Морфологические методы

Морфологические методы 

 Термином «морфология»  в биологии и языкознании определяется  учение о внутренней структуре  исследуемых систем (организмов, языков) или сама внутренняя структура  этих систем. Идея морфологического  опроса мышления восходит к  Аристотелю и Платону, к известной  средневековой модели механизации  мышления Р. Луллия. Однако в  систематизированном виде методы  морфологического анализа сложных  проблем были разработаны швейцарским  астрономом Ф. Цвикки, и долгое  время морфологический подход  к исследованию и проектированию  сложных систем был известен  под названием метода.

Основная идея морфологического подхода — систематически находить наибольшее число, а в пределе  — все возможные варианты решения  поставленной проблемы или реализации системы путем комбинирования основных (выделенных исследователем) структурных  элементов системы или их признаков. При этом система или проблема может разбиваться на части разными  способами и рассматриваться  в различных аспектах.

Отправными точками  морфологическою исследования Ф. Цвикки считает: а) равный интерес ко всем объектам морфологического моделирования; б) ликвидацию всех ограничений и оценок до тех  пор, пока не будет получена полная структура исследуемой области; в) максимально точную формулировку поставленной проблемы.

Кроме этих общих  положений, Цвикки предложил ряд  отдельных способов (методов) морфологического моделирования: метод систематического покрытия поля (МСПП), метод отрицания  и конструирования (МОК), метод морфологического ящика (ММЯ), метод экстремальных  ситуаций (МЭС), метод сопоставления  совершенного с дефектным (МССД), метод  обобщения (МО). Наибольшую известность  получили три первых метода.

МСПП предполагает, что существует некоторое число  так называемых «опорных пунктов» знания в любой исследуемой области. Этими пунктами могут быть теоретические  положения, эмпирические факты, открытые законы, в соответствии с которыми протекают различные процессы, и  т. д. Исходя из ограниченного числа  опорных пунктов знания и достаточного числа принципов мышления, морфологическим  методом покрытия поля ищут все возможные  решения поставленной проблемы.

МОК основывается на соображениях, которые Ф. Цвикки сформулировал  следующим образом: «На пути конструктивного  прогресса стоят догмы и компромиссные  или диктаторские ограничения. Следовательно, есть смысл их отрицать. Однако одного этого недостаточно. То, что получается из отрицания, необходимо конструктивно  переработать». В соответствии с  этим МОК разбивается на три этапа: 1) формирование ряда высказываний (положений, утверждений, аксиом и т. п.), соответствующих  современному уровню развития исследуемой  области знаний; 2) замена одного, нескольких или всех сформулированных высказываний на противоположные; 3) построение всевозможных следствий, вытекающих из такого отрицания  и проверка непротиворечивости вновь  полученных и оставшихся неизменными  высказываний. 

МОК может быть реализован в форме одного из вариантов «мозговой  атаки» — метода «судов».

Предложенные Ф. Цвикки методы нашли широкое распространение  как средство активизации изобретательской деятельности, а при моделировании  задач планирования — распределения  заказов по плановым периодам, размещения их по производствам — удобным  средством оказался ММЯ, который  охарактеризуем несколько подробнее. Обратим внимание на использование  остальных методов в качестве вспомогательных при формировании морфологической таблицы (морфологического ящика — МЯ).

Идея ММЯ состоит  в определении всех возможных  параметров, от которых может зависеть решение проблемы, и представления  их в виде матриц-строк, а затем  в определении в этой морфологической  матрице-ящике всех возможных сочетаний  параметров по одному из каждой строки. Полученные варианты решений подвергаются оценке и анализу с целью выбора наилучшего.

Построение и исследование МЯ по Цвикки проводится в пять этапов:

1) точная формулировка  поставленной проблемы;

2) определение параметров (классификационных признаков), от  которых зависит решение проблемы (процедура анализа может быть  итеративной с уточнением или  изменением набора Р, по мере  уточнения представлений об исследуемом  объекте или процессе принятия  решения);

3) деление параметров  Р на их значения р (формирование  классификаторов по выбранным  признакам Р) и представление  их в виде матриц-строк;

4) оценка всех  имеющихся в МЯ вариантов;

5) выбор из МЯ  оптимального варианта решения  задачи.

МЯ могут быть также не только двумерными. Трехмерные МЯ и МЯ большей размерности находят, например, применение при разработке прогнозов и при получении  вариантов новой техники. Однако при формировании и анализе многомерных  МЯ, особенно для анализа проблем  организационного управления, возникают  существенные трудности в их представлении  ЛПР, интерпретации результатов. Поэтому  удобнее становится, используя идею морфологического подхода, разрабатывать  языки моделирования (автоматизации  моделирования), которые применяются  для «порождения» возможных ситуаций в системе, возможных вариантов  решения и часто как вспомогательное  средство формирования нижних уровней  иерархических структур целей и  функций ил организационных структур систем управления. В этом случае термин «морфологический подход» применяется  в более широком смысле.

В практике объемно-календарного планирования оказалось более удобным  как бы перевернуть двумерный  МЯ и комбинировать не элементы строк, а элементы столбцов (такие таблицы  привычнее для работников плановых отделов).

Расширению практического  применения ММЯ существенно способствует автоматизация морфологического моделирования. При этом важно автоматизировать не только получение вариантов, т. е. собственно перебор, а и получение  оценок этих вариантов и даже формирование собственно МЯ.  
 

Выбор методов 

Диагностические методы 

Имитационное динамическое моделирование 

Информатика, информационные ресурсы и системы 

Метод решающих матриц 

Метод экономического анализа 

Методы типа Дельфи 

Методы типа дерева целей 

Методы типа мозговой атаки или коллективной генерации  идей 

Методы типа сценариев 

Методы экспертных оценок 

Морфологические методы 

Неформализованные методы общий обзор 

Применение системного анализа при проектировании и  моделировании корпоративной информационной системы 

Сетевые методы 

Сущность неформализованных  методов 

Цели производственной системы и критерии принятия решений 
 
 

(C) 2009 antireider.msk.ru

Системный анализ

Словарь

Книги

Лекции

Статьи

Презентации

      «Основы теории систем и системного анализа» 

В. Н. Спицнадель↑ Оглавление   

← Глава 2.3, «Интегральный тип познания» Глава 3.2, «Цикл как фундамент мироздания» → 

Глава 3, Теория и  практика реализации системного анализа 

Этот Космос, один и тот же для всего сущего, не создал никто из богов и никто  из людей, но он всегда был, есть и будет  вечно живым огнем, мерно воспламеняющимся и мерно угасающим. 

Гераклит

Глава 3.1, Рабочие  этапы реализации системного анализа 

Практика выше (теоретического) познания, ибо она имеет не только достоинство всеобщности, но и непосредственной действительности. 

В. И. Ленин 

Первоначально целесообразно  установить принципиальную последовательность этапов СА. Каждый автор предлагает свою классификацию, отражающую сферы  его деятельности. При рассмотрении авторских классификаций выявляются большая общность воззрений и  принципиальное единство подходов к  разделению СА на этапы. В табл. 3.1 представлены классификации советско-российских и американских исследователей, представляющих различные школы СА. 

Универсальным средством  методологии СИ является четкое выделение  пяти логических элементов в процессе исследования любых систем, подсистем  и других элементов. Как указывает  Ч. Хитч, бывший помощник министра обороны  США, возглавлявший внедрение СА в военных ведомствах, к ним  относятся:

цель или ряд  целей;

альтернативные средства (или системы), с помощью которых  может быть достигнута цель;

затраты ресурсов, требуемых  для каждой системы;

математическая и  логическая модели, каждая из которых  есть система связей между целями, альтернативными средствами их достижения, окружающей средой и требованиями на ресурсы;

критерий выбора предпочтительной альтернативы; с его  помощью сопоставляют некоторым  способом цели и затраты, например путем  максимального достижения цели при  некотором запрашиваемом или  заранее заданном бюджете. 

Однако это абстрактный  подход. Поэтому в табл. 3.2 предлагается >более углубленная и принципиальная последовательность работ системного анализа [Черняк Ю.И. Системный анализ в управлении экономикой. М.: Экономика, 1975].По С.Л. Оптнеру По С. Янгу По Н.П. Федоренко По С. П. Никанорову

Школа и объекты  ее изучения

Классическая американская школа СА, занимающаяся оценкой и  выбором систем вооружения, промышленных систем и капиталовложений (Б. Радвиг, 3. Квейд) Школа системного проектирования и управления организациями Советско-российская экономико-математическая школа, представители которой работают на высших уровнях планирования народного хозяйства Советско-российская школа, представители которой работают на отраслевом уровне и связаны с разработкой АСУ и пр.

Основные этапы  СА

Определение актуальности проблемы;

определение целей;

определение структуры  ТС и ее дефектов;

определение возможностей;

нахождение альтернатив;

оценка альтернатив;

выработка решения;

признание решения;

запуск решения;

управление реализацией  решения;

оценка реализации и ее последствий Определение целей организации;

выявление проблемы;

диагностика (определение, распознавание);

поиск решения;

оценка и выбор  альтернатив;

согласование решения;

утверждение решения;

подготовка к вводу  в действие; управление применением  решения;

проверка эффективности Формулирование проблемы; определение целей;

сбор информации;

разработка максимального  количества альтернатив;

отбор альтернатив;

построение модели в виде уравнений, программ или сценария;

оценка затрат;

испытание чувствительности решения (параметрическое исследование) Обнаружение проблемы;

оценка актуальности

проблемы; анализ ограничений  проблемы;

определение критериев;

анализ существующей системы;

поиск возможностей

(альтернатив);

выбор альтернативы;

обеспечение признания;

принятие решения

(принятие формальной  ответственности);

реализация решения;

определение результатов  решения

Библиография

1960: СА для руководителей  (не переведена на рус. яз.).

Написана в 1965, издана в1968, переведена у нас в 1969 г.: СА для  решения деловых и промышленных проблем. М.: Сов. радио, 1969. С. 216 Системное управление организацией. М.: Сов. радио, 1972. С. 456 СП к изучению эконом. явлений // Математика и кибернетика в экономике, 1975.

О разработке системы  оптимального функционирования экономики. М.: Наука. С. 968;

Оптимизация экономики. М.: Наука, 1977.

Комплексное народнохозяйственное планирование / Под ред. Н.П. Федоренко. М.: Экономика, 1974 СА: этап развития методологии решения проблем в США.