Образовательный стандарт дисциплины "Системное моделирование"

Постановка задачи заключается в том, чтобы определить:

цели (результаты), которые должны быть достигнуты, и их относительную значимость;

условия среды, в которой функционирует система или, другими словами, какие имеются факторы, которые должны быть учтены, но на которые влиять нельзя (неуправляемые параметры);

возможные способы действия и факторы, на которые можно влиять (управляемы

е параметры);

критерий выбора наиболее предпочтительного способа действия (критерий оптимальности).

Постановку задачи можно разделить на две части: уяснение задачи и выбор целей.

Уяснение задачи есть выделение и связывание друг с другом факторов, характеризующих систему и окружающую ее среду. Уяснение задачи можно определить как сбор, анализ и обобщение данных, описывающих условия функционирования системы, требования вышестоящей инстанции, экономические соображения, возможные случайные воздействия и т. д.

Уяснение задач – процесс не менее творческий, чем их решение и умение схватить суть задачи, отделить главное от второстепенного, существенное от несущественного, представляет характерную черту творческих личностей.

Выбор целей есть логическое завершение уяснения задачи. Выбранные цели направляют поиски альтернативных решений и дают критерии для выбора оптимального решения.

Выбор целей имеет два аспекта. Один аспект связан с определением и оценкой целей, которые должны быть достигнуты. Такое определение сопряжено с оценочными суждениями, и это объясняет второй аспект функции выбора целей. Дело в том, что оценочные суждения, описывающие качество целей, предполагают существование системы разнородных ценностей, разнородных показателей. Возникает трудная и важная проблема установления иерархии ценностей, шкалы приоритетов. Как соизмерить, например, качество и стоимость, сложность и надежность? Это – труднейшая проблема измерения и сравнения многих разнородных переменных.

Рассмотрим пример. Пусть разрабатывается технический комплекс. Эффективность комплекса определяется набором технических, экономических и эксплуатационных свойств. Эти свойства в свою очередь можно выразить рядом показателей: стоимость разработки, изготовления и эксплуатации, использование недефицитных материалов, возможность модернизации, надежность, помехозащищенность, точность, дальность действия и т. д.

Очевидно, что многие показатели взаимно противоречивы в том смысле, что улучшение одного показателя вызывает ухудшение других. Точно сформулировать, каким комплекс должен быть, выбрать показатели, установить их значимость, определить доминирующие, согласовать выбранные показатели между собой и с реальными возможностями и найти разумный компромисс – в этом по существу и заключается выбор целей. Отсюда видно значение этой части постановки задачи: неправильно выбрать цель – значит неправильно решить задачу.

Отправным пунктом при выборе целей является выбранный критерий эффективности. Именно критерий дает исходные посылки для оценки неопределенности, установления значимости отдельных показателей, их согласования между собой, поиска наиболее целесообразного решения и вообще постановки задачи оптимизации. Рассмотренный пример показывает, какой высокий уровень знаний, творческих способностей и опыт требуется от руководителя при выборе критерия.

Выработка и принятие решения. При постановке задачи формулируется, в чем состоит задача и чему она служит, какие цели должны быть достигнуты в результате ее решения. На этапе выработки и принятия решения определяется, как решить задачу наилучшим, оптимальным образом.

Выработка и принятие решения заключается в описании возможных решений, прогнозе и оценке результатов каждого из решений, в сравнении этих результатов с поставленными целями и выборе наиболее предпочтительного решения. Предпочтительность определяется с помощью некоторого критерия. В соответствии с этим выработка и принятие решения включают три последовательные операции, соответствующие общему ходу решения задач в любой области:

синтез альтернативных решений;

анализ сформулированных альтернативных решений;

выбор и принятие оптимального решения.

Общая цель синтеза – составить обширный (в идеальном случае исчерпывающий) перечень решений, способных осуществить цели, поставленные при постановке задачи. Каждая альтернатива должна разрабатываться достаточно подробно, чтобы ее можно было оценить также с точки зрения реальных возможностей ее реализации.

Методы синтеза колеблются от чисто логических, математически формализуемых до чисто психологических, творческих, неформализуемых. Существует много задач, которые можно полностью формализовать и решить с помощью ПЭВМ. Такие задачи решаются методами исследования операций, а синтез возможных решений сводится к построению математической модели и производится, как правило, путем выбора известной математической модели, пригодной для данной задачи, или построением новой модели.

При управлении большими техническими, специально-техническими, экономическими и организационными системами возникают проблемы, особенно на верхних уровнях иерархии управления, которые нельзя описать формализованным математическим языком. В этих случаях синтезировать альтернативные решения позволяют только неформализуемые методы мышления – опыт, творческие способности, интуиция.

В общем случае синтез альтернативных решений основывается на объединении формализованных (математических) и неформализуемых методов.

Анализ альтернативных решений состоит в выведении всех существенных следствий, вытекающих из решений. Эти следствия сравниваются с целями, которые нужно достичь.

Нельзя принять не только оптимальное, но просто разумное решение, не учитывая элемента неопределенности или недостоверности в некоторых следствиях. Эти неопределенности во многих случаях учитываются с помощью вероятностных суждений об исходах. Вероятности для таких суждений иногда получают объективно – путем сбора и обработки опытных данных, иногда же субъективно – путем интуитивной оценки. Субъективно полученная вероятность есть просто степень уверенности.

Принятие решения является кульминационной точкой всего процесса управления. От принятого решения в конечном итоге зависит эффективность всей системы, будет ли достигнута поставленная цель и какой ценой.

Принятие решения заключается в выборе наиболее предпочтительной альтернативы. Предпочтительность определяется, как уже говорилось, с помощью установленного критерия.

Когда все следствия всех альтернативных решений достоверны, независимы и измеримы по одной шкале ценностей и значения критерия оптимальности выражаются в единицах той же шкалы, процедура принятия решения проста: сопоставляются следствия всех решений и выбирают то, которому отвечает экстремальное значение критерия.

Когда следствия недостоверны, взаимозависимы и требуют нескольких различных шкал ценностей (возможно также, что некоторые следствия носят субъективный характер и трудно измеримы или вообще неизмеримы), ситуация становится неопределенной и слишком сложной, чтобы можно было указать общую процедуру принятия решения, существуют лишь отдельные приемы для отдельных классов задач. Акт принятия решения в таких случаях состоит просто в прямом суждении, опирающимся на опыт, интуицию, творческие способности и количественные рекомендации, полученные с помощью методов исследования операций.