Формирование содержания системного анализа

Термин «системный анализ» впервые появился в связи с решением задач управления войсками в исследованиях RAND Corporation (1948). Первая книга по системному анализу вышла в 1956 г., ее авторами были американские ученые Кан и Манн. В отечественной литературе термин «системный анализ» получил широкое распространение лишь после выхода в 1969 г. книги Станфорда Л. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем»^].

Обратите внимание!

Системный анализ сформировался как прикладная наука в 1960;е гг. в процессе воплощения кибернетических идей и применения компьютерной техники для решения сложных задач. Успех его применения на современном этапе во многом определяется возможностями современных информационных технологий, которые позволяют решать еще более сложные задачи.

Системный анализ считается продолжением и развитием идей кибернетики, связанных с исследованиями общих и частных закономерностей сложных систем и обоснованием решений для их эффективного функционирования. Основы системного анализа, его научные концепции первоначально формировались в области технических наук, которые использовали сложный математический аппарат. Однако по мере усложнения самих систем и решения широкого круга задач, связанных со множеством неопределенностей, применение только одних математических процедур стало недостаточно эффективным. Особенно это касалось решения проблем в больших и сложных социально-экономических или смешанных системах, включающих технические элементы. Поэтому стали создавать новую концепцию системного анализа, основанную на системном подходе, в рамках которой основной акцент делается на диалектических принципах и логике анализа систем с учетом их взаимодействия. В такой концепции на первом месте стоит сама логика системного анализа, состоящая в упорядочении процедур и методов принятия решений, а не математические методы описания систем. Следует отметить, что эти два направления (диалектические принципы и логика анализа) развития системного анализа (или анализа систем) дополняют друг друга, а не исключают.

Принципы системного анализа ориентированы на выявление и поиски решений тех проблем, с которыми сталкиваются политические, социальноэкономические, экологические и другие большие и сложные системы. Реальные социально-экономические системы очень сложны, и поэтому в системном анализе используются разные средства моделирования. Например, на начальном этапе исследования можно создать концептуальную (объяснительную) модель, наиболее адекватно отражающую строение и свойства реальной системы.

Создание концептуальной модели играет важную роль для построения логики исследования. Такая модель требует сбора и анализа большого объема внутренней и внешней информации, позволяющей анализировать состояние и поведение системы на основе обобщения и выявления^[1]

внутренних закономерностей организации и функционирования элементов в системе, характера связей и отношений. На уровне концептуальной модели описания системы уже можно определить источники проблем, которые конкретизируются и структурируются в виде системы взаимосвязанных задач, решаемых с помощью предметных методов, в том числе и экономико-математических, нахождения критериев оценки их решения.

Системный анализ рассматривает решение проблем как деятельность, направленную на сохранение или улучшение характеристик системы. При реализации системных методов можно выдвигать альтернативные решения проблем, выявлять степень их осуществимости и сопоставлять по критерию эффективности достижения основных целей системы.

Главными целями системного анализа являются: создание наиболее адекватных моделей объектов исследования для восприятия их в качестве систем; поиск и устранение неопределенности при решении проблем, возникающих в этих системах; выбор наилучшего решения из существующих альтернатив.

Результатом системного анализа является, как правило, выбор определенной альтернативы в процессе принятия решений. Например, план развития предприятия, источники финансирования инноваций, параметры конструкции и т. д.

В социальных системах системный анализ является одним из ключевых методов организации системного управления.

Под системным управлением следует понимать управление целями, ресурсами и результатами как единой системой элементов (подсистем) для получения планируемых результатов.

Системный анализ представляет собой последовательность операций, применяемых в процессе исследования любого объекта в качестве системы на основе той или иной модели. Такой моделью могут быть представления (концептуальная модель), структурно-функциональная (графическая) или формализованная (математическая) модель.

Метод моделирования является основным средством описания систем в системном анализе. В экономической науке широко используется экономико-математическое и имитационное моделирование, основанное на статистической информации.

При исследовании любых сложных и больших систем необходимо выявить проблемную ситуацию, иными словами, поставить проблему.

Проблема — сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения и разрешения. В науке эго — противоречия, выступающие в виде противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов и требующие их устранения.

Проблема возникает тогда, когда возникает явное противоречие между реальным и идеальным представлением об объекте, т. е. когда состояние системы уже не соответствует реальным условиям существования ее в прежнем виде. Например, актуальна проблема «пробок» на городских дорогах. Основная причина их возникновения — несоответствие дорог современным логистическим требованиям, связанным с быстрорастущим потоком автомобильного транспорта, с которым существующая пропускная способность дорог (особенно в старых городах) не справляется. Разрешение проблемы может быть найдено только в процессе выявления причинно-следственных связей между ее прежними параметрами и требованиями к ним в новых условиях.

Выявление и разрешение проблемных ситуаций — это и есть процесс принятия решений.

Процесс принятия решений должен привести к конкретным результатам. Таким результатом становится решение конкретных задач. Проблему принятия решений можно разделить на ряд этапов: определение цели исследования или системы подцелей, критериев их достижения, формулировка конкретных задач, выбор способов, приемов, методов и средств решения этих задач. Например, стратегическое планирование деятельности предприятия имеет тот же состав элементов, что и процесс рационального решения проблем (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Этапы поиска рационального решения проблемы

Методологической основой любого решения является функциональная зависимость, связывающая цель решения со средствами ее достижения. Цель — конечный результат деятельности. Достижение желаемого результата осуществляется за счет выбираемых средств его достижения или ресурсов. Если располагаемые ресурсы не могут обеспечить достижение поставленной цели, то мы получим непланируемые результаты. Если ресурсы ограничены, то следует корректировать цель, т. е. планировать те результаты, которые можно получить при данном наборе ресурсов. Поэтому логическая зависимость между целью, ресурсами и результатом подчиняется закону целостности в теории систем, т. е. перечисленные элементы образуют кибернетическую систему, в которой все элементы не только взаимосвязаны, но и имеют обратную связь. Как отмечалось ранее, закон целостности (или формула целостности) основан на принципе триединства. Механизм принятия решения подчиняется этой формуле (рис. 1.3).

Опираясь на закон целостности, можно выявить определенные закономерности, характерные для исследуемого объекта. Выявление закономерностей функционирования системы в определенных условиях позволяет создать концепцию, т. е. сформулировать основную идею, необходимую для построения новой системы. Если теории не существует, то выдвигается научная гипотеза, на основе которой разрабатывается концептуально-имитационная модель, с помощь которой могут быть достигнуты поставленные цели. Одним из важных критериев достижения цели является рациональный выбор методов решения сформулированных задач.

Рис. 13. Механизм принятия решения на основе принципа триединства

Главное научное средство достижения цели исследований при практическом решении задач — метод формализации.

Метод формализации подразумевает создание теории или рассмотрение прикладной области знаний в таком виде, чтобы можно было применять количественные (математические) средства исследования.

Формализация — способ описания систем качественными или количественными параметрами. К качественным методам описания систем можно отнести: сценарий, экспертные оценки, «дерево целей», морфологическое моделирование. К количественным методам относят все существующее многообразие математических методов.

Математические методы исследования позволяют описывать систему, ее элементы в качестве параметров или параметрических функций. Ценность формализованных методов заключается в том, что исследуемая проблема может быть эффективно разрешена на основе четкого формулирования ряда задач. Следует отметить, что проблема отличается от задачи тем, что метод ее решения часто не может быть представлен четко, т. е. она может иметь многоаспектный или многозадачный характер. Задачи же решаются определенными научными методами, которые, как правило, имеют предметный характер. Поэтому при решении проблемы необходимо четко определить круг задач, при решении которых проблема будет «снята». Следовательно, проблему можно представить в качестве целой системы взаимосвязанных задач, в виде дерева задач.

Математика — наука об абстрактных структурах, законах их поведения и взаимосвязях между ними в качестве функций. Для математики имеет смысл не предметное содержание объекта-системы, а ее параметрическое описание в дискретном виде, функциональная зависимость параметров, свойства объекта. Кеннет Боулдинг заметил, что для теории систем «…математика — язык теории, но она не дает нам содержания». Для того чтобы в отношении реального объекта-системы можно было применить методы математики, нужно выделить его основные, существенные свойства и описать их с помощью абстрактных моделей в виде структуры элементов, связей и отношений математическими методами.

Мнение ученого.

Анри Пуанкаре, великий физик, математик и мыслитель, еще сто лет тому назад писал: «Математика изучает не предметы, а лишь отношения между ними».

Понятие «отношение» — одно из фундаментальных понятий теории систем, но оно имеет иной смысл, отличный от его содержания в математике. Поэтому не все отношения могут быть описаны средствами классической математики. Например, математическими параметрами не могут быть описаны психологические состояния или отношения между партнерами в рыночной среде. Исследования свойств, связей и отношений в социально-экономических системах не могут быть описаны только языком математики. В этом как раз и заключается сложность и неоднозначность исследования комплексных и больших систем. Для их исследования используют метод моделирования.

Моделирование (от фр. modele — образец, прообраз) — метод отображения свойств и отношений реального объекта в виде материальной или теоретической схемы. Метод моделирования основан на принципе изоморфизма (идентичность, тождественность форм) представления объекта адекватной моделью. Соотношение объекта и модели определяется степенью ее адекватного описания научными или иными средствами (вербально, графически, математически и т. п.).

Модели могут создаваться на основе:

• • средств познания (форм мышления) — эвристических, гипотетических, концептуальных и др.;
• • рационально-логических средств исследования — эмпирических, теоретических, математических.

Вопросы практики При разработке модели любой системы необходимо выбирать те средства моделирования, которые наиболее адекватно могут отразить ее свойства и содержание. В зависимости от целей исследования системы моделирование можно проводить поэтапно, начиная с построения теоретической или концептуальной модели, в рамках которой описываются ее общие структурные элементы, определяющие ее содержание (связи между элементами), а после определения основных параметров элементов системы можно приступать к математическому моделированию.

Например, экономическую систему любого уровня (мирового, государственного, регионального и т.н.) нельзя адекватно представить в виде математической модели. Она будет слишком сложной, так как требует представления в виде системы разного типа уравнений, решение которых не всегда возможно. Математические средства моделирования применяются лишь тогда, когда определены основные параметры системы или ее элементов. Для создания модели сложной системы необходимы средства содержательного эмпирического представления, которые предшествуют использованию формализованных средств математики.

Моделирование больших и сложных динамических систем основано на принципах теории систем (параграф 2.1), которые позволяют описать не только устойчиво-динамическое состояние системы, но и алгоритм ее поведения под воздействием внешних и внутренних факторов, а следовательно, и возможность применения различных математических средств моделирования. Применение системного и процессного подходов при моделировании сложных экономических систем в условиях их динамичного развития обеспечивает объективность, логику доказательной базы, что позволяет устранить многие противоречия между понятиями на междисциплинарном уровне.

В настоящее время теории систем и системного анализа применяются на практике с помощью современных методов математического моделирования и программно-информационных средств моделирования:

• • имитационного динамического моделирования, основанного на методах статистики и специальных языков программирования взаимодействия структурных элементов;
• • ситуационного моделирования, применения методов теории множеств, теории алгоритмов, математической логики (булевой алгебры) и специального языка анализа проблемных ситуаций;
• • информационного моделирования на основе математических методов, теории информационного поля и информационных цепей.

С подробными описаниями методов системного анализа мы познакомимся в гл. 6 и 8.

• [1] Оптнер С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М. :Советское радио, 1969.