Эмпирические основания комбинативного планирования

Сначала коэффициент вариантности уменьшается, затем становится равным единице, а затем обращается в нуль. Ситуация срыва есть ситуация с коэффициентом вариантности равным нулю.

Предвидение ситуаций срыва. К срывам не принято относиться пассивно и ждать их наступления. Срыв стремятся предвидеть и предупредить. Предвидение заключается в том, что стараются предсказать появление неблагоприятного соотношения между A(t), В(t), П(t) и 3(t) при заданном P(t).

Предупреждение же состоит в том, что, исходя из предвидимого поведения задела, ограничений и ожидаемой помощи, ресурс Р(t) распределяют так, чтобы обеспечить максимум коэффициента вариантности на конец календарного периода, то есть

|V(TK)| > мах.

Однако формальная сторона процесса принятия решений, в основном, состоит не в этой процедуре.

Ответственность за принятие решений остается за ЛПР, поэтому принятие решений, все равно, будет осуществляться интуитивно. Важно то, что коэффициент вариантности и связанный с ним простой формализм могут быть использованы как инструмент для зондирования и исследования интуитивно принятых решений.

В этом-то только случае и появляется повод для диалога между ЛПР и ЭВМ. Простая программа диалога между ЛПР и ЭВМ для случая распределения ограниченных ресурсов между несколькими проектами может быть легко создана в любой системе программирования.

18. Зондирование решений

Принятие решений есть распределение ресурса, направленного на достижение цели. Решение, принятое на основе интуиции, может быть подвергнуто обсуждению, последующему «разбору» и анализу. Скажем, решения, принятые в ходе знаменитых сражений, стали аудиторными примерами для анализа при обучении офицеров.

Однако нас интересует не анализ «постфактум» с целью извлечения уроков из прошлого, не оперативное мышление в сейчас происходящем процессе, а гарантированно опережающее «зондирование качества решений» - грубо говоря, - анализ «префактум».

Необходим анализ принимаемых решений в реальном масштабе времени перед тем, как их назначают к исполнению. Для этого надо иметь подходящие формальные инструменты, имитационные модели. Подчеркнем специально, что инструмент здесь может быть формальным и только формальным, потому что любые попытки неформального анализа решений сами автоматически становятся неотъемлемой частью, этапом в этом же интуитивном процессе принятия решений, сливаются с ним.

Чтобы пояснить идею, воспользуемся прототипом такого формального инструмента, выработанным в сетевом планировании. Дело в том, что сетевой график строят интуитивно. Качество сетевого плана зависит от искусства руководителя. Это качество определяется с помощью формальных процедур.

ЭВМ выделяет в сетевом графике множество критических и подкритических путей, рассчитывает длительность работ в целом, строит кривые интенсивности потребления ресурса и т.п. Изучив эти данные, руководитель пытается интуитивной перестройкой сети (запараллеливанием работ, заменой альтернатив) улучшить те или иные характеристики плана. Так возникает обратная связь для улучшения решений, принятых интуитивно. Это можно назвать интуитивным управлением качества решения на основе формальной модели.

По аналогии с этим в обсуждаемом нами формализме необходимо построить контур управления качеством решений. Но в нашем случае распределения ресурса по подцелям в дереве альтернатив придется выбрать иные, не такие как в сетевом планировании, характеристики решений.

Пусть руководитель распределил ресурс Р так, что к выполнению назначено множество подцелей «X». Задача состоит в том, чтобы исследовать «ситуативную прочность (добротность)» этого решения. При этом под «ситуативной прочностью» понимается следующее. Во-первых, в Х можно найти такое подмножество х, что отказ по всем подцелям, принадлежащим х, приводит к ситуации срыва. Во-вторых, после срыва необходимо будет привлечь дополнительный ресурс ДР для того, чтобы достичь хотя бы некоторой жесткой ситуации, то есть такой ситуации, в которой возможен хоть один курс действий.

Будем находить их с помощью следующей циклической процедуры. Вычеркнем условно из х поочередно каждую из принадлежащих ему альтернатив а. Подсчитаем, к какому снижению коэффициента вариантности Д\/(аi) = ДVi это приводит. Найдем максимум следующей функции

Присвоим этой альтернативе индекс l и удалим её из Х уже не условно. Повторим предыдущую процедуру. Получим альтернативу, которой припишем индекс 2 и т.д. Будем повторять вычеркивание до тех пор, пока не обратится в нуль коэффициент вариантности на Xn., где Xn - состав множества, оставшегося от Х после n-го вычеркивания. Составим таблицу:

Здесь аi - вычеркиваемые альтернативы; Xi - остаток после вычеркивания; Vi - текущее значение коэффициента вариантности.

Припишем теперь всем альтернативам, принадлежащим Хn, нулевую стоимость, то есть «отправим их в задел». Далее, поэшелонным расчетом отыщем минимальный по стоимости курс действия - Kmin. Выделим в Kmin.те альтернативы, которые не принадлежат Хn. Подсчитаем суммарную стоимость этих альтернатив, обозначим ее ДР.

Эта величина характеризует «тяжесть» условно созданной нами ситуации срыва, то есть указывает на то, сколько ресурса потребуется дополнительно, чтобы устранить эту возможную ситуацию срыва, если она случится, и выйти хотя бы в жесткую ситуацию.

Вышеприведенная таблица дает ранжированную последовательность отказов, снижающих вариантность плана Х вплоть до нуля. При этом значение ДР оценивает тяжесть возможной проблемной ситуации срыва.

В каждом такте диалога по совместному построению плана Х руководителям и ЭВМ можно предъявлять таблицу, подобную вышеприведенной, и суммарную стоимость альтернатив ДР и тем самым сообщать руководителю «прочность» принимаемых им решений. С интуитивной точки зрения решение тем прочнее, чем длиннее последовательность {aк} и чем меньше ДР, тем прочнее кажется решение. При этом левые члены последовательности {ак} во время реализации плана должны будут привлекать более пристальное внимание руководителя, чтобы избежать по ним отрицательных исходов.

Это аналогично критическому пути в сетевом планировании, что было отмечено выше. Таким образом, этот простой алгоритм зондирования решений, будучи во многом эвристичным, дает некоторое средство для предвидения ситуаций срыва. Это особенно важно в силу того, что в последнее время все чаще высказывают мнение о важности и полезности «дальней локации» возможных срывов, а не обнаружения их, когда они вот-вот произойдут или уже произошли.

19. От деловых игр к управляемому эксперименту в планировании и прогнозировании

В данной книге основное внимание направлено на рассмотрение планирования как творчества, на работу с альтернативами при планировании и на то, что можно суммарно обозначить как предмет профессиональной уверенности и компетенции руководителя планирования.

На наш взгляд, планирование как область принятия решений содержательно богаче любой другой области деятельности. Эта деятельность может включать в себя как частный случай:

? инженерное планирование-конструирование;

? ответственное хозяйственное конструирование-планирование;

? инструментальное владение и оперативное использование экономических и политэкономических категорий;

? знание и учет законов, которым подчинено развитие социалистических производственных отношений и производительных сил;

? сознательное применение таких проблемно-ориентированных методов как «системный анализ» и морфологический анализ;

? овладение методами управляемого эксперимента и форсированного изучения возможностей и альтернатив в принципиально открытых системах, в которых не возможно создать экспериментальных ситуаций, хотя бы отдаленно напоминающих стендовые и макетные испытания и исследования в физике и технике;

? осознание и обостренное понимание социальных потребностей и путей развития производственных систем, что включает в себя создание профессиональной «картины мира» и понимание собственной гражданской позиции и деятельности в рамках этой картины мира.

Короче говоря, планирование как профессия есть сплав ремесла, искусства, науки, политики и, в то же время, - это «стиль жизни». Впрочем, этого следовало ожидать от данного вида профессиональной деятельности, поскольку качество планирования наполовину определяет развитие любой хозяйственной единицы, начиная от самых мелких и кончая экономикой в целом.

Обзор показывает, что эта специфика планирования пока не находит должного отражения в тех формализмах и расчетных методиках, которые создают для того, чтобы сделать работу по планированию более эффективной и качественной. Профессия плановика плохо оснащена инструментами.

Модели исследования операций и теории игр, сетевые модели, являясь достаточно мощными и богатыми, тем не менее, не являются естественно близкими в структуре реально протекающего процесса планирования, не отражают его эмпирической обыденной стороны. На наш взгляд, это происходит потому, что теории и модели планирования недостаточно подкреплены экспериментальными правильно обработанными материалами.

Отсутствует инструментарий для априорного и апостериорного детального анализа и препарирования принятых решений и реализованных планов (за исключением военного планирования, где применяют метод разбора прошлых примеров и метод «штабных игр» и учений). Единственное исключение из этого представляет собой проект “Hindsight”, предпринятый военным ведомством США в 1965 году и имеющий важные последствия. В этом проекте детально «стенографированы» тысячи событий, имевших место при создании 10 систем вооружений. Сделаны выводы и обобщения, которые до сих пор представляют интерес.

Было бы полезно, если бы специалисты по планированию получили возможность многократно ошибаться и извлекать уроки из этих ошибок, не нанося ущерб хозяйственной системе. Это можно сделать, только создав «тренажеры по процессам планирования», максимально приближенные к реальной практике. Но чтобы создавать такие тренажеры специалисты по человеко-машинным системам должны накопить достаточный экспериментальный материал и, конечно, в первую очередь, разобраться, «в чём же состоит работа с альтернативами при планировании» в большинстве отраслей хозяйства. Должна появиться систематика планирования. Тот факт, что любая научно-практическая дисциплина в свое время начиналась с систематики, говорит сам за себя.

Далее, продолжая аналогии, отметим следующее. В такой, например, науке как физика хорошо представлены «обе половины» и теория, и эксперимент. В настоящее время в физическом эксперименте во всем мире сформулированы и проводятся различные научно-исследовательские работы. Спектр стоимости этих НИР чрезвычайно широк: от нескольких тысяч долларов до нескольких миллионов.

В практике автоматизации уже достаточно давно учреждены и финансируются разработки различных АСУ, АСУП, АСУТП и т.п. Однако экспериментальных, поисковых (рискованных) исследований в пользу разработки той или иной АСУ - нет. НИР в физике может продлиться всего три месяца и дать значительные результаты. Она может стоить дорого, а может стоить дёшево.

НИР, проведённую «в пользу планирования», вряд ли сегодня удастся найти (хотя бы одну, с четко фиксированными результатами и рекомендациями, полученными в результате грамотной обработки экспериментальных измерений). Может быть, стоило бы провести в централизованном порядке не слишком дорогую комплексную «мини-программу» НИР? В теории планирования доминирует догматическая нормативная компонента и почти отсутствует исследовательская, эмпирическая компонента.

20. Послесловие к первой части

В течение нескольких десятилетий ведутся работы по анализу творческих процессов планирования. Известен ряд журнальных публикаций и фундаментальных исследований, посвященных разработке и эксплуатации систем планирования и управления, основанных на представлении процесса разработки плана как процесса творческого конструирования.

К цитированным в данном обзоре работам следует добавить статью В. Г. Афанасьева, П. Г. Кузнецова, опубликованную в сборнике «Научное управление обществом» [39]. Настоящая монография может рассматриваться как дальнейшее развитие этого научного направления.

Как и в указанных работах, здесь предпринимается попытка выделить такие элементы процесса планирования и такие элементы процесса принятия решения, которые могут быть реально наблюдены в каждой организации, где имеют место указанные процессы.

Речь идет о создании своеобразной «технологии» «изготовления плана » и «разработки решений». Хотя данная монография является только шагом в нужном направлении, совершенно ясна необходимость разработать идеальную конструкцию, которая изготовляет планы и принимает решения.

Такую «идеальную конструкцию» авторы в одной из совместных бесед предложили называть СПИНОР - «Система планирования и нормализации организационных решений». Базой этой конструкции является система «СКАЛАР-2» [39], которая создавалась как минимальная система управления, т.е. такая система, из состава которой исключалось всё, что не относится к «специфике» той или иной системы управления, но которая содержит тот минимум элементов, без которого мы вообще не можем иметь системы управления.

В настоящее время начинает разработана так называемая «тензорная методология» в решении проблем систем управления [40 - 42). В цитированной ранее работе [39] введен универсальный аппарат категориальных элементов системы управления. Основной замысел системы «СКАЛАР-2» весьма прост. Какова бы ни была система управления - она всегда характеризуется списком лиц, которые в данной системе имеют право принимать решения.

Другой вопрос - много или мало таких лиц в той или иной конкретной системе управления, но такой список лиц существует в любой системе управления. Этот список порождает круг проблем как в процессе планирования, так и в процессах принятия решений, связанных с тем, кто принимает и почему именно он принимает решения.

В любой системе управления имеется закрепленная за каждым руководителем область деятельности, которая характеризует то, что поручено данному лицу или за что он несет персональную ответственность. Этот вопрос также порождает свои проблемы, которые нуждаются в рассмотрении. В любой системе управления фиксируют сроки выполнения тех или иных работ, что фиксируется за вопросом «когда?» (должно быть выполнено то или иное задание).

Необходимость учитывать место действия требует в системах управления конкретизации, где делается или выполняется то или иное действие. Обеспеченность того или иного действия соответствующими ресурсами порождает вопрос «сколько стоит?». Наконец, но не в последнюю очередь, в любой системе управления нужна уверенность, что все исполнители знают, как именно будет получен каждый требуемый результат.

В книге встречается вопрос кому направляется данный результат и выясняется, доволен ли потребитель выдаваемым результатом. Это расширение категориального «вопросника» системы «СКАЛАР-2» вызвано тем, что в рамках ранее описанных систем управления считалось тривиальной истиной определять понятие план как наличие потребителя на результат каждой работы.

Знакомство со многими работами по «планированию» показывает, например, что работа по математическим методам часто начинается с допущения: «допустим, что поставщики и потребители известны». Но весь вопрос как раз и состоит в том, что они неизвестны, а должны быть установлены. Таким образом, именно то, что мы считали предметом планирования, обычно не рассматривают.

Все перечисленные выше вопросы:

1. Кто отвечает за получение результата?

2. Что должно содержаться в результате (согласованное с тем, кому этот результат предназначен)?

3. Когда должен быть получен тот или иной результат?

4. Где будет получен или использован результат?

5. Сколько и каких именно ресурсов необходимо на получение данного результата?

6. Как именно будет получен указанный результат, который образует минимальную строку плана?

Формирование таких «простых строк» по иерархии руководителей по крупным научно-техническим программам, по нашему мнению, и составляет предмет планирования, а при реализации такого плана требует решений, каждое из которых изменяет запись в той или иной строчке. Составляют шесть взаимосвязанных структур, что принято называть целевой структурой плана.

При наличии в плане тысяч и десятков тысяч таких «простых строк» их представление на бумаге оказывается необозримым и они представляются своими символическими «заместителями» на «карте хода разработки», предлагаемой в данной монографии.

При формировании плана, состоящего из таких строк, возникает «волновой процесс» от центра карты хода разработки и периферии и от периферии к центру карты хода разработки (отраженная волна реакции исполнителей на задание). При восьми - десяти уровнях карты хода разработки эти волны и образуют предмет творческого процесса планирования. Как «прямая», так и «отраженная волна» содержат в своем существе именно те противоречия между желанием и возможностью удовлетворить этому желанию, которые выражают люди, участвующие в этом процессе.

Однако, все описанное - «только видимая рябь», которая доступна наблюдению «на поверхности» в каждом процессе формирования и реализации плана.

В глубине же этого явления лежат творческие процессы и последующие многосторонние согласования результатов творчества разных лиц, которые и принимают вид перечисленных нормалей плана, как взаимосвязанной структуры ответов на перечисленные вопросы. Под ответом на каждый вопрос на каждом уровне формирования плана и лежит тот творческий процесс планирования, который обсуждался в данной монографии.

Принимая во внимание, что каждая нормаль соответствует категориальному признаку (субъект, осуществляющий действие, - кто, объект изготовления - что и т. д.) в творческом процессе планирования сочетается высокий уровень абстракции, который тесно взаимосвязан с конкретным.

Наибольшую трудность (почему-то!) до сих пор вызывает видеть в конструируемых объектах не только предмет или вещь, а процесс, который будет объектом реализован.

Этот переход к процессуальному описанию иногда называется описанием в терминах выполняемых функций (функциональное описание). Конкретизация достигается введением измеряемых величин, которые измеряют качество выполнения функции.

Изучение этого способа измерения качества выполняемой функции и привело разработчиков указанных выше систем к методологии тензорного анализа сетей, которая фиксирует в качестве инвариантной величины - численное значение функции, а переход от одной структуры плана или организации к другой - рассматривает как преобразование координат [14].

Все конструируемые системы могут рассматриваться как обобщенные каналы, характеризуемые величиной входной мощности, а их эффективность дается величиной полезной мощности на выходе системы. Объектом транспортировки через обобщенный канал может быть любая физическая величина, но для первого знакомства с обобщенной транспортной системой удобно использовать их членение на три типа (во времени и пространстве):

1. Системы транспорта энергии;

2. Системы транспорта материалов;

3. Системы транспорта информации.

Подобно тому, как в известной работе А.А. Харкевича «Очерки общей теории связи» [43] вводится понятие «объем сигнала» и соответствующее понятие «объема канала» (измеряющее пропускную способность системы связи) - во всех перечисленных системах вводятся подобные величины.

Некоторые замечания о переходе к «волновому описанию» могут быть полезны. Мы не хотели бы вдаваться в дискуссию о связи «точечного» и «волнового» описания, но хотели отметить значение этих двух форм математического описания для одной и той же динамической системы.

В первом описании («точечном») динамическая система представляется «точкой» в абстрактном пространстве М-измерений. Во втором описании та же самая динамическая система представляется совокупностью М-«волн». Поскольку это - два описания одной и той же динамической системы, то они эквивалентны.

Наличие в «сознании исследователя» этих двух описаний является внутренним эталоном «понимания». Умение сформировать такие две точки зрения на одну и ту же систему и образует, по нашему мнению, сущность процесса познания, когда познанный объект получает физико-математическое описание.

Первое или «точечное» представление системы мы называем «пространственным» представлением динамической системы, а второе или «волновое» - мы называем «временными представлением той же самой динамической системы, или процессным представлением.

Можно заметить, что такое «двойственное» описание предполагает наличие в «сознании исследователя» некоторой инвариантной физической величины, которая и служит признаком использования «тензорной методологии» [40 - 42].

Данная монография, по нашему мнению, должна стимулировать развитие экспериментальных основ теории планирования и прогнозирования.

В. И. Беляков-Бодин

Литература

1. Янч Э. Прогнозирование научно-технического прогресса. М., «Прогресс», 1970.

2. Эйрес Р. Научно-техническое прогнозирование и долгосрочное планирование. М., «Мир», 1971.

3. Добров Г.М. Прогнозирование науки и техники. М., «Наука», 1969.

4. Z w i с k у P. Entdecken, Erfinden, Forschen in mor-phologischen Weltbild. Munchen-Zurich, 1966.

5. Z w i с k у F. Morphology of Propulsive Power. «Soc. of Morphological Research». Pasadena, Calif., 1962.

6. Одрин В. М., Картавов С.С. Некоторые итоги и перспективы развития морфологического анализа систем. Институт кибернетики АН УССР, препринт № 73-62, Киев, 1973.

7. Чистяков В.М. Информационный анализ. В сб. - «Информатика и ее проблемы», выпуск № 8, Новосибирск, «Наука», 1974.

8. Капустян В.М., Махотенко Ю.А., Шеверов В.Г. Комбинаторный метод прогнозирования и анализа систем - КОМПАС. «Электронная техника», серия «Автоматизированные системы управления», вып.1(1), М., 1971.

9. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. Системно-морфологический анализ стадии замысла новых технических систем. В сб. «Опыт и проблемы управления наукой». Тезисы докладов Vl-го Киевского симпозиума по науковедению и научно-техническому прогнозированию. Часть III. Киев, 1976.

10. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. Принципы организации информации в автоматизированных фактографических системах для инженерного прогнозирования. - «Научно-техническая информация». Сер.2, выпуск 8, 1976.

11. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. Комбинаторные структуры данных для систем фактографического информирования. Обзоры по электронной технике, серия «Автоматизированные системы управления», выпуск 2(420). М., ЦНИИ «Эектроника», 1976.

12. Капустян В. М., Махотенко Ю. А., Чердаков Ю. А. Морфологический анализ исполнительных функций систем управления. Обзоры по электронной технике, серия «Автоматизированные системы управления», выпуск 2(195), М., ЦНИИ «Электроника», 1974.

13. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. Алгоритм перебора вариантов конструктивных решений. - «Электронная техника», серия «Технология, организация производства и оборудование», выпуск 6(70), М., 1975.

14. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. Процессное описание научно-производственной деятельности организации. «Науковедение и информатика» (в печати).

15. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. О роли целостного объекта в науковедческом анализе развития техники. «Науковедение и информатика» (в печати).

16. Беляев И. П., Капустян В. М., Махотенко Ю.А. Итеративная диалоговая процедура распределения ресурсов. «Управляющие системы и машины», выпуск 12, Киев, 1977.

17. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. «Белые пятна» приборостроения. «Приборы и системы управления», выпуск 6, М., 1977.

18. Капустян В.М., Махотенко Ю.А. Пояса альтернатив как иерархические уровни выбора в задачах конструирования. - «Кибернетика», Киев, 1977, № 4.

19. Волков О.И. Плановое управление научно-техническим прогрессом. М., «Наука», 1975.

20. Майминас Е.З. Процессы планирования в экономике. Информационный аспект. М., «Экономика», 1971. Изд.2-е, переработанное и дополненное.

21. Кравченко Т. К. Процесс принятия плановых решений (информационные модели). М., «Экономика», 1974.

22. Фишер Ф.П., Суиндл Д.Ф. Системы программирования. М., «Статистика», 1971.

23. Богданов В. В., Ермаков Е.А., Маклаков А.В. Программирование на языке АЛМО. М., «Статистика», 1976.

24. Энгельс Ф. История винтовки. К. Маркс, Ф. Энгельс. Сочинения. Изд.2-е, т.15, с.201 - 234.

25. К г о n G. Tensor Analysis of Networks. Wiley and Sons. N.Y., 1939.

26. Tрапезников В.А. Вопросы управления экономическими системами. «Автоматика и телемеханика», выпуск 1, 1969.

27. «Electronics», 1975, v.5, N.21; 1975, N.15.

28. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление. М., «Сов.радио», 1976.

29. Стуколов П.М. Перспективное планирование развития отраслей приборостроения. М., «Сов.радио», 1976.

30. Оптнер Л.С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М., «Сов.радио», 1971.

31. Янг С. Системное управление организацией. М., «Сов. радио», 1972.

32. Никаноров С.П. Предисловие к книге А.С. Оптнера. «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем». М., «Сов. радио», 1971.

33. Кusnetzоw P. Sputnik und Skalar - Maschinetle Planung- und Leitungsystemen fur Komplexen Forsehungs progrummen. «Technische Gemeinschaft», 1970, N. 3.

34. Капустян В.М., Беляев И.П. ГФАП, гос. регистр. № 1001506. «Реализация эвристического алгоритма поиска решений в задачах эскизного проектирования». Алгоритмы и программы. № 1. М., 1976.

35. Первин Ю.А., Португал В.М., Семенов А.И. Планирование мелкосерийного производства в АСУП. М., «Наука», 1973.

36. Титчмарш. Теория меры. М., Издательство иностранной литературы, 1948.

37. Заде Л., Беллман Р. Принятие решений в расплывчатых условиях. - В сб. «Вопросы анализа и процедуры принятия решений», М., «Мир», 1976.

38. Xомский Н. Аспекты теории синтаксиса. М., 1972, вып.1,2.

39. Афанасьев В.Г., Кузнецов П.Г. Некоторые вопросы управления научно-техническим прогрессом. - В сб. «Научное управление обществом». М., «Мысль», 1970, вып.4.

40. Кузнецов П.Г. Искусственный интеллект и разум человеческой популяции. Приложение к книге Е.А. Александрова «Основы теории эвристических решений». М., «Сов. радио», 1975.

41. 3айцев Г.А. Алгебраические проблемы математической и теоретической физики. М.. «Наука», 1974.

42. Брусиловский Б.Я. Теория систем и системы теорий. Киев, «Вища школа», 1977.

43. Харкевич А.Л. Очерки общей теории связи. М., «Гостехиздат», 1955.

Размещено на Allbest.ru