Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Введение

1. Понятие системного анализа

2. Методы системного анализа

2.1 Метод "мозговой атаки"

2.2 Метод экспертных оценок

2.3 Метод "Делъфи"

2.4 Метод "дерева целей"

2.5 Морфологические методы

Заключение

Список литературы

Введение

Системный подход - это методология научного познания и практической деятельности, а также объяснительный принцип, в основе которых лежит рассмотрение объекта как системы.

Системный подход заключается в отказе от односторонне аналитических, линейно-причинных методов исследования.

Основной акцент при его применении делается на анализе целостных свойств объекта, выявлении его различных связей и структуры, особенностей функционирования и развития.

Системный подход представляется достаточно универсальным подходом при анализе, исследовании, проектировании и управлении любых сложных технических, экономических, социальных, экологических, политических, биологических и других систем.

Назначение системного подхода заключается в том, что он направляет человека на системное видение действительности. Он заставляет рассматривать мир с системных позиций, точнее - с позиций его системного устройства.

Системный подход, будучи принципом познания, выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивая не только видение мира, но и ориентацию в нем.

Системный метод реализует познавательную и методологическую функции. Он выступает как некоторая интегральная совокупность относительно простых методов и приемов познания, а также преобразования действительности.

Конечная цель любой системной деятельности заключается в выработке решений, как на стадии проектирования систем, так и при управлении ими.

В этом контексте системный анализ можно считать сплавом методологии общей теории систем, системного подхода и системных методов обоснования и принятия решений.

Целью данной работы является изучение методик системного анализа.

В соответствии с целью необходимо решить следующие задачи:

Изучить понятие системного анализа,

Охарактеризовать методики системного анализа.

1. Понятие системного анализа

Системный анализ - научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы. Опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, статистических, математических методов.

Системный анализ возник в эпоху разработки компьютерной техники. Успех его применения при решении сложных задач во многом определяется современными возможностями информационных технологий Башмаков, А.И. Теория систем и системный анализ: учебное издание / А.И. Башмаков. М., 2010. С.16 .

Н.Н. Моисеев приводит, по его выражению, довольно узкое определение системного анализа: «Системный анализ - это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т.д.

Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т.д.

Поэтому истоки системного анализа, его методические концепции лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений: исследование операций и общей теории управления».

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

- хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;

- неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;

- слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.

2. Методы системного анализа

Рассмотрим основные методы, направленные на использование интуиции и опыта специалистов, а также методы формализованного представления систем.

2.1 Метод "мозговой атаки"

Методы данного типа преследуют основную цель - поиск новых идей, их широкое обсуждение и конструктивную критику. Ос­новная гипотеза заключается в предположении, что среди большого числа идей имеются по меньшей мере несколько хороших. При проведении обсуждений по исследуемой проблеме применяются следующие правила:

1) сформулировать проблему в основных терминах, выделив единственный центральный пункт;

2) не объявлять идею ложной и не прекращать исследование ни одной идеи;

3) поддерживать идею любого рода, даже если ее уместность кажется вам в данное время сомнительной;

4) оказывать поддержку и поощрение, чтобы освободить участников обсуждения от скованности.

При всей кажущейся простоте данные обсуждения дают неплохие результаты.

2.2 Метод экспертных оценок

Основа этих методов - различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности базируется на том, что неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. При этом предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Наиболее спорным моментом в данных методиках является установление весовых коэффициентов по высказываемым экспертами оценкам и приведение противоречивых оценок к некоторой средней величине. Данная группа методов находит широкое применение в социально-экономических исследованиях.

2.3 Метод "Делъфи"

Первоначально метод "Дельфи" был предложен как одна из процедур при проведении мозговой атаки и должен был помочь снизить влияние психологических факторов и повысить объективность оценок экспертов. Затем метод стал использоваться самостоятельно. Его основа - обратная связь, ознакомление экспертов с результатами предшествующего тура и учет этих результатов при оценке значимости экспертов.

2.4 Метод "дерева целей"

Термин "дерево" предполагает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели. Для случаев, когда древовидный порядок строго по всей структуре не выдерживается, В. И. Глушков ввел понятие "прогнозного графа". Метод "дерева целей" ориентирован на получение относительно устойчивой структуры целей проблем, направлений. Для достижения этого при построении первоначального варианта структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы формирования иерархических структур.

2.5 Морфологические методы

Основная идея морфологического подхода - систематически находить все возможные варианты решения проблемы путем комбинирования выделенных элементов или их признаков. В систематизированном виде метод морфологического анализа был впервые предложен Ф. Цвикки и часто так и называется "метод Цвикки". Известны три основные схемы метода:

- метод систематического покрытия поля, основанный на выделении так называемых опорных пунктов знаний в исследуемой области и использование для заполнения поля некоторых сформулированных принципов мышления;

- метод отрицания и конструирования, который заключается в формулировке некоторых предположений и замене их на противоположные с последующим анализом возникающих несоответствий;

- метод морфологического ящика, который состоит в определении всех возможных параметров, от которых может зависеть решение проблемы. Выявленные пара­метры формируют матрицы, содержащие все возможные сочетания параметров по одному из каждой строки с по­следующим выбором наилучшего сочетания.

Одна из наиболее полных классификаций, базирующаяся на формализованном представлении систем, т.е. на математической основе, включает следующие методы:

- аналитические (методы как классической математики, так и математического программирования);

- статистические (математическая статистика, теория вероятностей, теория массового обслуживания);

- теоретико-множественные, логические, лингвис­тические, семиотические (рассматриваемые как разделы дискретной математики);

- графические (теория графов и пр.).

Классу плохо организованных систем соответствует в данной классификации статистические представления. Для класса самоорганизующихся систем наиболее подходящими являются модели дискретной математики и графические модели, а также их комбинации.

Прикладные классификации ориентированы на экономико-математические методы и модели и в основном определяются функциональным набором задач, решаемых системой.

Вопрос о том, существует ли проблема, имеет первостепенное значение, поскольку приложение огромных усилий к решению несуществующих проблем отнюдь не исключение, а весьма типичный случай. Надуманные проблемы? маскируют актуальные проблемы. Правильное и точное формулирование проблемы является первым и необходимым этапом системного исследования и, как известно, может быть равносильно половине решения проблемы Бахусова, Е.В. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / Е.В. Бахусова. Тольятти, 2010. С.48 .

Чтобы построить систему, проблему надо разложить на комплекс четко сформулированных задач. При этом в случае больших систем (БС) задачи образуют иерархию, в случае сложных систем (СС) - спектр, т.е. в отношении одного объекта будут решаться совершено различные задачи на разных языках. мозговой проблема система граф цель

Позиция наблюдателя определяет критерий решения проблемы. В некоторых случаях определение объекта составляет наибольшую трудность для исследователя (также, как и определение народнохозяйственной системы и среды).

Произвол в выделении подсистем и реализуемых в них процессов неизбежно обрекает системный анализ на неудачу.

Выявление цепей и процессов развития требует не только строгости логического мышления, но и умения найти контакт с работниками управления.

Формировать общие цели организации и особенно конструировать критерий эффективности системы никоим образом нельзя, основываясь лишь на общественном мнении.

Оно представляет собой сложную логическую процедуру в рамках понятий общей теории систем, требующую, однако, тонкого знания специфики экономики и технологии исследования объекта.

В больших системах и сложных системах цель системы настолько отдалена от конкретных средств их достижения, что выбор решения требует большой трудоемкости по увязке цепи со средствами ее реализации путем декомпозиции - цепей. Эта важная работа является центральной в системном анализе. Она породила метод дерева целей, который является главным, если не единственным достижением системного анализа.

В системах непроизводственных (например, системах социальной сферы) выразить явным образом цель и критерий эффективности развития логически не удается. Здесь неприемлем анализ «от естественных потребностей человека» в связи с их непрерывным развитием и изменением. Надо идти традиционным путем от анализа существующего положения, достигнутого уровня и последовательного прогноза.

Системный анализ, как правило, имеет депо с перспективой развития. Поэтому максимальный интерес представляет любая информация о будущем - ситуациях, ресурсах, открытиях и изобретениях. Поэтому прогнозирование есть важнейшая и сложнейшая часть системного анализа.

Целый ряд социальных, политических, моральных, эстетических и других факторов, которые нельзя не принимать во внимание в системном анализе (они иногда решающие), не исчисляется количественно.

Единственный способ их учета - это получение субъективных оценок экспертов. Поскольку системный анализ, как правило, имеет дело с неструктурированными или слабо структурированными проблемами, т.е. лишенными количественных оценок, то получение оценок специалистов и их обработка представляются необходимым этапом системного анализа большинства проблем.

Несоответствие потребностей и средств удовлетворения составляют закон и важнейший стимул социально-экономического развития. Поскольку понятия цели и средств их достижения неотделимы, то центральным моментом принятия решений в системном анализе является усечение целей - отсечение тех целей, которые признаны малозначащими или не имеющими средств для достижения, и отбор конкретных.

В системных исследованиях «инженерного» типа отбор альтернатив считается самой важной, если не единственной задачей системного анализа.

Проблемы народнохозяйственного управления, решаемые методами системного анализа, возникают в реально существующих органах управления.

Задачей системного анализа большей частью является не создание нового органа управления, а усовершенствование существующих.

Поэтому возникает необходимость в диагностическом анализе органов управления, направленном на выявление их возможностей, недостатков и т.д. Новая система будет эффективно внедряться в том случае, если она облегчает работу органа управления.

Результаты системного анализа получаются в рамках системных понятий. Для практического планирования они должны быть переведены на язык социально-экономических категорий. В результате решения задач системного анализа крупных народнохозяйственных проблем создаются комплексные программы развития.

Системный анализ имеет ряд специфических методов и приемов проектирования эффективных органов управления, ориентированных на цель, т.е. создание и использование определенной системы в народном хозяйстве.

Большинство перечисленных методов разработано задолго до появления системного анализа и использовалось самостоятельно. Однако в ряде случаев системная методология позволяет более точно очертить круг задач, наиболее эффективно решаемых каждым методом.

В отношении некоторых методов системный анализ позволил несколько переоценить и переосмыслить их значение, границы применимости, найти типовые постановки задач, решаемых данным методом.

Заключение

Таким образом, из выше сказанного можно сделать следующие выводы.

Любая научная, исследовательская и практическая деятельность проводится на базе методов (приемов или способов действия), методик (совокупности методов и приемов проведения какой-либо paботы) и методологий (совокупности методов, правил распределения и назначения методов, а также шагов работы и их последовательности).

Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность», которую предлагается рассматривать в трех аспектах:

а) системная теория дает строгое научное знание о мире систем и объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы;

б) системный подход - выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем;

в) системный метод - реализует познавательную и методологическую функции.

Системный анализ не является чем-то принципиально новым в исследовании окружающего мира и его проблем - он базируется на естественнонаучном подходе. В отличие от традиционного подхода, при котором проблема решается в строгой последовательности вышеприведенных этапов (или в другом порядке), системный подход состоит в многосвязности процесса решения.

Главным признаком системного подхода является наличие доминирующей роли сложного, а не простого, целого, а не составляющих элементов. Если при традиционном подходе к исследованию мысль движется от простого к сложному, от частей - к целому, от элементов - к системе, то при системном подходе, наоборот, мысль движется от сложного к простому, от, целого к составным частям, от системы к элементам.

При анализе и проектировании действующих систем различных специалистов могут интересовать разные аспекты - от внутреннего устройства системы до организации управления, в ней, что порождает следующие подходы к анализу и проектированию; системно-элементный, системно-структурный, системно-функциональный, системно-генетический, системно-коммуникативный, системно-управленческий и системно-информационный.

Методология системного анализа представляет совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов, а также методик.

Список литературы

1. Бахусова, Е.В. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / Е.В. Бахусова. - Тольятти: ТГУ, 2010. - 211 с.

2. Башмаков, А.И. Теория систем и системный анализ: учебное издание / А.И. Башмаков. - М.: Башмаков А.И., 2010. - 199 с.

3. Кириллов, В.И. Квалиметрия и системный анализ: учебное пособие / В.И. Кириллов. - М.: ИНФРА-М, 2011. - 439 с.

4. Математические модели и системный анализ в экономике: сборник научных трудов / редкол.: Д.Л. Андрианов и др. - Пермь: Пермский гос. ун-т, 2010. - 181 с.

5. Системный анализ и принятие решений: учебное пособие / авт.: С.А. Баркалов и др. - Воронеж: Изд.-полиграфический центр Воронежского гос. ун-та, 2010. - 651 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Проектирование дерева целей, его характеристика и предназначение. Определение коэффициентов относительной важности целей. Построение дерева решений и сетевого графика. Критерии оценки и интегральный критерий выбора альтернатив развития предприятия.

курсовая работа , добавлен 13.10.2017


Основные положения теории систем. Методология системных исследований в экономике. Процедуры системного анализа, их характеристика. Модели поведения человека и общества. Постулаты системного подхода к управлению. Ключевые идеи для поиска решения проблем.

контрольная работа , добавлен 29.05.2013


Основы управления социальными системами. Мотивация, как внутренний процесс сознательного выбора человеком того или иного типа поведения, определяемого комплексным воздействием внешних и внутренних факторов. Управления социальными системами ООО "Квадрат".

курсовая работа , добавлен 13.02.2012


"Мозговая атака" - метод раскрепощения и активизации мышления. Один из наиболее известных и применяемых методов поиска идей путем творческого сотрудничества группы специалистов. Исследование метода "мозговой атаки" при анализе работы пищевого предприятия.

контрольная работа , добавлен 03.09.2010


Классификация направлений исследований систем управления. Этапы общей процедуры прогнозирования. "Дерево целей" как процедура системного анализа. Формирование экспертной и рабочих групп. Основные методы экспертных оценок. Трудности проведения наблюдения.

контрольная работа , добавлен 24.02.2010


Пути разрешения конфликтов. Решение конфликтов в деятельности организации с помощью методов системного анализа. Построение дерева проблем, его преобразование в дерево целей. Расчет коэффициентов относительной влажности. Дерево мероприятий, сетевой график.

курсовая работа , добавлен 07.10.2013


Рассмотрение теоретических аспектов проведения ситуационного анализа. Функции управления: планирование, учет, контроль и ситуационный подход. Характеристика методов мозговой атаки, двухтурового анкетирования, многомерного шкалирования, кейс-метода.

курсовая работа , добавлен 18.03.2015


Анализ метода организации коллективной мыследеятельности: мозговой штурм и метод Дельфи. Содержание методов Дельфи и мозговой атаки. Составляющие внутреннего содержания этих методов. Исторический экскурс по возникновению и развитию, процесс проведения.

контрольная работа , добавлен 20.02.2011


Применение основных методов на этапе определения альтернатив на практике. Сущность управленческих решений: особенность и эффективность методов. Понятие метода "мозговой атаки". Применение метода "мозговой атаки" на предприятии ОАО "Вимм-Билль-Данн".

курсовая работа , добавлен 20.12.2013


Эволюция систем управления. Многообразие мира методов моделирования и как следствие многообразие моделей, наработанных в научных школах для многих предметных областей. Модели взаимодействия миров задач и методов моделирования (классификация отношений).

Принцип системности. Система. Основные понятия и определения

Основным исходным положением системного анализа – как научной дисциплины является принцип системности , который можно воспринимать в качестве философского принципа, выполняющего как мировоззренческую, так и методологическую функции. Мировоззренческая функция принципа системности проявляется в представлении объекта любой природы как совокупности элементов, находящихся в определённом взаимодействии межу собой с окружающим миром, а также в понимании системной природы знаний. Методологическая функция принципа системности проявляется в совокупности познавательных средств, методов и приёмов, которые являются общей методологией системных исследований.

Первые системные представления о природе, её объектах и знаниях о них имели место ещё в античной философии Платона и Аристотеля. На протяжении истории становления системного анализа представления о системах и закономерностях их построения, функционирования и развития неоднократно уточнялись и переосмысливались. Термин «система» используют в тех случаях, когда хотят охарактеризовать исследуемый ли проектируемый объект как нечто целое (единое), сложное, о котором невозможно сразу дать представление, показав его, изобразив графически описав математическим выражением.

Сопоставляя эволюцию определения системы (элементы связи, затем – цель, затем – наблюдатель) и эволюцию использования категорий теории познания в исследовательской деятельности, можно обнаружить сходство: в начале модели (особенно формальные) базировались на учёте только элементов и связей , взаимодействий между ними, затем – стало уделяться внимание цели, поиску методов её формализационного представления (целевая функция, критерий функционирования и т.п.), а, начиная с 60-х г.г. все большее внимание обращают на наблюдателя , лицо, осуществляющее моделирование или проводящее эксперимент, т.е. лицо, принимающее решение. В Большой советской Энциклопедии даётся следующее определение: « система - объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе»), т.е. подчеркивается, что понятие элемента (а следовательно, и системы) можно применять как к существующим, материально реализованным предметам, так и к знаниям об этих предметах или о будущих их реализациях. Таким образом, в понятии система объективное и субъективное составляют диалектическое единство, и следует говорить о подходе к объектам исследования как к системам, о различном представлении их на разных стадиях познания или создания. Иными словами, в термин «система» на разных стадиях её рассмотрения можно вкладывать разные понятия, говорить как бы о существовании системы в различных формах. М. Месарович , например, предлагает выделять страты рассмотрения системы. Аналогичные страты могут существовать не только при создании, но и при познании объекта, т.е. при отображении реально существующих объектов в виде абстрактно представляемых в нашем сознании(в моделях) систем, что затем поможет создать новые объекты или разработать рекомендации по преобразованию существующих. Методика системного анализа может разрабатываться не обязательно с охватом всего процесса познания или проектирования системы, а для одной из его страт (что, как правило, и бывает на практике), и для того, чтобы не возникло терминологических и иных разногласий между исследователями или разработчиками системы, нужно, прежде всего четко оговорить, о какой именно страте рассмотрения идет речь.

Рассматривая различные определения системы и их эволюцию, и не выделяя ни одного из них в качестве основного, подчеркивается тот факт, что на разных этапах представления объекта в виде системы, в конкретных различных ситуациях можно пользоваться разными определениями. Причём по мере уточнения представлений о системе или при переходе на другую страту её исследования определение системы не только может, но и должно уточняться. Белее полное определение, включающее и элементы, и связи, и цели, и наблюдателя, а иногда и его «язык» отображения системы, помогает поставить задачу, наметить основные этапы методики системного анализа. Например, в организационных системах, если не определить лицо, компетентное принимать решения, что можно и не достичь цели, ради которой создаётся система. Таким образом при проведении системного анализа нужно прежде всего отобразить ситуацию с помощью как можно более полного определения системы, а затем, выделив наиболее существенные компоненты, влияющие на принятие решения, сформулировать «рабочее» определение, которое может уточняться, расширяться сближаться в зависимости от хода анализа. При этом следует учитывать, что уточнения или конкретизация определения системы в процессе исследования влечёт соответствующую корректировку её взаимодействия со средой и определения среды. Отсюда важно прогнозировать не только состояние системы, но и состояние среды с учётом естественной искусственной её неоднородностей.

Выделяет систему из среды наблюдатель, который определяет элементы, включаемые в систему, от остальных, т. е. от среды, в соответствии с целями исследования (проектирования) или предварительного представления о проблемной ситуации. При этом возможны три варианта положения наблюдателя, который:

может отнести себя к среде и, представив систему как полностью изолированную от среды, строить замкнутые модели (в этом случае среда не будет играть роли при исследовании модели, хотя может влиять на её формулирование);

включить себя в систему и моделировать её с учётом своего влияния и влияния системы на свои представления о ней (ситуация, характерная для экономических систем);

выделить себя и из системы, и из среды, и рассматривать систему как открытую, постоянно взаимодействующую со средой, учитывая этот факт при моделировании (такие модели необходимы для развивающихся систем).

Рассмотрим основные понятия, помогающие уточнять представление о системе. Под элементом принято понимать простейшую, неделимую часть системы. Однако ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным. Например, в качестве элементов стола можно назвать «ножки, ящики, крышку и т.д.», а можно – «атомы, молекулы», в зависимости от того, какая задача стоит перед исследователем. Поэтому примем следующее определение: элемент – это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели . При необходимости можно изменять принцип расчленения, выделять другие элементы и получать с помощью нового расчленения более адекватное представление об анализируемом объекте ли проблемной ситуации. При многоуровневом расчленении сложной системы принято выделять подсистемы и компоненты .

Понятие подсистема подразумевает, что выделяется относительно независимая часть системы, обладающая свойствам системы, и в частности, имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также свои специфические свойства.

Если же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой просто совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.

Понятие связь входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение её целостных свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы. Связь определяет как ограничение степени свободы элементов. Действительно, элементы, вступая во взаимодействие (связь) друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

Понятием состояние обычно характеризуют «срез» системы, остановку в её развитии. Если рассмотреть элементы (компоненты, функциональные блоки), учесть, что «выходы»(выходные результаты) зависят от , y и x, т.е. g=f(,y,x), то в зависимости от задачи состояние может быть определено как{,y},{,y,g} или {,y,x,g}.

Если система способна переходить из одного состояния в другое (например,

), то говорят, что она обладает повелением . Этим понятием пользуются, когда неизвестные закономерности (правила) перехода из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его характер, алгоритм. С учетом введения обозначений поведение можно представить как функцию

Понятие равновесие определяют как способность системы в отсутствии внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять своё состояние сколь угодно долго. Это состояние называют состоянием равновесия. Для экономических организационных систем это понятие применимо достаточно условно.

Под условностью понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних(или в системах с активными элементами – внутренних) возмущающих воздействий. Эта способность присуща системам при постоянном Y только тогда, когда отклонения не превышают некоторого предела. Состояние равновесия. В которое система способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия.

Независимо от выбора определения системы (который отражает принимаемую концепцию и является фактически началом моделирования) ей присущи следующие признаки:

целостность – определённая независимость системы от внешней среды и от других систем;

связанность, т.е. наличие связей, которые позволяют посредством переходовпо ним от элемента к элементу соединить два любых элемента системы,- Простейшими связями являются последовательное и параллельное соединения элементов, положительная и отрицательная обратные связи;

функции - наличие целей (функций, возможностей), не являющихся простой суммой подцелей (подфункции, возможностей) элементов, входящих в систему; несводимость (степень несводимости) свойств системы к сумме свойств ее элементов называется эмерджентностью.

Упорядоченность отношений, связывающих элементы системы, определяют структуру системы как совокупность элементов, функционирующих в соответствии с установившимися между элементами системы связями. Связи определяют важный для системы порядок обмена между элементами веществом, энергией, информацией.

Функции системы - этоее свойства, приводящие к достижению цели. Функционирование системы проявляется в ее переходе из одного состояния в другое или в сохранении какого-либо состояния в течение определенного периода времени. То есть, поведение системы - это ее функционирование во времени. Целенаправленное поведение ориентировано на достижение системой предпочтительной для нее цели.

Большими системами называют системы, включающими значительное число элементов с однотипными связями. Сложными системами называют системы с большим числом элементов различного типа и с разнородными связями между ними. Определения эти весьма условны. Более конструктивным является определение большой сложной системы как системы, на верхних уровнях управления которой не нужна и даже вредна вся информация о состоянии элементов нижнего уровня.

Системы бывают открытыми и закрытыми. Закрытые системы имеют четко очерченные, жесткие границы. Дляих функционирования необходима защита от воздействия среды. Открытые системы обмениваются с окружающей средой энергией, информацией и веществом. Обмен с внешней средой, способность приспосабливаться к внешним условиям является для открытых систем непременным условием их существования. Все организации являются открытыми системами.

Понятие "структура системы" играет при анализе и синтезе системключевую роль, причем существенное значение имеет следующий тезис (закон) кибернетики.

"Существуют законы природы, которым подчиняется поведение больших многосвязных систем любого характера: биологических, технических, социальных и экономических.Эти законы относятся к процессам саморегуляции и самоорганизации и выражают именно те "руководящие принципы", которые определяют рост и устойчивость, обучение и регулирование, адаптацию и эволюцию систем. На первый взгляд, совершенно различные системы с точки зрения кибернетики совершенно одинаковы, поскольку они демонстрируюттак называемое жизнеспособное поведение, целью которого является выживание.

Подобное поведение системы определяется не столько специфическими процессами, происходящими в ней самой, или теми значениями, которые принимают даже важнейшие из её параметров, но, впервую очередь,её динамической структурой, как способом организации взаимосвязи отдельных частей единого целого. Важнейшими элементами структуры системы являются контуры обратных связей и механизмы условных вероятностей, которые и обеспечивают саморегулирование, самообучение и самоорганизацию системы. Основной результат деятельности системы - это её исходы. Для того, чтобы исходы отвечали нашим целям, необходимо соответствующим образом организовать структуру системы". То есть, для получения требуемых исходов необходимо уметь воздействовать на обратные связи и механизмы условных вероятностей, а также уметь оценивать результаты этих воздействий.

Вопросы для повторения Что такое методология системного анализа 3VM? Опишите процесс построения... CASE-инструментария системно -объектного моделирования и анализа (UFO-toolkit). 5.1. Методология системно -объектного моделирования и анализа 5.1.1. ...

Структура системного анализа и моделирования процессов в техносфере

Реферат >> Экономико-математическое моделирование

Что реализует методологию решения проблем. В центре методологии системного анализа находится операция количественного... применения этой методологии . Широкое применение системного анализа способствовало его совершенствованию. Системный анализ быстро впитал...

Основные положения системного анализа

Реферат >> Экономическая теория

Задач естественно опираться на системный подход – как основу методологии системного анализа . Системный анализ в исследовании социальных... математических методах, при этом системные концепции, методология системного анализа являются основополагающими. Весьма...

Системный анализ предусматривает: разработку системного метода решения проблемы, т.е. логически и процедурно организованную последовательность операций, направленных на выбор предпочтительной альтернативы решения проблемы. Системный анализ реализуется практически в несколько этапов, однако в отношении их числа и содержании пока еще нет единства, т.к. в науке существует большое разнообразие прикладных проблем.

В процессе системного анализа на разных его уровнях применяются различные методы. При этом сам системный анализ выполняет роль т.н. методологического каркаса, объединяющего все необходимые методы, исследовательские приемы, мероприятия и ресурсы для решения проблем. По существу системный анализ организует наши знания о проблеме таким образом, чтобы помочь выбрать нужную стратегию ее решения или предсказать результаты одной или нескольких стратегий, которые представляются целесообразными тем, кто должен принимать решения по устранению противоречия, породившего проблему. В наиболее благоприятных случаях стратегия, найденная с помощью системного анализа, оказывается «наилучшей» в некотором определенном смысле.

Рассмотрим методологию системного анализа на примере теории английского ученого Дж. Джефферса, что предполагаетвыделение семь этапов.

1 этап «Выбор проблемы». Осознание того, что существует некая проблема, которую можно исследовать с помощью системного анализа, достаточно важная для детального изучения. Само понимание того, что необходим действительно системный анализ проблемы, столь же важно, как и выбор правильного метода исследования. С одной стороны, можно взяться за решение проблемы, не поддающейся системному анализу, а с другой – выбрать проблему, которая не требует для своего решения всей мощи системного анализа, и изучать которую данным методом было бы неэкономично. Такая двойственность первого этапа делает его критическим для успеха или неудачи всего исследования.

2 этап «Постановка задачи и ограничение ее сложности». Коль существование проблемы осознано, требуется упростить задачу настолько, чтобы она, скорее всего, имела аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения. Здесь мы вновь имеем дело с критическим этапом любого системного исследования. Именно на этом этапе можно внести наиболее весомый вклад в решение проблемы. Успех или неудача всего исследования во многом зависят от тонкого равновесия между упрощением и усложнением – равновесия, при котором сохранены все связи с исходной проблемой, достаточные для того, чтобы аналитическое решение поддавалось интерпретации. Проблема может быть не решена из-за того, что принятый уровень сложности затруднит последующее моделирование, не позволяя получить ее решение.

3 этап «Установление иерархии целей и задач». После постановки задачи и ограничения степени ее сложности можно приступать к установлению целей и задач исследования. Обычно эти цели и задачи образуют некую иерархию, причем основные задачи последовательно подразделяются на ряд второстепенных. В такой иерархии необходимо определить приоритеты различных стадий и соотнести их с теми усилиями, которые необходимо приложить для достижения поставленных целей. Таким образом, в сложном исследовании можно присвоить сравнительно малый приоритет тем целям и задачам, которые хотя и важны с точки зрения получения научной информации, довольно слабо влияют на вид решений, принимаемых относительно воздействий на систему и управления ею. В иной ситуации, когда данная задача составляет часть программы какого-то фундаментального исследования, исследователь заведомо ограничен определенными формами управления и концентрирует максимум усилий на задачах, которые непосредственно связаны с самими процессами. Во всяком случае, для плодотворного применения системного анализа очень важно, чтобы приоритеты, присвоенные различным задачам, были четко определены.

4 этап «Выбор путей решения задач». На данном этапе исследователь может обычно выбрать несколько путей решения проблемы. Как правило, опытному специалисту по системному анализу сразу видны семейства возможных решений конкретных задач. Каждая конкретная задача обычно может быть решена более чем одним способом. И вновь выбор семейства, в рамках которого следует искать аналитическое решение, зависит от опыта специалиста по системному анализу. Неопытный исследователь может затратить много времени и средств в попытках применить решение из какого-либо семейства, не сознавая, что это решение получено при допущениях, несправедливых для того частного случая, с которым он имеет дело. Аналитик же часто разрабатывает несколько альтернативных решений и только позже останавливается на том из них, которое лучше подходит для его задачи.

5 этап «Моделирование». После того, как проанализированы подходящие альтернативы, можно приступать к важному этапу – моделированию сложных динамических взаимосвязей между различными аспектами проблемы. При этом следует помнить, что моделируемым процессам, а также механизмам обратной связи присуща внутренняя неопределенность, а это может значительно усложнить как понимание системы, так и ее управляемость. Кроме того, в самом процессе моделирования нужно учитывать сложный ряд правил, которые необходимо будет соблюдать при выработке решения о подходящей стратегии. На этом этапе очень легко увлечься изяществом модели, и в результате будут утрачены все точки соприкосновения между реальными процессами принятия решений и математическим аппаратом. Кроме того, при разработке модели в нее часто включаются непроверенные гипотезы, а оптимальное число подсистем предопределить достаточно сложно. Можно предположить, что более сложная модель полнее учитывает сложности реальной системы, но хотя это предположение интуитивно вполне кажется корректным, необходимо принять во внимание дополнительные факторы. Рассмотрим, например, гипотезу о том, что более сложная модель дает и более высокую точность с точки зрения неопределенности, присущей модельным прогнозам. Вообще говоря, систематическое смещение, возникающее при разложении системы на несколько подсистем, связано со сложностью модели обратной зависимостью, но налицо и соответствующее возрастание неопределенности из-за ошибок измерения отдельных параметров модели. Те новые параметры, которые вводятся в модель, должны определяться количественно в полевых и лабораторных экспериментах, и в их оценках всегда есть некоторые ошибки. Пройдя через имитацию, эти ошибки измерений вносят свой вклад в неопределенность полученных прогнозов. По всем этим причинам в любой модели выгодно уменьшать число включенных в рассмотрение подсистем.

6 этап «Оценка возможных стратегий». Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели. Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно, придется вернуться к этапу моделирования, но часто удается улучшить модель, незначительно модифицировав исходный вариант. Обычно необходимо также исследовать «чувствительность» модели к тем аспектам проблемы, которые были исключены из формального анализа на втором этапе, т.е. когда ставилась задача и ограничивалась степень ее сложности.

7 этап «Внедрение результатов». Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах. Если исследование проводилось по вышеописанной схеме, то шаги, которые необходимо для этого предпринять, будут достаточно очевидны. Тем не менее, системный анализ нельзя считать завершенным, пока исследование не дойдет до стадии практического применения, и именно в этом отношении многие выполненные работы оказывались невыполненными. В то же время как раз на последнем этапе может выявиться неполнота тех или иных стадий или необходимость их пересмотра, в результате чего понадобится еще раз пройти какие-то из уже завершенных этапов.

Таким образом, цель многоэтапного системного анализа состоит в том, чтобы помочь выбрать правильную стратегию при решении практических задач. Структура этого анализа направлена на то, чтобы сосредоточить главные усилия на сложных и, как правило, крупномасштабных проблемах, не поддающихся решению более простыми методами исследования, например наблюдением и прямым экспериментированием.

Уровни принятия решения по проблеме. Процесс выработки и принятия решений по проблеме можно представить как совокупность способов и приемов деятельности лица, принимающего решение (ЛПР). При этом ЛПР руководствуется определенными положениями, установками, принципами, стремясь организовать наиболее эффективную систему, которая позволит выработать оптимальное в данной ситуации решение. В этом процессе, исходя из механизма принятия решений, можно выделить отдельные уровни, с элементами которых неизменно сталкивается ЛПР.

Основные уровни принятия решений по проблеме:

1. Индивидуально-смысловой уровень. Принятие решений на таком уровне ЛПР осуществляет на основе логического рассуждения. При этом процесс принятия решения зависит от индивидуального опыта ЛПР и тесно связан изменением конкретной ситуации. Исходя из этого, люди на смысловом уровне не могут понять друг друга, а решения принимаются ими часто не только необоснованно, но и лишены организационного смысла. Таким образом, на этом уровне решения принимаются только на основе «здравого смысла».

2. Коммуникативно-смысловой уровень. На данном уровне решения принимаются уже на основе коммуникативного взаимодействия лиц, участвующих в принятии решения. Здесь речь идет не о традиционном общении, а о специально подобранной коммуникации. Организатор коммуникации – ЛПР «запускает» коммуникацию, когда появляется затруднение в деятельности, порождающее проблемную ситуацию. Участники коммуникации в одной и той же ситуации могут видеть различное, исходя из своей субъективной позиции. В итоге ЛПР лично или с помощью арбитра организует обоснованную критику и арбитражную оценку различных точек зрения. На этом уровне происходит слияние индивидуальных точек зрения с общезначимыми.

Первый и второй уровень считается допонятийными . Именно на указанных уровнях чаще всего принимают решения руководители организаций.

3. Понятийный уровень. На этом уровне осуществляется уход от индивидуальных мнений, и используются строгие понятия. Данный этап предполагает использование специальных средств для профессионального общения ЛПР с заинтересованными специалистами, что способствует повышению качества их профессионального взаимодействия в процессе разработки решения.

4. Проблемный уровень. При данном уровне для решения проблем необходимо перейти от индивидуально-смыслового понимания проблемной ситуации, сложившейся в процессе принятия решений, к пониманию ее через значения. В случае если цель ЛПР состоит в решении определенной задачи, применяются заранее известные алгоритмы и требуется освоение несложных процедур. Когда же ЛПР сталкивается с определенной проблемой и имеет место ситуация неопределенности, принятие решения осуществляется путем построения теоретической модели, формулирования гипотез, разработки вариантов решений с помощью творческого подхода. Затруднения в этой деятельности должны вывести на следующий уровень принятия решений - системный.

5. Системный уровень. Такой уровень требует от ЛПР системного видения всех элементов среды принятия решений, целостности представления объекта управления и взаимодействия его частей. Взаимодействие должно быть преобразовано во взаимосодействие элементов целостности, что обеспечивает системный эффект от деятельности.

6. Универсально-системный уровень. Принятие решения на данном уровне предполагает видение ЛПР целостности в объекте управления и его встроенности в окружающую среду. Эмпирические наблюдения и получаемая аналитическая информация используется здесь для определения тенденций развития объекта. Уровень требует от ЛПР построения целостной картины окружающего мира.

Таким образом, переходить с уровня на уровень ЛПР побуждают затруднения в принятии решения по проблеме. Это могут быть его субъективные сомнения или объективная необходимость решать задачи и проблемы с учетом требований конкретного уровня. Чем сложнее объект управления (проблема), тем более высокий уровень принятия решения требуется. При этом каждому уровню должен соответствовать определенный механизм принятия решения, также необходимо использовать уровневые критерии выбора варианта действий.

Сравнение интуитивного и системного подхода к принятию решения по проблеме. В ситуации, когда нам нужно принять некоторое решение по какой-либо проблеме (предполагаем, что это решение мы принимаем самостоятельно, иначе говоря его нам не «навязывают»), то мы, для определения того какое конкретно решение лучше принять, можем действовать двумя принципиально различными методами .

Первый метод прост и действует полностью на основании ранее приобретенного опыта и полученных знаний. Кратко он заключается в следующем: имея в своем представлении исходную ситуацию, мы

1) подбираем в памяти один или несколько известных нам паттернов («шаблон», «система», «структура», «принцип», «модель»), которые обладают с исходной ситуацией удовлетворительной (на наш взгляд) аналогией;

2) применяем для текущей ситуации решение, соответствующее лучшему решению для уже известного паттерна, который в данной ситуации становится моделью для его принятия.

Этот процесс мыслительной деятельности происходит, как правило, неосознанно и в этом заключается причина его чрезвычайной эффективности. В силу своей «неосознанности» назовем этот метод принятия решений «интуитивным». Однако необходимо отметить, что это не более чем практичное применение своего предыдущего опыта и полученных знаний. Не стоит путать интуитивное принятие решений с гаданием на кофейной гуще или подбрасыванием монетки. Интуиция в данном случае есть неосознанная квинтэссенция знаний и опыта человека принимающего решение. Поэтому интуитивные решения часто бывают весьма удачными, особенно если данный человек обладает достаточным опытом решения схожих проблем.

Второй метод гораздо более сложен и требует привлечения осознанных мыслительных усилий, направленных на применение самого метода. Кратко опишем его так: имея в своем представлении исходную ситуацию, мы

1) подбираем некоторый критерий эффективности для оценки будущего решения;

2) определяем разумные границы рассматриваемой системы;

3) создаем подходящую для аналогии с исходной ситуацией модель системы;

4) исследуем свойства и поведение этой модели для поиска лучшего решения;

5) применяем найденное решение на практике.

Этот сложный метод принятия решения, как мы уже знаем, называется «системным» в силу осознанного применения понятий «система» и «модель». Ключевым в нем является задача грамотной разработки и использования моделей, потому что именно модель является необходимым нам результатом, который к тому же можно запомнить и использовать неоднократно в будущем для похожих ситуаций.

Если сравнить эти два метода между собой, то на первый взгляд очевидна эффективность «интуитивного» подхода как с точки зрения скорости принятия решений так и затрат прилагаемых усилий. И это действительно так.

А в чем же заключается преимущество «системного» метода, если оно есть?

Дело в том, что интуитивный подход дает нам изначально уже известное решение поставленной задачи или проблемной ситуации, а применяя системный подход, мы до какого-то момента действительно не знаем решения, которое ищем. А это значит, что практика системного подхода «заложена» в людях от природы и является в такой же степени основанием личного обучения человека (особенно явно в его первые годы жизни).

Интуитивный и системный методы принятия решений не противоречат друг другу. Однако каждый из них целесообразней использовать в ситуации, подходящей именно к нему. Чтобы выяснить в каких ситуациях, что лучше использовать, давайте вначале рассмотрим следующий показательный пример.

Пример. Представим ситуацию, когда вы входите в здание института. Чтобы войти вы должны открыть и пройти через дверь подъезда. Вы делали это уже много раз, и, разумеется, об этом не задумываетесь, то есть делаете это «автоматически». Хотя, если разобраться, эти действия - достаточно сложная согласованная цепочка движений рук, ног и корпуса тела: ни один робот при современном развитии технологий и успехах искусственного интеллекта пока не может это делать так же естественно, как впрочем, и просто ходить тоже. Однако вы это делаете легко и свободно, потому что в спинном мозге и нижних отделах головного мозга уже имеются хорошо работающие конкретные модели поведения, которые дают правильный результат предсказаний ваших действий по открыванию двери без использования для решения этой задачи ресурсов высших отделов головного мозга. Иначе говоря, в таких случаях мы используем уже отработанную модель принятия решения.

Теперь предположим, что во время вашего отсутствия у двери заменили пружину и для ее открытия нужно приложить значительно более сильное усилие. Что произойдет? Вы как обычно подходите, беретесь за ручку, нажимаете …, а дверь не открывается. Если в этот момент вы пребываете в задумчивости, то можете даже несколько раз безуспешно дернуть ручку двери, пока ваша нервная система не достучится до сознания, что ситуация требует изучения и какой-то особой реакции. Что произошло? Не сработала старая модель, которая ранее безотказно действовала для этой ситуации - предсказание не дало ожидаемый результат. Поэтому вы изучаете, что случилось сейчас, находите причину проблемы, понимаете, что для открытия двери нужно прилагать более значительные и определяете какие конкретно усилия. Далее «автоматически обновляете модель» поведения для этой ситуации и достаточно скоро, вероятно уже в течение одного дня, новая модель «приживется» и далее вы, как и ранее, будете входить в свой институт, не задумываясь об этом.

В данном случае мы применили «системный» подход – исследовали ситуацию, изменили непригодную модель и «запустили ее в эксплуатацию».

Этот простой пример показывает, как наш организм на практике эффективно применяет моделирование при системном подходе к принятию решения по проблеме. Это сочетание - причина чрезвычайно высокой способности адаптации человека к новым и неблагоприятным условиям. В ситуации неопределенности, когда старые модели не работают, мы разрабатываем и применяем новые, которые далее должны хорошо работать для похожих ситуаций. Это эффект обучения или точнее приобретения навыка.

ЗАПОМНИТЕ: Подходя к решению принципиально новых задач, мы должны сразу применять системный подход, расходовать на его реализацию дополнительные усилия, а не ждать неизбежных проблем с реализацией проекта.

Практика применения системного подхода при принятии решения по проблеме в большинстве случаев не требует серьезного привлечения дорогих ресурсов, использование специального программного обеспечения и полного описания каких-либо процессов. Бывает, вполне достаточно одного мозгового штурма, листов бумаги и карандаша с ластиком для успешного решения конкретной задачи.

Итак, системный подход к принятию решения по проблеме предполагает следование четкому алгоритму, состоящему из 6 шагов:

· определение проблемы;

· определение критериев выбора решения;

· назначение весов критериям;

· выработка альтернатив;

· оценка альтернатив;

· выбор лучшей альтернативы.

Однако наличие таких обстоятельств как: высокий уровень неопределенности, отсутствие или недостаточность прецедентов, ограниченность фактов, факты, неоднозначно указывающие верный путь, аналитические данные малопригодны для использования, наличие нескольких хороших альтернатив, ограниченное время не всегда позволяет применить системный подход.

В этом случае от лица принимающего решения требуется проявить креативность - т.е. решение должно быть творческим, оригинальным, неожиданным. Креативное решение рождается при наличии следующих факторов:

· человек, принимающий решение, должен обладать соответствующими знаниями и опытом;

· у него должны присутствовать креативные способности;

· работа над принятием решения должна быть подкреплена соответствующей мотивацией.

Наконец на процесс принятие решения по проблеме и последующей реакции на него влияют когнитивные предрассудки и организационные ограничения .

Когнитивные предрассудки можно разбить на категории в зависимости от этапа принятия решений, на котором данные предрассудки оказывают влияние.

На этапе сбора информации:

доступность информации - для анализа проблемы отбирается только легко доступная информация;

предрассудок подтверждения - из всего массива информации для анализа выбирается только та, что подтверждает первоначальную (сознательную или подсознательную) установку лица, принимающего решение.

На этапе обработки информации:

· избегание риска - тенденция избегания риска любой ценой, даже перед лицом высоковероятного положительного исхода в случае принятия умеренного риска;

· чрезмерная уверенность в ком-то или в чем-то;

· фрэйминг - влияние формата или формулировки вопроса на ответ на данный вопрос;

· якорение - тенденция чрезмерно полагаться на единичные данные при принятии решения;

· (не)репрезентативность выборки.

На этапе принятия решения:

· ограниченная рациональность - склонность человека при мысленном переборе возможных вариантов решений останавливаться на первом попавшемся «сносном» решении, игнорируя оставшиеся варианты (среди которых, возможно, находится «лучшее» решение);

· групповое мышление - влияние общей позиции группы людей на индивидуальную позицию человека;

· стадное чувство;

· социальные нормы ;

· управление впечатлением - процесс, посредством которого человек пытается контролировать производимое на других людей впечатление;

· конкурентное давление;

· эффект владения - человек склонен ценить больше то, чем он непосредственно владеет.

На этапе реакции на принятое решение:

· иллюзия контроля - убежденность человека в своем контроле над ситуацией в большей степени, чем это есть на самом деле;

· нагнетание убежденности - ситуация, в которой человек продолжает предпринимать действия в поддержку первоначального решения (чтобы доказать верность этого решения) даже после того, как стала очевидной ошибочность первоначального решения;

· суждение задним числом - тенденция судить о наступивших событиях так, как будто в прошлом их было легко предсказать и разумно ожидать;

· фундаментальная ошибка атрибуции - тенденция человека объяснять успехи своими личными заслугами, а неудачи - внешними факторами;

· субъективная оценка - склонность интерпретировать данные в соответствии со своими убеждениями/предпочтениями.

Организационные ограничения , такие как система оценки персонала, система вознаграждений и мотивации, формальное регулирование принятое в организации, установленные временные ограничения и исторические прецеденты решения схожих проблем также влияют на процесс принятия решения.

Таким образом, системный подход позволяет выявить новые характеристики изучаемой проблемы, и построить принципиально отличную от прежней модель ее решения.

Выводы

1. Любая научная, исследовательская и практическая деятельность проводится на базе методов (приемов или способов действия), методик (совокупности методов и приемов проведения какой-либо работы) и методологий (совокупности методов, правил распределения и назначения методов, а также шагов работы и их последовательности). Системный анализ - это совокупность методов и средств выработки, принятия и обоснования оптимально­го решения из многих возможных альтернатив. Он применяется в первую очередь для решения стра­тегических проблем. Основной вклад системного анализа в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет выявить те факторы и взаимосвязи, которые впоследствии могут оказаться весьма существенными, что он дает возможность так изменять методику наблюдений и эксперимент, чтобы включить эти факторы в рассмотрение, и освещает слабые места гипотез и допущений.

2. При применении системного анализа акцент делается на проверке гипотез через эксперименты и строгие выборочные процедуры создает мощные инструменты познания физического мира и объединяет эти инструменты в систему гибкого, но строгого исследования сложных явлений. Данный метод рассматривается как методология углубленного уяснения (понимания) и упорядочения (структуризации) проблемы. Отсюда, методология системного анализа представляет совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов, а также методик. В системном анализе упор направлен на разработку новых принци­пов научного мышления, учитывающих взаимосвязь це­лого и противоречивые тенденции.

3. Системный анализ не является чем-то принципиально новым в исследовании окружающего мира и его проблем - он базируется на естественнонаучном подходе. В отличие от традиционного подхода, при котором проблема решается в строгой последовательности вышеприведенных этапов (или в другом порядке), системный подход состоит в многосвязности процесса решения. В качестве основного и наиболее ценного результата системного анализа признается не количественное определенное решение проблемы, а увеличение степени ее понимания и возможных путей решения у специалистов и экспертов, участвующих в исследовании проблемы, и, что особенно важно, у ответственных лиц, которым предоставляется набор хорошо проработанных и оцененных альтернатив.

4. Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность», которую предлагается рассматривать в трех аспектах:

а) системная теория дает строгое научное знание о мире систем и объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы;

б) системный подход - выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем. Главным признаком системного подхода является наличие доминирующей роли сложного, а не простого, целого, а не составляющих элементов. Если при традиционном подходе к исследованию мысль движется от простого к сложному, от частей - к целому, от элементов - к системе, то при системном подходе, наоборот, мысль движется от сложного к простому, от, целого к составным частям, от системы к элементам;

в) системный метод - реализует познавательную и методологическую функции.

5. Системное рассмотрение объекта предполагает: определение и исследование системного качества; выявление образующей систему совокупности элементов; установление связей между этими элементами; исследование свойств окружающей систему среды, важных для функционирования системы, на макро- и микроуровне; выявление отношений, связывающих систему со средой.

В основу алгоритма системного анализа заложено построение обобщенной модели, отображающей все факторы и взаимосвязи проблемной ситуации, которые могут проявиться в процессе решения. Процедура системного анализа заключается в проверке последствий каждого из возможных альтернативных решений для выбора оптимального по какому-либо критерию или их совокупности.

Берталанфи Л. фон. Общая теория систем – обзор проблем и результатов. Системные исследования: Ежегодник. М.: Наука, 1969. С. 30-54.

Боулдинг К. Общая теории систем - скелет науки // Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс, 1969. С. 106-124.

Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории управления и системного анализа. СПб.: СПбГТУ, 1997.

Гегель Г.В.Ф. Наука логики. В 3 т. М.: 1970 – 1972.

Долгушев Н.В. Введение в прикладной системный анализ. М., 2011.

Дулепов В.И., Лескова О.А., Майоров И.С. Системная экология. Владивосток: ВГУЭиС, 2011.

Живицкая Е.Н. Системный анализ и проектирование. М., 2005.

Казиев В.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем: конспект лекций. М.: ИУИТ, 2003.

Качала В.В. Основы системного анализа. Мурманск: МГТУ, 2004.

Когда используется интуитивный, а когда системный метод принятия решений. Rb.ru Деловая сеть, 2011.

Концепции современного естествознания: конспект лекций. М., 2002.

Лапыгин Ю.Н. Теория организаций: учеб. пособие. М., 2006.

Никаноров С.П. Системный анализ: этап развития методологии решения проблем в США (перевод). М., 2002.

Основы системного анализа. Рабочая программа. Спб.: СЗГЗТУ, 2003.

Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989.

Прибылов И. Процесс принятия решения/www.pribylov.ru.

Садовский В.Н. Системный подход и общая теория систем: статус, основные проблемы и перспективы развития. М.: Наука, 1980.

Светлов Н.М. Теория систем и системный анализ. УМК. М., 2011.

СЕРТИКОМ - Менеджмент консалтинг. Киев, 2010.

Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник / под ред. В.Н.Волковой, В.Н.Козлова. М.: Высшая школа, 2004.

Системный анализ: конспект лекций. Сайт методической поддержки системы информационно-аналитической поддержки принятия решений в сфере образования, 2008.

Спицнадель В. Н. Основы системного анализа: учеб. пособие. СПб.: «Издательский дом «Бизнес-пресса», 2000.

Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: учеб. пособие. Киев: МЛУП, 2003.

Теория организации: учеб. пособие /partnerstvo.ru.

Фадина Л.Ю., Щетинина Е.Д. Технология принятия управленческих решений. Сб. статей НПК. М., 2009.

Хасьянов А.Ф. Системный анализ: конспект лекций. М., 2005.

Черняховская Л.Р. Методология систем и принятие решений. Краткий конспект лекций. Уфа: УГАТУ, 2007.

Чепурных Е.М. Системный анализ в теории государства и права. Виртуальный клуб юристов/ http://www.yurclub.ru/docs/theory/article9.html.

«Содержание и технология системного анализа» →

Глава 11, Основы системного анализа

11.1. Основные разновидности системного анализа

Виды системного анализа

Системный анализ представляет собой важный объект методологических исследований и одно из наиболее бурно развивающихся научных направлений. Ему посвящено множество монографий и статей. Наиболее известные его исследовател: В. Г. Афанасьев, Л. Бер-таланфи, И. В. Блауберг, А. А. Богданов, В. М. Глушков, Т. Гоббс, О. Конт, В. А. Карташов, С. А. Кузьмин, Ю. Г. Марков, Р. Мертон, М. Месарович, Т. Парсонс, Л. А. Петрушенко, В. Н. Садовский, М. И. Сетров, Г. Спенсер, В. Н. Спицнадель, Я. Такахара, В. С. Тюх-тин, А. И. Уемов, У. Черчмен, Э. Г., Юдин и др.

Популярность системного анализа ныне столь велика, что можно перефразировать известный афоризм выдающихся физиков Уильяма Томсона и Эрнеста Резерфорда относительно науки, которую можно разделить на физику и собирание марок. Действительно, среди всех методов анализа системный - настоящий король, а все другие методы можно с уверенностью отнести к его невыразительной прислуге.

Вместе с тем всякий раз, когда ставится вопрос о технологиях системного анализа, сразу же возникают непреодолимые трудности, связанные с тем, что устоявшихся интеллектуальных технологий системного анализа в практике нет. Имеется только некоторый опыт применения системного подхода в различных странах. Таким образом, налицо проблемная ситуация, характеризующаяся постоянно нарастающей потребностью технологического освоения системного анализа, которое разработано весьма недостаточно.

Ситуация усугубляется не только тем, что не разработаны интеллектуальные технологии системного анализа, но и тем, что нет однозначности в понимании самого системного анализа. Это несмотря на то что уже 90 лет прошло со времени выхода в свет основополагающего труда в области теории систем - «Тектологии» А. А. Богданова, и почти полстолетия насчитывает история развития системных идей.

Достаточно рельефно выделяются несколько вариантов понимания сущности системного анализа:

• Отождествление технологии системного анализа с технологией научного исследования. При этом для самого системного анализа в этой технологии практически не находится места.
• Сведение системного анализа к системному конструированию. По сути системно-аналитическая деятельность отождествляется с системотехнической деятельностью.
• Очень узкое понимание системного анализа, сведение его к одной из его составляющих, например к структурно-функциональному анализу.
• Отождествление системного анализа системным подходом в аналитической деятельности.
• Понимание системного анализа как исследования системных закономерностей.
• В узком смысле под системным анализом довольно часто понимают совокупность математических методов исследования систем.
• Сведение системного анализа к совокупности методологических средств, которые используются для подготовки, обоснования и осуществления решений по сложным проблемам.

В этом случае то, что называют системным анализом, представляет собой недостаточно интегрированный массив методов и приемов системной деятельности. В табл. 31 дана характеристика основных видов системной деятельности, среди которых фактически теряется системный анализ.

Виды деятельности	Цель деятельности	Средства деятельности	Содержание деятельности
Системное познание	Получение знания	Знания, методы познания	Изучение объекта и его предмета
Системный анализ	Понимание проблемы	Информация, методы ее анализа	Рассмотрение проблемы посредством методов анализа
Системное моделирование	Создание модели системы	Методы моделирования	Построение формальной или натурной модели системы
Системное конструирование	Создание системы	Методы конструирования	Проектирование и опредмечивание системы
Системная диагностика	Диагноз системы	Методы диагностики	Выяснение отклонений от нормы в структуре и функциях системы
Системная оценка	Оценка системы	Теория и методы оценки	Получение оценки системы, ее значимости

Таблица 31 — Виды системной деятельности и их характеристика

Следует подчеркнуть, что ныне практически не встречаются научные и педагогические разработки в различных областях управления, в которых не уделялось бы внимание системному анализу. При этом его вполне справедливо рассматривают как эффективный метод изучения объектов и процессов управления. Однако практически отсутствует анализ «точек» приложения системной аналитики к решению конкретных управленческих задач и ощущается дефицит технологических схем такого анализа. Системный анализ в управлении представляет ныне не развитую практику, а нарастающие ментальные декларации, не имеющие какого-либо серьезного технологического обеспечения.

Методология системного анализа

Методология системного анализа представляет собой довольно сложную и пеструю совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов. Рассмотрим ее основные составляющие.

Под принципами понимаются основные, исходные положения, некоторые общие правила познавательной деятельности, которые указывают направление научного познания, но не дают указания на конкретную истину.Это выработанные и исторически обобщенные требования к познавательному процессу, выполняющие важнейшие регулятивные роли в познании . Обоснование принципов - первоначальный этап построения методологической концепции.

К важнейшим принципам системного анализа следует отнести принципы элементаризма, всеобщей связи, развития, целостности, системности, оптимальности, иерархии, формализации, нормативности и целеполагания. Системный анализ представляется интегралом данных принципов. В табл. 32 представлена их характеристика в аспекте системного анализа.

Принципы системного анализа	Характеристика
Элементаризма	Система представляет собой совокупность взаимосвязных элементарных составляющих
Всеобщей связи	Система выступает как проявление универсального взаимодействия предметов и явлений
Развития	Системы находятся в развитии, проходят этапы возникновения, становления, зрелости и нисходящего развития
Целостности	Рассмотрение любого объекта, системы с точки зрения внутреннего единства, отделенности от окружающей среды
Системности	Рассмотрение объектов как системы, т.е. как целостности, которая не сводится к совокупности элементов и связей
Оптимальности	Любая система может быть приведена в состояние наилучшего ее функционирования с точки зрения некоторого критерия
Иерархии	Система представляет собой соподчиненное образование
Формализации	Любая система с большей или меньшей корректностью может быть представлена формальными моделями, в том числе формально-логическими, математическими, кибернетическими и др.
Нормативности	Любая система может быть понята только в том случае, если она будет сравниваться с некоторой нормативной системой
Целеполагания	Любая система стремится к определенному предпочтительному для него состоянию, выступающему в качестве цели системы

Таблица 32 — Принципы системного анализа и их характеристика

Методологические подходы в системном анализе объединяют совокупность сложившихся в практике аналитической деятельности приемов и способов реализации системной деятельности. Наиболее важными среди них выступают системный, структурно-функциональный, конструктивный, комплексный, ситуационный, инновационный, целевой, деятельностный, морфологический и программно-целевой подходы. Их характеристика представлена в табл. 33.

Подходы в системном анализе	Характеристика подходов в системном анализе
Системный	Несводимость свойств целого к сумме свойств элементов Поведение системы определяется как особенностями отдельных элементов, так и особенностями ее структуры Существует зависимость между внутренними и внешними функциями системы Система находится во взаимодействии с внешней средой, обладает соответствующей ей внутренней средой Система представляет собой развивающуюся целостность
Структурно-функциональный	Выявление структуры (или функций) системы Установление зависимости между структурой и функциями системы Построение соответственно функций (или структуры) системы
Конструктивный	Реалистический анализ проблемы Анализ всех возможных вариантов разрешения проблемы Конструирование системы, действие по разрешению проблемы
Комплексный	Рассмотрение всех сторон, свойств, многообразия структур, функций системы, ее связей со средой Рассмотрение их в единстве Выяснение степени значимости взятых в единстве характеристик системы в ее сущности
Проблемный	Выделение проблемы как противоречия между какими-либо сторонами объекта, определяющими его развитие Определение типа проблемы, ее оценка Выработка способов разрешения проблемы
Ситуационный	Выделение проблемного комплекса, лежащего в основе ситуации Выделение основных характеристик ситуации Установление причин возникновения ситуация и следствий их развертывания Оценка ситуации, её прогнозирование Разработка программы деятельности в данной ситуации
Инновационный	Констатация проблемы обновления Формирование модели нововведения, обеспечивающего разрешение проблемы Внедрение нововведения Управление нововведением, его освоение и реализация
Нормативный	Констатация проблемы системы Установление рациональных норм системы Преобразование системы в соответствии с нормами
Целевой	Определение цели системы Декомпозиция цели на простые составляющие Обоснование целей Построение «дерева целей» Оценка экспертами всех «ветвей» «дерева целей» относительно времени и ресурсов достижения
Деятельностный	Определение проблемы Определение объекта деятельности Формулировка целей и задач деятельности Определение субъекта деятельности Формирование модели деятельности Осуществление деятельности
Морфологический	Максимально точное определение проблемы Нахождение наибольшего числа в пределах всех возможных вариантов разрешения проблемы Реализация системы путем комбинирования основных структурных элементов или признаков Применение методов морфологического моделирования: систематического покрытия поля; отрицания и конструирования; морфологического ящика; сопоставления совершенного с дефектным, обобщения и др.
Программно-целевой	Определение проблемы Формулирование целей Построение программы достижения целей

Таблица 33 — Характеристика основных подходов в системном анализе

Важнейшей, если не главной составной частью методологии системного анализа выступают методы. Их арсенал довольно велик. Разнообразны и подходы авторов при их выделении. Ю. И. Черняк методы системного исследования делит на четыре группы: неформальные, графические, количественные и моделирование . А. В. Игнатьева и М. М. Максимцов дают классификацию методов исследования систем управления, разделяя их на три основные группы: 1) методы, основанные на использовании знаний и интуиции специалистов; 2) методы формализованного представления систем и 3) комплексированные методы.

По нашему мнению, методы системного анализа еще не получили достаточно убедительной классификации в науке. Поэтому прав В. Н. Спицнадель, который отмечает, что, к сожалению, в литературе отсутствует классификация этих методов, которая была бы принята единогласно всеми специалистами . Приведенная табл. 34 представляет разработанный автором возможный вариант такой классификации. В качестве оснований классификации предлагается использовать тип знания, обрабатываемый методом; способ реализации, в качестве которого могут выступать либо интуиция, либо знание; выполняемые функции, сводящиеся к получению, представлению и обработке информации; уровень знания - теоретический либо эмпирический; форма представления знания, которая может быть качественной либо количественной.

Основание классификации	Методы системного анализа
Тип знания	Философские методы (диалектический, метафизический и т.п.) Общенаучные методы (системный, структурно-функциональный, моделирование, формализация и т. п.) Частнонаучные методы (свойственны для конкретной науки: методы моделирования социальных, биологических систем и т. п.) Дисциплинарные методы (применяются в той или иной дисциплине, входящей в какую-нибудь отрасль науки, семиотические, лингвистические и т. п.)
Способ реализации	Интуитивные методы («мозговая атака», «сценарии», экспертные методы и т. п.) Научные методы (анализ, классификация, системного моделирования, методы логики и теории множеств и т. п.)
Выполняемые функции	Методы получения информации (системное наблюдение, описание, экспертные методы, игровые методы и т. п.) Методы представления информации (группировка, классификация и т. п.) Методы анализа информации (классификация, обобщение, методы анализа информационных систем и т. п.)
Уровень знания	Теоретические методы (анализ, синтез, теоретизация и т. п.) Эмпирические методы (игровые методы, морфологические методы, экспертные оценки и т. п.)
Форма представления знания	Качественные методы, опирающиеся на качественный подход к объекту (метод «сценариев», морфологические методы) Количественные методы, использующие аппарат математики (метод « Дельфи», статистические методы, методы теории графов, комбинаторики, кибернетики, логики, теории множеств, лингвистики, исследования операций, семиотики, топологии и т. п.)

Таблица 34 — Методы системного анализа

Методологический комплекс системного анализа был бы неполным, если в нем не выделить его теоретический ансамбль. Теория является не только отражением действительности, но и методом ее отражения, т.е. она выполняет методологическую функцию. На этом основании системные теории включаются в системный методологический комплекс. Наиболее важные системные теории, которые воздействуют на анализ, представлены в табл. 35.

Название	Авторы	Характеристика
Общая теория систем (несколько вариантов)	А. А. Богданов, Л. Берталанфи, М. Месарович, У. Росс Эшби, A. И. Уемов, B. С. Тюхтин, Ю. А. Урманцев и др.	Формирование понятийного аппарата систем Попытка создания строгой теории Выявление общих закономерностей функционирования и развития систем любой природы
Структурализм (несколько вариантов)	К. Леви-Стросс, М. П. Фуко, Ж. Лакан, Р. Барт, Л. Гольдман, А. Р. Радклифф-Браун и др.	Выявление структур, имеющихся в культуре Применение структурных методов в изучении различных продуктов человеческой деятельности в целях выявления логики порождения, строения и функционирования объектов духовной культуры. Выделение и анализ эпистем - способов фиксации связей между словами и вещами
Функционализм (несколько вариантов)	Г. Спенсер, Т. Парсонс, Б. Малиновский, Р. Мертон, Н. Луман, К. Гемпель, Ч. Миллс и др.	Выявление функций как наблюдаемых следствий, которое служит саморегуляции и адаптации системы Исследование функциональных потребностей и их обеспечения структурами Выделение явных и латентных функций, функций и дисфункций Исследование проблем адаптации и саморегуляции систем
Структурный функционализм (несколько вариантов)	Р. Бейлз, Р. Мак-Айвера, Р. Мертон, Т. Парсонс, Н. Смелсер, Э. Шилз и др.	Равновесие и спонтанная регуляция систем Наличие в обществе инструментальной и функциональной рациональности Общество как система имеет технико-экономическую, профессиональную и стратификационную структуры
Системно-кибернетические теории	Н. Винер, У. Росс Эшби, Р. Акофф, Ст. Бир, В. М. Глушков и др.	Выделение общих законов управления Гомеостатический, целевой, управленческий характер систем Наличие прямой и обратной отрицательной и положительной обратной связей Процессы управления рассматриваются как процессы переработки информации Теория автоматического регулирования Теория информации Теория оптимального управления Теория алгоритмов Становление химической, технической, экономической и т.п. кибернетики
Математические теории систем (несколько вариантов)	М. Месарович, Л. В. Кантарович, В. С. Немчинов и др.	Математические определения систем, основанные на теории множеств, логике, математическом программировании, теории вероятностей и статистике Математические описания структуры, функций и состояний систем
Синергетика	И. И. Пригожин, Г. Хаген	Исследование процессов самоорганизации в системах любой природы Объяснение поведения сложных нелинейных систем, находящихся в неравновесных состояниях спонтанным образованием структур Роль динамического хаоса и флуктуаций в развитии системы Наличие многообразия путей развития систем в условиях хаоса

Из табл. 35 следует, что системная теория развивается по нескольким направлениям. Практически исчерпывает себя такое направление, как общая теория систем, сформировался структурализм, функционализм и структурный функционализм в обществознании, биологии, получили развитие системно-кибернетические и математические теории. Наиболее перспективным направлением ныне является синергетика, которая дает объяснение нестационарным системам, с которыми человек сталкивается все чаще в условиях перехода к постиндустриальной динамике жизни.

Виды системного анализа

Многообразие методологии системного анализа выступает питательной почвой для развития разновидностей системного анализа, под которыми понимаются некоторые сложившиеся методологические комплексы. Заметим, что вопрос о классификации разновидностей системного анализа еще не разработан в науке. Имеются отдельные подходы к этой проблеме, которые встречаются в некоторых работах . Довольно часто виды системного анализа сводят к методам системного анализа или к специфике системного подхода в системах различной природы. На самом деле бурное развитие системного анализа приводит к дифференциации его разновидностей по многим основаниям, в качестве которых выступают: назначение системного анализа; направленность вектора анализа; способ его осуществления; время и аспект системы; отрасль знания и характер отражения жизни системы. Классификация по этим основаниям приведена в табл. 36.

Основание классификации	Виды системного анализа	Характеристика
Назначение системного анализа	Исследовательский системный	Аналитическая деятельность строится как исследовательская деятельность, результаты используются в науке
	Прикладной системный	Аналитическая деятельность представляет собой специфическую разновидность практической деятельности, результаты используются в практике
Направленность вектора анализа	Дескриптивный или описательный	Анализ системы начинается со структуры и идет к функциям и цели
	Конструктивный	Анализ системы начинается с ее цели и идет через функции к структуре
Способ осуществления анализа	Качественный	Анализ системы с точки зрения качественных свойств, характеристик
	Количественный	Анализ системы с точки зрения формального подхода, количественного представления характеристик
Время системы	Ретроспективный	Анализ систем прошлого и их влияния на прошлое и историю
	Актуальный (ситуационный)	Анализ систем в ситуациях настоящего и проблем их стабилизации
	Прогностический	Анализ систем будущего и путей их достижения
Аспекты системы	Структурный	Анализ структуры
	Функциональный	Анализ функций системы, эффективности ее функционирования
	Структурно-функциональный	Анализ структуры и функций, а также их взаимозависимости
Масштаб системы	Макросистемный	Анализ места и роли системы в более крупных системах, которые ее включают
	Микросистемный	Анализ систем, которые включают в себя данную и воздействуют на свойства данной системы
Отрасль знания	Общий системный	Опирается на общую теорию систем, осуществляется с общих системных позиций
	Специальный системный	Опирается на специальные теории систем, учитывает специфику природы систем
Отражение жизни системы	Витальный	Предполагает анализ жизни системы, основных этапов ее жизненного пути
	Генетический	Анализ генетики системы, механизмов наследования

Таблица 36 — Характеристика разновидностей системного анализа

Данная классификация позволяет диагностировать каждую конкретную разновидность системного анализа. Для этого надо «пройти» по всем основаниям классификации, выбирая ту разновидность анализа, которая наилучшим образом отражает свойства применяемой разновидности анализа.

ВВЕДЕНИЕ

Системный анализ – это научная дисциплина, занимающаяся решением проблем, связанных с исследованием систем различной физической природы, назначения и масштабов, управлением эволюцией систем, оптимизацией параметров, структуры и алгоритмов функционирования систем, принятием оптимальных решений по организации и развитию систем. Поэтому истоки системного анализа и его методологии лежат в теории систем, теории исследования операций, теории принятия решений и теории управления.

Появление дисциплины «системный анализ» обусловлено возникшей необходимостью проведения исследований систем междисциплинарного характера. Создание, эксплуатация и развитие сложных технических систем, проектирование масштабных энергетических, транспортных, производственных систем и управление ими, анализ экологических систем и систем социального назначения и многие другие направления практической и научной деятельности требовали организации исследований, которые носили бы нетрадиционный характер.

На современном этапе развития системного анализа его аппарат и инструментарий опираются на широкое использование ЭВМ и включают сложную и развитую систему моделей. Развитие системного анализа определялось, с одной стороны, развитием математического аппарата и разработкой методов формализации, а с другой – новыми задачами, возникающими в промышленности, экономике, военном деле и т. д. Системный анализ включает как научное исследование систем, так и соответствующие виды деятельности, направленной на практическую реализацию результатов таких исследований.

Научная дисциплина, называемая системным анализом, изучает события и процессы в системах, разрабатывает модели, предназначенные для объяснения этих событий и процессов, использует эти модели для изучения изменения эволюции и характеристик систем при изменении ее структурных и функциональных параметров. Таким образом, системный анализ – наука, так как эта дисциплина использует научный метод для получения соответствующих знаний и отличается от других наук предметом исследований. Системный анализ, как и любая другая наука, требует разработки собственного математического аппарата методов системного анализа, ориентированного на специфику, присущую этой области и задачам исследования.

Отличительные особенности системного анализа заключаются в том, что он основан на использовании современного научного подхода к исследованию и управлению системами различной природы и назначения – системного принципа, комплексных научных коллективов и научного метода

для решения задач системного анализа. Системный принцип – это признание того, что всякая система состоит из частей, каждая из которых обладает своими собственными целями эволюции, и что в любой системе эволюция каждой части влияет на все остальные части системы. Научный метод системного анализа, в частности, основан на том, что, как правило, вся система, являющаяся объектом изучения, не может быть подвергнута натурному эксперименту. Поэтому в большинстве случаев, исследуя систему

в целом, необходимо применять подход, не связанный с проведением натурных экспериментов.

Концепция системного принципа оказала значительное влияние на планирующие и исполнительные функции управления системами. Чтобы выбрать из множества возможных решений лучшие, администраторы систем все чаще обращаются за помощью к специалистам по системному анализу. Значение системного принципа для управления системой определяется содержанием основной цели управления. Во-первых, необходимо добиться эффективности функционирования системы в целом и не допустить, чтобы интересы какой-либо одной части системы помешали достижению общих целей создания и функционирования системы. Во-вторых, необходимо добиваться этого при условии, что части системы имеют, как правило, противоречащие друг другу цели их функционирования. В- третьих, необходимо понимать, что достигнуть общих целей функционирования системы можно только в том случае, если рассматривать ее как единое целое, стремясь для этого понять и оценить взаимодействие всех ее частей и объединить их на такой основе, которая позволила бы системе в целом эффективно достигать ее цели. Любой формальный анализ системы или даже попытка формального анализа обычно ценны тем, что, как минимум, заставляют администратора системы думать о главном и двигаться

в нужном направлении. И хотя системный аналитик в своем заключении не всегда сможет безошибочно указать администратору, какое решение было бы самым лучшим, сам факт анализа потребует от него перечислить альтернативы и сформулировать цели анализа системы.

Не стремясь к исчерпывающему формальному определению системного анализа, отметим, что эта наука занимается в основном анализом организационных (функциональных) систем, т. е. систем, работа которых определяется решениями людей (в противоположность, например, физическим системам, которые подчиняются лишь законам природы). Системный анализ обеспечивает математическое описание процессов функционирования систем и управления ими. Он ориентирован на решение задач, для которых можно построить математические модели систем, позволяющие получать оптимальные решения. В любом проекте по системному анализу можно выделить следующие основные этапы: постановка задачи, разработка модели системы, нахождение решения, проверка модели и оценка решения, внедрение решения и контроль его правильности. В сис-

темном анализе главная роль отводится математическому моделированию. Для построения математической модели необходимо иметь четкое представление о цели функционирования исследуемой системы и располагать информацией об ограничениях, которые определяют область допустимых значений управляемых переменных. Анализ модели должен привести к определению наилучшего воздействия на объект исследования при выполнении всех установленных ограничений.

Сложность реальных систем может сильно затруднить представление цели и ограничений в аналитическом виде. Поэтому очень важно уменьшить «размерность» решаемой задачи таким образом, чтобы обеспечить возможность построения соответствующей модели. Несмотря на слишком большое число переменных и ограничений, которые на первый взгляд необходимо учитывать при анализе реальных систем, лишь небольшая их часть оказывается существенной для описания поведения исследуемых систем. Поэтому при упрощенном описании реальных систем, на основе которого будет строиться та или иная модель, прежде всего следует идентифицировать существенные переменные, параметры и ограничения.

Когда используют термин «системный анализ», то почти всегда имеют в виду применение математических методов для моделирования систем и анализа их характеристик. Действительно, математические модели и методы занимают в системном анализе центральное место. Однако следует иметь в виду, что решение задач организационного управления далеко не всегда сводится к построению моделей и выполнению соответствующих экспериментов с ними. Это обусловлено, в частности, тем, что в ходе формирования управляющих решений нередко сталкиваются с факторами, которые для правильного решения поставленной задачи являются существенными, но не поддаются строгой формализации и, следовательно, не могут непосредственно вводиться в математическую модель. Одним из трудноформализуемых факторов такого рода является фактор человеческой деятельности.

Системный анализ как методологию решения задач исследования и управления системами можно рассматривать и как науку, и как искусство. Научное содержание системного анализа обеспечивается эффективным использованием математических моделей и методов при решении проблем исследования и управления системами. В то же время успешное выполнение всех этапов исследования – от его начала до реализации решения, полученного с помощью разработанной математической модели, – во многом определяется творческими способностями и интуицией исследователей.

ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

1.1. Системы и модели

Система – это множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами.

Это определение предполагает, что система имеет свойства, функции и цели, отличные от свойств, функций и целей составляющих ее объектов, отношений и атрибутов.

Объекты – это просто части или компоненты системы. Большинство систем, окружающих или интересующих нас, состоит

из физических частей, однако в системы могут входить и абстрактные объекты: математические переменные, уравнения, законы и т. п.

Атрибуты – это свойства объектов.

Отношение – одна из форм всеобщей взаимосвязи всех предметов, явлений, процессов в природе, обществе и мышлении.

Отношения предметов друг к другу исключительно многообразны: причина и следствие, часть и целое, отношение между частями внутри целого, аргумент и функция и т. д. В математике и логике используются такие виды отношений, как «... больше, чем...», «... влечет...» и т. п. Любое множество объектов имеет внутренние отношения, потому что всегда можно принять за отношение расстояние между объектами. Предполагается, что рассматриваемые в определенном контексте отношения зависят от решаемой задачи, и на этой основе в рассмотрение включаются те или иные существенные или интересующие нас отношения и исключаются тривиальные или несущественные отношения. Исследователь, решающий проблему, сам принимает решение, какие отношения существенны, а какие тривиальны.

Окружающая среда системы – это совокупность всех объектов, изменение атрибутов которых или отношений между которыми влияет на систему, а также тех объектов, чьи атрибуты или отношения между данными объектами меняются в результате действия системы.

Приведенное определение вызывает естественный вопрос: когда объект считается принадлежащим окружающей среде, а когда он принадлежит системе? Если некоторый объект взаимодействует с системой так, как указано в определении, не означает ли это, что он является частью системы? Ответы на эти вопросы не являются очевидными. В известном

смысле система вместе с окружающей средой представляет набор объектов, интересующих исследователя в конкретной задаче. Разделение этого набора на две совокупности – система и окружающая среда – может быть произведено разными способами, причем все они достаточно произвольны. В конечном счете решение этой проблемы зависит от целей того, кто рассматривает некоторый набор объектов как систему.

Общая проблема определения окружающей среды данной системы является далеко не простой. Для того чтобы полностью определить окружающую среду, надо знать все факторы, которые влияют на систему или определяются системой. Как правило, исследователь включает в состав системы и ее окружающей среды все те объекты, которые ему кажутся наиболее важными, описывает внутренние отношения системы так полно, как это возможно, и уделяет большее внимание наиболее важным ее свойствам, пренебрегая теми свойствами, которые, по его мнению, не играют существенной роли. Такой метод идеализации широко применяется, например, в физике и химии. Биологи, социологи, экономисты и другие ученые, интересующиеся живыми системами и их поведением, находятся в более трудном положении. В этих науках очень трудно отличить существенные переменные систем от несущественных; иначе говоря, проблема спецификации исследуемого набора объектов и последующее деление его на две совокупности – систему и окружающую среду – представляет здесь фундаментальную трудность.

Из определения системы и окружающей среды следует, что любая система может быть разделена на подсистемы . Объекты, принадлежащие одной подсистеме, могут рассматриваться как части окружающей среды другой подсистемы. Анализ подсистемы требует, конечно, рассмотрения новой совокупности отношений. Разумеется, поведение подсистемы не может быть полностью аналогично поведению включающей ее системы. В частности, такое свойство систем, как иерархическая упорядоченность системы, по сути дела, отражает возможность разделения системы на подсистемы. Другими словами, можно сказать, что части системы сами могут быть системами более низких порядков. Одним из методов изучения сложной системы является рассмотрение в деталях поведения одной из ее подсистем. Другой метод заключается в наблюдении только макроскопического поведения системы как целого. Оба эти метода широко используются в различных областях знаний, и оба они имеют важное значение.

В определении системы отмечено, что для всех систем характерно наличие отношений между объектами и между их атрибутами.

Если каждая часть системы так соотносится с каждой другой частью, что изменение в некоторой части вызывает изменения во всех других час-

тях и во всей системе в целом, то система ведет себя как целостность , или как некоторое связанное образование.

Если в совокупности совершенно не связанных между собой объектов изменение в каждой части совокупности зависит только от самой этой части, а изменение в совокупности в целом является физической суммой изменений в ее отдельных частях, то такая совокупность называется обо - собленной или физически аддитивной.

Целостность и обособленность, очевидно, являются не двумя разными свойствами, а предельными значениями некоторой меры одного и того же свойства. Целостность и обособленность различаются по степени наличия этого свойства, и в настоящее время не существует метода их измерения. Для описания совокупности частей, независимых друг от друга, часто используется термин «комплекс», а термин «система» употребляется только тогда, когда для совокупности объектов характерна некоторая степень целостности. Однако более правильно использовать для совокупности совершенно независимых друг от друга частей термин «вырожденная система».

Моделирование – это замещение одной системы (оригинала) другой (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели. Замещение производится с целью упрощения изучения свойств оригинала.

В общем случае системой-оригиналом может быть любая естественная или искусственная, реальная или абстрактная система. Она имеет некоторое множество параметров и характеризуется определенными свойствами. Система проявляет свои свойства под влиянием внешних воздействий. Множество параметров системы и их значений отражает ее внутреннее содержание – состав, структуру и алгоритмы функционирования. Набор и значения параметров выделяют систему среди других систем. Характеристики системы – это в основном ее внешние признаки, которые важны при взаимодействии с другими системами. Характеристики системы находятся в функциональной зависимости от ее параметров. Очевидно, что каждая характеристика системы определяется в основном ограниченным подмножеством параметров. Предполагается, что влиянием остальных параметров системы на значение данной характеристики системы можно пренебречь. Исследователя интересуют, как правило, только некоторые характеристики изучаемой системы при конкретных внешних воздействиях на систему.

Модель – это тоже система со своими множествами параметров и характеристик, отображающими соответственно множества параметров и характеристик системы-оригинала. С некоторым приближением можно считать, что характеристики модели связаны с характеристиками оригинала.

В этом случае множество характеристик модели является отображением множества интересующих характеристик оригинала. Моделирование целесообразно, когда у модели отсутствуют те признаки оригинала, которые препятствуют его исследованию, или имеются отличные от оригинала параметры, способствующие изучению свойств модели.

Теория моделирования представляет собой взаимосвязанную совокупность положений, определений, методов и средств создания и изучения моделей. Эти положения, определения, методы и средства, как и сами модели, являются предметом теории моделирования. Основная задача теории моделирования заключается в том, чтобы вооружить исследователей методологией создания таких моделей, которые достаточно точно и полно фиксируют интересующие свойства оригиналов, проще или быстрее поддаются исследованию и обеспечивают использование его результатов для получения необходимых данных о характеристиках моделируемых системоригиналов. Теория моделирования является основной составляющей общей теории систем – системологии, в которой в качестве главного принципа постулируется осуществимость моделей: система представима конечным множеством моделей, каждая из которых отражает определенную грань ее сущности.

1.2. Классификация систем

При рассмотрении систем можно использовать различные способы их классификации: по происхождению , по описанию входных и выходных

переменных, по описанию оператора системы, по типу управления.

На рис. 1.1 приведена схема двухуровневой классификации систем по происхождению. Если полнота классификации первого уровня логически ясна, то второй уровень является явно неполным. Классификация естественных систем ясна из рисунка, ее неполнота очевидна. Неполнота разбиения искусственных систем связана, например, с еще незавершенным развитием систем искусственного интеллекта. В качестве примеров подклассов смешанных систем можно привести эргономические системы (комплексы машина–человек-оператор), биотехнические (системы, в которые входят живые организмы и технические устройства) и организационные системы (состоящие из коллективов людей, которые оснащены необходимыми техническими средствами).

С И С Т Е М Ы

ЕСТЕСТВЕННЫЕ

ИСКУССТВЕННЫЕ

СМЕШАННЫЕ

Механизмы

Эргономические

Биотехнические

Экологические

Автоматы

Организационные

Социальные

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

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

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

Рис. 1.1. Классификация систем по происхождению.

Трехуровневая схема классификации систем по типу входных, выходных и внутренних переменных приведена на рис. 1.2. Существует принципиальное различие между переменными, описываемыми качест - венно и количественно , что и является основой первого уровня классификации. Для полноты введен третий класс, к нему отнесены системы, у которых часть переменных носит качественный характер, а остальные являются количественными. На следующем уровне классификации систем с качественными переменными различаются случаи, когда описание ведется средствами естественного языка, и случаи, допускающие более глубокую формализацию. Второй уровень классификации систем с количественными переменными вызван различиями в методах дискретной и непрерывной математики, что и отражено в названиях вводимых подклассов; предусмотрен и случай, когда система имеет как непрерывные, так и дискретные переменные. Для систем со смешанным количественно-качественным описанием переменных второй уровень является объединением подклассов первых двух классов и на рисунке не приводится. Третий уровень классификации одинаков для всех подклассов второго уровня и изображен только для одного из них.

С И С Т Е М Ы

С КАЧЕСТВЕННЫМИ

С КОЛИЧЕСТВЕННЫМИ

СО СМЕШАННЫМ

ПЕРЕМЕННЫМИ

ПЕРЕМЕННЫМИ

ОПИСАНИЕМ

ПЕРЕМЕННЫХ

описание

Дискретные

Формализованное

описание

Непрерывные

Смешанное

описание

Смешанные

Детерминированные

Стохастические

Смешанные

Рис. 1.2. Фрагмент классификации систем по описанию переменных.

Следующая классификация (рис. 1.3) – по типу оператора системы, т. е. классификация типов связей между входными и выходными переменными.

				С И С Т Е М Ы
		НЕПАРАМЕТ-				ПАРАМЕТРИ-				БЕЛЫЙ ЯЩИК
		РИЗОВАННЫЙ				ЗОВАННЫЙ				(оператор
(оператор										известен
неизвестен)		(оператор				(оператор				полностью)
		известен				известен
		частично)				до параметров)

Инерционные (с памятью)

Безынерционные (без памяти)

Замкнутые (с обратной связью)

Разомкнутые (без обратной связи)

Линейные

Нелинейные

Квазилинейные

Рис. 1.3. Фрагмент классификации систем по типу операторов.

На первом уровне расположены классы систем, отличающиеся степенью наличия сведений об операторе системы. Ветвь «черного ящика» на этом уровне кончается: оператор считается вообще неизвестным. Чем больше сведений об операторе имеется, тем больше различий можно рассмотреть и тем более развитой окажется классификация. Например, информация об операторе может носить настолько общий характер, что описание системы нельзя получить в параметризованной функциональной форме. Непараметризованный класс систем и соответствует подобным ситуациям с очень ограниченной информацией об операторе.

Наши знания об операторе могут иметь уровень, который позволяет составить параметрическое описание этого оператора, т. е. записать зависимость выхода системы y (t ) от входа системы x (t ) в явной форме с точностью до конечного числа параметров θ = (θ 1 ,K , θ k ) : y (t ) = Φ (x (), θ ) , где Φ обозначает оператор системы. Такие системы относятся к третьему классу при классификации этого вида.

Наконец, если параметры оператора заданы точно, то всякая неопределенность исчезает и мы имеем систему с полностью определенным оператором, т. е. «белый ящик».

Дальнейшие уровни классификации на рис. 1.3 приведены только для систем третьего и четвертого классов («черный ящик» не подлежит

дальнейшей классификации, а классификация непараметризованных систем связана с типом имеющейся информации об их операторах). Второй, третий и четвертый уровни ясны из самого рисунка. Конечно, классификация может быть продолжена (например, линейные операторы принято делить на дифференциальные, интегральные и т. п.).

Рассматривая выход y (t ) системы (это может быть вектор) как ее реакцию на управляемые u (t ) и неуправляемые w (t ) входы – x (t ) = {u (t ), w (t )} , модель «черного ящика» можно представить как совокупность двух процессов: X = {x (t ), t T } и Y = { y (t ), t T } . Если считать y (t ) результатом некоторого преобразования Φ процесса x (t ) , т. е. y (t ) = Φ (x (t )) , то модель «черного ящика» предполагает, что это преобразование неизвестно. В том же случае, когда мы имеем дело с «белым ящиком», соответствие между входом и выходом можно описать тем или иным способом. Какой именно способ – зависит от того, что нам известно, и в какой форме можно использовать эти знания.

Схема следующего способа классификации систем – по типу управления – приведена на рис. 1.4. Первый уровень классификации определяется тем, входит ли управляющий блок в систему или является внешним по отношению к ней; выделен также класс систем, управление которыми разделено и частично осуществляется извне, а частично – внутри самой системы. Независимо от того, включен ли в систему или вынесен из нее управляющий блок, можно выделить четыре основных типа управления, что и отражено на втором уровне классификации. Эти типы различаются в зависимости от степени наличия сведений о траектории системы в пространстве состояний, приводящей систему к цели, и возможности управляющего блока обеспечить эволюцию системы по этой траектории.

С И С Т Е М Ы

С ВНЕШНИМ

САМОУПРАВЛЯЕМЫЕ

С КОМБИНИРОВАННЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ

УПРАВЛЕНИЕМ

Без обратной связи

Программное управление

Автоматические

Регулирование

Автоматическое управление

Полуавтоматические

Управление

Параметрическая адаптация

Автоматизированные

по параметрам

Управление

Структурная адаптация

Организационные

по структуре

(самоорганизация)

Рис. 1.4. Классификация систем по типу управления.