Два подхода к обоснованию выбора проектных решений
Рассматриваются критериальный и задачный подходы к обоснованию выбора проектных решений. Указываются основные различия этих методов по структуре и инструментальным возможностям. Показано, что в общем случае задачный подход более эффективен, чем критериальный. Розглядаються критеріальний і задачний п...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Математичні машини і системи |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/83790 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений / И.Г. Мороз-Подворчан // Мат. машини і системи. — 2012. — № 4. — С. 175-181. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859983145142583296 |
|---|---|
| author | Мороз-Подворчан, И.Г. |
| author_facet | Мороз-Подворчан, И.Г. |
| citation_txt | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений / И.Г. Мороз-Подворчан // Мат. машини і системи. — 2012. — № 4. — С. 175-181. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Математичні машини і системи |
| description | Рассматриваются критериальный и задачный подходы к обоснованию выбора проектных решений. Указываются основные различия этих методов по структуре и инструментальным возможностям. Показано, что в общем случае задачный подход более эффективен, чем критериальный.
Розглядаються критеріальний і задачний підходи до обґрунтування вибору проектних рішень. Указуються основні відмінності цих методів стосовно структури та інструментальних можливостей. Показано, що в загальному випадку задачний підхід є ефективнішим, ніж критеріальний.
The criterion and comprehensive approaches to substantiation of the choice of designed decisions are considered. It is pointed out the principal differences of these methods concerning structure and instrumental possibilities. It is showed that in a general case the comprehensive approach is more efficient than criterion one.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:27:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
© Мороз-Подворчан И.Г., 2012 175
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4
УДК 519.8.3
И.Г. МОРОЗ-ПОДВОРЧАН
ДВА ПОДХОДА К ОБОСНОВАНИЮ ВЫБОРА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
Анотація. Розглядаються критеріальний і задачний підходи до обґрунтування вибору проектних
рішень. Указуються основні відмінності цих методів стосовно структури та інструментальних
можливостей. Показано, що в загальному випадку задачний підхід є ефективнішим, ніж критеріа-
льний.
Ключові слова: проектування, прийняття рішень, обґрунтування вибору, критеріальний підхід,
задачний підхід.
Аннотация. Рассматриваются критериальный и задачный подходы к обоснованию выбора про-
ектных решений. Указываются основные различия этих методов по структуре и инструменталь-
ным возможностям. Показано, что в общем случае задачный подход более эффективен, чем кри-
териальный.
Ключевые слова: проектирование, принятие решений, обоснование выбора, критериальный под-
ход, задачный подход.
Abstract. The criterion and comprehensive approaches to substantiation of the choice of designed deci-
sions are considered. It is pointed out the principal differences of these methods concerning structure and
instrumental possibilities. It is showed that in a general case the comprehensive approach is more efficient
than criterion one.
Keywords: designing, decision making, choice substantiation, criterion approach, comprehensive ap-
proach.
1. Введение
Поиск доводов в пользу выводов является неотъемлемой чертой разумного поведения,
особенно востребуемого в высокоответственной деятельности. В зависимости от плоско-
сти рассмотрения и от предметной области используемые методы (подходы) приобретают
определенную специфику. Так, обоснование выбора широко понимаемых проектных ре-
шений имеет следующую общую схему: устанавливается цель выбора – цель проектирова-
ния, заключающаяся в придании проекту требуемых свойств (показателей, характеристик),
и ищутся средства достижения этой цели. Более содержательно: формируются целевые
требования W к показателям θ , которые описывают варианты (конкурирующие проект-
ные решения) V , составляющие рассматриваемое множество G , и выбираются подходя-
щие решения R (если это оказывается возможным):
.;))(( RGRVWG ⊇→θ
К объектам проектирования относятся и вычислительные системы (в том числе в
трактовке [1]). С другой стороны, эти системы, при условии достаточной сложности (мно-
гоуровневости, многопараметричности, многовариантности и т.п.), могут служить эталон-
ными объектами для выработки ряда обобщающих положений в обосновании выбора.
Задающим в обоснованном проектировании являются требования, и вопросы кор-
ректного их формирования и реализации необходимо относить к центральным при созда-
нии практически полезных теорий.
2. Изложение материала
Рассмотрим существующий и развивающийся аппарат, в первую очередь придерживаясь
русла идей В.М. Глушкова [2, 3], который в последние годы жизни интенсивно разрабаты-
176 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4
вал данное направление, хорошо понимая перспективу полученных здесь результатов для
эффективных исследований обоснованности проектов разного назначения и разного уров-
ня, – вплоть до общегосударственного. Выделим два подхода к обоснованию выбора: кри-
териальный и задачный [2–6] и покажем их основные различия в структуре и инструмен-
тальных возможностях.
В методическом плане эти подходы различаются способами (правилами) упорядо-
чения вариантов, составляющих G , по их соответствию данной цели. Обоснованность вы-
бора R будет тем выше, чем больше указанное соответствие. Для критериальных правил
выбора K в каждой самостоятельной ситуации устанавливается (вводится) свой целевой
показатель (оптимизируемый критерий) Q , функционально зависящий от θ и являющий-
ся индикатором качества рассматриваемых (в общем случае путем перебора) вариантов V
в смысле соответствия принимаемой цели. Выбирается тот вариант (конкретно оптималь-
ный вариант), для которого этот показатель будет наибольшим.
Распространены критерии (критериальные функционалы) эффективности проектов,
когда значения целевых показателей возрастают с ростом значений «положительных ха-
рактеристик» A («приобретений», например, прибыль и скорость ее получения в экономи-
ке [7]) и убывают с ростом значений «отрицательных характеристик» B («потерь», напри-
мер, начальных затрат и затрат на уменьшение рисков в той же экономике). Одна из кон-
струкций функционала такого рода выглядит следующим образом:
;,;;;;max: θ∈∈∈β−α= ∑∑ BABBAABAQQK ji
n
jj
m
ii
...,,2,1,;...,,2,1;...,,2,1;1 ====β+α ∑∑ nmnjmi
n
j
m
i
где .),();,( ,1,1,1,1 nmjjnmii BABA β=βα=α
Правила K , реализуемые в функционалах Q , линейно (с точностью до совпаде-
ний) упорядочивают G , выражая меру превосходства одних составляющих вариантов пе-
ред другими. Структурно Q является избранной характеристикой проекта, так комбина-
ционно зависящей от совокупности «простых» характеристик θ .
Очевидное усиление критериального подхода связывается с правилами K ∗ , реали-
зуемыми в функционалах ∗θ , которые комбинационно зависят не только от характеристик
θ , но и от требований к этим характеристикам ( )W θ . Такие правила упорядочивают G ,
выражая не только меру превосходства вариантов проектов, но и меру их соответствия за-
даваемым требованиям. Одна из конструкций Q∗ [5] выглядит так:
,0)(;0)(;
))((
)(
;max:
*
*
*** ≠−≠−
−
−
=
∑
∑
jjjiii
n
jjjjj
m iii
i
i
BWBAAW
BWBB
AAW
A
QQK
β
α
.))(),(,,(
)),(),(,,(
,1,1,1,1,1,1
**
,1,1,1,1,1,1
**
nnmmnmjj
nnmmnmii
BWAWBA
BWAWBA
ββ
αα
=
=
Значения Q∗ , с одной стороны, возрастают с ростом значений A и убывают с рос-
том значений B , а с другой стороны, возрастают с повышением соответствия A и B тре-
бованиям ( )W A и ( )W B .
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4 177
Узким местом для построения K и K ∗ и для применения Q и Q∗ является уста-
новление значений коэффициентов ,α β и ,∗ ∗α β , что совершенно очевидно зависит от
конкретных ситуаций. По-видимому, для каждой ситуации – после ее детального рассмот-
рения – эти значения можно установить достаточно точно, однако создание единого обще-
го алгоритма их установления для нетривиальных ситуаций, скорее всего, является невы-
полнимой задачей. По этой причине применение критериальных правил выбора со взве-
шивающими коэффициентами в функционалах оказывается по меньшей мере затрудни-
тельным прежде всего там, где правильный выбор особенно важен по существу – при раз-
работке проектов, предназначенных для новых задач в новых условиях.
Другая причина ограничения использования критериального подхода заключается в
его свойстве всегда (за исключением случаев с ограничениями на значения критериальных
функционалов) для любого непустого множества рассматриваемых вариантов проектов
независимо от ситуации приводить к выбору хотя бы одного варианта, оптимального в
смысле данного критерия, который, однако, не всегда оказывается подходящим для данной
ситуации. Иначе говоря, инструментальные возможности критериального подхода, будучи
достаточными для определения „лучшего” варианта проекта, оказываются недостаточны-
ми для определения, «хорош» ли этот вариант для конкретного практического использова-
ния, что особенно критично при обоснованном проектировании объектов в высокоответст-
венных областях, когда значимость ошибок при выборе велика.
В целом критериальный подход ассоциируется в первую очередь с оперированием
уже составленными критериальными функционалами (что имеет свои трудности, для пре-
одоления которых требуется своя интуиция). При этом на втором плане остается само со-
ставление последних, что может (например, при ограниченности времени проектирования)
увеличить вероятность ошибок при установлении цели выбора, адекватной ситуации, а
также превратить указанное оперирование фактически в самоцель.
Перечисленные относительно слабые стороны критериального подхода предопре-
деляют направление разработки качественно иного подхода к выбору проектных решений,
более продуктивного в тех случаях, когда необходимо более полно и более точно передать
в требованиях к разрабатываемому проекту сущность конкретной ситуации выбора – об-
становки, в которой должен «нормально» функционировать данный объект. Например, это
касается проектирования специальных систем управления и обработки данных достаточно
сложной структуры, где фигурируют комплексы процессов, распределенных в пространст-
ве и во времени, и где значительные отклонения от нормы недопустимы из-за возможно-
сти возникновения негативных последствий критической значимости, вплоть до катастро-
фических. (Строго говоря, определенные черты данного подхода присутствуют у K ∗ , Q∗ в
виде требований к значениям характеристик θ , что было предложено в свое время авто-
ром [5] в качестве усиления K и Q . Однако проектирование указанных выше объектов
нуждается в большем.)
В принципиальное отличие от основной гипотезы критериального подхода, утвер-
ждающей, что для состоятельного (безошибочного) выбора достаточно пользоваться лишь
некоторой ограниченной, но предположительно представительной информацией о ситуа-
ции выбора в объеме, существенно меньшем, чем вся релевантная информация, основная
гипотеза задачного подхода состоит в утверждении, что для повышения состоятельности
(применительно к задачному подходу уместнее сказать – для повышения уровня обосно-
ванности) выбора проектных решений необходимо увеличивать объем использования бо-
лее глубокой релевантной информации о ситуации выбора и уменьшать ее возможные по-
тери при преобразованиях. Различия в содержании гипотез сопровождаются различиями в
структуризации исходных данных для обоснованного проектирования. Так, если следова-
нию первой гипотезе характерно оперирование непрямыми требованиями к свойствам
178 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4
объекта проектирования, например, при использовании взвешивающих коэффициентов в
критериальных функционалах (о чем упоминалось ранее), что очевидно влечет за собой
возможность потерь полезной информации, то следованию второй гипотезе характерно
оперирование прямыми требованиями, непосредственно вытекающими из самой ситуации
выбора, что также очевидно влечет за собой возможность по меньшей мере снижения ука-
занных потерь.
Исторически разработка комплекса положений задачного подхода проводилась ав-
тором в первую очередь применительно к обоснованному выбору характеристик проекти-
руемых вычислительных систем переработки информации, в том числе для высокоответ-
ственного использования, что отразилось на глубине исследований, их акцентах и терми-
нологии. Однако, независимо от проблемной специфики, базовым элементом задачного
подхода служит так называемая область допустимых значений параметров решения дан-
ной задачи в данных сопровождающих условиях – область D [5, 6], в которой, по опреде-
лению, находится вся существенная исходная информация для целенаправленного проек-
тирования. Содержательно D представляет собой требования к значениям характеристик
искомого объекта проектирования, соответствующие данной ситуации выбора, а структур-
но – множество (без потери общности – конечное множество) векторов, компоненты кото-
рых соответствуют составляющим совокупности характеристик, описывающих объект.
Применительно к техническим объектам область D имеет смысл технического задания
(ТЗ) на проектирование – процесс придания искомому объекту требуемых свойств-
характеристик (насколько это оказывается конкретно возможным), что в принципе распро-
странимо на объекты широкой природы.
Не повторяя изложения положений задачного подхода, которые достаточно под-
робно освещены в ряде работ автора (их перечень применительно к обоснованному проек-
тированию ЭВМ приведен в [8]), кратко подчеркнем несколько моментов, сопоставляю-
щих аппарат задачного подхода с аппаратом критериального подхода.
Первое. Порядок на множестве составляющих область D векторов требований W к
характеристикам θ [8]:
( )W W= θ ; ( )( )D D W= θ ; D M↔ ; { }N
M W= .
Порядок множеств M из N векторов W определяется комплексом положений, по-
нятийно близких к изложенным в [9] и [10].
1. Отношение порядка ρ – предпочтение или эквивалентность:
.~: ≻ρ
2. Транзитивность:
.,,;~]~;~[ MWWWWWWWWW cbacacbba ∈→ ≻≻≻
3. Антисимметричность:
.,,,;~~~
]~~~;;~~~;~~~[
MWWWWWW
WWWWWWWWW
fbafba
abffabfba
∈→
→
⋯⋯
≻≻⋯≻⋯≻⋯≻≻≻⋯≻≻
4. Строки S :
.;,,2,1);~~(;}{ ,1,,1,1 MWNjWWSSS jijiii
H
i ∈=== …⋯
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4 179
5. Уровень U :
.;,,2,1;,,2,1 H
i SSNHHU === ……
6. Верхняя и нижняя границы 1L и 2L :
.; 2
1
1
HSLSL ==
Исходя из некоторых аналогий и терминологического удобства, данный порядок
назван квазилинейным. В рамках этих же аналогий линейный порядок рассматривается как
частный случай квазилинейного.
Второе. Рабочая интерпретация области D – так называемая иерархия требований
I . Данная иерархия образуется при применении к множеству M положений 1–6 [8]:
;))(()(; θ==↔ WIWIIIM
=+++
θθθ
θθθ
θθθ
θ
.
;))(~~)(~)((
))(~~)(~)((
))(~~)(~)((
:))((
21
22
2
2
1
11
2
1
1
Nhed
WWW
WWW
WWW
WI
H
h
HH
e
d
⋯
⋯≻
≻⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯≻
≻⋯≻
≻⋯
Третье. Многоэтапное преобразование области D – ТЗ на проектирование [8]. По-
степенный переход от представлений об объекте проектирования в понятиях его пользова-
телей к представлениям о нем в понятиях разработчиков с формированием соответствую-
щих множеств вариантов решений и вытекающих из них очередных иерархически органи-
зованных требований:
[ ] [ ]1 1 1 1 2 2 2 2 2 3; ; ...I G R R I I G R R I→ → → → → → .
Четвертое. Основная этапная операция, состоящая в последовательном предъяв-
лении требований I , начиная с первой строки (и при необходимости далее), к составу G
до получения положительного R (если это конкретно возможно). Действующие положе-
ния здесь таковы [8]:
1. Множество характеристик объекта:
.,,2,1};{ nmgg +=θ=θ …
2. Множество значений характеристик:
.,,
21
…ggg θθ=θ
3. Множество вариантов объекта:
.,2,1};{)};({ ,, …=θ∈θθ= zVG ggzgzz
4. Вектор значений характеристик:
.),,,( ,2,1,, nmzzzgz +θθθ=θ …
180 ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4
5. Множество требований к характеристикам:
.,,2,1;)}]()}{([{;)}({ ,, UdRVWIW GIgzzdd …=→θθ↔θ
6. Вектор требований к значениям характеристик:
)).(,),(),(()( ,,2,2,1,1,,, nmznmdzdzdgzgd wwwW +θ+θθ=θ …
7. Характеристики функционирования и затрат, требования к ним:
,;}{;}{;, gjiBBAABA njmi =+==∈θ
),,,,(;),,,( ,2,1,,,2,1,, nzzzjzmzzziz bbbBaaaA …… ==
,;)()(,)( 2121
dddWBWAW dd ==∈ θ
)),(,),(),(()( ,,2,2,1,1,,, 1111 mzmdzdzdizid awawawAW …=
.))(,),(),(()( ,,2,2,1,1,,, 2222 nzndzdzdjzjd bwbwbwBW …=
8. Сопоставление векторов требований и характеристик:
),(;)( ,,,,,,,, 2211 jzjdjzbdizidizad bwbawa
ji
−=−= ψϕ
),0()0(;)0()0( ,,,, 2211
>∨≤<∨≥
jjii bdbdadad ψψϕϕ
.0)(),(,, ,,,,,, 21
>jzjdizidjziz bwawba
9. Условия положительных и отрицательных решений:
,)]0()0[(, ,,,, 21
∅≠→≤∧≥∈∃ GIbdadBAz RGV
ji
ψϕ
.)]0()0[(, ,,,, 21
∅=→>ψ∨<ϕ∈∀ GIbdadBAz RGV
ji
Пятое. Углубление предпосылок. Область D рассматривается как решение 1R не-
которой задачи более высокого уровня с областью 1D , рассматриваемой как решение 2R
задачи еще более высокого уровня с областью 2D , и т.д. [8]:
( ) ( ) ( )1 1 1 2 2 2 3 3; ; ,...D R D D R D D R D= = = .
Шестое. Другие методические приемы повышения достоверности и эффективной
организации данных для обоснованного выбора объектов, в том числе с использованием
понятий опорных ситуаций и целе-средственных и причинно-следственных структур [8].
3. Заключение
В общем случае применение задачного подхода, наполнение его положений конкретным
содержанием является искусством, что особенно заметно в нетривиальных ситуациях и
при многоуровневой и многопараметрической структуре объектов проектирования. В це-
лом задачный подход отличается большим «объемом творческой деятельности», и осуще-
ствление корректного перехода «от цели к средствам» может оказаться сложным научно-
исследовательским процессом, успешность результатов которого существенно обусловли-
вается «человеческим фактором» [8]. Разумеется, в сравнении с «всегда результативным»
и поддающимся большей формализации критериальным подходом «не всегда результа-
ISSN 1028-9763. Математичні машини і системи, 2012, № 4 181
тивный» и поддающийся меньшей формализации задачный подход выглядит менее при-
влекательно. Однако его такая сложность служит естественной необходимой платой за по-
вышение уровня обоснованности выбора проектных решений.
Задачный подход был многократно использован при обоснованном проектировании
сложных автоматизированных объектов новой техники для специальных применений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Капитонова Ю.В. Математическая теория проектирования вычислительных систем / Ю.В. Капи-
тонова, А.А. Летичевский. – М.: Наука, 1988. – 296 с.
2. Глушков В.М. Два універсальні критерії ефективності обчислювальних машин // Доп. АН УРСР.
– 1960. – Сер. А. – С. 477 – 481.
3. Глушков В.М. О системной оптимизации / В.М. Глушков // Кибернетика. – 1980. – № 5. – С. 89 –
90.
4. Мороз-Подворчан И.Г. О критериях выбора ЭВМ / И.Г. Мороз-Подворчан // Кибернетика. –
1983. – № 4. – С. 54 – 56.
5. Мороз-Подворчан И.Г. Об обосновании выбора ЭВМ / И.Г. Мороз-Подворчан // Кибернетика. –
1983. – № 5. – С. 6 – 9.
6. Мороз-Подворчан И.Г. К вопросу об оптимальном выборе / И.Г. Мороз-Подворчан // Киберне-
тика. – 1988. – № 5. – С. 78 – 82.
7. Мэнкью Г. Макроэкономика / Мэнкью Г. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994. – 756 с.
8. Мороз-Подворчан И.Г. Проблема обґрунтування вибору характеристик ЕОМ реального часу для
розв’язання задач керування та обробки даних: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня докт. техн.
наук: 05.13.13 / И.Г. Мороз-Подворчан. – К.: ІК НАНУ, 2006. – 32 с.
9. Скорняков Л.А. Элементы общей алгебры / Скорняков Л.А. – М.: Наука, 1983. – 258 с.
10. Кини Р. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / Р. Кини,
Х. Райфа. – М.: Радио и связь, 1981. – 560 с.
Стаття надійшла до редакції 19.04.2012
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-83790 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1028-9763 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:27:15Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут проблем математичних машин і систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Мороз-Подворчан, И.Г. 2015-06-23T11:33:46Z 2015-06-23T11:33:46Z 2012 Два подхода к обоснованию выбора проектных решений / И.Г. Мороз-Подворчан // Мат. машини і системи. — 2012. — № 4. — С. 175-181. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1028-9763 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/83790 519.8.3 Рассматриваются критериальный и задачный подходы к обоснованию выбора проектных решений. Указываются основные различия этих методов по структуре и инструментальным возможностям. Показано, что в общем случае задачный подход более эффективен, чем критериальный. Розглядаються критеріальний і задачний підходи до обґрунтування вибору проектних рішень. Указуються основні відмінності цих методів стосовно структури та інструментальних можливостей. Показано, що в загальному випадку задачний підхід є ефективнішим, ніж критеріальний. The criterion and comprehensive approaches to substantiation of the choice of designed decisions are considered. It is pointed out the principal differences of these methods concerning structure and instrumental possibilities. It is showed that in a general case the comprehensive approach is more efficient than criterion one. ru Інститут проблем математичних машин і систем НАН України Математичні машини і системи Моделювання і управління Два подхода к обоснованию выбора проектных решений Два підходи до обґрунтування вибору проектних рішень Two approaches to substantiation of the choice of designed decisions Article published earlier |
| spellingShingle | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений Мороз-Подворчан, И.Г. Моделювання і управління |
| title | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений |
| title_alt | Два підходи до обґрунтування вибору проектних рішень Two approaches to substantiation of the choice of designed decisions |
| title_full | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений |
| title_fullStr | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений |
| title_full_unstemmed | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений |
| title_short | Два подхода к обоснованию выбора проектных решений |
| title_sort | два подхода к обоснованию выбора проектных решений |
| topic | Моделювання і управління |
| topic_facet | Моделювання і управління |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/83790 |
| work_keys_str_mv | AT morozpodvorčanig dvapodhodakobosnovaniûvyboraproektnyhrešenii AT morozpodvorčanig dvapídhodidoobgruntuvannâviboruproektnihríšenʹ AT morozpodvorčanig twoapproachestosubstantiationofthechoiceofdesigneddecisions |