Задача формирования исходного множества альтернатив

Задача формирования исходного множества альтернатив. Если спросить человека, хорошо разбирающегося в про¬блемах управления, чем он мог бы охарактеризовать степень опытности управленца, то чаще всего можно встретить та¬кой ответ: умением предсказывать ситуацию и быстро найти наилучший способ решения проблемы.

Что такое "умение предсказывать ситуацию" мы уже обсудили в предыдущем параграфе. А вот что такое "наилучший способ решения про¬блемы"? Как вообще сформировать способы достижения цели операции? Умение ЛПР генерировать новые, нестандартные реше¬ния вообще-то отождествляется в сознании многих с искус¬ством.

По-видимому, это объясняется тем, что задача фор¬мирования исходного множества альтернатив не поддается полной формализации. Поскольку решение подобной задачи творческий процесс, в результатах которого прежде всего заинтересовано ЛПР, главная роль в этом процессе, конечно же, принадлежит ЛПР. Однако прежде чем предложить научный подход к решению этой весьма непростой задачи оп¬ределим системные требования, которым множество альтер¬натив должно соответствовать.

Во-первых, множество альтернатив должно быть по воз¬можности более широким. Это обеспечит в дальнейшем необ¬ходимую свободу выбора решений ЛПР и сведет к минимуму возможность упустить "лучшее" решение. Но это первое, принципиальное требование входит в противоречие с есте¬ственными ограничениями по времени, месту и возможнос¬тям, в которых обычно приходится работать ЛПР. Невозможно бесконечно долго вырабатывать решение. Иначе не останет¬ся времени на его реализацию.

Поэтому чаще всего на прак¬тике от ЛПР требуется выработать решение в кратчайшие сроки. Отсюда немедленно следует второе требование к ис¬ходному множеству альтернатив. Это множество должно быть обозримым, достаточно узким, чтобы у ЛПР осталось боль¬ше времени на оценку предпочтительности альтернатив, а у исполнителей — больше времени на воплощение найденного наилучшего решения на практике.

Для того чтобы удовлетво¬рить разумным образом указанные противоречивые требова¬ния, требуется искусство, а чтобы при этом не сделать гру¬бых ошибок, следует привлечь науку. Так вот, в соответствии с системным принципом декомпозиции, наука вначале реко¬мендует сформировать множество альтернатив, все элемен¬ты которого потенциально, по их облику, скрытым в них возможностям обеспечивают достижение цели. В случаях детерминированного, стохастического или природно-неопределенного "механизмов ситуации" методика формирования исходного множества альтернатив предпола¬гает совершение достаточно простых действий.

В той или иной степени все они сводятся к ряду целенаправленных модифи¬каций управляемых факторов, определяющих эффективность операции. При этом ЛПР исследует возмож¬ность одновременно воздействовать на "управляемую" ком¬поненту указанных факторов, так как именно такой способ управления чаще всего приводит к возникновению положи¬тельных эмерджентных свойств у будущих альтернатив.

При этом если ЛПР намерено воздействовать, например, на ка¬чество активных ресурсов, то в таком случае все методы формирования альтернатив относят к категории так называе¬мого инженерного синтеза. Если же объектом приложения усилий ЛПР станут факторы из классов " Условия" и "Спосо¬бы" то будем иметь в виду способы оперативного синтеза вариантов решений. Полученное в ходе инженерного или оперативного син¬теза множество вариантов решения проблемы назовем мно¬жеством "целевых альтернатив". После получения "целевых альтернатив" из их множества следует отобрать те вариан¬ты, которые являются логически непротиворечивыми и мо¬гут быть реализованы в отпущенные на операцию сроки.

При этом оставляемые альтернативы должны быть обязательно удовлетворены как активными ресурсами, так и отвечать об¬щей системе предпочтений ЛПР. Эти отобранные варианты (из числа целевых) назовем "физически реализуемыми". Та¬ким образом, остальные варианты, потенциально приводя¬щие к цели, но физически нереализуемые, отбрасываем.

Полученное подмножество "физически реализуемых альтернатив" дополняют вариантами, придающими спосо¬бам необходимую гибкость и устойчивость по отношению к возможным изменениям будущих условий проведения опе¬рации. В итоге проделанной работы как раз и получают то, что мы будем в дальнейшем называть "исходным множест¬вом альтернатив". Что касается технологических приемов реализации пред¬ставленной общей методики формирования исходного мно¬жества альтернатив, то здесь все зависит от того, с каким из теоретических классов задач ТПР (теория принятия решений) мы сталкиваемся в конк¬ретной ситуации.

По понятным причинам, наибольшие "тех¬нологические ухищрения" приходится применять в ситуаци¬ях с поведенческой неопределенностью. Условно все методы формирования множества альтер¬натив можно разделить на следующие классы, различающиеся степенью формализации применяемых технологий: I ♦ эмпирические (каузальные); ♦ логико-эвристические; ♦ абстрактно-логические (математические); ♦ рефлексивные.

Исторически первыми возникли эмпирические методы. Выбор конкретного решения руководителем (менедже¬ром) основывается на сопоставлении наблюдаемой ситуации с ситуацией из базы данных и корректировки известных для этих ситуаций решений применительно к особенностям рас¬сматриваемого случая. Логико-эвристические методы генерации множества аль¬тернатив предполагают постепенное расчленение рассматри¬ваемой проблемы или задачи на отдельные подзадачи, вопро¬сы, подоперации и так далее до таких элементарных действий, для которых уже известны эвристические решения и конк¬ретные технологии их исполнения.

По частоте применения на практике, пожалуй, именно логико-эвристические методы за¬нимают первое место. Типичные представители логико-эврис¬тических методов — это метод дерева решений и метод мор¬фологических таблиц. Такое положение они приобрели из-за присущей им наглядности, простоты и универсальности под¬хода, удобства компьютеризации их алгоритмов. 1.1. Логико-эвристические методы генерации множества аль¬тернатив Метод дерева решений.

Рассмотрим технологию метода дерева решений. Для целостного и единого ее понимания воспользуемся тремя основными понятиями: "важное обстоятельство", "из¬меримая характеристика", "финальный" элемент. Будем считать "важным обстоятельством" любой фактор, который ЛПР считает необходимым учитывать в процессе работы над про¬блемой.

Важные обстоятельства, свойства объектов или за¬дач, которые можно не только описать вербально, но и из¬мерить, будем именовать "измеримыми характеристиками". Важное обстоятельство, которым заканчивается любая ветвь дерева, назовем "финальным". По аналогии будем пользовать¬ся понятиями "финальная подцель", "финальная измеримая характеристика". Как уже отмечалось, вначале на основе логического ана¬лиза цели операции ЛПР строит дерево целей. Это первый этап. При этом дерево целей следует строить или на основе детального описания "желаемого" состояния (цели), или де¬композиции "действительного" состояния (что в нем не удов¬летворяет ЛПР, что необходимо устранить). По сути — это одно и то же, ведь ЛПР должно уяснить, "чего оно хочет". Однако по форме логической деятельности — это разные подходы (как синтез и анализ). Если дерево целей строится на основе анализа "желае¬мого" состояния, процедуру ветвления удобнее отображать графически.

Результат построения дерева целей не является однозначным.

Это происходит из-за того, что каждое ЛПР само решает, когда закончить ветвление целей. На втором этапе в построенном дереве целей каждой из финальных ча¬стных задач ставят в соответствие известный из практики способ ее решения. В результате получают "дерево реше¬ний". Но поскольку дерево целей — субъективный продукт творческой деятельности ЛПР, то и дерево решений, скорее всего, получится уникальным, так как ЛПР определяет, ка¬кие принять эвристические способы решения тех или иных финальных задач.

Если процесс декомпозиции проводится в ходе анализа сущности "действительного" состояния, то в этом случае ЛПР стремится выявить те "важные обстоятельства", которые, по мнению ЛПР, необходимо обязательно изменить для дос¬тижения цели. Эти важные обстоятельства также изображают в виде дерева. После этого ЛПР опять-таки остается только заменить в полученном дереве все важные финальные об¬стоятельства на конкретные эвристические способы их изме¬нения и получить дерево решений.

Особенность технологии построения дерева решений путем декомпозиции "действи¬тельного состояния" заключается в том, чтобы каждое из важных обстоятельств можно было бы описать измеримой характеристикой. Если такое требование выполнено, то можно утверждать, что представление "действительного состояния" будет однозначным. На практике степень однозначности вос¬приятия определяется степенью совершенства шкал, исполь¬зуемых для описания финальных элементов.

Наконец, следует иметь в виду, что все полученные методом дерева решений варианты могут быть взаимоисклю¬чающими или совместимыми. Если варианты взаимоисключа¬ющие, то число возможных альтернатив равняется числу ветвей в дереве. Для случая совместимых решений количе¬ство альтернатив определяется числом допустимых сочета¬ний решений. Достоинством метода дерева решений являются наглядность и логическая полнота множества альтернатив. Недостаток этой процедуры — его громоздкость (впрочем, этим грешат все графоаналитические методы). Метод морфологических таблиц.

Метод морфологических таблиц, с одной стороны, представляет определенную модификацию метода дерева реше¬ний. С другой стороны, на определенном этапе работы ЛПР абстрагируется от сущности финальных эвристических мето¬дов или приемов с целью сгенерировать нетрадиционные (не¬известные ранее) варианты. Для этого активно применяется метод декомпозиции для неформального и абстрактного (фор¬мального) этапов процесса работы метода.

Вначале (неформальный, эвристический этап) выписы¬вают в произвольном порядке известные способы решения поставленной задачи. Затем эти способы анализируют (фор¬мальный, логический этап) с целью выявления у них общих системных свойств. Действуя таким образом, можно выделить классы спосо¬бов действий и объектов приложения усилий. Имена этих клас¬сов далее используются как рубрики морфологической таб¬лицы (имена строк и столбцов). Для облегчения построения морфологической таблицы обычно придерживаются следую¬щего порядка действий: ♦ внести в морфологическую таблицу способы решения задачи из составленного списка; ♦ рассмотреть последовательно каждую незаполненную клетку таблицы. При этом на основе своего личного опыта, интуиции или с помощью экспертов сформули¬ровать хотя бы одно простое решение для рассматри¬ваемой комбинации объекта приложения усилий и спо¬соба действий. 1.2. Абстрактно-логические (математические) мето¬ды генерации альтернатив К числу абстрактно-логических (математических) мето¬дов генерации альтернатив отнесем те, которые позволяют отвлечься от сущности конкретных действий или приемов работы, сосредоточиться только на их последовательности. Для этого обычно приходится вначале построить математи¬ческую модель проведения всей операции.

Типичными пред¬ставителями таких методов формирования исходного множе¬ства альтернатив являются методы формирования планов выполнения взаимосвязанных работ (методы сетевого плани¬рования и управления) и методы календарного планирования.

Рефлексивные методы генерации альтернатив исполь¬зуют в том случае, когда ведущим типом неопределенности является поведенческая. Метод основан на последователь¬ном выдвижении гипотез о возможных целях другого субъек¬та операции и формировании ответных реакций в предполо¬жении, что тот не изменит своей линии поведения ни при каких обстоятельствах.

Формируют список возможных аль¬тернатив ЛПР. После того как это сделано, начинают вести параллельный список" ответных реакций оппонента.

Сфор¬мированный список ответных реакций затем анализируется с целью отыскания слабых мест и возможных контрдействий субъекта операции на какое-либо действие оперирующей стороны. Таким образом, "параллельные списки" альтерна¬тив субъектов поочередно корректируются и уточняются. Рефлексивный процесс "действие — контрдействие" повто¬ряется до тех пор, пока множества действий и реакций не стабилизируются. Особый класс образуют методы формирования альтерна¬тив для случая, когда решение вырабатывает "групповое ЛПР". В подобном коллективном органе управления всегда можно увидеть и полное, и частичное совпадение интересов участников процесса разработки решений, и различного рода столкновения интересов.

Часто несовпадения интересов объяс¬няются неодинаковой трактовкой целей действий, из-за ин¬дивидуальных особенностей восприятия проблемной ситуации. Иногда это может быть следствием умышленных действий отдельных суверенных участников "коллективного ЛПР". Ти¬пичный пример — ведомственные интересы или целенаправ¬ленная деструктивная политика. Это весьма свойственно эко¬номическим, социальным и политическим конфликтам.

Имен¬но в таких ситуациях наиболее эффективны как раз рефлек¬сивные методы. 2. Задача оценки альтернатив Согласно парадигме "рациональных решений" осознан¬ный выбор решения должен производиться только на основе сравнения по предпочтительности результатов, которые обес¬печивает в операции та или иная из альтернатив.

В этой свя¬зи весьма важными оказываются взаимосвязанные задачи оценки альтернатив и моделирования предпочтений ЛПР. По¬нятно также, что предпочтения ЛПР в отношении ценности альтернатив должны выявляться не абстрактно, а только для конкретных значений соответствующих им результатов в рас¬сматриваемой операции. При этом задача получения резуль¬татов для оценки альтернатив имеет как бы первостепенное значение. Итак, задача оценки альтернатив имеет главной целью получение для каждой альтернативы значений связанных с ней результатов, характеризующих интенсивность существен-в ных свойств исходов операции.

Эту задачу, в принципе, нецелесообразно и не следует решать в отрыве от задачи формирования исходного множества альтернатив. В то же время из методических соображений задачу оценки альтернатив целесообразно рассматривать как самостоятельную, поскольку только так можно выявить ее особенности. Основным средством получения новой информации для принятия решений в отношении крупно¬масштабных проблем все же следует считать моделирование.

Часто представители старой школы управленцев, а так¬же люди, не слишком искушенные в вопросах моделирова¬ния, под словами "модель", "моделирование" склонны пони¬мать лишь математические модели и процесс их создания. На самом деле, при рассмотрении этих понятий в непосредствен¬ной связи с основными задачами управления легко понять, что это далеко не так. Важно сразу получить правильные ответы на два наиболее часто поступающих и весьма харак¬терных вопроса типа: "Для чего управленцу нужна модель?", а также "Какие и для исполнения каких функций управле¬ния следует использовать модели?" Факторы, определяющие эффективность решений: объек¬тивные ("качество", "условия", "способы") и субъективные ("рассудительность", "инициатива", "характер", "опыт"). Предметы моделирования при разработке решений также не слишком многочисленны, если учесть особенности целей уп¬равления.

Так как главной задачей управления все же явля¬ется управление людьми, то ЛПР постоянно приходится что-то этим людям объяснять, чему-то их учить, как-то форми¬ровать их умения и навыки и т. п. В ходе постановок задач исполнителям, обучения подчиненных, при осуществлении контрольных функций, ЛПР очень часто приходится в упро¬щенном виде объяснять, воспроизводить, имитировать или форму какого-то объекта либо явления, или содержание. В зависимости от конкретной ситуации, а также для придания своим действиям большей выразительности, ЛПР может об¬разы формы и содержания объекта представлять как в стати¬ке, так и в динамике.

Для имитации формы объекта хорошо подходят механи¬ческие образы (копии, макеты и т. п.), графические ("видео¬модели"), вербальные и звуковые образы ("аудиомодели"). А чтобы адекватно воспроизвести содержание объекта, поми¬мо уже перечисленных средств ЛПР может прибегнуть или к специально построенным "мыслительным технологиям" (на¬пример, прибегнуть к фантазиям и эвристикам в ходе "моз¬гового штурма"), или использовать математические символы и операции над ними, т. е. построить математическую модель.

Если же существо управляемого или изучаемого процесса, явления определяется тем, какие конкретно действия пред¬примут какие-то определенные субъекты операции, то ЛПР целесообразно назначить специальных людей выполнять в упрощенном виде главные из реальных функций тех субъек¬тов, существенно упростить исследуемую ситуацию с сохра¬нением ее главных черт и воспроизвести моделирование в специальной динамической форме, так называемой игровой модели.

Понятно, что динамические модели предмета более информативны, даже если это касается воспроизведения его формы.

Например, анимация местности с изменяющимся мас¬штабом изображения от "птичьего полета" до "взгляда с вы¬соты муравья" дает более выразительный образ местности, чем ее статический макет. При разработке моделей, в ходе процесса моделирова¬ния очень важно учесть, на каком уровне иерархии управле¬ния действует пользователь.

Это очень важно, если учесть, что на каждом из таких уровней свои функции, задачи, тра¬диции, представления о "входной" и "выходной" информа¬ции. Обязательно нужно учитывать управленческий статус пользователя. Но сколько уровней рассмотреть? Оказывается, вполне достаточно рассматривать всего лишь четыре концептуальных уровня иерархии управления. В табл. 1. отображены основные типы моделей, которые целесообраз¬но рекомендовать управленцам различного концептуального статуса.

Реально на практике уровню "исполнителя" соот¬ветствует управленец категории до мелкой фирмы, уровню "администратор" — до среднего и крупного предприятия (фирмы), "руководитель основного звена отрасли" — концеп¬туально моделирует управленца до уровня отделов и управ¬лений министерства, а "высшее руководство" — это уровень министерства и выше. Таблица 1. Типы моделей, рекомендуемые управленцам различного статуса Концептуальный уровень иерархии управления Главные функции на концеп¬туальном уровне иерархии управления Рекомендуемые для использования тины моделей 1 2 3 "Исполнитель" Исполнение точно поставленных задач, детальных указаний; ми¬нимум свободы принятия реше¬ний (только в части нюансов тех¬нологии исполнения задания) Информационно-справочные системы, оптимизационные моде¬ли, тренажеры "Администратор" Руководство группой исполните¬лей или небольшими отделами организации, принятие решений о тактике действий, выбор способа распределения небольших объе¬мов активных ресурсов Информационно-справочные системы, расчетные модели, ди¬дактические (обучающие) и развивающие модели "Руководитель звена отрасли" Руководство крупной организа¬цией, определение подробной тактики действий и элементов стратегии поведения, участие в разработке решений по стратеги¬ческим вопросам Когнитивные и демонст¬рационные модели "Высшее руково¬дство" Определение политики и выбор стратегии Концептуальные и когни¬тивные модели Техническая разработка модели проводится по общей схеме разработки решения на операцию. Начинается все с определения цели и задач моделирования.

Разумеется, что это прерогатива ЛПР. Цель определяет назначения модели, задает общий характер входной и выходной информации.

При этом понятно, что выходная информация по характеристи¬кам точности, надежности и достоверности не может быть лучше входной.

Что касается других показателей качества выходной информации, например полноты, содержательно¬сти, выразительности и др то здесь связь не столь одно¬значна. После этого цель декомпозируют, превращая ее в набор обозримых и понятных задач моделирования.

Каждая из этих задач отражает определенный элемент достижения цели с привязкой к временным и ресурсным фрагментам ее достижения, к объектам приложения усилий и исполните¬лям. Затраты на разработку модели, ценность полученных результатов моделирования во многом определяются совершенством приемов разработки и использования моде¬лей. Возможно, что главная причина, почему модели еще недостаточно используются руководителями, которые про¬сто обязаны их применять в силу своего статуса, заключает¬ся в том, что эти ЛПР их опасаются или не понимают.

Сегод¬ня уже пора принять как аксиому, что ЛПР, для которых предназначены модели, просто обязаны принимать участие в постановке задачи и установлении главных требований по их качеству. Можно с уверенностью сказать: когда это имеет место, само применение моделей и эффект от их использо¬вания увеличиваются не менее чем вдвое.

На начальном этапе процесса моделирования использу¬ют математические модели наибольшей степени обобщения факторов, учитывающих лишь самые заметные закономер¬ности — так называемые концептуальные модели (это са¬мый "мелкий масштаб" исследования). Затем уточняют объект и предмет исследования и дополняют модель, внося в нее большее число факторов и измеряя их характеристики в шкалах промежуточной степени совершенства ("средний мас¬штаб"). Наконец, когда пользователь настолько определился в объекте и предмете моделирования, что выделил конкрет¬ный элемент из реальной действительности и решил, какие именно закономерности воспроизвести во всех деталях, про¬водят детальное моделирование (самый "крупный масштаб" исследования) с использованием наиболее совершенных, ко¬личественных шкал. На завершающих этапах моделирования, предшествующих моменту принятия решений, целесообраз¬но применять оптимизационные математические модели для поиска наилучших решений и игровые модели (например, учения, деловые беседы и игры, семинары, конференции, исследовательские игры и т. п.). Из-за значительных времен¬ных и организационных затрат делать это целесообразно или для проверки отдельных теоретических выводов и рекомен¬даций, или для отработки элементов будущего решения.

Чтобы достичь высокой эффективности процесса моде¬лирования при столь широком охвате участников, важно обес¬печить высокую интерпретируемость результатов моделиро¬вания и хода основных его этапов.

Поскольку методы, ис¬пользуемые в аппарате ЛПР высшего концептуального уровня иерархии, в частности в аппарате Министерства финансов РФ или Министерства экономического развития и торговли РФ, как правило, просты и "старомодны", самое важное — уме¬ло довести до участников процесса моделирования его суть и основные цели. Модель должна быть оформлена в виде обо¬зримых и понятных функциональных блоков (в пространстве, времени, в задачах). При построении основных блоков мате¬матической модели, особенно блоков ввода-вывода информа¬ции, обязательно следует учитывать уровень специальной подготовленности и статус основных пользователей.

Это по¬зволит разработчикам правильно оценить возможную реак¬цию пользователей.

Излишне сложная модель может быть воспринята пользователями как угроза их авторитету и от¬вергнута ими. Вот почему для построения эффективной моде¬ли лицам, принимающим решения, и специалистам по теории принятия решений и моделированию рекомендуется ра¬ботать вместе, взаимно увязывая потребности каждой сторо¬ны. Но как быть, если даже на вопрос о приближенных ис¬ходных данных для моделирования пользователи реагируют болезненно, высказываясь приблизительно так:" но у нас ведь нет таких данных " или " кто же нам даст эти дан¬ные " и т. п. Здесь разработчик модели должен проявить твер¬дость и не жалеть времени на доказательство невозможнос¬ти изменить существующее положение дел иным способом, как только добыть требуемую информацию.

Разработчик дол¬жен убедить ЛПР в том, что тезис об "отсутствии соответ¬ствующих данных" попросту означает, что раньше решения принимались без должного обоснования.

Кроме того, науч¬ный опыт принятия решений свидетельствует о том, что если решении фигурируют данные даже на уровне догадок, .сраженные в качественных или промежуточных шкалах, то это все равно существенно лучше, чем если бы требуе¬мые данные вовсе не учитывали. Пользователей нередко занимает проблема доказатель¬ства адекватности, "правдивости" модели.

Но на самом деле его интересует, главным образом, справедливость тех выво¬дов и рекомендаций, к которым он придет на основе резуль¬татов моделирования. Таким образом, на самом деле управ¬ленцев волнует не справедливость самой структуры модели, а ее функциональная полезность. Такого процесса, как "ис¬пытание" правильности модели, не существует. Вместо это¬го разработчик в ходе создания модели должен провести се¬рию проверок с целью укрепить свое доверие к модели. На этом основании мы рекомендуем каждому ЛПР мысленно разделить все используемые им модели на "объяснимые" и «полезные». Первые – это те, которые удовлетворяют всем необходимым для моделирования теориям, допущениям, ог¬раничениям, и их адекватность подтверждена на практике.

Следовательно, в отношении таких моделей незачем отвечать на вопросы об их научной обоснованности и точности. Второй класс моделей — это те модели, которые менее строго, фор¬мально обоснованы, однако ЛПР имело возможность не раз убедиться в полезности использования на практике резуль¬татов моделирования на них. В любом случае ясно, что толь¬ко практика может ответить на вопрос, адекватна модель или нет. Следовательно, если оценка фактической эффективнос¬ти, полученная после проведения операции, по¬казывает, что использование результатов моделирования оказалось полезным, то рекомендуем ЛПР считать такую модель адекватной целям и задачам моделирования и боль¬ше не терзаться вопросами "теоретической обоснованности и точности". Лучше уделить больше внимания вопросам пред¬ставления информации по результатам моделирования.

В этой задаче большую пользу может оказать изучение эффектив¬ных технологий и приемов, изложенных в специальной лите¬ратуре 2.1.