4. Методология системного анализа: логика процесса решения проблем

Любая методология это учение о структуре, логической организации предмета исследования, методах и средствах деятельности.

Методология системного анализа – наука, изучающая принципы построения систем, этапы и методы решения проблем.

Принципы системного анализа- это некоторые положения общего характера, нормы, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами.

Этапысистемного анализа– основные работы технологической последовательности: от обнаружения проблемы до оценки результатов ее решения.

Методы системного анализа– известные способы решения задач в структурированной системе.

Как методология решения проблем системный анализ указывает последовательность взаимосвязанных операций, которая (в самых общих чертах) состоит из выявления проблемы, конструирования решения проблемы и реализации этого решения. Процесс конструирования решения конкретной проблемы (фиксируемый в методикерешения проблемы) представляет собоймоделированиесовокупности альтернатив системы и отбор альтернативы системы по критериям, например, стоимости, времени, эффективности и риска. Выбор границ этого процесса определяетсяусловием, целью и возможностямиего реализации.

Моделирование осуществляется с использованием методов системного анализа и предполагает упрощение исходной системы. Упрощение производится на основе анализа чувствительности проблемы к изменению отдельных показателей (переменных или групп переменных), агрегирования их в сводные факторы, выбора подходящей формы критериев, а также применения там, где это возможно, математических способов сокращения перебора (методов математического программирования и т. п.). Логическая целостность процесса моделирования обеспечивается явными или скрытыми предположениями, каждое из которых может являться источником риска.

В результате решения проблемы устанавливаются новая организация процессов, часть которых обусловливает желаемый выход, а другая часть определяет непредвиденные (фоновые) возможности и ограничения, которые могут стать источником будущих проблем.

Таковы основные представления системного анализа как методологии решения проблем.

Как видно, основное содержание системного анализа заключено не в формальном математическом аппарате, описывающем "системы" и "решение проблем" (хотя попытки создания такого аппарата существуют) и не в специальных математических методах, например, оценки неопределенности (хотя в этом направлении также проделана определенная работа), а в его концептуальном, то есть понятийном аппарате, в его идеях, подходе и установках.

4.1. Принципы системного анализа

Основные принципы системного анализа выведены из общесистемных закономерностей, отражают общность подхода при исследовании разнообразных систем и включают: принцип конечной цели, принцип измеримости цели, принцип целостности, принцип связности, принцип модульного построения, принцип иерархии, принцип функциональности, принцип развития (историчности, открытости), принцип децентрализации, принципы неопределенности и эквифинальности.

Принцип конечной цели. Это абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели, учитываемый при изучении и построении систем. Принцип основывается на следующих соображениях:

• для проведения системного анализа необходимо в первую очередь сформулировать цель исследования. В первую очередь это касается определения и согласования целей таких внешних по отношению к объекту исследования систем как владелец объекта исследования, исследователь и других целей (ограничений) среды.

• расплывчатые, не полностью определенные цели влекут за собой неверные выводы;

• любая попытка изменения системы должна оцениваться относительно того, помогает она или мешает достижению конечной цели.

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

Принцип целостности. Это совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности частей (элементов) с признанием факта наличия у системы таких свойств (эмерджентные свойства), которые не присущи составляющим ее элементам (следствиесинергического эффекта). Принцип ориентирован на "взгляд внутрь" системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе. Плачевный опыт попыток решения системных вопросов с игнорированием этого принципа, попыток использования "местечкового" подхода достаточно хорошо изучен. Локальные решения, учет недостаточного числа факторов, локальная оптимизация — на уровне отдельных элементов почти всегда приводили к неэффективному в целом, а иногда и опасному по последствиям, результату.

Принцип связности (учет среды). Рассмотрение любой части совместно с ее окружением подразумевает проведение процедуры выявления связей между элементами системы и выявление связей со средой. 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.

Принцип развития. Это учет изменяемости системы, ее способности к выживанию (сохранению целостности, то естьгомеостазу системы), развитию, адаптации, расширению, замене частей, накапливанию информации. В основу синтезируемой системы требуется закладывать возможность развития, наращивания, усовершенствования. Принцип развития ориентирует на необходимость учета предыстории развития системы и тенденций среды, имеющихся в настоящее время.

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

Соотношение централизации и децентрализацииопределяется уровнями, на которых вырабатываются и принимаются управленческие решения (уровнями субъектов управления).

Недостаток децентрализованного управления- увеличение времени адаптации системы. Он существенно влияет на функционирование системы в быстро меняющихся средах. То, что в централизованных системах можно сделать за короткое время, в децентрализованной системе будет осуществляться весьма медленно. Данный недостаток нивелируется налаживанием горизонтальных связей

Недостатком централизованного управления является сложность управления из-за огромного потока информации, подлежащей переработке в старшей системе управления. Поэтому в сложной системе обычно присутствуют два уровня управления. В медленно меняющейся обстановке децентрализованная часть системы успешно справляется с адаптацией поведения системы к среде и с достижением глобальной цели системы за счет оперативного управления, а при резких изменениях среды осуществляется централизованное управление по переводу системы в новое состояние.

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

Принцип эквифинальности гласит о неизбежности достижения системой одного и того же конечного состояния при различных начальных условиях её функционирования (приблизительный аналог понятия "упрямство").

Принцип необходимого разнообразия (Эшби). Разнообразие – количественная характеристика системы. Измеряется логорифмом по основанию 2 числа ее возможных состояний. Основной принцип управления гласит: разнообразие управляющей системы должно быть не меньше разнообразия управляемой системы. Принцип Эшби дает теоретическое обоснование иерархической структуры управления.

Принцип множественного описания системы, гласящий, что в силу принципиальной сложности системы ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный ее аспект на соответствующем ему языке.

Рассмотрим некоторые общесистемные закономерности, учтенные при формулировании принципов системного анализа [12]: