Метод дерева цілей

Дерево цілей створюється послідовним розділенням глобальної мети на підмети, а їх, у свою чергу на дрібніші підмети (функції). В дереві цілей глобальна мета відповідає системі в цілому, а кожна підмета означає мету відповідної підсистеми.

На малюнку показано, що кожна гілка дерева цілей на кожному рівні розділюється на гілки наступного,нижчого рівня.

Точка разветвления называется вершиной. Из каждой вершины должны исходить не менее двух ветвей. В построении “дерева целей” необходимо отметить условия:

1) исходящие из одной вершины ветви должны образовывать замкнутое множество;

2) ветви, исходящие из одной вершины, должны быть взаимно исключающими, то есть не должно быть частичного совпадения объектов, представленных двумя различными ветвями, исходящими из одной вершины.

К вопросу об иерархии целей

"Чем сложнее система, тем больше разнообразие внешних воздействий, на которые она реагирует. Но всегда на определённое воздействие (или определённую комбинацию внешних воздействий) система всегда должна дать только определённую реакцию (однозначную реакцию), или определённый комплекс реакций (однозначный комплекс реакций). Т.е., система всегда реагирует только на одно определённое внешнее воздействие, и всегда даёт только одну определённую реакцию.

Но мы всегда видим «много»-реактивные системы. Например, мы реагируем на свет, на звук, на температуру и т.д. При этом мы можем стоять, бежать, лежать, кушать, кричать и т.д. Т.е., мы реагируем на много внешних воздействий и делаем много различных действий.

Здесь нет противоречия, так как и цели, и реакции могут быть простыми и сложными. Конечная главная цель системы является логической суммой подцелей её подсистем. Цель складывается из подцелей. Например, у живого организма есть только одна, но очень сложная цель – выжить, во что бы то ни стало, а для этого он должен питаться. А для этого необходимо доставить пищу из окружающей среды к клеткам тканей. А для этого нужно сначала добыть её. А для этого нужно уметь быстро бегать (летать, кусать, хватать и т.д.). Затем нужно её размельчить, иначе не проглотить (жевание). Затем нужно «размельчить» длинные молекулы белка (желудочное пищеварение). Затем нужно ещё больше «размельчить» обрывки молекул белков (пищеварение в 12-ти-перстной кишке). Затем нужно внедрить переваренную пищу в кровь, притекающую к кишечнику (пристеночное пищеварение). Затем нужно... И таких «нужно» может быть очень много. Но каждое из этих «нужно» является определённой подцелью на каждом уровне иерархии целей. И для каждой такой подцели существует определённая подсистема на соответствующем уровне иерархии подсистем. И каждая из них выполняет свою функцию. И, таким образом, набирается много функций у системы. Но вся эта иерархия функций необходима для одной единственной кардинальной цели – выжить в этом мире.

Следовательно, мы можем оценивать любые живые организмы по этому признаку – выживаемости в каких-либо условиях. Для этого кардинальная цель дробится на подцели – уметь двигаться, вырабатывать энергию, реагировать на внешние раздражители и т.д., кардинальная цель дробится на более мелкие и более простые цели (иерархия целей).

Если учитывать иерархию целей, иерархию систем и иерархию внешних воздействий, то всегда можно определить только одно, хотя и сложное, внешнее воздействие и только одну, хотя и сложную, реакцию. Любая множественность укладывается в одно суммарное внешнее воздействие и одну суммарную реакцию, в зависимости от уровня иерархии.

Любой объект является системой и состоит из элементов, а каждый элемент предназначен для решения соответствующих подцелей (подзадач). У системы есть общая определённая цель, а любой из её элементов сам является системой (подсистемой данной системы), имеющей собственную цель (подцель) и собственный результат действия. Когда мы говорим «общую определённую цель», мы имеем ввиду не цели элементов системы, а ту генеральную цель, которая достигается путем их взаимодействия. У системы есть цель, которой нет у каждого её элемента в отдельности. Но генеральная цель системы дробится на подцели и эти подцели уже являются целями её элементов" [Гайдес].

Первой методикой системного анализа, в которой были определены порядок, методы формирования и оценки приоритетов элементов структур целей (названных в методике "деревьями целей"), была методика PATTERN (Planning Assistance Through Technical Evaluation of Relevance Numbers – помощь планированию посредством относительных показателей технической оценки). Методика PATTERN разработана для повышения эффективности процессов принятия решений в области долгосрочной научно-технической ориентации крупной промышленной фирмы [8]. Сущность метода PATTERN заключается в следующем. Исходя из сформулированных целей потребителей продукции фирмы, на прогнозируемый период осуществляется построение дерева целей. Для каждого уровня дерева целей вводится ряд критериев. С помощью экспертной оценки определяются веса критериев и коэффициенты значимости, характеризующие важность вклада целей в обеспечение критериев. Значимость некоторой цели определяется коэффициентом связи, представляющим сумму произведений всех критериев на соответствующие коэффициенты значимости. Общий коэффициент связи некоторой цели (относительно достижения цели высшего уровня) определяется путем перемножения соответствующих коэффициентов связи в направлении вершины дерева.

Возьмем простую, на первый взгляд, систему – автомобиль. Ее целевая функция известна: доставить груз из точки А в точку В. Но если мы поставим задачу детализации (квантификации) этой цели, мы получим множество противоречивых критериев в зависимости от вида груза, удобств, стоимости и т.п. Если система уже существует, мы можем корректировать не ее функции, а только свои ожидания, т.е. цели. Или заниматься ее модернизацией, например, тюнигом автомобиля. Эти же соображения касаются и информационных систем. Если современное предприятие уже существует, то у него уже есть в том или ином виде информационная система (или комплекс). Исходя из этого, при внедрении новых систем специалисты должны четко понимать, что существующая инфраструктура при ее создании предполагала достижение каких-либо целей. И цели новой системы должны, как минимум, учитывать их. Это дополнительно усложняет целеполагание. Только в том случае, когда система только создается, есть возможность корректно построить дерево целей и реализовать именно то, что требуется. Какими критериями должны обладать цели, чтобы реализация системы прошла успешно? В первую очередь, это корректность. Во вторую – полнота и непротиворечивость. Если с корректностью и полнотой все очевидно, с противоречивостью целей при создании сложных систем приходится бороться значительно дольше. Сложно создать один и тот же автомобиль для перевозки людей и кирпича.

Еще сложнее разработать дерево целей для специализированных заказных систем. В частности, большинство автоматизированных систем управления (АСУ) являются заказными. В работу таких систем вовлекаются разные слои пользователей, начиная с операторов, вносящих информацию в систему, и заканчивая учредителями предприятия. Очевидно, что цели последних имеют больший приоритет, но при проектировании таких систем из-за недостатка времени они мало уделяют внимания системе. В итоге цели смещаются, и конечный результат чаще всего не устраивает топ-менеджеров компании. Каков выход из сложившейся ситуации? Очевидно, что при создании и автомобиля, и АСУ необходимо как можно раньше зафиксировать основные цели и начать их детализацию. При появлении противоречивых целей необходимо решать соответствующие задачи оптимизации в соответствии с утвержденными критериями. В третью очередь, цели должны быть измеримы. Этот критерий позволяет однозначно толковать достижимость цели. Необходимо помнить, что измеримость бывает 3 категорий: интервальная (конкретное значение, интервал), порядковая (больше-меньше и т.п.) и категорийная (да-нет и т.п.). Ну и, конечно, цели должны быть полезны. Правильность выбора цели определяет правильность разработки системы, но не обеспечивает эту разработку. Что еще необходимо знать, чтобы правильно построить и использовать искусственную систему? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим, как система рождается и почему погибает.