4.6. Автоматизация процесса формирован—и оценки структур целей и функций

Принципы автоматизации процесса формирования структу-^”д || функций. Изучение процесса формирования и анализа ?** ^-ур целей и функций управления показало, что сразу постро-^ст^ структуру Ц^' ^т⁰?³¹¹ удовлетворяла бы всех ЛПР, обычно не

^^да ^о _ сложный, итеративный процесс, требующий уточнения

юнаков структуризации, классификаторов по этим признакам, "•ения их последовательности, обсуждения вариантов структу-ы и внесения изменений в исходные классификаторы.' Если струк-'у параллельно формируют разные специалисты, то даже при использовании одной и той же методики они, как правило, форми-пуют разные варианты структуры, что обусловлено проявлением закономерности целостности на каждом уровне иерархической" структуры. При сопоставлении вариантов структуры, согласовании мнений экспертов нужно обеспечить быструю повторяемость фор­мирования новых, уточненных структур, что весьма трудоемко.

Все это обусловило необходимость поиска путей автоматизации формирования и анализа структур целей и функций, которая позво­лила бы сократить время на получение структуры, не снижая при ”гом степени полноты.

Анализ пошагового формирования структуры ЦФ с использо­ванием методик структуризации позволяет частично формализовать этот процесс и подготовить возможность автоматизации. Анализ показал также, что по мере добавления признаков структуризации при продвижении с верхнего уровня на нижний получаемые подце­ли и функции становятся все более конкретизированными. Это означает, что при помещении рядом составляющих классификато­ров смежных - вышестоящего и нижележащего - уровней иерархи­ческой структуры и при продвижении по структуре сверху вниз происходит уточнение содержания функций управления, т. е. как бы появляется новый смысл (разумеется, вследствие осмысления фор­мируемых сочетаний человеком, их воспринимающим и оценива­ющим).

При сопоставлении таких конкретизированных подцелей (фун­кций) можно ставить вопрос о том, какие из них в условиях кон-•фвтного предприятия являются более значимыми, по каким нужно "'УЩествлять централизованное управление, создавать автоматизи-Р°ванные процедуры поддержки принятия решений и у. п.

Эффект появления нового смысла исследуется в теории мно­жеств (при формировании множеств из "пар", "троек", "л-ок" зле-^нтов исходных множеств), в математической лингвистике и тео-Рии языков (при создании тезаурусов).

281

Например, в соответствии с тезаурусным или лингвистическим представлением рассматриваемой ситуации можно сформировать списки понятий (классификаторы по признакам структуризации) ц помещая рядом составляющие из разных списков (операция конка^ тенации), получить таким образом все возможные конкретизиро­ванные функции, которые должны быть в структуре целей и функ­ций при принятой концепции представления системы и соответ­ствующей методике.

Для организации такой процедуры, казалось бы, легко приме­нить ЭВМ: программа для реализации операции конкатенации должна содержать несколько вложенных циклов (по числу списков). Однако число получаемых размещений с повторениями согласно известной теореме комбинаторики (см. гл. 2) определяется как R = k\ * ki * ...” /с,,, где k\, ki, ... , kn - число элементов в исходных списках (классификаторах), и если число списков (признаков струк­туризации), например, 7, и в каждом классификаторе содержится хотя бы по 7 составляющих, то R = 7 * 7, что много не только для человека, но и для ЭВМ, а если элементов и списков больше, то перебор (хотя число размещений с повторениями меньше, чем число сочетаний) становится практически нереализуемым.

Поэтому долгое время проблема автоматизации формирования структуры целей и функций считалась нерешаемой. Ее решение оказалось возможным только в диалоговом режиме. Опираясь на основную идею "дерева целей" - отсечение малозначимых (несу­щественных или несуществующих) элементов "дерева целей" на каждом шаге структуризации - можно решить проблему автомати­зации формирования структуры ЦФ.

На основе этой идеи была разработана автоматизированная диалоговая процедура анализа целей и функций, которая базирует­ся на получении размещений с повторениями из исходных списков классификаторов по используемым признакам структуризации, в результате чего возникает известный в теории множеств эффект появления нового смысла, уточнения подцелей и функций. Проце­дура реализована в диалоговом режиме, что позволяет сократить перебор путем отсечения малозначимых или не имеющих смысла размещений на каждом шаге структуризации.

Идея организации такой человеко-машинной процедуры was-стрируется рисунком 4.27.

На рисунке приводится пример применения методики, базирующейся на двое-ственном определении системы, согласно которой на верхних уровнях иерарУ;

ческой структуры применяются признаки структуризации "объект управления (От - "цикл управления (Zt/)", а в качестве третьего признака структуризации - испоя¹' зуется признак "виды продукции (VP)", классификатор которого включает автоГ"" били (АВТ), зап. части (З/Ч}, товары народного потребления (ТНП). Участие w^ века показано ответами по двоичной систем"+" - "-" .

282

Естественно, в кл								ассификаторы вводятся	только ключевые
слова. Поэтому на рисунке приведены в качестве примера форму­
лировки подцелей, получаемые на основе отобранных размещений,
доставленных из ключевых слов.
									В принципе
ЭВМ								Дисплей Человек	появление ново­
									го смысла может
ZU	ои								быть связано не
гиэ			ТЬл .						только с операци­
1 "			\вп						ей конкатенации.
\пп тп	51		мтс\						Между уровнями
									могут быть и
—~			. ^~"						причинно-следст­
									венные отноше­
		ПР---1 011						ПРОП +
	ПР ВП							, гур огт	ния, и отношения
	ПР МТС							> llt^Dll — ПР МТС	подчиненности,
	ПП ОП ПП ВП							ППОП +-1 ППВП - \	включения и т. п., что, например,
					VI-			Перспективное 1 планирование	имеет место при использовании
		+ г				л		основного про-	методики, учиты­
ПР ОП \						АВ		" \ изводства	вающей взаимо­
ппоп						3/4 1			действие системы
						1ТНГ		I \	со средой, (сос­
									тавляющие среды
									обусловливают
			ПР ОП			АВТ		ПРОПАВТ +	получение соот­
			ПР.ОП3/Ч ПР ОП ТИП				”. ПРОП3/Ч ПР ОП ТНП		ветствующих ви­
			ПП ОП^АВТ					- ППОПАВТ +	дов конечного
			ппоп			.W		ППОП3/Ч +•-!	продукта).
			ппоптнп\					ппоптнп - \	Вариант про­
								f———	граммной реали­
^								Перспективное	зации АДПАЦФ
					'
								планирование	с использованием
			ПР ОП АВТ					основного про­	языка логическо­
			ПП ОП ПП ОП			АВТ m		изводства зап. частей	го программиро­вания Турбо-
									Пролог приво­
Рис								с. 4.27	дится ниже.

Автоматизированная диалоговая процедура анализа целей и фун-

^ШИя. Автоматизированная диалоговая процедура анализа целей и функций (АДПАЦФ - adpacf) реализована с использованием язы-

283

ка логического программирования Турбо-Пролог и стандартных сервисных средств диалога персональных ЭВМ типа IBM PC ' .

В процедуре предусмотрена возможность одновременного фор, мирования шести вариантов структуры ЦФ, для которых могут быть предварительно подготовлены и записаны исходные класси­фикаторы по признакам структуризации выбранной методики. Процедура построена на принципе использования меню, позиции которого охарактеризованы на рис. 4.28 и в табл. 4.2.

I КОНЕЦ

\СПРАВКА\

ДОС

ВВОД

Е

НАЛИЗ ПЕЧАТЬ}

Рис. 4.28

Таблица 4.2

Позиция меню

Назначение

СПРАВКА

ВВОД

КОНЕЦ Конец работы

Выдается справка по объекту, которая вводится в процессе настрой­ки процедуры. Если такой справки ие введено, то выдается описание работы всей системы, которое находится в файле dogt.hip .

Справки по объектам хранятся в файлах dddn.hip, где л - номер объекта (варианта в меню).

Выход в операционную систему без завершения работы программы. Для возврата в программу необходимо набрать команду "EXIT".

Вводили корректировка признаков структуризации и классифиха торов. Вначале “водятся все признаки, затем по каждому из них -элементы классификатора. Ввод осуществляется с первой строки в столбик (без пропуска строк). При этом можно пользоваться клави­шами: ESC. FIO - завершение ввода (по каждому признаку); ENTER - переход на новую строку; Cirl_F4 - удаление строки и др. Назначе-ние клавиш можно посмотреть, нажав Ft

АНАЛИЗ

После выбора этой позиции меню осуществляется получение раз мещсний с повторениями и предъявление их пользователю (эксперту) для оценки по двоичной системе "da" - "нет", что делается соответ­ствующим нажатием клавиш "Д"-"Н" или "у" - "я". В случае утвер­дительного ответа программа подает звуковой сигнал. Предъявление помещенных рядом компонентов пользоватсяю осуществляется в следующей последовательности: вначале пары из классификаторов по первым двум признака структуризации; затем "тройки", образо­ванные отобранными парами и составляющим третьего классифика­тора (признака структуризации) и т. д. до завершения списков

' Программная реализация осуществлена в 1990 г. инженером Учебного центра СП6ГТУ В.А.Аксеновым.

284

Продолжение маблнчн 4.2

Позиция меню

Назначение

ПЕЧАТЬ

Производится вывод на дисплей или принтер результатов фор­мирования вариантов структуры. Пользователю предлагается вы­брать перед выводом последовательность признаков структуриза­ции, что позволяет вывести результаты опроса эксперта, сгруппиро­вав функции управления любым желаемым способом. Пользователю предлагается также выбрать с помощью подменю устройство для отображения результатов: экран, принтер, файл с именем, зада­ваемым пользователем. Последнее позволяет сохранять результаты опроса в файле и использовать сохраняемые структуры для сравне­ния с другими вариантами, многократного вывода на дисплей и принтер в качестве примеров

Примечание. При первоначальном обращении к процедуре на экран выво­дятся четыре первые позиции меню. После того, как осуществлен вывод данных, при повторных обращениях меню включает пять позиций. После проведения анализа на экране появляется позиция "ПЕЧАТЬ".

АДПАЦФ позволяет пользователю предлагать и уточнять при­знаки структуризации и классификаторы по ним, последователь­ность признаков структуризации, обеспечивает удобный вывод результатов опроса ЛПР на дисплей или принтер. Получаемые ва­рианты структуры можно сохранять и использовать в дальнейшем в качестве примеров. Тогда будет накапливаться коллективный опыт формирования и анализа структур целей и функций для раз­личных условий и

по разным видам | adpacf.exe | деятельности пред­приятия (органи­зации), который в дальнейшем мож­но использовать при проектирова­нии и совершен­ствовании систем управления пред­приятиями и орга­низациями. Про­цедура включает несколько про-

-1 dogi.pro		dogiJ.pro		dogiZ.pro		doglJ.lxl^

J dddl.pro		Adddi.dbl		J dddl, db2		J dddl.hlp
\ dogl.sys		\ ddd2.dbl		J ddd2.db2		J ddd2.hlp

\\ddd&dbl

\ ddd6.db2

|j ddd&hlp

Рис. 4.29

граммных модулей, выполняющих основные этапы методик струк­туризации. Состав модулей и их взаимодействие приведены на рис. 4.29, назначения модулей - в табл. 4.3.

285

Таблица 4.3

функция модуля

Главный модуль, обеспечивающий диалог с пользователем и запуск модулей

Модуль ввода списков признаков структуризации

Модуль получения размещений с повторениями и предъявления их пользователю

Модуль вывода результатов опроса пользователя в виде дерева Вспомогательный модуль, содержащий некоторые необходимые функции

Файл, содержащий список объектов (вариантов структуры)

Файлы, содержащие списки признаков структуризации и клас­сификаторов (я - номер варианта)

Файлы, содержащие результаты опроса пользователей (я -номер варианта)

Файлы справок по объектам, вариантам (л - номер варианта).

Файл справки по системе

Автоматизация процедуры обработки экспертных оценок отяо-оггелыюй важности составляющих структуры цело! и функций.

Для оценки составляющих структуры целей и функций могут быть использованы различные методы экспертной оценки - ранжирова­ние, нормирование, упорядочения разного рода (см., например, [2.29,6.11,6.12] и др.).

Наиболее распространенным способом оценки составляющих структур целей и функций является оценка их относительной важ­ности методом нормирования с использованием нескольких крите­риев и учетом их весовых коэффициентов [4.12, 10 и др.]. На каждом уровне для каждого узла иерархической структуры может быть составлена матрица соответствия элементов, подчиненных узлу, и критериев, принятых при их оценке, в форме табл. 4.4.

В таблице приняты следующие обозначения: k^ - наименование критерия; Чх - вес критерия; Sy - относительный вес оцениваемого элемента (по соответствующему критерию): Гу - коэффициент от­носительной важности у-го элемента 1-го уровня.

При заполнении таблицы в автоматизированной процедуре предусмотрена проверка выполнения двух нормализующих логи­ческих условий для достижения однородности результатов: норми-

m

рование весовых коэффициентов критериев £ q^ = 1 и оценок отно-

н

сительной важности элементов по каждому критерию £ s^ = 1.

д после окончания обработки оценок - производится проверка

н

правильности полученных результирующих оценок Z r,j = 1.

результирующие оценки относительной важности Гу подсчиты­ваются следующим образом:

*s, (4.1)

Процедура оценки начинается с верхнего уровня иерархической структуры, далее перемещается на следующий сверху уровень, где проводится последо­вательно оценка по каждому из узлов, затем - на третий сверху с последова­тельной оценкой по каждому из узлов и т. д. Для получения оценки относитель­ной важности эле­мента самого нижне­го или любого элеме­нта промежуточных уровней иерархичес­кой структуры, необ­ходимо умножить оценку элемента Гу ин­тересующего уровня на аналогичные оценки всех элементов-узлов, находящихся между этим элементом и вершиной иерархии (что также может быть предусмотрено в автоматизированной процеду­ре обработки экспертных оценок).

Таблица 4.4

Кри­	Вес	Элементы уровня
те­	кри­
рий	терия	а	Ь	С		]		n
ki	9i	5.1	StI	Sel		Sll		^l
k2	42	S.2	St2	'c2		sr		^
ks	9s	^и	1.3	Sc3		Si3.		S.3
k,	Чх	S.X	•Ttx	Sex		^x		^
k”	9т	s^,	Stm	s^		^		^
		Ti.	r”	'•1C		'•1,		г”

В реальных условиях процедура оценки организуется, как пра­вило, в форме двух-трех туров. После проведения каждого тура эксперты знакомятся с результатами оценок коллег. Тем экспертам, мнения которых существенно отличается от других, может быть предоставлена возможность обоснования своей точки зрения. Такая процедура может повысить объективность оценок, побудить неко­торых экспертов пересмотреть свои оценки.

В принципе при организации процедуры оценки можно исполь­зовать несколько экспертов, вводя их коэффициенты компетент­ности, уточняемые на каждом туре опроса с учетом их близости к Усредненным оценкам. Обработка результатов оценки может осу-287

ществляться с использованием процедуры, аналогичной приведен­ной, только в матрице вместо критериев будут помещаться экспер­ты и их коэффициенты компетентности.

Последовательность обработки результатов оценок при учете и весовых коэффициентов критериев, и коэффициентов компетент­ности экспертов может быть любая: можно вначале обрабатывать оценки в последовательности, изложенной выше, а можно - на втором туре вначале учесть коэффициенты компетентности экспер­тов и обработку вести по каждому критерию последовательно, а затем - объединить оценки по разным критериям.

При большом различии коэффициентов компетентности экспер­тов для обработки оценок используются более сложные алгоритмы с учетом согласованности мнений экспертов, а на их основе следует либо исключать мнения экспертов, имеющих низкую согласован­ность мнений с другими, либо обращать на эти мнения особое вни­мание, как на редкие.

Следует отметить, что процедуры, учитывающие весовые ко­эффициенты критериев и коэффициенты компетентности экспертов, позволяют получить более объективные оценки по сравнению с простым усреднением мнений экспертов. Однако, при этом сохра­няется один из основных недостатков экспертных оценок - невели-руя узкосубъективные мнения, усреднение усиливает коллективно-субъективные мнения.

Поэтому, наряду с выявлением противоречивых и редких мне­ний (мнений экспертов с низким коэффициентом согласованности с другими), полезно использовать (как было рекомендовано в обоб­щенной методике в параграфе 4.4) косвенные количественные оцен­ки и графические представления, позволяющие сопоставлять эти оценки и оценки экспертов. При этом целесообразно учитывать не суммарные г,р а промежуточные оценки q^ • s^ по каждому крите­рию.

Результаты могут выводиться на дисплей или принтер либо в виде гистограмм, типа приведенных на рис. 4.19, либо оценки раз­ных экспертов и косвенные количественные оценки могут сопостав­ляться в одной плоскости' , что удобнее для выявления противоре­чивых оценок.

' Такая идея была предложена и программно реализована студентом СПбГТУ ИА.Соколовым.

288