Первой методикой системного анализа, в которой были определены порядок, методы формирования и оценки приоритетов элементов структур целей является метод PATTERN. Слово "pattern" означает "шаблон, модель, схема", и сама аббревиатура умышленно воспроизводит это слово. Однако аббревиатура означает: Planning Assistance Through Technical Relevance Number, - что переводится как Помощь планированию посредством относительных показателей технической оценки.
Первые сведения о разработке фирмой "Honeywell" (корпорация REND) машинно-информационной системы PATTERN появились в конце 1963 года. Вице-президент фирмы Чарльз Дэвис, ответственный за деятельность военно-космических подразделений компании, является, по-видимому, автором создания методики, которая связала воедино военные и научные планы правительства США. Дэвис считал, что только такая методика позволит правильно ориентировать научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую деятельность фирмы в области военно-космических программ. Компания несла существенные потери, поскольку часть ее разработок, базирующихся на слухах "из достоверных источников", промышленном шпионаже, сведениях, получаемых от лоббистов в Конгрессе и Пентагоне, оказывалась беспочвенной. Приходилось закрывать или переориентировать те или иные научные исследования или разработки, списывая расходы по ним в убытки.
Фирма "Honeywell" в значительной мере была переключена на военно-космическое производство. Дэвис потребовал от разработчиков создать такую методику планирования НИОКР фирмы, которая позволила бы руководителям фирмы "разговаривать на одном языке" с военными заказчиками и тем самым обеспечила бы расширение рынка для военной продукции фирмы. На первом этапе работы требовалось определить, какие из 120 планируемых Министерством обороны программ "ошибочны и обречены на вымирание".
Следует подчеркнуть, что специалисты фирмы "Honeywell" имели возможность использовать накопленный в США научный и методический опыт планирования сложных систем. Наиболее существенными элементами этого опыта являются:
На территории бывшего СССР идей метода "PATTERN" получили широкое распространение после изложения ее истории, задач и приемов М.М. Лопухиным.
Методика примечательна тем, что сочетает несколько методов системного анализа, которые могут быть использованы и сами по себе - речь идет о написании "сценария" и построении "дерева целей". Написание сценария - первый этап PATTERNа - представляет собой сочетание ситуационного анализа и нормативного прогноза. Сценарий предполагает подробное описание проблемной ситуации, после чего устанавливается логическая последовательность событий с целью показать, как, исходя из существующего положения вещей, будет постепенно развертываться будущее состояние объекта исследования.
Вторая часть PATTERNа - построение "дерева целей". Термин "дерево целей" подразумевает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие (новые подцели, функции и т.д.). (Методика PATTERN основана на принципе деления сложной проблемы на более мелкие проблемы до тех пор, пока каждая подпроблема не сможет быть всесторонне (разные критерии) и надежно количественно оценена экспертами (метод экспертных оценок).) Как правило, термин "дерево целей" используется для структур, имеющих отношение строгого порядка, но метод "дерева целей" используется иногда и применительно к "слабым" иерархиям, в которых одна и та же вершина нижележащего уровня может быть одновременно подчинена двум или нескольким вершинам вышележащего уровня. Для каждого уровня дерева целей вводится ряд критериев. С помощью экспертной оценки определяются веса критериев и коэффициенты значимости (важности), характеризующие важность вклада целей в обеспечение критериев. Сумма коэффициентов относительной важности для каждого уровня иерархии принимается равной единице. 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.
Главное достоинство методики состоит в том, что в ней определены классы критериев оценки:
+ относительной важности;
+ состояния разработки ("состояние-срок");
+ взаимной полезности.
Что касается формирования структуры целей, то из опубликованных материалов известно то, что в различных модификациях методики разным уровням иерархии предлагается присваивать разные названия. Это значительно облегчает сам процесс анализа "дерева целей". Один из вариантов "дерева целей" PATTERN приведен на рис.1.
Рис.1. "Дерево целей" по методу PATTERN.
PATTERN является первой попыткой системного подхода к определению сложнейших планов, каким является план научно-исследовательских работ в масштабе целой страны, и поэтому не лишена ряда недостатков.
Ее наиболее слабым пунктом являются, прежде всего, исходные данные, вошедшие в "Сценарий". То есть, необходимо улучшить методы и средства при помощи, которых создаются сценарии. Система PATTERN лишена обратной связи, поскольку в ней нет логических элементов, которые бы позволили обнаружить пропуски или ошибки в планах. Они могут быть до известной степени компенсированы за счет систематического введения новых данных и пересмотра старых. Принятый фирмой "Honeywell" такой пересмотр производится раз в полгода, хотя в принципе он может быть проведен в любой момент, поскольку все данные введены в ЭВМ и имеется готовая программа обработки.
Также, в качестве недостатка метода, необходимо отметить, что логика формирования структуры в первых и последующих вариантах методики не отрабатывалась. Не уделялось внимание разработке принципов и приемов структуризации, так как ученые стремились улучшить систему оценки и анализа сценариев и дерева целей.
В американской литературе методика PATTERN ранее рекомендовалась в качестве универсального средства планирования всей научной деятельности США. Методика возникла в результате анализа наиболее трудного места в планировании - разрыва между стратегическими планами и механизмом их материально-технического обеспечения, или, иначе говоря, противоречия между ростом новых потребностей и потенциальных технических возможностей их удовлетворения и более медленным увеличением экономических возможностей. Проблема организации сотни тысяч ученых и исследователей, постановка для них задачи на 15-20 лет вперед для обеспечения поставленных целей с распределением нескольких миллиардов долларов потребовали очень тщательной разработки критериев значимости.
Система "PATTERN" дала возможность анализировать нужды и интересы военных министерств на различных уровнях управления. Отсечение частей "дерева целей" на соответствующем уровне означало выделение областей ответственности за научно-исследовательскую деятельность отдельного министерства, ведомства, отрасли промышленности, научно-исследовательского института и даже лаборатории.
Рассматриваемая система позволяла определить сроки решения научных и технических проблем и взаимную полезность работ, способствовала повышению качества принимаемых решений за счет преодоления узковедомственного подхода к их принятию, отказа от интуитивных и волевых решений, а также от работ, которые не могут быть выполнены в установленные сроки.
Метод PATTERN применяется и в экономике. На предприятиях при помощи данного метода строится "Дерево свойств ресурсов".
Построенное иерархическое дерево свойств представляет комплексное свойство качества ресурсов в виде составляющих: качество технических ресурсов, качество технологических ресурсов, качество пространственных ресурсов, качество ресурсов системы управления, качество информационных ресурсов, качество кадровых ресурсов. Эти составляющие, в свою очередь, декомпозируются на более частные свойства. Часть из них может быть оценена метрологическими и формальными методами, а часть - экспертными оценками.
Апробация предложенной методики на ряде предприятий торговой, производственной и других сфер деятельности показала, что из четырех исследованных предприятий на трех имеется сильная связь между динамикой объема продаж и комплексным показателем качества стратегических ресурсов организационной структуры и системы управления. Эти и другие выводы представляются важными, поскольку задачу реализации стратегии управления рациональным распределением ограниченных ресурсов по намеченным целям можно решить, зная, какие ресурсы развивать в первую очередь, чтобы обеспечить высокий уровень конкурентного преимущества.
Методика PATTERN применяется:
+ при планировании научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок для достижения целей в условиях неопределенности (т.е. в сложных, противоречивых системах);
+ при выделении функциональных подсистем;
+ в принятии решений с помощью компьютерных программ;
+ позволяет наиболее четко сформулировать политические цели по уровням - число которых может быть сколь угодно большим, но при этом они должны быть взаимосвязаны: от глобальных целей до функциональных элементов.
Основные элементы методики PATTERN приведены на рис. 2.
Они и определяют этапы метода:
+ разработка "сценария", представляющего собой прогноз политической картины мира на прогнозируемый период;
+ разработка прогноза развития науки и техники (который может быть и составной частью "сценария");
+ разработка "дерева целей";
+ оценка составляющих "дерева целей" путем определения коэффициентов относительной важности, состояния разработки и сроков, взаимной полезности;
+ обработка результатов оценки (подсчет суммарных коэффициентов с использованием специально разработанной процедуры обработки результатов на ЭВМ) и представление результатов лицам, принимающим решения.
Рис. 2. Основные элементы методики PATTERN.