Классификация проблем и методологические средства их решения

В настоящее время единой ("устойчивой") классификации проблем не существует. Однако, исходя из представленного выше широкого определения проблем выделяют две их категории: стабилизации и развития.

Проблемами стабилизации называются такие, решение которых направлено на предотвращение, устранение или компенсацию возмущений, нарушающих текущую деятельность системы. К решению проблем стабилизации относится также совокупность мер, которые без изменения основных характеристик системы корректируют процессы текущей деятельности.

Проблемами развития и совершенствования систем называют такие, решение которых направлено на повышение эффективности функционирования за счет изменения характеристик объекта управления или системы управления объектом. Решение этих проблем можно рассматривать как совокупность мер по переводу системы из исходного состояния в новое, отличающееся от прежнего лучшими техническими характеристиками, лучшей организацией. Это обеспечивает более высокую эффективность системы.

А.Г. Венделин выделяет две категории проблем: проблемы улучшения деятельности и проблемы нахождения принципиально нового решения.

Сталкиваясь с необходимостью улучшения какого-либо вида деятельности, прежде всего определяют саму проблему, ищут то звено, элемент или подсистему, которые не отвечают предъявляемым к ним требованиям, вызывают "ненормальности" в работе.

При подходе к решению проблемы, как к созданию чего-то принципиально нового, процесс решения становится значительно сложнее. Здесь нельзя ограничиться описанием ситуации. Решающее значение приобретает учет действия объективных законов развития, определение тенденции этого развития в рассматриваемой области. Определив направление развития, выделяют сами проблемы, подлежащие рассмотрению.

По характеру проявления проблемы подразделяются на повторяющиеся, аналогичные, новые и уникальные.

По степени связанности выделяют комплексные и автономные проблемы.

Следующий вид классификации проблем связывают с уровнем решения, выделяя четыре уровня проблем и решений.

Первый уровень рутинные проблемы, рутинные решения. На этом уровне ЛПР ведет себя в соответствии с имеющейся программой, почти как компьютер, распознающий ситуации и поступающий предсказуемо. Функция ЛПР в том, чтобы "почувствовать" и идентифицировать ситуации, а затем взять на себя ответственность за начало определенных действий. На этом уровне не требуется творческого подхода, поскольку все процедуры заранее предписаны.

Второй уровень — селективные проблемы, инициативные решения. ЛПР оценивает достоинства нескольких возможных решений и старается выбрать из некоторого числа хорошо отработанных альтернативных наборов действий те, которые лучше всего подходят к данной проблеме.

Третий уровень — адаптационные проблемы, новое решение известной проблемы. На этом уровне ЛПР должен выработать творческое решение, которое в определенном смысле может быть абсолютно новым. Имеются набор проверенных возможностей и некоторые новые идеи.

Четвертый уровень — инновационные проблемы, новое решение неизвестной проблемы — сложной, требующей совершенно нового подхода. Наиболее современные и трудные проблемы могут потребовать для своего решения создания новой отрасли науки или технологии.

С.Л. Оптнер делит проблемы на качественные, количественные, смешанные (количественно-качественные) и слабоструктурированные (наличие качественного и количественного описания и частично формализована предметная область).

Количественные проблемы выражаются в числах или в таких символах, которые в конце концов могут быть выражены в числовых оценках. Особенности количественных проблем: точность, надежность решения, строгость и управляемость.

Точность — возможность с помощью методов статистики и вычислительных машин воспроизвести структуру проблемы и установить ее численные значения и их диапазон.

Надежность решения — установление доверительных интервалов или вероятности осуществления решения.

Строгость — зеркальное отражение надежности (установление критических значений величин элементов проблемы).

Управляемость — способность быстро реагировать на изменения показателей (параметров) системы и манипулировать ими.

Качественные проблемы описываются качественными характеристиками, свойствами (связаны с детальным перечислением будущих или плохо определенных ресурсов и их свойств или характеристик).

Качественные проблемы относятся к разряду неструктурированных или очень слабо структурированных. Кроме того, качественные проблемы не могут быть легко выражены в их логических компонентах. В решении этих проблем главную роль играют суждение, интуиция, опыт, а иногда просто осторожность или безрассудность.

Проблемы, обладающие и качественными, и количественными сторонами, называются смешанными, или количественно-качественными проблемами.

Слабоструктурированная проблема — это такая проблема, состав элементов которой и их связи известны только частично. Возможны различные ситуации, порождающие слабоструктурированные проблемы. Например, если некоторые новые возможности уже сложились, но еще не осознаны, неизбежно возникают слабоструктурированные проблемы.

Обобщая различные способы классификации проблем, можно привести их к следующим трем видам:

¨ оперативные проблемы - проблемы, решение которых направлено на предотвращение, устранение или компенсацию возмущений, нарушающих текущую деятельность системы. Это структурированные проблемы. Решение этих проблем связано с количественной их оценкой, наличием хорошо отработанных альтернативных наборов действий в той или другой ситуации;

¨ проблемы совершенствования и развития систем — проблемы, решение которых направлено на повышение эффективности функционирования за счет изменения характеристик объекта управления или системы управления объектом, а также внедрения новых идей. Это слабо структурированные проблемы, решение которых является объектом исследования системного анализа и синтеза;

¨ инновационные проблемы, решение которых связано с выработкой новых идей и внедрением нововведений. Это очень слабо структурированные (или неструктурированные) проблемы. Решение этих проблем связано с порождением новых идей и применением эвристических методов на основе опыта и интуиции.

Эти проблемы решаются на основе комплексного использования формальных методов и неформальных процедур. За основу классификации взята степень структуризации проблем, причем структура всей проблемы определяется 5-ю логическими элементами:

1. цель или ряд целей;

2. альтернативы достижения целей;

3. ресурсы, расходуемые на реализацию альтернатив;

4. модель или ряд моделей;

5. критерий выбора предпочтительной альтернативы.

Степень структуризации проблемы определяется тем, на сколько хорошо выделены и осознаны указанные элементы проблем.

Характерно, что одна и та же проблема может занимать различное место в таблице классификации. В процессе все более глубокого изучения, осмысления и анализа проблема может превратиться из неструктуризованной в слабоструктуризованную, а затем из слабоструктуризованной в структуризованную. При этом выбор метода решения проблемы определяется ее местом в таблице классификаций. При этом выбор метода решения проблемы определяется ее местом в таблице классификаций (рис.1.5).

Рис.1.5 — Таблица классификаций

1. выявление проблемы;

2. постановка проблемы;

3. решение проблемы;

4. неструктуризованная проблема (может решаться с помощью эвристических методов);

5. методы экспертных оценок;

6. слабо структуризованная проблема;

7. методы системного анализа;

8. хорошо структуризованная проблема;

9. методы исследования операций;

10. принятие решения;

11. реализация решения;

12. оценка решения.

Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математической модели (например, задачи линейного, нелинейного, динамического программирования, задачи теории массового обслуживания, теории игр и др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.

Привлечение методов системного анализа для решения указанных проблем необходимо, прежде всего, потому, что в процессе принятия решений приходится осуществлять выбор в условиях неопределённости, которая обусловлена наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке. В этом случае все процедуры и методы направлены именно на выдвижение альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределённости по каждому из вариантов и сопоставление вариантов по тем или иным критериям эффективности. Специалисты только готовят или рекомендуют варианты решения, принятие же решения остаётся в компетенции соответствующего должностного лица (или органа).

Для решения слабо структурированных и неструктурированных проблем используются системы поддержки принятия решений.

Технология решения таких сложных задач может быть описана следующей процедурой:

1. формулировка проблемной ситуации;

2. определение целей;

3. определение критериев достижения целей;

4. построение моделей для обоснования решений;

5. поиск оптимального (допустимого) варианта решения;

6. согласование решения;

7. подготовка решения к реализации;

8. утверждение решения;

9. управление ходом реализации решения;

10. проверка эффективности решения.

Центральной процедурой в системном анализе является построение обобщённой модели (или моделей), отображающей все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в процессе осуществления решения. Полученная модель исследуется с целью выяснения близости результата применения того или иного из альтернативных вариантов действий к желаемому, сравнительных затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным внешним воздействиям.

Методологические средства, применяемые при решении проблем с помощью системного анализа, определяются в зависимости от того, преследуется ли единственная цель или некоторая совокупность целей, принимает ли решение одно лицо или несколько и т. д. Когда имеется одна достаточно четко выраженная цель, степень достижения которой можно оценить на основе одного критерия, используются методы математического программирования. Если степень достижения цели должна оцениваться на основе нескольких критериев, применяют аппарат теории полезности, с помощью которого проводится упорядочение критериев и определение важности каждого из них. Когда развитие событий определяется взаимодействием нескольких лиц или систем, из которых каждая преследует свои цели и принимает свои решения, используются методы теории игр.

Несмотря на то, что диапазон применяемых в системном анализе методов моделирования и решения проблем непрерывно расширяется, он по своему характеру не тождествен научному исследованию: он не связан с задачами получения научного знания в собственном смысле, но представляет собой лишь применение методов науки к решению практических проблем управления и преследует цель рационализации процесса принятия решений, не исключая из этого процесса неизбежных в нём субъективных моментов.