Базовые понятия системного подхода 9 страница

анализ окружения системы;

анализ внутреннего содержания системы;

анализ социально-экономических параметров системы; анализ целей и функций;

• повышение эффективности процедур анализа проблем и принятия решений;

• разработка организационной структуры;

• определение содержания системы и связей между ее частями.

 

5.2. Модели систем как основания декомпозиции

 

Под основаниями декомпозиции здесь понимается совокупность элементов системы (частей), вглубь которых не проникает описание, т. е. они являются условно неделимыми.

Известно, что качество построенных структур зависит от применяемой методики декомпозиции. При этом набор частей, с одной стороны, должен быть полным, а с другой - не должен быть избыточным. Таким образом, основанием всякой декомпозиции является модель состава рассматриваемой системы.

Вопрос о полноте декомпозиции - это вопрос завершенности модели: частей должно быть столько, сколько элементов содержит модель, взятая в качестве основания.

Иногда полезно в качестве оснований декомпозиции не только перебирать разные модели целевой системы, но и брать сначала модели надсистемы, затем - самой системы и, наконец, модель подсистемы. Часто достаточно организовать простой перебор формаль­ных типов моделей (фреймов): «черного ящика», состава, структуры, структурной схемы, модель жизненного цикла, модель масштаба и т. д.

Проблема полноты моделей заключается в том, что содержательная модель строится по образцу формальной. Важно отыскать компромисс между полнотой и простотой.

Набор полных моделей (фреймов), по большому счету, только открывает перед иссле­дователем поле возможных вариантов изучения систем и направлен на то, чтобы вызвать определенные ассоциации по поводу исследуемой системы. К числу полных моделей отно­сится и схема К. Маркса любой деятельности человека (рис. 5.1).

Если говорить о ресурсах как о средствах, то формальный перечень типов ресурсов состоит из энергии, материи, времени, информации, кадров и финансов.

При анализе ресурсного обеспечения любой конкретной системы этот перечень не дает возможности пропустить что-либо важное. Главная цель при этом заключается в том, чтобы свести сложный объект анализа к конечной совокупности простых подобъектов либо объ­яснить конкретную причину неустранимой сложности.

Рис. 5.1.Общая схема деятельности

 

Алгоритм декомпозиции как способ упрощения сложного заключается в следующем:

1) определение объекта анализа (все что угодно – любое высказывание, раскрытие смысла которого требует структурирования);

2) определение целевой системы (определить, зачем нужно то, что мы собираемся делать; в качестве целевой выступает система, в интересах которой осуществляется анализ);

3) выбор формальных моделей (набор фреймов и правил перебора);

4) определение модели основания (строится с помощью классификаторов на основании изучения целевой системы);

5) анализ очередного объекта декомпозиции;

6) осуществление процедуры декомпозиции;

7) анализ полученных фрагментов;

8) проверка очередного фрагмента на элементарность;

9) проверка использования всех фреймов;

10)проверка детализированности всех оснований;

11)отчет - окончательный результат в форме графа.

В реализации приведенного алгоритма компромисс достигается с помощью понятий существенного (необходимого), элементарного (достаточного), а также постепенной нара­стающей детализацией базовых моделей и итеративности алгоритма декомпозиции.

 

5.3. Агрегирование и эмерджентность систем

 

Агрегирование как процедура объединения нескольких элементов в единое целое позволяет получить систему, которую принято в этом случае называть агрегатом. Рассмо­трим подробнее агрегаты-операторы и агрегаты-структуры.

Все агрегаты обладают одним и тем же свойством - эмерджетностью (от англ. emergere - появляться, возникать). Эмерджентность - особенность систем, состоящая в том, что свойство системы не сводится к совокупности свойств частей, из которых она состоит, и не выводится из них.

Приведенное определение основано на том, что при объединении частей в целое воз­никает нечто качественно новое, такое, чего не было и не могло быть без этого объединения. Например, осветительная система помещения, в том числе и учебного, состоящая из прово­дов, осветительных элементов, переключателей, крепежных элементов и т. д., становится системой и приобретает новое качество (освещать помещение) только тогда, когда перечи­сленные элементы будут объединены и связаны между собой вполне определенным обра­зом. То есть, несмотря на то что ни один из перечисленных элементов не обладает способ­ностью освещать помещение, вместе они образуют систему освещения.

Кратко эмерджентность системы иногда иллюстрируют простым математическим выражением: 2 + 2 > 4.

В самом общем виде агрегирование можно определить как установление отношений на заданном множестве элементов. Если теперь представить, что отношения будут описаны на разных языках (экономическом, философском, юридическом, техническом и др.), то можно получить несколько агрегатов одного и того же объекта.

Агрегат, состоящий из качественно различных языков описания системы и обладаю­щий тем свойством, что число этих языков минимально, но необходимо для заданной цели, называется конфигуратором.

Обычно, рассматривая кандидатуру на замещение вакантной должности, лицо, прини­мающее решение, составляет подобный конфигуратор на претендентов. Рассматриваются профессиональные данные (образование, опыт работы и т. д.); анализируются деловые каче­ства (характеристики, продвижение по работе и т. д.); определяется состояние здоровья (воз­раст, хронические заболевания и т. д.) и др.

В реальной жизни не бывает проблем чисто физических, химических, экономических, социальных или иных. Эти термины отражают не саму проблему, а точку зрения специали­ста в какой-либо области знаний.

Агрегаты-операторы. Их можно рассматривать как механизмы уменьшения размер­ности исследуемой системы. Простейший способ агрегирования состоит в установлении отношения эквивалентности между агрегируемыми элементами, т. е. в образовании классов.

Рассмотрим классификацию на примере учебной группы студентов. Множество сту­дентов (состоящее, скажем, из 20 человек) можно представить в виде двух агрегатов - дево­чек (15) и мальчиков (5).

Принцип классификации, примененный еще К. Линнеем, лежит в основе морфологи­ческого анализа систем.

Агрегаты-структуры. Структура является моделью системы и, следовательно, опре­деляется тройственной совокупностью: объектом, целью и средствами моделирования. Этим объясняется многообразие типов структур.

Проект любой системы должен содержать столько структур, сколько языков включено в его конфигуратор. Описание связей должно осуществляться на всех языках конфигуратора. Если говорить о типах структур, то к ним можно отнести уже известные нам сети, матрицы, древовидные и линейные структуры.

 

5.4. Система методов анализа

 

Системный анализ применяется для решения таких проблем, которые не могут быть сформулированы и решены с помощью отдельных формальных методов. В системном ана­лизе используются как формальные методы, так и методы качественного анализа, напра­вленные на активизацию творческого мышления экспертов.

Системный анализ можно рассматривать не только как одно из направлений развития общей теории систем, но и идей кибернетики: он исследует общие закономерности, относя­щиеся к сложным системам, которые изучаются любой наукой.

Системный анализ сформировался в 60-х гг. XX в., когда на основе теории эффектив­ности, теории игр, теории массового обслуживания появилась синтетическая дисциплина - «Исследование операций». Затем она постепенно переросла в системный анализ, кото­рый явился синтезом исследования операций и теории управления. Он применяется глав­ным образом в исследовании искусственных социотехнических систем.

Возникающая острая проблема в соответствии с системным подходом должна быть рассмотрена как нечто целое, как система во взаимодействии всех ее компонентов между собой и во взаимодействии целого с внешней средой. Однако материальные системы настолько сложны, что для целей их анализа используются, как правило, модели систем.

В этом смысле системный анализ представляет собой совокупность методов и средств исследования и конструирования сложных объектов, методов обоснования решений при создании и управлении техническими, экономическими и социальными системами.

Применительно к социальным системам системный анализ используется как один из важнейших методов системного управления организацией. Построение данных моделей начинается со сбора информации и анализа разрозненных фактов, позволяющих сделать обобщения и выявить эмпирические закономерности. Далее переходят к определению меха­низмов, реализующих эти закономерности, поскольку если существует какая-то подтвер­жденная фактами закономерность, то существуют и механизмы, обеспечивающие проявле­ние этой закономерности.

Споры о том, можно ли считать системный анализ наукой, продолжаются до сих пор. Наибольшие сложности возникают с исследованием систем, в которых присутствуют люди.

Подобные системы слабо формализуются в силу многофакторности связей между элемен­тами. Тем не менее общий алгоритм проведения системного анализа заключается в следую­щем: формулирование проблемы, выявление целей, формирование критериев, генерирова­ние альтернатив и выбор варианта решения для последующей реализации.

Можно сделать заключение о том, что системный анализ - «это дисциплина, занима­ющаяся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует ана­лиза сложной информации различной физической природы» [8]. Отсюда следует вывод, что истоки системного анализа и его методические концепции лежат в дисциплинах, ориенти­рованных на проблемы принятия решений, в теории исследования операций и общей теории управления.

Но, несмотря на значительную составляющую системного анализа, ориентированную на формальный инструментарий и точные методы, традиционные приемы анализа, основан­ные на интуиции человека и его склонности к ассоциациям (и еще многое другое, что лежит вне математики и пока еще не присуще искусственному интеллекту), продолжают активно использоваться в системном анализе.

Главное достижение системного анализа состоит в разработке методов перехода от неформальных задач к формальным, от моделей типа «черного ящика» к моделям типа «белого ящика». Большая часть этих методов имеет неформальный характер, но они доста­точно конкретны и пригодны для использования как технология решения проблем.

В системном анализе используются следующие методы:

• строго формализованные (экспериментальные исследования, построения моделей);

• слабо формализованные (экспертные оценки, коллективный выбор);

•в принципе неформализованные операции (формулирование проблем, выявление целей, определение критериев, генерирование альтернатив).

Если рассматривать вопрос алгоритмизации системного анализа, то необходимо отме­тить, что любой процесс исследования по своей природе алгоритмичен. Алгоритм является планом этого процесса. В то же время очевидно, что для каждой проблемы может потребо­ваться особый алгоритм анализа.

Классификация, разработанная в свое время Ю. И. Черняком, разделяет методы ана­лиза на четыре основные группы по принципу их применения в системных исследованиях: неформальные, графические, количественные и моделирования. Кроме того, единая система методов системного анализа представлена в учебнике В. Н. Волковой и А. А. Денисова «Основы теории систем и системного анализа» [4].

Аналитические методы позволяют описать ряд свойств многомерной и многосвязной системы, отображаемой в виде одной-единственной точки, совершающей движение в л-мер-ном пространстве. Это отображение осуществляется с помощью функцииf (s) или посред­ством оператора (функционала) F(S). Также возможно отобразить точками две или более системы или их части и рассматривать взаимодействие этих точек. Каждая из них совершает движение и имеет свое поведение в л-мерном пространстве. Это поведение точек в простран­стве и их взаимодействие описываются аналитическими закономерностями и могут быть представлены в виде величин, функций, уравнений или системы уравнений. Аналитические методы являются основой классической математики и математического программирования. Они применяются лишь в том случае, когда свойства системы могут быть представлены в детерминированных параметрах или в виде зависимостей между ними.

Статистические методы отображают систему с помощью случайных (стохастиче­ских) событий, процессов, которые описываются соответствующими вероятностными (ста­тистическими) характеристиками и статистическими закономерностями. В данном случае система представляется в виде «размытой» точки (области) в л-мерном пространстве, в кото­рую переводится система, с учетом ее свойств, посредством оператора Ф[?х;]. Статистические методы применяются для исследования сложных недетерминированных (самораз­вивающихся, самообучающихся) систем, а также в прикладной информатике для создания программ моделирования различных систем.

Теоретико-множественные методы представления систем являются основой постро­ения общей теории систем по М. Месаровичу. Эти методы позволяют описывать систему в универсальных общих понятиях: множество, элемент множества и отношения на мно­жествах. Множества могут задаваться двумя способами: перечислением элементов (а1, а2,...,an) и названий характеристического свойства (имя, отражающее это свойство), напри­мер: А, В. При использовании таких методов допускается введение любых отношений между элементами на основе математической логики, которая является формальным язы­ком описания отношений между элементами, относящимися к разным множествам. Теоре­тико-множественные методы позволяют описывать сложные системы на формальном языке моделирования. Они используются в том случае, когда большая и сложная система не может быть представлена лишь методами одной предметной области, а требует взаимопонимания между специалистами разных наук. Теоретико-множественные методы системного анализа становятся основой развития новых языков программирования и автоматизации проектиро­вания систем, которые применяются в прикладной информатике.

Логические методы являются языком описания систем в понятиях алгебры логики, которая лежит в основе функционирования микроэлементов любого компьютера. Наиболь­шее распространение логические методы получили под названием Булевой алгебры как бинарного представления о состоянии компьютерных схем. Каждое состояние элемента рас­сматривается в качестве 1 или 0. Эти методы используются для создания моделей сложных систем, адекватных законам математической логики построения устойчивых структур.

Лингвистические, семиотические методы предназначены для создания специаль­ных языков описания систем в виде понятий тезауруса (множества смысловыражающих эле­ментов языка с заданными смысловыми отношениями и связями). Лингвистические методы используются в прикладной информатике для формального представления правил (грамматики) соединения понятий в содержание смысловых выражений. Семиотика базируется на понятиях «символ» (знак), «знаковая система», «знаковая ситуация», т. е. для символиче­ского описания содержания в вычислительной технике.

Лингвистические и семиотические методы стали широко применяться в том случае, когда для первого этапа исследования невозможно формализовать принятие решений в плохо формализуемых ситуациях и нельзя использовать аналитические и статистические методы.

Графические методы позволяют наглядно отображать объект в виде образа системы, ее структуры и связей в обобщенном виде. Графические методы могут быть линейно-плос­костными и объемными. Наиболее употребляемые методы изображения системы - в виде графика Ганта, диаграмм, гистограмм, рисунков и структурных схем. Графические пред­ставления наиболее наглядно описывают ситуацию или процесс для принятия решения в динамично меняющихся условиях. Такие методы применяются для структурно-функцио­нального анализа сложных систем и происходящих в них процессов, особенно при моде­лировании информационно управляющих систем. В них необходимо учитывать взаимодей­ствие человека и структурных организаций, технических устройств. Графические методы широко применяются на практике для получения управляющих решений на основе сетевого планирования.

В системном исследовании, как правило, используются все типы методов. На каждом этапе исследования выбирают те из них, которые при наилучшем сочетании позволяют создать аргументированную и доказательную платформу исследования.

 

5.5. Этапы системного анализа

 

Формулирование проблемы. Для традиционных наук постановка задачи является отправным этапом работы. Для исследователей систем - это результат промежуточный, которому предшествует большая аналитическая работа.

Например, в последнее время в организациях остро стоит проблема невыплаты зара­ботной платы. Но невыплата заработной платы - не проблема, а следствие, как правило, некоторой совокупности проблем, которая в каждой организации своя.

Начальная формулировка - лишь приблизительный намек на то, какой в действитель­ности должна быть формулировка проблемы. Выявлением проблемного поля и его обработ­кой занимаются, как правило, консультанты по управлению и организационному развитию.

Далее выявляются цели, являющиеся антиподами проблем. Проблемы - это то, что не нравится, а цели - то, что мы хотим. В итоге проблемы приводятся к таком виду, когда они становятся задачами выбора подходящих средств, необходимых для достижения заданных целей.

При формулировании целей следует придерживаться следующих правил:

• включать в список цели, противоположные заявленным;

• выявлять не только желаемые, но и нежелаемые по последствиям цели;

•   допускать существование вообще всяких целей. Изменение целей во времени может быть как по форме, так и по содержанию.

Формирование критериев. Критерии - это количественные модели качественных целей; подобие цели, ее аппроксимация, модель.

Например, студент ставит себе цель: успешно сдать зимнюю сессию. Критерием в этом случае может быть такая количественная модель - получить две пятерки и две четверки.

Решение может состоять не только в поиске более адекватного варианта (может слу­читься так, что его и не существует), но и в использовании нескольких критериев, описыва­ющих одну и ту же цель с разных позиций и тем самым дополняющих друг друга.

Например, цель - улучшить уборку мусора в городе. Критерии оценки могут быть сле­дующие.

Первая группа критериев:

• расходы по уборке мусора в расчете на одну квартиру;

• количество мусора в расчете на человека в день;

• общий вес вывозимого мусора. Вторая группа критериев:

• процент жилых кварталов с низким уровнем заболеваемости населения;

• снижение числа пожаров;

• сокращение количества жалоб жителей.

Генерирование альтернатив и выбор варианта решения проблем. При наличии целей и критериев их достижения встают вопросы, что оценивать этими критериями, из чего выбирать. Многие проблемы, требующие решения, не поддаются количественной оценке, поэтому используются экспертные технологии. Словом, нужны эксперты и варианты реше­ний. Структурная схема экспертных методов выработки решений приведена на рис. 5.2.

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 210; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!