Проблема принятия решения

Простые решения принимают не только в отношении несложных задач, где решение бывает достаточно очевидным. Как раз для несложных задач простые решения чаще всего оправданы.

Но простые решения принимают иногда и в очень сложных случаях. Правда, результат принятия простого решения для сложной и очень сложной задачи далеко не всегда бывает положительным.

Приведем примеры. Если нам надо выбрать одну из двух технологий проведения санрубки - вручную или с помощью бензопилы, то решение будет простым, т.к. есть очевидный (главный) признак для сравнения - производительность труда. Продолжая пример проведения рубок леса, отметим, что приступая к разработке лесосеки, лесничий не станет делать системных расчетов, чтобы выяснить какую бригаду и с какой техникой направить для выполнения данной работы. Выбор у него невелик, а часто его и вовсе нет (бригада с трактором одна), и простое решение здесь оправдано. Простые решения лесничий принимает и при организации другой производственной деятельности, особенно по вопросам, которые четко регламентируются нормативными документами: типы лесных культур, назначение уходов за лесными культурами, осуществление отпуска древесины населению и многое другое.

К сожалению, мы имеем примеры, когда простое решение (без детального анализа всех альтернатив) принималась на интуитивном уровне или без просчета всех возможных вариантов. Можно вспомнить ввод советских войск в Афганистан, начало войны в Чечне, да и развал СССР. Здесь во внимание было принято одно свойство, явившееся главным для лиц, принявших решение. В первом случае это было расширение социализма, во втором экономические интересы политических элит, а в случае развала СССР присутствовала элементарная борьба за власть. Простое решение об увеличении размера лесопользования в Европейской части СССР, принятое на рубеже 20-30 годов прошлого века, польза которого казалось очевидной, хотя это противоречило научным воззрениям, оказалось пагубным, что сказалось через 30 лет. Негативные последствия этого простого решения сложной системы мы ощущаем до сих пор, - возрастная структура лесов Беларуси, Украины и Европейской части России неудовлетворительна.

По правилам системного анализа для решения сложных задач требуется организация принятия решения. Она включает следующие приемы.

1. Декомпозицию альтернатив на свойства, удобные для сравнения.

2. Возможное ранжирование этих свойств по сложности.

3. Выбор числовых характеристик свойств (критериев) и операций предпочтения, утверждение экспертных процедур для искусственной оценки свойств.

4. Выбор методов композиции.

5. Выбор вида информации для окончательного решения.

6. Окончательное решение.

В этапы 1ч5 могут входить дополнительные экспертные процедуры для выполнения поставленных в них задач.

К организации принятия решения по вышеизложенной схеме обычно привлекается пять видов специалистов.

А. Руководитель - лицо, принимающее решение. Этот человек полностью отвечает за решение задачи. Он утверждает организацию решения по этапам 1ч5 и единолично принимает окончательное решение. Коллегиальное решение (голосование) здесь не рассматривается.

Б. Консультанты или помощники руководителя. Они совместно со специалистами по системному анализу участвуют в организации решения, обсуждают промежуточные и окончательные результаты, могут защищать или оппонировать варианты решений. Только они могут давать советы руководителю, т.е. лицу, принимающему решение.

В. Эксперты. Они в заданных, жестко ограниченных рамках, производят оценку, сравнение, ранжирование представленных им на экспертизу отдельных сторон альтернатив или как исключение альтернатив целиком. Эксперты могут привлекаться к организации решения, но сами решений ни принимают.

Г. Специалисты по использованию технических средств. В первую очередь это математики и программисты-компьютерщики. В задаче принятия решения, они, как и эксперты, действуют в строго ограниченных рамках предложенных им задач. Применение компьютеров в основном сосредоточено в этапах 3 и 4. Организация этих этапов должна включать фиксацию формальных задач, наиболее распространенными из которых является вычисление критериев, применение методов свертки и главного критерия, нахождение множества Парето.

Д. Специалисты по системному анализу, которые совместно с консультантами организуют процедуру принятия решения и проверяют ее на соответствие общим положениям системного анализа.

В приведенном перечне функции специалистов разделены. На практике они могут совпадать.

Часто встречаются ситуации, когда действует ряд осложняющих факторов, а именно.

Требуется принять решение при отсутствии возможности или времени для четкого определения цели, выбора альтернатив и поисков нужной информации.

Окончательная фиксация цели (условий), альтернатив и информации считается частью принятия решения.

В первой ситуации обычно предпочитают решения, близкие к простым. Здесь можно говорить лишь о грубой декомпозиции альтернатив, ранжировании свойств по важности и т.д., а окончательное решение принимается с учетом интуиции и опыта. Например: борьба со стихийным бедствием, действие капитана и экипажа при аварийной ситуации на морском судне или на самолете, действия летчика в воздушном бою и т.п. Применение математических методов здесь затруднено, так как при нечеткой постановке задачи и отсутствии достаточной и достоверной информации получим весьма неточный результат, который очень часто будет хуже, чем тот, что достижим без применения математических методов.

Сказанное есть выражение общих подходов. Естественно, что все стадии принятия решений реализуются в полном объеме лишь на весьма сложных задачах, имеющих важное государственное или общественное значение. К ним относятся разработка крупномасштабных прогнозов, планов и проектов, создание крупных АСУ, вопросы, относящиеся к обороне и т.д.

У лесничего при принятии решения нет под рукой специалистов по системному анализу, экспертов и консультантов. Он сам должен быть и системщиком, и экспертом и т.д. Хотя, если подходить достаточно строго, то для решения задач в масштабах лесничества, видимо, трудно отыскать только специалиста по системному анализу (тут уж самым подготовленным будет лесничий), а консультантами и экспертами вполне могут выступать лесники, рабочие, мастера, которые хорошо и в деталях знают проблемы лесничества.

В качестве примера системного подхода приведем разработку крупной научно-технической программы. Например в лесном хозяйстве Беларуси с 2006 года выполняется Государственная научно-техническая программа по лесному хозяйству: «Управление лесами и рациональное лесопользование». Ее подготовка проводилась в течение 2003 - 2005 годов. Лицом, принявшим решение о ее проработке и финансировании, явился Председатель Совета Министров. Консультантами выступали его заместители, которые курируют сельское и лесное хозяйство, а также экологию, руководители и ведущие специалисты Государственного Комитета по науке и технологиям. В качестве экспертов были приглашены крупные ученые-лесоводы и практики лесного хозяйства. Специалистами по использованию технических средств при принятии решения являлись сотрудники государственного Комитета по науке и технологиям и Министерства лесного хозяйства. Именно они определили вид представления программы, подготовили всю информационную базу и т.д. Госкомитет по науке и технологии организовал также процедуру принятия решения. Здесь функции специалистов по пунктам Б - Д совпали.

При любых условиях принятия решения будет полезно включить стадию выработки предварительного решения и его проверку на дополнительных оценках, экспертизах, исследовании неочевидных и вторичных последствий, широкое обсуждение и т.д. Это поможет уяснить положительные и отрицательные стороны, а также увидеть пути улучшения решения. Указанные обстоятельства в сложных системах часто приводят к итеративности процесса решения задачи, т.е. к цикличности, повторению, циклам, шагам.

Обычно первые предложения не удовлетворяют руководителя, хотя этот вариант нередко бывает и лучшим. Лица, принимающие решение, выдвигают требования учесть дополнительные свойства, ранжировать их, расширить или сузить используемую информацию и т.д.

Наглядным примером сказанного служит порядок принятия расчетной лесосеки. Для начала посмотрим как это делалось в СССР. В 60 - 80-е годы объемы заготовки древесины в пределах величины расчетной лесосеки по Европейской части СССР постоянно оказывались меньше потребности народного хозяйства. Так, на 1976 - 1980 гг. по Европейской части СССР заявленные потребности и представленные возможности лесопользования расходились с дефицитом в 60 млн.м3/год. На 1981 - 1985 гг.этот баланс в начале формирования плана был дефицитным на 30 млн.м3/год. Расчетная лесосека утверждалась в Госплане СССР. До утверждения процесс определения расчетной лесосеки проходил длинный и сложный путь. Первоначально расчетная лесосека вычислялась в лесоустроительной партии по обобщенным материалам лесоинвентаризации. Затем ее проверяли в лесоустроительной экспедиции, защищали в лесоустроительном предприятии и на научно-техническом совете В/О «Леспроект». Кроме того, величина этой лесосеки проходила согласование в лесхозе, лесохозяйственных органах области и республики. После всего расчетную лесосеку рассматривал Гослесхоз СССР (с 1988г. Госкомлес). Несмотря на столь тщательную экспертизу, Госплан СССР очень часто лесосеку не утверждал, находя разные недоработки, выдвигал дополнительные претензии из вышеперечисленного перечня, и все начиналось сначала. Все требования Госплана обычно сводились к увеличению объемов вырубки.

Опытные начальники лесоустроительных партий сразу ставили самые большие цифры из возможных, но они уменьшались работниками лесхозов и областных управлений, которые хотели иметь меньшие объемы работ и беспокоились о будущем наших лесов. Поэтому на 2 лесоустроительном совещании и при согласованиях в вышестоящих органах лесного хозяйства величина расчетной лесосеки уменьшалась до вполне разумных пределов, что оказывалось неприемлемым в Госплане. Обычно волевым путем на самом верхнем уровне утверждалась максимальная лесосека. При утверждении пятилетних планов на 1976-1980 годы и 1981-1985 годы для уменьшения дефицита древесины по Европейской части СССР расчетная лесосека без особых обоснований повышалась на 20-30%. Поэтому, хотя со второй половины 70-х и до конца 80-х годов расчетная лесосека в БССР не перерубалась т.е. научные принципы лесопользования как бы соблюдались, но сама величина этой лесосеки была завышена, и фактически велось истощительное лесопользование. Следовательно, правилами и требованиями системного анализа в описанном случае пренебрегали.

Результат известен - к 1992 году в Беларуси, Украине и в ряде областей в Европейской части РСФСР спелые леса вырубили почти полностью. Чтобы исключить волюнтаристский подход к расчету и утверждению расчетной лесосеки, в Беларуси принята четкая инструкция по ее определению с жесткими ограничениями. Одним из наиболее значительных ограничений является минимальный срок, за который можно вырубить имеющиеся спелые насаждения. Результатом введенного подхода к лесопользованию в Беларуси стало увеличение количества спелых лесов с 2,4% в 1992 году до почти 9% в 2007, хотя и последняя величина недостаточна для организации постоянного лесопользования. Таким образом, можно отметить, что увидев негативное последствие отступления от научных принципов, лесоводы Беларуси приняли меры по их восстановлению, и результат не замедлил сказаться.

В настоящее время по созданным человеком алгоритмам решение может принять (и принимает) компьютер. Организация такого решения бывает сложной и повторяет этапы 1ч6 приведенной выше схемы.

Есть широкие классы задач, когда принятие решения компьютером или другим техническим средством является вынужденной мерой. Такое случается при обработке очень больших массивов информации за малое время, принятия большого количества однотипных и тривиальных решений.

Примером принятия подобных решений является система ПВО (противовоздушной обороны) почти каждой страны. Только компьютер в состоянии в считанные минуты и секунды обработать информацию о приближении угрозы (летящие самолеты или ракеты) и дать своевременную команду на готовность к отражению атаки: привести в боевое положение ракеты, поднять в воздух самолеты. Правда, последующие действия (пустить ли все это в ход) компьютеру не доверяют. Это уже прерогатива человека, причем, находящегося на самом верху иерархической структуры государства: президент, премьер-министр, иногда в более простых случаях - министр обороны.

Описанный порядок действий по принятию решения в критических ситуациях верен, что подтвердила практика. В 70-80-е годы имелись случаи, когда на компьютер поступала неверная информация. У нас это все было строго засекречено, а американцы сообщали, что несколько раз за самолеты и ракеты их радары принимали стаи перелетных птиц, особенно гусей. Самолеты по тревоге в воздух взлетали, но дальше ситуацию оценивали люди, и ошибки исправлялись.

Нам осталось рассмотреть вопрос об организации экспертизы. Классические формы экспертиз - это заполнение экспертами анкет, таблиц, интервью и т.д. Чаще всего, используют анкеты (таблицы). В вопросники включают простые вопросы, которые для ответа не надо разбивать на части. Лучше если ответ может быть сведен к "да" и "нет", но возможны и иные варианты.

Обычно от эксперта хотят получить числовую оценку - в баллах, процентах и т.д. Но, как правило, человек более обоснованно дает качественную характеристику явления, чем количественную, т.е. ему легче сказать хороша или плоха оцениваемая позиция, чем выразить ее в каких-то цифрах.

Экспертизы различаются по форме взаимодействия экспертов. Здесь выделяют свободный, регламентированный и недопустимый обмен мнениями. Каждый из способов имеет свои плюсы и минусы.

При свободном обмене мнениями идет открытая дискуссия. Эксперт может корректировать свое мнение с учетом новых аргументов. Но здесь есть опасность доминирования одних экспертов над другими. Например, если в лесхозе идет обслуживание какой-то сложной проблемы, то мнение директора или главного лесничего обычно доминирует над предложениями лесничего или мастера леса. Мнение последних может оказаться не учтенным. Зная опасные последствия, эти работники иногда даже и не высказываются, особенно в сложной ситуации и при больших разногласиях.

Регламентируемое общение требует более сложной организации. Одним из достаточно известных видов такого обсуждения, является "мозговой штурм (атака)". Здесь сначала высказываются все мнения без обсуждения, и лишь потом начинается дискуссия под руководством хорошо подготовленного и беспристрастного ведущего.

В старой русской армии подобным регламентируемым обсуждением являлись Военные Советы. Первым на Совете высказывался самый младший по чину. Этим снималось давление старших на младших. Вспомним военный совет в Оренбурге во время его осады войсками Е. Пугачева, описанный А.С. Пушкиным в книге «Капитанская дочка». Аналогично проходил военный Совет в Филях в изложении Л.Н. Толстого: заключал старший по чину - М.И. Кутузов. Форму общения, принятую на тех Военных Советах, полезно взять на вооружение и современному руководителю.

Недопустимый обмен мнениями наблюдается, если эксперты работают изолировано, т.е. общение между ними отсутствует. Здесь все мнения идут в дальнейшую обработку. Недостаток этого метода в том, что в обработку могут попасть искаженные или неверные оценки, которые изменяют баланс альтернатив. Такие оценки при свободном или регламентированном обмене мнениями были бы выявлены и отсеяны. Причины плохих ответов бывают разные. В основном это зависит от нарушения требований при подборе экспертов - попадаются некомпетентные или предвзятые специалисты. Некоторые работники неспособны решать нестандартные задачи и предвидеть неочевидные последствия.

Можно вспомнить проводимые в стране всенародные обсуждения важных проблем, референдумы. В этом случае экспертами имели право выступать все граждане. Конечно среди множества предложений встречались и отдельные явно негодные или предвзятые, но они были объективно оценены и отклонены.

5. Формализованные и неформализованные действия

Формализованной называется операция или процедура, если определены и однозначно понимаемы (человеком, компьютером, другим техническим устройством) последовательность элементарных актов по ее реализации. Процедура или операция называется неформализованной, если она проводится с использованием интуиции человека, т.е. с неполным осознанием аргументов и приемов выбора действий.

Ранее уже упоминались эти термины, но предполагалось, что их смысл достаточно ясен, так сказать, на аксиоматическом уровне. Здесь разберем этот вопрос подробнее.

Формализация предполагает возможность многократного повторения одной и той же процедуры (принцип неуникальности), ее пригодности для определенного множества исходных данных (вариативность входов), возможность фиксации последовательности действий на каком-либо носителе (в т.ч. в виде письменного текста) для хранения, передачи, тиражирования.

Однозначная понимаемость элементарных актов по реализации операции или процедуры имеет следствием совпадение результатов применения одной и той же процедуры к одним и тем же исходным данным. Типичными примерами формализованных операций является работа программы для компьютера, действия рабочего на конвейере, ответы справочной службы, обработка полевых материалов лесоводственных исследований по утвержденной методике, работа следящих или контролирующих технических средств например, за давлением в газопроводе, перекрывая подачу газа при превышении некоторой величины и т.д.

В принципе, могут быть формализованы, но чаще остаются неформализованными выбор метода решения задачи, вычисление зависимостей и связей. Например, нахождение зависимостей между таксационными показателями древостоя: высота - диаметр, высота - видовое число, высота - запас и т.д. В качестве других примеров приведем работу по вычислению таксационных параметров древостоя на компьютере. Так, можно, заложив в компьютер некоторое уравнение с уже вычисленными параметрами или без них, предполагая определение параметров в процессе решения задачи, формализовать вычисление кривой высот, т.е. зависимость Н=ѓ(Д). Допустим, что для решения названной задачи использовали наиболее распространенное уравнение параболы 3-го порядка: Н =а0 + а1Д + а2Д2 + а3Д3. В большинстве случаев приведенная модель "работает" хорошо. Но есть и отклонения от типичных ситуаций, примерно в 15-25% случаев. Для них нужно подбирать уравнение другого вида.

Обобщая все возможные случаи, когда требуется или не требуется формализация, отметим, что всегда надо (желательно) исследовать возможность формализации некоторого действия. Строго говоря, вышеперечисленные случаи вычисления зависимостей и связей, не являются формализованными. Но какие-то операции из той схемы действий можно формализовать.

Формализация упрощает и облегчает нашу работу. Во-первых, тогда большую ее часть можно переложить на плечи машины: автопилота, регулятора, компьютера и т.д.

В то же время формализацию нельзя возводить в абсолют. Приведем пример. Лесничий - это "специалист по всем наукам". Изучал он и строительное дело. Поэтому, когда потребуется построить новую контору лесничества из кирпича, то именно лесничий явится главным заказчиком, организатором и прорабом. Ситуация известна мне по собственному опыту. В свое время и передо мной вставал вопрос как класть кирпичную кладку - со сплошным швом или внахлест. Специалисты - математики, занимающиеся системным анализом, скажут, что эта задача является средней по сложности. Она может быть формализована и решена методом конечных элементов. В результате получим ответ - лучше класть стену со сплошным швом - так немного экономичней. Но любой каменщик знает, что стена, положенная со сплошным швом, обязательно развалится. Нужна ли формализация и сложные вычисления, если есть многолетний опыт? Вопрос риторический. В подобных случаях человек на базе своего опыта, знания, интуиции может решать задачи быстрее, дешевле и надежнее, особенно, если модель плоха, а информации мало. Кстати, когда я занимался строительством конторы, то системного анализа не знал, задачу технологии кладки стены математически не решал, но поступил по всем правилам системного анализа: послушал консультантов и экспертов (тех же каменщиков), положился на их знание, умение и опыт, и контора стоит уже 45 лет и, думаю, простоит еще 100 лет.

Таким образом, приходим к выводу, что в практике полезно сочетать формализованные и неформализованные действия. Наиболее часто вопрос о формализации действий встает при работе с компьютерами. Обычно в этом случае человек выполняет неформализованные, а компьютер - формализованные действия.

6. Интерактивные системы

В программировании процесс вмешательства оператора в работу компьютера или автоматического устройства называют интерактивным. Хотя развитие техники освободило и будет освобождать дальше человека от рутинного физического и умственного труда, но выполнение неформализованных действий еще долго останется за человеком. В этой связи встает вопрос об оптимальном сочетании формализованных и неформализованных процедур.

В будущем, по крайней мере в технике, основной объем действий будет формализован. Действия человека, которые останутся неформализованными, станут носить характер принятия решения. При этом очень важную роль играет информация, на базе которой принимаются решения, что выше уже обсуждалось. Поэтому, информация должна подлежать строгой регламентации. Желательно, чтобы решения человека были простыми. Решения, где надо учитывать много сторон проблемы, обычно оказываются менее оперативны и обоснованы.

Основные формы участия человека в диалоге с машиной при сочетании формализованных и неформализованных действий, т.е. в интерактивных системах сводится к следующему.

А. Вмешательство в работу системы. Его обычно называют управлением.

Б. Визирование работы технических средств: контроль, просмотр, анализ и согласие (или несогласие) с их действиями.

В. Запрос информации и ее направление на обработку. Сюда же входит тестирование технических средств и поиск неисправностей.

Г. Выдвижение новых идей и представлений, проверка гипотез и вариантов. Это возможно при создании новых систем и реконструировании старых.

Примерами интерактивных систем являются различные системы проектирования (САПР), гибкие автоматические производства (ГАП) и т.д. В них человек решает лишь узловые, неформализованные или плохо формализованные проблемы.

Общим результатом размещения человека в сложной системе является наделение системы внутренней активностью, способностью совершенствоваться, приспосабливаться, изменяться не на основе заранее заложенных алгоритмов и механизмов самообучения, а на основе неформализованных решений. Такая активность является естественным продолжением обычной активности человека, ее отличие лишь в многократном расширении возможностей, которые представляет техника.

Уже сейчас мы имеем быстрый доступ к большим объемам информации, можем осуществить переработку ее огромных массивов, в состоянии быстро сменить модели, принципы и методы управления. Это сочетается с гибкостью человеческой психики, быстрой сменой уровней охвата проблемы, способностью оценки проблемы с новых и неожиданных точек зрения и возможностью интуитивных действий.

Идея интерактивности состоит в интенсивности работы за счет активности человека внутри сложной системы. Именно она (интерактивность) позволяет объединить все достоинства формализованных и неформализованных действий и успешно решать широкие классы задач, недоступные только техническим средствам или только человеку.

Примером таких систем являются функционирование в лесном хозяйстве ГИС - технологии, которые базируются на использовании компьютерных программ, банков данных «Лесной фонд» и имеющейся картографии. Действуют эти системы в автоматическом режиме, выдавая по запросу нужные сведения, но при необходимости человек может вносить в нее коррективы, изменения и решать новые задачи.

Размещено на Allbest.ru