8.2. Инженерное искусство
Анализ систем в еще большей степени, чем исследование операций, ближе к инженерному искусству, чем к точным наукам. Чтобы уяснить различие между ними, достаточно сказать, что наука выявляет природу вещей, а инженерное искусство использует результаты, добытые наукой, для создания более дешевых и лучших по качеству предметов.
Между инженерными задачами, задачами анализа военных систем или проблемами исследования операций помимо определенного сходства существует также существенное различие. Однако это, скорее, количественная, чем качественная разница. Для анализа военных систем характерны следующие качества:
1) Имеется относительно большое количество факторов, которые можно только оценить, но не измерить или проверить на практике. Рассмотрим в качестве примера задачу выбора состава комплекта запасного имущества для тактического бомбардировщика. В состав такого комплекта войдут инструменты, оборудование и запасные части, доставляемые по воздуху в расположение строевых частей. Среди множества факторов, определяющих состав комплекта, конструктор должен учитывать также характер военных действий, в которых может участвовать бомбардировщик. Однако характер будущей войны - это подлинно неопределенный фактор, его невозможно проверить экспериментом.
2) Если даже можно провести определенные измерения в процессе войсковых или полигонных испытаний, то эти данные, вероятнее всего, будут коренным образом отличаться от результатов, полученных в реальных боевых условиях.
Обратимся снова к задаче создания запасного комплекта самолета. Потребности в запасных частях в мирное время не обязательно будут совпадать с потребностями в них во время войны, для удовлетворения которых и создается комплект.
3) Период времени, после которого ответ уже не представляет никакой практической ценности, как правило, очень мал.
В наши дни оружие стареет очень быстро. Если мы истратим много времени на испытания или на обоснование требований к нашему комплекту, то мы рискуем получить ответ тогда, когда он будет бесполезен.
Сроки чрезвычайно важны для инженера, однако ограничения по срокам могут быть различными. Для ученого, занятого чистой наукой, фактор времени не имеет особого значения. Его задача - получить абсолютно достоверный результат. На это он может затратить столько времени, сколько сочтет нужным. Исследователь военных проблем чаще всего обязан представить возможно лучший результат к заданному сроку.
4) Экспериментальная проверка результатов исследования обычно невозможна. Вероятнее всего, разрабатываемый нами комплект устареет до начала войны, ибо будет создан новый, более современный самолет со своим запасным комплектом, и мы никогда не узнаем, насколько хорош или плох был первый комплект.
5) Наибольшие трудности вызывает концепция ценности. Военный анализ, как и инженерное искусство, имеет целью оказание конкретной помощи в определенных действиях. В то же время, в отличие от большей части инженерных задач, определение целей действий, объема затрат и критериев оценки представляет большие трудности.
6) В анализе военных проблем, в отличие от анализа в гражданских областях, решающую роль играет тесная взаимозависимость между целями, альтернативами и стоимостью наших действий и действий противника, а установление взаимной связи между нашими собственными действиями, их целями и стоимостью играет относительно меньшую роль. Хотя необходимость исследования конфликтных ситуаций не обязательно представляет дополнительные трудности, это вводит дополнительную серию неопределенностей и значительно усложняет анализ.
Имеются также и другие, менее существенные различия.
Прежде всего, анализ систем - это инженерное искусство на высшем уровне; это можно показать на следующем примере. Инженер-химик, создавая рецепт оптического стекла, использует последние достижения химии; конструктор оптической системы рассчитывает объектив фотоаппарата на основе законов оптики, учитывая методы производства объективов и возможности, предоставляемые современным уровнем разработки составов для оптических стекол; конструктор фотоаппарата разрабатывает проект с учетом множества различных факторов, включая и возможный результат работы конструктора объектива; конструктор самолета создает проект самолета-разведчика, основываясь, среди прочих данных, на своем представлении о возможностях конструктора фотоаппарата; специалист по анализу систем разрабатывает разведывательную систему, основываясь на возможных результатах работы авиаконструктора. Естественно, между всеми участниками этого процесса должна быть тесная связь сверху вниз и снизу вверх.
Анализ военных систем может отличаться от обычной инженерной разработки прежде всего своей громадной ответственностью, скудностью и малой достоверностью исходных данных и необычной трудностью определения системы ценностей, пригодной для каждого конкретного случая. Однако не следует преувеличивать эти трудности, они, скорее, количественные, а не качественные. Все они в той или иной мере свойственны любой инженерной задаче, даже задаче постройки собачьей будки.
Вероятно, еще никто и никогда не пытался прочитать серию лекций тем, на кого работают инженеры, строители, механики или химики. Хотя вполне возможно представить полезность таких учебных курсов; важно, что их нет или они чрезвычайно редки.
Если муниципалитет приглашает инженера для проектирования моста, то его работу, возможно, проверит другой инженер. Однако «отцы города», изучая представленный проект, не исходят из предположения, что мост может развалиться. Они полагают, с большим или меньшим основанием, что строительство мостов - это уже хорошо изученная область и дипломированный инженер в этой области обладает знаниями, неизмеримо превышающими их собственные. Соответственно они доверяют архитектору и знают, что увеличение высоты моста, допустимой нагрузки, степени безопасности и срока его существования невозможно без увеличения его стоимости.
Компромиссы между этими параметрами ценности могут, в принципе, интересовать «отцов города», и в отдельных случаях они действительно их интересуют. Однако в подавляющем большинстве случаев среди них не найдется человека, способного или желающего взять на себя ответственность за глубокое обоснование этих вопросов. В то же время в проблемах создания оборонных систем, затрагивающих интересы всей страны, нельзя полагаться на чей-то опыт, поскольку такого опыта в сущности нет. Компромиссы между различными, имеющими высокую ценность факторами имеют очень большое значение для всей страны, и за них должны нести прямую ответственность высшие чиновники правительства. Даже в простейшем случае постройки моста имеется целый ряд решений, от которых могут уклониться «отцы города». Они должны учитывать требования жителей и оценивать возможности роста города, т. е. принимать те решения, в которых инженер-строитель не может быть компетентным
- 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