Основы системного анализа(текст лекций)

92

в целом, заинтересованных лиц много, и цели у них могут быть разными, и даже противоположными. Кроме этого, некоторые цели могут быть просто не названы. Поэтому для того чтобы выявить все цели, предлагаются следующие рекомендации:

включать в рассмотрение цели, которые противоположны заявленным (как в предыдущем примере – šне строить больницуŸ);

включать т.н. šдвойственныеŸ цели (например, šминимизировать неудобстваŸ не то же самое, что šмаксимизировать удобстваŸ);

рассматривать не только šжелательныеŸ, но и šнежелательныеŸ по последствиям цели (например, чтобы как можно раньше предвидеть возникновение новых проблем – типа загрязнения окружающей среды);

принимать к рассмотрению вообще всякие цели. Единственным ограничением во всем этом является то, что цели

должны излагаться в номинальной шкале, т.е. быть названиями. Если цель изложена в более сильных шкалах – это первый признак того, что речь идет уже не о цели, а о критериях, описывающих эту цель. А это уже следующий этап анализа.

Так как различие между целями не всегда является очевидным, есть опасность по ошибке одни принять за другие. Смешение целей пятая трудность их выявления.

Такие ситуации возникают обычно в тех случаях, когда в решении проблемы участвуют специалисты-профессионалы высокого уровня. Они своим авторитетом навязывают всем свое видение проблемы и тем самым подменяют главные цели своими, частными.

Пример. šОперация прошла успешно, но пациент умерŸ – это не дурная шутка, а действительное высказывание хирургов. Какая все-таки цель была главной? Чтобы операция прошла успешно, или чтобы пациент остался жив?

Смешение целей может и не быть столь явным. Это можно проиллюстрировать на примере работы ГИБДД.

Пример. ГИБДД утверждает, что цель их работы состоит в уменьшении числа нарушений ПДД. Существует два основных способа достижения этой цели – засада или открытое патрулирование. Если цель действительно та, что декларируется, то для ее достижения наиболее эффективным является патрулирование, т.к. знание того, что ГИБДД всегда на дороге, заставляет водителей быть осторожными, чтобы не попасться. Однако ГИБДД чаще всего предпочитает почему-то засаду, которая увеличивает вероятность поимки нарушителя. По-

93

этому ГИБДД лукавит, декларируя названную цель. Фактически целью их является поймать как можно больше нарушителей и взять с них как можно больше штрафов. Если цель такая, то засада действительно является наилучшим шим способом достижения этой цели.

И, наконец, шестая трудность состоит в том, что цели со временем меняются.

Формирование критериев. Следующим этапом системного анализа является формирование критериев, описывающих цели. Они получили название целевых критериев. Таким образом, целевые критерии это количественные модели качественных целей. Так как критерии в ходе дальнейшего анализа будут заменять цели, они должны как можно в большей степени им соответствовать. Вместе с тем, критерии никогда не могут в полной мере соответствовать целям уже хотя бы потому, что фиксируются они в разных шкалах: цели, как правило, в номинальной, критерии – в более сильных.

Иногда какую-либо цель удается выразить одним критерием.

Пример. Уровень детской смертности достаточно полно оценивает уровень медицинского обслуживания и именно этот критерий принят ЮНЕСКО.

Однако это скорее исключение, чем правило. Так как критерий, как и всякая модель, лишь приближенно отображает цель, то одного критерия для описания цели практически всегда оказывается недостаточно.

Пример 1. Критерий быстроты прибытия пожарных не полностью отвечает цели борьбы с пожарами, т.к. он не связан с уменьшением числа возгораний.

Пример 2. Сумма расходов на одного ученика не может в полной мере характеризовать качество обучения в школе.

Пример 3. Число студентов на одного преподавателя не однозначно связано с качеством подготовки специалистов в вузе и т.д.

В таких ситуациях правильным является не искать один, наиболее подходящий критерий, тем более что его может и не быть, а использовать несколько критериев, описывающих данную цель с разных сторон.

Из этого вовсе не следует, что чем больше критериев, тем лучше. Дело не только и не столько в том, сколько критериев, а в том, чтобы они как можно более полно ч.н. šнакрывалиŸ цель. Это значит, что критерии должны по возможности описывать все важные аспекты цели, но вместе с тем число этих критериев должно быть лишь мини-

94

мально необходимым. Признаком того, что число выбранных критериев лишь минимально необходимо, является их независимость друг от друга. Это что касается простоты описания цели.

Что же касается выполнения требования полноты описания, то для этого есть испытанный способ – использовать полные модели рассматриваемой проблемной ситуации. А чтобы эта модель была действительно полной, необходимо, чтобы она всегда состояла из трех взаимодействующих систем:

проблемосодержащей системы, т.е. системы, в которой данная ситуация воспринимается как проблема;

проблеморазрешающей системы, т.е. системы, функционирование которой может так повлиять на ход событий, чтобы проблема исчезла или стала менее острой;

окружающей среды, в которой существуют и с которой взаимодействуют обе эти системы.

Цели каждой из этих участников различны. Для проблемосодержащей системы главное – в принципе разрешить проблему, для проблеморазрешающей – разрешить ее наилучшим образом, а воздействие окружающей среды на этот процесс носит чаще всего ограничивающий характер (например, не предпринимать ничего, что противоречило бы законам природы). Иначе говоря, ресурсы проблеморазрешающей системы должны быть согласованы с потребностями проблемосодержащей системы при ограничениях, накладываемых средой.

Это означает, что кроме целевых критериев в ходе системного анализа большое значение имеют и различные ограничения. Надо отметить, что между целевыми критериями и ограничениями имеется и сходство, и различия. На этапах формирования критериев преобладают различия между ними. Целевой критерий как бы открывает возможности для выдвижения все новых и новых альтернатив, а ограничение, запрещая некоторые из альтернатив, заведомо уменьшает их число. И если одними критериями можно пожертвовать ради других, то ограничения должны соблюдаться жестко. В этом смысле ограничения даже упрощают работу системного аналитика. Однако ограничениями тоже не надо сильно увлекаться, потому что на практике встречаются случаи, когда наложенные ограничения оказываются столь сильными, что делают достижение цели вообще невозможным.

95

Тогда системный аналитик должен ставить перед лицом, принимающим решение, вопрос о том, нельзя ли данные ограничения ослабить или снять совсем.

Генерирование альтернатив. Теория выбора исходит из того, что множество альтернатив, из которого надо сделать выбор, уже задано и задача состоит лишь в том, как выбирать. Вместе с тем, формирование этого множества альтернатив само по себе является одним из весьма сложных этапов системного анализа, во многом определяющим качество выбора. Действительно, выбор предполагает отыскание наилучшей альтернативы из заданного множества альтернатив, и если по каким-то причинам действительно наилучшую альтернативу в него не включили, то никакие самые хорошие методы выбора ее не šвычислятŸ.

Генерирование альтернатив является сугубо творческим процессом, его невозможно формализовать. Тем не менее, существуют некоторые эмпирические правила (так называемые эвристики), используя которые, можно грамотно провести эту операцию.

Правило №1. Важно сознательно генерировать как можно большее число альтернатив.

Для этого используют следующие способы:

поиск в патентной и журнальной литературе;

анкетные опросы и интервью;

привлечение квалифицированных экспертов;

комбинирование альтернатив, образование промежуточных вариантов из тех, которые уже были предложены ранее;

модификация имеющихся альтернатив, т.е. формирование альтернатив, которые лишь частично отличаются от других;

включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и т.н. šнулевойŸ альтернативы (šне делать ничегоŸ, т.е. рассмотреть развитие событий без нашего вмешательства);

включение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся абсурдными, и т.д.

Правило №2. При организации работы следует помнить о том, что есть как внешние, так и внутренние факторы, которые могут, как тормозить творческую работу, так и способствовать ей.

К внутренним факторам можно отнести, например:

96

неадекватное восприятие действительности (либо мы воспринимаем то, чего нет, либо не воспринимаем то, что есть);

различные преграды интеллектуального характера (инерционность мышления, стереотипы, подсознательные самоограничения, связанные с убеждениями, и.т.п.);

эмоциональные преграды (излишнее увлечение критикой или, наоборот, боязнь критики, можно иметь šлюбимыеŸ типы альтернатив и т.д).

Внешние факторы. Уже давно было замечено, что физические (погодные и климатические) условия сказываются на продуктивности творческого труда как отдельных личностей, так и целых народов.

Пример 1. Известно, что Н. Бор отпускал студентов с занятий, если было так жарко, что в пробирке расплавлялся воск.

Пример 2. Известный биолог Тимофеев-Ресовский однажды в жаркий день провел заседание международного симпозиума в пруду и это было, по воспоминаниям участников, самое плодотворное заседание.

Известно также отрицательное влияние посторонних шумов, различных неудобств и т.п. Однако наиболее сильное влияние на индивидуальное творчество оказывают все-таки общественные условия, общий культурный фон.

Правило №3. Сознательное стремление к получению как можно большего числа альтернатив может привести к тому, что для некоторых проблем их общее количество может достичь нескольких десятков. Подробное изучение каждой из них приведет к огромным затратам времени и средств. Поэтому после генерирования альтернатив обычно производят ¡грубое отсеивание¢ альтернатив, не сравнивая их количественно, а лишь проверяя на присутствие в них нужных признаков.

К признакам šхорошихŸ альтернатив относят:

устойчивость при изменении некоторых внешних условий;

многоцелевую пригодность;

адаптивность и другие признаки šпрактичностиŸ.

В отсеве могут помочь также:

обнаружение отрицательных побочных эффектов;

невозможность использования по некоторым важным показателям (например, слишком высокая стоимость) и пр.

97

Методы генерирования альтернатив. Метод мозгового штурма специально разработан для получения максимального количества предложений. Техника его такова:

собирается группа лиц (причем, главный принцип отбора – разнообразие профессий, квалификации, опыта);

им сообщается, что могут высказываться любые идеи по проблеме, причем возникшие как индивидуально, так и при выслушивании предложений других (каждую идею при этом нужно записать на отдельной карточке);

после индивидуальной работы каждый по очереди зачитывает свои идеи, остальные слушают и записывают на карточках новые мысли;

все карточки собираются, сортируются и анализируются, обычно уже другой группой экспертов.

Важнейшее условие мозгового штурма – категорически запрещается любая критика.

Известно много примеров успешного мозгового штурма.

Пример. Во время войны мозговому штурму была подвергнута проблема противодействия минам и торпедам противника на море. Была в числе прочих выдвинута и такая идея: šПусть, когда будет обнаружена мина или торпеда, вся команда станет к борту и дует на нее!Ÿ. Эта, на первый взгляд, несерьезная идея, тем не менее, не была отвергнута и в дальнейшем анализе содержавшееся в ней рациональное зерно было трансформировано в предложение создавать с помощью мощных насосов потоки воды, отталкивающие опасный объект.

Синектика предназначена для генерирования альтернатив путем ассоциативного мышления, т.е. поиска аналогий данной задаче. В отличие от мозгового штурма целью здесь является генерирование не как можно большего количества альтернатив, а пусть хоть и небольшого числа альтернатив, но разрешающих данную проблему.

Технология синектики следующая:

вначале формируется группа из 5-7 человек, обладающих гибкостью мышления, большим практическим опытом (причем предпочтение отдается людям, менявшим профессии и специальности), психологической совместимостью, общительностью, подвижностью;

после выработки определенных навыков совместной работы группа начинает вести систематически направленное обсуждение любых аналогий с решаемой проблемой.

98

Пример. Рассматриваются не только известные виды подобия, но и любые, самые фантастические аналогии (например, можно считать, что дорога существует только под колесами автомобиля). Особое значение придается аналогиям, порождаемым двигательными ощущениями. Предлагается, например, поставить себя на место механизма и šпочувствовать себя имŸ. Обычно это дает боль шой эффект.

Успеху работы групп способствует соблюдение определенных

правил:

ни в коем случае нельзя обсуждать достоинства и недостатки членов группы;

при малейших признаках утомления каждый имеет право прекратить работу без каких-либо объяснений;

роль ведущего должна периодически переходить к другим членам группы и т.д.

Следует подчеркнуть, что в отличие от мозгового штурма при использовании синектики требуется специальная и длительная подготовка.

Как при мозговом штурме, так и при использовании синектики, встречаются и некоторые затруднения, главным образом, психологического плана:

появляются (особенно поначалу) угрызения совести (типа šполучаем деньги за приятное времяпрепровождениеŸ), или зазнайство после первого удачного решения проблемы;

возможно истощение нервной системы из-за весьма интенсивной работы.

Разработка сценариев – метод, в котором в качестве альтернатив выступают возможные последовательности действий. Эти последовательности имеют общее начальное состояние, но затем возможные ситуации различаются все сильнее, что и приводит к получению множества альтернатив.

Разработка сценариев относится к типичным неформализуемым процедурам, тем не менее, и здесь накоплен определенный опыт. Например:

рекомендуется разрабатывать šверхнийŸ и šнижнийŸ сценарии

–крайние случаи, между которыми будет находиться истинная альтернатива;

99

не рекомендуется разрабатывать сценарии слишком детально, т.к. они становятся слишком šчувствительнымиŸ даже к небольшим изменениям, особенно на ранних стадиях.

Деловые игры – это имитационное моделирование реальных ситуаций. Деловые игры обычно используются для экспериментального генерирования альтернатив в слабоформализованных ситуациях.

Примерами являются штабные игры военных, работа на тренажерах, административные игры и т.п.

Алгоритмы проведения системного анализа. Как мы уже неоднократно отмечали, для улучшения любой деятельности (в том числе и системного анализа) ее нужно алгоритмизировать, формализовать. Если понимать формализацию узко, в смысле математической постановки оптимизационных задач и их решения, то системный анализ не может быть полностью формализован в принципе, поскольку в нем большую и очень важную роль играют творческие этапы. Однако то, что в системном анализе широко используются неформализованные процедуры, вовсе не означает, что не может существовать алгоритма системного анализа. Такие алгоритмы существуют, правда, нет общего, универсального алгоритма.

Мы не будем подробно рассматривать здесь сами алгоритмы. Скажем только, что в зависимости от степени сложности анализируемой проблемы употребляются:

šлинейныеŸ алгоритмы (в простейших случаях);

алгоритмы с циклами (чем сложнее система, тем больше циклов и тем больше итераций осуществляется в каждом цикле);

šпоследовательныеŸ, т.е. конструируемые в ходе исследования, алгоритмы.

5.4. Практическое использование результатов системного анализа

В отличие от теории систем системный анализ является прикладной наукой, его конечной целью является изменение существующей ситуации в соответствии с поставленными целями. Вполне понятно, что полезность системного анализа зависит не только от качества проведения самого анализа, но и от того, как использованы его результаты. В последнее время разработан даже специальный раздел

100

системного анализа, получивший название ¡теории практики¢. Как выразился один из известных системных аналитиков, Р. Акофф, плохо, когда теория систем недостаточно хороша, но также плохо и когда недостаточно хороша теория практики. Теория практики и теория систем, по его словам, подобны противоположным полам, необходимым для производства потомства.

Основные положения šтеории практикиŸ Р. Акоффа заключаются в следующем.

Прежде всего, совершенно необходимо обеспечить участие в системном исследовании всех заинтересованных сторон, причем это участие должно быть добровольным. Сам системный аналитик при этом никогда не должен представлять ни одну из заинтересованных сторон, его позиция должна быть нейтральной.

Заинтересованные лица будут участвовать в системном решении проблемы в том случае, если выполнены три условия:

если их участие действительно повлияет на результат;

если участие в анализе интересно;

если результаты будут внедрены.

Первое условие (влияние на результат) может быть выполнено, если каждая из сторон в принятии решений равноправна.

Пример. Если решения принимаются большинством, и это большинство имеет одна из заинтересованных сторон, то все другие вряд ли будут добровольно участвовать в работе. Поэтому решения в таких условиях целесообразнее принимать не большинством, а консенсусом, достичь которого часто трудно, но редко невозможно.

Второе условие (интерес) можно обеспечить несколькими способами. Эффективным приемом, по мнению Р. Акоффа, является предложение участникам анализа спроектировать такую систему, на которую, будь их воля, они тут же заменили бы ту, которая существует сейчас. Эта система, понятно, должна быть реализуемой, она должна удовлетворять всем внешним (правовым, социальным, экономическим) ограничениям, быть адаптивной к изменению внешних условий. Составление такого проекта вызывает, как правило, оживленный интерес, т.к. содержит элементы игры, но по мере его выполнения участникам становится ясно, что это не просто игра, а в системе, которая ими спроектирована, явно просматриваются контуры будущей реальной системы.