Методы разработки проектов решения проблемы

При решении проблем и разработке технических новшеств применяются в различных сочетаниях эмпирические и теоретические методы.

К эмпирическомуотносят знание, полученное в результате материальной практики или благодаря некоторому непосредственному контакту с действительностью. Эмпирическими методами познания называют наблюдение, измерение, эксперимент (натурное испытание), результаты которых обрабатываются с использованием методов выборки и группировки показателей, сравнения, ретроспективного анализа, экспертных оценок и др.

Теоретическое знание является результатом обобщения, абстрагирования, введения идеализированных объектов, математизации и т.п. К теоретическим методам относят использование аналогии, логического обоснования, гипотезы, применения сравнительного анализа, разнообразных моделей и т.п.

В процессе исследования проблемы и поиска ее решения возможны действия, связанные с рутинным, формальным перебором вариантов по заданным правилам. Часто такой формальный подход называют методом проб и ошибок, который не только связан со значительными временными и материальными затратами, но и не всегда позволяет достичь результата.

Впервые метод проб и ошибок был описан Э. Торндайком в 1898г. применительно к животным, как способ их научения. Основывается он на закреплении случайно совершенных двигательных и мыслительных актов, за счет которых была решена значимая для животного задача. В следующих пробах время, которое затрачивается животным на решение аналогичных задач в аналогичных условиях, постепенно, хотя и не линейно, уменьшается, до тех пор, пока не приобретает форму мгновенного решения.

Люди же всегда реализуют свои действия целенаправленно и конструктивно. Поэтому формальные приемы и методы исследований и разработки проектов решения проблемы в чистом виде не реализуются. Чем выше квалификация исследователя, тем в меньшей мере в его исследовании проявляется формальный подход и в большей мере эвристический.

Эвристика (от греч. heurisko - отыскиваю, открываю) - совокупность приемов и методов, облегчающих и упрощающих решение познавательных, конструктивных, практических и научных задач. Эвристикой называют также специальную научную область, изучающую специфику творческой деятельности[8].

В общем, в качестве эвристических средств используются общие утверждения и формулы, аналогии, индуктивные методы, правдоподобные умозаключения, наглядные модели и образы, мысленные эксперименты и т.п. Из всех наиболее распространенных методов исследований можно выделить такие, которые относятся только к эмпирическим или только к теоретическим. Некоторые из них реализуемы как в случаях формального подхода, так и в случаях эвристического подхода. Другие – только при одном из этих подходов (табл.7.1).

Большинство из отраженных в таблице методов известны исследователям, работающим в технико-технологических сферах деятельности. Поэтому имеет смысл акцентировать внимание только на методах исследований, применяемых в основном в социально-экономических науках.

Таблица 7.1. Классификация наиболее распространенных методов научного исследования и разработки решений по научно-техническим и практическим проблемам

Расчетные и расчетно-конструктивные методы по своей сути являются методами, использующими известные алгоритмы и формулы. Наиболее распространенной областью их применения является анализ ситуации, состояния объекта исследования с тем, чтобы от возможного множества показателей состояния отдельных составляющих объект исследования и окружающей его внешней среды перейти к группам единообразных показателей, например с использованием выборочного метода и метода группировки показателей, балансового и др. Рассмотрим некоторые из них.

Выборочный метод – метод математической статистики, при котором свойства системы или совокупности определяются путем изучения части системы или совокупности, отобранной случайным образом.

Метод группировки показателей – метод обработки и анализа экономических параметров, суть которого состоит в распределении анализируемых параметров на группы по функциональным существенным признакам и проведении анализа каждой группы в отдельности с учетом всех внешних взаимосвязей.

Морфологический метод – метод, опирающийся на метод группировки показателей, как правило, в форме матрицы, предназначенный для поиска вариантов наиболее приемлемых решений на основе комбинирования различных вариантов путем включения в каждую комбинацию по одному показателю из каждой группы. При этом многие альтернативы оказываются отброшенными, но некоторые комбинации нередко выводят на перспективные решения.

Балансовый метод – метод анализа, суть которого состоит в сравнении противостоящих и уравновешивающих друг друга факторов (например, производство и потребление, доходы и расходы, активы и пассивы и т.д.).

Методы экстраполяции опираются исключительно на математические методы выявления некоторой тенденции в поведении исследуемого объекта, изменения одного или нескольких характерных параметров, связанных с каким-то общим параметром (чаще всего временным). Определения на основе этой тенденции ожидаемого состояния, параметров объекта в исследуемом направлении, например в будущем. При этом имеются вполне конкретные условия, определяющие возможности предсказания и точность экстраполяции.

Метод ретроспективного анализа по своей сути, как и методы экстраполяции, направлен на прогнозирование развития социально-экономических объектов. Но в отличие от экстраполяции он оперирует как с количественными, так и с качественными характеристиками социально-экономических объектов и явлений. В нем большое значение имеет учет факторов внешней среды объекта (явления). Экстраполирование возможно, но только в части, касающейся количественно определяемых параметров. При этом объем представлений об объекте (явлении) за предшествующий период, каким бы полным он не был, не всегда позволяет составить более или менее однозначное представление о состоянии объекта (явления) в будущем, тем более на отдаленную перспективу.

Метод экспертных оценокв целом являются одними из самых распространенных методов, применяемых при решении многих социально- экономических проблем. Особенно в случаях, когда имеются ограниченные возможности в использовании иных методов, опирающихся на численные или иные вполне однозначные, стандартизированные и им подобные показатели.

К мнению экспертов (высококлассных специалистов в сфере знаний, касающихся изучаемого явления) приходится прибегать во многих сферах человеческой жизни и деятельности. Самым понятным примером экспертной оценки является судейство в фигурном катании или гимнастике, когда итоговая, относительно объективная оценка каждого выступающего в баллах рассчитывается исходя из оценок каждого судьи. При принятии градостроительных решений также часто используется метод экспертных оценок. Оценку перспективности производства того или иного нового товара также производят, опираясь на экспертные оценки наиболее компетентных маркетологов.

Метод анкетированиямногие специалисты относят к методам экспертных оценок. С помощью правильно сформулированных анкет можно делать оценки ситуаций и как-то прогнозировать их развитие.

Однако в качестве самостоятельного метод анкетирования выделяют как метод сбора информации, отсутствующей в формализованном виде или для оперативной «мягкой» (с некоторой приемлемой точностью) оценки ситуации. Опрос осуществляется либо представительного большинства людей – носителей информации (не менее 2/3), либо небольшой представительной части лиц (репрезентативная выборка). При этом исследователи должны помнить, что все выводы, опирающиеся на такую информацию, обладают не очень высокой точностью и ни в коем случае нельзя допускать того, чтобы вероятность их правдоподобия была ниже 1/2!

Метод мысленного экспериментана настоящем этапе развития науки является одним из наиболее распространенных в проведении теоретических исследований. Чаще всего он применяется для проверки достоверности полученных теоретических знаний путем мысленного создания каких-то хорошо объяснимых конкретных условий и оценки в них поведения исследуемого объекта, описанного с помощью выдвинутых знаний (сформулированных законов, зависимостей и т.п.). В частности, проверки на граничные условия.

Проверка на граничные условия заключается в мысленном представлении того, что исследуемый объект оказывается в ситуации с исходными изменяемыми параметрами, например, либо в нулевой точке, либо в бесконечности. Возможно и иной точке, являющейся для поведения этого объекта абстрактно граничной.

Методы логического обоснования. Очень распространенными и важными являются логические методы выведения суждений на основании имеющихся фактов, обнаруженных связей между этими фактами, хорошо известных научных теорий и практических результатов и т.п. Нельзя говорить о том, что и в рассмотренных выше методах не используется логика. Однако главенствующую роль она играет в методах логического обоснования.

В правильном рассуждении заключение вытекает из посылок с логической необходимостью, общая схема такого рассуждения выражает логический закон. Рассуждать логически правильно - значит рассуждать в соответствии с законами логики. Логика не просто перечисляет некоторые схемы правильного рассуждения. Она выявляет различные типы таких схем, устанавливает общие критерии их правильности, выделяет исходные схемы, из которых по определенным правилам могут быть получены другие схемы данного типа, исследует проблему взаимной совместимости схем и т. д.

Аксиоматический метод - способ построения научной теории, при котором какие-то положения теории избираются в качестве исходных, а все остальные ее положения выводятся из них чисто логическим путем, посредством доказательств. Это способ определения объектов и отношений между ними.

Положения, доказываемые на основе аксиом, называются теоремами.

Доказательство в такой теории представляет собой последовательность формул, каждая из которых либо является аксиомой, либо получается из предыдущих формул последовательности по одному из принятых правил вывода. К аксиоматической формальной системе предъявляются требования непротиворечивости, полноты, независимости системы аксиом и т. д.

Аксиоматический метод является лишь одним из методов построения научного знания. Он имеет ограниченное применение, поскольку требует высокого уровня развития аксиоматизируемой содержательной теории. Как показал известный математик и логик К. Гёдель, достаточно богатые научные теории (напр., арифметика натуральных чисел) не допускают полной аксиоматизации.

Аксиоматический метод используется в математике, логике, а также в отдельных разделах физики, биологии и др.

Дедукция - (от лат. deductio — выведение) — выведение частного из общего по правилам логики. Путь мышления, цепь умозаключений (рассуждение), звенья которых (высказывания) связаны отношением логического следования, которая ведет от общего к частному, от общего положения к особенному.

Посылками (началом) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений («общее»), а концом - следствия из посылок, теоремы («частное», «особенное»). При этом общей формой дедукции является умозаключение, в котором из двух данных суждений (посылок) получается третье (вывод), посылки которого образует указанное общее положение, а выводы — соответствующее частное суждение.

Дедукция - умозаключение, в котором связь посылок и заключения опирается на закон логики и в котором заключение с логической необходимостью следует из посылок. Если посылки дедукции истинны, то истинны и ее следствия.

Дедукция - основное средство доказательства полученного результата, например теоремы.

Дедукция, или дедуктивный метод, применяется только в естественных науках, особенно в математике.

Индукция (от лат. inductio - выведение) – процесс логического вывода на основании перехода от частных положений к общим. Умозаключение от фактов к некоторой гипотезе (общему утверждению).

Однако в индукции связь посылок и заключения не опирается на логический закон, в силу чего заключение вытекает из принятых посылок не с логической необходимостью, а только с некоторой вероятностью. Индукция может давать из истинных посылок ложное заключение. Ее заключение может содержать информацию, отсутствующую в посылках.

При решении хорошо структурированных проблем управления наиболее распространены расчетно-конструктивные методы, используемые в совокупности с методами объективного наблюдения, практического эксперимента и сравнения, экстраполяции, моделирования и классической логики.

Методы экспертных оценок зачастую используются при решении слабо структурированных и, особенно, неструктурированных проблем. Экспертные оценки, как правило, опираются на эвристический метод исследования и могут дополняться методами анкетирования, мысленного эксперимента, ретроспективного анализа, дедукции, восхождения от абстрактного к конкретному.