Системный анализ

Системный анализ

Курс лекций

где при составлении технических заданий использовались ме­ тоды системной инженерии).

И все же следует подчеркнуть, что, несмотря на дости­ жения системной инженерии, революционное воздействие системного анализа на науки, изучающие слабо структуриро­ ванные проблемы, гораздо больше, чем собственно его вклад, правда весьма значительный, в процессы конструирования.

Поэтому можно утверждать, что самое большое влияние

системный анализ оказал на процессы управления в со­ циальных, экономических, экологических и политических системах. Если до появления системного анализа управление

вэтих отраслях носило интуитивный характер, а решения могли обосновываться сколь угодно субъективно, то с его по­ явлением управление в слабо структурированных предметных областях стало, наконец, наукой. Такой же, как управление

втехнических системах (то, что возможности системного анализа здесь еще далеко не полностью используются — во­ прос отдельный).

Исамым конструктивным приемом в данном случае ока­ залась возможность опираться на прогнозы последствий тех или иных действий, касающихся сложных систем. Эти про­ гнозы, в свою очередь, стали возможными только в результате применения концепции состояний. Для примера рассмотрим весьма близкое по постановке к классическим методам иссле­ дование операций.

Здесь системный анализ помимо рационализации предмодельного описания используется (правда, в неявном виде) для обоснования «стационарной» постановки задачи. Действи­ тельно, изменения сложной системы, состоящей из многих компонентов, в подобной постановке не рассматриваются

в реальной их динамике.

Что это значит? Это значит, что предполагается дости­ жение определенного результата, зависящего от немногих ха-

182

Итоги курса. Что же такое системный анализ

Лекция 9

рактеристик исходного «плана» операции. Повторим, если бы динамика системы была бы прогнозируема и объяснима в де­ талях, такая постановка была бы оправдана с точки зрения классической физики.

Однако в данных задачах динамика системы зачастую неизвестна. Это значит, что предполагается некий определен­ ный исход процесса, динамика которого неизвестна. Следова­ тельно, предполагается наличие некоторого итогового сос­ тояния.

В более явном виде концепция состояний прослеживает­ ся в теории игр. Действительно, это, во-первых, применимое

ик теории игр вышеприведенное рассуждение об определен­ ном исходе неопределенного процесса, который объясним только с позиций концепции состояний.

Аво-вторых, это те же позиции (состояния) в многошаго­ вых играх. Здесь концепция состояний используется прямо, ибо в соответствии с данной концепцией из одного состоя­ ния (позиции) может быть строго ограниченное число воз­ можных ходов (смен состояний). Концепция состояний во­ обще является единственным глубоким мировоззренческим обоснованием всех методов дискретного описания пове­ дения сложных систем и, соответственно, всех методов дискретной математики, применяемых к моделированию

ипринятию решений.

Здесь следует сделать одно очень важное замечание. Дис­ кретность поведения сложных систем, коль скоро она ис­ пользуется (пусть даже в неявном виде), требует адекватного выделения сложных систем, ведь реально несвязанные в си­ стему суммы элементов не ведут себя дискретно!

Таким образом, любое применение дискретных методов, или иначе, методов, в неявном виде предполагающих ис­ пользование концепции состояний, требует повышенного внимания к предмодельной структуризации. Иначе говоря,

183

Системный анализ

Курс лекций

применение в целях управления и планирования даже прямо несвязанных с системной методологией приемов исследова­ ния операций, не говоря уже о теории игр и тому подобных методах современной математики, немыслимы без большого объема предмодельных исследований, проводимых в русле си­ стемной методологии.

Но в наиболее конструктивной форме вся системная ме­ тодология, и концепция состояний в частности, применяется в экспертных системах, системной динамике и интегральном моделировании. Мы показали выше, что все эти методы моде­ лирования вообще невозможны вне системного видения мира.

С другой стороны, именно эти методы позволяют модели­ ровать и прогнозировать наиболее сложные, количественно не описанные системы и находить решения слабо структури­ зованных задач.

Применение методов системного анализа для целей про­ гнозирования, конструирования и управления, с одной сторо­ ны, весьма результативно, но, с другой стороны, предполагает при применении системных методов следование определен­ ным правилам. Процесс системного исследования во всей своей полноте должен включать в себя ряд последователь­ ных этапов.

1. Формулировка проблемы. Предварительная форму­ лировка цели и возможностей ее решения. Смысл этого этапа очевиден. Однако имеется несколько нетривиальных моментов. Первым моментом такого рода является необходи­ мость не просто «инвентаризация трудностей и угроз», а их четкая и, по возможности, лаконичная формулировка. Хотя, надо заметить, такая формулировка зачастую может быть сде­ лана как результат упомянутой «инвентаризации».

На основании выработанной формулировки проблемы определяется цель, достижение которой будет решением этой

184

Итоги курса. Что же такое системный анализ

Лекция 9

проблемы. В данном случае формулировку этой цели нельзя считать окончательной. Ибо в процессе дальнейших исследо­ ваний она может уточняться.

Как правило, на этом этапе вырисовывается и самый простой, наиболее очевидный путь достижения данной цели. Который, тем не менее, отнюдь не всегда бывает верным.

Впрочем, ситуация гораздо чаще оказывается еще слож­ нее. Самый простой и очевидный путь решения проблемы сам порождает новые проблемы. Которые обусловлены как труд­ ностями реализации этого, самого очевидного, решения, так и возникновением новых сложностей, связанных со специфи­ кой положения рассматриваемого объекта (системы) во внеш­ нем окружении.

Если говорить о достаточно структурированной проблеме принятия решения в ситуации уникального выбора, то этот этап соответствует первому этапу на схеме рис. 7.1, в резуль­ тате которого определяются «ресурсы и цели».

Правда, мы считаем вместо более узкого определения «ре­ сурсы» более правильным применять более широкий термин «возможности».

2. Выделение систем, к которым относится данная про­ блема. Как правило, ясно, к какому объекту (системе) относит­ ся рассматриваемая проблема. Однако в процессе ее решения может быть затронут гораздо более широкий круг объектов. Поэтому данный этап не столь тривиален. Он требует предва­ рительной, эскизной проработки вопроса о возможных путях решения проблемы. В результате определяется, к каким си­ стемам может относиться данная проблема.

Иногда это совпадает с тем процессом, о котором мы говорили при описании системной инженерии, когда техни­ ческая проблема рассматривается в контексте экономических, экологических, социальных и политических проблем.

185

Системный анализ

Курс лекций

Однако вопрос может быть поставлен и более узко, и например, проблема одной отрасли начинает рассматриватьс наряду с проблемами смежных отраслей.

Во многих учебниках этот этап не рассматривается в ка­ честве самостоятельного. Это обусловлено тем, что приме­ нительно к некоторым (например, техническим) проблемам и без того очевидно, каких системных объектов эта проблема касается.

Однако в более сложных и неоднозначных ситуациях (на­ пример, в исследовании социальных или политических про­ блем) данный этап системных исследований является само­ стоятельным и достаточно ответственным звеном в решении поставленных задач.

3.Уточнение ситуации. В рамках предыдущего этапа си­ стемных исследований круг затронутых проблем и систем, которых они касаются, существенно расширен по сравнению

спервоначальным. Поэтому требуется уточнение ситуации, выяснение положения, сложившегося во внешней, по отно­ шению к рассматриваемой системе, среде.

4.Выработка и формулировка альтернатив. Этот этап по сути полностью совпадает с тем, который был охаракте­ ризован на схеме рис. 7.1. Однако при рассмотрении слабо структурированных проблем, сама выработка альтернатив яв­ ляется иногда непростой задачей.

Зачастую параллельно с выработкой альтернатив сразу идет и отбраковка заведомо бесперспективных. Этот процесс, если он формализован, может соответствовать уже аналити­ ческому сравнению альтернатив, в случае если применяется метод порогов несравнимости, когда формируется «ядро» воз­ можных решений.

Однако, повторим, зачастую для такой процедуры фор­ мирования «ядра», или, иначе, существенного сужения круга

186

Итоги курса. Что же такое системный анализ

Лекция 9

рассматриваемых альтернатив, не требуется особой форма­ лизации. Дело в том, что согласно специфике психологии человека отрицательная оценка дается гораздо быстрее поло­ жительной.

Это правило известно каждому на бытовом уровне. Опре­ делить, что кто-то или что-то не нравится, гораздо проще и быстрее, чем определить, нравится ли тебе этот предмет (или субъект).

Аналогично уже на качественном уровне могут сразу от­ вергаться заведомо неприемлемые и бесперспективные аль­ тернативы, которые при строгом подходе формально должны были быть включены в рассмотрение.

5. Планирование аналитического исследования. К мо­ менту начала этого этапа альтернативы сформулированы. Но остается открытым вопрос, какими методами их срав­ нивать. В большей части случаев этот вопрос уже решен в неявном виде. Однако иногда может возникать и самостоя­ тельная проблема, какой инструментарий использовать.

Так или иначе, перед началом непосредственно аналити­ ческих исследований бывает полезно еще раз оценить возмож­ ности и ограничения применяемых методов и окончательно определиться с порядком их использования.

6.Аналитическое исследование альтернатив. Смысл это­ го этапа системных исследований понятен без особых коммен­ тариев из всего, сказанного на предыдущих лекциях.

7.Выводы аналитического исследования, выбор и фор­ мулировка рекомендуемого решения. Очевидно, что вывод делается на основе аналитического исследования альтерна­ тив. Иногда для его выработки требуется применение тех процедур, о которых говорилось в лекции 7. Иногда быва­ ет достаточно и более простого рассмотрения результатов предыдущего пункта.

187

Системный анализ

Курс лекций

На основе сделанных выводов формулируется рекоменду­ емое решение проблемы.

8. Комментарии и уточнения. Формулировка решения проблемы по самой своей сути должна быть предельно лако­ нична и однозначна.

Однако не столь однозначна любая проблема и ее решение в сложных ситуациях, требующих системного анализа.

Поэтому краткая однозначная формулировка должна со­ провождаться комментариями и уточнениями, которые долж­ ны осветить вопрос о возникновении ситуаций, когда возник­ нет необходимость скорректировать решение.

Кроме того, любое решение принимается на вполне опре­ деленном уровне. В процессе его реализации возникает необ­ ходимость его детализации и уточнения. Было бы принципи­ ально неправильно и неграмотно, именно с позиций систем­ ной методологии, стремиться конкретизировать и детализи­ ровать решение определенного уровня, доводя его «до послед­ него гвоздя» (афоризм, часто применяемый нами раньше).

Но схематично обозначить общие направления этой де­ тализации и конкретизации целесообразно.

Внимательное рассмотрение вышеприведенной схемы си­ стемного исследования проблем позволяет сделать вывод, что системный подход не только рационализирует управление, но и способствует осмыслению этого процесса самими лица­ ми, принимающими решение (ЛПР).

Системному анализу поддается и само целеполагание. Именно такой подход позволяет ясно определять рациональ­ ные цели управления и субъективно обусловленные псев­ доцели.

В данном случае системная методология также важна для осмысления эмпирически сформулированных законов управ-

188

Итоги курса. Что же такое системный анализ

Лекция 9

ления, как теоретическая механика была важна для осмысле­ ния приемов доиндустриальной инженерной практики.

Вкачестве примера можно привести широко известные

вэмпирической теории управления производственными си­ стемами понятия «координация» и «управление». Эти понятия широко использовались достаточно давно и стали уже обще­ принятыми [29].

Между тем четко очерченной разницы между этими поня­ тиями нет. Координация определяется как управление на выс­ шем уровне. Но ведь иерархическое строение относительно, то, что является высшим для данной системы, может не быть высшим для вмещающей системы.

Данная неопределенность решается просто. Координа­ ция — это управление гетерогенными системами, включающи­ ми существенно разные компоненты с существенно разными целями. С чисто инструментальной точки зрения, принятие управленческих решений в процессе координации, как прави­ ло, происходит при наличии несравнимых групп критериев оценки качества альтернатив, обусловленных именно гетеро­ генностью системы.

Именно эти несравнимые группы критериев не позволя­ ют принимать решения, «арифметически» компенсируя опре­ деленные потери за счет высоких достижений в других об­ ластях. Это и есть в общепринятой терминологии процесс координации, согласования.

Управление же гомогенными системами гораздо проще. Решения здесь принимаются при наличии простых функций полезности, зачастую линейных. В этом случае потери в одном месте вполне компенсируются достижениями в другом. Про­ цесс принятия решений гораздо проще, основная проблема носит чисто технический характер — довести решение до всех многочисленных элементов гомогенной системы и прокон­ тролировать его исполнение.

189

Системный анализ

Курс лекций

Вот это соотношение затрат времени руководителя на принятие решения (творческий процесс) и на его доведение до подчиненных и контроль (рутинный процесс) и является критерием отнесения лица, принимающего решение, условно говоря к «координатору» или простому «руководителю».

На этом примере видно, что знание методологических основ системного анализа помогает осмыслению и рациона­ лизации процесса управления, делая его таким же теоретиче­ ски обоснованным, как труд инженера, изгоняя из управления исторически изживший себя субъективизм.

В итоге системный анализ можно охарактеризовать как науку об общих закономерностях строения и поведения сложных систем.

Специфическим формальным аппаратом системного анализа являются экспертные системы, системно-динамиче­ ские и интегральные модели. Кроме того, задачи системного анализа в тех или иных случаях решаются с помощью различ­ ных отраслей современной математики: исследования опера­ ций, теории игр, дискретной математики и т. п.

Системный анализ является одним из базовых общена­ учных методов. С его помощью возможно решение задач объ­ яснения и прогнозирования, с дальнейшим использованием полученных знаний в целях конструирования и управления, в тех предметных и проблемных областях, где подобные зада­ чи невозможно решить с помощью традиционных научных ме­ тодов в рамках физикалистско-механистической парадигмы.

Таким образом, системный подход является неотъемле­ мой частью современного научного мировоззрения, демон­ стрируя возможность дальнейшего расширения сферы при­ менения научных методов в деле познания и объяснения природы и общества.

190