Якісні і формальні методи системного аналізу

Традиційно  сценарій створюється наступним  чином. Група висококваліфікованих фахівців складає план, де прагне головним чином намітити галузі науки, техніки, економіки, політики, які не повинні бути упущені з уваги при постановці і вирішенні проблеми. Кожен такий розділ розгортається у можливий, ймовірний хід подій, починаючи від сформованої до дійсного часу ситуації або деякої значної події в майбутньому, яка вплине на постановку та вирішення проблеми або взаємозалежного кола проблем. Різні розділи сценарію, як правило, пишуться різними групами фахівців або окремими фахівцями. Використання широкого кола фахівців різних профілів забезпечує багатосторонній, різноаспектний розгляд проблеми, дозволяє простежити її розгалуження, взаємозв'язок з іншими проблемами.

    Сценарії  можуть використовуватися на різних етапах системного аналізу, коли потрібно зібрати й упорядкувати дуже різнорідну і неструктуровану інформацію. Але головною сферою застосування цього інструменту є аналіз проблеми та прогнозування й аналіз майбутніх умов.

    Останнім  часом поняття сценарію усі більше розширюється в напрямку як галузей  застосування, так і форм представлення  і методів їхньої розробки: у сценарій вводяться кількісні параметри  та встановлюються їхні взаємозалежності, пропонуються методики підготовки сценарію з використанням комп’ютерів (машинних сценаріїв), методики цільового управління сценарію.

    Методи  експертних оцінок. В них розглядаються форми експертного опитування (різні види анкетування, інтерв'ю), підходи до оцінювання (ранжування, нормування, різні види упорядкування і т.д.), методи опрацювання результатів опитувань, вимоги до експертів і формування експертних груп, питання тренування експертів, оцінки їхньої компетентності (при опрацюванні оцінок вводяться і враховуються коефіцієнти компетентності експертів, вірогідності їхніх думок), методики організації експертних опитів.

    Метод "Делфі" (або метод "дельфійського оракула") був розроблений американським дослідником О.Хелмером для вирішення складних стратегічних проблем з метою одержати більш широких джерел надзвичайно дефіцитної інформації про майбутнє, Максимально позбутися суб'єктивних чинників у судженнях і оцінках майбутнього, стимулювати способи мислення фахівців шляхом створення спеціальної інформаційної системи зі зворотним зв'язком, усунути перешкоди в обміні інформацією між фахівцями, тиск авторитету й інші форми тиску, забезпечити підвищення вірогідності прогнозів шляхом спеціальних процедур кількісної оцінки думок експертів і їхнього машинного опрацювання.

    На  відміну від сценаріїв, метод "Делфі" передбачає попереднє ознайомлення експертів, що залучаються, із ситуацією за допомогою якоїсь моделі: такою моделлю може бути як строга математична модель, наприклад, економетрична модель розвитку економіки, так і неформальний опис процесу, наприклад, сценарій. У системному аналізі основною формою моделі, що підлягає удосконаленню і насиченню інформацією за допомогою експертних оцінок, є, як правило, дерево цілей.

    Фахівцям  пропонується оцінити структуру  моделі в цілому і дати пропозиції про включення в неї не врахованих зв'язків. При цьому використовується анкетний метод з уніфікованими формами запитань, відповідей і оцінок. Результати кожного етапу опитування і систематизація його результатів доводяться знову до відома всіх експертів, що дозволяє їм далі коригувати свої судження на основі отриманої інформації. Ця інформація далі зіставляється й аналізується на основі використання даних експертами кількісних оцінок. Існує цілий ряд процедур усереднення й об'єктивізації думок експертів, а також процедури оцінок авторитетності і питомої ваги думок самих експертів, наприклад, їхньої взаємної оцінки компетентності в тій або іншій галузі.

    Метод "Делфі" спочатку розглядався  О.Хелмером і його колегами як ітеративна процедура при проведенні мозкової атаки, що сприяла б зниженню впливу психологічних чинників при повторенні засідань і підвищенні об'єктивності результатів. Однак майже одночасно "Делфі"- процедури стали засобом підвищення об'єктивності експертних опитів із використанням кількісних оцінок при оцінці "дерева цілей" і при розробці "сценаріїв".

    В тих випадках, коли відсутня об'єктивна  інформація, зокрема про майбутнє, метод "Делфі" є найбільш надійним засобом одержання багатосторонніх і водночас досить обґрунтованих даних. У системному аналізі метод "Делфі" використовується на етапі оцінювання сучасного стану тих чинників, що не піддаються безпосередній кількісній оцінці (наприклад, сучасних соціальних чинників, що впливають на формування цілей), на етапі одержання й опрацювання прогнозної інформації.

    У конкретних методиках самі "Делфі"- процедури використовують в різній мірі. Найчастіше в спрощеному вигляді організується послідовність повторень (циклів) мозкової атаки. В більш складному варіанті розробляється програма послідовних індивідуальних опитувань за допомогою анкет, які виключають контакти між експертами, але передбачають між турами їх ознайомлення з думками інших. Анкети від туру до туру можуть уточнюватися. Для зниження дії таких чинників, як навіювання або пристосування до думки більшості, від експертів можуть вимагати обґрунтування своїх точок зору, однак це не завжди призводить до бажаного результату, а іноді навпаки - може посилити ефект пристосовування. В найбільш розвинених методиках експертам присвоюються коефіцієнти ваги (значущості їхніх оцінок), які обчислюються на основі попередніх опитувань, уточнюються від туру до туру і враховуються при отриманні узагальнених результатів оцінок.

    3. Кількісні методи

    Сіткові методи. Найбільше наочним і зручним засобом відображення динамічних процесів, їхнього аналізу і планування із застосуванням елементів оп- тимізації є широко відомі сіткові методи. Такі методи як МКП, ПЕРТ та їхні модифікації використовуються в системному аналізі головним чином на етапі побудови комплексних програм розвитку. Елементи нижніх рівнів дерева цілей, перегруповані за ознакою часових логічних взаємозв'язків, можна перетворити в сітку. Аналіз цих сіток може послужити для подальшого коригування дерева цілей. Більш складні багатовимірні сітки використовуються для розподілу сфер відповідальності, розподілу робіт для конкретних виконавців.

    Метод дерева цілей. Спеціально для потреб системного аналізу розроблений метод дерева цілей, на даний час є головним методом системного аналізу.

    З математичної точки зору, дерево цілей  являє собою зв'язний граф, вершини якого інтерпретуються як цілі, а ребра (дуги) як зв'язки між цілями.

Формується  таке "дерево" шляхом поділу загальної  цілі на під цілі, а їх, у свою чергу, - на більш детальні складові, які називають під цілями нижчих рівнів або, починаючи з деякого рівня, - функціями. Як наслідок, отримується повна та відносно стійка структура цілей, проблем, напрямків, яка протягом деякого періоду часу мало змінюється при неминучих змінах, що відбуваються в будь-якій динамічній системі.

    Таким чином, змістовно дерево цілей дозволяє пов'язувати цілі вищого рівня з конкретними засобами їхніх досягнень на нижчому рівні через ряд проміжних ланок.

    В якості основного інструмента системного аналізу метод дерева цілей використовується на багатьох етапах. Зокрема, він використовується для структуризації й аналізу проблем, структуризації системи, декомпозиції критеріїв оптимальності, при проектуванні організації в якості інструмента забезпечення повноти охоплення функцій управління.

    Матричні  форми представлення  й аналізу інформації. Матричні форми представлення й аналізу інформації не є специфічним інструментом системного аналізу, однак широко використовуються на різних його етапах у якості допоміжного засобу. Матриця є не тільки надзвичайно наочною формою представлення інформації, але і формою, що у багатьох випадках розкриває внутрішні зв'язки між елементами, допомагає з'ясувати і проаналізувати частини структури, які не спостерігаються. Чудовим прикладом блискучого використання властивостей матриць є відкриття Менделєєвим періодичної таблиці елементів, що дозволила упорядкувати цілий ряд об'єктивних закономірностей, властивих хімічним елементам, інтерполювати й екстраполювати їхні властивості в тих випадках, коли елементи ще не були відкриті.

    Матриці використовуються для представлення  й аналізу систем і їхніх структур. Перебудова дерева цілей у матрицю  буває зручною для аналізу  структури дерева цілей, виявлення взаємозв'язків і відношень між цілями на етапі добору варіантів. При вирішенні задач добору конкретних варіантів заходів або засобів широко використовуються різні типи таблиць рішень. І, нарешті, так звані функціонально-цільові матриці є одним з основних інструментів проектування організацій, орієнтованих на ціль.

    Методи  економічного аналізу. На всіх стадіях системного аналізу при вивченні економічних процесів застосовуються добре відпрацьовані методи економічного аналізу. В процесі системного аналізу значна частина інформації не має кількісних оцінок або, за своєю природою, не може їх мати, тому основним завданням системного аналізу є шляхом структуризації і введення суб'єктивних оцінок перетворення системи в деякий комплекс завдань, який найкраще вирішуються методами економічного аналізу.

    Статистичні методи. Широке коло статистичних методів аналізу трендів, факторного аналізу, статистичної екстраполяції і ряд інших можуть використовуватися в якості інструментів отримання інформації про майбутнє на етапі прогнозування майбутніх умов розвитку.

    Однак їх використання вимагає наявності  великої кількості досить достовірної вихідної інформації, що пов'язується із значними витратами. Тому в сис

темному аналізі надають перевагу в одержанні  інформації про майбутнє менш трудомісткими  та більш ефективними процедурами  експертних оцінок. Статистичні методи використовуються лише за наявності заздалегідь підготовленого статистичного матеріалу.

    Кібернетичні  моделі. Кібернетичні моделі, що відображають процеси управління в системах, повинні використовуватися щоразу, коли дані процеси є предметом системного аналізу. У кібернетичних моделях можуть використовуватися найрізноманітніші виразні, відносно прості засоби - схеми, блок-схеми, таблиці, діаграми. Однак, якщо досліджувані процеси управління є складними, то доводитися вдаватися до більш розвинутих засобів. Оскільки процес системного аналізу являє собою дослідницький процес здобування, систематизації і переробки інформації, то процес системного аналізу може бути зображений кібернетичними моделями різного типу. До цього доводиться вдаватися, якщо ставиться завдання аналізу процесу системного дослідження з метою автоматизації окремих процедур.

    Економіко-математичні  моделі описового  типу. Економіко-математичні моделі описового типу (які описують стан об'єкта або його поведінку) є найважливішим засобом представлення економічних систем у процесі системного аналізу в тій їхній частині, де достатня кількісна інформація. Найбільше практичне застосування знаходять при цьому добре відпрацьовані і відносно прості моделі матричного типу, зокрема моделі галузевих, міжгалузевих і міжрегіональних балансів типу "витрати-випуску".

    Нормативні  операційні економіко-математичні  моделі. Нормативні операційні економіко-математичні моделі служать для знаходження оптимальних і наближено оптимальних рішень. Моделі такого типу (оптимізаційні, імітаційні, ігрові) можуть використовуватися в системному аналізі в тому випадку, якщо вони заздалегідь відпрацьовані і для них зібрана та проаналізована вихідна інформація. Співвідношення складається таким чином, що швидше системний аналіз є допоміжним засобом для економіко-математичних методів, але засобом надзвичайно важливим, оскільки вирішує ключові проблеми економіко-математичного моделювання. Перша з них - це ув'язка економіко-математичних моделей у системи моделей за посередництвом установлення взаємозв'язків їхніх критеріїв на різних рівнях ієрархії і різних аспектів економічної діяльності; друга - трансформація неструктурованої і погано структурованої інформації в строго класифіковані та кількісно оцінені показники, без чого "не працюють" економіко-математичні моделі.

4. Приклади  практичного застосування  методів системного аналізу

Елементи  теорії ігор

Типові  приклади

    Приклад 1. Фірма виготовляє устаткування для легкої промисловості. Експертами виробничого відділу фірми розглядаються три конструкторські варіанти устаткування: А-1, А-2, А-3. Для спрощення допустимо, що за технічними характеристиками ці три типи майже ідентичні, однак залежно від зовнішнього вигляду та зручності використання кожен тип може мати три модифікації: М-1, М-2, М-3 залежно від закупленої технології виробництва. Собівартість виготовлення устаткування наведена в табл.

    Собівартість  виготовлення устаткування, тис. ум.од.