13. Математика и анализ систем
Э. Квейд
Непосвященный читатель может думать, что математика способна ответить на все проблемы анализа систем. Математические методы принесли - успех в решении многих сложных проблем естественных наук. Это позволило полагать, что область их применения можно распространить и на решение более широких и еще более сложных задач анализа систем. Такие надежды основывались не только на аналогии. Уже из примеров, представленных в гл. 3, можно было заключить, что анализ систем стремится определять соотношения между большим числом количественных параметров и тем самым в большей или меньшей степени связан с использованием математических средств.
Каждый, даже поверхностно знакомый с литературой по исследованию операций - науки, которая по своему методологическому подходу имеет много общего с анализом систем83 , - может полагать, что успех анализа зависит от степени знакомства с рядом специальных приемов математики. Действительно, за свою короткую жизнь в качестве самостоятельной дисциплины исследование операций так прочно освоило ряд математических методов (линейное программирование, метод Монте-Карло, теорию игр и ряд других), что, казалось, эти методы исчерпывают ее содержание.
В то же время диапазон трудностей решения задач анализа систем очень широк - от трудных философских проблем, касающихся самих ее основ, до чисто технических или математических трудностей. Четкой границы между ними, к сожалению, нет. Математические методы исследования операций применимы для преодоления ряда технических трудностей, но не для решения проблем другого конца спектра, что отнюдь не принижает значения математических методов. Поэтому читателю будет полезно познакомиться с некоторыми из них, хорошо зарекомендовавших себя в решении широкого и важного класса задач, хотя нет сомнения в том, что понимание фундаментальных основ анализа более важно, чем овладение его техникой, хотя бы потому, что для решения поставленной задачи обычно можно применить элементарные, но менее эффективные средства. Овладение же новой техникой часто позволяет углубить понимание основ.
Диапазон аналитических средств исследования операций и анализа систем весьма широк - от вычислительной техники типа электронно-вычислительных машин или таблиц случайных чисел до общих методов типа динамического программирования, метода Монте-Карло или теории массового обслуживания. Рассмотрим вкратце некоторые из наиболее популярных методов, обратив специальное внимание на их ограничения и роль, которую они могут играть в анализе военных проблем.
- Анализ сложных систем
- Предисловие
- Выражение признательности
- 1. Введение
- 2. Анализ и принятие решений в военно-воздушных силах
- 2.1. Использование анализа при подготовке решений по структуре сил и разработке вооружения
- 2.2. Увеличение количества переменных величин
- 2.3. Подробное рассмотрение неопределенностей
- 2.4. Противник
- 2.5. Учет фактора времени
- 2.6. Расширение критериев
- 2.7. Заключение
- 3. Выбор и использование стратегических авиационных баз
- 3.1. Введение
- 3.2. Постановка задачи
- 3.3. Исходные положения
- 3.4. Альтернативы
- 3.5. Решающие факторы
- 3.6. План проведения анализа
- 3.7. Расстояние от базы до цели. Издержки, связанные с увеличением радиуса полета
- 3.8. Расстояние от базы до пунктов входа в зону обороны противника. Стоимость преодоления обороны
- 3.9. Расстояние от базы до континентальной части сша. Издержки на проведение операций за пределами сша
- 3.10 Влияние расстояния от базы до границы противника на издержки, связанные с уязвимостью базы
- 3,12 Неопределенность в оценке возможностей противника
- 3.14. Кампании при постоянной величине расходов
- 3.15. Гибкость системы и время кампании
- 3.16. Операции с заокеанских баз после проведения кампании против авиации противника
- 3.17. Ограничения эффективности систем и их гибкость
- 3.18. Заключение
- Элементы и методы
- 4. Зачем и каким образом создается модель
- 4.1. Выявление релевантных факторов
- 4.2. Выбор факторов, описываемых количественно
- 4.3. Объединение в группы описываемых количественно факторов
- 4.4. Установление количественных соотношений между элементами
- 4.5. Создание модели и реальный мир
- 4.6. Суждения человека
- 4.7. Модель, использующая вычислительную машину
- 4.8. Заключение
- 5. Критерии
- 5.1. Неизбежность приближенных критериев
- 5.2. Субоптимизация и критерии
- 5.3. Некоторые распространенные ошибки при выборе критериев
- 5.4. Что можно сделать?
- 6. Значение затрат39
- 6.1. Заданный объем ресурсов при единственной цели
- 6.2. Заданный объем ресурсов при нескольких целях
- 6.3. Переменный объем затрат ресурсов
- 6.4. Некоторые частные аспекты проблемы
- 7. Анализ и построение конфликтных систем44
- 7.1. Анализ систем в сравнении с моделями и проблемы, побуждающие к анализу
- 7.2. Пример из деятельности ввс - история межконтинентальных боевых действий
- 7.3. Цели и ограничения системных исследований
- 7.4. Более широкие задачи: параллельные и отдаленные цели
- 7.5. Происхождение и изменение целей
- 7.6. Сдерживание: пример с межконтинентальными полетами
- 7.7. Ведение войны
- 7.8. Противодействие и содействие противника
- 7.9. Малая ценность взаимно неудовлетворительных стратегий
- 7.10. Неопределенность и определение диапазона достижимых целей
- 7.11. Проектирование систем в сравнении с анализом систем
- 8. Методы и процедуры
- 8.1. Введение
- 8.2. Инженерное искусство
- 8.3. Методологические вопросы анализа систем
- Часть 3 специальные вопросы
- 9. Фактор техники
- 9.1. Введение
- 9.2. Технические характеристики
- 9.3. Параметры уровня развития техники
- 9.4. Законы масштабности
- 9.5. Оптимум и ограничения
- 9.6. Фактор надежности
- 10. Предположения о поведении противника
- 10.1. Введение
- 10.2. Пример проблемы выбора системы оружия из нескольких ее вариантов
- 10.3 - Выгодность четырех возможных результатов
- 10.3. Более широкое истолкование. Всесторонняя стратегия
- 10.4. Заключение
- 11. Методы теории игр и их применение
- 11.1. Использование военных игр
- 11.2. Методика военных игр
- 11.3. Этапы проведения военной игры
- 12. Стратегия разработок
- 12.1. Насколько велика неопределенность?
- 12,2. Что следует сделать для уменьшения неопределенности?
- 12.3. Каковы затраты на уменьшение неопределенности?
- 12.4. Какова степень уменьшения неопределенности продолжения разработки?
- 13. Математика и анализ систем
- 13.1. Линейное программирование
- 13.2. Метод Монте-Карло
- 13.3. Теория игр
- 13.4. Электронно-вычислительные машины
- 13.5. Роль математики
- 14. Применение электронно-вычислительных машин
- 14.1. Преимущества вычислительных машин
- 14.2. Недостатки вычислительных машин
- 14.3. Программирование модели
- 14.4. Постановка задачи
- 14.5. Несогласованность языков программирования
- 14.6. Заключение
- 15.1. Введение
- 15.2. Анализ стоимости отдельных систем
- 15.3. Анализ стоимости структуры вида сил
- 15.4. Анализ чувствительности модели стоимости
- 15.5. Представление результатов анализа
- 15.6. Заключение
- 16. Опасности анализа систем
- 16.1. Постановка задачи
- 16.2. Поиск
- 16.3. Толкование
- 16.4. Рекомендация
- 17. Повторение пройденного
- 17.1. Правила
- 17.2. Вопросы
- 17.3. Ретроспективный взгляд
- Введение в проблему создания лунной базы
- А.1. Базы на Луне - доводы за и против
- А.2. Некоторые элементы ракетной техники
- А.3. Варианты систем
- А.4. Модель системы прямого полета
- Сравнение ракетных систем
- Б.1. Введение
- Б.2. Пример
- Б.З. Сравнение ракет
- В.4. Заключение