемы. Такой проблемой является, например, предположение, что модификация двигателя для самолёта с полетным весом 300 тысяч фунтов и для самолёта с полетным весом 340 тысяч фунтов одинакова и не приводит к каким-либо различиям в проблеме в целом. В действительности же можно ожидать, что стоимость разработки будет различной. Кроме того, размеры двигателя и конструкция крыльев могут меняться от одной конструкции самолёта к другой. Различие в конструкции может повлиять на уровень шума. Чтобы избежать противоречивого условия, необходимо выяснить структуру данной проблемы, найти связь между уровнем шума и тем, что его определяет.

Основное отличие двух альтернатив заключается в конфигурации пассажирского отсека и полетном весе. Различия в конфигурации пассажирского отсека и полетном весе являются зеркальным отражением друг друга. Конечной целью этого эксперимента должно быть «конструирование» ряда альтернатив, в которых систематически варьируются наиболее важные параметры. Сделав это, инженер сможет открыть полное влияние полетного веса и конфигурации пассажирского отсека на уровень шума. Чтобы фиксировать конструкцию, другие более важные физические характеристики конструкции также должны оцениваться тем же способом. Конечным шагом в конструировании физических или абстрактных систем является объединение параметров в единую конструкцию.

Формулирование критериев

Ранее упоминалось правило, состоящее в том, что в одно и то же время может быть максимизирован или минимизирован только один параметр. Однако руководители делового мира могут неумышленно поставить задачу, которая противоречит этому условию. Например, они могут потребовать: «получите наибольшую продукцию при наименьшей стоимости». Это противоречивое условие, так как в требовании «наибольшей продукции» вполне определённым образом заключено предположение о 100-процентном потреблении продукции рынком. Более того, большое увеличение продукции может потребовать дополнительных заводов, оборудования, рабочей силы и других расходов, которые в действительности могут увеличить стоимость (постоянную и переменную). Было бы также необходимым установить некоторые пределы росту продукции путём определения его как «наивысшего роста продукции за один передел на одном заводе». Возможно, что если бы «наименьшей стоимости» придавался смысл «наименьшей стоимости, согласованной с приемлемым качеством, существующим оборудованием, инструментом и персоналом», она была бы достижимой. Наибольшая продукция может быть установлена как цель, выражаемая в единицах на некоторый рабочий период, в то время как наименьшая стоимость может быть выражена в человеко-часах на каждое изделие.

Этот пример показывает случаи, когда критерий неправильно используется как цель. Цель «наибольшая прибыль — наименьшие затраты» как цель требует многих принуждающих связей, чтобы сделать её осмысленной. Назначение критерия состоит не в том, чтобы «заменить цель», а в том, чтобы проверять предпочтения. Такие проверки являются основой для конструирования систем и процесса решения проблем.

Проверка предпочтений в её промышленных применениях может быть иллюстрирована с помощью того же примера сверхзвукового транспорта. Предположим, что руководство установило такой критерий: решение о размере самолёта будет основано на отношении веса самолёта к числу пассажиров. Очевидно, что самолёт больших размеров будет нести больше пассажиров, а «больше пассажиров» будет означать «больше доход». Первый недостаток этого критерия состоит в его неполноте. Руководство не указало, какое решение будет сделано в результате применения этого критерия; размер самолёта может относиться к его весу, полному весу, ёмкости, длине и так далее. Инженеры, знакомые с конструированием транспортных самолётов, скажут, что одного критерия недостаточно. Например, в этом критерии не учитываются затраты на каждую милю, чтобы обеспечить возможность анализа больших, тяжёлых самолётов. Самолёт, сконструированный на основе этого единственного критерия, мог бы весить 500 тонн или нести 1000 пассажиров. В какой точке должен остановиться конструктор? Существуют также и другие характеристики сверх звукового транспорта, требующие рассмотрения: скорость, число и тяга двигателей, безопасность, выбор наружного покрытия, конструкция самолёта, время, необходимое для разработки и производства, и другие.

Существует два основных способа, позволяющих справиться с трудностями выбора критериев: первый требует, чтобы большая, сложная проблема была определена с помощью таких же широких критериев; другой способ состоит в том, чтобы разбить большую сложную систему на небольшие группы и сконструировать подходящие узкие критерии для каждой группы. В каждом случае проблемы могут быть решены отысканием системы, которая по каждой оцениваемой характеристике лучше, чем сравниваемая с ней система. Часто необходимо взвешивать «за» и «против» каждой системы на сравнимом основании, характеристика за характеристикой. Трехмерная оценка времени — стоимости — эффективности поможет вскрыть, какой системе должно быть отдано предпочтение.

В примере с весом самолёта и числом пассажиров цель состояла в том, чтобы оценить каждую характеристику, влияющую на сверхзвуковой самолёт. Специалист по анализу систем путём рассмотрения стоимости эксплуатации характеристик полёта и разнообразных 4) изических конструкций определит, в какой степени может быть достигнута цель сверхзвукового полёта. В каждом случае должен быть разработан диапазон оценок для разнообразных весов самолёта и конфигурации пассажирского салона. На этой основе может быть или может не быть выбрана определённая конструкция.

Критерии устанавливаются покупателем системы или тем, кто решает проблему. Они являются средством, с помощью которого оцениваются альтернативные решения. Связи элементов метода решения проблемы, которые включают применение альтернатив, предположений и критериев, могут иллюстрироваться схемой рис. 5.6, где модель оценки времени — стоимости — эффективности переводит альтернативы в решения. Применение критерия даёт возможность принять иди исключить определённое число решений. Приемлемые решения сравниваются, чтобы отобрать доминирующее или превосходящее. Заметьте, что критерий выводится из ограничения проблемы и даёт возможность судить о решении. Критерий является измерителем цели, порождающим нить постоянства в процессе оценки. Приемлемость решения ещё не означает его пригодности для отбора. Должен быть оценён относительный риск, содержащийся в каждом приемлемом решении.

Оценка риска

Системный анализ предназначен для решения того класса проблем, который находится вне короткого диапазона ежедневной деятельности. Оценка с достаточной точностью риска, заключённого в данном решении, более трудна для проблемы, дальше отстоящей во времени. Каждая альтернатива оценивается собственной мерой риска. О каждой альтернативе должно быть вынесено суждение с помощью прямых или косвенных измерителей, которыми являются критерии действия системы. Ключ к такому определению оценок лежит в сравнимости суждений. Каждое решение должно быть того же самого вида (яблоки и яблоки, а не яблоки и апельсины) и суждение о нем должно выноситься одним и тем же образом. Цель состоит в том, чтобы систематично оценить альтернативное решение путём определения в диапазоне оценок, а не в одиночной точке, чувствительности каждого параметра системы. Каждый параметр проблемы представляет некоторый аспект действия системы.

Определение оценки риска промежуточных или долговременных проблем иногда уходит от реальности. Возможно, что способов избежать этого нет. Иногда модель, которая служит представлением проблемы (системы), является несовершенным отражением реального мира. При таких обстоятельствах согласие в оценках риска может быть относительно низким. Несмотря на отсутствие абсолютных оценок, относительные оценки могут быть всё же полезны. Абсолютные оценки определяются как оценки, не загроможденные или не засоренные элементами, делающими эти оценки несовершенным представлением явлений, которые они отражают.

Относительные оценки позволяют решать большую часть тех вопросов, которые решают абсолютные оценки, однако они не могут претендовать на то чтобы быть точным, полным отражением проблемы. Логично по лученные относительные оценки могут показать полный диапазон возможностей, упорядоченных по одному или нескольким критериям. С их помощью может быть выбрана с некоторой уверенностью альтернатива с наименьшим риском. Упорядоченное рассмотрение риска посредством систематической оценки альтернатив является серьёзным улучшением процесса решения проблем 4.

Относительные оценки могут оказаться приемлемыми и по ряду других соображений. При сравнении альтернативных систем возникает следующая проблема: выделить подсистемы с широким диапазоном характеристик и сосредоточиться на них. В примере со сверхзвуковым транспортом конструкция двигателя, электроника или другие параметры могут быть заданы извне. Эти параметры могут иметь относительно небольшое влияние на величину полной стоимости безотносительно к рассматриваемой альтернативе конструкции транспорта. В основном на стоимость может влиять наружное покрытие и силовая конструкция самолёта из-за необычных требований к скорости, влекущих за собой бесчисленные проблемы конструирования оболочки. Например, транспорт со скоростью 2 маха может оставаться в алюминиевом корпусе, однако транспорт со скоростью 3 маха может потребовать покрытия из нержавеющей стали или титана и уникальной конструкции, согласованной с высокой скоростью, трением и напряжениями. На ранних стадиях конструирования оценки, создаваемые для анализа этой проблемы, не являются абсолютными. Однако, если оценки получены логично, их относительная величина будет разумным, приемлемым показателем альтернативы при установленном условии. Задача состоит в том, чтобы обеспечить полноту и ясность альтернатив.

Риск может проявляться двумя способами. Во-первых, требования к системе могут быть выражены неадекватно; во-вторых, модель для определения стоимости системы может быть неудачной. Требования к системе относятся к полному диапазону входа данной системы, включая людей, машины, материалы, устройства и капитал. В любой из этих категорий существенные ошибки приведут к увеличению ожидаемого риска. Ошибки могут быть в плюс (сверх установленного) или в минус (ниже установленного). В сложных долговременных проблемах ошибки имеют тенденцию быть в минус. Недостатки в определении границ системы непременно приводят к недооценкам. Недостатки в модели оценки стоимости оказывают большее влияние на распределение затрат, чем на полноту или согласованность определения затрат.

При определении стоимости от специалиста по анализу систем может потребоваться установить относительно простые вещи, например, такие, как ценник 1970 году на нержавеющую сталь. От него может также потребоваться дать оценку более сложным явлениям, например, таким, как уровень мощности предприятий авиационно-космической промышленности в 1970 году или производительность труда в ней. Конкретные числа в конце концов должны быть отнесены к широкому диапазону деятельности. Следовательно, специалист по анализу систем должен найти пути получения и подтверждения чисел и оценки их возможного диапазона ошибок. Если необходимо, должны быть введены предположения; при определении стоимости долговременных проблем предположения могут доминировать.

Риск может также проявляться и другим путём. Связь между требованиями к системе и стоимостью требований должна быть установлена осмысленным образом. Для определения структуры на основе сегодняшнего представления будущей действующей системы необходима модель, которая настолько близка к будущей системе, насколько это возможно осуществить. Оборудование и программы электронной вычислительной системы являются необходимой частью процесса моделирования. Они позволяют поднять первоначальное представление связей между компонентами системы на новый уровень посредством введения нового входа. Итеративные возможности машинной модели позволяют рассмотреть и отбросить многие альтернативные связи. Необходимо принять только те немногие, которые удовлетворяют всем критериям или их части.

Для каждого приемлемого набора связей может быть определена стоимость. Если дана достаточно большая выборка, для диапазона требований к системе могут быть установлены отношения, позволяющие определить оценки.

Отношения для определения оценок могут быть линейными или, что то же самое, возрастающими с фиксированной скоростью; например, по мере роста числа пассажиров возрастает общий вес пассажиров. Или же такие отношения могут быть нелинейными; например, при увеличении веса самолёта стоимость может возрастать в большей степени. Успешно применяемые отношения для определения оценок извлекаются из больших выборок эмпирических данных, полученных из набора альтернативных систем с варьирующими требованиями. Задача для специалиста по анализу систем состоит в том, чтобы найти новые отношения между компонентами проблемы. Затем он может проверять их настолько интенсивно, насколько это возможно в его модели.

Отношения между приемлемыми решениями и риском могут быть иллюстрированы рис. 5.7. Эта модель для оценки риска упорядочивает идентифицируемую степень ожидания качественно, а не количественно. Связь риска и полезности показана на схеме рис. 5.8.

Полезность представляет собой комбинированную оценку времени — стоимости — эффективности. В примере рис. 5.8 отношение полезности к риску чрезмерно упрощено. Более полно оно может иллюстрироваться рис. 5.9, где полезность описана тремя измерениями: временем, стоимостью и эффективностью. То, что решения В и С имеют «наибольший» и «средний» риск, может обсуждаться. Это зависит от критерия. Если цель состоит в оптимизации, может быть выбрано как В, так и С. Возможно, что следовало бы выбрать С, чтобы минимизировать затраты и время ценой риска; но можно выбрать и А, поскольку это решение могло быть достигнуто при минимальном риске.

Решение Полезность Риск
A Большая Большой
B Средняя Средний
C Наименьшая Наименьший
Рис. 5.8.
D Наибольшее Наибольшая Наименьший Наименьший
B Наименьшее Наименьшая Наибольшая Наибольшая
C Среднее Средняя Средняя Средний
Рис. 5.9.

В другом примере наивысшая эффективность может быть достигнута принятием наиболее длительного времени и использованием больших ресурсов. Если это решение отбрасывается, следует сосредоточиться на других решениях. Может оказаться желательным вновь обратиться к оценкам, установленным для соотношения время — стоимость — эффективность, и пытаться определить, какие параметры чувствительны к стоимости, а какие нет. Их пересмотр может открыть, что небольшие изменения привели бы к существенным изменениям в отношении времени — стоимости — эффективности. При переводе на язык решения оценка риска может стать более острой, и одна из двух альтернатив, В или С, может оказаться существенно превосходящей другие. Задача состоит в том, чтобы найти решение, наиболее благоприятное во всех отношениях, и даже в том случае, если произойдёт событие с низкой вероятностью, для которого система не была специально сконструирована.

Альтернативы и выборы вариантов

Термин «выбор» обозначает методичную манипуляцию объектами и свойствами, позволяющую определить полный диапазон характеристик системы. Выбор может быть определён как замена одного набора оценок, полученных из отношения набора объектов и свойств, на другой набор оценок, который должен быть оценён тем же способом.

Рассмотрим такую ситуацию решения проблемы, в которой объекты, свойства и связи системы перечислены. В этом случае исходным, первым шагом является выбор набора альтернатив. Не впадет ли специалист по анализу систем в крайность, анализируя даже каждую крайнюю систему как возможный ответ на проблему? Аргумент в пользу неограниченных исследований, особенно при решении военных проблем, состоит в том, что они обеспечивают прилив наиболее неожиданных возможностей или причудливых комбинаций событий, упрощающих план и, таким образом, предотвращающих будущую неудачу.

Но поскольку в деловых мероприятиях не существует неизбежно следующего из возникшей ситуации выбора между жизнью и смертью, то затраты на оценки крайностей кажутся неоправданными. В условиях делового мира долговременное планирование наиболее эффективно, если оно удерживается внутри границ известного на сегодня и относительно немногого известного о завтрашнем дне. Альтернатива широкого, неограниченного анализа проблемы на деле может оказаться чрезмерно узкой атакой проблемы.

Усилия компании в области долговременного планирования в конечном счёте могут рассматриваться как специальный тип решения проблемы. Цель такой работы состоит в том, чтобы, отобрав достаточно проблем и решений, охватить настолько полный набор альтернатив, какой только будет доступен. Определение оценки, в конце концов, складывается из суждений; искусства агрегировать (собирать в единое целое) и представлять найденное и экспертизы агрегирования, анализа и синтеза исследуемых данных.

Насколько большой может быть величина набора альтернатив, можно пояснить диаграммой, для построения которой используем пример упоминавшегося ранее сверхзвукового самолёта. Пусть даны три характеристики: объём кабины команды, объём салона для пассажиров и объем пространства для топлива. Задача, возникающая перед специалистом по анализу систем при оценке трёх диапазонов этих объёмов, показана на рис. 5.10. Без дальнейших пояснений очевидно, что выбор между этими тремя характеристиками является только одним из основных выборов, которые могли быть сделаны при конструировании самолёта. Например, упомянутые характеристики зависят от геометрии крыла, полетного веса, числа и размеров двигателей, дальности и скорости.

На рис. 5.10 показан выбор между объёмом кабины команды, объёмом салона для пассажиров и объёмом пространства для топлива. То, что показано на этой диаграмме, есть неравноправно оценённая система, в которой имеются три альтернативы объёма кабины команды; для каждой из них есть три альтернативы объёма салопов для пассажиров, а для каждой альтернативы объёма салона есть три альтернативы объёма пространства для топлива. Этому точно подобны три альтернативы объёма пространства для топлива, три альтернативы объёма кабины для каждого варианта объёма пространства для топлива и три альтернативы объёма пассажирского салона для каждой кабины команды. Процедура выбора вариантов организует анализ параметров конструкции системы так, что его проведение концентрируется вокруг единственно важной характеристики системы.

Приме­чания:
  1. При оценке альтернатив важную роль может играть представление о потенциально достижимом уровне (физический предел) и технически достижимом уровне (технический предел). Работа К. Шеннона по оценке предельной пропускной способности каплла связи — один из примеров. (Прим. перев.)
  2. Это значит, что полнота при оптимизации решения — «все, что может быть сделано в данных условиях с учётом всех требований и всех ограничений — имеет большее значение, чем достижение оптимума на частичном представлении проблемы». (Прим. перев.)
  3. Книга написана Оптнером в 1964 году. Следует считать, что в 1969 году пассажирский сверхзвуковой транспорт 1972 года уже достаточно определился: ТУ–144, «Конкорд» и «Боинг–747». (Прим. перев.)
  4. В США сделаны попытки создать системы оценки риска при проектировании технических систем.
Содержание
Новые произведения
Популярные произведения