Методы системного анализа. Задачи и области применения прогнозирования. Классификация методов прогнозирования, страница 6

На рисунке 3.6 приведена кривая, характеризующая на качественном уровне тенденцию изменения значений показателя целевых возможностей АСУ АПО при переходе от одного поколения аппаратно-программных средств к другому поколению.

Из анализа данного рисунка следует, что при переходе от старого комплекса средств автоматизации (КСА) к новому необходимо на интервале времени () обеспечивать их совместное функционирование, так как в противном случае (при работе только на новом КСА с момента времени ) происходит резкое падение эффективности применения АСУ АПО на величину , где  ‑ значения показателя целевых возможностей АСУ АПО в момент времени  соответственно для старого и нового КСА. Ухудшение работы АСУ АПО происходит из-за неустойчивой работы новых технических и программных средств на начальном этапе их эксплуатации [1,6,13], из-за отсутствия необходимых умений и навыков на указанных средствах операторов дежурных смен. На рисунке 3.6 штрих-пунктирной линией показан график функции, с помощью которой можно спрогнозировать изменение значений целевых возможностей АСУ АПО на период времени , в течение которого предполагается совместное функционирование старого и нового КСА.

3.4. Морфологический метод прогнозирования

Рассматриваемый метод часто называют методом морфологического анализа. Слово «морфология» имеет греческое происхождение и переводится как «учение о форме». Морфологический метод прогнозирования был разработан известным швейцарским астрономом Фрицем Цвикки в 1942 году в США при проведении исследований, связанных с созданием ракетных реактивных двигателей. Содержание данного метода, как уже указывалось ранее (см. таблицу 3.2), состоит в выделении структуры ОП и оценки возможных значений ее элементов с последующим перебором и оценкой вариантов сочетаний этих значений.

Рассматриваемый метод на практике реализуется в несколько этапов. На первом этапе дается точная формулировка решаемой проблемы, связанной с прогнозированием возможного облика и характеристики следуемых систем или явлений (объектов прогнозирования). Так, например, в 1942 году перед Ф.Цвикки была поставлена задача анализа и выбора наиболее перспективных вариантов создания ракетных реактивных двигателей, работающих на химическом топливе. На втором этапе проводится выделение и перечисление всех основных параметров  ОП, существенных с точки зрения решений данной проблемы. На рисунке 3.7 для рассматриваемого примера выделено 11 параметров, характеризующих наиболее важные аспекты функционирования ракетных реактивных двигателей.

Анализ показывает, что любой параметр  обладает, как правило, определенным числом  различных независимых и неприводимых свойств . В связи с этим на третьем этапе реализации метода морфологического анализа проводится перечисление данных свойств применительно к каждому параметру. Результаты данного этапа записываются либо в виде совокупности матриц-строк следующего вида:

,

. . . . . . . . . . . .

,

. . . . . . . . . . . .

,

либо в виде соответствующего морфологического дерева [4]. Попутно отметим, что морфологические деревья широко используются в учебной и научно-технической литературе для классификации моделей, методов и алгоритмов решения различных задач, рассматриваемых в теории систем и теории управления, в военной системотехнике.

Кроме того, перечисленную совокупность матриц-строк в ряде книг еще называют морфологическим ящиком. На четвертом этапе происходит формирование возможного облика ОП на основе рассмотрения различных сочетаний ранее выделенных свойств его параметров. Для этого в каждой матрице берется один из ее элементов (на рисунке 3.7 данный элемент обведен кружком) и соединяется с произвольным элементом другой матрицы. В результате последовательного соединения указанных элементов образуется структура (цепочка элементов), которая характеризует один из возможных вариантов облика ОП. Следует особо подчеркнуть, что при генерировании вариантов облика ОП вопрос о ценности того или иного решения не должен ставиться до тех пор, пока не будут в явном виде получены все возможные альтернативы.

На пятом этапе разрабатывается система критериев и правил для оценивания допустимости и полезности сгенерированных ранее вариантов реализации ОП. На шестом этапе осуществляется оценка и выбор наилучших вариантов ОП с помощью ранее предложенной системы критериев и правил.

Ф.Цвикки при анализе реактивных двигателей рассмотрел: