книги из ГПНТБ / Левич А.М. Основы системного анализа и теории принятия решений учеб. пособие

’ / W - j h 6 S2>

А.М .Л е в и ч ,Е.М.Левич

ОСУЩНОСТИ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Научно-техническая революция, в также потребности развития экономики и обороноспособности страны привели к создание таких технических и экономических систем, комп­ лексов, характерными чертами которых явились их масштаб» ность и сложность. Большие хозяйственно-экономические

переработки информации, автоматизированные системы управ­ ления различных типов уже сейчас состоят из огромного числа взаимосвязанных элементов и имеют весьма слежну® структуру связей я управления. Вэзвитие этих систем, по­ лучивших в последнее время название "сложные системы", показало, что проблемы, с которыми сталкивается человек на этапах конструирования, создания и последующего ис­ пользования таких систем, весьма своеобразны, а решения, которые он вынужден принимать перед лицом этих проблей, неизбежно несут на себе вечать субъективизма и произвол»,

пересмотра в случае ошибки, вероятность которой отличи* от нуля. Она должна быть учтена и сведена к минимуму степенью объективности решения. Более того, обозримы*

ростом сложности и масштабов систем последние обнаруживают свойства и поведение, не вытекающие из свойств и поведения составляющих их подсистем, в силу чего упомянутый выше ме­ тод анализа теряет свою эффективность.

Вторая причина заключается в том, что аппарат конкрет­ ной теории дает одностороннее описание сложной системы. Су­ ществуют, например, достаточно подробно разработанные тео­ рии надежности, точности, массового обслуживания и т .н е к о ­ торые позволяют определить весьма важные, но тем не менее отдельные характеристики системы, как-то: надежность, точ­ ность, пропускную способность и т.п . Однако потребности практики, в частности, задачи синтеза и анализа систем, уп­ равления и принятия решений в сложных системах требуют раз­ работки математических методов описания системы как единого целого, а не отдельных ее характеристик и свойств. Другими словами, классические научные дисциплины имеют дело либо с причинными рядами, либо с проблемами конечного числа пере­ менных, либо с проблемами неорганизованной сложности; пос­ ледние, в частности, разрешимы'статистическими методами. В сложных системах на первый план выступают проблемы организо­ ванной сложности, вытекающие из взаимодействия достаточно большого, но не бесконечного числа переменных. Эти проблемы потребовали новых понятийных и формальных средств для свое­ го решения [3-5]. Отметим также, что практика исследования системы как нечто целого, а не конгломерата частей соответ­ ствует тенденции современной науки не изолировать исследуе­ мые явления, а изучать их во взаимодействии. Сложные систе­ мы в этом смысле предлагают исследователю такой набор взаи-.

-'6 -

мосвязанных явлений самой разнообразной физической приро­ ды, что его адекватное описание в терминах какой-либо од-

•ной дисциплины становится невозможным.

Именно поэтому проблема описания, анализа сложных систем как единого целого дала толчок развитию общей тео­ рии систем и системного анализа, методология, понятийный

иформальный аппарат которых в настоящее время находится

встадии становления и интенсивного развития. Общая тео­ рия систем, как и Системный анализ, в противоположность механическому анализу, опирается на мировоззрение, кото­ рое считает целое’ отправной, исходной точкой исследования. Тогда, естественно, исходными являются и законы, управляю­ щие поведением целого, при этом поведение частей,в той ме­ ре, в какой это может интересовать, пытаются вывести из законов поведения целого. При этом акцентируются только те аспекты элементов системы, которые вытекают из свойств систем как единого целого, а не из конкретного содержания этих элементов. Таким образом, в общей теории систем и системном анализе система - это не столько совокупность элементов, сколько совокупность связей между элементами

[3, 4] .

Несмотря на появление.еще в тридцатых годах XX века первых принципиальных работ по общей теории систем,интен­ сивное развитие этой дисциплины началось в конце сороко­ вых г- в начале пятидесятых годов. В данное время количе­ ство работ по общей теории систем непрерывно растет. Соз­ дание общей теории систем связано с именами Л. фон Берталанфи, М.Месаровича, К.Боулдинга и др. Основной задачей обцей теории систем является создание формальной теории для анализа и синтеза сложных систем как единого целого. На этом пути, в- общем, сделаны лишь первые шаги и развитие общей теории систем существенно отстает от потребнос­ тей практики. Практика вызвала к жизни новое направление в системных исследованиях - системный анализ. »

- 7 -

Системный анализ [7-9, 13] возник в США в 40-50 гг.в связи с необходимостью решения таких крупных проблем, Как выбор вооружения для армии, авиации и флоте, выбор направ­ ления развития корпораций, выбор оптимальных решений проб­ лем городов, национальных ресурсов и т .д . В середине 60-х годов системный анализ послужил основой для создания сис­ темы ППБ (планирование - программирование - разработка бюджета), которая широко внедряется в различные федераль­

свою очередь выбор того или иного решения зависит от спо­ собности оценить эффективность каждого решения и необходи­ мые для его реализации затраты. При анализе проблем, так же, как и при анализе систем, потребовались методы, кото­ рые позволили бы рассматривать проблемы как единое целое," обеспечивали бы рассмотрение достаточного числа альтерна­ тивных решений, полноту и максимально возможную объектив­ ность решений, а также измеримость неопределенностей.

Получившуюся в результате развития этих методов дос­ таточно общую методологию решения проблем ее авторы назва­ ли "системным анализом". Системный анализ быстро впитая в себя достижения многих родственных и смежных областей и превратился в самостоятельную, богатую формами и областями приложений научную к прикладную дисциплину, а также область профессиональной деятельности.

Таким образом, системный анализ вызван х жизни потреб­ ностями определения таких характеристик систем, для которнх нет (и , возможно, не будет получено) строго формального ап­ парата их изучения. В частности, это относится к системам (например, военного названия), использование которых плани­ руется в обстановке значительной неопределенности внепннх факторов и воздействий. Поэтому усилия исследователей в об­ ласти системного анализа пошли по пути разработки, во-пер­ вых, ясного концептуального аппарата и, во-вторых, уставов-

- 8 -

ления системы правил и процедур исследования систем для различных этапов по проектированию и использованию.Механи­ стическое использование этих правил и процедур не гаранти­ рует, разумеется, правильного решения проблемы. Ценность этих рекомендаций в том, что они предохраняют как админи­ страцию, так и исследователей, отвечающих за подготовку и принятие решений, от односторонности и грубых ошибок.

В чем же сущность системного анализа?

Для выяснения этого рассмотрим основные направления, в рамках которых формируется системное мировоззрение, а

также основные рекомендации к процедуре системного анализа. §1. Задачи, основные понятия и категории системного анализТ

Задача системного анализа состоит в повышений целенаправленности результативности человеческой деятель-; ности по созданию и использованию сложных систем путем разработки и экспериментальной проверки рекомендаций,пра­

Общая теория систем и практика системного анализа ■' ввела в обиход исследователей ряд специфических "систем­

ных” понятий, сущность которых интуитивно очевидна, но точные определения которых (ни концептуальные, ни тем бо­ лее формальные) все еще не имеют общепризнанного устано­ вившегося характера. Поэтому приведенные ниже понятия да­ ются без определений и лишь иллюстрируют структуру "сис­ темного” языка, развитие которого является непременным

- 9 -

с

условием развития и общей теории систем и системного ана­ лиза.

Основные понятия системного анализа и общей теории системы можно разделить на две группы. Первая группа по­

иерархия; б; понятия о функционировании систем: стабильность,

равновесие, обратная связь, гомеостазис, адаптация, уп­ равление, регулирование, саморегулирование, централиза­ ция, децентрализация и др.

Вторая группа понятий, которую мы условно назовем "метаявыком системы", включает в себя:

а ) понятия о классах систем: цель, качество, задача, . эффективность, альтернатива, взаимодействие систем, чело­ веко-машинная система и др.

Важно отмстить, что существующее развитие перечис­ ленных понятий не отвечает потребностям практики систем­ ного анализа. Подавляющее большинство системных понятий, хотя и используется различными исследователями, все хе не имеет четко определенного' содержания, что, естественно, ограничивает сферу их практического использования. Доста­ точно сказать, что в настоящее время отсутствует общепри­ нятое формальное определение такой фундаментальной кате­

го физического смысла понятия, выработке единой концепции его использования. 5то направление в своей основе опира­ ется на изучение объемов этих понятий, существенно исполь­ зуя для этого и философию, к логику, и другие конкретные