3.5 МЕТОДИ ДЕРЕВА ЦІЛЕЙ
Будь-яка проблема має свої причини і наслідки. Наприклад, проблема „Зростання надмірного споживання алкоголю і наркотиків серед молоді” зумовлена такими причинами, як 1) „Нікуди піти, нема чим зайнятися після школи і у вихідні дні”, 2) „Ослаблення родинних відносин”, 3) „Загрози надмірного вживання не сприймаються всерйоз„. ”Кожна з причин в свою чергу , має свої причини (проблеми більш низького рівня). Так перша причина для нашого прикладу зумовлена тим, що 1.1) „Відсутні організовані заходи в школі», 1.2) „Відсутні суспільні форми організації молоді і таке інше. Виходить, що будь-яка проблема може бути представлена деревом проблем.
Наслідки – це ті ж проблеми, які також можна представити у вигляді дерева. Зокрема, згадана вище проблема алкоголізму і наркоманії серед молоді також має наслідки і проблеми: а) «Проблеми зі здоров’ям», б) «Падіння успішності», в) Зростання злочинності, г) нещасні випадки. Кожна з них викликає свої наслідки або проблеми. Наприклад, проблеми зі здоров’ям – а1) «Пропущенні заняття», а2) «Рання смерть», а3) «Менше можливостей для нормального спілкування»
Будь-яке рішення можна представити у вигляді дерева рішень, сукупності цілей, задач і показників. Виходить, що дерево рішень, - це перевернуте дерево проблем.
3.5.1. Метод дерева цілей
Дерево цілей - це структурована, побудована за ієрархічним принципом (розподілена по рівнях, ранжована) сукупність цілей системи, програми, плану, в якій виділені головна мета («вершина дерева»); підлеглі їй підцілі першого, другого і подальшого рівнів ("гілки дерева").
При використанні методу дерева цілей як засобу прийняття рішень використовують також термін „дерево рішень”. При застосуванні дерева цілей для виявлення й уточнення функцій керування говорять про „дерево цілей і функцій”. При структуризації тематики науково-дослідної організації зручніше користатися терміном „дерево проблем”, а при розробці прогнозів терміном „дерево напрямків розвитку (чи прогнозування розвитку)” або згаданим вище терміном „прогнозний граф”.
Метод дерева цілей орієнтований на одержання повної і відносно стійкої структури цілей, проблем, функцій, напрямків, тобто такої структури, яка мало змінюватиметься протягом певного періоду часу при неминучих змінах, що відбуваються в будь-якій системі, яка розвивається. Для досягнення цього при побудові варіантів структури варто враховувати закономірності цілеутворення і використовувати принципи і методики формування ієрархічних структур цілей і функцій.
Цілі випливають з об'єктивних потреб і мають ієрархічний характер. Цілі верхнього рівня не можуть бути досягнуті, поки не досягнуті цілі найближчого нижнього рівня. В міру переміщення вниз рівнями ієрархії цілі конкретизуються. У процесі побудови та використання дерева цілей необхідно прагнути чіткого і конкретного формулювання цілей, забезпечити можливість кількісної чи порядкової оцінки ступеня їхнього досягнення.
Цілі діяльності системи необхідно конкретизувати за часом і виконавцями, тобто загальний остаточний результат, якого прагне система, треба піддати декомпозиції на окремі задачі, що розв'язуватимуться в коротші терміни. Крім того мета, якої прагне, наприклад, фірма загалом, конкретизується для окремих підрозділів і ланок апарату керування. При цьому необхідно, щоб колектив кожного підрозділу чітко знав загальну (генеральну) мету і свою роль у її досягненні.
Структурування дає можливість деталізувати цілі і шляхи їхнього досягнення, виявити існуючі між ними взаємозв'язки, забезпечити визначену логіку розв'язання проблеми. В більшості випадків дерево цілей будується поетапно, згори донизу, шляхом послідовного переходу від вищого рівня до нижчого суміжного рівня, хоча існують методи побудови дерева одночасно „згори” - від розробників та керівництва, та „знизу” - починаючи від користувачів-виконавців, з наступною координацією отримуваних структур. Структурування дає можливість навіть при проведенні чисто якісного аналізу одержати нові ідеї, розкрити нові можливості рішення досліджуваної проблеми на різних рівнях керування.
Конкретизація цілей згори донизу повинна зростати: чим нижче рівень, тим в докладнішій формі формулюється мета - в деяких випадках вдається дістатися кількісної форми критеріїв.
Одним з варіантів побудови дерева цілей є наступний. Генеральну мету бажано записувати в наступному форматі:
[Дієслово-дія] [пояснення] [об'єкт] та/або
[Дієслово-дія] [пояснення] [об'єкт] та/або
....................................................................
[Дієслово-дія] [пояснення] [об'єкт].
Потім ціль розбивається на конкретніші підцілі, що записуються у тому ж форматі, декомпозиція цілей відбувається доти, поки підцілі не стануть об'єктивно вимірними, або ж коли подальша декомпозиція виявиться недоцільною.
Для перевірки повноти і внутрішньої несуперечливості дерева цілей застосовуються наступні правила:
При просуванні згори донизу деревом цілей підціль-нащадок утворюється шляхом відповіді на запитання „що потрібно зробити, щоб реалізувати безпосередню ціль-предок попереднього рівня?”
При просуванні знизу догори ціль вищого рівня повинна відповідати на запитання „для чого необхідна безпосередня підціль-нащадок”.
При розгляді множини безпосередніх підцілей-нащадків, необхідних для досягнення однієї цілі, необхідно уточнити, чи всі підцілі дійсно необхідні для її досягнення.
При розгляді множини безпосередніх підцілей-нащадків, необхідних для досягнення однієї цілі, слід уточнити, які ще безпосередні підцілі-нащадки необхідні для досягнення мети.
3.5.2. Метод PATTERN
Одним з перших методів системного аналізу, в якому були визначені порядок та етапи роботи зі структурою цілей у процесі прогнозування та планування, був метод PATTERN (PlanningAssistanceThroughTechnicalEvaluationRelevanceNumber), розроблений в RANDCorporationдля наукових робіт військового характеру.
Основними етапами PATTERN є наступні (рис. 5.1):
Дерево цілей
Сценарій
Перспективи розвитку науки і техніки
Коефіцієнти відносної важливості
Коефіцієнти стану розробки та строків
Коефіцієнти взаємної корисності
Рис. 5.1. Основні елементи PATTERN
розробка сценарію, що являє собою прогноз політичної картини світу на період, що планується;
розробка прогнозу розвитку науки і техніки (який може бути складовою частиною сценарію);
розробка дерева цілей шляхом визначення коефіцієнтів відносної важливості, коефіцієнтів стану розробки та строків, коефіцієнтів взаємної корисності;
опрацювання результатів оцінювання (розрахунок сумарних коефіцієнтів) та надання результатів особам, що приймають рішення.
Неформальний аспект методу відображається шляхом участі експертів на всіх етапах побудови дерева цілей. Формальну частину утворюють принципи, якими керуються експерти при побудові дерева цілей:
дерево цілей є структурою, що пов'язує між: собою як причину, так і наслідок - головні цілі системи з задачами, завданнями та засобами їх забезпечення;
змістовна частина дерева цілей будується на ґрунті складеного прогнозу - політичної картини світу на планований період;
не розглядаються розв'язані задачі, а також: задачі, розв'язання яких очікується в найближчі роки;
для елементів дерева обчислюються коефіцієнти відносної важливості (КВВ), коефіцієнти „стан-строк” (КСС) та коефіцієнти взаємної корисності (КВК).
0
-й рівень Х0
1
-й рівень
2-й рівень
……………………………………………………………………………………………
(n-1)-й рівень
n-й рівень
Рис. 5.2. Дерево цілей в методі PATTERN
Кожній підцілі дерева цілей відповідає КВК
що характеризує значимість цілі у всередині рангу і, 0 <
< 1, 
Значимість цілі всередині рангу може зростати в залежності від числа зв'язків з цілями вищого рівня та ваги цих зв'язків.Вважають, що КВК цілей першого рівня дорівнюють КВВ дуг, що виходять з кореня дерева - цілі X0,
, 
КВК для цілі X0 природно дорівнює одиниці. КВВ дуг завжди свідчать про значимість засобів (цілей нижчого рівня). Знаючи КВК цілей і-го рівня, з яких виходять дуги та КВВ цих дуг, можна визначити КВК цілей (і+1)-го рангу, які за умовою є засобами досягнення цілей і--го рангу. Для кожної цілі і--го рівня КВК є , а значення КВВ для дуг, що виходять з неї, 
, 1 <
< I(i+1)тобто для кожної такої цілі отримуємо вектор-стовпчик 
а всі вектор-стовпчики утворюють матрицю 
, 
, 
Ця матриця називається матрицею „цілі-засоби”. Знаючи вектор-стовпчик КВК для цілей (i+1)-го рівня р1, вектор КВК для цілей (/+1)-го рівня визначиться наступним чином:
Для двох останніх рівнів дерева цілей проводять дослідження з метою виявлення коефіцієнта „стан-строк”, що відображає стан розробки, яка досліджується, та можливий строк її завершення. Обчислені значення КВВ, КСС, КВК, а також цілі та підцілі дерева використовуються надалі для планування робіт з розподілу ресурсів, скеровуючи їх на досягнення генеральної цілі.Побудова дерева цілей в методі PATTERN базувалася на евристичному ґрунті, і виникали природні запитання про повноту представлення та ненадлишковість цілей кожного рівня, що привело до появи ряду інших варіантів методології побудови дерева цілей.
Тому при формуванні конкретних структур цілей запропоновано та використовуються наступні два прийоми формування верхніх рівнів дерева цілей.
Перший базується на концепції про відповідність складових двох шкал розвитку системи: просторової (цілі власне системи; цілі, що
визначаються взаємними відношеннями з найближчим середовищем; цілі, що ініціюються віддаленим середовищем) та шкали часу (поточні оперативні цілі, цілі найближчої перспективи, цілі віддаленої перспективи). Відповідність між цими шкалами відображена нижче (рис. 5.3).
| Простір | | | | |
| Віддалене середовище | | | | |
| Найближче середовище | | | | |
| Досліджувана система | | | | Час |
| | Поточний період | Найближча перспектива | | |
Рис. 5.3. Відповідність шкал простору та часу
Підцілі верхніх рівнів дерева визначаються діагоналлю матриці, і, отже, в залежності від конкретних умов є можливість обмежувати дерево за рахунок виключення, наприклад, відразу цілої гілки під-цілей віддаленої перспективи та віддаленого середовища, не змінюючи при цьому інших гілок дерева.
Другий прийом стосується випадку аналізу нової, неясної проблеми, і полягає в тому, що складові верхнього рівня структури дерева визначаються відповідями на наступні запитання (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Визначення складових дерева за допомогою запитань
Окрім того, доцільно формувати структуру дерева цілей шляхом уявлення його у вигляді піраміди з послідовним обходженням всіх її граней, повертаючись на новому витку до вже структурованих раніше гілок з врахуванням нового бачення проблеми.
Для побудови дерева цілей доцільно також використовувати загальні ознаки структурування для різних рівнів системи (рис. 5.5).
Принципи та ознаки структуризації, що пропонуються в різних методологіях, ґрунтуються на досвіді формування структур цілей. Розкриваючи одну й ту ж глобальну мету, різні аналітики можуть отримати різні ієрархічні структури, і це є природним, оскільки системний аналіз ґрунтується не лише на формальних процедурах та прийомах, але й на використанні інтуїції та досвіду фахівців. З іншого боку, рекомендації кваліфікованих системних аналітиків будуть близькими між собою.
Ознаки структурування
Концепції системи, наприклад спів падання віддаленості цілі в часі і просторі;
Сфери діяльності;
Структура діяльності;
Рівень ієрархії існуючої системи керування.
Верхні рівні
Політика
Види остаточного продукту;
Предмет діяльності;
Види діяльності;
Життєвий цикл діяльності з виробництва остаточного продукту;
Цикл керування
Наука
Конструкція;
Технологія;
Основні елементи системи (предмет діяльності, засоби діяльності, кадри) та взаємні зв’язки між ними;
„Частина-ціле”; „вид-рід”; „причина-наслідок” та інші ознаки класифікаторів;
Структура речення природної мови (хто, що, за допомогою чого, де, коли).
Техніка і технологія
Рис. 5.5. Побудова дерева цілей за ознаками структурування
РЕЗЮМЕ
Метод дерева цілей орієнтований на одержання повної і відносно стійкої структури цілей, проблем, функцій, напрямків, тобто такої структури, яка мало змінюватиметься протягом певного періоду часу при неминучих змінах, що відбуваються в будь-якій системі, яка розвивається. Для досягнення цього при побудові варіантів структури варто врахувати закономірності ціле утворення і використовувати принципи і методики формування ієрархічних структур цілей і функцій. Структурування дає можливість деталізувати цілі і шляхи їхнього досягнення, виявити існуючі між ними взаємозв’язки, забезпечити визначену логіку розв’язання проблеми.
Структуру дерева цілей доцільно формувати шляхом уявлення його у вигляді піраміди з послідовним обходженням усіх її граней, повертаючись на новому витку до вже структурованих раніше гілок з врахуванням нового бачення проблеми, а також використовувати загальні ознаки структурування для різних рівнів системи.
Питання для самоконтролю
1. На чому ґрунтується метод дерева цілей?
2. У чому полягають особливості цілей при застосуванні методу дерева цілей?
3. Яке значення має структурування у процесі побудови дерева цілей?
4. Як перевірити повноту та внутрішню несперечливість дерева цілей?
5. За якими основними етапами реалізується метод РАТТЕRN?
6. Що є формальною складовою методу РАТТЕRN?
7. Які прийоми використовуються при формуванні верхніх рівнів дерева цілей та в чому їх суть?
8. Які ознаки структурування використовуються на різних рівнях системи для побудови дерева цілей?