logo search
АСУ ТП / ИДЗ №1 / Анализ сложных систем

16.1. Постановка задачи

Опасность этого этапа заключается в том, что могут не уделить достаточного времени на выявление подлинного содержания проблемы. Как я уже говорил, основная трудность анализа систем часто заключается в том, чтобы уяснить, что надо делать, а не в том, чтобы определить, как это надо сделать.

Вместо того чтобы следовать по пути, который, по мнению или указанию заказчика, считается лучшим, хороший специалист по анализу систем будет стремиться найти новый подход к решению задачи. Здесь очень опасен соблазн «развернуть работу», не обдумав как следует своей задачи.

Уже первые работы по анализу систем, в которых принял участие автор, показали, как важно думать об общих проблемах и задавать дополнительные вопросы. Так, при выборе конструкции стратегического бомбардировщика, который мог вступить в строй в середине 50-х годов, один из самых спорных вопросов заключался в целесообразности наличия кормовой пулеметной установки. Мне было поручено установить зависимость между выносом точки прицеливания самолетной пулеметной установки, необходимым для стрельбы с определенным упреждением, и вероятностью поражения атакующего истребителя. Эта задача показалась очень интересной, и я приступил к работе. Через несколько месяцев труда, когда мы уже нашли удовлетворительную модель и провели расчеты по методу Монте-Карло, я случайно увидел первый вариант управляемого снаряда типа «воздух - воздух». Тогда я понял, что разрабатываемый нами бомбардировщик поступит в войска тогда, когда вести кормовой огонь по истребителям из пулеметов уже не придется. Достаточно было бы задать несколько дополнительных вопросов и уделить немного больше внимания общим аспектам решаемой задачи, чтобы сэкономить очень много труда.

Самая серьезная ошибка при постановке задачи заключается, вероятно, в том, что обычно без достаточных оснований ограничивают количество альтернатив. Хотя уменьшение диапазона выбора, естественно, упрощает процесс анализа, мы можем дорого поплатиться, если среди исключенных будут альтернативы лучше оставшихся.

Согласиться с определенной постановкой задачи - значит, исключить некоторые альтернативы. Когда военная или любая другая организация впервые встречается с определенной проблемой, ее пытаются сначала решить собственными средствами. Каждый администратор обычно стремится решать свою проблему в пределах своих функциональных обязанностей. Он склонен ставить задачи в такой форме, чтобы исключить из рассмотрения или считать не имеющими практического значения любые альтернативы или критерии, которые ему или не знакомы, или ведут к отказу от привычной политики в данной области. Однако проблемы не проявляют уважения к административным границам. Исследователь должен стремиться обозреть всю область проблемы, включая и возможность коренной перестройки всего, что с ней связано.

Нет более важной способности для людей, занятых анализом систем, чем умение по-новому взглянуть на привычные факты. К сожалению, это не всегда просто сделать. Несколько лет назад был создан комитет для анализа состояния противовоздушной обороны. Было сказано, что задача противовоздушной обороны заключается в том, чтобы исключить возможность серьезного ущерба для Соединенных Штатов в условиях неожиданного нападения противника. Для этого надлежит иметь соответствующие возможности уничтожения его самолетов и ракет. Задача неблагодарная, ибо при такой постановке вопроса противовоздушная оборона казалась делом безнадежным. Но в сущности задача заключалась не в предотвращении возможности уничтожения нашей страны каким-либо опреде­ленным способом, а в том, чтобы предупредить возможность подобного уничтожения. Тогда потребовалось рассмотреть полный вклад противовоздушной обороны в национальную безопасность, а не только то, что оказалось ее прямой очевидной задачей. Оказалось, что противовоздушная оборона решает ряд других не менее важных задач - она дает раннее обнаружение нападения и обеспечивает тактическое предупреждение силам стратегического нападения США. Оружие есть средство борьбы с противником, а не с его отдельными действиями.

Исследователь бывает иногда склонен ограничиться проверкой предложенных ему альтернатив. Это плохой путь, так как выявление новых альтернатив, новых систем оружия и новых путей решения задач служит самым сильным доказательством ценной роли исследователя. Военные задачи можно решать многими способами, и не все они бывают очевидны и осознаны. Пригодность альтернативы для решения данной задачи не всегда совершенно очевидна. Например, для защиты населения от воздушного нападения могут служить убежища, перехват в воздухе, встречный удар и угроза возмездия.

Альтернатив может быть слишком много, чтобы все их можно было исследовать. Многие можно исключить, введя определенные предположения, но только в результате предварительного анализа, а не произвольно. Такие предположения не следует считать жесткими и неизменными в том смысле, что их нельзя изменить или исключить, если окажется, что накладываемые ограничения серьезно искажают существо проблемы.

Например, в приведенном примере анализа выбор оптимального варианта дальнего бомбардировщика был сначала ограничен жесткими условиями заказчика, требовавшего, чтобы полезная нагрузка и дальность полета превышали определенные величины. Мы изучили различные сочетания крейсерских скоростей и скоростей над целью, высот полета, числа и типов двигателей и прочего, но из-за поставленных условий по дальности и полезной нагрузке установили, что ряд интересных вариантов самолета придется исключить. Указав на возможности использования заправки в воздухе и учтя, что развитие ядерного оружия позволит существенно уменьшить вес полезной нагрузки, мы исключили начальные ограничения. Если бы мы этого не сделали, вариант самолета, признанный впоследствии лучшим, был бы с самого начала исключен из рассмотрения.

Опасность представляет также стремление к чрезмерному увеличению объема работы. Этому способствуют многие причины. Но чтобы выполнить исследование хорошо, не следует жалеть времени на обдумывание и выбор вопросов, которые могут быть разрешены в заданное время.

С большой осторожностью следует подходить к выбору целей действий и критериев оценки. Цитируем по этому поводу Ч. Хитча99.

«Как исследователь операции чаще всего подходит к задаче выбора критериев - выбора, который сказывается на результатах его работы в еще большей степени, чем выбор математической модели, которому посвящается обычно так много труда и который вызывает так много споров? В отдельных случаях он, на свое несчастье, принимает первый же критерий, приходящий ему на ум, и переходит к менее важным, но зато более знакомым ему сторонам работы. В других случаях он оказывается не в состоянии противостоять тому, что профессор Купман называет «процедурными глупостями» в исследовании операций100. К их числу относятся:

Авторитарная глупость - склонность предоставить заказчику, обычно генералу или адмиралу, выбор критериев, даже если для этого приходится дать заказчику право «задавать вопросы», «уточнять задачу», т. е. право, которое ни один уважающий себя исследователь не может передавать заказчику, хотя бы потому, что это является его областью ответственности как ученого.

Машинная глупость - давать работу машинам вместо того, чтобы думать самому. Поскольку у такого исследователя нет разумных оснований для выбора критерия, он выписывает подряд все решаемые задачи и все затраты, которых он хотел бы избежать. Затем задает различные их сочетания и, чтобы выбрать критерии, предоставляет машине оптимизировать задачу по каждому из критериев поочередно. Затем он выдает свои рекомендации по принципу «большинства голосов» {что может быть названо глупостью ложной демократии, ибо все критерии в сущности равноценны) или же, сочетая машинную глупость с авторитарной глупостью, передает всю груду результатов заказчику, оставляя его в глубоком смущении перед массой равнозначных решений, из которых ему предстоит выбирать».

Далее Хитч рассматривает характерные ошибки выбора критериев:

«Самым популярным и самым коварным видом критерия является тот, где максимизируют операцию только по одному параметру ценности, когда следует учитывать и другие используемые в операции ресурсы. Для не экономиста кажется совершенно естественным, что операцию следует оптимизировать по самому дефицитному или наиболее дорогостоящему из потребляемых ресурсов, полагая остальные виды ресурсов бесплатными. Так, в исследовании систем ядерного оружия неоднократно пытались максимизировать разрушение по весу ядерного заряда, полностью игнорируя при этом стоимость системы доставки зарядов на цель, и получали удивительные результаты. Только в очень редких случаях можно считать бесплатными все входные величины, кроме одной, не имеющей к тому же альтернативы. Экономисту такая ловушка не опасна. Стремление игнорировать некоторые слагающие общей стоимости можно в свою очередь рассматривать как частный случай другой чрезвычайно распространенной ошибки в выборе критериев - пренебрежение результатами, которые могут быть либо вредными, либо полезными для других военных или государственных задач. Так, в типичной Для исследования операции задаче анализа системы стратегической противовоздушной обороны исследователь просто игнорировал влияние размещения бомбардировщиков на систему ПВО и не учитывал возможности совместного использования тактических и стратегических сил нападения»101.

Очевидно, что выбор критериев должен стать предметом тщательного анализа. Отказ от него ведет к опасным ошибкам.

В цитируемой статье высказано глубокое убеждение автора, что даже элементарное представление об экономических принципах в анализе систем и исследовании операций важнее знания изощренных методов количественного анализа. В исследовании операций «стоимость» (в том или другом смысле) используется как средство выбора между альтернативами. В традиционном военном анализе исходными служат требования, когда стоимость не учитывают, а требования обосновывают «военной необходимостью». В этом случае стоимость служит только для оценки объема возможного результата, но не для выбора путей и методов его достижения.

Стоимость, входящая в оценку будущих альтернатив, есть «приращение» стоимости, учитывающее объем дополнительного расхода ресурсов, вызванного выбором той или иной альтернативы. Если предполагаемая система сможет использовать средства, приобретенные для предшествующей системы оружия, то такие средства для рассматриваемой системы будут бесплатными. Поэтому при сравнении систем оружия было бы ошибкой исчислять их стоимость так, будто бы других систем не существует. Если новая система оружия сможет использовать уже существующие средства или оборудование, а другие предлагаемые альтернативы не смогут, то это, естественно, дает ей преимущества по стоимости.

Следует также учитывать возможность использования системы для решения других задач, кроме поставленных первоначально в исследовании. Если бы в некоторых исследованиях соотношение стоимости и эффективности рассматривалось только относительно главной и единственной задачи, то современные авианосцы никогда бы не были построены102.

При рассмотрении альтернатив решения задач ограниченной войны в этих исследованиях не учитывались бы преимущества, предоставляемые возможностью использования авианосцев во всеобщей войне, сравнительно с системами тактического оружия, которые такой возможности не имеют.

Предполагать, что анализ служит только для сравнения альтернатив систем оружия, - то же, что впрягать лошадь позади телеги. Сначала должны идти задачи, затем системы, в противном случае есть опасность выбрать эффективную систему оружия для решения ненужных задач.

Неизбежно приходится исключать из рассмотрения многие стороны проблемы, иначе она станет непомерно сложной. Так, выбор типа радиолокационного прицела для нового реактивного истребителя должен основываться главным образом на военной ценности возможных альтернатив. Бесполезно в таком выборе рассматривать возможные варианты боевых действий, где может быть использован этот прицел. Это не только безнадежно, так как объем работы превышает возможности исследователя, но и вредно, ибо он должен также уделять внимание более широким проблемам. Опасно для упрощения задачи считать некоторые факторы неизменными; при внимательном рассмотре­нии более широкой проблемы они могут оказаться переменными.

Примером может служить решение, принятое 10 лет назад органами, планировавшими развитие баллистических ракет. Из-за противоречивых требований к дальности, высоте полета, скорости, полезной нагрузке, точности и надежности ракет они для упрощения своей задачи пошли по обычному пути и оговорили точность и полезную нагрузку. В результате ракеты, которые сейчас представ­ляются наилучшими, были фактически исключены из рассмотрения. Это произошло потому, что требуемые точность и полезная нагрузка далеко превышали возможности этих ракет.

Однако еще до того, как избранные ракеты поступили на вооружение войск, были созданы легкие ядерные боевые части и первоначальные требования оказались устаревшими.

Одна из основных опасностей в анализе проблем разработок вооружения и военной техники заключена в стремлении сосредоточить технические знания и военный опыт на отработке требований к системе оружия, которая будет самой эффективной в некоторых будущих условиях. Однако вопреки всем нашим усилиям будущее есть и останется во многих отношениях неопределенным и избранная система может оказаться в совершенно неожиданной и непредвиденной обстановке. Задача по сути своей заключается не в выборе одной системы, а в создании спектра альтернатив, которые смогут противостоять возможным ситуациям будущего.

Помимо нежелания осознать важность тщательных исследований, направленных на выявление существа проблемы, что вызвано стремлением возможно скорее начать работу, серьезную угрозу представляет бессознательная склонность исследователя к заранее составленному мнению или к определенной «партийной линии» - «фанатизм», как определил это явление Герман Кан в своем перечне опасностей анализа систем. Он считает фанатизм самой важной из причин грубых просчетов в прогнозах развития техники или стратегических ситуаций103. Он излагает это положение следующим образом:

«Почти все организации склонны придерживаться моды; некоторые стремятся обеспечить единство. Определенная идея становится популярной, и каждый хочет использовать ее и вырваться вперед. Иногда это обусловлено материальной заинтересованностью или принадлежностью к определенной группировке. Многие уверены, что это свойственно всем людям, даже ученым. На самом деле, только немногие способны сохранить независимое мнение в важных для них вопросах, особенно если среди их коллег уже создано определенное мнение. Даже наиболее незави­симые члены коллектива могут не устоять перед давлением общего мнения. Это явление особенно сказывается в работах секретного порядка и проявляется, хотя и в меньшей степени, во всех других областях».

Чтобы несколько улучшить положение, желательно придерживаться следующих правил:

1) иметь рабочий аппарат, составленный из знающих и честных людей;

2) создавать для обсуждения важнейших идей рабочие группы из представителей самых разнообразных областей;

  1. поощрять в максимально возможной степени независимость суждения среди членов коллектива. Быть терпимым к людям, стремящимся иметь собственную точку зрения;

  1. обеспечивать, и возможно чаще, эффективную критику со стороны и пользоваться посторонними источниками информации.

Но даже если все это будет выполнено, приверженность интересам организации может остаться104. Именно она служит, видимо, самой важной причиной грубейших просчетов в прогнозах развития техники или стратегических ситуаций и неготовности к переменам.

Передавать некоторые работы по анализу систем гражданским организациям целесообразно хотя бы потому, что они независимы и, что еще более важно, свободны от ответственности перед определенной административной группой. Это позволяет несколько более успешно противостоять давлению сторонников определенной точки зрения.

Все военные органы по традиции относятся консервативно к новому оружию и новым методам. Это выражается прежде всего в их стремлении улучшать и совершенствовать уже существующие и доказавшие свою пригодность системы, а не создавать новые. Они обычно сопротивляются новой и более перспективной технике и методам, нарушающим традиции.

Если рассмотреть историю исследований проблем развития стратегических бомбардировщиков после второй мировой войны, то можно найти много доказательств наличия подобных тенденций. Во второй мировой войне задача бомбардировщика заключалась в прорыве системы ПВО противника, точном сбросе бомб и возвращении. Бомбардировщикам противостояли истребители, орудия и ракеты ПВО, но не бомбардировщики противника. На протяжении ряда лет, даже уже тогда, когда, возможно, Советский Союз располагал ядерным оружием, в исследованиях не уделялось серьезного внимания тому обстоятельству, что наши бомбардировщики могут быть уничтожены на земле, и мы не разрабатывали планов поражения бомбардировщиков противника до взлета. При разработке бомбардировщиков необходимость выживания при нападении противника также не учитывалась. Это не было глупостью, это было проявлением инерции в мышлении.

Например, в спорах между Министерством ВМС и стратегическим авиационным командованием о судьбе бомбардировщика В-36, происходивших в 1949 г., министерство доказывало нецелесообразность создания этих самолетов со всех возможных точек зрения, даже моральных, упустив только один недостаток - легкую уязвимость на земле. Даже когда значение живучести бомбардировщиков на земле было установлено, исследования перспектив развития стратегической авиации, проведенные корпорацией РЭНД, сосредоточивались на вопросах скорости и высоты полета, методах прорыва ПВО противника на низких и больших высотах, выборе высоты бомбометания, сравнении преимуществ больших и малых самолетов и распределении целей. Чтобы осознать значение возможности поражения бомбардировщиков на земле, другим странам потребовалось еще больше времени, чем нам. Потребовались глубокие и детальные исследования проблемы авиационных баз (гл. 3) и специальные усилия по ознакомлению с результатами этих исследований, чтобы привлечь общее внимание к этой проблеме.

Трудно переоценить важность четкой постановки задачи. Здесь должны быть указаны все основные проблемы, выявлены главные действующие факторы, разработан словарь, обеспечивающий взаимопонимание участников исследования, определены связи между переменными, как их можно было представить на это время, и даны предварительные выводы. При этом стремятся сделать ясной структуру будущего анализа. Но еще более важно уже здесь сформулировать и представить на широкое обсуждение конкретные гипотезы.

Выявление возможных заключений или рекомендаций на ранней стадии исследования помогает выбрать основное направление дальнейших работ. Они также могут быть очень полезны, если заказчику необходимо получить предварительные советы по образу действия еще до завершения исследований.

Поскольку мы установили, что анализ систем - это процесс последовательных приближений и что одного цикла постановки задачи, поиска фактов и построения моделей недостаточно, то следует признать, что опасность заключена не в формировании предварительного суждения на ранних этапах работ, а в нежелании отказаться от них перед лицом новых доказательств.