SEBoKでのソリューション管理

大学生向けのシステム分析コースのSEBoKの翻訳を続け、彼はSEBoKの別のセクション-意思決定管理（元の-意思決定管理）を翻訳しました。 この章には、より実用的な例が含まれており、システム分析の方法と原理の説明よりも現実に近いものです。



この章では、多変量解析に基づく意思決定プロセスについて説明し、価値重視の思考を促進します。



システムエンジニアリング（システムエンジニアリング）には、多くの利害関係者、複雑な競合する目標、不確実性の大部分、重大な結果など、多くの複雑なソリューションが含まれます。

このような状況では、適切な意思決定には、正式な意思決定管理プロセスが必要です。 意思決定管理プロセスの目的（ISO / IEC 15288：2008）：

「...ライフサイクルの任意の時点で一連の代替ソリューションを特定、記述、評価し、最も収益性の高い活動領域を選択するための構造化された分析フレームワークを提供します。」

通常、決定（機会）が必要な状況は、システムのライフサイクル全体を通じて発生します。 意思決定管理方法は、システムエンジニアが代替案を評価する際に最もよく使用されます。 代替案の研究は、利害関係者の要件を特定、測定、評価して、意思決定者が競合する目標間の最適なバランスを表すオプションを見つけやすくすることを目的としています。

考慮された解決策を論理的な部分に分解し、これらの部分を合成して単一の全体に戻す手法を使用して、意思決定者は問題を不必要に単純化することなく、意思決定者が人が理解できるレベルで作業することができます。

さらに、共通の問題を分解することにより、専門家は、対象分野内の代替オプションを評価できる場合があります。

意思決定管理プロセス

意思決定分析プロセスを以下の図1に示します。 意思決定管理プロセスは、次のようないくつかの「ベストプラクティス」に基づいています。

• 意思決定分析の数学的手法を使用して代替案を研究する。 パーネル（2009）。
• 1つの主要なソリューションモデル（マスターモデル）を開発し、その後、必要に応じて改良、更新、使用して、ライフサイクル全体で代替案を評価します。
• Value-Focused Thinking（VFT）を使用して、最適な代替手段を取得します。
• 各決定に対する不確実性の識別とリスク評価。

図の中心には、生産性、成長の可能性（スケーラビリティ）、スケジュール、開発および供給コスト、メンテナンスコストの5つの領域が示されています（時計回り）。 10個の青い矢印は意思決定プロセスのタスクを表し、緑の背景の白いテキストはシステムエンジニアリングプロセスの要素を表します。 相互作用は、小さな破線の緑または青の矢印で示されます。

決定分析プロセスが繰り返されます。 各段階を説明するために、次のセクションではUAV作成の問題について説明します（ 注の翻訳 ：このセクションでは、UAV作成の要件と目標については説明しません。直接の比較プロセスのみです。したがって、たとえば、インジケーターの重みの分布は不合理に見える場合があります） 。

決定の制約と適応（決定コンテキスト）

チームがソリューションのコンテキストを完全に理解できるように、アナリストはシステムの基本的な指標、境界、およびインターフェースを説明する必要があります。 決定コンテキストには、システムの説明、ライフサイクルステージ、決定ステージ、意思決定者と利害関係者のリスト、利用可能なリソースが含まれます。 システムのライフサイクルの観点から意思決定問題の定式化を決定することが最善です。

要件と指標の開発

重要な決定を下すことがどれほど難しいかを判断しましょう。 ラルフキーニー（2002年、MIT教授）：

「最も重要な決定には複数の目標があり、通常、多目的ソリューションではすべてを達成することはできません。 他の要件をより多く満たすために、一部の要件を満たしていないことを余儀なくされます。 しかし、どれだけ多く達成することに同意しますか？」

まず、たとえば、ドメインエキスパート（「専門家」）および利害関係者とのインタビューおよびフォーカスグループを使用して、要件と指標を決定する必要があります。 システムエンジニアリングの代替案を評価する場合、利害関係者の価値には、パフォーマンス、開発スケジュール、コスト、サポートコスト、および開発の見通しに関する競合する要件が含まれることがよくあります。 企業では、各株主の要件もこのリストに含める必要があります。



パフォーマンスの観点から、機能分解は潜在的な目標の詳細なセットを取得するのに役立ちます。 この中核的な目標のリストは、各目標が本当に重要かつ制御可能（管理可能）であり、セット全体が完全であり、冗長、簡潔、具体的、理解可能でないことを検証する必要があります（Edwards et al。2007）。 図2は、目標階層の例を示しています。





図2.基本的な要件の階層（INCOSE DAWG 2013）。



各要件について、この要件の観点から各オプションの価値を決定するための指標を定義する必要があります。 指標（プロパティ、評価基準、およびメトリック）は、明確で、包括的で、一貫性があり、有効で、理解可能である必要があります（Keeney＆Gregory 2005）。

多変量（多目的）意思決定分析の定義機能は、インジケーターのスペースから値のスペースへの移行です。 遷移は、評価関数（値関数、 およその変換 。：私たちの文献では、用語「望ましさ関数」が使用されます ）を使用して実行されます。これは、測定のスケールと評価範囲を組み合わせます。

評価関数を作成するときは、指標スケール（x軸）の「ウォークアウェイポイント」を評価スケール（y軸）で0に設定する必要があります。 「失敗点」はそのような測定結果であり、他の結果に関係なく、意思決定者はこの決定を拒否します。 測定評価は、代替オプションが価値の追加を停止するポイントまで決定されます。これは、「達成可能な目標」（ストレッチ目標、理想）としてマークされます。 その後、セグメントは評価尺度（y軸）で100ポイント（または1、10）までマークされます。

図3は、最も一般的な曲線を示しています。 評価機能の形式の根拠は、追跡と保護のために文書化する必要があります。



多基準意思決定分析の数学では、重みがメトリックの重要性とその範囲（「障害点」から理想値まで）に依存する必要があります。 重みの優先順位を決定するための便利なツールは、スイングウェイトマトリックスです。 各インディケーターについて、宣言された、クリティカルな、または可能性のある機能に対応するかどうかを判断することにより、その重要性が考慮されます

既存の実装と必要なものの間のギャップ。 その結果、メジャーの名前が対応するマトリックスセルに設定されます（図4）。



最も優先度の高いメトリックは、左上隅に配置され、非正規化重みは100です。非正規化重みは、マトリックスの右下隅に向かって減少します。 重量変動は、最も重要な測定値または他の測定値と比較することにより推定されます。 重みは、次のセクションで使用されるモデル全体で合計1に正規化されます。



正規化は次の式に従って実行されます。





どこで：

• w_i-インジケーターの重み（正規化）;
• f_iは、インジケーターの異常な重みです。

代替案を作成する

ソリューションの全領域をカバーする代替オプションの創造的で包括的なセットを作成するために、代替作成テーブル（「モルフォロジカルボックス」とも呼ばれる）の開発を検討します。 これは、システムの製品のセマンティック構造を確立し、ソリューションのプレゼンテーションで使用するための最良の方法です（図5）。

決定論的（因子）分析を使用した代替案の評価

目標と測定基準が確立され、代替案が特定されたら、問題解決チームは、実データ、テスト結果、モデル、専門知識を持つ対象の専門家を雇う必要があります。 推定値は、各代替メトリックの組み合わせの評価シートに最適に記録されます。これには、評価のソースと主な理由（説明）が記載されています。 図6は、一連​​の評価を示しています。





見つかった代替案に加えて、評価マトリックスには完全なソリューションの行が含まれています。 理想とは、目標志向の思考の道具であり、これは後で検討されます。

結果の合成

次に、以前に開発した評価関数を使用して、測定値を評価テーブルに変換できます。 カラースキームは、異なるオプション間のトレードオフの値を視覚化し、どの場合にオプションを開発する必要があるかを判断するのに役立ちます（図7）。





各選択肢の最終スコアは、次の式を使用して計算されます。



どこで：

• V（x）-代替の評価。
• i = 1〜nは、メトリック（基準）の数です。
• xiは、i番目の基準による代替の値です。
• vi（xi）は、推定xi（1次元推定）の値です。
• wiは、8番目の基準の重みです。
• すべてのwiの合計は1です。 。

コンポーネント別の値のチャート（図8）には、総合スコアと、各オプションの各スコアに対する加重スコアの寄与が表示されます。





システムエンジニアリングソリューションの管理プロセスの中心にあるのは、代替案の分析、利害関係者のすべての要求（価値）を評価する能力です。 図9の利害関係者の価値スプレッドシートは、各選択肢の5つの次元を示しています。

• 原価
• 機能性
• 実装リスク;
• 開発の見通し;
• 運用および保守コスト。

各代替システムは、散布図上のマーカーで表されます（図9）。

• コストと機能はX軸とY軸に沿ってレイオフされます。
• 実装のリスクは、マーカーの色で示されます（緑=低、黄色=中、赤=高）。
• 開発の見込みは、対応するマーカーの上にある「帽子」の数として表示されます（1「帽子」=低、2 =中、3 =高）。

不確実性の特定と確率的分析

評価の一環として、専門家は独立変数の不確実性について議論する必要があります。 独立変数は、1つ以上のスコアポイントに影響する変数です。 このような推定値は独立と呼ばれます。 多くの場合、専門家は、低、中、または高の機能を想定して、高、許容、および低の境界を評価できます。 これらのデータを使用するモンテカルロ法は、不確実性の影響を要約し、決定に最も影響を与えるランダム変数を決定するのに役立ちます。

ランダム変数の効果の決定-リスクおよび感度分析

意思決定の分析では、線形、「トルネード」、「ウォーターフォール」（ 概算： 「ブリッジ」と呼ばれることが多い ）ダイアグラムや、モンテカルロ法、決定木、影響ダイアグラムなどの不確実性分析のいくつかの方法を含む感度分析の多くの形式が使用されます 。

折れ線グラフは、重みの変化に対する感度を示すために使用されます。 図10は、機能評価を分析するためにモンテカルロ法を適用した結果を示しています。

代替案の開発

代替案の分析のために得られたデータは、いくつかの決定を変更する可能性を開き、以前に未知の値を宣言し、および/またはリスクを減らす可能性が最も高いでしょう。 最初の結論を使用して新しい代替案を作成すると、意思決定の「バリアント指向の思考」から「ターゲット指向の思考」への移行プロセスが開始されます。

妥協の議論

これは、意思決定分析チームが主要なトレードオフと最も重要な不確実性とリスクを特定するプロセスのポイントです。

提言の提出と行動計画の実施

ソリューションが実装される可能性を高めるために、明確に定式化された特定のタスクのリストの形式で推奨事項を説明することがしばしば役立ちます。 レポートは、履歴の追跡と将来の意思決定に重要です。

時間と労力をかけて、研究結果とその正当性の詳細な説明を含む、包括的で質の高いレポートを作成してください。 電子形式の動的リンクを使用して、紙のレポートの静的ページを拡張する可能性を検討してください。