Ledelse og Erhvervsøkonomi/Handelsvidenskabeligt Tidsskrift/Erhvervsøkonomisk Tidsskrift, Bind 42 (1978) 1

Adaptiv multimalkontroll - idéunderlag, implementeringsprinciper och relevans för problemlösning

Christer Carlsson *)

Side 51

Med ett problem forstår vi vanligen en situation i vilken vi har flera mojliga handlingsalternativ vilkas foljder inte år helt kånda for oss - så att vår kunskap kan variera från en nåstan total okunskap till en rått hog grad av såkerhet om foljderna. Dessutom år det nodvåndigt att vi kan formulera någon typ av preferenser for foljderna; år foljderna likgiltiga for oss år problemet inte meningsfullt vilket vi hår skall jåmstålla med att vi inte har något problem.

En foretagsekonoms fråmsta ambition år att utforska, beskriva, forklara och forutsåga utvecklingen i samspelet mellan foretaget och dess omvårld, och att forklara hur detta samspel skall kunna bibringas något beståmt utvecklingsmonster. Existerar det olika programalternativ for att skapa detta monster, och anger foretaget någon typ av preferenser for olika mojliga utvecklingsmonster, har vi en problemsituation. En losning till ett problem består i att vi tillråckligt val lårt kånna foljderna av de olika handlingsalternativen, på basen av våra preferenser kunnat urskilja ett eller flera alternativ som »de basta«, och kunnat omsåtta dessa alternativ i praktisk verksamhet.



*) Ekon. dr., Lectio præcursoria vid doktorsdisputation den 21.05.1977 vid Handelshogskolai vid Åbo Akademi.

Side 52

Den metod foretagsekonomisk teoribildning vanligen rekommenderar
for problemlosning kan karaktariseras som reduktionistisk, mekanistisk
och som en exponent for ett analys/syntesforfarande:

- reduktionismen bygger pa antagandet att alia aspekter pa en problemsituation
kan reduceras, dekomponeras eller sonderdelas i element,
sa att man genom ett,

- analys/syhtesforfarande kan beskriva dessa element, och/eller forklara
deras funktion, och genom att sammanfoga delforklaringar kan fa
fram en bild av utgangssituationen; harvid efterstravas en,

- (rnekanistisk) forklaringsmodell som bygger pa enkla orsaks- verkan
samband.

Denna metod påminner osokt om t.ex. felsokning i en bilmotor så att
problemsituationen »for stor oljekonsumtion« återfors på cylinderpackningen,
oljeringarna, vevstakslagren etc.

Den mest utvecklade tillåmpningen i foretagsekonomisk teoribildning av denna metod, operationsanalysen, har kunnat producera en serie effekt iva och eleganta instrument for problemlosning, ss. lineår programmering for taktiska planeringsproblem, kodmodeller for att reglera kosituationer, lagermodeller for att bemåstra lagerhållningsproblem, dynamisk programmering for sekvensproblem, osv. Den verklighet som moter våra problemlosningsinstrument har dock visat sig vara mera komplex, och svarare att hantera, an den for vilken våra tekniker skulle vara mest lampande. Dårfor har operationsanalysens modeller inte i alia avseenden kunnat uppfylla de krav vi ståilt på dem.

En ioljd av detta ar att det under 1970-talet uppstatt en kraftig och vederhaftig kritik mot operationsanalysens metod. En kritik som gatt ut pa att metoden inte lampar sig for »verklig« problemlosning. Nagra a\' karnpunkterna i kritiken ar,

- att då vi i vår analys utnyttjar lineåra samband mellan några få variabler år detta en for stor forenkling av en verklighet som representeras av diffusa samband mellan dåligt strukturerade begreppskomplex,

- att då vi konstruerar en statisk bild av ett komplext sammanhang for
att komma åt med ett analysverktyg, då skulle vi komma betydligt
nårmare verkligheten med att utnyttja dynamiska samband,

Side 53

- att dar vi for art losa ett ekvationssysrem foredrar deterministiska
samband, kraver en realistisk avbildning stokastiska samband,

- att dår vi bedomer relevansen for en problemlosning med avseende
på en målsåttning, dår borde vi simultant beakta flera mål,

- och att dår vi opererar med begrepp av en enda klass skulle en råttvisande
bild av problemsituationen kråva att vi utnyttjar begrepp av
olika klasser.

Och enligt kritiken upptråder inte dylika situationer var for sig som exklusiva objekt for avancerade ovningar i kreativt problemlosande - de upptråder tvårtom i komplex och år exempel på sk. vardagsproblem.

Ackoff (1974) har introducerat begreppet »mess«, som han foreslår att kunde ge en ganska tråffande beskrivning av vad ett problem egentligen år. En »mess« år ett komplex av problemsituationer som samverkar, så att håndelse- eller handlingsalternativen år invåvda i varandra, och foljderna av dem samverkar slumpmåssigt eller systematiskt antingen vid en tidpunkt eller over en tidsperiod.

For att angripa ett dylikt komplex ar var vanliga problemlosningsmetodik
inte helt relevant; for ett komplex galler namligen, att

- en helhet har egenskaper som ar helhetsberoende och som gar foilorade
om denna bryts sonder (t.ex. genom ett analysforfarande);
egenskaper som inte atervinns ens genom en syntes,

- manga observerade effekter har inte bara en »lorklarande« orsak, utan bygger pa en samverkan mellan flera orsaker som samtliga ar nodvandiga, men av vilka ingen ensam ar tillracklig for att »forklara« effekten,

- perspektivet pa en helhet (t.ex. ett »problem«) forandras om man ser
den som en del av en storre helhet,

vilket for med sig att en metod som år reduktionistisk och mekanistisk
orått anvånd kan fororsaka de mest oanade effekter.

Ackoff (1974) introducerar begreppen expansionism, syntes och teleologi
som centrala karaktåristikor for en metod som kunde utnyttjas for att
angripa en »mess«:

- expansionismen utgar fran att alia aspekter pa en situation eller ett
tillstand borde uppfattas som delar av en storre helhet,

Side 54

- en stravan till svntes ar ett forsok att lorklara observationer som delar
av en stone helhet och att harleda deras egenskaper fran denna,

- ett teleologiskt betecnde ar malsokande eller andamalsenligt. Expansionism och svntes kan vi aterge med hjalp av systemteonns begrepp, medan det ar kant att adaptiva funktioner och sok-ldrfunktioner under vissa fbrutsattningar kan karaktariseras som teleologiska (jfr. Ashby, 1970).

Om en »mess« år en tråffande beskrivning av ett problem, och traditionell problemlosningsmetodik i foretagsekonomisk teoribildning inte år relevant for att angripa en »mess«, foljer att en metod for att behandla en »mess« skulle utgora ett våsentligt tillskott till foretagsekonomisk teoribildning, och skulle bidra till att utveckla våra problemlosningsinstrument i riktning mot en hogre grad av realism. For en foretagsekonom år det en relevant uppgift att forsoka utveckla en sådan

Det återstår då att introducera begrepp som kunde tjåna som en formedlande lånk mellan foretagsekonomisk teoribildning och de rått allmånna begreppen »expansionism«, »syntes« och »teleologi«; som redan antytts skall hår utnyttjas systemteori och principerna for adaptiva och sok-lår funktioner.

Adaptiv multimålkontroll - en intuitiv beskrivning

Ett system år en mångd av element som samtliga påverkar och påverkas av minst ett annat element via en mångd av relationer. Element som har någondera av - men inte båda - dessa egenskaper såges bilda systemets omgivning. Dessa två enkla definitioner år en del av grunden for systemteorin och år centrala for konstruktionen av systemmodeller; vi skall hår utnyttja systembegreppet for att introducera adaptivitet och adaptiv multimålkontroll.

Adaptivitet innebår våsentligen en formåga hos ett system att anpassa
sig sjålvt eller påverka sin omgivning så att systemets funktion inte
stors av foråndringar i dess omgivning och/eller struktur.
En gepard som jagar en antilop anpassar sina roreiser både till antilopenslopp
och till dess flyktrutt, dvs. till dess forvånrade rorelse. Ett
foretag som noterat en kraftig forsåljningsminskning av en produkt X

Side 55

pa marknaden A, reagerar med att andra sin marknadsfbringsinsats for X fran »passiv« till »aggressiv«. Vi beskriver vanligen gepardens rorelse som malsokande medan foretagets atgarder, kan karaktariserassom andamalsenliga; bade geparden och foretaget kan sagas visa adaptivt beteende,

Med ett systems funktion forstår vi en serie tillståndsåndringar i systemets
element och relationer, som antingen år simultana for en tidpunkt
eller foljer varandra i sekvens under en tidsperiod.
Ett system kan sagas kontrollera ett annat system, eller sig sjålvt, om
dess funktion år nodvåndig och/eller tillråcklig for att påfora det andra
systemet (eller sig sjålvt) enviss funktion, och denna år nodvåndig
och/eller tillråcklig for att realisera ett eller flera relevanta mål (jfr.
Ackoff, 197 1). Med mål skall vi i ett systemsammanhang forstå att systemet
befinner sig i ett tillstånd - som defmeras av elementens och relationernas
tillstånd - som år i någon mening onskvårt.

Vi kan dårefter koppia samman de två begreppen och får då adaptiv kontroll: Ett system kontrollerar ett annat system (eller sig sjålvt) adaptivt om det kan utveckla en funktion som utgor en verksam respons till en påverkan på systemet, och funktionen innefattar nodvåndiga och f eller tillråckliga forutsåttningar for att realisera ett eller flera relevanta mål.

Om ett system som utover en adaptiv kontroll opererar med flera mål, så att dessa skall realiseras antingen alia samtidigt eller på något sått turvis under en viss tidsperiod, år kontrollen en adaptiv multimålkontroll.

Implementeringsprinciper

For att utnyttja adaptiv multimålkontroll - och teleologiska funktioner overhuvudtaget - i ett foretagsekonomiskt sammanhang år det nodvåndigt att utveckla ett implementeringsunderlag. Det har nåmligen visat sig att forsoken att »oversåtta« begrepp och begreppshelheter från kontrollteorin, och från teoribildnihgen omkring teleologiska funktioner, vanligen resulterar i verbalt tilltalande men innehållsmåssigt intetsågande begrepp.

Side 56

Vi konstaterade ovan att Ackoffs »mess« rått tråffande kunde beskriva det vi vanligen kallar ett »problem« ; en »mess« kan återges som ett system av problem (jfr. Ackoff, 1974). Det har också visat sig att man genom låmplig bearbetning av systembegreppet kan utnyttja det for att få fram en relevant beskrivning av t.o.m. mycket komplexa sammanhang (jfr. Mesarovic, 1975, Carlsson, 1977). Det forefaller dårfor att vara en anvåndfjar idé att prova hur ett systembegrepp kunde utnyttjas som implementeringsunderlag. År det anvåndbart kan vi både beskriva »problem« och utvecklaen problemlosningsmetod.

Det systembegrepp vi introducerat i detta sammanhang år uppbyggt omkring dementen aktivitetsenhet, intra- och interrelation, och har egenskaper som år rått tilltalande for ett angrepp på en »mess« (jfr. Carlsson,

- det ger mojligheter till bade en statisk och dynamisk systemstruktur,

- det gor det mojlighet att uttnyttja beskrivningar pa olika aggregeringsnivaer,
t.o.m. samtidigt,

- det kan helt aterforas pa mangdteoretiska begrepp och ar darfor
operationaliserbart.

Specieilt den sistnåmnda egenskapen år våsentlig for ett implementeringsunderlag
for en adaptiv multimålkontroll.

Det har visat sig mojligt att med detta systembegrepp återge en flermålsituation som systemtillstånd, i vilka aktivitetsenketerna skall anta »varden« (dvs. tillstånd) som satisfierar krav från flera olika mål, antingen simultant eller i någon onskad sekvens.

En adaptiv multimålkontroll kan dårefter implementeras som en eller
flera rutiner, som,

- for en eller flera aktivitetsenheter registrerar awikelser fran ett tillstand
som skulle motsvara att ett eller flera malkrav ar uppfyllda,

- bestammer hur stora korrigeringar som ar nodvandiga for att malkraven
skall satisfieras,

- beaktar samspelat mellan aktivitetsenheterna i systemet och ev. andra

- gcnomfor relevanta korrigeringar, och

- fortsatter processen tills samtliga malkrav ar uppfyllda, antingen simultant
eller minst en gang under ett avgransat tidsintervall.

Vi skall i det foljande se hur detta kan realiseras i mera praktiskt orienterade

Side 57

Relevans för problemlösning

For att den skisserade metoden skall kunna utnyttjas for praktiska
problemlosningsandamal bor en rad fbrutsattningar vara uppfyllda:

- en aktuell problemsituation skall kunna beskrivas i termer av ett
operationaliserbart systembegrepp,

- varierande preferenser och onskemål, som uppfattas som relevanta
for problemsituationen, skall kunna formuleras som mål och implementeras
i systemtermer,

- systemmodellen bor vara operationaliserbar, t.ex. med ett ekvationssystem
eller med en datorbaserad, systemsimulerande modeli,

j J J
- det bor vara mojligt att infora funktioner som kan realisera en adaptiv
multimålkontroll i systemmodellen,

- om fler an en adaptiv kontrollfunktion utnyttjas for att realisera en
adaptiv mulitmålkontroll bor de kunna samordnas till en enhetlig,
global adaptionsprocess.

Trots att dessa forutsåttningar år båda rått restriktiva och avancerade, medfor de att metoden i princip år anvåndbar for både en tidsberoende och en tidsoberoende problemlosningsprocess, så att en adaptiv multimålkontroll kan implementeras for en tidpunkt eller ett tidsintervall, och systemmodellen kan utgora en statisk eller dynamisk avbildning av problemsituationen.

En systemsimulerande modell - programmer^d i Fortran, Algol, Simula 67 eller motsvarande - skall återge både ett systems struktur och dess funktion. En rutin eller funktion som skall realisera en adaptiv multimålkontroll i modellen får då formen av en algoritm, eller ett program komponerat av en serie enkla heuristiska regler (jfr. Carlsson, 197 7). Kontrolfunktionen eller -rutinen kan konstrueras som en centraliserad, global, funktion eller vara uppspjålkt på en mångd av samordnade, lokala, funktioner.

Det år i princip också mojligt att avbilda olika aspekter på en problemsituationmed traditionella operationsanalysmodeller och samordnadem i en systemram: men hår kan differenser i begreppsbildningenoch inkompabilitet mellan algoritmernas losningsrum medforaproblem. Ytterligare en mojlighet år att avbilda samma aspekt på en problemsituation med två eller flera modeller, t.ex. med en lineårochen

Side 58

ochenmålprogrammeringsmodell, och samordna begreppsbilderna i
en systemram, varigenom vi bor få en problemsituation rått mångsidigtbelyst.

Metodiken skiljer sig hår från operationsanalysens traditionella metod genom att tillvågagångssåttet år expansionutiskt - vi efterstråvar en totalbild - vilket i sin tur kraver att operationsanalysmodellerna samordnas med en teleologisk funktion. I annat fall uteblir syntesen och totalbilden upploses eller reduceras till en allmån och starkt forenklad bild av den ursprungliga problemsituationen.

Vad år då en losning till ett »problem« ? Hur »loser vi upp« en problemsituation? Med adaptiv multimålkontroll i ett system forsoker vi ge systemet en sådan funktion att alia implementerade mål kan realiseras. En »problemlosning« år då t.ex. ett program som realiserar en sådan funktion. I ett ekvationssystem år programmet en losningsvektor - om ekvationssystemet år losbart; i en systemmodell realiserar det ett jåmviktstillstånd, ett tillstånd i vilket alia målkrav år uppfyllda. I operationsanalysen år en »problemlosning« dåremot den matematiskt optimala losningen till ett ekvationssystem, som vanligen inte formår ge en råttvisande bild av en aktuell problemsituation.

En problemlosningsmetod som bygger på ett systembegrepp och adaptiv multimålkontroll forefaller att kunna bli ett effektivt hjålpmedel for att behandla komplexa problemsituationer, i vilka/ingår både flera mål och olika typer av samband. En problemlosningsteknik som utnyttjar adaptiv multimålkontroll har visat sig effektiv for de fall då en mångd variabler uppvisar olika typer av interaktion inbordes och då vi i en modell samtidigt avbildat t.ex. dynamiska och stokastiska samband.

Referenser:

Ackoff, Russell L.: Towards a System of Systems Concepts, Management Science, Vol. 18, Nr 11
July 1971.

Ackoff, Russell L.: Beyond Problem Solving, General Systems, Vol. XIX, 1974.

Ashby, W. Ross: Design fora Brain, Science Paperbacks, 1970.

Carlsson, Christer: Adaptiv multimålkontroll, Handelshogskolan vid Åbo Akademi, A:l5, Åbo
1977.

Mesarovic, Mihajlo D.: General Systems Theory: Mathematical Foundations, John Wiley &
Sons, New York 1975.