А.И. Орлов       
Теория принятия решений       
Учебное пособие. - М.: Издательство "Март", 2004.

1. ТЕХНОЛОГИЯ И ПРОЦЕДУРЫ РАЗРАБОТКИ И ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
    

1.3.4. Развитие математических методов исследования

и информационных технологий

На истории технического прогресса в области вычислительной техники остановимся подробнее. К началу 1940-х годов ситуация была такова. Инженеры пользовались в основном логарифмическими линейками, таблицами и номограммами. Финансовые работник использовали арифмометры и счеты. На машиносчетных станциях действовали примитивные полуавтоматические счетные устройства, которые позволяли подсчитать число карт, вытащенных набором шпиц из совокупности. Информация шифровалась дырками и сплошными прорезями на краях карт. Все перечисленные методы счета не позволяли быстро и безошибочно проводить обширные вычисления.

Первые ЭВМ, построенные в конце 1940-х годов в СССР и США, были, несомненно, принципиально новым шагом в технике вычислений, несмотря на то, что их вычислительная мощность была много ниже современных персональных компьютеров. Вплоть до 1980-х годов, т.е. до распространения персональных компьютеров, ЭВМ различных типов выглядели примерно одинаково - большие шкафы, занимающие целый зал. Между лицами, желающими решать задачи на ЭВМ (пользователями), и ЭВМ всегда стояли посредники - программисты.

И вдруг все изменилось. Вместо зала компьютер устроился на столе, программист исчез за ненадобностью (теперь он называется консультантом). Как такое могло произойти? Это - результат технического прогресса в радиоэлектронике. Сам компьютер (материнская плата) теперь очень маленький. Новая техника (монитор и клавиатура) приспособлена к потребностям человека. Можно представить себе дальнейшее развитие, например, когда вместо монитора клавиатуры будут использоваться плоские экраны на жидких кристаллах. Тогда компьютер может принять форму тонкой папки. Вопрос лишь в экономической целесообразности подобного развития в настоящее время.

Отметим, что вслед за техническим прогрессом в области вычислительной техники изменились и функции компьютера. Если он был придуман для проведения научно-технических расчетов, то в настоящее время такая деятельность отнюдь не является доминирующей. Достаточно часто персональный компьютер используется как средство развлечения, для компьютерных игр, для просмотра фильмов, чтения текстов. Второе по частоте использование - составление и редактирование текстов. И лишь третье - расчеты, причем прежде всего - бухгалтерские. В настоящее время большое значение имеет Всемирная сеть Интернет, по которой распространяется разнообразная информация, в том числе с помощью электронной почты. Взрывным образом развивается электронная коммерция через сеть Интернет (удвоение продаж каждые два года).

Большое место в фундаментальной и прикладной науке, а также в технических и технологических исследованиях занимает эксперимент. Во второй половине ХХ в. практическое значение приобрела математическая теория эксперимента (см., например, монографию известного пропагандиста этого научного направления в нашей стране проф. В.В.Налимова [8]). В частности, в химической и фармацевтической промышленности методы экстремального планирования эксперимента позволяют увеличить выход полезного продукта на 30 - 300 %. Весьма полезными оказались различные варианты математического эксперимента, т.е. эксперимента на основе математических моделей реальных явлений и процессов, в том числе в стандартизации и управлении качеством продукции [9]. Современные информационные технологии сбора и анализа научно-технической информации - неотъемлемая составная часть современной фундаментальной и прикладной науки и инженерных разработок. Нельзя быть на уровне современных требований к наукоемкой продукции без активного использования информации в сети ИНТЕРНЕТ. Однако при этом должна быть обеспечена эффективная защита собственной информации. Единственный надежный способ - не подключать компьютеры с информацией о собственных разработках к Интернату или иным сетям общего пользования, а выходить в эти сети со специально выделенных компьютеров.

Общепризнано, что кардинальное ускорение научно-технического прогресса может быть достигнуто только на основе интенсивного использования математических моделей и математических методов исследования [10]. Разработка и использование разнообразных моделей практически во всех направлениях науки и техники - характерная черта ХХ в. [11]. Подчеркнем важность методологических исследований, которые зачастую определяют успех или неудачу следующих за ними более конкретных работ [12]. Ошеломляющий успех кибернетики в послевоенные годы определялся именно ее принципиально новыми методологическими установками [13].

В области вычислительной техники имеются и свои мифы. Один из них - "искусственный интеллект". Что такое "искусственный интеллект", на наш взгляд, никто не может обоснованно ответить. Все рассуждения на эту тему, как нам представляется, – способ выбить финансирование на компьютерные разработки, что само по себе отнюдь не преступление.

Суть дела в том, что не ясно, что такое "естественный интеллект", т.е. интеллект человека. Более или менее изучены лишь отдельные стороны человеческого интеллекта. Например, человек умеет считать. С этой узкой точки зрения калькулятор (с которым домохозяйки ходят на рынок) обладает искусственным интеллектом, причем гораздо более мощным, чем человеческий. Но почему-то не хочется называть калькулятор искусственным разумом.

Компьютер делает только то, что задано в программе. Конечно, программа может использовать датчик псевдослучайных чисел, но от этого компьютер не становится самостоятельным и разумным. Термины типа "обучение" в различных алгоритмах обозначают вполне определенные вычисления и обычно никакого отношения к реальным действиям конкретных людей не имеют.

"Искусственный интеллект" со временем меняет обличья. В 1970-е годы много было разговоров про "самоорганизацию", в 1980-е – про "экспертные системы", в 90-е - про "нейрокомпьютеры". Стандартный набор действий в каждом из этих случаев таков: разработка "методологии", написание больших планов, развитие теории, проведение длительных расчетов на компьютерах, создание "первых версий систем", т.е. игрушек – и пшик. Как правило, оказывалось, что классическими методами можно сделать больше и лучше. Но инициаторам новой тематики нужны деньги, надо заморочить головы тех, кто деньги дает – и изобретается новый проект, требующий более мощных компьютеров и расширения штатов научных работников.

Говорят, в нашу страну идеи "искусственного интеллекта" завез М.В. Келдыш в конце 1960-х годов. Будучи президентом Академии наук СССР, он поехал в США. Там ему объяснили, что надо заниматься "искусственным интеллектом", а, скажем, статистикой и эконометрикой не надо. Так он и сделал. Но в США организаторам науки действительно не надо было специально заниматься статистикой, поскольку более 150 лет там активно работала Американская статистическая ассоциация (более 20 тысяч членов). А у нас проблемы в статистике как были, так и остались, а существенная часть квалифицированных специалистов была отвлечена на бесплодные проекты "искусственного интеллекта".

Не было у компьютеров интеллекта, нет и не будет, по крайней мере в ближайшие 100 лет. Это уже и фантасты поняли – сколько они писали о разумных роботах в середине века и как притихли сейчас.

Хотя сами по себе современные компьютерные системы интеллектом не обладают, они способны усилить интеллект исследователя и аналитика. В частности, в сети Интернет содержится весьма много полезной информации, которая в настоящее время активно используется. Отметим, что это оказалось возможным благодаря использованию фундаментальных и прикладных научных исследований в оптике, приведших к созданию кабельных оптиковолоконных систем передачи информации. Именно оптиковолоконные кабели - основа Интернета. Они соединяют серверы - те "нервные узлы" сети, с которыми по обычным телефонным кабелям (через модемы) связываются пользователи Интернета. Оптиковолоконные кабели обеспечивают безошибочную передачу больших потоков информации, что было невозможно при использовании прежних систем связи.

Еще один пример технического прогресса - спутниковая связь. Кроме непосредственно связи, приема телепрограмм и т.п., эта система дает возможность точного определения своего положения на поверхности Земли. Через спутник могут передаваться указания о том, куда двигаться. Впрочем, если противник имеет возможность перехватывать сигналы, то пользоваться спутниковой связью нецелесообразно.

Прогресс в области общественных и гуманитарных наук порождает соответствующие возможности воздействия на противника. Например, часто говорят об информационном оружии. Речь идет не только об использовании разработок в области компьютерных наук, например, о создании и внедрении компьютерных вирусов, о защите своей информации и вскрытии чужой защиты. Обычно под информационным оружием понимают изготовление и распространение информации с целью манипуляции сознанием, для того, чтобы вынудить противника к действиям, ведущим ему во вред. Близкий смысл вкладывают в термин "психологическое оружие", подчеркивая в этом термине упор на достижения психологии. Технический прогресс и новая техника существенно расширили возможности в рассматриваемой области. Если в период Второй мировой противник мог использовать в основном лишь листовки, радио, слухи, то теперь добавилось (спутниковое) телевидение, видеомагнитофоны, Интернет и др.

На развитие научно-технического прогресса влияют не только точные и естественные науки, но и такие, как экономика и менеджмент. Влияние роста науки об управлении людьми (менеджмента) очевидно. Она дает эффективные технологии управления, развивает оптимальные методы управления проектами, в том числе на основе теории активных систем. При управлении персоналом необходимо опираться на концепцию пирамиды потребностей и адекватные представления о мотивации сотрудников. При научно-техническом планировании в современных российских условиях нельзя не учитывать динамику цен и их обобщающего показателя - индекса инфляции. И т.д.

Эконометрические и статистические методы связаны как с математическими методами исследования, так и с экономикой и менеджментом. Они используются при прогнозировании научно-технического прогресса, особенно статистика нечисловых данных и экспертные оценки [14]. Без современных статистических методов не обойтись при решении разнообразных задач стандартизации и управления качеством продукции [15]. На их основе строят имитационные эконометрические модели различных экономических систем с целью изучения, прогнозирования и оптимального управления [16]. В ХХ в. прикладная статистика прошла долгий путь развития [17], наглядно продемонстрировав большое практическое значение своих подходов, методов и результатов [18]. Подчеркнем, что внедрение современных статистических методов возможно только на основе интенсивного использования персональных компьютеров [19]. Однако наличием компьютеров не исчерпываются необходимые условия успешного применения современных эконометрических и статистических методов. Необходимы организационные условия и обученные кадры. В работе [20] была выдвинута программа развития этой сферы поддержки научно-технического прогресса. Программа опиралась на предполагавшуюся активную работу созданной в 1990 г. Всесоюзной статистической ассоциации и входящей в нее Секции статистических методов. Однако в связи с известными событиями в нашей стране эта программа не была реализована.

Нынешняя ситуация с эконометрическими и статистическими методами в нашей стране далека от приемлемой. В работе [21] приведены примеры государственных стандартов по статистическим методам управления качеством продукции, содержащим грубые ошибки, использовать которые недопустимо. Видимо, причина появления ошибок - низкая квалификация разработчиков. Перспективными областями применения эконометрических и статистических методов по-прежнему являются управление качеством продукции и услуг и, в частности, статистический контроль; планирование экспериментов; экспертные оценки [22], прогнозирование, в том числе при работе в ситуационных комнатах. В настоящее время одно из наиболее перспективных применений эконометрики - в контроллинге [23].

Надо напомнить и про экономическое оружие, с помощью которого, например, можно вывести из строя ту или иную отрасль промышленности, выполняющую оборонные заказы. Понятно, что для этого достаточно разорвать технологическую цепочку, предоставив контроль над хотя бы одним звеном этой цепочки хозяйствующему субъекту с зарубежным капиталом.

Теория и практика промышленной безопасности тесно связаны с экологией в целом и с экологической безопасностью в частности. Для решения задач обеспечения промышленной и экологической безопасности используется теория анализа риска. В частности, разработан спектр количественных характеристик риска [24]. В этой теории применяются, в частности, методы эконометрики и экспертных оценок. Анализ различных подходов к использованию экспертных оценок показывает, что успешные применения этого раздела эконометрики должны опираться на соответствующее информационное обеспечение в виде автоматизированного рабочего места или иного программного продукта.

Ряду специалистов перспективным представляется экологическое оружие, основанное на воздействии на природную среду страны, являющейся противником. Сравнительно новой идеей является то, что воздействие нацелено не на жителей этой страны, а на ее природную среду.

Вернемся к вопросу об автоматизации процесса принятия решений. После Второй мировой войны "на ура" была встречена книга Н.Винера "Кибернетика", в которой этот вопрос упоминался. Правда, как потом выяснил академик АН СССР Н.Н.Моисеев, все основные идеи кибернетики высказал наш соотечественник А.А.Богданов двадцатью годами ранее. Но важно другое. Именно после Второй мировой войны началось мощное научно-прикладное движение, для которого определяющими являются термины "кибернетика", "системный анализ", "теория игр". В рамках этого движения стало развиваться научное направление под названием "Исследование операций", в котором разрабатываются подходы и методы принятия решений в сложных ситуациях.

Все перечисленные научные направления весьма математизированы. Традиционная схема изучения такова. Строится математическая модель явления или процесса. Затем полученный математический объект изучается чисто математическими методами. Многие специалисты так и не выходят за пределы математики, не считая нужным связывать полученные ими теоремы с фактами реальной жизни. Другие же завершают триаду, возвращаясь из математических высот на почву реальности и интерпретируя математические результаты в терминах реальных проблем.

Отметим важность методов математического моделирования. Часто эксперимент с математической моделью может заменить реальный эксперимент, который либо слишком дорог, либо невозможен по тем или иным причинам, например, этическим. Однако расчеты по математическим моделям могут быть достаточно трудоемкими, и вычислительных возможностей стандартных персональных компьютеров может не хватить. Для проведения математического моделирования иногда (но не всегда) нужны сверхкомпьютеры, например, такие, как машины серии "Эльбрус", разработанной в Институте прикладной математики РАН.

Выше были рассмотрены различные примеры того, как в результате развития фундаментальной и прикладной науки продвигался технический прогресс. Однако весьма важно, что все эти продвижения происходят отнюдь не независимо друг от друга. Они действует вместе, они усиливают друг друга. Это очень хорошо видно на примере компьютерных наук. Здесь и достижения радиоэлектроники, позволившие создать современный персональный компьютер. И оптики, благодаря которой мы имеем оптоволоконную основу Интернет. И кибернетики с исследованием операций, создавшей математическую основу систем поддержки принятия решений. И теорию математического моделирования, позволяющую реальный эксперимент заменить компьютерным. Именно синтез всех этих столь различных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований позволил получить столь мощный инструмент разработки новой техники и технического прогресса, как современный персональный компьютер.

Отметим активное развитие во второй половине ХХ в. самосознания науки, т.е. исследования развития науки и научно-технического прогресса научными методами. В этом спектре работ есть и простое описание типа справочников [25]. И изучение статистическими методами, которые в данном контексте называются наукометрическими [3]. И фундаментальная наука о науке, использующая более или менее абстрактные модели типа экономико-математических [26], и социально-психологический анализ проблем научных коллективов и отдельных научных работников [27,28], и прикладная наука о науке, дающая математический аппарат планирования научно-технических исследований [29]. Есть и размышления о науке в целом [2] и ее динамике в России в последние годы [1].

На современном этапе создание современных технических систем проводится на основе компьютеров. Подготовка технических требований, разработка аванпроекта, технико-экономический анализ характеристик изделия, математическое моделирование процесса его использования, изготовление конструкторской и технологической документации, разработка инструкций для пользователей и т.п. - все это в соответствии с современными требованиями необходимо осуществлять на основе компьютерной техники.

Таким образом, синтез различных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований является главной составляющей научно-технического прогресса, позволяющей с помощью передовых технологий создавать современные технические системы.

Предыдущая страница | Оглавление | Следующая страница



Защита от автоматического заполнения   Введите символы с картинки*