8.3. Методологические вопросы анализа систем
Анализ систем, особенно в виде, используемом в подготовке военных решений, является в значительной мере искусством. Обучение в некоторой степени способствует овладению искусством, но для этого недостаточно усвоить набор жестких правил, которым можно следовать механически. Поэтому в анализе систем мы должны делать то, что считаем правильным, но что нельзя строго обосновать. Справедливость наших действий нельзя подтвердить и в будущем, так как результаты анализа никогда невозможно будет проверить на практике. Мы также вынуждены использовать в качестве исходных данных множество весьма неопределенных факторов, основанных на суждениях людей, и должны давать ответы, которые сами послужат основой для других суждений. Конечно, всегда, когда возможно, эти суждения дополняются логическим и количественным анализом, но, тем не менее, они всегда остаются только суждениями.
В действительности, как анализ систем, так и исследование операций в значительной своей части являются очень полезным средством для решения проблем в таких областях, как национальная безопасность, где не существует общепринятых теоретических основ, хотя бы потому, что обе эти дисциплины позволяют вести систематический и эффективный анализ вместо случайного и бездумного использования оценок специалистов в разных областях. Сущность методов обеих дисциплин заключается в построении «модели» рассматриваемой проблемы. Такая модель, будь то игра, программа электронно-вычислительной машины или военно-политический сценарий, дает точную структуру проблемы и единство .терминов, что служит средством связи, и взаимопонимания между участниками анализа и, кроме того, вводя обратную связь (например, действия противника в военных играх), позволяет соответствующим специалистам (экспертам) получить более ясное представление о сущности рассматриваемой проблемы.
Однако между исследованием операций и тем, что мы понимаем под анализом систем, есть также существенная разница. Для большей ясности рассмотрим то, что можно считать типичной задачей исследования операций. Хотя обычно существует несколько источников ресурсов, из которых производят выбор, задачу (вводя определенные предположения) обычно можно свести к виду, где будет только одна зависимая переменная, называемая критерием или мерой ценности (часто денежная стоимость), по которой следует провести оптимизацию, вводя ряд ограничений. Соотношение между зависимой переменной и переменными ресурса выражается математически, что позволяет находить компромиссы между ресурсами. С другой стороны, типичная проблема анализа систем заключается часто в том, чтобы определить, что же собственно является проблемой? Часто бывает трудно сформулировать критерий, ибо может быть не одна цель, а несколько согласованных или противоречивых целей действий. Иногда требуется определить компромиссы не только между ресурсами, но и между целями. Более того, бывает невозможно описать связь между целями и ресурсами в виде известных математических функций или выразить их в численном виде или графически. Так как нет средств выражения соотношения между этими классами переменных, единственным источником для исследования компромиссов остаются суждениям интуиция экспертов. В анализе систем эти суждения, естественно, служат дополнением к суждениям, свойственным даже простейшим задачам исследования операций, например суждению о принципах самой проблемы. Чтобы еще больше подчеркнуть разницу между исследованием операций и анализом систем, приведем цитату из одного отчета по анализу военной проблемы:
«Участников просили распространить свой опыт и образ мышления на неопределенный период в будущем, где формальные доктрины либо не содержат указаний или содержат их очень мало и где концепции будущей войны не должны обязательно быть связаны с современными видами организаций, оружием или бюджетом. Тем самым работа этой группы не была исследованием операций. Были представлены и рассмотрены концепции и гипотезы, которые нельзя было подтвердить фактами или цифрами или исследовать на основе опыта или эксперимента просто потому, что необходимых данных не существует». Еще одна цитата из другого источника: «Постановка целей операций и проведение действий на основе рекомендаций по существу не входят в сферу деятельности исследователя операций, а фактически являются граничными условиями, наложенными на свободу его действий»70.
Хотя подобная деятельность выходит за рамки исследования операций, она является неотъемлемой частью анализа систем.
Отсюда очевидно, что анализ, выполняемый в интересах военных руководителей на уровне национальной политики, коренным образом отличается от традиционного представления об исследовании операций.
Один из специалистов по анализу систем выразил эту мысль следующим образом:
«Традиционная постановка задачи исследования операций заключается в максимизации одного или нескольких результатов при определенном объеме затрат или минимизации затрат, необходимых для достижения определенного результата. Эта формулировка справедлива, но не достаточна. На уровне национальной политики основная задача анализа систем заключается в исследовании взаимодействия между средствами и результатами. Подобное взаимодействие выражается в том, что-то, что является целями с одной точки зрения, является средствами с другой. То, что целесообразно сделать, часто зависит от того, что возможно сделать, или от эффективности наличных средств, и любая из предполагаемых целей является, вероятнее всего, только одной в ряду альтернативных путей решения задач еще более высокого уровня»71
1. Цель (или цели). Анализ систем производят главным образом для того, чтобы предложить определенный курс действий или хотя бы оказать помощь при его выборе. Эти действия должны иметь определенную направленность или цель. Курс действий или стратегия, силы или материальная часть исследуются, сравниваются и выбираются исходя из того, с какими затратами они могут обеспечить достижение поставленной цели.
2. Альтернативы. Альтернативы представляют собой средства достижения цели. Они не обязательно должны быть взаимозаменяемыми или выполнять одинаковые действия.
3- Стоимость. Каждое альтернативное средство достижения цели использует определенные ресурсы, которые поэтому не могут быть использованы для решения других задач.
4. Модель (или модели) служит отображением исследуемой ситуации и строится для того, чтобы определить стоимость и характеристики каждой альтернативы. Модель отражает в идеализированной форме характерные свойства ситуации с помощью разнообразных средств, начиная от серии математических выражений или программ электронно-вычислительных машин до идеализированного описания ситуации, где суждения будут единственным средством оценки последствий выбора.
5. Критерий - это правило, или норма, по которому можно оказать предпочтение одной из альтернатив. Критерий представляет собой средство для выражения стоимости и эффективности при определении относительной ценности альтернатив.
В литературе по исследованию операций часто встречается определение, что анализ проблем в интересах руководителя представляет собой не что иное, как «научный метод» решения задач, находящихся за пределами чистой науки. Хотя, очевидно, не существует какого-то единственного метода, который можно было бы определить как «научный метод», но под этим понятием обычно подразумевают, что анализ должен включать в себя следующие этапы.
Постановка задачи - определение существа проблемы выявление целей и определение границ задачи.
Поиск - сбор необходимых сведений, определение альтернативных средств достижения поставленных целей.
Толкование - построение модели и ее использование для исследования результатов применения альтернативных средств, обычно путем оценки их стоимости и характеристик.
Рекомендация - определение предпочтительной альтернативы или курса действий, что может представлять собой сочетание характерных свойств рассмотренных альтернатив или их модификация, необходимых для учета факторов, не принятых во внимание на ранних этапах исследования.
Подтверждение - экспериментальная проверка рекомендации.
Анализ систем всегда включает в себя первые четыре этапа, но последний этап часто бывают вынуждены опустить. Для военных проблем реальный эксперимент, если не считать псевдоэкспериментов типа игр, вообще невозможен. В приведенных ниже четырех разделах рассмотрены методы исследования анализа систем в соответствии с указанными выше четырьмя этапами анализа. Многие методы анализа систем рассмотрены также и в других главах. Так, построение моделей, например, рассмотрено в гл. 4, игры - в гл. 5, а методы учета действий противника - в гл. 12. В настоящей главе во многом повторяется материал, изложенный в предыдущих главах, не только для того, чтобы подчеркнуть значение отдельных положений, но и для того, чтобы сохранить соответствующую перспективу.
Постановка задачи. В постановке задачи пытаются четко определить содержание проблемы, установить границы ее решения, выявить основные факторы, влияющие на ход рассматриваемого процесса, и определить отношение между ними. Эти отношения могут быть в высшей степени предположительными, поскольку экспериментальные данные могут отсутствовать, однако они позволяют внести ясность в логическую схему анализа.
В сущности, этот начальный этап анализа является самым важным. Рассмотрение задачи с различных точек зрения и уточнение граничных условий позволяет выявить характер (уникальный или тривиальный) задачи и определить возможные пути ее решения. Слишком часто случается, что исследователь принимает за основу первоначальную формулировку проблемы в том виде, как она была поставлена заказчиком, а затем начинает строить модели и собирать информацию, не давая себе труда подумать, какую помощь в принятии решений может принести полученный ответ. В действительности же, поскольку проблема относится к будущему, основная работа может состоять в том, чтобы определить возможную цель решений руководителя72. Так как результаты исследования системы могут привести к серьезным изменениям не только в образе действий руководителя, но и в самих целях таких действий, было бы слишком неосторожно принять точку зрения потребителя или заказчика па содержание задачи без критического рассмотрения.
Здесь уместна аналогия с медицинской практикой. Доктор никогда не может игнорировать описание больным симптомов его болезни. Однако он не может позволить, чтобы мнение больного возобладало над его собственным профессиональным диагнозом. Но такая аналогия не может быть полностью справедливой, ибо бизнесмен или военачальник обычно знают больше, чем кто-либо другой, о задачах и основных трудностях своей деятельности.
Каким образом, однако, исследователь может убедиться в том, что его формулировка задачи является наилучшей? Только в результате анализа. Сам процесс постановки задачи должен стать предметом исследования. Специалист по анализу систем всегда имеет определенное представление о возможных путях решения задачи. В противном случае он просто не мог бы над ней работать, ибо его анализ был бы тогда чрезмерно формальным и абстрактным. На этом начальном этапе исследователь в сущности пытается решать проблемы до того, как установит факты. Но эта попытка дает ему основу для лучшей формулировки проблемы.
Рассмотрим один из возможных путей подхода исследователя к постановке задачи. Возьмем, например, случай выбора критерия оценки. Дело в том, что заранее почти невозможно принять хороший критерий. Реальный путь заключается в том, чтобы принять сначала весьма грубую шкалу ценностей, посмотреть, к каким решениям они приведут, и, если решения противоречат здравому смыслу, принять другую меру ценности. Представим, например, исследователя, который хочет сбросить вес и думает выбрать оптимальную диету методом линейного программирования. Он решил, что наилучшим критерием выбора диеты будет максимум объема питательных веществ при заданной норме их калорийности. Он ставит свою модель на машину, проводит расчет и получает ответ: арбуз. Он видит, что лучше принять за критерий сухой вес, чтобы исключить воду. Проделав это, он получает ответ; бульонный кубик, состоящий в основном из соли. Поскольку это не очень съедобно и может быть вредно для здоровья, ему придется сделать другой выбор, и, продолжая подобным образом, он в конце концов может найти приемлемый критерий отбора.
Сама задача также не остается неизменной. Улучшение понимания проблемы и возможностей ее развития поведет к уточнению постановки задачи. Прежде всего уже первые попытки постановки задачи могут привести к выявлению одного или нескольких путей ее решения. По мере развития исследований эти первоначальные идеи будут обогащаться и развиваться. Каждая гипотеза ведет к определенным результатам - она показывает направление поиска. Окончательная формулировка выводов и рекомендаций обычно основана на фактах, неизвестных исследователю в начале работы. Часто приходится отказываться от первоначальных гипотез и рассматривать совершенно новые. Составить себе представление о возможном решении проблемы на ранних этапах исследования не будет ошибкой. Опасность состоит в нежелании отказаться от первого варианта решения перед лицом новых фактов.
Процесс анализа есть процесс последовательного приближения. Он состоит из повторных циклов уточнения постановки задачи выбора целей, определения альтернативных систем, накопления данных, построения модели, сравнений стоимости и эффективности, нового уточнения постановки задачи и т. д. На рис. 8.1 показан процесс анализа систем как процесс последовательных приближений. Различные этапы показаны в виде одного цикла. Приблизительное решение, которое мы получаем в конце первого цикла, дает нам возможность лучше поставить задачи в начале второго цикла. Таким образом, в сущности, невозможно точно определить задачу исследований, прежде чем она будет решена, или, другими словами, окончательная постановка задачи должна быть дана одновременно с получением окончательного ответа.
Характер процесса анализа систем как процесса последовательных приближений проявляется также в проблеме выбора целей. Невозможно правильно выбрать цели, не имея представления о необходимых затратах и о препятствиях на пути достижения цели. Однако такую информацию можно получить только в результате анализа.
Обычная ошибка заключается в том, что считают цели независимыми от возможностей их достижения. Однако существуют убедительные доказательства того, что цели в конечном счете чаще бывают результатом возможностей, предоставляемых альтернативами, чем причиной создания подобных альтернатив. Дело в том, что только часть последствий различных целей действий можно представить себе без специального анализа.
Военный анализ чаще всего проводится в условиях недостаточности информации о целях, критериях и категориях приоритета. Официальная формулировка национальных целей на высшем уровне, вероятней всего, или отсутствует, или выражена столь неопределенно, что не может оказать существенной помощи. В результате выдвигается идея субоптимизации, т. е. выбирают промежуточные дели и критерии для решения проблем, которые логически совпадают и являются в некотором смысле приближенным выражением проблем более высокого уровня. В условиях ограничений по времени и в рабочей силе субоптимизация будет единственно возможным подходом к решению таких проблем. Например, рекомендации по выбору определенной системы противоракетного оружия можно сделать, оценив ее возможности перехвата и уничтожения ракеты противника. Это может служить заменой задачи более высокого уровня - задачи уменьшения числа ядерных боеголовок, достигших своей цели на нашей территории. Будет ли это способствовать решению задачи еще более высокого уровня - задачи уменьшения потерь населения и разрушения материальных ценностей в случае возникновения войны, - это еще следует изучить.
Хотя многие из наиболее ценных примеров анализа систем были выполнены на основе субоптимизации, она сама по себе недостаточна и не является лучшим выходом из затруднений. В результате анализа иногда можно исключить, выявить и согласовать цели различного уровня действий.
Очень часто система может иметь несколько целей. Например, «сделать возникновение войны маловероятным, а если она разразится, то ограничить наши потери и достигнуть благоприятного военного и политического решения». Для выбора системы иногда необходимо найти метод для сравнения относительного значения конкурирующих целей. Как мы можем выбрать одну-единственную цель? Иногда целесообразно исследовать каждую из возможных целей, чтобы выяснить, не служат ли они средством достижения других целей; если это так, то такую цель можно исключить. В другом случае можно проверить связи между альтернативами и целями действий. Если окажется, что выбор одной из целей не влияет на выбор альтернатив, то такую цель также можно исключить.
В качестве одного из методов определения целей можно составить перечень альтернатив и просить человека, который должен действовать на основе результатов анализа, указать на те альтернативы, которые он согласен принять к исполнению, если анализ укажет на их оптимальность.
Если цели противоречат друг другу, т. е. если имеются разногласия по определению целей, или если человек сам не знает своих целей, тогда следует попытаться выявить цели более высокого уровня, по которым имеется общее согласие. В этом случае можно будет либо провести анализ применительно к целям этого уровня, либо проверить совпадение первоначальных целей с согласованными целями высшего уровня и сделать соответствующий выбор. Единственное, чего нельзя делать, это создавать из различных целей некую групповую цель путем определения относительного значения (веса) каждой из них. Практическую нелепость подобного пути можно теоретически доказать. Если, в конце концов, все попытки уменьшить число целей закончатся неудачей, то можно рекомендовать вести анализ отдельно для каждой цели.
Характерным для анализа систем является то, что решение часто представляет собой серию компромиссов, стремящихся уравновесить и там, где это возможно, логически согласовать противоречивые цели и меры ценности. Важнее правильно выбрать цели, чем альтернативы.
Неправильный выбор цели означает неправильную постановку задачи. Неправильный выбор альтернативы может означать только выбор не самой лучшей из систем. Часто приходится удовлетворяться демонстрацией того, что предлагаемые действия в самом деле идут в нужном направлении. Это все, чего иногда можно добиться.
Для выбора альтернатив еще недостаточно установить, какие из них ведут к намеченной цели. Необходимо еще сравнить их по единому критерию. Предположим, что правилом для выбора альтернатив (альтернативы) будет решение задачи при минимальной стоимости или затратах ресурсов73.
Для выбора критерия Ч. Хитч первым предложил два следующих правила:
критерии, используемые для решения задач низшего уровня, должны логически совпадать с критериями, используемыми на следующем, более высоком уровне;
чтобы критерии вели к разумному результату, необходимо исключить возможность наложения на них повторных ограничений.
В качестве примера использования первого правила рассмотрим задачу выбора числа мест для стоянки автомобилей при парке отдыха. Для лиц, в чьем ведении находится эта стоянка, она будет заключаться в получении максимального дохода от стоянки. Но этот критерий может противоречить стремлению дирекции парка получить максимальный доход от парка в целом. Сокращение площади стоянки, даже если некоторая часть посетителей не сможет ею воспользоваться из-за отсутствия мест, может дать существенную экономию в стоимости земли и оплате обслуживающего персонала и тем самым позволит увеличить общий доход от стоянки. Однако уменьшение числа посетителей из-за того, что они не нашли места для стоянки машин и были вынуждены уехать в другое место, может привести к значительным потерям дохода всего парка. Политика74, удовлетворяющая целям высшего уровня и тем самым лучшая политика для организации в целом, может заключаться в обеспечении места стоянки автомобилей всех посетителей или даже в ликвидации платы за стоянку.
Мы не можем, однако, знать заранее, что доход от стоянки будет мал по сравнению с доходом от всего парка. Если существует вероятность, что большая часть посетителей будет пользоваться личными машинами, тогда следует серьезно рассмотреть возможность повышения входной платы, замаскировав в нее стоимость стоянки автомашин.
Для иллюстрации второго правила мы можем взять любой критерий «отношения», где ограничения должны быть наложены для того, чтобы знаменатель дроби отличался от нуля.
Стоимость следует рассматривать как один из главных элементов выбора.
«Кроме того, в течение долгого времени в министерстве обороны существует тенденция формулировать военные требования в абсолютных величинах, не увязывая их со стоимостью. Однако военную эффективность, или военную ценность, любой данной системы оружия логически невозможно рассматривать изолированно. Ее следует рассматривать неразрывно со стоимостью, и в мире, где ресурсы всегда ограничены, следует одновременно рассматривать альтернативы для использования ресурсов. Значение военных требований можно осознать только тогда, когда определен размер выигрыша сравнительно с затратами. Таким образом, стоимость использованных ресурсов и военную ценность необходимо исследовать совместно»75.
Более того, та стоимость, которую необходимо учитывать при выборе альтернатив, должна быть новой стоимостью, т. е. чистым приращением затрат ресурсов или «приращением стоимости», связанным с выбором данной альтернативы. Поскольку некоторые системы могут использовать технические средства, личный состав или вспомогательное оборудование, оставшееся от снятых с вооружения систем, то приращение стоимости будет меньше полной стоимости «изолированной» системы. При сравнении боевых возможностей объем затрат, необходимых для их создания, иногда можно оценить, предполагая, что стоимость различных систем не зависит от наличия других систем или других возможностей. В этом свете рассмотрим, например, сверхмощный авианосец ВМС. Если при анализе его ценности в условиях ограниченной войны не учесть его возможностей во всеобщей войне, то при его сравнении по критерию «стоимость-эффективность» с системой оружия, имеющей одноцелевое назначение, он будет несправедливо забракован.
Большое внимание следует уделить начальным условиям, т.е. тем предположениям, которые накладывают ограничения на поставленную задачу и устанавливают серию исходных данных для первой попытки решения. Это положение в корне отлично от положения эмпирических наук, где исследования начинают со сбора фактов, и ближе к положению, существующему в математике, где полезность результата в решении практических задач полностью зависит от исходных предположений. Такое же положение существует и в анализе систем, где для выработки правильных рекомендаций первостепенное значение имеет «качество» исходных предположений.
Даже в проблеме малого масштаба число учитываемых факторов следует уменьшить, чтобы свести ее к виду, допускающему реальную возможность решения. В анализе систем сложность «полной» проблемы часто далеко превышает компетенцию исследователя. Детально рассмотреть весь возможный диапазон альтернатив часто бывает невозможно. Однако значительное большинство из них, естественно, будет иметь относительно меньшее значение и поэтому их можно без ущерба опустить. Опасность заключается в том, что иногда опускают альтернативы лучше тех, которые оставляют для дальнейшего анализа. Число альтернатив должно быть ограничено, но только в результате предварительного анализа, а не волевым решением. Принятые ограничения нельзя считать окончательными. Возможно, что их придется изменить или отбросить, если в последующем будет установлено, что сам выбор ограничения определяет конечный результат анализа.
Некоторые проблемы можно упростить, выделив из них частные вопросы. Это можно сделать, когда одна группа переменных имеет относительно слабую связь с другими переменными, и поэтому ее можно рассматривать независимо. Как только проблема расчленена на элементы, что и является, собственно, одной из задач анализа, то часть из них можно подвергнуть дальнейшему рассмотрению, однако для некоторых элементов средств анализа может не быть. Для анализа таких элементов исследователь сможет пригласить эксперта, имеющего достаточный личный опыт в этой области и на «обдуманное» суждение которого он может положиться.
Обдуманное суждение отличается от обычного, или интуитивного, суждения тем, что логика, на которой оно основано, выражена совершенно четко. Оба эти вида суждений основаны на личном опыте и индивидуальной подготовке эксперта, однако когда логика выражена четко, тогда исследователь может создать собственное мнение на основе представленной информации. Суждения глубоко проникают во все стороны анализа систем - будь то суждения о преимуществах одной гипотезы относительно другой, или о продуктивности различных подходов, или об отборе фактов, имеющих отношение к данной проблеме. В идеальном случае все суждения следует рассматривать и учитывать одновременно.
Один из методологических аспектов исследования операций - его зависимость от суждений экспертов - привлекал ранее мало внимания. Только заменив скрытые формы использования суждений экспертов четкими научными методами, можно обеспечить объективность их заключений.
Обычно используют двух или более экспертов. Если они высказывают различные суждения, то существует ряд методов их согласования. Для отработки единого решения они могут сначала работать раздельно, а затем ищут пути согласования достигнутых результатов. Или можно организовать их совместную работу, для чего существуют различные методы - от методов работы комиссии обычного типа до групповых игр с использованием ЭВМ. Проигрывание операций, или моделирование на ЭВМ, где каждый из участников играет отведенную ему роль, особенно полезно, если желательно создать обстановку, в которой прогнозы экспертов различных специальностей будут зависеть от действий других участников игры. Здесь структура игры, или модель, представляет ту искусственную среду, в пределах которой эксперты могут действовать совместно и, учитывая в процессе экспериментов результаты своих действий, накопить опыт, необходимый для более глубокого понимания сущности проблемы и для повышения качества прогнозов. Хотя эти прогнозы получены в искусственных условиях, они косвенно связаны с реальным миром.
Другим методом, промежуточным между методами индивидуальных и групповых действий экспертов, служит так называемый «метод Дельфи». Хотя он нуждается еще в дальнейшей разработке и проверке, однако автор считает его чрезвычайно обещающим. Этот метод стремится улучшить существующие методы согласования оценок экспертов путем взаимной критики экспертами суждений своих коллег, однако без их прямых столкновений. Это помогает преодолеть такие психологические ограничения, как личная склонность к определенной точке зрения, нежелание отказаться от публично высказанного мнения, воздействие коллективного мнения большинства и пр. По методу Дельфи прямые дебаты заменены специальной программой связей участников между собой, чаще всего путем взаимных опросов по специальным вопросникам, включающим информацию и мнения, полученные при согласовании точек зрения экспертов в начале работ. Некоторые из вопросов могут быть направлены, например, на то, чтобы выявить обоснования высказанного ранее суждения. Сводку таких обоснований затем можно распространить среди участников опроса и предложить им снова рассмотреть и, если потребуется, изменить свои первоначальные оценки.
Анализ систем, как говорит само название, ориентирован па системы. Важно признавать, что происходящее в одном из элементов организации или системы оружия будет, вероятно, также сказываться на других элементах. Естественным является стремление разделить сложную проблему на несколько частей и исследовать их порознь, пренебрегая этим взаимодействием. Однако цель анализа расширить границы системы, насколько это необходимо, учитывая существенные связи между элементами системы, и оценить затем их взаимное влияние.
Поскольку содержание системы может быть очень широким, то для анализа обычно комплектуют группу из специалистов в различных областях знаний. Это обязательно не только потому, что требуется рассмотреть множество факторов и сторон проблемы. Имеет значение и то, что экономист, математик и инженер по-разному подходят к проблеме, а это чрезвычайно важно для выработки решения.
Неопределенности, связанные с проблемой долгосрочного военного планирования, настолько велики, что это позволяет, особенно на начальных этапах анализа, не уделять большого внимания малой разнице стоимости и эффективности альтернативных систем. Важнее выявить те различия, которые могут сохраниться при любом разрешении противоречий. Вопрос заключается не в том, чтобы точно установить, насколько одна альтернатива лучше другой, а в том, какая из альтернатив имеет явные преимущества, или поначалу даже в том, какая из них позволяет хотя бы продолжить исследования.
Поиск. Этот этап исследований заключается в установлении фактов или доказательств, на которых основан анализ. Необходимо не только добывать факты, но искать новые идеи (и доказательства их справедливости), включая создание новых альтернатив. Когда нет альтернатив и идей, тогда нечего анализировать и не из чего выбирать. Если мы должны выбрать предпочтительный курс действий, то следует сначала установить наличие возможных курсов. В проблемах долгосрочного планирования число альтернатив может быть бесконечным, и, чтобы исключить неразумные альтернативы, мы должны иметь предварительное мнение.
Многие факты бывает трудно установить. Фактические боевые возможности будущего оружия вообще невозможно определить с любой степенью достоверности. При определении тактико-технических характеристик оружия приходится полагаться на чисто теоретические исследования или на методы исследования операций.
Анализ систем, в отличие от других видов инженерного искусства, больше основывается на суждениях76 в оценке исходных данных, чем на реальных измерениях или инженерном расчете. Решение большинства проблем возможно только при наличии фактов.
Вернемся для примера к упоминавшейся ранее проблеме комплекта запасных частей для самолета. Расчет оптимального состава комплекта, исходя из некоторого уровня характеристик, соответствующих допустимой величине потери боевой эффективности, вызванной отсутствием запасных частей, особых трудностей не представляет. Трудности начинаются при определении входных данных. Это касается даже таких относительно простых вещей, как получение полного перечня запасных частей или определение частоты запросов их отдельных видов.
Даже если процесс анализа никогда не может быть завершен, то один сбор фактов и их упорядоченное представление в таблицах и графиках может иногда сделать решение очевидным.
Утверждают даже, что, когда все факты известны, проблема решена. Это может быть справедливо в философском смысле, однако на практике работа с этого только начинается.
В реальных задачах анализа систем все факты никогда не могут быть известны. Например, чтобы рекомендовать предпочтительную величину боевого радиуса полета перехватчика, требуется изучить его технические характеристики, требования к зонам действия радиолокационных станций, эффективность и стоимость перехватчика в зависимости от боевого радиуса полета и пр. Это потребует изучения возможной системы целей, намеченной противником, и его схемы действий над целью. Следует учитывать также характеристики радиолокационных станций, их стоимость, фактическое расположение, вооружение перехватчика, возможные потери самолетов и эффект воздействия других видов оружия.
Когда следует прекратить сбор фактов? Важно помнить, что сбор фактов, необходимых для решения военных проблем, требует больших усилий. Нужные данные можно получить только частично, и руководитель вынужден действовать, не располагая всеми преимуществами, которые могут предоставить ему исследование операций и другие научные методы. Сбор данных требует времени и денег. Он может потребовать расхода других ценностей. Он может быть опасен для жизни. Он может нанести ущерб национальной безопасности. Было бы, конечно, интересно знать реакцию противника, если пустить ракету «Атлас» с ядерной боеголовкой на его столицу. Поставить такой эксперимент не трудно. Однако стоимость последствия, по-видимому, исключает такой метод сбора информации. Было бы ошибкой считать, что сбор информации проходит бесплатно. Хотя иногда можно пренебречь затратами, необходимыми для приобретения информации, но нельзя забывать, что сбор данных в результате ограничения времени и денежных средств почти всегда требуется закончить задолго до того, как ним бы этого хотелось. Собрать всю информацию, необходимую для исчерпывающего анализа, невозможно.
Такое положение аналогично положению врача, который обращается в лабораторию, чтобы проверить наличие у больного одной из многих болезней, имеющих сходные симптомы. Даже если он получит все результаты анализа, то обследование больного нельзя считать завершенным. Врач может потребовать дополнительные анализы или вызвать специалистов на консультацию. Если задача ограничивается только установлением диагноза заболевания, то самый простой метод заключается в умерщвлении пациента и вскрытии трупа. Однако стоимость такой диагностики исключает ее использование не только потому, что норма современного общества не позволяет убивать пациентов, но и просто потому, что цель врача заключается в продлении жизни пациента. Врач будет в отчаянии, если получит знания ценой жизни, которую он призван охранять. Но это вовсе не означает, что он не может рисковать жизнью, стремясь ее сохранить. Он может решиться провести исследования, подобные исследованию жидкости спинного мозга или содержимого печени, т. е. вести анализы, которые сами по себе представляют определенную опасность. Многие процедуры диагнозов опасны. Их используют тогда, когда риск оправдан. Однако врач не может принести в жертву то, что он призван защищать.
Толкование. Когда получено определенное представление о фактах и альтернативах, необходимо тем или иным образом уяснить и определить их значение.
Чтобы решать проблемы реальной действительности, мы вынуждены игнорировать большую часть свойственных им черт и выделять из реальной ситуации некоторые ее аспекты, надеясь, что они имеют прямое отношение к рассматриваемой проблеме, а затем, оценив их взаимодействие, создать идеализированный вариант реальной ситуации. Такую идеализированную схему мы называем «моделью».
В процессе постановки задачи и сбора необходимой информации исследователь может создать некоторое представление о важнейших определяющих факторах, т. е. таких, которые, несомненно, скажутся на результатах действий. Чтобы получить численный результат, необходимо выбрать шкалу измерений для каждого фактора и показать их зависимость от определенных параметров. Затем следует установить характер взаимодействия между этими факторами. В результате получим модель. Другими словами, при построении модели необходимо выделить факторы, имеющие явное отношение к проблеме или предполагаемому решению, абстрагировать их, принять масштаб измерений и описать их взаимодействия.
Основная трудность построения модели состоит в том, что мы вначале не знаем, что имеет, а что не имеет прямого отношения к нашей задаче. Мы должны двигаться вперед по мере накопления опыта построения и испытаний первоначальных моделей, экспериментируя на бумаге, чтобы уточнить наши первоначальные суждения. Исследователь, идя по пути последовательных приближений, сам себя корректирует. По мере развития исследований первоначальная модель уточняется и изменяется настолько, что характер взаимных связей в процессе исследования выражается со все большей точностью.
Значительную часть явлений можно представить различным образом. Выбор модели зависит как от постановки вопроса, так и от сути явления. Этот важный момент был рассмотрен в гл. 4. Модель города можно представить себе в виде карты, если вопрос заключается только в том, чтобы пройти из пункта Л в пункт Б. Но если требуется определить скорость движения городского транспорта между этими двумя точками, то потребуется более совершенная модель. Универсальных моделей не существует, и ни одна модель не может дать ответа на все вопросы, касающиеся данного вида действий. Иногда моделирование можно выполнить математически, т. е. представить явление в виде серии уравнений. В другой раз, особенно когда установить взаимоотношения между основными воздействующими факторами трудно, например, при изучении поведения общественных коллективов, моделирование может быть выполнено либо имитацией явления, либо военной игрой.
На языке исследования операций термин «имитация» используется тогда, когда моделирование существенных черт системы или организации происходит без использования математического аппарата и поведение системы или организации исследуют, выполняя определенные операции на имитаторе. Имитация - это широкое понятие, которое может быть использовано для обозначения самых различных физических (аналоговых) устройств, например самолетного тренажера типа «Линк», программы электронно-вычислительной машины, используемые для исследования стратегических ситуаций методами Монте-Карло, а также действия группы людей, которые с помощью электронных машин воспроизводят деятельность центра управления ПВО. Если характер исследования на таком имитаторе или модели имеет игровой характер, особенно если в нем участвуют люди, то такую имитацию называют «игрой». Не следует ожидать, что игровая модель позволит нам определить оптимальный вариант действий в условиях неопределенностей, но она может указать участникам на наличие таких неопределенностей. Они будут вынуждены определять планы своих действий с учетом всех предвидимых обстоятельств. Важной особенностью анализа систем является свойственный ему дух игры. Это выражается в стремлении возможно более глубоко рассмотреть все возможные виды действий и противодействий, выявить и изучить возможно более широкий диапазон альтернатив и изыскать возможные варианты поведения под воздействием противника.
Хотя имитация только недавно стала применяться широко, она уже прочно вошла в арсенал методов исследования операций. Она позволяет заменить эксперименты в реальных условиях экспериментами в искусственной среде. Основная ценность методов имитации заключается в том, что их можно использовать для исследования явно невоспроизводимых или не существовавших ранее проблем, когда традиционные методы анализа непригодны. Однако эти методы обычно не позволяют получить однозначные результаты и представляют собой только псевдоэмпирическую форму познания, далеко уступающую обычным методам исследования функциональных связей с помощью аналитических моделей. Имитация может служить хорошим инструментом исследования до того, как будет построена удовлетворительная теория, так как она представляет собой средство использования интуиции и суждений экспертов систематическим образом и позволяет обходиться без построения аналитических моделей, счетных устройств и без людей, оперирующих математическими формулами.
Основное назначение моделей заключается скорее в толковании, чем в описании ситуации. Модель часто используют не для расчетов, а исключительно для организации мышления.
Следует подчеркнуть, что во многих ответственных случаях при анализе систем необходимость построения модели как таковой вообще не возникала. В таких случаях анализ мог быть особенно эффективным, поскольку он был доступен для понимания руководителей.
Суть анализа систем вовсе не заключается в математических методах и процедурах. Вычислительные машины или вычислительные методы, вроде линейного программирования, могут или не могут быть полезными, все зависит от характера задачи и объема имеющейся информации. Главное заключается в том, чтобы составить перечень альтернатив и сравнить их по стоимости и возможности использования. То, что было сказано по поводу моделей, не имеет существенного значения для случаев анализа, ограниченного составлением перечня альтернатив и возможностей их использования. Однако этот вопрос требовалось рассмотреть хотя бы потому, что в ряде сложных проблем построение моделей и расчеты по ним бывают совершенно необходимы.
Методы оптимизации, широко используемые в исследовании операций, также применяются и в анализе систем, но, скорее, для изучения отдельных частных вопросов, а не для исследования самого существа широких проблем. Прежде чем использовать для решения реальных проблем математические методы, необходимо построить количественную модель рассматриваемого процесса. В такой модели эффективность рассматриваемых альтернатив представлена функцией ряда переменных, часть из которых можно произвольно изменять. Как только это проделано, решение можно получить аналитически, поскольку установлено формализованное соотношение между переменными. Решение, получаемое с помощью подобной модели, может быть полезным тогда и только тогда, когда модель достаточно точно отражает реальную ситуацию. В чрезвычайно сложных ситуациях (связанных с важнейшими военными задачами) только отдельные части проблемы можно с достаточной уверенностью представить на модели. Частные модели таких слагающих нередко возможно представить в форме, позволяющей исследовать их методами динамического программирования или теории массового обслуживания. Однако даже здесь новые и наиболее перспективные методы анализа, как бы они ни были полезны и многообещающи, редко бывают необходимыми. В большинстве случаев можно обойтись значительно более простыми средствами.
Построение моделей для оказания помощи в процессе подготовки решений является в значительной мере искусством. Здесь будет полезным использовать широкий опыт и сотрудничество многих людей, однако для достижения должного результата необходимо осуществлять отбор данных и строить модель, пользуясь интуицией и чувством меры.
Для построения моделей почти не существует общих правил, дайте, что существуют, не слишком полезны. Например, иногда исследователю предлагают создавать модели, учитывающие все большее и большее число факторов, относящихся к одной и той же ситуации. В задачах исследования операций это ведет к чрезмерному усложнению моделей, и исследователь от решения общих вопросов проблемы отвлекается на разработку деталей модели.
Для построения моделей часто используют предположения, упрощающие слишком трудную для исследования ситуацию. Например, модель для сравнения ракетных систем, рассмотренная в приложении Б, была построена постепенно, в процессе «упрощения предположений». Так, все цели полагали равноценными, т. е. при построении модели считали, что они:
1) представляют равную угрозу,
2) требуют одинаковой мощности заряда для разрушения,
находятся в одном диапазоне дальностей,
4) имеют общую систему обороны
5) рассредоточены настолько, что поражение одной цели не предполагает разрушения другой.
В сущности, здесь мы исходим из предпосылки, хотя редко формулируемой, но основной для работы с моделями, - считаем, что, изучив упрощенную гипотетическую ситуацию, мы получаем ответ, аналогичный ответу, который получили бы, изучая реальную ситуацию.
Все предположения, используемые при построении моделей, должны быть выражены абсолютно четко. Если это не сделано, то это ошибка. Отличительным признаком хорошего специалиста по исследованию систем (или любой разумной личности, желающей обеспечить взаимопонимание) является то, что он формулирует исходные положения для своих действий. Это не обязательно означает, что его предположения будут иметь большую ценность, но это значит, что его ошибки станут более очевидными.
Контраст между затратами времени на разработку модели и расчет по ней может повести к неправильному представлению об их относительной важности. Конструкция модели и степень достоверности в отображении существенных черт исследуемого явления - вот что важно для изучения вопроса, а не то, как далеко продвинулся расчет.
Военный исследователь не располагает и в принципе не может располагать столь точными и гибкими средствами исследования, какими пользуется физик или инженер для экспериментальной проверки своих моделей. Он не может, например, вести эксперимент в реальных боевых условиях. Самое большее, что в его силах, это проверить работоспособность своей модели и попытаться для этого ответить, например, на следующие вопросы:
Отражает ли модель четко и ясно известные данные и ситуации?
Дает ли изменение основных параметров модели логичные и заслуживающие доверия результаты?
Пригодна ли модель для анализа в тех частных случаях, когда имеются некоторые указания о возможных результатах?
Можно ли по модели определить причины известных явлений?
Будет ли одна модель лучше или хуже другой, зависит не от ее сложности, реальности или простоты расчетов, а только от возможности получения лучших прогнозов.
Специалист по анализу систем, работая по модели, стараясь выявить возможные стратегии и принципы операций, приближается к научному эксперименту. Выводы, получаемые при исследовании моделей, часто указывают новое направление работ. Следует отметить, что, включая первоначально в состав модели относительно малое число параметров, удается иногда показать, что их изменение может повести к улучшению свойств системы, отражаемых моделью. Это позволит внести некоторые изменения в реальную систему, которые дадут возможность в большей степени приспособить ее к реальным условиям, т. е разработка модели является элементом проектирования системы.
Столь же важно не ограничивать исследования рамками модели: изучая положения, противоречащие исходным предположениям, можно существенно улучшить качество модели.
В построении моделей наибольшие трудности вызывают два момента: выражение параметров в численной форме и учет неопределенностей.
Некоторые переменные трудно выразить в численной форме потому, что они не поддаются количественной оценке (например, вероятность возникновения войны) или потому, что не существует соответствующей шкалы измерения (например, меры оценки влияния некоторых односторонних действий США на единство НАТО). Это приводит к тому, что такими параметрами либо просто пренебрегают, либо их учитывают, только вводя качественную оценку решения, достигнутого вариацией переменных, допускающих числовую оценку. Таким образом, когда подходят к отработке рекомендаций на основе решений, полученных по моделям, возникает опасность, что будут учтены только факторы, включенные в модель в количественной форме, а переменные, не поддающиеся численной оценке, могут легко затеряться среди множества количественных соотношений.
Некоторые переменные можно не учитывать, поскольку они практически не сказываются на решении проблемы. В сущности, анализ становится возможным именно потому, что к этой категории относится значительное большинство переменных. Если результат анализа оказывается чувствительным к воздействию большого числа переменных, то исследователь вынужден полагаться полностью на свои предположения и интуицию. Нечувствительность результата может объясняться или тем, что переменные не имеют прямого отношения к рассматриваемой проблеме, или тем, что они оказывают примерно разное влияние на все рассматриваемые альтернативы. Причина нечувствительности должна быть обязательно выявлена. Иногда для этого бывает достаточно проследить логику решения, однако чаще приходится вести специальный анализ, вводя количественную оценку факторов, не поддающихся прямому расчету.
Переменными, не имеющими численного выражения, пренебрегать нельзя. Если же это сделано, то следует указать, на каком основании. Невозможно ограничиться, например, беглым замечанием, что две величины оказывают противоположное воздействие и поэтому компенсируют друг друга, нужно определить количественные результаты их взаимного действия. Как же в таком случае следует учитывать переменные, не имеющие количественного выражения? Обычно их стремятся учесть путем некоторой модификации решения, не включая саму переменную в состав модели. Но это, в сущности, представляет собой частный случай количественной оценки переменных, так как, изменяя решение, чтобы учесть воздействие опущенной в модели переменной, исследователь дает определенную меру. Поскольку у нас всегда есть некоторое представление относительно диапазона значений, которые может принимать определенный параметр, можно даже в наиболее трудных случаях, присваивая ему произвольную величину, наблюдать его влияние на решение. Можно полагать, что в действительной жизни политические решения основываются на количественных оценках, при этом не задаваясь вопросом, насколько они справедливы или относятся к делу. Следовательно, необходимо предпринимать все меры, чтобы получить такую количественную оценку.
Многие аспекты проблемы выбора в вопросах национальной безопасности требуют количественного анализа, другие - нет. Но одна из основных задач анализа сводится к улучшению понимания сущности проблемы и ее разъяснению другим лицам. Число - это элемент нашего языка. Когда обсуждают проблему, имеющую количественную меру, даже если ее решение связано с неопределенностями, наиболее четко можно выразить мысль, пользуясь числом. Только в очень редких случаях можно провести убедительное сравнение альтернатив без количественного анализа относящихся к проблеме величин.
Исследователь систем имеет дело с проблемами, которые по самой природе связаны с неопределенностью развития событий во времени. Это не только неопределенности технических и оперативных параметров или действий противника, но и неопределенности самих концепций. Это обстоятельство всегда следует иметь в виду при анализе таких проблем или при любой попытке ответа на аналогичные вопросы. Неопределенность является важнейшим элементом проблемы, что следует учитывать при отработке рекомендаций. Учет неопределенностей представляет не только принципиальные, но и большие практические трудности. Однако иногда число случаев, рассматриваемых в условиях неопределенности, может быть ограничено и объем работы сведен к разумным пределам.
Имеются различные виды неопределенностей, однако мы рассмотрим только две категории; ввиду отсутствия лучших терминов назовем их «статистической неопределенностью» и «реальной неопределенностью».
Статистические неопределенности - это неопределенности, обладающие объективной, поддающейся расчету величиной частоты появления. Их можно учесть, обрабатывая модель методами Монте-Карло или другим способом. Наше представление о ситуации иногда может быть достаточно полным и точным, однако в количественном виде оно будет выражено случайными величинами и связано с «шумами»77 Примером может служить точность поражения цели ракетной системой.
С другой стороны, количественная характеристика может иметь единственное значение, однако факторы, его определяющие, не поддаются измерениям. Здесь количественная величина также может быть связана с измеримыми факторами столь сложной зависимостью, что она не поддается обработке современными математическими и расчетными методами. В таких случаях мы вынуждены идти не упрощение реальной ситуации. Рассмотрим, например, понятие «радиус поражения» для ядерного заряда.
Такие неопределенности, как неопределенности в оценке стоимости или точности наведения ракеты, представляют какую-то опасность, степень которой (риск) можно оценить и согласиться с ней. Эти неопределенности вносят, конечно, трудности, но они кажутся несущественными по сравнению с трудностями, обусловленными недостаточностью наших знаний и конкурентным характером ситуации, применительно к которой идет прогнозирование изменений в оперативной обстановке и образе действий противника на срок жизни системы оружия.
Неопределенности в оценке логических и других возможностей человека или в оценке перспектив развития предметов материального мира, далеко превышающие способности исследователя к прогнозированию, относятся к классу реальной неопределенности. Вероятности событий, рассматриваемых в условиях реальной неопределенности, например вероятность возникновения войны, можно присвоить определенную величину, но эта оценка будет чисто субъективной и не может быть подтверждена расчетом. В вопросах ПВО к реальным неопределенностям относятся, например, ответы на такие вопросы: поступит ли сообщение о подготовке удара противником? Если да, то поверим ли мы ему? Какие неожиданности готовит противник?
О величине вероятности, связанной с подобными неопределенностями, могут быть самые противоречивые суждения, так как даже человек, дающий подобную оценку, сам бывает не уверен в ее справедливости.
В качестве простого примера можно привести следующую историю. Мой сын, когда ему исполнилось 16 лет, хотел получить права водителя. Поскольку он был неуклюж и не мог пройти двух шагов по комнате, чтобы не натолкнуться на мебель, то передо мной встала проблема: разрешить ему водить нашу машину или нет? Здесь был ряд неопределенностей. Например, как право вождения машины скажется на формировании его личности и характера в следующем году? Способен ли он сохранить жизнь в условиях напряженного уличного движения? Это были неопределенности относительно эмпирических фактов, которые я не мог разрешить экспериментом. Поэтому мое решение должно было исходить из предположений и суждений, которые никогда не будут подтверждены, и даже теперь я не знаю, был ли мой выбор правильным или нет.
Не существует твердых рецептов для разрешения неопределенностей. Однако почти всегда имеется возможность выбрать такой курс действий, чтобы ошибки не вели к катастрофе.
В упомянутой проблеме получения водительских прав для моего сына имелись различные пути принятия решения. Например, я мог: 1} задержать получение им прав водителя, чтобы проверить его реакцию; 2) создать аварийную обстановку или вызвать аварию, чтобы его лишили водительских прав; 3) запретить ему некоторое время водить машину в определенном районе или в определенное время.
Последний путь хотя не давал возможности получить новую информацию, но позволял оградить его от поездок в опасных условиях, пока он не наберет достаточного опыта.
Я избрал, однако, четвертый путь: вместо того чтобы учить его самому и передать ему мои собственные плохие навыки вождения машины, я потребовал от него закончить с хорошей оценкой курсы водителей, известные высоким уровнем подготовки, а затем решил положиться на решение инструктора. Тогда, получив права, он сможет водить машину без ограничения.
В анализе, цель которого сводится к поиску путей действия в условиях неопределенностей, не следует предсказывать будущее в том смысле, чтобы пытаться определить единственную последовательность событий. Наоборот, следует приложить усилия и дать прогноз возможностей возникновения различных состояний в будущем. Поскольку будущее в принципе не предсказуемо, то слишком опасно действовать, исходя только из «лучшей оценки» будущей военно-политической и научно-технической обстановки. Вместо этого следует в результате анализа определить ряд возможных направлений развития и выявить серьезные неопределенности в оценке будущего.
Для этого, по крайней мере в области оценки технической или боевой обстановки, можно сначала установить границы исследований, а затем определить диапазон неопределенностей, используя в дополнение к наиболее вероятной оценке оценку верхней и нижней границ неопределенности. Хотя вначале обычно требуется выбрать стратегию системы на основе лучшей оценки, такое исследование позволяет установить обратную связь и помогает корректировать характеристики системы таким образом, чтобы они не были чувствительны к параметрам, значения которых, в сущности, не известны. Необходимо помнить, что оценка альтернативы зависит от ее способности к действиям в непредвиденных условиях, а не от ее оптимальности в некоторых определенных условиях.
Когда нет твердой уверенности, то переоценка возможностей противника и недооценка собственных возможностей не обязательно являются лучшим путем. Переоценка возможностей противника не обеспечивает собственной безопасности и уверенности. В равной мере она может вести к отчаянию и потере стойкости духа; она может создать впечатление недостижимости некоторых политических задач и повести к «стратегии отчаяния».
Естественно, что средством компенсации неопределенности было бы «изобретение» системы или политики, которая позволила бы уйти от всех возможных катастроф; трудно сказать только, как это можно сделать.
Поскольку неопределенности присутствуют в любой модели, используемой в исследовании операций, то как можно из нее получить полезную информацию? Это основной вопрос, стоящий перед каждым ученым. Для ответа на него необходимо провести анализ результата исследований на чувствительность и работоспособность в непредвиденных обстоятельствах. В дополнение к вычислениям, произведенным первоначальной для определенной серии исходных данных, необходимо выявить влияние изменения первоначальных предположений на конечный результат.
Анализ на чувствительность результата позволяет оценить степень его изменения при вариациях исходных параметров и предположений. При этом надеются получить доминирующее решение, в котором перечень избранных альтернатив останется неизменным при изменениях в разумных пределах исходных параметров или предположений. Цель анализа на работоспособность в непредвиденных обстоятельствах состоит в оценке того, как система, избранная применительно к одной серии условий, будет действовать, когда условия изменятся радикально.
Анализ на чувствительность дает возможность проверить действие альтернатив в широком диапазоне возможностей противника и оценить, как система, избранная для одного уровня возможностей противника, будет действовать при другом уровне возможностей. Анализ на работоспособность в непредвиденных обстоятельствах позволяет испытать варианты систем на изменение критериев или сравнить их, предположим, в таких условиях, когда Франция станет членом коммунистического блока.
Поскольку анализ систем проводят для отработки рекомендаций по изменению политики, то результаты этих исследований должны содержать убедительное сравнение альтернатив. Хотя автору работы может быть совершенно ясно, что курс действий А лучше альтернативных курсов В, С, D..., это может быть не очевидно для человека, менее знакомого с проблемой. Одним из методов доказательств справедливости рекомендаций исследователя во всем диапазоне разумных предположений будет «усилительный» или «уравнительный» анализ.
Для усилительного анализа необходимо вернуться назад и сравнить альтернативы в условиях, неблагоприятных для избранной нами системы и благоприятной для ее конкурента. Если и в этом случае рекомендованная система докажет свои преимущества, то это будет сильным доводом в поддержку сделанных рекомендаций. Такой метод анализа не всегда возможен; например, его нельзя применить, если мы согласимся с чрезмерно благоприятной оценкой конкурирующей системы и пессимистической оценкой избранной. Тогда можно сделать попытку уравнительного анализа. Мы определяем, при каких исходных предположениях обе системы будут давать примерно одинаковые результаты, и просим затем кого-либо другого оценить предположения, положенные в основу каждой из систем, оптимистические или пессимистические. Умение использовать методы усилительного и уравнительного анализа больше, чем что-либо другое, отличает профессионала в анализе систем от любителя. Анализ в большинстве случаев следует вести в два этапа; на первом этапе нужно выработать рекомендации, а на втором - выявить информацию, которая сделает рекомендации убедительными, даже для враждебной и неверующей, но разумной аудитории.
Рекомендация. Модель - это только одно из возможных отображений реального мира, положенное исследователем в основу своего анализа. Поэтому следует проверить, насколько результаты исследования одной определенной модели останутся справедливыми, если рассмотреть те предположения, которые не могли быть учтены в первоначальной модели. Например, специалист по анализу систем (или человек, планирующий структуру сил стратегического нападения) может установить требование, чтобы эти силы обеспечили подавление, положим, 95% целей при минимальных затратах и в определенном диапазоне условий. Однако при этом возникает ряд вопросов. "Возможно, что эти минимальные затраты будут сочтены неприемлемыми. Возможно, что задача сдерживания противника и ограничения ущерба в войне может быть лучше решена путем уменьшения затрат на стратегические силы и увеличение их на силы противовоздушной обороны. 95% подавления целей - это может быть и слишком много и слишком мало; возможно, кому-либо удастся установить соотношение между процентом разрушения целей и их последствиями в виде имеющих большее значение критериев, таких, как равновесие боевых сил, стремление продолжать борьбу и воздействие на нашу дипломатию. Хотя исследователь может быть полезным и здесь, однако ответственность за последствия будет нести не он, а другой человек.
Решение, которое было упрощено и, возможно, сведено к математической формуле путем чрезмерной идеализации и обобщений, не обязательно будет хорошим решением первоначальной задачи. Возможно, потребуется использовать другие модели. На этом этапе исследователь пытается уяснить результаты своей работы. Он привлекает к ней человека, поставившего задание, и пытается применить результаты работы к реальной обстановке. Это позволяет выявить слабость аргументации исследователя и в следующем цикле последовательных приближений существенно улучшить результаты анализа.
Для создания надежной основы при выработке рекомендаций каждый исследователь военных систем обязан рассмотреть как минимум следующие вопросы: 1) общие задачи государства и сил, предназначенных для их решения; 2) требования к силам, предназначенным для решения задач государства; 3) задачи и возможности противника; 4) возможности науки и техники; 5) эффективность каждого варианта структуры вооруженных сил, системы оружия или плана действий; 6) стоимость или затраты ресурсов по каждому из вариантов; 7) неопределенности в ответах на каждый из вопросов.
Эти вопросы, естественно, нельзя рассматривать изолировано. Они взаимосвязаны и зависят от требуемой степени безопасности, от представления противником наших задач и от действий, которые мы можем принять для их решения; причем эти факторы изменяются во времени. Более того, все ответы основаны на предположениях, которые, как полагают, объективны, а не произвольны. Если на основе анализа должны быть проведены определенные мероприятия, то чрезвычайно важно, чтобы как задачи мероприятий, так и предположения, положенные в их основу, были справедливы.
Имеется ряд специальных проблем, связанных с военными вопросами; множество факторов, которые приходится учитывать в расчетах, трудно или невозможно выразить количественно или из-за недостатка времени, или потому, что такие факторы, как сила противодействия противника или ухудшение в процессе боевых действий характеристик сложных систем человек - машина, в принципе измерить невозможно. Их можно только оценить на основе опыта или коллективного суждения. Результаты таких расчетов необходимо специально исследовать, чтобы выявить, насколько они критичны к подобным оценкам.
Военные проблемы всегда связаны с соображениями, не поддающимися количественному анализу. Для успеха действий в военной области важно учитывать не только соотношение их стоимости и эффективности. Не менее важное значение имеет дисциплина, готовность действовать совместно, дух коллектива, традиции и поведение организации.
Все эти проблемы выходят далеко за рамки чисто военных вопросов. Численность, состав, размещение и степень определяют нашу внешнюю политику и свободу наших действий. Они также оказывают большое влияние на нашу экономику и моральный дух населения. Человек, учитывающий эти факторы в своих исследованиях, ведет анализ систем в полном смысле этого слова, однако на таком высоком уровне вести анализ, как таковой, чрезвычайно труд!
Очень важно, чтобы тот, кто будет использовать результаты анализа, мог бы сделать различие между картиной, показанной в исследовании, и действиями, рекомендуемыми исследователем на основе его представления о результатах работы. Часто случается, что когда вновь прибывший человек, например руководитель, рассматривает проблему, то вносит новую информацию. Даже если она не скажется на результатах расчетов по модели, она может отразиться на рекомендациях, основанных на этих расчетах. Модель - это только индикатор, но не верховный судья. В рассмотренном ранее примере (гл. 3} основные системы сравнивались в условиях ряда предположений и на различных моделях. Никто не в праве ожидать, что окончательное решение будет принято только на основе этого анализа. Данное положение будет справедливым и для еще более сложных исследований.
Имеется много причин, делающих такую критическую оценку необходимой. Это нужно прежде всего потому, что важнейшие задачи в экономической или военной области исходят не только из логических, но также из политических соображений.
Рассмотрим, например, такой случай. Соотношение между стоимостью и эффективностью системы оружия в решении поставленных задач выражается, как правило, графиком, показанным на рис. 8.2.
Если некую систему оружия можно представить точкой А на графике, то задачи этой системы явно превышают возможности бюджета. Тогда следует либо выбрать более скромные цели, либо вовсе отказаться от такой системы оружия, либо решиться на большие расходы и создать систему оружия с характеристиками, соответствующими точке В. Если у нас будет достаточно средств, то можно создать систему, соответствующую точке С. Однако здесь мы вкладываем в систему больше денег, чем это экономически целесообразно, и следует либо искать другие системы оружия, либо ставить более ограниченные задачи.
Если по оценке исследователя и того, кто использует результаты его работы, альтернативы, признанные лучшими в анализе по модели, будут приемлемы, то процесс анализа на этом заканчивается. В противном случае следует продолжать поиск других лучших альтернатив или выбрать более скромные цели. Результаты анализа могут повести к принятию решения только тогда, когда политические руководители имеют общее мнение относительно целей действий. В сфере военной политики, как и в ряде других случаев, согласия между руководителями часто нет. Выбор между альтернативами - это, в сущности, выбор между задачами и средствами их решения, и для окончательного согласования взглядов руководителей аналитические методы непригодны. Хотя последствия действий, рассчитанных по моделям, могут способствовать выбору компромиссных целей, однако добиться такого решения не легко, и здесь снова приходится использовать суждения.
В конечном счете военные решения, как и анализ систем, - это искусство. На некоторых уровнях расчеты уже не могут быть полезны. Здесь всегда существуют соображения, которые не поддаются измерениям, скажем: как можно оценить соотношение военного выигрыша и политических потерь или как соизмерить общественную реакцию на временное отступление с возможностью увеличения вероятности достижения отдаленных целей. Более того, всегда существуют соображения, которые можно точно измерить или оценить по суждениям, но которые не удовлетворяют руководителя, принимающего решение.
Ни одно суждение по самому определению этого понятия не может быть абсолютно справедливым. Поскольку анализ систем обычно выходит за пределы объективного анализа, он в значительной мере полагается на суждения; как бы оптимистически ни был настроен исследователь-профессионал, суждения руководителя, принимающего решение по результатам исследования, неизбежно ограничивают влияние проделанного анализа. В лучшем случае исследователь может охватить только часть общей проблемы. Он может вообще не учесть многих субъективных элементов и прежде чем добьется понимания всех объективных факторов, проблема станет слишком сложной для анализа. Таким образом, анализ может идти только до этого рубежа, но не далее.
Однако препятствия к реализации результатов анализа, создаваемые нежеланием руководителей согласиться с ними, можно преодолеть, повышая качество анализа.
- 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