КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ» Новосибирск СГГА Институт кадастра и природопользования Кафедра управления бизнес процессами
Лекция 5. Основы системного анализа.
1. Основные разновидности системного анализа.
Системный анализ представляет собой важный объект методологических исследований и одно из наиболее бурно развивающихся научных направлений. Ему посвящено множество монографий и статей. Наиболее известные его исследователи: В.Г. Афанасьев, Л. Берталанфи, А.А. Богданов, В.М. Глушков, В.А. Карташов, С.А. Кузьмин, Ю.Г. Марков, М. Месарович, Л.А. Петрушенко, В.Н. Садовский, М.И. Сетров, Г. Спенсер, В.Н. Спицнадель, А.И. Уемов и др.
Популярность системного анализа ныне столь велика, что можно перефразировать известный афоризм выдающихся физиков У. Томсона и Э. Резерфорда относительно науки, которую можно разделить на физику и собирание марок. Действительно, среди всех методов анализа системный – настоящий король, а все другие методы можно с уверенностью отнести к его невыразительной прислуге.
В табл.4 дана характеристика основных видов системной деятельности.
Таблица 4 – Виды системной деятельности
|
Виды деятельности |
Цель деятельности |
^ Средства деятельности |
Содержание деятельности |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Системное познание |
Получение знания |
Знания, методы познания |
Изучение объекта и его предмета |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
^ Системный анализ |
Понимание проблемы |
Информация, методы ее анализа |
Рассмотрение проблемы посредством методов анализа |
|
Системное моделирование |
Создание модели системы |
Методы моделирования |
Построение формальной или натурной модели системы |
|
Системное конструирование |
Создание системы |
Методы конструирования |
Проектирование и опредмечивание системы |
|
Системная диагностика |
Диагноз системы |
Методы диагностики |
Выяснение отклонений от нормы в структуре и функциях системы |
|
Системная оценка |
Оценка системы |
Теория и методы оценки |
Получение оценки системы, ее значимости |
Методология системного анализа представляет собой совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов. Рассмотрим ее основные составляющие.
Под принципами понимаются основные, исходные положения, некоторые общие правила познавательной деятельности, которые указывают направление научного познания, но не дают указания на конкретную истину.
Важнейшие принципы системного анализа представлены в табл.5.
Таблица 5 – Принципы системного анализа и их характеристика
|
Принципы системного анализа |
Характеристика |
|
Элементаризм |
Система представляет собой совокупность взаимосвязанных элементарных составляющих |
|
Всеобщей связи |
Система выступает как проявление универсального взаимодействия предметов и явлений |
|
Развития |
Система находится в развитии, проходит этапы возникновения, становления, зрелости и нисходящего развития |
|
Целостности |
Рассмотрение любого объекта, системы с точки зрения внутреннего единства, отделенности от окружающей среды |
|
Системности |
Рассмотрение объектов как системы, то есть как целостности, которая не сводится к совокупности элементов и связей |
|
Оптимальности |
Любая система может быть приведена в состояние наилучшего ее функционирования с точки зрения некоторого критерия |
|
Иерархии |
Система представляет собой соподчиненное образование |
|
Формализации |
Любая система с большей или меньшей корректностью может быть представлена формальными моделями, в том числе формально-логическими, математическими, кибернетическими и др. |
|
Нормативности |
Любая система может быть понята только в том случае, если она будет сравниваться с некоторой нормативной системой |
|
Целеполагания |
Любая система стремится к определенному предпочтительному для него состоянию, выступающему в качестве цели системы |
Методологические подходы в системном анализе объединяют совокупность сложившихся в практике аналитической деятельности приемов и способов реализации системной деятельности (табл.6).
Таблица 6 – Характеристика основных подходов в системном анализе
|
Подходы в системном анализе |
Характеристика подходов в системном анализе |
|
Системный |
Несводимость свойств целого к сумме свойств элементов.
Поведение системы определяется как особенностями отдельных элементов, так и особенностями ее структуры.
Существует зависимость между внутренними и внешними функциями системы.
Система находится во взаимодействии с внешней средой, обладает соответствующей ей внутренней средой.
Система представляет собой развивающуюся целостность. |
|
Комплексный |
Рассмотрение всех сторон, свойств, многообразия структур, функций системы, ее связей со средой.
Рассмотрение их в единстве.
Выяснение степени значимости взятых в единстве характеристик системы в ее сущности. |
|
Проблемный |
Выделение проблемы как противоречия между какими-либо сторонами объекта, определяющими его развитие. Определение типа проблемы, ее оценка. Выработка способов разрешения проблемы. |
|
Ситуационный |
Выделение проблемного комплекса, лежащего в основе ситуации.
Выделение основных характеристик ситуации.
Установление причин возникновения ситуации и следствий их развертывания.
Оценка ситуации, ее прогнозирование.
Разработка программы деятельности в данной ситуации. |
Важнейшей, если не главной составной частью методологии системного анализа выступают методы. Одна из возможных классификаций методов системного анализа представлена в табл.7.
Таблица 7 – Методы системного анализа
|
Основание классификации |
Методы системного анализа |
|
Тип знания |
Философские методы (диалектический, метафизический и т.п.) |
|
Общенаучные методы (системный, структурно- функциональный, моделирование, формализация и т.п.) |
|
|
Частнонаучные методы (свойственны для конкретной науки: методы моделирования социальных, биологических систем и т.п.) |
|
|
Дисциплинарные методы (применяются в той или иной дисциплине входящей в какую-нибудь отрасль науки, семиотические26, лингвистические27 и т.п.) |
|
|
Способ реализации |
Интуитивные методы («мозговая атака», «сценарии», экспертные методы и т.п.) |
|
Научные методы (анализ, классификация, системное моделирование, методы логики и теории множеств и т.п.) |
|
|
Выполняемые функции |
Методы получения информации (системное наблюдение, описание, экспертные методы, игровые модели и т.п.) |
|
Методы представления информации (группировка, классификация и т.п.) |
|
|
Уровень знания |
Теоретические методы (анализ, синтез, теоретизация и т.п.) |
|
Эмпирические методы (игровые методы, морфологические методы, экспертные оценки и т.п.) |
|
|
Форма представления знания |
Качественные методы, опирающиеся на качественный подход к объекту (метод «сценариев», морфологические методы) |
|
|
Количественные методы, использующие аппарат математики (метод «Дельфи», статистические методы, методы теории графов, комбинаторики, кибернетики, логики, теории множеств, лингвистики, исследования операций, семиотики, топологии и т.п.) |
2. Содержание и технология системного анализа.
Структура системного анализа
По нашему мнению, технология системного анализа представляет собой результат синтеза операций системного подхода и научного исследования. Отсюда при технологии системного анализа необходимо учитывать:
-тип анализа, который задает его содержание, инструментарий;
-основные параметры анализируемой системы, определяющие его предмет. Технология системного анализа представлена в табл.8 .
Объектом системного анализа выступают реальные объекты природы и общества, рассматриваемые как системы. То есть системный анализ предполагает изначальное системное видение объекта.
В его предмет входят многообразные характеристики системности, наиболее важные среди них:
-состав системы (типология и численность элементов. Зависимость элемента от его места и функций в системе, виды подсистем, их свойства, воздействие на свойства целого);
-структура системы (типология и сложность структуры, многообразие связей, прямые и обратные связи, иерархичность структуры, воздействие структуры на свойства и функции системы);
-организация системы (временной и пространственный аспекты);
-организация (типология организации, композиция системы, устойчивость, гомеостаз, управляемость, централизация и периферийность, оптимизация организационной структуры);
-функционирование системы: цели системы и их декомпозиция, вид функции (линейная, нелинейная, внутренняя, внешняя), поведение в условиях неопределенности, в критических ситуациях, механизм функционирования, согласование внутренних и внешних функций, проблема оптимальности функционирования и переустройки функций;
-положение системы в среде (границы системы, характер среды, открытость, равновесие, стабилизация, сбалансированность, механизм взаимодействия системы и среды, адаптация системы к среде, факторы и возмущающие воздействия среды);
-развитие системы (миссия, системообразующие факторы, жизненный путь, этапы и источники развития, процессы в системе – интеграция и дезинтеграция, динамика, энтропия или хаос, стабилизация, кризисность, самовосстановление, переходность, случайность, инновационность и перестройка).
Таблица 8 – Последовательность проведения системного анализа
|
Этапы системного анализа |
Научные инструменты системного анализа |
|
I. Анализ проблемы |
|
|
Обнаружение
Точное формулирование |
Методы: сценариев, диагностический, «дерева целей», |
|
Анализ логической структуры |
экономического анализа |
|
Анализ развития (в прошлом и будущем) |
|
|
Определение внешних связей (с другими проблемами) |
|
|
Выявление принципиальной разрешимости проблемы |
|
|
II. Определение системы |
|
|
^ |
|
|
Спецификация задачи |
Методы: матричные, кибернетические |
|
|
модели |
|
Определение позиции наблюдателя |
|
|
Определение объекта |
|
|
Выделение элементов (определение границ |
|
|
разбиения системы) |
|
|
Определение подсистем |
|
|
Определение среды |
|
|
III. Анализ структуры систем |
|
|
^ |
Методы: диагностические, матричные, сетевые, морфологические, кибернетические модели |
|
Определение уровней иерархии |
|
|
Определение процессов функций |
|
|
Определение и спецификация процессов управления и каналов информации |
|
|
Спецификация подсистем |
|
|
Спецификация процессов, функций текущей деятельности (рутинных) и развития (целевых) |
|
|
IV. Формулирование общей цели и критерия системы |
|
|
Определение целей, требований надсистемы
Определение целей и ограничений среды |
Методы: экспертных оценок («Дельфи»), |
|
Формулирование общей цели Определение критерия Декомпозиция целей и критериев по подсистемам |
«дерева целей», экономи-ческого анализа, морфоло- гический, кибернетические, оптимизационные модели |
|
Композиция общего критерия из критериев подсистем |
|
|
V. Декомпозиция цели, выявление потребностей в ресурсах и процессах |
|
|
Формулирование целей: верхнего ранга, текущих процессов, эффективности, развития Формулирование внешних целей и ограничений Выявление потребностей в ресурсах и процессах |
Методы: «дерева целей», сетевые, моделирования |
|
VI. Выявление ресурсов и процессов, композиция целей |
|
|
Оценка современного состояния ресурсов |
|
|
Оценка возможностей взаимодействия с другими системами |
Методы: экспертных оценок («Дельфи»), «дерева целей», экономического анализа |
|
Оценка социальных факторов |
|
|
Композиция целей |
|
|
VII. Прогноз и анализ будущих условий |
|
|
Анализ устойчивых тенденций развития системы |
|
|
Прогноз развития и изменения среды
Предсказание появления новых факторов, оказывающих сильное влияние на развитие системы
Анализ ресурсов будущего |
Методы: сценариев, экспертных оценок («Дельфи»), «дерева целей», экономического анализа, статистического анализа |
|
Анализ возможных сдвигов целей и критериев |
|
|
VIII. Оценка целей и средств |
|
|
Вычисление оценок по критерию |
Методы: экспертных оценок («Дельфи»), «дерева целей», экономического анализа, морфологический |
|
Оценка взаимозависимости целей |
|
|
Оценка относительной важности целей |
|
|
Оценка дефицитности и стоимости ресурсов |
|
|
Оценка влияния внешних факторов |
|
|
IX. Отбор вариантов |
|
|
Анализ целей на совместимость и сходимость |
|
|
Проверка целей на полноту
Отсечение избыточных целей |
Методы: «дерева целей», матричные, экономического анализа, морфологический |
|
Планирование вариантов достижения отдельных целей |
|
|
Оценка и сравнение вариантов |
|
|
Совмещение комплекса взаимосвязанных вариантов |
|
|
X. Диагноз существующей системы |
|
|
Моделирование технологического и экономического процессов
Выявление недостатков организации производства и управления
Выявление и анализ мероприятий по совершенствованию |
Методы: диагностические, матричные, экономического анализа, кибернетические модели |
|
XI. Построение комплексной программы развития |
|
|
Формулирование мероприятий, проектов и программ |
|
|
Определение целей и мероприятий по их достижению |
Методы: матричные, сетевые, экономического анализа, моделирование |
|
Распределение сфер деятельности и компетенции |
|
|
Разработка комплексного плана мероприятий в рамках ограничений по ресурсам и времени |
|
|
Распределение по руководителям и исполнителям |
|
|
XII. Проектирование организации для достижения цели |
|
|
Назначение целей организации |
Методы: диагностические, «дерева целей», матричные, сетевые методы, кибернетические модели |
|
Формулирование функций организации |
|
|
Проектирование организационной структуры |
|
|
Проектирование информационных механизмов |
|
|
Проектирование режимов работы |
|
|
Проектирование механизмов материального и морального стимулирования |
|
Системный анализ – это сложная наука, которая находится в процессе становления, обретения своей системы.
3. Системные законы и их роль в познании
Роль системности в методологии науки трудно переоценить. Практически все значительные достижения наук со второй половины ХХ ст. в большей или меньшей степени связаны с системной методологией. Системный подход ценен, прежде всего, тем, что он формулирует общесистемные законы, которые улавливают зависимости между отдельными сторонами и свойствами систем. Подчеркнем, что системные законы носят
общесистемный характер, то есть они свойственны для систем любой природы. Среди них выделяются:
Закон соотношения целого и части – система как целое больше суммы составляющих ее частей.Этот закон восходит к утверждению древних мыслителей о том, что целое больше его частей.
Закон совокупных свойств системы, или закон эмерджентности – свойства системы не сводятся к свойствам ее элементов, а являются результатом их интеграции.
Закон зависимости свойств системы не только от свойств составляющих элементов, но и взаимосвязей между ними. Другая трактовка этого закона такова: две системы, содержащие тождественные элементы, могут быть несхожими по свойствам благодаря различию в характере и структуре связей.
Закон простоты и сложности системы, согласно которому, чем проще система, чем из меньшего числа элементов и связей она состоит, тем меньше проявляет она системное качество, и чем сложнее система, тем более непохожим является ее системный эффект по сравнению со свойствами каждого отдельного элемента.
Закон ограничения разнообразия системы, который говорит о том, что организованные системы отличаются ограничением разнообразия.
Закон равновесия системы: только тогда система находится в равновесии, когда каждый ее элемент находится в состоянии равновесия, определяемом другими элементами.
Закон многообразия (плюрализма) системных представлений, согласно которому целостность системы никогда не может быть сведена только к одной ее модели. При дополнительных поисках обязательно найдется такая модель системы, которая будет непохожей на предыдущую.
Закон продуктивности хаоса, полагающий, что любая объективная неупорядоченность, любой реальный хаос содержат в себе элементы и даже очаги самоорганизации.
Вопросы по теме лекции:
1. Опишите основные разновидности системного анализа.
2. Содержание и технология системного анализа.
3. Системные законы и их роль в познании.
