3. Понятия системного анализа
3.1. Основные определения системного анализа
Строгого единого определения для понятия "система" в настоящее время нет. В качестве альтернатив приведем следующие определения:
Система - целое, составленное из частей, состоящих из множества элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство.
Система - множество упорядоченных некоторым отношением или связанных по определенному принципу элементов.
Также под системой понимается "всё, состоящее из связанных друг с другом частей", "отображение входов и состояний объекта в выходах объекта" и т. д. и т.п.
Существование множества определений понятия "система" связано с разнообразием методических подходов к общесистемным исследованиям, разнообразием классов наблюдаемых систем, сложностью вопроса. Э.Б. Кондильяк по этому поводу критически заметил: "…в вопросах о системах нагромоздили столько ошибок лишь потому, что не вскрыли достоинства и недостатки принципов, на которых они покоятся".
В качестве "рабочего" определения в научной литературе под системой в общем случае понимается совокупность связанных (зависимых) элементов, обладающая определенной целостностью.
Состояние системы – совокупность значений характеристик элементов системы в определенный момент времени.
Характеристики могут отражать состав, структуру системы, потенциал системы. Потенциал – возможность выполнения определенного объема работ. Чем целостнее (организованнее) система, тем выше ее потенциал при прочих равных условиях.
Событие – новое состояние системы.
Фактор – состояние системы, подсистемы, элемента или среды, способствующее наступлению определенного события.
Свойство (поведение) – это наблюдаемое исследователем проявление состояний системы или её части. Таким образом "свойство" – субъективное, отличительное, значимое для исследователя проявление функционирования системы.
Равновесие – способность системы при отсутствии или постоянстве воздействий на нее сохранять свое состояние сколь угодно долго.
Устойчивость – способность системы возвращаться в состояние равновесия.
Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия.
Всякая система состоит из подсистем. Всякая система является подсистемой некоторой системы.
Среда — это совокупность естественных и искусственных систем, окружающих некоторую систему.
Определяя термин "элементсистемы", различные авторы отмечают, что это некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), обладающий рядом важных свойств и реализующий в системе определенный закон функционирования. При этом утверждается, что в системе, представляющей органичное целое, элемент определяется как минимальная единица, способная к относительно самостоятельному осуществлению определенной функции.
Дадим расширительное определение термина "элемент".
Элемент – часть объективной или субъективной реальности,внутренняя структура которой исследователем не рассматривается.
Иными словами, элемент - это наименьшая часть исследуемой системы, представляемая как "черный ящик". Примерами типов элементов для разных исследователей могут служить энергия, атом, символ, человек, станок, бригада, организация, подсистема, научная категория, мысль, образ, мотив, цель и т.д.
Но как же проявляется элемент? Через свойства, делающие его регистрируемыми (см. рис.1). Например: цвет, тепло и т.д., которые в свою очередь также являются элементами, связующими материнский элемент с другими элементами мира (рис.2).
Рис.1. Регистрация свойств элементов
Рис.2. Взаимосвязь элементов
В трактовке понятий "связь"и"отношение"нет единства. Приведем некоторые определения:
Вид отношений между элементами, который проявляется как некоторый обмен (взаимодействие), называется связью.
Отношение – философская категория, характеризующая взаимозависимость элементов определенной системы.
Связь – взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и (или) во времени.
Отмечается, что понятие "связь" одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Проблематика понятия "связь" акцентирована в работе [18]: "Более или менее определенно это понятие употребляется во всех работах, посвященных системному подходу. Вместе с тем следует признать, что столь частое употребление понятия связи отнюдь не сделало его ясным, четко очерченным по своему содержанию. Напротив, как это ни странно, имеющиеся в литературе попытки логико-методологического анализа этой проблемы весьма немногочисленны, а возможная общелогическая классификация связей вообще не была предметом специального рассмотрения.". И там же: "Вместе с тем, очевидно, что вокруг этой категории в значительной мере группируется вся проблематика, специфическая для системного подхода. Можно утверждать, что развитие системных исследований существенно зависит от успехов в логико-методологическом анализе содержания понятия "связь".
Определим, что связь это состояние элементов, характеризующее их разнообразные потенциальные и фактические отношения по поводу получения или передачи ими каких-либо прочих элементов. В данном случае потенциальное отношение являет собой возможность (заложенную в механизме отношений), а фактическое отношение – реализацию возможностей, работу механизмов отношений связанных элементов.
Создание связей, то есть придание определенных свойств элементам осуществляется посредством создания механизмов отношений элементов. Эта работа осуществляется в процессе развития элемента, системы.
Примеры механизмов отношений: органы речи, слуха, обоняния и т.д. у человека или средства связи, транспорт и т.д. в организационных системах или Солнце, вырабатывающее энергию в естественных системах.
Объекты системного анализа – системы с управлением или целенаправленные системы.К системам с управлением, относятся технические, биологические, социальные, экономические системы.
Цель – желаемые состояния системы, которые должны быть достигнуты в определенные моменты времени.Желаемое состояние системы дает желаемый (целевой) результат ее работы. Из определения цели следует, что систему следует по возможности рассматривать как максимально полную структуру в динамике ее жизненного цикла.
Цель может задаваться, например, требованиями к показателям результативности, ресурсоемкости, оперативности функционирования системы. Как правило, цель для системы определяется (или ограничивается) старшей системой, а именно той, в которой рассматриваемая система является подсистемой.
В общем случае в процессе целеполаганиядолжны учитываться помимо интересов самой системы также интересы не только старших, но и конкурирующих, а также подчиненных систем.
Показатель – формализованная исследователем характеристика, отражающая какое-либо свойство системы или целевую направленность процессов, реализуемых системой.
Целевые показателипозволяют количественно задавать значение цели и делятся на показатели качества и эффективностисистемы, которые отражают внешние и внутренние существенные свойства системы.Показатель эффективности характеризует процесс (алгоритм) и экономический эффект от функционирования системы, а показатели качества - пригодность системы для использования ее по назначению. Например, система защиты от солнца. Можно использовать слона или зонт. Качество одинаковое – необходимая тень. Эффективность разная: содержание слона обходится дороже.
Эффективность предполагает баланс между частями системы. Недостаточная эффективность организационной системы будет заставлять руководителя возвращаться к самой проблемной части всей системы, так как в несбалансированной системе она представляет основное ограничение
Критериальные показатели – целевые показатели, используемые при выборе лучшей альтернативной системы. Критериальные показатели могут сводится (сворачиваться) в обобщенную целевую функцию (критерий) эффективности (полезности) системы.
Обобщенный вид критерия эффективности:
K = f (u , n),где,K– критериальный показатель;
u– управляемые (регулируемые) параметры системы;
n- неуправляемые параметры системы.
Проблемой называется состояние системы, характеризующееся различием между необходимым (желаемым) выходом и существующим выходом.
Существующий выход обеспечивается существующей системой. Желаемый выход обеспечивается желаемой системой. Таким образом, проблема также есть разница между существующей и желаемой системами.
Система, устраняющая несоответствие между существующей и желаемой системами, является объектом конструирования и называется системой, решающей проблему.
В частности, системы может и не быть. Тогда объектом конструирования является новая система.
Проблемы проявляются в свойствах называемых симптомами.
Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию.
Обнаружение проблемы есть результат процесса идентификации симптомов.
За обнаружением проблемы следует прогнозирование ее развития, т.е. оценка состояния системы при нерешенной проблеме. Оценка актуальности решения проблемы позволяет определить необходимость и очередность ее решения.
Процесс нахождения решенияконцентрируется вокруг итеративно выполняемых операций уточненияцели, ресурсов и ограниченийдля решения проблемы.
Для представления системы в целом вводится понятие "структура" - как средство упорядочения по какому-либо признаку элементов и отношений между ними.
Термин "структура" определяют как совокупность внутренних связей, строение, внутреннее устройство объекта. Иногда в определении понятия "структура" добавляют, что указанные внутренние связи устойчивы и что они обеспечивают целостность объекта.
В организационном проектировании используются типовые организационные структуры и их производные: иерархические, линейные, матричные, сетевые и т.д. Причем зачастую приоритет отдается структурной части проекта в ущерб его процессной организации, что прямо противоречит принципу системного анализа приоритета функции над структурой.
В соответствии с ГОСТ Р ИСО 9000-2001 "Организационная структура: Распределение ответственности, полномочий и взаимоотношений между работниками.".
Остановимся на следующем определении.
Структура - отображение образующих систему элементов и связей между ними.
В центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения равнокачественных альтернатив построения системы, которая выполняется с целью выбора альтернативы, подлежащей реализации.
Альтернативы должны отражать общие свойства системы (выходной результат, эффективность, стоимость и другие). Для этого должны быть учтены частные свойства всех элементов каждой альтернативы. Так возникает идея выделения "всех элементов, связанных с данной альтернативой", т. е. идея, которая на обыденном языке выражается как "всесторонний учет всех обстоятельств". Выделяемая этим определением целостность и называется в системном анализе полной системой или просто системой.
Но как выделить эту целостность, "систему", как установить, входит данный элемент в данную альтернативу или нет? Основным критерием может быть участие элементов в осуществлении процессов, приводящих к появлению выходного целевого результата системы, то есть элементов с заданными свойствами.
Понятие процесса оказывается центральным понятием системного анализа.
То, что, прежде всего должно быть выделено, если мы хотим думать "системно" и действовать реализуя "системный подход", есть процесс. Не может быть системного мышления без ясного понимания процессов, реализующих целевое предназначение системы.
Приведем некоторые определения понятия "процесс":
Процесс, 1) последовательная смена явлений, состояний в развитии чего-нибудь, 2) совокупность последовательных действий для достижения какого-либо результата, например, производственного процесса.
Процесс (в кибернетике) — последовательная смена состояний, стадий изменения (развития) системы или иного объекта.
Стандарт ГОСТ Р ИСО 9000-2001 определяет процесс как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих видов деятельности, преобразующая входы в выходы.
Особое внимание при изучении процессов следует обратить на психические и интеллектуальные процессы человека как на первооснову создания и развития организационных систем.
Психические процессы — условное обозначение динамической характеристики психики человека. К психическим процессам обычно относят познавательные процессы: ощущения и восприятие как отображение непосредственно действующих на органы чувств предметов, раздражителей; память, как процессы организации и сохранения прошлого опыта; воображение и мышление как обобщенное и переработанное в сознании человека отображение свойств действительности, которые недоступны непосредственному познанию; волевые процессы (пробуждение потребностей, возникновение мотивов или побуждений действовать определенным образом, принятие решений и их выполнение); эмоциональные процессы (возникновение чувств, их динамика в зависимости от удовлетворения потребности и т. д.).
Входом процесса называется начальное состояние элемента (элементов) подвергаемых изменениям. Входом (предметом преобразования) могут являться свойства мясного сырья, информация, образы, старая система, а также время и место начала обработки входных элементов процессом. Выходом называется элемент (элементы) – результат проведенных изменений: колбаса, отчет, миссия, новая система. А также затраченное время на обработку процессом и новое место выходного элемента.
С позиции процессного подхода термин "фактор" соответствует какому-либо процессу.
Для саморегулируемых процессов обязательно наличие обратной связи. Подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже при определении функции управления.
Процессный подход позволяет конкретизировать категорию "связь": Элемент-выход одного процесса, являющийся элементом-входом другого процесса представляет собой материализацию отношений (связи) двух активных элементов (систем), реализующих данные процессы.
Иллюстрацию данного утверждения мы наблюдаем в жизни. Например, в рейдерской практике, слабый владелец бизнеса отдает свое предприятие более сильному, активному элементу. В данном случае предприятие является тем самым переходным элементом.
Процесс – управляемая и неуправляемая смена состояний элементов.Смена состояний происходит в результате работы искусственного или естественного механизма, реализующего процесс. Если процесс реализуется естественным путем (механизмом), то говорят о стечении обстоятельств. В искусственных системах процесс преобразования входных элементов осуществляется в соответствии с заданноймоделью (функцией, алгоритмом) получениявыхода.Или другими словами, через череду событий обеспечивает выполнение поставленной цели с учетом заданных ограничений.
Модель получения выхода отвечает на вопросы: что должно получится, где, как, из чего, с помощью чего, в какие сроки. Таким образом, модель включает не только описание процесса как такового, но и описание механизмаи порядка его использования для реализации данного процесса.
Приведем несколько определений термина "механизм", используемых в различных областях науки и практики:
Механизм (от греч. mechane — машина), система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других твердых тел.
Механизм (mechanism) – 1) система, устройство, определяющее порядок какого-либо вида деятельности; 2) совокупность правил, законов и процедур, регламентирующих взаимодействие участников организационной системы; 3) совокупность процедур принятия управленческих решений центром.
Социальный механизм - взаимодействие социальных структур, норм, институтов, образцов поведения и т.д., посредством которого обеспечивается функционирование социальной системы.
Механизм экономический — совокупность методов и средств воздействия на экономические процессы, их регулирования.
Социально-экономический механизм — понятие, охватывающее организационно-хозяйственные и социальные аспекты экономики, выражающее взаимодействие соответствующих структур и регуляторов, которые в совокупности обеспечивают функционирование экономической системы.
Хозяйственный механизм — совокупность организационных структур и конкретных форм и методов управления, а также правовых норм, с помощью которых реализуются действующие в конкретных условиях экономические законы, процесс воспроизводства.
Финансовый механизм — составная часть хозяйственного механизма, совокупность финансовых стимулов, рычагов, инструментов, форм и способов регулирования экономических процессов и отношений. Финансовый механизм включает прежде всего цены, налоги, пошлины, льготы, штрафы, санкции, дотации, субсидии, банковский кредитный и депозитный процент, учетную ставку, тарифы.
Напомним, что реальность - весь мир в многообразии его форм:
материальный мир, объективно существующий в действительности (объективная реальность);
мир, создаваемый индивидуальным сознанием (субъективная реальность).
Унифицируем вышеприведенные определения термина "механизм" с позиций общесистемных наук: Части объективной реальности, задействованные на реализацию процесса – механизм этого процесса. То есть, механизм - какпассивнаясистема, предназначенная для реализации процессов, дающих реальный результат, состоит только из элементов, являющихся частями объективной реальности. Активная, то есть целенаправленная система, представляет собой совокупность пассивной подсистемы (механизма) и, являющихся плодом сознания, элементов субъективной реальности, инициирующих, запуск, контроль и регулирование работы механизма.
Механизм – это совокупность ресурсов. При их нехватке могут быть откорректированы показатели качества процесса или принято решение о невозможности его реализации. То есть процесс и его механизм должны проектироваться (и оптимизироваться) параллельно. При этом следует учитывать тот факт, что один процесс может быть выполнен разными механизмами. И наоборот, один и тот же механизм может быть в различной степени универсален в отношении каких-либо процессов.