Исследование операций
Направление «Исследование операций», как наука, стало развиваться в 40-х годах 20 столетия. Первые исследования в этой области принадлежали советскому математику Л. Канторовичу.
Исследование операций - это комплекс научных методов для задач эффективного управления организационными системами.
Природа таких систем может быть разнообразной, а общие математические модели и методы применяются для решения задач медицины, биологии, социологии и др. сфер деятельности человека. Название направления связано с применением математических методов сначала при решении задач военного характера (для управления военными операциями.) Но из-за развитого мат. аппарата (методы оптимизации, линейного и нелинейного программирования, стохастического программирования, статистические методы и т.д.) в последние десятилетия исследование операций широко применяется и для решения разнообразных экономических задач.
Исследование операций – междисциплинарное направление, возникновение которого предшествовало становлению и развитию "теории систем". Предметом исследования операций является разработка методов анализа целенаправленных действий (операций) и об"ективная сравнительная оценка решений.
Отличие от предшествующих математических методов принятия решений в следующем:
Предполагается разработка нескольких вариантов решений, нескольких путей достижения целей.
При выборе решения допускается учет не только количественных, но и качественных критериев, что позволяет обеспечить большее соответствие решения реальной действительности и, соответственно, большую его объективность.
Для организации процесса принятия решения разрабатывалась методика, обязательный этап которой- постановка задачи.
Учитывалось, что операция не изолирована от других, которые не интересуют заказчика в данный момент, но могут повлиять на ход и результаты операции.
Отмечался как очень важный этап сбора информации и анализа факторов, влияющих на принятие решений.
Обязательно учитывались интересы людей и коллективов, принимающих участие в операции, и прогноз влияния на их поведение принимаемых решений.
В методике по исследованию операций не менее 4-5 этапов.
Распространение и развитие идей "Исследования операций" связано с развитием математического программирования, математической статистики, теории игр, математической логики, теории графов и др. методов дискретной математики. Т.о. сложился ряд направлений "Исследования операций", основанных на применении различных методов: операции управления запасами, установления износа и замены оборудования, распределения ресурсов, составления расписания и календарного планирования, массового обслуживания, конфликтных ситуаций, базирующихся на теории игр, и др.
Системный анализ (са)
В этом ряду (некоторые научные направления не рассматривались нами, т.к. они изучались на соответствующих узкоспециализированных дисциплинах) научных направлений СА стоит в середине, т.к. использует в равной степени и философские представления о системах, их управлении, организации и формализованные методы и модели.
Все перечисленные направления имеют много общего, потому что оперируют одинаковыми понятиями (система, элемент, связь, структура, цель и т.д.) и пользуются одинаковыми математическими методами.
Системный анализ возник в 60-х гг. XX в. как результат развития исследования операций и системотехники. Он применяется главным образом к исследованию искусственных (возникших при участии человека) систем, причем в таких системах важная роль принадлежит деятельности человека.
Согласно принципам системного анализа возникающая перед обществом та или иная сложная проблема (прежде всего проблема управления) должна быть рассмотрена в целостном контексте — как система во взаимодействии всех ее компонентов, чаще всего как организация компонентов, имеющая общую цель. Однако реальные материальные системы архисложны, и поэтому для целей системного анализа используются модели, отражающие свойства реальной системы в определенном приближении, т.е. в процессе системного анализа необходимо построить объяснительную модель, более или менее отражающую реальную систему.
Системный подход и системный анализ выступают в качестве методологии исследования сложных объектов посредством представления их в качестве систем, моделирования этих систем и их анализа. Именно системный анализ позволяет выявить условия, приводящие к наилучшим результатам функционирования и оптимизации системы. При этом любой объект рассматривается не только как неразделимое, единое целое, но и как система взаимосвязанных составных элементов, их свойств и качеств.
Системный анализ – это эффективное средство решения сложных, обычно недостаточно четко сформулированных задач.
Соответственно системный анализ сводится к:
а) уточнению сложной проблемы;
б) ее структуризации в набор задач, решаемых с помощью экономико-математических методов;
в) детализации целей;
г) нахождению критериев оптимизации, конструированию эффективной организации для достижения целей.
В основе методологии системного анализа лежат три концепции: проблема, решение проблемы и система.
Проблема - это несоответствие или различие между существующим и требуемым положением дел в какой-либо системе.
В качестве требуемого положения может выступать необходимое или желаемое. Необходимое состояние диктуется объективными условиями, а желаемое определяется субъективными предпосылками, в основе которых лежат объективные условия функционирования системы.
Проблемы, существующие в одной системе, как правило, не равнозначны. Для сравнения проблем, определения их приоритета используются атрибуты: важность, масштаб, общность, актуальность и т.д.
Выявление проблемы осуществляется путем идентификации симптомов, определяющих несоответствие системы своему предназначению или недостаточную ее эффективность. Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию.
Идентификация симптомов производится путем измерения и анализа различных показателей системы, нормальное значение которых известны. Отклонение показателя от нормы и является симптомом.
Решение проблемы состоит в ликвидации различий между существующим и требуемым состоянием системы. Ликвидация различий может производиться либо путем совершенствования системы, либо путем ее замены на новую.
Решение о совершенствовании или замене принимается с учетом следующих положений. Если направление совершенствования обеспечивает существенное увеличение жизненного цикла системы и затраты несравнимо малы по отношению к стоимости разработки системы, то решение о совершенствовании оправдано. В противном случае следует рассматривать вопрос о ее замене новой.
Для решения проблемы создается система.
Основными компонентами системного анализа являются:
1. Цель системного анализа.
2. Цель, которую должна достигнуть система в процессе функционирования.
3. Альтернативы или варианты построения или совершенствования системы, посредством которых возможно решение проблемы.
4. Ресурсы, необходимые для анализа и совершенствования существующей системы или создания новой.
5. Критерии или показатели, позволяющие сравнивать различные альтернативы и выбирать наиболее предпочтительные.
6. Модель, которая связывает воедино цель, альтернативы, ресурсы и критерии.
Системный анализ - совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной природы и характера, междисциплинарных проблем; это совокупность общих законов, методов, приемов исследования таких систем.
Системный анализ - методология исследования сложных, часто не вполне определенных проблем теории и практики.
СА конкретного объекта – это сложная исследовательская задача, решение которой является важным самостоятельным научным достижением.
Механическое нетворческое его применение практически бесполезно. Организация процедур СА определяется задачами конкретного исследования и особенностями объекта. Каких-либо универсальных схем здесь выработать невозможно. Разработка каждой практической процедуры (этапа СА) - это творческий акт, в котором присутствуют опыт, интуиция и индивидуальность исследователя.
Но чтобы быть успешным, СА должен опираться на фундамент общих принципов и методов и в процессе применения к исследованию конкретных объектов должен накапливать опыт для последующих исследований.
Выводы
1)Термин "системный подход" стал использоваться в первые годы в приложении теории систем к практическим задачам. Однако, в научных работах, посвященных системному подходу, доказывалась лишь необходимость комплексного подхода к решению сложных практических задач, а конкретные методы и методики не предлагались.
2)Теория систем, системология по сравнению с СА пользуется больше философскими понятиями.
3)Кибернетика, системотехника, исследование операций по сравнению с перечисленными научными направлениями имеют более развитой математический (формальный) аппарат, но одновременно имеют менее развитые средства качественного анализа.
4)Поэтому для успешной практической деятельности человека при решении сложных проблем стало необходимым появление и применение нового научного направления, названного СА. И как отмечалось, он в равной степени использует и философские представления, и формализованные методы и модели, и развитые средства качественного анализа принимаемых решений.
СА можно считать дальнейшим развитием идей кибернетики, т.к. он исследует общие закономерности, относящиеся к сложным системам, которые изучаются любой наукой.
Т.о. СА – это совокупность методов и средств исследования и конструирования сложных объектов, прежде всего методов обоснования решений при создании и управлении техническими, экономическими и социальными системами.
Системный анализ тесно связан и с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а системный анализ - общие методы формального, межпредметного анализа предметных областей, выявления и описания, изучения их системных инвариантов. Можно дать и философское определение системного анализа: системный анализ - это прикладная диалектика.
Особый тип мышления - системный, присущий аналитику, который хочет не только понять суть процесса, явления, но и управлять им. Иногда его отождествляют с аналитическим мышлением, но это отождествление не полное. Аналитическим может быть склад ума, а системный подход есть методология, основанная на теории систем.
Системное (системно-ориентированное) мышление - это метод (принцип), с помощью которого можно целенаправленно (как правило, с целью управления) выявить и актуализировать, познать причинно-следственные связи и закономерности в ряду общих и всеобщих событий и явлений. Часто это методология исследования систем.
При системном мышлении совокупность событий, явлений (которые могут состоять из различных составляющих элементов) актуализируется, исследуется как целое, как одно организованное по общим правилам событие, явление, поведение которого можно предсказать, прогнозировать (как правило) без выяснения не только поведения составляющих элементов, но и качества и количества их самих. Пока не будет понятно, как функционирует или развивается система как целое, никакие знания о ее частях не дадут полной картины этого развития.
Пример. В соответствии с принципом системного мышления общество состоит из людей (и, разумеется, из общественных институтов). Каждый человек - также система (физиологическая, например). У человека, в свою очередь, существуют присущие ему как организму системы, например, система кровообращения. Когда люди взаимодействуют с другими людьми, образуются новые системы - семья, этнос и др. Это взаимодействие может происходить на уровне общественных институтов, отдельных людей (например, социальные взаимодействия) и даже отдельных систем кровообращения (например, при прямом переливании крови).
В соответствии с принципом системного подхода, каждая система влияет на другую систему. Весь окружающий мир - взаимодействующие системы. Цель системного анализа - выяснить эти взаимодействия, их потенциал и "направить их на службу человека".
Предметный аналитик (предметно-ориентированный или просто аналитик) - человек, профессионал, изучающий, описывающий некоторую предметную область, проблему в соответствии с принципами и методами, технологиями этой области. Это не означает "узкое" рассмотрение этой проблемы, хотя подобное часто встречается.
Системный (системно-ориентированный) аналитик - человек, профессионал высокого уровня (эксперт), изучающий, описывающий системы в соответствии с принципами системного подхода, анализа, т.е. изучающий проблему комплексно. Ему присущ особый склад ума, базирующийся на мультизнаниях, достаточно большом кругозоре и опыте, высоком уровне интуиции предвидения, умении принимать целесообразные ресурсообеспеченные решения. Его основная задача - помочь предметному аналитику принять правильное (сообразующееся с другими системами, не "ухудшающее" их) решение при решении предметных проблем, выявление и изучение критериев эффективности их решения.