Глава 4. Методология системного анализа

Методология системного анализа характеризуется через методологию исследования. Под ней понимается логическая организация исследования, предполагающая осознание его цели, распознава­ние проблем, являющихся предметом исследования, выбор средств и методов исследова­ния, определение рациональной последовательности исследовательской деятельности.

1. Системный анализ: цель, объект и предмет, основные принципы и этапы проведения

Еще раз подчеркнем, что системный анализ — это совокупность определенных научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем, возникающих во всех сферах целенаправленной деятельности общества, на основе системного подхода и представления объекта исследования в виде системы.

Характерным для системного анализа является то, что поиск лучшего решения проблемы начинается с определения и упорядочения целей деятельности системы, при функционировании которой возникла данная проблема. При этом устанавливается соответствие между этими целями, возможными путями решения возникшей проблемы и потребными для этого ресурсами.

Системный анализ характеризуется главным образом упорядоченным, логически обоснованным подходом к исследованию проблем и использованию существующих методов их решения, которые могут быть разработаны в рамках других наук.

Основными методологическими компонентами системного анализа являются его цель, объект и предмет.

Целью системного анализа является полная и всесторонняя проверка различных вариантов действий с точки зрения количественного и качественного сопоставления затраченных ресурсов с получаемым эффектом.

Системный анализ, по существу, является средством установления рамок для систематизированного и более эффективного использования знаний, суждений и интуиции специалистов; он обязывает к определенной дисциплине мышления.

Иными словами, системный анализ — это систематизированные методы оказания лицу, принимающему решение, помощи при выборе курса действий путем изучения всей проблемы в целом, определения конечных целей и различных путей их достижения с учетом возможных последствий. Для получения квалифицированного суждения по проблемам используются соответствующие методы, по возможности аналитические.

Системный анализ предназначен в первую очередь для решения слабоструктуризованных проблем, т.е. проблем, состав элементов и взаимосвязей которых установлен только частично и возникающих, как правило, в ситуациях, характеризуемых наличием фактора неопределенности и содержащих неформализуемые элементы.

Одна из задач системного анализа заключается в раскрытии содержания проблем, стоящих перед руководителями, принимающими решения, настолько, чтобы им стали очевидны все основные последствия решений и их можно было бы учитывать в своих действиях. Системный анализ помогает ответственному за принятие решения лицу более строго подойти к оценке возможных вариантов действий и выбрать наилучший из них с учетом дополнительных, неформализуемых факторов и моментов, которые могут быть неизвестны специалистам, готовящим решение.

Вначале определим содержание объекта системного анализа, т.е. выясним его специфику и место среди других родственных ему научных направлений.

Объект системного анализа в теоретическом аспекте — это процесс подготовки и принятия решений; в прикладном аспекте — различные конкретные проблемы, возникающие при создании и функционировании систем.

В теоретическом аспекте — это, во-первых, общие закономерности проведения исследований, направленные на поиск наилучших решений различных проблем на основе системного подхода (содержание отдельных этапов системного анализа, взаимосвязи, существующие между ними, и др.).

Во-вторых, конкретные научные методы исследования — определение целей и их ранжирование, дезагрегирование проблем (систем) на их составные элементы, определение взаимосвязей, существующих как между элементами системы, так и между системой и внешней средой и др.

В-третьих, принципы интегрирования различных методов и приемов исследования (математических и эвристических), разработанных как в рамках системного анализа, так и в рамках других научных направлений и дисциплин в стройную, взаимообусловленную совокупность методов системного анализа.

В прикладном плане системный анализ вырабатывает рекомендации по созданию принципиально новых или усовершенствованных систем.

Рекомендации по улучшению функционирования существующих систем касаются самых различных проблем, в частности ликвидации нежелательных ситуаций (например, ухудшение финансово-экономического положения предприятия), вызванных изменением как внешних по отношению к изучаемой системе факторов, так и внутренних.

Следует отметить, что объект системного анализа является в то же время объектом целого ряда других научных дисциплин, как общетеоретических, так и прикладных. Например, проблемами составления сбалансированного плана занимается планирование. Однако разработке такого плана в существенной мере будет способствовать использование принципов и методов, которые для решения любых проблем разрабатываются в рамках системного анализа.

Выделить предмет системного анализа, т. е. отнести системный анализ к категории наук, не представляется возможным, поскольку решением указанных выше проблем занимается целый ряд наук и других научных направлений.

Системный анализ означает сознательное систематизированное применение всей совокупности методов анализа, уделение большого внимания вопросам неопределенности и проверки полученных результатов на чувствительность к изменению показателей и факторов, определяющих функционирование системы. Степень чувствительности систем к изменению этих показателей и факторов указывает, на какие из них следует обратить особое внимание, а какими можно пренебречь.

Заканчивая  рассмотрение основных методологических компонентов системного анализа, следует отметить, что ему присущи определенные принципы, логические элементы, определенная  этапность и методы проведения.   Наличие (без исключения) всех этих компонентов и делает анализ какой-либо проблемы системным.

Приведенное определение системного анализа  не устанавливает ему жестких границ. Возникает вопрос: можно ли в рамках изложенной концепции системного анализа более четко определить его границы? Один из возможных подходов заключается в отнесении к категории системного только такого анализа, который был выполнен междисциплинарной группой. Это требование объясняется необходимостью использования междисциплинарного подхода к решению сложных проблем. Однако критерии оценки уровня междисциплинарности не установлены. Специалисты каких отраслей знаний должны входить в группу? Если в состав группы входят только экономисты, математики и юристы, является она междисциплинарной или нет? Каковы требования к уровню образования и кругозору членов междисциплинарной группы? К какой категории отнести анализ, если группу аналитиков одинакового научного профиля возглавляет крупный специалист, хорошо ориентирующийся в смежных областях? Каковы критерии, характеризующие уровень учета факторов смежных научных направлений? Когда можно сказать, что эти факторы учтены? Эти и подобные им вопросы вполне закономерно возникают при попытке отнести к категории системного анализ, выполняемый только междисциплинарной группой. Пока на них нет четкого ответа, использование этого ограничения не уточнит определение системного анализа.

Появление системного анализа в методологии обоснования управленческих решений знаменует переход от решения хорошо структуризованных, формализуемых проблем, когда четко определены цели, пути их реализации и критерии, что достигается на основе методов исследования операций, к решению проблем слабоструктуризованных, возникающих в условиях неопределенности и содержащих неформализуемые элементы, не переводимые на язык математики.

Системный анализ в отличие от исследования операций в большей степени сосредоточен на методологии решения проблем.

Объединяет обе эти дисциплины системный подход к рассматриваемому явлению. Однако, если в исследовании операций системный подход направлен на исследование связей главным образом внутри системы, предназначенной для решения определенной частной задачи, то в системном анализе он используется для выявления внешних связей данной системы со смежными системами, влияющими на решение данной задачи.

Системный анализ в отличие от исследования операций в большей степени сосредоточен на методологии решения проблем, а не на использовании конкретных математических методов. При его проведении     также широко используются экспертные оценки. Специалист по исследованию операций использует методы математического или логического анализа в условиях, когда есть ясное представление о том, что считать «более эффективной» работой. Постановка целей операций и проведение действий на основе рекомендаций, по существу, не входят в сферу деятельности исследователя операций, а фактически являются граничными условиями, наложенными на свободу его действия. Он редко вникает в определение цели работы или методов оценки ее успешности; что является одной из главных задач специалиста по системному анализу. В этом заключается принципиальное отличие системного анализа от исследования операций.

Иногда отмечают, что соотношение системного анализа и исследования операций аналогично соотношению стратегии и тактики.

Результаты системного анализа зависят от принятой системы ценностей. Суждение о ценности является неотъемлемой составной частью анализа. В этом отношении роль специалиста по анализу состоит в том, чтобы показать руководителю, принимающему решение, как и где входят суждения о ценности с тем, чтобы он составил собственное суждение по этому вопросу с максимальным использованием всей имеющейся по нему  информации.

Планирование военных операций в ходе Второй мировой войны при внедрении  нового вооружения требовало использования технических познаний, отсутствовавших в прошлом военном опыте.  Возникавшие проблемы носили в основном тактический характер, например, как найти наиболее выгодные способы бомбометания, методы поиска подводных лодок? Они явились основой области знания, получившей наименование «анализ операций», а позднее различных направлений ее развития — «исследование операций», «системотехника», «анализ по критерию «стоимость—эффективность» и, наконец, «системный анализ». Термин «системный анализ» был введен в связи с тем, что первые послевоенные работы в этой области относились к выбору и оценке систем оружия, а также вследствие того, что анализу была присуща системность в смысле его целенаправленности, упорядоченности и широты охвата сопутствующих факторов и явлений.

Далее, приведем основные моменты, на которые следует обратить внимание при проведении системного анализа:

• процесс принятия решения должен начинаться с выявления и четкого формулирования конечных целей;

• необходимо рассматривать всю проблему, как единую систему;

• выявлять все последствия и взаимосвязи каждого частного решения;

• необходимы выявление и анализ возможных альтернативных путей достижения цели;

• цели отдельных подразделений не должны вступать в конфликт с целями всей программы.

Принципы системного анализа – это некоторые положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Различные авторы излагают принципы с определенными отличиями, поскольку общепринятых формулировок на настоящее время нет. Однако, так или иначе, все формулировки описывают одни и те же понятия.

Наиболее часто к системным причисляют следующие принципы [1]: принцип конечной цели,принцип измерения, принцип эквифинальности, принцип единства, принцип связности, принцип модульного построения, принцип иерархии, принцип функциональности, принцип развития (историчности, открытости), принцип децентрализации, принцип неопределенности.

Принцип конечной цели. Это абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели. Принцип имеет несколько правил:

• для проведения системного анализа необходимо в первую очередь сформулировать цель исследования. Расплывчатые, не полностью определенные цели влекут за собой неверные выводы;

• анализ следует вести на базе первоочередного уяснения основной цели (функции, основного назначения) исследуемой системы, что позволит определить ее основные существенные свойства, показатели качества и критерии оценки;

• при синтезе систем любая попытка изменения или совершенствования должна оцениваться относительно того, помогает или мешает она достижению конечной цели;

• цель функционирования искусственной системы задается, как правило, системой, в которой исследуемая система является составной частью.

Принцип измерения. О качестве функционирования какой-либо системы можно судить только применительно к системе более высокого порядка. Другими словами, для определения эффективности функционирования системы надо представить ее как часть более общей и проводить оценку внешних свойств исследуемой системы относительно целей и задач суперсистемы.

Принцип эквифинальности. Система может достигнуть требуемого конечного состояния, не зависящего от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями. Это форма устойчивости по отношению к начальным и граничным условиям.

Принцип единства. Это совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности частей (элементов). Принцип ориентирован на «взгляд внутрь» системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе.

Принцип связности. Рассмотрение любой части совместно с ее окружением подразумевает проведение процедуры выявления связей между элементами системы и выявление связей с внешней средой (учет внешней среды). В соответствии с этим принципом систему в первую очередь следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой суперсистемой или старшей системой.

Принцип модульного построения. Полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей. Принцип указывает на возможность вместо части системы исследовать совокупность ее входных и выходных воздействий (абстрагирование от излишней детализации).

Принцип иерархии. Полезно введение иерархии частей и их ранжирование, что упрощает разработку системы и устанавливает порядок рассмотрения частей.

Принцип функциональности. Это совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой. Принцип утверждает, что любая структура тесно связана с функцией системы и ее частей. В случае придания системе новых функций полезно пересматривать ее структуру, а не пытаться втиснуть новую функцию в старую схему. Поскольку выполняемые функции составляют процессы, то целесообразно рассматривать отдельно процессы, функции, структуры. В свою очередь, процессы сводятся к анализу потоков различных видов:

• материальный поток;

• поток энергии;

• поток информации;

• смена состояний.

С этой точки зрения структура есть множество ограничений на потоки в пространстве и во времени.

Принцип развития. Это учет изменяемости системы, ее способности к развитию, адаптации, расширению, замене частей, накапливанию информации. В основу синтезируемой системы требуется закладывать возможность развития, наращивания, усовершенствования. Обычно расширение функций предусматривается за счет обеспечения возможности включения новых модулей, совместимых с уже имеющимися. С другой стороны, при системном анализе принцип развития ориентирует на необходимость учета предыстории развития системы и тенденций, имеющихся в настоящее время, для вскрытия закономерностей ее функционирования.

Принцип децентрализации. Это сочетание в сложных системах централизованного и децентрализованного управления, которое, как правило, заключается в том, что степень централизации должна быть минимальной, обеспечивающей выполнение поставленной цели.

Недостаток децентрализованного управления – увеличение времени на адаптацию системы, т.е. то, что можно сделать в централизованных системах за короткое время, в децентрализованной системе будет осуществляться весьма медленно. Недостатком централизованного управления является сложность управления из-за огромного потока информации, подлежащей переработке в старшей системе управления.

Принцип неопределенности. Это учет неопределенностей и случайностей в системе. Принцип утверждает, что можно иметь дело с системой, в которой структура, функционирование или внешние воздействия не полностью определены.

Перечисленные принципы обладают очень высокой степенью общности. Для непосредственного применения исследователь должен наполнить их конкретным содержанием применительно к предмету исследования. Такая интерпретация может привести к обоснованному выводу о незначимости какого-либо принципа. Однако знание и учет принципов позволяют лучше увидеть существенные стороны решаемой проблемы, учесть весь комплекс взаимосвязей, обеспечить системную интеграцию.

При системном анализе объектов, процессов, явлений необходимо пройти (в указанном порядке) следующие этапы системного анализа:

• Обнаружение проблемы (задачи).

• Оценка актуальности проблемы.

• Формулировка целей, их приоритетов и проблем исследования.

• Определение и уточнение ресурсов исследования.

• Выделение системы (из окружающей среды) с помощью ресурсов.

• Описание подсистем (вскрытие их структуры), их целостности (связей), элементов (вскрытие структуры системы), анализ взаимосвязей подсистем.

• Построение (описание, формализация) структуры системы.

• Установление (описание, формализация) функций системы и ее подсистем.

• Согласование целей системы с целями подсистем.

• Анализ (испытание) целостности системы.

• Анализ и оценка эмерджентности системы.

• Испытание, верификация системы (системной модели), ее функционирования.

• Анализ обратных связей в результате испытаний системы.

• Уточнение, корректировка результатов предыдущих пунктов.