Стэнфорд Оптнер:
Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем.
Глава 1. Характеристика проблем делового мира

Решение проблем делового мира с помощью систем

Цель этой книги состоит в том, чтобы вместе с читателем рассмотреть процесс решения проблем делового мира со всех сторон, на всех уровнях и с различных точек зрения. При этом я принимаю следующие принуждающие связи:

1. Рассмотрение должно содержать элементы методологии решения проблем (например, содержать принципы процедур).
2. Процедуры решения проблем должны быть внутренне увязаны.
3. Процедуры решения проблем должны быть равно приложимы как к простым, так и к сложным проблемам.
4. Процедуры должны позволять объединять или расчленять элементы проблем.

Чтобы достичь этой цели, я обратился к идее рассмотрения делового мира как системы. Существуют четыре соображения, заставившие меня это сделать.

Во-первых, системная концепция даёт возможность устанавливать как общие, так и специальные качества проблемы. Ответственные руководители обычно не применяют идею системы при решении проблемы ¹. Как правило, они находят утилитарное решение проблемы для конкретного случая.

Проблемы возникают в непрерывно меняющихся обстоятельствах. В используемом ответственным руководителем процессе нахождения решения могут возникать две типичные ситуации: либо проблема может быть такой же, как и предшествующая, но обстоятельства, в которых она возникла, могут быть иными; либо же может быть, что обстоятельства, в которых возникла проблема, те же, но сама проблема изменилась.

В каждом из этих случаев встают следующие основные вопросы: Подготовлен ли ответственный руководитель к применению метода решения проблем? Или, полагаясь на свою интуицию, он собирается применить старое, проверенное решение к стоящей перед ним новой проблеме?

1. Применимо ли старое, проверенное решение к тем условиям, в которых возникла и существует новая проблема?
2. Каким образом ответственный руководитель пришёл к выводу, что старое решение является достаточно общим, чтобы быть подходящим для данного случая?
3. Есть ли мера риска, которая позволит установить наличие риска в решении проблемы?
4. Есть ли мера потенциального дохода для определения предпочтительного или «лучшего» решения данной проблемы?

Если сходство между проблемами было только поверхностным, успех, которого сможет добиться руководитель при применении проверенного решения, будет несколько ограниченным. Мы знаем из опыта, что многие новые проблемы могут быть разрешены с помощью старых решений, несмотря на изменение обстоятельств. Ответственный руководитель должен в процессе решения проблемы оценить степень сходства новой проблемы со старой. Результат оценки и определит, должно ли применяться новое или старое решение.

Однако в нашем распоряжении есть мало средств для определения сходства проблем в условиях делового мира. Иногда трудно соотнести проблемы и решения. Это может происходить из-за того, что одинаковые проблемы разделены временем, или из-за давления обстоятельств, в которых принимаются решения. Решение проблемы в деловом мире оказывается существенно зависящим от тщательного, детального рассмотрения влияющих факторов. Эти факторы не всегда непосредственно связаны с проблемой в целом.

Рассмотрим теперь второе соображение в пользу использования системной методологии. Решения, в условиях делового мира имеют тенденцию определять конечный исход. Решения, определяющие конечный исход, описывают конечные результаты безотносительно к промежуточным исходам и альтернативам. Противоположностью решения, определяющего конечный исход, является решение, которое может быть охарактеризовано, как решение, определяющее процесс. При использовании решения, определяющего процесс, проблема представляется как внутренне сложная безотносительно к её кажущейся простоте. Определение процесса требует, чтобы проблема была разделена на свои составляющие, последовательно соединённые части. Такое разбиение проблемы на осмысленные части обеспечивает формальную перестройку её структуры, что и позволяет найти решение.

Решение проблемы, определяющее конечный исход, полезно потому, что во многих случаях ответственные руководители вынуждены принимать бесчисленные решения под давлением требований обстановки («по запросу») ². Поскольку выработка решений, определяющих процесс, требует больше времени, возникает тенденция использовать их только для тех проблем, которые не требуют решений «по запросам». Решения, определяющие процесс, нуждаются в изучении с помощью формального аппарата, стоят дорого и требуют больше времени, чем решения, определяющие конечный исход. Они, таким образом, наиболее ценны в приложении к крупномасштабным, сложным проблемам, где ставка велика и где руководство согласно вкладывать средства только после получения тщательно обоснованного заключения.

Существует также ещё один довод в пользу того, чтобы применять два типа решения проблем — решения по системе ³ и решения по процессу. Из дальнейших разделов книги читателю станет очевидным, что решения составляются из нескольких частей, которые предшествуют друг другу в порядке их необходимого приоритета. Чтобы можно было практически применить эти компоненты решения, решение проблемы нужно представить как совокупность детальных процессов, надлежащим образом связанных во избежание, логической непоследовательности.

Третье соображение в пользу использования идеи системы состоит в том, что системный подход даёт возможность построить объективный стандарт, позволяющий организовать проблемы для их решения. Объективный стандарт есть несубъективное средство, позволяющее определить в терминах установленного критерия, включающего конкретные правила или принципы, какие отношения должны быть. Объективный стандарт даёт возможность глубоко проникать в содержание проблемы и тем самым позволяет обобщать явления делового мира ⁴.

С точки зрения физика, объективный стандарт должен иметь смысл и быть демонстрируемым где угодно. Более того, он должен выдержать испытание временем и многократные проверки, проводимые другими лицами. Объективный стандарт полезен благодаря тому, что в его основе лежит демонстрируемый факт. Если ошибочность решения не может быть доказана экспериментальной проверкой ⁵, тогда становится оправданным построение решения как конструкции из истин; на каждую из которых исследователь может положиться в определённых пределах. Эти истины в конечном счёте могут быть названы законами или аксиомами.

В деловом мире или промышленности, в деятельности военных или правительственных учреждений законов этого типа мало, если они вообще есть. Если такие законы есть, то их трудно выделить. Если же нечто подобное «закону» найдено, его применение ограничено какой-либо отдельной областью: только промышленностью, только некоторым географическим районом или некоторым процессом.

Нехватка действенных обобщений, отражающих явления делового мира, заставляет сосредоточить внимание на средствах, позволяющих объективно организовать эти явления. Операции, не основанные на обобщениях, становятся расходящимся рядом входов, процессов и выходов, никогда не повторяющихся дважды, хаосом причин, результатов, совпадений, случайностей и успехов или провалов. Идея системы предназначена не для изучения отдельных явлений, а для изучения полного комплекса явлений, порождающего окружающую данный процесс обстановку и его состояние.

Деловая деятельность, рассматриваемая через призму объективно установленного набора системных правил, примет вид системы. Специалист по анализу систем, изучающий задачи делового мира, увидит объективную структуру процесса деловой деятельности. Его цель будет состоять в том, чтобы выяснить характеристики системы и сопоставить с ними определённые качества. Эти характеристики будут называться системными параметрами. Параметры есть произвольные постоянные, дающие количественную оценку конкретной системы (или компонента) по каждому её качеству. Качество параметра есть конкретная величина, приписанная параметру в данной операционной ситуации.

Рассмотрим теперь четвёртый довод в пользу использования системных идей в деловом мире. Многие выявленные проблемы промышленности оказываются количественно-качественными проблемами. Количественными проблемами являются те, для которых решения получаются путём использования предопределённых способов манипулирования числами. Качественные проблемы являются не числовыми и связаны с детальным перечислением будущих или плохо определённых ресурсов и их свойств или характеристик. По мере улучшения понимания проблем, имеющих количественные и качественные аспекты, количественные их стороны более легко фиксируются и становятся более возможными точные количественные решения. Исследование операций уже сделало много полезного, применяя математику для решения проблем делового мира, обороны и правительства.

Однако для решения тех проблем делового мира, которые ещё не вышли из качественного состояния, количественные методы имеют ограниченное применение. Поэтому необходимо ввести в действие другие методы, позволяющие разумно решать качественные проблемы. Проблемы, обладающие и качественными и количественными сторонами, будут называться смешанными.

Системный анализ является новейшим методом, позволяющим справиться с такими смешанными проблемами. Труднее всего работать с качественными проблемами, поскольку они неполностью структурированы. Кроме того, качественные проблемы не могут быть легко выражены в их логических компонентах. Неудивительно, что в этой широкой области главную роль играют суждение, интуиция, опыт, а иногда просто осторожность или безрассудность. Назначение системной методологии состоит в том, чтобы создать работоспособную структуру для решения этих трудных проблем. Из этого следует, что методология решения проблем делового мира и промышленности должна позволить:

• предписывать систему, которая функционально организует общий процесс решения проблемы;
• обусловливать параметры системы, которые дают структуру, необходимую для решения проблемы;
• описывать модели системы и её возможности, что позволяет осуществлять итерацию альтернатив выходов процесса решения проблемы ⁶.

Общая схема решения проблем

Задача учёных состоит в изучении природы. Выполнение этой задачи становится возможным благодаря использованию учёными знаний и профессиональных методов. Например, физик исследует связь причины и следствия, используя свою специальную, подготовку для наблюдения и измерения ⁷. Допустим, что в некоторой ситуации отношение между причиной и следствием не может быть легко установлено. Тогда экспериментатор придаёт эксперименту структуру работающей модели явления, в которой он сам играет роль наблюдателя. Он выполняет необходимые для эксперимента условия, обеспечивая подачу некоторых входов, используя устройства обработки, средства, поддерживающие синхронность обработки, и устройства для записи результатов. Рассматривая результат, экспериментатор устанавливает, что произошло в изучаемом процессе, и связывает это со своим пониманием физического мира.

В зависимости от того, имела место удача или неудача, он может повторить свой эксперимент. Прежде всего он стремится определить, можно ли воспроизвести результаты эксперимента. Однако экспериментатор равно заинтересован и в изменении процедур и методов эксперимента, чтобы наблюдать отклонения и изменения в результате. Наблюдая за результатами, он может узнать нечто большее о мире и нечто большее о своих собственных первоначальных результатах. В конце концов, экспериментатор может оказаться способным оказать влияние на скрытые свойства изучаемого предмета.

Объяснение данных

Ничто так не уместно в качестве примера представленного выше процесса, как работа Каплера при формулировании уравнений для планеты Марс. Кеплер ставил перед собой задачу объяснить данные прямых наблюдений, сделанных Тихо Браге ⁸, с помощью гипотезы, состоящей в том, что орбита Марса — точный круг. Эта гипотеза соответствовала взглядам астрономов XVI века. Задача Кеплера состояла в том, чтобы взять данные Браге и определить, содержит ли простейшая кривая (представляющая форму орбиты) все эти данные. Эта постановка задачи представлена на схеме рис. 1.1.

Переформулируем теперь проблему в терминах первоначальной гипотезы Кеплера ⁹. В этом случае постановка задачи может быть представлена, как это сделано на схеме рис. 1.2. Оказалось, что уравнение орбиты и данные противоречат друг другу. Расхождения были Кеплером обнаружены, и можно предположить, что его первой реакцией было сомнение в точности наблюдений Браге. Но после того, как точность данных подтвердилась, Кеплер направил своё внимание на гипотезу о форме орбиты. Это само по себе было огромным разрывом с традиционным мышлением того времени.

Вторая гипотеза Кеплера состояла в том, что орбита Марса — овал. Выбор этой формы основывался на теории площадей, с помощью которой математики того времени пытались определить орбиты планет. Но данная форма содержала много фундаментальных проблем, связанных с построением, которые Кеплер не мог разрешить. И снова данные, их объективное представление и структура, которая их связывала вместе, ускользали от экспериментатора.

Работа Кеплера над данными Браге началась около 1600 года. Конечным результатом исследований Кеплера явилось открытие эллиптической орбиты планеты Марс, с которой данные Браге согласовывались. Теория, объединяющая результаты Кеплера, утверждает, что планетарная орбита Марса эллиптична, что Солнце находится в точке фокуса (1609 год), что Марс в своём движении по орбите описывает площади, пропорциональные времени его обращения (1609 год), и что квадрат времени его прохождения пропорционален кубу большой оси эллипса или его среднему расстоянию до Солнца (1619 год).

Эта монументальная работа, являющаяся типичным решением проблемы, выделяется той невероятной объективностью, которую экспериментатор внёс в свой долгий, утомительный эксперимент. Без сомнения, именно эта сторона является наиболее значительной и фундаментальной характеристикой всякого научного экспериментирования. Сущность процедуры Кеплера не заключалась в простом переходе от данных к проблеме и результату. Было сделано большое количество итераций в каждой части проблемы. Но каждый эксперимент проводился при двух условиях: во-первых, использовались данные Браге и, во-вторых, форма орбиты должна была соответствовать данным Браге. Принуждающие связи могут быть определены как нечто, осмысленно ограничивающее цель ¹⁰.

Экспериментатор и эксперимент

По сравнению с исследовательской лабораторией в деловом мире есть немного областей, в которых применимо экспериментирование. Но даже в лаборатории исследования редко бывают «чистыми», гораздо чаще — прикладными. Это может объяснить, почему деловой мир относительно редко выдвигает своих «философов». В его ежедневных проблемах не может возникать сомнений относительно природы мира. Долговременные проблемы, если их детали неполны или если существует слишком много возможностей для выбора, могут быть менее определёнными.

В этой последней области научные основы решения проблем ещё не установились даже для ограниченного класса проблем. «Системный подход», «исследование операций» и «анализ стоимости» — ранние проявления того, что в дальнейшем может стать научными основами решения проблем делового мира.

До самого последнего времени деловой мир, в отличие от научного мира, для которого так типично экспериментирование, не ощущал необходимости экспериментировать. Первые обнадёживающие эксперименты начались в организациях, применявших вычислительную технику для обработки деловых и технических данных. Для большинства компаний наибольшим препятствием в применении вычислительных машин явилась их неспособность найти структуру осмысленных, увеличивающих сбыт или прибыль экспериментов ¹¹. Ценность эксперимента в деловом мире также может быть поставлена под сомнение по той причине, что организация (целостности) в частном предпринимательстве, военные и правительственные организации являются открытыми.

Открытость организаций заключается в том, что для действия в данной обстановке организации обязательно должны воспринимать и отфильтровывать разнообразные случайные входы, не являющиеся ни полезными, ни ценными. В отличие от Кеплера, чья система была закрытой (относительно свободной от случайного входа) и включала всё относительно немногие альтернативы, современный руководитель выполняет свои функции в мире, который становится другим и усложняется каждый день. Более того, проблемы ответственных руководителей совершенно не похожи на проблемы Кеплера. Кеплер шёл вперёд в логичной, последовательной, не произвольной обстановке. Ответственный руководитель должен также иметь дело и с явлениями, которые он характеризует как нелогичные, непоследовательные или произвольные.

Тем не менее деловой мир может улучшить ведение дел, используя некоторые приёмы Кеплера в решении проблем. У каждого ответственного руководителя, рассматривающего любую крупномасштабную проблему, есть что-то общее с великими математиками. Например:

1. Почти все руководители имеют дело с проблемами наблюдения явлений и точности информации.
2. Каждый руководитель понимает смысл информации на основе знания того, что, как предполагается, она описывает.
3. Анализ любой проблемы может поставить под сомнение надёжность информации и способ её получения.
4. Если точность или аккуратность информации под вопросом, то ответственный руководитель почти определённо поставит под сомнение жизненность вывода, полученного на основе этой информации.
5. Ответственные руководители периодически справляются с проблемами, возникающими из-за неправильного понимания причин и следствий отношений, свойственных данной ситуации.

Таким образом, оказывается, что в сфере делового мира есть место для применения общей научно-ориентированной методологии решения проблем. Задача состоит в том, чтобы исследовать возможность улучшения решения проблем в неполностью структуризованном открытом деловом мире. Первый шаг состоит в том, чтобы рассмотреть метод исследователя в научном мире.

Экспериментальный метод

Формализованный анализ явлений содержится в классической процедуре эксперимента. Вход или результаты явления могут быть названы данными. Термин данные определяется как величина, число или отношение, вводимые в процесс или получаемые из него. Данные могут быть также и не числовыми. Например, факты, принципы, утверждения или другие материалы, на которых основываются аргументы, также могут являться данными. Информация определяется как знание, полученное из анализа данных ¹². Данные, полученные из наблюдения явлений, могут перестраиваться осмысленным образом, но без искажений или фундаментальных изменений. Из данных исследователь выводит сущность явления, чем и описывает состояние неизвестного. Он старается определить, могут ли данные удовлетворить условию. Условие образуют все необходимые положения, которые посредством ограничений и описаний определяют характер системы.

Экспериментатор может пытаться определить, достаточна ли комбинация данных и условий, чтобы объяснить явление в целом или только ту его часть, которая отражает неизвестное. В ходе этого процесса он может строить модели, повторять свои эксперименты, накапливать больше данных, проверять согласованность внутри полной выборки данных и пересматривать неизвестное.

В отчаянии от бесконечных повторений экспериментатор может обратиться к аналогичной, но уже решённой проблеме, сходные данные которой не вызывают сомнений, или же к аналогичному условию, которое определяло принуждающие связи уже известного процесса. Здесь, таким образом, находится точка первого подхода к проблеме: решение новой проблемы может быть заключено в старой, уже решённой проблеме. Возможно, что единственным ключом, в которое нуждается экспериментатор, чтобы открыть решение, является специальный способ рассмотрения данных. Или же, подобно Кеплеру, он может увидеть решение в хорошо знакомом ряду известных, сложных отношений, приложимых к новой проблеме. Вооружённый новым пониманием экспериментатор может применить свежий подход и поставить работу в новом направлении.

Все же и в этом случае его может постичь неудача. Предполагая, что он уже сделал всё, что мог, экспериментатор может счесть проблему слишком большой, чтобы её можно было разрешить в один приём. Тогда он может разделить проблему на части, более доступные исследованию. Вместо того чтобы иметь дело с одним сложным явлением, экспериментатор сможет более эффективно работать со многими простыми явлениями. Разделяя проблему на части, он может узнать о своей проблеме многое такое, что нелегко было понять, наблюдая только конечный результат многоступенчатого процесса. На этой стадии исследования решения одних частей проблемы станут самоочевидными, в то время как другие её части ещё могут требовать решения. Всегда может случиться, что некоторая часть проблемы будет неограниченно ускользать от окончательного решения.

Но у экспериментатора есть и другие альтернативы. Он может на некоторое время оставить в стороне интересующую его проблему и атаковать некоторые родственные ей проблемы, которые, как он чувствует, принесут ему полезные результаты. Работа над родственной проблемой может прямо или косвенно снабдить его предпосылкой, на которой он попытается основать полное решение. Потерпев поражение и в этом, он может систематически изменять неизвестное или же менять условия, из-за которых возникает несогласующийся результат. Изменение неизвестного, условий или любых других частей эксперимента должно контролироваться. Экспериментатор должен сохранять полные и точные записи изменений в процедурах и учитывать их влияние на экспериментальные результаты. Экспериментатор должен обладать способностью идентифицировать процедуры, которые были им добавлены или исключены, и элементы явлений, которые при этом возникли или исчезли.

Ежеминутное документирование деталей изменяемых процедур даёт возможность продолжать исследование причины и следствия.

Общая структура изложенного выше метода та же, что и у проводимого под контролем метода проб и ошибок. Средством является методичная итеративная процедура, которая сравнивает экспериментальные результаты с тем, что известно, и с тем, что неизвестно. Эксперимент проводится при следующем ограничении: экспериментатор исследует свою проблему, сохраняя неизменными цели и принуждающие связи эксперимента. Экспериментатор использует фиксированную процедуру и располагает такой небольшой свободой, которая позволяет ему изменять результаты своего экспериментального процесса только систематически. В тщательно спланированном физическом эксперименте нет ничего произвольного, туманного или несогласованного. По идее, в проведении эксперимента содержится даже что-то ещё более фундаментальное. Возможно, это лучше называть методологией ¹³, так как в основе формальной последовательности эксперимента лежит определённый порядок. Методология может быть определена как собирательный, формальный элемент искусства эксперимента, в данном случае — искусства решения проблемы.

Уровень точности, обеспечиваемый методологией решения проблем при её применении в деловом мире, может быть поставлен под вопрос. В научном мире экспериментатор всецело полагается на использование машин и математики. Эти инструменты дают возможность получать тот уровень точности, который он желает; Знание физических законов, математическая строгость и возможности машин являются вооружением экспериментатора, атакующего сложную проблему.

К сожалению, для делового мира требуется гораздо больше, чем машины и математика. В нём имеются специалисты по рабочей силе и сбыту, заказчики, конкуренты, материалы, устройства и бесчисленное множество специальностей и видов ресурсов. Все они в какой-то степени оказывают прямое или косвенное влияние на проведение дел компании, заинтересованной в использовании эксперимента для улучшения сбыта или увеличения прибыли. Короче говоря, в самой деловой деятельности нет ничего, что бы порождало те последовательные, ясные условия, при которых процветает классический научный эксперимент. Машины и математика в той степени, в какой они сейчас используются, не могут сами по себе проникнуть в деловую деятельность. Поэтому первый шаг должен состоять в таком разделении данных и явлений деловой деятельности, чтобы мы могли внести в их изучение необходимые, элементы научной методологии.

Количественный анализ

Проблемы, которые выражаются в числах или в таких символах, которые, в конце концов, могут быть выражены в числовых оценках, являются количественными. Существует много частично не количественных деловых проблем.

Исследуя количественные проблемы, мы замечаем их основные особенности. Первой из них является точность. С помощью методов статистики специалист может установить для данного отношения значение или диапазон значений. С помощью вычислительной машины он может воспроизвести структуру проблемы и решить проблему двадцать раз. Он затем может предложить руководству три лучших решения для данного проекта с наиболее подходящей комбинацией прибыли и риска. Специалист может оценить надёжность решения ¹⁴, устанавливая доверительные интервалы или вероятность осуществления решения ¹⁵. Тесно связано с надёжностью её зеркальное отражение — строгость ¹⁶. Пользуясь математическими методами, специалист может установить критическое значение величин с определённостью, невозможной в любых других областях.

Вторая особенность количественных проблем состоит в лёгкости манипуляций и может быть названа управляемостью. Использование чисел и систем для управления ими (методов статистики, исчислений, алгебры) даёт возможность вести анализ вопросов произвольного характера. Ответ на некоторые проблемы может быть получен с помощью простой арифметики, и в этих случаях использование усовершенствованных математических методов не служит достижению цели. Однако для более сложных проблем, требующих решения, инструмент, позволяющий выразить отношения, может становиться более сложным. Сложный математический инструмент (множественная регрессия, матричная алгебра, линейное программирование) использует те же самые арифметические процессы, что и простои. Однако за некоторым пределом сложности математическую обработку лучше вести на машинах, чем выполнять вручную.

В этом случае выступает ещё одна особенность количественных проблем: возможность представлять численное выражение в форме, пригодной для машинного считывания. Любая идея может быть приписана любому символу или величине. Однако именно количественные проблемы наиболее легко вводятся в обрабатывающие данные вычислительные машины, которые обеспечивают решение необходимыми вычислениями.

Большинство вычислительных машин может легко использоваться опытным специалистом по анализу систем. Заметьте, что роль людей изменяется, когда применяются вычислительные средства. Вместо проведения отдельного исследования или проверки математического выражения специалист выполняет функцию объединения и планирования. В случае использования электрической суммирующей машины самая сложная задача оператора — найти нужную кнопку или провести вычисление суммы дважды, чтобы быть уверенным в отсутствии ошибки. Однако на другом конце спектра машин находятся электронные вычислительные машины. Такие машины требуют априорного планирования каждой операции в полностью определённой машинной программе, которая может состоять из тысяч операций. Каждая операция может иметь математическое выражение или определять связь, делающую возможной автоматическую машинную обработку.

Количественные проблемы отличаются также их однозначностью. Уравнение кривой или построение, выполненное с помощью, геометрических аксиом и тригонометрических правил, имеет уникальное качество. Оно состоит в том, что неопределённость и общность идут рука об руку. Числа являются конкретными; смысл свободно используемых слов является расплывчатым.

Гибкость также может быть названа характеристикой количественных проблем. Манипулируя числами, специалист может находить интересующее его неизвестное или же новые отношения между комплексами переменных. Он может легко менять свою процедуру и получать новые результаты без изменения (или с изменением, если требуется) любой части реальности, отражённой в его уравнениях. Он может формировать причудливые максимумы и минимумы, чтобы демонстрировать податливый и гибкий характер чисел. Некоторые философы науки указывают на необходимость выражения принятых отношений новыми способами. Числа сами по себе служат специалисту по анализу систем или математику в той степени, в какой их гибкость и управляемость обеспечивают увеличение глубины анализа.

Следующая характеристика чисел может быть названа согласованностью. Под согласованностью понимается ряд качеств: сравнимость, соединимость, однородность, отсутствие противоречий ¹⁷. Согласованность влечёт за собой сравнимость. Например, та же самая система может действовать дважды одним и тем же образом. Если эксперимент является согласованным, операции и результаты операций совпадают. Согласованность получается благодаря однородности содержания, процедур и программ. Существом, однородности является отсутствие вариаций и внутренняя тождественность условий. Согласованность покоится на отсутствии противоречий. Противоречие возникает из наблюдаемой или ненаблюдаемой логической несовместимости, которая приводит процедуры в конфликт с реальностью.

Неверно, что специалист не ошибается, если он использует числа. Точно так же неверно, что использование математики само по себе гарантирует выполнение всех предыдущих условий. Несомненно, одна из двух целей эксперимента состоит в том, чтобы демонстрировать ложность выводов или внести ясность в понимание недопустимости курса действий. Другая цель состоит в том, чтобы адекватно представить явление реального мира и объяснить его поведение в однозначных терминах. Для достижения этой последней цели используется основное свойство чисел — их способность представлять условия, события, отношения или системы в объективной и легко манипулируемой форме.

Количественно-качественные проблемы

Специалист по анализу систем должен отличать объективное представление явления посредством измерения или наблюдения процесса его протекания от реального результата процесса. Процесс определяется как явление, состоящее в непрерывном изменении с течением времени. Представление результатов процесса в символах или числах имеет порядок, отличный от порядка фактического результата, который находится с помощью суждений, интуиции и человеческих решений. Порядок определяется как классификационная категория, служащая для того, чтобы отличать результаты различного рода.

В тех случаях, когда человек выполняет функции процессора ¹⁸, его роль, так же как и роль вычислительных машин, состоит в том, чтобы принять вход и произвести выход ¹⁹. Во всех этих случаях человек как процессор определяется своими физиологическими параметрами и психологическими склонностями. На действия человека в качестве процессора влияют также его подготовленность и его механизмы адаптации к работе. Вход поступает в человеческий, процессор в сложной окружающей обстановке.

Человеческий процессор неизменно открыт для множества входов. Во-первых, он принимает те входы, которые сознательно генерируются для его восприятия. Во-вторых, есть также и такие входы, которые он воспринимает, хотя они направлены другим лицам и не производятся единственно для пользы данного индивидуума. В-третьих, существуют также входы, воспринимаемые смутно, которые не всегда могут быть ассоциированы с конкретной системой или явлением. Хотя последняя категория входов приходит с периферии, она может иметь существенное значение. Есть также и четвёртая категория, входы которой являются смешанными или множественными; в этом случае входы могут быть излишними или противоречивыми.

Множественные или смешанные входы можно пояснить с помощью аналогии с небольшим оркестром. Камерная музыка может рассматриваться как звуковая или шумовая система. Но никакая математика не может описать ни обертоны музыки, ни её эмоциональное воздействие. Камерный оркестр, организованный, как система, может поясняться схемой рис. 1.3.

У слушателей объединяются, по крайней мере, три категории входов: во-первых, оркестранты с их инструментами, как солисты, так и аккомпаниаторы; во-вторых, партитура, её меняющийся темп и скромная роль одного из музыкантов группы, руководящего исполнением; в-третьих, зал, который создаёт единственные в своём роде, неповторимые условия, такие как акустика и физическое расположение системы (расположение зала, расположение этажа и положение слушателей по отношению к исполнителям).

В этой модели музыкального исполнения слушатель лишь воспринимает. Он не призван выполнять какую-либо конкретную функцию, он просто включён в процесс слушания. Восприимчивость слушателей является функцией их музыкального образования, состояния ума и свободы выбора вида удовольствия. Отдельный слушатель может услышать больше или меньше в зависимости от степени его восприимчивости. Одним из выходов этого процесса является состояние слушателей.

В условиях делового мира также действует большое количество равно сложных, менее хорошо организованных множественных входных воздействий. Они составляют смешанный, неясный и неизмеримый задний план (мораль, дух коллектива, кооперирование и так далее). Множественные входные воздействия могут быть важным деловым процессом с их собственным набором уникальных, ещё подлежащих, идентификации ценностей.

В деловом мире существует большое число входов. Они имеют преходящие состояния и отношения. Обстановке, в которой воспринимаются входы или выходы, не придана структура, позволяющая реагировать на всякий и каждый элемент данных. На каждом уровне организации существует относительно немного конкретных лиц, воспринимающих смешанные или обобщённые выходы. Интерпретировать причины возникновения хаотических выходов организации трудно. Смешанные проблемы могут иметь как количественные, так и качественные аспекты.

Некоторые из наиболее трудных проблем как раз те, которые связывают организацию (целостность) с окружающими её условиями ²⁰. При определении политики относительно продукции или рынка, при диверсификации и приобретении, при размещении ресурсов, при планировании исследований и разработок значение математических методов невелико. Эти проблемы вообще относятся к компетенции самого верхнего уровня руководства. При их решении приходится иметь дело со стратегическими оценками деятельности конкурентов. Их затрагивают события и переменные, лежащие вне фирмы. В то же время они вообще прямо влияют на дела фирмы.

В дополнение к проблемам, стоящим перед высшим уровнем руководства, существует множество решений ответственных исполнителей, принимаемых вне и внутри организации. Многие из этих решении могут быть найдены без использования возможностей количественного анализа или с использованием такого анализа как вспомогательного средства. Качественные проблемы существуют в каждом отделе любой компании; они разрешаются с помощью суждений. Суждениеопределяется как выполняемая человеком операция, включающая сравнение и различение. Суждение является средством, с помощью которого формулируется знание, оценки и отношения.

Метод и методология

Важно понимать различие между методологией и методом. Методология является логически и процедурно организованной последовательностью операций. Если эти операции описываются на формальном языке и используются для решения задач, они могут образовать научную основу метода какой-либо дисциплины ²¹. Например, форма эллиптического уравнения Кеплера образует методологию. Формализм и процедуры хорошо сконструированного эксперимента или имитационная (то есть машинная — Прим. перев.) модель орбиты спутника образуют методологию. Любая крепко сколоченная, логичная, воспроизводимая структура процедур, возможные последовательности операций в которой тщательно определены, а правила выбора не являются неизвестными, может квалифицироваться как методология. Для методологии характерны однозначность и последовательность процедур.

Многие качественные проблемы решаются с помощью эвристического метода.

Метод (в том числе эвристический) основывается на независимом исследовании. Стимулом для исследования является личный опыт или знакомство с областью проблемы. Эвристический метод даёт возможность объединить разнообразный общий опыт для его совместного использования; он покоится в значительной степени на общепринятом смысле и позволяет специалисту ознакомиться с проблемой, подлежащей решению. Специалист, пользующийся эвристическим методом, может воздерживаться от точного определения проблемы до начала исследований. В конце концов он может (или не может) представить заключение как наиболее предпочтительное решение. Заключение по своему характеру не является обязательно решением проблемы и может не квалифицироваться как решение.

Решение определяется как средство заполнения промежутка между существующей и предлагаемой ситуацией.

Заключение определяется как вывод, полученный из двух и более предложений, которые взяты в качестве предпосылок. Решение должно быть убедительным и демонстрируемым.

Эвристический метод «неплох». История его применения восходит к математикам древней Греции. Однако он может быть неполным, неубедительным или туманным в содержании процесса получения результата или в самом результате. Руководитель может оправдывать своё решение или решения других косвенными ссылками на интуицию того, кто решает проблему. Интерпретация «интуиции» в этом контексте нелегка. Но тот, кто использует этот термин, возможно, вкладывает в него:

• предположение, что он может положиться на суждение отдельного лица как на высшее;
• предположение о том, что он может исключить необходимость в методологии и структуре для получения решения;
• готовность рисковать, основанная на предшествующих случаях, когда аналогичные суждения приводили к успеху;
• уверенность, что проблемы, подобные данной, в каждом случае различны;
• убеждение, что определённые проблемы могут разрешаться отдельно от других проблем и что они не существуют в рамках других проблем или на путях их решения;
• предположение, что использование абстракции для него не является необходимым ²².

В эвристическом методе не требуется ни формального определения проблемы, ни абстракции. Не является необходимым иметь алгоритм или набор уравнений, которые строго связывают части проблемы. Вообще, эвристический метод не даёт возможности ясно показать, каким образом было получено заключение. Наконец, в эвристическом методе редко есть полученные априори или апостериори решения по отношению к компонентам проблемы. Для этого метода также характерно ещё одно качество: мало надежды связать процесс получения заключения с индивидуальной интуицией. Повторение этого процесса невозможно как данным лицом, так и другими. Отличительным признаком количественного процесса является возможность его проверки и перепроверки кем угодно и где угодно.

Слабоструктуризованные проблемы

²³

Методу, в противоположность методологии, приписываются характеристики, которые обозначаются терминами «слабоструктуризованный» или «не вполне структуризованный». Необходимо, хотя бы только частично понять тот интуитивный качественный процесс, который использует ответственный руководитель. Точно так же желательно хотя бы отчасти изучить ту окружающую обстановку, которая делает этот тип слабоструктуризованного процесса нахождения решения возможным или, быть может, необходимым.

Одна из задач, возникающих при использовании методологии для решения проблемы, состоит в том, чтобы выделить полезные, ценные элементы эвристического процесса и применить их совместно с методологией. Другая задача состоит в отыскании подходящих способов определения наличия высокого риска и потенциально низкого дохода, заключённых в возможном курсе действий. Конечно, изобретения или творческие предложения, которые могут появиться в результате эвристического решения проблемы, не должны быть оставлены в стороне. Короче, задача состоит в том, чтобы внести структуру в слабоструктуризованный процесс.

У слабоструктуризованной проблемы есть также и другая важная особенность: её единственное решение строится на основе оценочных систем различного порядка. С помощью одной такой системы оценивается время, с помощью второй — стоимость, с помощью третьей — эффективность. В каждой из этих трёх систем могут быть элементы как поддающиеся, так и не поддающиеся количественному выражению. В любую из этих систем может входить оборудование, процессы, люди, устройства и другие категории, каждая из которых представлена с различной степенью полноты.

Чтобы внести структуру в неполностью структуризованную проблему, необходимо выполнить по крайней мере следующие основные требования:

1. Процесс решения проблемы должен быть изображён с помощью диаграмм потока (последовательности или структуры, процессов — Прим. перев.) с указанием точек принципиальных решений.
2. Этапы процесса нахождения принципиальных решений должны быть описаны детально.
3. Основные альтернативы и способы их получения должны быть демонстрируемыми.
4. Предположения, сделанные для каждой альтернативы, должны быть определены.
5. Критерий, с помощью которого выносится суждение о каждой альтернативе, должен быть полностью определён.
6. Детальное представление данных, взаимоотношений между данными и процедур, с помощью которых данные были оценены, должно являться частью любого решения.
7. Наиболее важные альтернативные решения и доводы, необходимые для объяснения причин исключения отклонённых решений, должны быть показаны.

Эти требования не равны по важности, точности выражения или степени полноты и объективности. Каждое требование имеет самостоятельную ценность.

Форма, в которой выполняются перечисленные требования, может усложнить слабоструктурнзованную проблему. Возможно, письменное изложение проблемы и её решения приводят к более дисциплинированному употреблению слов. Документирование процесса исследования и составление отчётов о его результатах, иногда оказывают благотворное влияние, усиливая структуру в проблеме. Но не все решения имеют письменную форму, и, возможно, только относительно немногие из всеобъемлющих деловых решений формально документированы. Типичные недостатки письменного материала — многословие, семантическое использование слов ²⁴, рыхлая структура предложений и неполнота представления.

Дополнительное рассмотрение может быть основано на оценке проведённой работы. Другие вопросы относятся к содержанию: аккуратно ли выполнена работа? равномерно ли представляет проблему документ или же есть области проблемы, которые выпали из поля зрения? где в отчёте сказалось влияние специалиста? где в отчёте возникли искажения из-за влияния тех, кто информировал специалиста? имел ли специалист достаточно времени и хорошо ли он продумал проблему?

Трудности с данными

Ссылки на написанные работы часто не содержат чисел. Однако обычно и ссылки, лишённые чисел, и числа всё равно встречаются в тех или иных комбинациях в слабоструктуризованных проблемах. Числа и нечисловые сообщения являются данными, а данные являются результатами. Данные, таким образом, не само явление, но возникают в связи с ним. Чтобы объяснить явление, одни данные должны быть связаны с другими данными с помощью чисел. Это должно быть сделано логическим, осмысленным способом обычно с помощью карт, таблиц или уравнений.

При использовании данных как фактических свидетельств явления или результата явления могут возникать серьёзные ошибки. Источник этих ошибок кроется в неправильном истолковании данных. Например, метеоролог может сказать, что в определённом районе выпадает дождь с интенсивностью 2 дюйма в час. Означает ли это утверждение одно и то же для его автора, для которого оно звучит как очевидность, и для читателя? Вот некоторые нелогичные выводы из данных, сообщенных метеорологом:

1. Дождь идёт каждый час и каждый час выпадает 2 дюйма дождя.
2. Выпадение дождя в течение часа неизменно, причём дождь в этом районе идёт всё время.
3. Выпадение дождя во всём районе равномерно.

Автор не привёл в своём сообщении следующие относящиеся к делу сведения:

1. Данные часового выпадения дождя могут означать или среднее, или максимальное значение, причём разница между этими двумя величинами может быть существенной.
2. Данные о часовом выпадении дождя не содержат указания на число лет, в течение которых сделано это наблюдение, и которое позволило бы установить статистическую вероятность оценки.
3. Чтобы можно было понять смысл данных как меры, должно быть указана, относятся ли данные о выпадении дождя к месяцу; сезону или полному году; иногда данные о часовом выпадении дождя отражают результаты наблюдения осадков за 24-часовой период.
4. Данные о выпадении дождя могут объединять наблюдения большого числа станций по сбору данных внутри и вокруг определённой области. Таким образом, числа, по этой области могут быть взвешенными средними, полученными Из максимальных или средних значений наблюдений, или это может быть простое среднее этих наблюдений. Таким образом, «2 дюйма дождя в час» ничего не говорят о том, каким был дождь в течение каждого часа, какова продолжительность непогоды или равномерность дождя в данном районе. Часовое выпадение дождя является существенно вероятностной оценкой, к которой может быть применён статистический подход. В этом примере метеоролог сообщением данных, которых он не понимает, вовлек себя и потребителя его данных в плохо структуризованную проблему. Может случиться, что потребитель данных окажется заключённым в проблеме, как в ловушке, из-за заблуждений автора при квалификации данных. Типичной ловушкой является оставшееся скрытым предположение, лежащее в основе решения.

Определённые проблемы могут возникнуть также из-за неправильного понимания отношений данных. Могут получаться ошибки в масштабе из-за преувеличения влияния качеств одного параметра на другой. Проблемы возникают также при отборе данных для описания явления. Например, тяга авиационного двигателя может быть показана как функция веса самолёта. Из этой диаграммы специалист может заключить, что способ описания энергии, необходимой для полёта самолёта, заключается в том, чтобы связать тягу двигателя с весом самолёта. Если специалист хотел описать предсказуемую корреляцию веса и тяги, возможно лучше было бы выбрать не вес самолёта, а вес двигателя. Противоположной задачей могло стать понимание отношения тяги и скорости. Для этой задачи, может быть, было бы более желательным показывать отношение тяги к весу самолёта для различных значений скорости в морских милях в час. Заметьте, что вес самолёта выражается в фунтах, тяга — в фунтах и что скорость может быть выражена в фунтах в секунду, морских милях в час или милях в час. Использование «фунта» или «скорости» должно быть полностью определено, в противном случае неосведомлённый читатель должен будет сделать предположение об единицах измерения величин.

Прежде всего специалист по анализу систем при анализе проблемы должен проверить понятность данных и их отношений. Вторая проверка должна проводиться, когда специалист использует данные для анализа проблемы. Третья проверка проводится тогда, когда он выводит заключение из данных и их отношений. Четвёртая проверка выполняется, когда данные представлены формально как объяснение проблемы или как её решение. Конечная, пятая, проверка является проверкой последовательности и убедительности объяснения. Она, в свою очередь, покоится на способности:

• демонстрировать исход последовательности событий;
• предсказать исход, который нельзя демонстрировать, но который фактически получается.

Другое возможное заблуждение при выборе и представлении данных связано со структурой проблемы. Должно быть показано, каким образом используются данные при решении проблемы: данные объясняют явление или, напротив, явление объясняет данные? Точно так же: объясняют ли написанные слова отчёта данные или же относительно данных предполагается, что они объясняют слова? Обратимся снова к эксперименту Кеплера. Его проблема состояла в том, чтобы найти такую форму орбиты Марса, которая давала бы наилучшее объяснение данным, наблюдавшимся Браге. Предположение, сделанное Кеплером, было основано на проверке точности данных Браге и состояло в том, что данные правильно отражают реальное явление. Если бы Кеплер догматически подошёл к проблеме, он мог бы объяснить предполагаемую им орбиту через данные. Вообще, сущность данных состоит в том, что они объясняют явление. Упоминания о «сырых» данных обычно относятся к незарегистрированным наборам величин, полученным из процесса. Следовательно, специалист может нуждаться в анализе «сырых» данных и их синтезе в осмысленную структуру, объясняющую процесс.

Инженер-хронометрист с его изучением трудового процесса является хорошим примером специалиста, который структуризует «сырые» данные. Разбив с помощью наблюдения изучаемую им трудовую операцию на её элементы, он запускает свой хронометр в момент начала цикла операции. Он отмечает на диаграмме момент завершения каждого элемента цикла. Он может наблюдать небольшое число циклов, два или три, или же сотни циклов операций. Его цель состоит в получении полного осмысленного набора «сырых» данных, в который входят следующие данные.

1. Описания элементов, которые с помощью слов указывают, что делает рабочий на станке на протяжении цикла. В цикле может быть два или три или несколько сотен таких «элементов». Число элементов зависит от детальности изучения, продолжительности элемента и сложности, присущей задаче рабочего.
2. Время окончания каждого элемента цикла, которое показывает численно, сколько секунд или сотен минут прошло от момента начала элемента. Вообще, чем больше число элементов и чем короче элемент, тем больше моментов окончания будет получено. Определение оценок для элементов, имеющих наименьшую продолжительность, имеет тенденцию делать изучение «яснее» и точнее; мероприятия, необходимые для исключения излишних элементов, выясняются по мере того, как описание процесса становится более подробным.

После сбора «сырых» данных необходимо прежде всего так расположить наблюдаемые элементы, чтобы они равномерно покрывали весь цикл работы. Инженер-хронометрист должен учесть все моменты времени между началом и концом изучаемого им процесса. Он должен отметить такие периоды времени, которые ничего не вносят в работу при прохождении процесса. Затем он должен подобрать времена по циклам для получения единственной оценки для каждого элемента в каждом наблюдаемом цикле. Эти времена элементов затем подготовляются для статистического анализа. Например, инженер-хронометрист мог заметить, что продолжительности некоторых элементов варьируют в пределах ±2 процента. Распределение частот других элементов может быть нормальным, а у третьих может оказаться расплывчатое распределение без заметной моды. Проведя статистический анализ, инженер-хронометрист сможет удовлетворить условию, чтобы все величины были распределены в пределах ±10 процентов. Это приводит его к выводу, что:

1. Он должен заново изучить элементы цикла, чтобы точнее различать конец одной операции и начало следующей. Для этого он должен более точно определить моменты завершения элементов.
2. Он должен произвести разбиение элементов точнее или грубее, чтобы исключить случайные переменные, искажающие части цикла.
3. Он должен сделать больше наблюдений, чтобы удовлетворить требованиям статистического метода.
4. Он должен произвести проверку большего числа рабочих, чтобы определить обобщённый временной стандарт. Он может также выбрать для наблюдения процесс обработки идентичной детали на другом станке; станок, на котором велись первоначальные исследования, может быть признан им неподходящим.
5. Он не должен стремиться, как к цели, установить временной стандарт для данной детали. Он может избрать как основное направление дальнейшей работы вывод уравнений и кривых, которые представляют основные операции. Это может потребовать многих сотен или тысяч наблюдений циклов, чтобы определить необходимые отсчёты и оценки для операций. Инженер может пытаться, например, получить величины, которые будут показывать возможности рабочего или станка выполнять операцию сверления (штамповки, фрезерования и так далее) отверстия данного размера в данном материале.
6. Он должен изучить влияние изменения материала, так как не может быть установлен один и тот же норматив времени, например, для стали и алюминия.
7. Он должен изменять величину подачи, скорости или глубины резания, поскольку операция, которую он анализирует, была слишком быстрой (слишком медленной) для материала или оборудования. В классической дилемме об установлении осмысленного норматива времени на работу задача инженера состоит в том, чтобы установить такой норматив (данные), который отражает работу (явление). Такой норматив времени становится предсказанием данной работы и представляет собой измеритель потребного для неё времени и затрат труда. Пункты 1–7 выделяют важные области проблемы, в каждой из которых могут быть собраны сырые данные с различной степенью полноты, точности и достоверности. Точно такие же проблемы существуют в большинстве хорошо структуризованных областей делового мира. Решение большинства проблем найти легче, если сырые данные, подлежащие анализу, полностью понимаются и квалифицируются.

Подобно этому устная речь, представляющая собой наиболее важный канал связи, может служить как определённый вид «сырого» входа. В этой роли она является полезным инструментом руководителей. Даже формальный обмен письмами, сопровождаемый ясными, тщательно подготовленными, имеющими письменные разъяснения графическими материалами, вызывает много затруднений в связи. Оказывается, что успех в решении проблемы обратно пропорционален формалистичности, с которой проблема анализируется и представляется. Однако устная связь, образующая жизненно важную часть человеческих коммуникаций, не может быть заменена, несмотря на её недостатки ²⁵. При решении проблемы специалист по анализу системы должен быть «прикован» к её числам и их отношениям. Иным способом невозможно охватить значение данных или явления.