Методы структуризации. Краткое теоретическое введение. Иерархические структуры и дерево целей

МЕТОД ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК. Он является более формализованным вариантом метода коллективного мнения. Первоначально метод был разработан фирмой «Рэнд Корпорейшн» для прогнозирования событий, интересующих военных. Метод экспертных оценок, в принципе, представляет собой процедуру, позволяющую группе экспертов приходить к согласию. Эксперты, практикующие в самых разных, но взаимосвязанных областях деятельности, заполняют подробный вопросник по поводу рассматриваемой проблемы. Они записывают также свои мнения о ней. Каждый эксперт затем получает свод ответов других экспертов, и его просят заново рассмотреть свои прогноз, и если он не совпадает с прогнозами других, просят объяснить, почему это так. Процедура повторяется обычно три или четыре раза, пока эксперты не приходят к единому мнению.

Анонимность экспертов является очень важным моментом. Она помогает избежать возможного группового размышления над проблемой, а также возникновения межличностных конфликтов на почве различий в статусе или социального окрашивания мнений экспертов. Несмотря на некоторые сомнения в надежности, поскольку результат с очевидностью зависит от того, к каким именно экспертам обращаются за консультацией, метод экспертных оценок с успехом использовался для прогнозирования в самых разных сферах - от ожидаемого сбыта изделий до изменений в таких сложных структурах, как социальные отношения и новейшая технология. Метод использовался для оценки военных возможностей СССР в будущем, государственной политики в области научно-технического прогресса и для измерения качества жизни в Америке.

Метод организационного моделирования. Процедура выявления проблем включает формирование каталога проблем (отредактированного, но неупорядоченного по отношению причина – следствие перечня проблем). Существует даже устойчивое убеждение, что если проблема правильно сформулирована, то можно считать ее частично решенной. Выявление и корректное формулирование проблемы – это творческий процесс, который вряд ли может быть формализован.

Исходный список проблем, полученных в результате проведения экспертного опроса, составляется сотрудниками рабочей группы. Заполненные и закодированные анкеты подвергаются экспертизе и обрабатываются. Из них последовательно выписываются формулировки проблем и коды анкет, в которых они высказаны. Проблемы в списке нумеруют в порядке очередности рассмотрения анкет. Если в очередной анкете встречается формулировка, уже имеющаяся в списке, то в него вносится только код этой анкеты.

Экспертиза исходного списка проблем предполагает исключение из списка одинаковых проблем, проблем, одинаковых по содержанию, но отличающихся формулировками, и замену их проблемой с обобщенной формулировкой.



В результате исходный список «сжимается» и превращается в каталог проблем. Каталог проблем вводится в ЭВМ для последующей структуризации проблем методом логико-смыслового моделирования .

Полученные в результате обработки информации графические материалы в виде распечаток с ЭВМ и тексты позволяют наглядно представить логическую и содержательную взаимосвязь проблем.

Формальным отображением структуры проблем является граф, вершины которого соответствуют проблемам, а дуги – связям между ними.

Связь проблем чаще всего подчиняется диалектике взаимоотношения «причина – следствие».

На множество проблем каталога вводится бинарное отношение «причинность». Это отношение характеризует одну проблему как причину, другую – как следствие или эти проблемы могут быть несравнимы. Кроме того, вводится отношение «предшествование». При построении графа проблем используется бинарное отношение, представляющее собой пересечение бинарных отношений причинности и предшествования. Основываясь на таких предпосылках, структуризация проблем включает парные сравнения проблем по введенному отношению и построение графа проблем. Бинарные отношения фиксируются в каталоге следующим образом: номеру – причины ставится в соответствие номер проблемы – следствия. Если проблемы не находятся в рассматриваемом отношении, то никаких «пометок» не делается.

Искомое упорядочение проблем трактуется как последовательность иерархических уровней, которая наглядно отображается в виде связного графа без контуров. Очевидно, что с первого раза трудно получить упорядочение без контуров (логических циклов). Эти контуры эксперты на основе их опыта, логического мышления и интуиции должны «разорвать», т. е. уточнить причинно-следственные отношения между проблемами получившегося цикла. После этого необходимо повторить процедуру упорядочения. Так возникает итеративный процесс, в результате которого и определяется искомая структура. Выделение уровней иерархии выполняется, например, путем операции транзитивного замыкания бинарного отношения «причинность» и нахождения ядер (слоев). Эти слои характеризуются тем, что все проблемы данного слоя не имеют причин в следующем слое; порядок проблем внутри одного и того же слоя безразличен, так как они несравнимы между собой по введенному отношению.

Следует отметить, что при используемом способе фиксации отношения «причинность» на нулевом уровне иерархии будут находиться кардинальные, базовые проблемы, а на нижнем – проблемы – следствия. Проблемы нулевого уровня (кардинальные проблемы) не имеют причин, а проблемы последнего уровня – следствий.

Граф проблем представляет собой связное и логически обоснованное описание последовательности решения всей совокупности проблем управления с учетом максимального использования результатов решения предшествующих проблем. Для любой пары взаимосвязанных по графу проблем проблема, решаемая ранее, должна быть причиной (или одной из причин) проблемы, решаемой позже.

Метод структуризации предназначен для построения «дерева целей» (графа целей). Одной из задач применения метода структуризации является установление полного набора элементов (цели, подцели, мероприятия и т.д.) на каждом уровне структуризации и установление взаимосвязей между ними, другая – последующее определение коэффициентов относительной важности (приоритетов) отдельных элементов «дерева целей».


1 - й уровень


2 - й уровень

(мероприятия)

Рис. 1. Фрагмент «дерева взаимосвязей»

На рисунке 1 изображен фрагмент «дерева взаимосвязей», включающего генеральную цель, цели первого уровня и мероприятия по их достижению. Очевидно, что число уровней «дерева взаимосвязей», как и число элементов на каждом уровне, может быть иным.

Возможности применения метода структуризации

Область применения метода структуризации вне зависимости от уровня управления можно разделить на две группы задач:

1) определение направлений развития (цели, мероприятия, ресурсы) отдельных социально-экономических систем (народное хозяйство, отрасль, территориально-производственный комплекс, объединение и т. д.);

2) решение отдельных конкретных проблем и задач (планирование межотраслевой научно-технической разработки, совершенствование сбыта и т. д.) в рамках улучшения работы социально-экономической системы.

Можно выделить следующие направления применения метода структуризации при принятии планово-управленческих решений, используемого параллельно с другими методами обоснования различных плановых и управленческих решений.

Во-первых, для ранжирования и определения приоритетности порядка и сроков разработки, внедрения, использования отдельных проектов, программ, мероприятий, задач и т. д. Применение метода структуризации для решения подобных задач дает возможность:

· определить наиболее важные направления исследований, разработок и других мероприятий по проектам и программ;

· выявить технические, технологические, экономические, организационные и другие трудности, возникающие, а процессе достижения целей, оценить возможности преодоления этих трудностей;

· определить полный набор способов и методов достижения поставленных целей;

· установить относительную важность мероприятий по достижению целей.

Во-вторых, для выбора наилучших плановых работ с точки зрения обеспечения выполнения целей, стоящих перед каким-либо экономическим объектом того или иного уровня управления. Например, с помощью методики, приводимой ниже.

Метод структуризации улучшает качество планово-управленческих решений, принимаемых по разнообразным вопросам, поскольку его применение способствует конкретизации целей деятельности предприятий, объединений, других объектов народного хозяйства, что является одним из важнейших этапов в процессе подготовки решений.

В-третьих, применение метода структуризации в ряде случаев способствует выработке правильного подхода к определению затрат, необходимых для достижения какой-либо конкретной цели (программы, проекта т др.), причем речь не только о прямых, но и о сопряженных затратах. Этому способствует детализация и конкретизация функций планирования и управления, а также отдельных систем на их элементы.

Например, цель «развертывание производства легковых автомобилей нового типа» можно разбить на ряд подцелей, важнейшими из которых являются:

1) создание автомобильного производства;

2) развитие взаимосвязанных предприятий промышленности и транспорта;

3)создание новых мощностей по производству технологического и вспомогательного оборудования;

4) создание сети обслуживания и ремонта автомобилей;

5) коммунальное и жилищное строительство, и др.

Детализация первой подцели в ресурсном отношении дает возможность определить прямые затраты, а такая же детализация остальных подцелей – определить сопряженные, а, следовательно, и полные затраты.

Применение метода структуризации помогает при составлении программ и планов сконцентрировать ресурсы на выполнении мероприятий, самых эффективных для достижения поставленных целей.

В-четвертых, для построения организационных структур управления различными экономическими объектами. Этот процесс начинается с определения и конкретизации целей данного объекта.

В-пятых, в программно-целевом планировании для выявления проблем, решать которые целесообразно путем разработки комплексных программ и определения их достижения (целей, стратегий, мероприятий по их достижению, требуемых ресурсов).

В-шестых, этот метод применяется также для получения новой информации в результате рассмотрения комбинации идей, систем, проектов и др. (морфологический метод Цвики).

Метод структуризации позволяет даже при проведении только качественного анализа раскрыть новые возможности решения исследуемой проблемы на каждом уровне «дерева взаимосвязей», выяснить взаимосвязи задач на разных уровнях.

Наиболее продуктивные результаты метод структуризации дает в науке и технике, где элементы «дерева научно-технических проблем» достаточно стабильны, и возможна их достаточно четкая структуризация. Они не так сильно подтверждены влияний изменения внешней среды (новые научно-технические открытия, существенно меняющие технические системы, происходит не так уж часто). В области экономики нет таких строго очерченных по структуре систем, влияние внешней среды здесь сказывается значительно сильнее.

Все это затрудняет применение метода структуризации в экономике, особенно при решении задач долгосрочного планирования и прогнозирования. По-видимому, наибольший эффект это метод может дать при решении отдельных задач текущего и среднесрочного планирования на низших уровнях управления народным хозяйством (отдельные организации и предприятия).

Использование корректировки элементов и коэффициентов их относительной

важности, обусловленных возникшими изменениями, позволяет существенно расширить возможности применения этого метода; увеличить сложность рассматриваемых систем и расширить горизонт прогнозирования и планирования.

Связи в дереве взаимосвязей устанавливают взаимозависимость между его отдельными элементами без их конкретной ведомственной принадлежности. В этом плане метод структуризации способствует повышению уровня координации, преодолению ведомственных барьеров, нахождению организационных взаимодействий, обеспечивающих успешное выполнение поставленных целей.

Важным вопросом практической реализации метода структуризации является соответствие дерева взаимосвязей иерархической организационной структуре, в рамках которой осуществляется выполнение поставленных задач. Однако на практике осуществить такую привязку трудно. Действительно, поставить в соответствие каждому элементу «дерева взаимосвязей» организационный элемент не всегда возможно. Здесь практически всегда нарушается принцип однозначного соответствия, т. е. различные задачи, вытекающие из разных элементов «дерева взаимосвязей», выполняются в одном организационном подразделении или, наоборот, одна задача реализуется в нескольких подразделениях организационных структур, а интеграция их деятельности происходит на более высоком уровне управления. В этом отношении, видимо, более правильным будет говорить о таком соответствии для дерева мероприятий, а не для дерева целей. Действительно, каждое мероприятие должно иметь строгую адресную привязку, что нельзя сказать о функциональных целях. Например, за кем организационно закрепить такую функциональную цель, как «повышение материального благосостояния»? Ее выполнением занимаются различные органы управления. Обеспечить строгое взаимнооднозначное соответствие между данной целью и определенным элементом организационной структуры управления вряд ли возможно.

Дерево взаимосвязей является статической моделью, в то же время реальные социально-экономические процессы носят динамический характер. Можно предложить два подхода к учету динамического характера реальных процессов в методе структуризации. Первый подход заключается в построении для каждого временного интервала, на который делится какой-то рассматриваемый период времени, своего «дерева взаимосвязей», в котором предусматривается изменение

состава целей и средств их достижения, а также их относительной важности.

Второй подход предполагает внесение корректировок в ранее построенное для определенного временного интервала «дерево взаимосвязей» в соответствии с постановкой новых целей и изменением условий их реализации. Частота корректировок должна обеспечивать выявление и своевременное включение в дерево взаимосвязей новых целей и задач, учет последних достижений науки и техники, изменений рыночных условий и потребностей, области применения выпускаемой продукции и многое другое.

Близкими с точки зрения используемых методов построения к «деревьям взаимосвязей» являются сетевые модели. Однако сходство между ними носит внешний характер, поскольку по своей сути и области применения это различные методы. «Деревья взаимосвязей» строятся для одного определенного момента времени, в то время как сетевые модели характеризуют процесс выполнения комплекса каких-то мероприятий, направлений, направленных на достижение определенных целей во времени. Дуги между вершинами в «дереве взаимосвязей» характеризуют отношения вида «вход в состав...». Дуги между вершинами в сетевых моделях управления характеризуют процессы, направленные на реализацию определенных мероприятий.

В отличие от «дерева взаимосвязей» сетевой график позволяет отобразить технологическую взаимосвязь всего комплекса работ в целом и его отдельных элементов, увязать входные и входные параметры каждого элемента структуризируемого мероприятия, учитывая их соподчиненность, определить продолжительность каждого этапа и всего мероприятия в целом. Сетевые модели управления следует использовать после построения «дерева взаимосвязей», когда определены и проанализированы цели и мероприятия по их достижению. Те мероприятия, которые на основе использования метода структуризации были включены в планы, в дальнейшем детализируются с помощью сетевой модели. Таким образом, сетевые модели дополняют «дерева взаимосвязей», позволяют детально проработать плановые задания. Для целей планирования они помогают ответить на вопросы: «Что нужно сделать? Когда работа будет выполнена? Кто в ней участвует?»

Чисто внешнее сходство «дерево взаимосвязей» имеет и с деревом решений, имеющим также древовидную структуру. Однако в этой структуре узлы обозначают точки принятия решений, а ребра – различные альтернативные варианты или условия внешней среды. Дерево решений применяется для выбора наилучшего варианта из ряда альтернативных вариантов с учетом вероятностей реализации различных условий внешней среды. Дерево решений может дополнять «дерево взаимосвязей» и использоваться для выбора лучшего варианта достижения поставленной цели из числа альтернативных, для того чтобы лучший вариант включить затем в «дерево взаимосвязей». В основе применения «дерева решений», как отмечалось выше, лежат динамическое программирование и теория статистических решений.

Логические аспекты метода структуризации особенно полезны при определении структуры различных решаемых задач, взаимосвязей и взаимоподчиненностей между ее элементами. Он может использоваться на начальном этапе решения разнообразных задач управления экономикой.

Более ограниченны возможности применения, а практической работе количественных оценок коэффициентов относительной важности. В отдельных случаях эти оценки могут быть сделаны на основе тех или иных аналитических методов (расчетов экономической эффективности, технико-экономического обоснования и т. д.). В других случаях они носят исключительно эвристический характер, вследствие чего их надежность, а, следовательно, и степень доверия к ним существенно уменьшаются. Такими оценками следует пользоваться, если более строгие методы решения рассматриваемой проблемы отсутствуют или являются трудоемкими (недостаточно надежными).

Основные недостатки метода структуризации заключаются в отсутствии:

1) единых принципов построения деревьев взаимосвязей; каждые специалист – системный аналитик может предложить «свою» конструкцию «дерева», предназначенного для решения одной какой-то проблемы;

2) обратной связи, т. е. логических элементов, позволяющих обнаружить пропуски или ошибки в структуре «дерева взаимосвязей». Этот недостаток частично может быть преодолен путем систематического введения новых данных и пересмотра старых;

3) уверенности в объективности и надежности значений коэффициентов относительной важности, назначаемых экспертно;

4) однозначного перехода от дерева целей к рекомендациям по решению проблемы (определению организационной структуры, комплекса программ и т. д.).

Известное недоверие к методу структуризации объясняется также тем, что «деревья взаимосвязей», как правило, системные аналитики строят самостоятельно, без привлечения руководителей исследуемого объекта. Необходимо, как это уже указывалось, привлекать к работе по практическому применению метода структуризации лиц, принимающих решения.

Часть этих недостатков вызвана недостаточной разработанностью метода структуризации; другие недостатки являются общими для всех методов, в основе которых лежат экспертные оценки.

Очевидно, что при принятии управленческих решений большую пользу могут принести и приближенные эвристические оценки, лежащие в основе метода структуризации, что несравненно лучше полного отсутствия каких-либо оценок.

1 Метод структуризации

1.1. Иерархические структуры и дерево целей

Идея метода дерева целей впервые была предложена У.Черменом в связи с проблемами принятия решений в промышленности.

Термин «дерево» подразумевает использование иерархической структуры (откуда и название «метод структуризации»), полученной путём разделения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие, которые можно называть подцелями нижележащих уровней или, начиная с некоторого уровня, - функциями. Как правило, термин «дерево целей» используется для иерархических структур, имеющих отношения строго древовидного порядка, но сам метод иногда применяется и в случае «слабых» иерархий. Поэтому в последнее время всё большее распространение получает предложенный В.М.Глушковым термин «прогнозный граф», который может представляться и в виде древовидной иерархической структуры, и в форме структуры со «слабыми» связями.

При использовании метода «дерево целей» в качестве средства принятия решений часто вводят термин «дерево решений». При применения «дерева» для выявления и уточнения функций управления говорят о «дереве целей и функций». При структуризации тематики научно-исследовательской организации удобнее пользоваться термином «дерево проблемы», а при разработке прогнозов – термином «дерево направления развития (или прогнозирования развития)» или упомянутом выше термином «прогнозный граф».

Метод «дерево целей» ориентирован на получение полной и относительно устойчивой структуры целей, проблем направлений, то есть такой структуры, которая на протяжении какого-то периода времени мало изменялась при неизбежных изменениях, происходящих в любой развивающейся системе. Для достижения этого при построении вариантов структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы и методики формирования иерархических структур целей и функций.

Для успешного применении этого метода необходимы входные данные трёх основных видов:

1. чётко определённые цели, задачи, системы и их компоненты на всех уровнях;

2. взаимосвязанные критерии для измерения относительной важности составляющих на каждом уровне;

3. числовые оценки значимости по критериям каждого уровня.

Следует отметить, что взаимосвязь задач в дереве целей устанавливается безотносительно от вероятности промежуточных исходов и возможных вариантов решений; при этом не учитывается, что исключение или дополнение нескольких промежуточных звеньев оказывает влияние на программу работ в целом.

Другая серьёзная трудность связана с необходимостью численной оценки и синтеза различных технических, временных и стоимостных характеристик альтернатив, что плохо обеспечивается при использования принципа дерева целей.

Для ликвидации некоторых из этих трудностей при выборе может быть использован принцип разветвляющего дерева, ориентированного не на цели, а на процесс. Ориентация на процесс обеспечивает анализ динамики последовательных во времени этапов программы с учётом вероятностных исходов каждого из этапов.

Однако в практической деятельности значительная часть работ является качественно новой и недостаточно определённой в отношении технического осуществления затрат и сроков. Во всех случаях возникает сложная логическая ситуация, когда каждая работа является случайной величиной, а наступление каждого из ожидаемых событий сети зависит от вероятности осуществления предыдущих событий и от внешних условий.

Анализ таких ситуаций может быть выполнен с помощью деревьев решений, обеспечивающих моделирование сложных ситуаций, возникающих при выборе направлений научных исследований, вариантов разработок и капитальных вложений. Дерево решений включают в себя варианты действий, а так же возможные события и результаты действий, на которые оказывают влияние случайности и не5 контролируемые нами факторы. Естественно, что результаты различных вариантов решений основаны на информации, имеющийся у нас в момент принятия решения. Несмотря на то, что какие-то из этих событий не будут реализованы, принимая решение о выборе, необходимо дать оценку вероятности их свершения.

Такие оценки могут быть суммированы, что позволяет рассчитать условную вероятность достижения каждого из возможных результатов. Эти результаты при анализе проблем могут быть выражены в виде ожидаемой величины затрат на осуществление каждого из действий или возможных результатов работ.

Помимо того, с помощью такого дерева в сложной цепи решений можно учитывать фактор времени и затраты, анализируя дерево, начиная с последнего из решений в направлении, обратном течению времени, вплоть до исходного решения и оценивая относительную важность каждого узла дерева как разницу между ожидаемыми затратами на его достижение и предполагаемыми результатами.

1.2. Структура дерева решений

Ветви деревьев являются дугами (работами) сети с двумя или несколькими конечными узлами (событиями). Узлы – это состояния, в которых возникает возможность выбора, как вследствие действия лица, принимающего решения, так и из-за влияния внешних, неконтролируемых факторов («природы»). В схемах деревьев решений квадратами обозначаются узлы, где выбор производит принимающий решение, а кружками – узлы, в которых выбор зависит от влияния внешних условий.

Последовательность процедуры выбора наиболее предпочтительных альтернатив с помощью дерева решения может быть представлена в виде следующих основных этапов:

1. анализ проблемы, то есть установление возможных вариантов решений, которые могут быть приняты, и факторов, которые могут оказать влияние на результаты решений;

2. оценка вероятности каждого из событий сети и расчёт суммарной вероятности каждого исхода;

3. распределение затрат по видам работ и оценка стоимости «задержки»;

4. последовательная переоценка событий с учётом предварительных результатов.

Примерная структура дерева решений:

проведение Р1=0,4

исследования

Проблема

р6=0,6 не возникает

проблема не возникает

1,2,3,4,5 - возможные исходы

1 – проблема решена, небольшие задержки и перерасходы,

2 – проблема решена, дополнительные затраты и задержки,

3,5 – проект завершён,

4 – проблема решена, большой перерасход и задержки, проект завершён.

Установив вероятности этапов на каждом из пути решения проблемы, можно рассчитать условные вероятности осуществления каждого из возможных исходов.

Так, условная вероятность исхода один будет равна Р1*Р5=0,4*0,2=0,08, вероятность исхода 2 – Р1*Р6=0,4*0,8=0,32, а вероятность исхода 3 – 0,6. суммарная вероятность альтернативы связанной с проведением исследовательских работ, равна 0,08+0,32+0,6=1,0. аналогично суммарная вероятность альтернативы, связанной с заменой одного из агрегатов более совершенным, также равна единице Р3+Р4=0,5+0,5=1,0

Также пользуясь деревом можно отметить, что проведение исследований уменьшило бы вероятность задержек, связанных с дополнительными затратами средств и времени, с 0,5 по 0,32.

В случаях когда можно оценить предполагаемую прибыль, все затраты и поступления (или убытки) дисконтируются и умножаются на вероятность успех альтернативной ветви дерева решений, что позволяет установить ожидаемую «цену» альтернативного решения.

В широком смысле под проблемой понимается некоторая сложная теоретическая или практическая ситуация, настоятельно требующая изучения и разрешения. С точки зрения управления, проблема возникает тогда, когда реальное состояние системы не соответствует желаемому. При рассмотрении проблемы совместно с порожденными ею и связанными с нею процессами мы имеем дело с проблемной ситуацией. Для ее преодоления существует, как правило, несколько возможных решений. Задача исследователя заключается в том, чтобы предоставить и обосновать перед ЛПР наиболее оптимальный из возможных вариантов решения.

Решение задачи называют допустимым, если оно удовлетворяет ограничениям, связывающим как управляемые, так и неуправляемые переменные. Допустимое решение называют оптимальным, если оно обеспечивает наилучший результат по одной или нескольким критериальным переменным.
Проблемы, для которых зависимости между переменными могут быть представлены непосредственно в числовой форме или формализованы таким образом, который позволяет привести им в соответствие их численные оценки, определяются как структурированные (или количественно сформулированные). Проблемы, содержащие лишь названия обусловливающих их переменных, количественные зависимости между которыми не определены, называют неструктурированными (качественно выраженными). Проблемы, которые содержат как качественные, так и количественные переменные, причем качественные и неопределенные аспекты проблемы имеют тенденцию усиливаться, называют слабо структурированными. Для них характерны нечеткость, многовариантность и приближенный (хотя и с сохранением структуры) вид описания.
Если описание (или модель) проблемной ситуации представляет собой динамическую систему взаимозависимостей между значительным количеством переменных большой размерности с наличием нелинейных связей между ними, а также случайные факторы, то такая проблемная ситуация определяется как сложная. Если же задача статическая, небольшой размерности, при этом отсутствуют нелинейности и случайные факторы, то такую задачу классифицируют как простую. Заметим, что термин «сложность» относится именно к описанию проблемной ситуации, а не к природе решаемой проблемы.
Таким образом, в системном анализе проблемы делятся по степени их структуризации на три класса. Для решения проблем первого класса - хорошо структурированных - применяются методы исследования операций. Эти методы заключаются, во-первых, в построении математических, экономических или статистических моделей для решения задач управления в сложных ситуациях или условиях неопределенности; во-вторых, в изучении взаимосвязей, определяющих возможные последствия принимаемых решений и установлении критериев эффективности, позволяющих оценить относительное преимущество того или иного варианта действий.

Под операцией подразумевается обычная деятельность в любой области жизни, имеющая характер повторяемости.
Исследование операций в основном предназначено для исследования технических, экономических, организационных и других проблем формальными, в том числе и математическими, методами в случаях, когда может быть получено количественное решение задачи. Методы исследований операций применяются, главным образом, для поиска оптимального распределения ресурсов.
Применение методов исследования операций позволяет достаточно четко понять сущность исследуемых процессов и явлений, дать количественные оценки возможным вариантам решений, а в ряде случаев предположить такие варианты решений, которые вообще не рассматривались руководителями.
В практике применения исследования операций применяется совокупность специальных методов: математического программирования; теории игр; метода Монте-Карло; теории очередей.
Указанные методы в достаточной степени разработаны теоретически и накоплен определенный опыт их практического применения. Однако в практике социального управления хорошо структурированные проблемы скорее редчайшее исключение, чем правило.
Основной областью применения методов системного анализа является второй класс проблем - слабо структурированные. Для решения проблем третьего класса - неструктурированных - обычно применяются эвристические (интуитивно-логические) методы решения, с помощью которых неструктурированная проблема переводится в класс слабо структурированных.
Одно из основных достоинств системного анализа заключается в том, что на его основе могут решаться проблемы, которые нельзя решить с помощью математических методов. Системный анализ позволяет определить спектр и границы возможных решений, оценить их преимущества по каким-либо критериям. Это позволяет обосновать выбор того или иного решения более точно, чем это может сделать интуиция и опыт руководителей. Системный анализ, как отмечалось, реализуется поэтапно: постановка задачи, исследование, анализ, предварительное суждение
(согласование), подтверждение (экспериментальная проверка), окончательное суждение, реализация принятого суждения.
Арсенал методов системного анализа состоит из четырех групп: неформальные: сценариев, экспертных оценок, диагностические; графические: «дерево» целей, матричные, сетевые; количественные: экономического анализа, морфологические, статистические; моделирование: кибернетические, описательные и нормативные операционные (оптимизационные, имитационные, игровые).
Собственно системной методологии принадлежат методы сценариев, экспертных оценок и «дерева» целей.
Сценарий является одним из инструментов описательного моделирования процесса принятия решения. Однако его не следует рассматривать как непосредственно метод выбора решения. Он, являясь техническим средством, дает наиболее полное представление о решаемой задаче. Такой сценарий дает возможность детально во времени выявить последовательность действий по поиску оптимального решения, определить и учесть все более или менее очевидные критические и неустойчивые ситуации. Он также может использоваться как средство поиска модели оптимального решения. Совершенно очевидно, что сценарная отработка оптимального решения - процедура чрезвычайно трудоемкая, требующая тщательной отработки всех, даже маловероятных ситуаций. К разработке сценарных моделей привлекаются специалисты очень высокого профессионального уровня и сложное программно-технологическое и техническое обеспечение.
В принципе сценарный метод позволяет разрабатывать прогностический, опережающий характер социально-управленческих решений. Объективной основой широкого применения этого метода является тот факт, что общественные тенденции в условиях высокой степени социальной нестабильности «коротки», их мониторинг не может составить устойчивой эмпирической базы для единственно верного решения. Поэтому и предлагаются несколько вероятных решений, несущих с собой соответствующие возможные сценарии (прогнозы) развития событий. По этой, сценарной модели формулируются вероятные сценарии «карьеры» социальных проблем. Такие сценарии сопровожда
ются комментарием к каждой из предлагаемых моделей. Кроме того, обосновывается наиболее желательный сценарий, который и принимается в расчет при принятии соответствующего социально-управленческого решения. Такой метод подготовки и принятия решений можно сравнить с расчетливым выбором хода в шахматной партии, нацеленным на создание желательного для автора хода сценария (шахматной ситуации), который имеет тем большую вероятность своей реализации, чем лучше просчитан.
Экспертные методы представляют собой способ использования знания и опыта квалифицированных специалистов при решении определенных проблем, о чем подробно будет изложено в гл. IV.
Метод «дерева» целей представляет собой способ построения целевой структуры какой-либо, как правило, крупномасштабной коллективной деятельности, особенность которой состоит в том, что общая цель делится на ряд подцелей, затем эти подцели делятся на еще более частные и т. д. Практически реализация этого метода заключается в построении связанного графа, выражающего соподчинение и взаимосвязи целей и подцелей.
На верхнем ярусе располагается основная цель, которая последовательно разделяется на подцели и т. д. При этом главным условием разделения целей является полнота, означающая, что каждая цель верхнего уровня должна быть представлена исчерпывающим образом в виде подцелей следующего уровня, обеспечивающим определение понятия исходной цели объединением понятия подцелей.
Построение «дерева» целей является эффективным методом структуризации проблемной ситуации и определения цели решения. Его применение дает возможность системно представить порядок движения к конечной цели, учесть необходимое и достаточное число задач, требующих решения на пути к их достижению.
Построение «дерева» целей для решения проблемной ситуации дает возможность определить меры, которые необходимо предусмотреть в решении при достижении его цели.
Уязвимым местом «дерева» целей являются «узлы деления», т. е. точки разложения общих целей на подцели, поскольку нередко бывает трудно обеспечить полноту деления и совместимость, единство основания для деления.

Для обеспечения реализации цели решения можно построить «дерево» ресурсов. Можно также совместить в одном «дереве» цели и функции управления. На основе метода «дерева» целей и функций управления реализуется структурно-функциональноцелевой метод системного подхода к управлению. Этот метод используется для построения функционально-целевых моделей систем управления.

Сущность метода структуризации состоит в построении "дерева решений" путем многоэтапного экспертного опроса с использованием так называемой дельфийской процедуры. В результате проведения каждого этапа экспертного опроса формируются элементы одного уровня "дерева решений", производится их сравнительная оценка, отбрасываются элементы, не соответствующие принятым показателям отбора. Оставшиеся элементы подвергаются дальнейшей структуризации на более низком уровне. Такой подход дает возможность наиболее полно учесть и оценить все предложения экспертов. Каждый раз экспертам предлагаются для оценки элементы только одного уровня "дерева", что уменьшает размерность задачи и повышает обоснованность суждений экспертов. При таком подходе ускоряется процесс построения "дерева решений", так как по принятым показателям отбора элементы каждого уровня оценивают, а элементы, не соответствующие им, отбрасывают и не учитывают в дальнейшем рассмотрении.

Рассмотрим применение метода структуризации принятия решения на примере определения состава работ по новым проблемам научно-производственной организации (НПО) .

Требуется:

¨ оценить возможные пути решения проблемы, т.е. определить, какие конкретно научно-исследовательские и проектные работы и организационные мероприятия следует выполнить;

¨ оценить требуемые для этого ресурсы, т.е. время и стоимость решения проблемы.

Для сравнения вариантов решения научно-технической проблемы могут быть использованы, например, две группы количественных и качественных показателей, приведенные в табл. 7.11, 7.12.

Таблица 7.11.

Показатели оценки элементов "дерева решений" на уровне подпроблем

Показатель

Возможные значения

Оценка (баллы)

Соответствие научному профилю НПО h (1)

Соответствует

Не соответствует

Целенаправленность h (2)

Решает основную задачу проблемы

Содействует решению проблемы наравне с другими подпроблемами

Мало содействует решению проблемы

Новизна h (3)

Подпроблема представляет собой разработку нового объекта техники или научного исследования

Подпроблема представляет собой усовершенствование существующего объекта техники или научного исследования

Внсдряемость h (4)

Результаты решения проблемы могут быть внедрены: в масштабах отрасли

на нескольких предприятиях отрасли

в конкретном НПО

Перспективность h (5)

Результаты решения подпроблемы послужат основой для новых НИР

Результаты имеют значение только для решения данной проблемы

Таблица 7.12.

Показатели оценки элементов "дерева решений" на уровне НИР

Показатель

Возможные значения

Оценка

Целенаправленность

Решает основную задачу подпроблемы

Содействует решению наравне с другими

Мало содействует решению подпроблемы

100 баллов

10 баллов

Предполагаемые затраты на проведение работ

Ожидаемая годовая экономия

Предполагаемая длительность

Вероятность получения результатов в заданное время

доля единиц

Процедура структуризации проблемы и ее оценки предусматривает реализацию следующих этапов:

    этап ] - определение и описание проблемы;

    этап 2 - структуризация проблемы на уровне подпроблемы;

    этап 3 - структуризация подпроблем на уровне тем научных исследований;

этап 4 - расчет технико-экономических характеристик элементов третьего уровня "дерева решений".

Определение и описание проблемы рассмотрены выше, поэтому перейдем к рассмотрению второго этапа.

Этап 2. Структуризация проблемы

на уровне подпроблемы

Шаг 1. Формируется группа экспертов таким образом, чтобы в ней были представители всех основных направлений работ в данном НПО. Эксперты знакомятся с проблемой и формируют направления исследований и разработок (подпроблемы), которые могут привести к решению рассматриваемой проблемы.

Шаг 2. Вычисляется коэффициент компетентности экспертов.

Каждый эксперт указывает степень своей информированности о проблеме по десятибалльной шкале и источники аргументации своего мнения. Аргументированность эксперта определяется в результате суммирования баллов по эталонной табл. 7.1.

Эксперт получает такую таблицу без цифр и отмечает (знаком) степень влияния каждого источника на его мнение. После наложения эталонной таблицы подсчитывается сумма баллов по всем источникам, отмеченным экспертами.

Шаг 3 . Составляется общий список подпроблем, представленных всеми экспертами (повторяющиеся исключаются). Вычисляется обобщенная экспертная оценка показателя соответствия j-й проблемы профилю НПО:

Если h j - (1) < ½, то j-я проблема исключается из дальнейшего рассмотрения.

Шаг 4. Получение от каждого эксперта оценки показателя целесообразности подпроблемы h (2) может принимать значения 100, 50, 10 (табл. 7.12). Для установления степени согласованности мнений экспертов о целесообразности выявленных проблем вычисляют коэффициент конкордации. Для этого эксперты ранжируют подпроблемы таким образом, что подпроблема, в наибольшей степени соответствующая решению проблемы, получает ранг, равный 1, следующая - ранг, равный 2, и т.д. Равнозначные, по мнению экспертов, подпроблемы получают ранг, равный среднеарифметическому значению. Степень согласованности мнений экспертов характеризуется коэффициентом конкордации w , который определяется по формулам:

где s - сумма квадратов отклонений сумм рангов, полученных j направлением исследований, от среднего арифметического сумм рангов, полученных всеми направлениями исследований;

п - количество экспертов;

т - число направлений;

r j - ранг, присвоенный i-м экспертом j-му направлению;

r ̅ - оценка математического ожидания.

При наличии связанных рангов коэффициент конкордации (w) вычисляется так:

где Т i - показатель связанных рангов в i-й ранжировке;

Н i - число групп равных рангов в i-й ранжировке;

h K - число равных рангов в К-й. группе связанных рангов при ранжировании i-м экспертом.

Коэффициент конкордации w может принимать значения 0  w  1.

Если w < 0,5, то проводится повторное совещание экспертов для того, чтобы добиться одинакового понимания ими сущности подпроблем, при этом они могут изменить свой взгляд на подпроблему, и при пересчете значение w может увеличиться. Если w > 0,5, то переходим к следующему шагу.

Шаг 5. Вычисление обобщенной экспертной оценки показателя целенаправленности j-и подпроблемы h j - (2) :

где h j - (2) - оценка i-го эксперта показателя целесообразности j-й подпроблемы, который может принимать значение 100, 50, 10 (табл. 7.11).

Если h j - (2) < 30, т.е. большинство экспертов считают, что j -я подпроблема мало содействует решению проблемы, то она исключается из дальнейшего рассмотрения.

Шаг 6. Упорядочение экспертами значений коэффициентов новизны (h (3)), внедряемости (h (4)), перспективности (h (5)) в порядке убывания их значимости для выяснения, одинаков ли подход экспертов к оценке показателей. При этом вычисляется коэффициент конкордации для оценки данной проблемы, затем каждому из этих показателей назначаются весовые коэффициенты в долях единицы

Шаг 7. Вычисление среднего значения весовых коэффициентов для показателей новизны, внедряемости, перспективности ():

где l - номер показателя (l = 3, 4, 5);

q ij - весовой коэффициент показателя h (1) , даваемый i-м экспертом;

п - число экспертов.

Шаг 8. Оценка каждым экспертом подпроблемы по показателям h (3) , h (4) , h (5) , при этом h (3) , h (4) могут принимать значения 100, 50, 10, а h (5) принимает значения 100, 50 (см. табл. 7.11). Результаты опроса экспертов по показателям h (3) , h 4) , h (5) удобно представить в виде табл. 7.13, где х ijl - значение показателя h (1) , присваиваемое j-й подпроблеме i-м экспертом.

Шаг 9. Вычисление показателя уровня значимости (х̅ j), т.е. обобщенного значения оценки j-й подпроблемы по показателям h (3) , h (4) , h (5) . На этом шаге оценивается групповое мнение экспертов о значении j-й подпроблемы в решении проблемы в целом:

Таблица 7.13.

Оценки эксперта по показателям h (1)

где x̅ ̅ j -

q̅ ̅ j - среднее значение весовых коэффициентов для каждого показателя;

х ijl - значение показателя h (1) , присваиваемое j-й проблеме iм экспертом (100, 50, 10).

Шаг 10. Упорядочение в порядке убывания уровня значимости (x ̅ jmax = 100, x̅ jmin = 10) и вычисление по каждой подпроблеме коэффициента важности К bj (в долях единицы). Коэффициент важности показывает относительную важность j-й проблемы для решения исходной проблемы, при его вычислении учитывается уровень значимости j-й подпроблемы и степень ее целенаправленности:

где x̅ ̅ j -- уровень значимости j-й подпроблемы;

h j - (2) - среднее значение экспертной оценки целенаправленности j-й подпроблемы.

Этап 3. Структуризация подпроблем на уровне

тем научных исследований

На данном этапе расчетов определяются элементы третьего уровня "дерева решений", т.е. непосредственно темы научных исследований. При этом возможно изменение состава экспертной группы. В нее включаются специалисты преимущественно тех областей деятельности, которые соответствуют выбранным для дальнейшего рассмотрения проблемам.

Шаг 1. Формирование экспертами по каждой j-й подпроблеме списка предполагаемых тем научных исследований и предполагаемых результатов. Эксперт может указывать темы научных исследований по одной или нескольким подпроблемам и оценивать К и , К а (коэффициенты информированности и аргументированности), как это делается в шаге 1 предыдущего этапа. Эти данные необходимы для определения коэффициента компетентности эксперта (см. шаг 2 предыдущего этапа). Кроме того, эксперт должен указать предполагаемого исполнителя (подразделение, ответственного исполнителя) по предложенным темам научных исследований.

Шаг 2. Анализ списка предлагаемых тем для выявления адекватных ожидаемым результатам и состава исполнителей для выявления адекватных исследованиям. В случае одинаковых по содержанию тем формулировка уточняется и в общий список тем включается одна из них.

Шаг 3. Оценка тем научных исследований по показателю целенаправленности (h (2)) К-й темы при решении j-й проблемы; h (2) может принимать значения 100, 50, 10 (табл. 7.11). Результаты опроса экспертов по показателю h (2> удобно представить в виде таблицы, где х ijk - значение показателя h <2) , присваиваемое К-й теме i-м экспертом по j-й подпроблеме (табл. 7.14).

Шаг 4. Определение групповой экспертной оценки целенаправленности К-й темы при решении j-й подпроблемы (A̅ jk):

где х (2) ijk - оценка целенаправленности К-й темы при решении j-й подпроблемы, данная i-м экспертом;

K i -- коэффициент компетентности i-го эксперта, нормированный к единице;

i - номер эксперта;

j - номер подпроблемы;

К - номер темы = 1, 2, ..., L);

A ̅ jKmax = 100, A ̅ jKmin = 10.

Метод структуризации целей предусматривает выработку системы целей организации и ее последующее совмещение с разрабатываемой организационной структурой. Реализация этого метода предполагает также увязку всех видов организационной деятельности исходя из конечных результатов, независимо от распределения этих видов деятельности по различным подразделениям организации. Метод структуризации целей предусматривает экспертный анализ предлагаемых вариантов организационных структур, составление таблиц полномочий и ответственности за достижение целей как по подразделениям, так и по комплексным многофункциональным видам деятельности, где конкретизируются границы ответственности (материальные ресурсы, производственные, информационные процессы), определение конкретных итогов, за достижение которых устанавливается ответственность, полномочий, которыми наделяются соответствующие органы управления. Использование этого метода предполагает:

а) разработку системы («дерева») целей, представляющую собой структурную основу для увязки всех видов организационной деятельности исходя из конечных результатов, независимо от распределения этих видов деятельности по организационным подразделениям и программно-целевым подсистемам в организации;

б) экспертный анализ предлагаемых вариантов организационной структуры с точки зрения организационной обеспеченности достижения каждой из целей, соблюдения принципа однородности целей, устанавливаемых каждому подразделению, определения отношений руководства, подчинения, кооперации подразделений исходя из взаимосвязей целей и т. п.;

в) составление карт прав и ответственности за достижение целей как для отдельных подразделений, так и по комплексным межфункциональным видам деятельности, где регламентируется сфера ответственности; конкретные результаты, достижение которых устанавливает ответственность; права, которыми наделяется подразделение для достижения результатов.

Метод организационного моделирования

Метод организационного моделирования представляет собой разработку формализованных математических, графических, машинных и других отображений распределения полномочий и ответственности в организации, являющихся базой для построения, анализа и оценки различных вариантов организационных структур по взаимосвязи их переменных. Данный метод позволяет четко сформулировать критерий оценки степени рациональности организационных решений. С помощью аналоговой модели-схемы организационной структуры можно, например, более наглядно представить себе цели прохождения команд и формальную зависимость между субъектами управления и должностными лицами, увидеть дублирующие управленческие звенья. В организационном проектировании часто применяют имитационные модели. Разработчики в лабораторных условиях имитируют спланированные организационные перестройки, проводят управленческие игры с участием работников с целью отработки конкретных ситуаций, сходных с реальными организационными условиями. После проведения подобных экспериментов осуществляются корректировка организационной модели и ее внедрение.

Процесс проектирования организационной структуры управления должен быть основан на совместном использовании охарактеризованных выше методов. На стадиях композиции и структуризации наибольшее значение имеют метод структуризации целей, экспертный метод, а также выявление и анализ организационных прототипов. Более формализованные методы должны быть использованы для углубленной проработки организационных форм и механизмов отдельных подсистем на стадии регламентации. Для проектирования организационных структур новых организаций выше роль формально-аналитических методов и моделей, для совершенствования действующих - диагностического обследования и экспертного изучения организационной системы. Выбор метода той или иной организационной проблемы зависит от ее характера, а также от возможностей для проведения соответствующих исследований (наличия методики, необходимой информации, а также квалификации разработчиков системы и сроков представления рекомендаций).