Рабочая программа курса

«Введение в прикладной системный анализ»

 

6 часов лекций

 

Аннотация

 

Системный анализ является наддисциплинарной и междисциплинарной областью знаний; знакомство с идеями теории систем и методами системного анализа полезно специалистам любого профиля, ибо предметом прикладного системного анализа является методология и технология решения сложных проблем реальной жизни. Целью курса является знакомство  с процедурами выявления и учета закономерностей функционирования и развития сложных систем; использование системного подхода в решении проблем информационного обеспечения и управления в организационных системах; освоение методик организации процесса принятия решений; знакомство с типовыми моделями системного анализа.  Данный курс является предваряющим к курсу «Теоретические и эмпирические модели социально-политических процессов».

 

1.     Основные понятия теории систем и системного анализа

 

Становление теории систем. Основные понятия теории систем.  Понятие цели системы. Классификация систем. Закономерности систем. Сущность системного подхода. Основные идеи системного анализа. Преимущества и недостатки системного анализа.

 

2.     Методология прикладного системного анализа

 

Классификация методологических подходов. Прикладные методы исследования систем различных типов и системный подход к решению проблем. Методы исследования «жестких», «мягких», «критических» систем (Чэкленд, Черчмен, Акофф, Ульрих). Примеры применения методов системного анализа. Проблема внедрения результатов системного анализа.

 

3.     Модели и моделирование сложных систем

 

Понятие модели. Моделирование как необходимый этап целенаправленной деятельности. Познавательные и прагматические модели. Способы воплощения моделей. Условия реализации моделей. Понятие ингерентности. Соотношение между моделью и действительностью: сходства и различия.

 

Оглавление

1.   Основные понятия теории систем и системного анализа. 3

1.1.   Становление теории систем.. 3

1.2.   Основные понятия теории систем.. 4

Классификация систем. 7

Закономерности систем.. 8

1.3.   Сущность системного подхода. 8

2.   Основные направления прикладного системного анализа. 9

2.1.   Классификация методологических подходов. 9

2.2.   Основные этапы (стадии) системного анализа проблемной ситуации. 10

2.3.   Принципы исследования «мягких» (soft) систем.. 14

2.4.   Интерактивное планирование Р.Акоффа. 14

2.5.   Методология «мягких» систем П.Чекленда. 15

2.6.   Методология «критических» систем В.Ульриха. 16

2.7.   Проблема внедрения результатов системного подхода. 17

Выводы: 18

3.   Модели и моделирование сложных систем.. 18

3.1.   Введение. 18

3.2.   Моделирование как этап любой целенаправленной деятельности. 19

3.3.   Классификация моделей. 19

3.4.   Способы реализации моделей. 19

3.5.   Соотношение модели и реальности. 20

3.6.   Выводы: 21

 

 

1.   Основные понятия теории систем и системного анализа

Становление теории систем. Основные понятия теории систем.  Понятие цели системы. Классификация систем. Закономерности систем. Сущность системного подхода. Основные идеи системного анализа. Преимущества и недостатки системного анализа.

1.1.                 Становление теории систем

Окружающие нас производственные, социальные, организационные и природные объекты обладают множеством различных свойств: они достаточно сложны, распределены в пространстве, динамичны во времени, поведение их описывается как детерминированными, так и стохастическими законами и т.д.

В управлении такими системами задействовано большое количество людей, громадные природные, материальные и энергетические ресурсы. В этой связи подход к объектам управления как к сложным системам выражает одну из главных особенностей современного этапа развития общества.

Сложилась следующая иерархия подходов в научном исследовании таких объектов (перечисляются в порядке возрастания сложности):

a.      Эмпирический уровень, на котором устанавливаются свойства и признаки объектов;

b.     Структурный уровень, на котором изучается структура и поэлементный состав объекта;

c.      Функциональный уровень, на котором изучается динамика взаимосвязи структурных элементов объекта, и поведение объекта «как целого»;

d.     И, наконец, системный уровень.

Умение распознать систему, декомпозировать ее на элементарные составляющие, определить законы управления каждой подсистемой и вновь синтезировать систему требует разработки ряда специальных формальных моделей , процедур алгоритмов. Еще философ Древнего Рима Квиантилиан утверждал, что любую сколь угодно сложную ситуацию можно полностью структурировать и описать, руководствуясь следующими семью вопросами [2] (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Основные факторы системы

Наука, в рамках которой получили развитие исследования, направленные на решение выше обозначенных проблем, получила название "теория систем" - "системный подход" - "системный анализ". Эта теория зародилась в 30-х годах ХХ века и в 50-е годы сформировалась как самостоятельное научное направление. У ее истоков стояли биологи Берталанфи, Р,Жерар, специалист по математическим проблемам в области биологии и психологии А.Рапопорт, экономист К. Боулдинг [8]. В дальнейшем эти исследования были продолжены в многочисленных работах зарубежных и отечественных ученых.: М. Месарочича, С. Оптнера, С. Янга, Я. Такахару, Р. Акоффа, А.А. Богданова, В.Н. Садовского, А.И. Уемова, Ю.И.Черняка, А.А. Денисова и др.

Одним из основоположников системного подхода был австрийский биолог-теоретик Людвиг фон Берталанфи (40-50-е гг). По его мнению, задачей исследователя является поиск совокупности законов, объясняющих поведение, функционирование и развитие всего класса объектов как целого. В определенном смысле, теория систем является противовесом концепции редукционизма, в рамках которой пытаются любое сложное явление объяснить при помощи физических законов, описывающих поведение структурных элементов объекта.

 

Идея Берталанфи заключалась в поиске структурного сходства законов, установленных в различных дисциплинах, и – посредством их обобщения – в выводе общих закономерностей. Именно Берталанфи ввел понятие «открытой системы», т.е. системы, которая обменивается с внешней средой энергией, веществом, информацией, и за счет этого поддерживает, или даже усложняет,  свою организацию.

 

Берталанфи указывал, что основными задачами теории систем являются:

1)     Выявление общих принципов и законов поведения систем независимо от природы составляющих их элементов и отношений между ними

2)     Установление в результате системного подхода к биологическим и социальным объектам законов, аналогичных законам естествознания

3)     Синтез современного научного знания на основе выявления изоморфизма законов из различных предметных областей

 

Берталанфи и его последователи пытались построить логико-математическую дисциплину, однако это реализовать не удалось (т.е. не удалось придать теории формальный характер). Одной из трудностей было и то, что общность понятия системы, к которому стремился Берталанфи, ведет к потере конкретного содержания.

 

Следующий шаг в развитии теории систем сделал Илья Пригожин, бельгийский физик русского происхождения, который, изучая неравновесные физические системы, понял, что обнаруженные им закономерности относятся к системам любой природы. Переоткрыв уже известные положения (иерархичность организации систем, несводимость друг к другу закономерностей разных уровней организации систем, роль случайных процессов, и др.), Пригожин основное внимание обратил на механизмы самоорганизации систем. Согласно Пригожину, материя не является пассивной субстанцией; ей присуща спонтанная активность, обусловленная неустойчивостью неравновесных состояний.

 

Исторически системный анализ явился развитием идей системотехники, это определенного рода научно-техническая деятельность, необходимая для исследования и конструирования сложных и сверхсложных объектов.

Нашей задачей является знакомство с понятием системы и системности, свойствами и характеристиками систем, основами системного подхода и системного анализа, его преимуществами и проблемами (на конкретных примерах)

 

1.2.                 Основные понятия теории систем

Дадим определения основных понятий.

 

 

Система	- есть множество связанных (находящихся в отношениях) между собой и с внешней средой элементов, образующих целостное единство; - формальная взаимосвязь между наблюдаемыми признаками и свойствами (включили наблюдателя)
Элемент	– есть неразложимый далее (в данной системе, при данном способе рассмотрения и анализа) компонент сложного объекта, явления, процесса.
Структура	- есть относительно устойчивая фиксация связей между элементами системы - отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами, которые мало меняются при эволюции системы
Целостность системы	– это её относительная независимость от среды и других аналогичных систем
Эмерджентность	– несводимость (или степень несводимости) свойств системы к свойствам элементов системы.

 

 

Итак, система представляет собой «множество» с дополнительными характеристиками. В математике множество – основополагающее понятие, под которым понимается обычно совокупность определенных вполне различимых объектов. Понятие элемент также первично, при этом один и тот же объект может быть, очевидно, и множеством, и элементом другого множества (это же относится к самому понятию «система»).

 

Этимологически слово «система» есть греческий эквивалент латинского «композиция». Т.е.  «система» уже подразумевает наличие нескольких компонент, частей, подсистем, но, в отличие от элементов множества, они не являются независимыми.

Понятие системы уточняется и развивается на протяжении развития самого системного анализа. Так, основоположник теории систем Людвиг фон Берталанфи определил систему как комплекс взаимодействующих элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. Т.е. исходным моментом в определении системы является ее противопоставление среде , т.е. среда - это все то, что не входит в систему, а система - это конечное множество объектов, каким-то образом выделенное из среды. Между средой и системой существует бесконечное множество взаимных связей, с помощью которых реализуется процесс взаимодействия среды и системы. Выделение системы из среды и определение границ их взаимодействия является одной из первоочередных задач системного анализа. От правильности определения границ зависят не только выполняемые функции, эффективность и качество системы, но и нередко сама ее жизнедеятельность. С другой со стороны, диалектической основой системных исследований является принцип системности, суть которого сводится к тому, что система как нечто целое обладает свойствами, не присущими составляющим ее элементам. В этом случае при определении системы необходимо исходить из двух основополагающих понятий:

·        система как совокупность взаимодействующих элементов;

·        система как целостная среда, обладающая новыми системообразующими свойствами.

С учетом вышеизложенного перечислим следующие отличительные качества системы:

·        система есть нечто целое;

·        система есть множество элементов, свойств и отношений;

·        система есть организованное множество элементов;

·        система есть динамическое множество элементов.

Тогда определение системы можно сконструировать следующим образом: система есть конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделяемое из среды в соответствии с определенной целью, в рамках определенного временного интервала.

В этом случае под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы - подсистему. При этом ответ на вопрос, что является такой частью? - не может быть однозначным и зависит от целей рассмотрения объекта как системы.

Приведенные определения носят описательный характер, но в своей совокупности они дают первое представление о системах.

 

Система как целое обладает свойствами, отсутствующими у её частей (эмерджентность). Пример:  множество кирпичей (куча), и построенный из этих кирпичей мост (система) – эмерждентное качество – способность выдерживать нагрузку, иметь определенную форму «моста», и т.д.

 

Можно привести еще два определения понятия «система».

 

1. Системой является любой объект, имеющий какие-то свойства, находящиеся в некотором заранее заданном отношении (т.е. системой является все то, что мы хотим рассматривать в качестве таковой)
2. Система – обособленная сознанием часть реальности, элементы которой обнаруживают свою общность в процессе взаимодействия
3. Система является целым, которое нельзя разделить на независимые части.

 

Ключевую роль в системном подходе играет понятие «структура», которое связано с упорядоченностью отношений между элементами. Структуры можно разделить на «простые» и «сложные», при этом структурирование – также процесс неоднозначный.

 

Таким образом, статическое состояние систем мы описали, зафиксировав понятия, относящиеся к этой области. Перейдем к описанию понятий, относящихся к динамике систем.

 

 

Поведение (функционирование)	- это её действие во времени (эволюция) (если система обладает способностью переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением)
Цель	- предпочтительное для системы состояние
Целенаправленное поведение	- это стремление достичь цели
Обратная связь	- воздействие результатов функционирования системы на характер этого функционирования

 

 

Понятие цели и связанные с ней понятия «целенаправленности», «целеустремленности», «целесообразности» трудно сформулировать виду их неоднозначного толкования. Так, в БСЭ цель определяется как «заранее мыслимый результат созидательной деятельности человека». Кроме того, в литературе имеется еще ряд альтернативных вариантов определения цели системы:

·        «желаемое состояние выходов системы»;

·        «определенное извне или установленное самой системой состояние ее выходов»;

·        «идеальный образ того, чего человек либо группа людей хочет достичь»;

·        «предвосхищение в сознании результата, на достижение которого направлены действия»;

·        «требуемые внешней средой результаты деятельности системы, заданные на множестве выходных конечных продуктов».

По отношению к состоянию целей система может находиться в двух режимах: функционирования и развития. В первом случае считается, что система полностью удовлетворяет потребности внешней среды и процесс перехода ее и ее отдельных элементов из состояния в состояние происходит при постоянстве заданных целей. Во втором случае считается, что система в некоторый момент времени перестает удовлетворять потребностям внешней среды, и требуется корректировка прежних целевых установок.

Об обратных связях

Важным для теории систем понятием является «обратная связь», наличие которой в системе приводит к нелинейной реакции системы либо на внешнее воздействие, либо на изменение внутреннего состояния. Можно выделить «положительную» обратную связь – если ОС усиливает результат изменения, и «отрицательную» ОС –если ослабляет. Очевидно, что положительная ОС может приводить к неограниченному возрастанию тех или иных «результатов», что в итоге приведет к неустойчивому состоянию, отрицательная ОС как правило обеспечивает стабильность и устойчивость системы.

 

Примеры:

• отрицательная обратная связь: тяжелая работа уменьшает количество кислорода в крови -> возникает учащенное дыхание -> увеличивается приток кислорода к крови человека (компенсируется результат – уменьшение кислорода в крови)

 

• положительная обратная связь: рост инфляционных ожиданий у населения -> увеличение покупок ->рост цен ->усиление инфляции -> рост инфляционных ожиданий у населения.

 

Наличие отрицательной ОС обеспечивает устойчивость организмов и создает у живых существ «целеполагание» и «целесообразность поведения» - стремление к сохранению гомеостазиса. Именно поэтому в последнее время под системой часто понимают нечто «адаптивное целое», подчеркивая свойство системы сохранять свою идентичность в изменяющихся условиях.

Классификация систем

Системы разделяются на классы по различным признакам., и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные принципы классификации. При этом систему можно классифицировать одним или несколькими признаками.

1.     По виду отображаемого объекта – технические, биологические, социальные, и т.д.

2.     По виду научного направления – математические, физические, химические, и т.д.

3.     По виду формализованного аппарата представления системы – детерминированные и стохастические

4.     По типу взаимодействия с внешней средой – открытые и закрытые

5.     По сложности структуры и поведения – простые и сложные (С.Бир делит на эти классы по способу описания – детерминированного или вероятностного).

6.     По степени организованности – хорошо организованные, плохо организованные, самоорганизующиеся.

Рассмотрим более подробно последний вариант классификации. Представить объект в виде «хорошо организованной системы» означает определить структуру, все элементы, связи, цели, как правило – описать математически функционирование таких систем. Примеры: наша планетная система, электронное устройство, и т.д. При этом требуется отбросить несущественные для описания поведения системы свойства и компоненты. При представлении объекта в виде «плохо организованной системы» не ставится задача определить все учитываемые компоненты, их свойства и связи между ними и с целями системы. Выбираются лишь некоторые интегральные параметры (индикаторы), позволяющие прогнозировать поведение системы с некоторой долей вероятности. «Самоорганизующиеся системы» обладают признаками плохо организованных систем – стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных параметров и процессов. К этому добавляются такие признаки, как непредсказуемость поведения, способность адаптироваться к изменениям внешней среды, изменять структуру при сохранении целостности, способность формировать различные варианты поведения, и т.д. Примеры: биологические системы, коллективное поведение социальной общности (системы с человеческим фактором).

Закономерности систем

Эмерджентность

Интегративность (или целостность)

Коммуникативность – система образует единство со средой

Иерархичность – закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии системы

Эквифинальность – способность системы «достигать цели» в независимости от начальных условий

Историчность – зависимость свойств системы от времени

Закон необходимого разнообразия (У.Р.Эшби) – чтобы система могла достигать сложных целей, необходимо, чтобы система была более сложной (разнообразной), чем решаемая ей задача.

Закономерности целеобразования – зависимость представления о цели от стадии познания  объекта (процесса), зависимость цели от внутренних и внешних факторов, возможность структуризации цели, проявление в структуре цели закономерности эмерджентности (достижение цели вышележащего уровня не может быть полностью обеспечено реализацией целей более низкого уровня, хотя и зависит от этого).

1.3.                 Сущность системного подхода.

Идеи и методы системного подхода, системного анализа имеют безусловную ценность для формирования научного мышления, для развития поэтапного подхода к исследованию или конструированию сложных систем («системный синтез»). Следует подчеркнуть, что попытка предсказать поведение сложной системы на основе интуиции (которая базируется на общении с простыми системами) очень часто бывает неудачной  - т.н. «контринтуитивное поведение».

Специфика системного исследования выражается не в усложнении метода анализа объектов (хотя и это имеет место), а в выдвижении нового принципа или подхода при рассмотрении объектов, в новой ориентации всего исследовательского процесса, по сравнению с классической наукой. Эта ориентация выражается в стремлении к построению целостной теоретической модели класса объектов,  и в ряде других особенностей, а именно:

a)     при исследовании объекта как системы описание его компонентов не имеет самодовлеющего значения, поскольку они рассматриваются не сами по себе (как это происходит в обычном подходе), а с учетом их места в структуре в целом;

b)     компоненты системы рассматриваются с точки зрения общей программы управления системой;

c)     исследование систем предполагает учет внешний условий их существования (что не предполагается в элементно-структурном анализе)

d)     специфичной для системного подхода является проблема порождения свойств целого из свойств компонентов, и наоборот, зависимости свойств компонентов от свойств системы как целого.

e)     для высокоорганизованных систем оказывается недостаточным обычное причинное описание их поведения, поскольку оно характеризуется целесообразностью.

 

Системный анализ возник в ответ на требование практики, поставившей нас перед необходимостью изучать и проектировать сложные системы, управлять ими в условиях неполноты информации, ограниченности ресурсов, дефицита времени. До настоящего времени продолжаются споры, можно ли считать системный анализ наукой, или это искусство, или «технология». Особенно остро дискутируется применение системного анализа к социотехническим проблемам, в которых основную роль играют люди. При решении таких проблем существенными являются не только вопросы построения и использования моделей, не только эвристические поиски решения слабоструктурированных, не полностью формализуемых задач, но и чисто психологические аспекты человеческих взаимоотношений, что еще более «удаляет» системный анализ от чисты наук типа физики и математики.

 

Споры о «степени научности» системного анализа вызваны рядом причин. Во-первых, очень часто недооценивается работа по постановке задачи, формулировке проблемы. Как шутка воспринимается утверждение «правильно поставленная задача – половина решения». Во-вторых, преодоление сложности требует применения неформализуемых знаний и методов, т.е. системный анализ осознанно объединяет теорию и практику, здравый смысл и абстрактную формализацию.

 

2.   Основные направления прикладного системного анализа

 

Классификация методологических подходов. Прикладные методы исследования систем различных типов и системный подход к решению проблем. Методы исследования «жестких», «мягких», «критических» систем (Чэкленд, Черчмен, Акофф, Ульрих, С.П.Никаноров). Примеры применения методов системного анализа. Проблема внедрения результатов системного анализа.

 

2.1. Классификация методологических подходов

 

Классификация, помимо чисто теоретического и методологического значения, имеет своей целью разделение «сфер влияния» различных направлений прикладного системного анализа (т.к. «борьба за монополию» не ведет к успеху), т.е. определение тех типов социальных систем, для которых наиболее эффективно использование конкретной методологии системного анализа.

 

Методы описания систем можно отклассифицировать по степени возрастания формализации – от качественных методов описания (с которыми и был на первых порах связан системный анализ) до количественного системного моделирования ( с применением ЭВМ). В качественных методах основное внимание уделяется организации постановки задачи, формированию вариантов, выбору критериев достижения результата, использованию опыта человека.  Количественные методы связаны с анализом вариантов, с их количественными характеристиками корректности; для постановки задачи эти методы не имеют средств. Между этими двумя крайними классами методов системного анализа имеются методы, которые стремятся охватить оба этапа – этап постановки задачи, разработки вариантов,  этап оценки, и количественного анализа, - но делают это с разной степенью формализации, с применением различных методик. Это и кибернетический подход, информационно-гносеологический подход  к моделированию систем, системно-структурный подход, метод ситуационного моделирования, метод имитационного моделирования, и др.

 

Качественные методы: метод мозгового штурма (коллективной генерации идей), методы типа сценариев (описание вариантов развития системы во времени с учетом альтернатив), методы экспертных оценок (достоверность или значимость того или иного фактора основывается на мнении эксперта), методы типа «Делфи» (отказ от коллективного обсуждения, итеративная процедура), методы типа дерева целей (цели – на подцели, и т.д.), морфологические методы (систематический перебор вариантов и их комбинаций), метод системного анализа.

 

Как уже указывалось, можно разделить системы на «простые» и «сложные».

 

Простые – имеют небольшое число элементов, количество взаимосвязей между ними невелико, они хорошо организованы и управляемы, слабо зависят от окружения, детерминированны, мало (плавно) изменяются во времени.

 

Сложные – состоят из большого числа элементов, между которыми имеются многочисленные взаимосвязи, подвержены эволюции, могут претерпевать существенные скачкообразные изменения, подвержены влиянию внешних  случайных факторов; подсистемы могут иметь цели, не совпадающие с целями системы в целом.

 

Второе основание классификации – по характеру участия элементов в структуре социальной системы (Флад, Джексон).

1. Унитаризм – высокая степень согласия относительно целей, ценностей, установок. Все принимают участие в выработке решений.
2. Плюрализм – интересы и ценности могут различаться, но согласие все же достижимо, за счет компромиссов и процедуры выработки приемлемых решений, в которой принимают участие все элементы.
3. Принуждение – интересы, цели, установки различных подсистем и элементов социальной системы различны (конфликты), в результате чего одна часть системы навязывает свою волю, свои решения другой части.

 

Такое разделение аналогично приведенному выше разделению на хорошо организованные, плохо организованные и самоорганизующиеся системы, и достаточно условно.

 

2.2. Основные этапы (стадии) системного анализа проблемной ситуации

Перечислим основные этапы (блоки) исследования систем методами системного анализа (в упрощенном варианте).

 

1. Определение конфигуратора, т.е. минимально полного описания системы, достаточного для заданной цели исследования (определение границ системы – т.е. отделение от внешней среды, перечисление элементов системы, выявление сути целостности системы, анализ взаимосвязей элементов системы, построение структуры системы, перечисление функций самой системы  и её элементов, согласование целей системы и её подсистем, анализ эмерджентности).
2. Определение проблемы и проблематики
3. Выявление целей
4. Формирование критериев
5. Генерирование альтернатив
6. Построение и испытание моделей
7. Реализация

Перейдем к краткому обсуждению перечисленных этапов системного анализа.

 

Первый этап – формулирование проблемной ситуации, который начинается с постановки проблемы заказчиком. Необходимо на этом этапе выявить всех, кого затронут возможные изменения (stakeholders), сформулировать поле возникающих сопутствующих проблем. Строя проблематику, системный аналитик дает развернутую картину того, кто из заинтересованных лиц и в чем заинтересован, какие изменения и почему они хотят внести (при этом его собственная позиция должна быть нейтральной). Полученное множество проблем (проблематика) и является исходным пунктом системного анализа.

 

Выявление целей

 

Как хорошо формализованные, так и слабо структурированные проблемы должны быть приведены к виду, когда они становятся задачами выбора подходящих средств для достижения заданных целей. Поэтому прежде всего следует определить цели. На данном этапе определяется, ЧТО надо сделать для снятия проблемы (в отличие от следующих этапов, на которых решается, КАК это сделать).

 

Главная трудность формирования целей связана с тем, что цели являются как бы антиподом проблем. Формулируя проблемы, мы говорим в явном виде, что нам не нравится. Говоря о целях, мы пытаемся сформулировать, что мы хотим. При формулировке цели не следует подменять ее средствами. Предположим вы хотите "улучшить информационное обслуживание своей фирмы" - приобретение необходимого количества ПЭВМ является лишь одним из возможных действий в этом направлении. Дальнейшее изложение материала будем проводить исходя из следующей классификации целей (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Классификации целей

Конечные цели характеризуют вполне определенный результат, который может быть получен в заданном времени и пространстве. Бесконечные цели определяют, как правило, общее направление деятельности. Выбор того или иного класса целей зависит от характера решаемой проблемы. Очевидно, что при определении целей необходимо исходить из общественных интересов системы. При этом формулировка целей может выражаться как в качественной, так и в количественной форме, быть четкой и компактной, носить повелительный характер.

 

Учитывая, что практически все системы относятся к классу многопродуктовых (многоцелевых) систем, следует рассматривать простые (частные) цели системы и сложные (комплексные) цели. Так, например, для достижения успеха в бизнесе можно ограничиться заданием целей в следующих областях деятельности:

·        эффективность;

·        производительность;

·        организация функционирования;

·        инновации;

·        материальные ресурсы;

·        финансовые ресурсы;

·        социальная ответственность.

Этот пример показывает, что если вы при организации бизнеса задаетесь только одной целью, например, в области эффективности - "максимальное получение прибыли", ваша деятельность является паразитирующей. В конечном счете, любой бизнес должен иметь свое определенное общественное предназначение, быть полезным обществу с точки зрения производства каких-либо конечных продуктов и услуг.

Современная концепция «управления по целям» является одним из эффективных средств организации корпоративного управления. Она основана на том, что каждый знает, что представляют собой цели организации, и стремится к их достижению. При этом для такого управления характерны следующие особенности:

1.      деятельность сотрудников должна оцениваться по их результатам (достижениям), а не по количеству отработанного времени;

2.      сотрудники должны знать цели организации и стремиться к их достижению;

3.      сотрудники должны иметь право отстаивать свои собственные цели.

Установление личных целей придает человеку осмысленное поведение и высокую мотивацию. Римский философ Сенека однажды высказался: "Когда не знаешь, какая гавань тебе нужна, любой ветер будет попутным". Многочисленные социологические исследования в этом направлении показывают, что человек всегда стремится достичь разумного компромисса между личными и профессиональными интересами. Личные интересы как правило определяются человеком в виде определенного стандарта удовлетворения своих потребностей.

Содержательная формулировка целей является необходимым, но недостаточным условием осуществления целеполагания. Для конкретизации целей необходимо задать критерии достижения целей и ограничения, в которых осуществляется поиск возможных вариантов решения.

 

Формирование критериев

Критерии  как модель целей, критерии и ограничения

 

Критерий достижения целей отождествляется с показателем эффективности системы и может выражаться как в качественной, так и в количественной форме. От критериев требуется как можно большее сходство с целями, для того, чтобы оптимизация решения в системе выбранных критериев соответствовала максимальному приближению к цели. Вместе с тем, желательно минимизировать число необходимых критериев. Последнее требование выполняется, если критерии являются независимыми, не связанными друг с другом.

Наряду с выбранными критериями большое значение на выбор того или иного варианта решения имеет система выделенных в задаче ограничений. Ограничения - это условия, отражающие влияние внешних и внутренних факторов, которые нужно учитывать в задаче принятия решений. Требования системности при рассмотрении вопроса требуют учета всех возможных ограничений: организационных, экономических, правовых, технических, психологических и т.д. При этом качественные ограничения формулируются, как правило, в терминах "не разрешается", "не допускается", а количественные - "не более", "не менее", "в интервале от - до". Ограничения, как правило, дополняют (конкретизируют) сформулированные ранее цели, и в ряде случаев могут сделать цели нереализуемыми. В этом случае необходимо через проведение ряда итерационных процедур снять часть ограничений.

В заключение отметим, что установить правильную систему целей намного важнее, чем найти наилучший вариант решения. Не самый лучший вариант приведет все-таки к целевому результату. Выбор же неправильной цели приводит не столько к решению самой проблемы, сколько к появлению новых проблем.

 

Генерирование альтернатив

Способы увеличения числа альтернатив, мозговой штурм, синектика, разработка сценариев,  морфологический анализ, деловые игры

 

Построение моделей

Реализация

 

Возникает таким образом 6 типов социальных систем.

Табл.

 

	унитаризм	плюрализм	принуждение
Простые
Сложные

 

 

Итак, первый тип «простые унитарные системы» («жесткие»), с четкой неизменной структурой (механизмы, производственные процессы). Применение формализованных количественных методов системного анализа для таких систем наиболее эффективно.

 

Используются различные математические модели и ЭВМ для поиска оптимальной организации таких процессов. Зачастую эти методы рассматриваются как раздел информатики (системотехника)

 

Для сложных жестких систем предложен целый ряд системных подходов, наиболее известна из которых «методология жизнеспособных систем» С.Бира (1970-74 гг), которую он попытался реализовать при восстановлении экономики Чили (кибернетическое регулирование экономики, но неудачно. Во многом, такая неудача «жесткого» кибернетического подхода была обусловлена «мягкостью» социально-экономической системы, к которой он применялся. Потребовались десятилетия, чтобы это осознать, и нащупать адекватные описания социальных систем и методы их регулирования.

 

2.3.                 Принципы исследования «мягких» (soft) систем

 

У.Черчмен – первый, кто обратил внимание на возможную плюралистичность интересов участников социальных систем. На этой основе он сформулировал четыре тезиса нового подхода:

1)     системный подход начинается, когда вы первый раз смотрите на мир глазами другого

2)     системный подход показывает, что картина мира каждого участника-индивида ограничена

3)     в системном подходе нет экспертов

4)     системный подход – «хорошая идея»!

 

Решение проблемы требует участия всех заинтересованных сторон; согласование их интересов – сложный, но необходимый процесс. Следует учитывать 4 основных принципа:

 

1)     Оппонирование – в слабоструктурированных проблемах легче разобраться, если рассматривать их с разных (противоположных) сторон

2)     Участие

3)     Интегративность – точки зрения нужно синтезировать на более высоком уровне сложности

4)     Обучение

 

Данная методология реализована в виде деловой игры и достаточно полно описана в литературе.

 

2.4. Интерактивное планирование Р.Акоффа

 

Другой подход связан с именем Р.Акоффа, рассматривавшего эволюцию организаций, и пришедшего к выводу, что социальные системы могут выступать либо в роли «машин», (служат их создателям и хозяевам), либо в роли «организмов» (цели подсистем подчинены целям «целого»). Акофф утверждает, что модель организации в конце 60-х годов существенно изменяется (деятельность диверсифицируется, переход от конвейера к индивидуальному производству, возрастает объем и интенсивность потоков информации, возрастает уровень образования и инициативность специалистов, и как вывод, цели подсистем не совпадают с целями системы) и поэтому требует «социосистемного» (демократического) подхода.

 

Центральное место в его методологии отводится «интерактивному» планированию, включающему 5 этапов:

1)     Анализ состояния организации и её проблем

2)     Разработка идеализированного конечного состояния организации

3)     Разработка средств достижения целей (отбрасываются недостижимые цели из п.2)

4)     Распределение ресурсов

5)     Планирование внедрения

 

При этом обязательны: целостность и непрерывность планирования  («Планируйте или спланируют вас!»).

 

Следует отметить, что многим начинаниям Акоффа сопутствовал успех.

Акофф выделяет 4 подхода к решению социальных проблем:

1)     (absolution) отказ от каких-либо действий (проблема исчезнет сама собой, принцип «Дао» - сиди на берегу, и труп врага сам проплывет мимо тебя – но только надо знать, где и когда сесть, иначе пройдет ураган, тебя смоет в реку и ты проплывешь сам в виде трупа мимо своего врага, который сел правильно и вовремя)

2)     (resolution) поиск частичных решений, смягчающих проблему до приемлемого состояния

3)     (solution) поиск оптимальных наилучших решений

4)     (dissolution) растворение проблемы , т.е. поиск и реализация таких  изменений в окружающей среде, при которых проблема исчезает.

 

Пример 1: завод, выпускающий различные виды оборудования, столкнулся с проблемой – резкие колебания спроса приводили к неравномерной нагрузке оборудования – приходилось то увольнять, то нанимать квалифицированных работников. Неустойчивость положения персонала ухудшала моральный климат, снижалась производительность труда.

 

С помощью системного анализа проблема была растворена: в качестве основного критерия функционирования предприятия была выбрана не максимальная прибыль, а равномерность загрузки оборудования. Из всей номенклатуры изделий были выбраны такие, спрос на которые находился в противофазе. Завод заработал ритмично, в итоге выиграли все.

 

Пример 2:Автобусная компания ввела надбавки за качество работы водителей и кондукторов. Причем качество работы водителей оценивалось по соблюдению графика движения, а кондукторов – по скорости обслуживания пассажиров. Возник трудовой конфликт – в часы пик кондукторы не успевали обслуживать пассажиров, и автобусы задерживались, что срывало график движения.

 

Проблему удалось растворить системному аналитику, который заметил, что количество автобусов в часы пик больше количества остановок. Было предложено снимать в часы пик кондукторов с автобусов и оставлять их на остановках, чтобы они обслуживали пассажиров до входа в автобус. Проблема была решена.

 

Следующий пример:

2.5. Методология «мягких» систем П.Чекленда

Рассмотрим методологию «мягких» систем П.Чекленда, 1972 год.

1.     Неструктурированная проблемная ситуация

2.     Анализ проблемной ситуации

3.     Формулировка ключевых определений

4.     Разработка концептуальной модели

5.     Сравнение модели и ситуации

6.     Выбор желаемых изменений

7.     Действие, улучшающее ситуацию

8.     Возврат к проблемной ситуации

 

Пример с агентством по развитию кооперативов при университете графства Винтертон (Англия).

 

2.6.                 Методология «критических» систем В.Ульриха

Развитие теории «мягких» систем в работе Черчмена, Акоффа и Чекленда происходило в направлении все большего освобождения от ограничений жесткого системного анализа. Рассматриваемые выше подходы позволяют найти решения в ситуациях, когда отдельные части системы могли в принципе иметь согласующиеся цели. В условиях конфликта или антагонизма эти методы не работают.

 

Проблема принуждения становится центральной в методологии швейцарского ученого В.Ульриха, основное внимание уделяется «системному насилию». Не мене важное значение имеет концепция «критических систем», где критичность означает требование к тем, кто проектирует новую или модернизирует существующую социальную систему, осознать свои нормативные ценности и самокритично оценить их возможное влияние на процесс планирования.

 

Вообще, анализ нормативной составляющей обязан стать неотъемлемым элементом планирования социальных нововвведений. Только так, полагает Ульрих, можно оценить последствия и побочные эффекты социальных новаций. Критический подход как бы противопоставляется догматическому и эгоистичному подходу заинтересованных сторон и циничному подходу экспертов.

 

Ульрих убежден, что системный подход полезен не как теоретическая конструкция, а как практический способ решить, что именно следует сделать в данной проблемной ситуации.

 

Теперь конкретнее о практической стороне методологии Ульриха. Она состоит из двух этапов. На первом этапе проектировщики заполняют анкету из 12 вопросов, ответы должны отражать как мнение проектировщиков, так и мнение всех заинтересованных сторон. На втором этапе организуется обсуждение выдвинутых проектировщиками предложений. Созданные на первом этапе анкеты позволяют организовать «компетентные коммуникации».

 

Рассматривается четыре категории участников:

 

1)     заказчики, источники мотиваций и базовые ценности которых необходимо выявить

2)     лица, принимающие решения

3)     проектировщики

4)     «свидетели» - группы, заинтересованные в решении проблем.

 

Для каждого участника формулируется три вопроса. Рассмотрим конкретный пример. В одном из пригородов Лондона в середине 80-х годов стал заметно расти уровень молодежной преступности, особенно связанной с  применением холодного оружия. Полиция пыталась бороться с распространением данного вида преступлений с помощью профилактики – обыски молодых людей и изъятие ножей, но эти действия вызвали волну протеста и обвинений в нарушении прав человека. Предварительный анализ выявил более 10 точек  зрения на эту проблему (местная власть, полиция, СМИ, школы, молодежь, магазины оружия, и др.).

 

Среди главных причин роста преступности назывались расовый вопрос и безработица. Представители расовых и нацменьшинств утверждали, что носят ножи как средство обороны. Школы критиковалиьс за недостаточный уровень воспитательной работы. Школьники считали, что носить ножи модно и престижно. Им даже доставляло удовольствие игра с учителями, отбирающими у них ножи.

 

Звучали: снизить требованию к «разумному подозрению», позволяющему обыскивать  (полиция), запретить продажу холодного оружия (полиция), создание сети общественных агентств, максимально приближенных к месту жительства, школам (аналоги нашей ДНД).

 

2.7.                 Проблема внедрения результатов системного подхода

 

Внедрение найденного решения – одна из наиболее сложных и трудноформализируемых стадий прикладного системного анализа. Р.Акофф даже предложил создать самостоятельный раздел теории системного анализа, названный им «теория практики» (речь идет об обобщении практического опыта внедрения).

 

Первое: важнейшую роль в обеспечении результата играет  правильное построение взаимоотношений заказчика и системного аналитика.

 

Установление доверительных отношений с заказчиком и другими заинтересованными сторонами (например, персоналом организации заказчика), по наблюдениям Акоффа, значительно облегчается, если соблюдать следующие условия:

 

1)     Обе стороны могут отказаться от продолжения работы в любой момент, если одна из сторон не удовлетворена ходом работ

2)     Системный аналитик должен уделять достаточное время обучению персонала организации (не «врач», а «учитель»).

 

Аналогия системного аналитика с учителем, по мнению Акоффа, является неполной, так как системная практика прежде всего является познавательным процессом не только для клиентов, но и для самих аналитиков. «Если они ничему не учатся в ходе работы с клиентами, то они не практикуют, а только консультируют, делясь тем, что они знали ранее».

 

3)     Системный аналитик не должен стремиться «присвоить» себе заслуги в получении положительного результата (наоборот, он должен стремиться всячески подчеркнуть заслуги других участников проекта)

 

Акофф подчеркивал, что заинтересованные лица склонны участвовать в попытках эффективного разрешения проблем, если:

-        они верят, что их участие реально может повлиять на результаты

-        участие возбуждает интерес

-        результаты могут быть реально внедрены

 

4)     Системный аналитик должен иметь доступ к необходимой и полной информации

5)     Системный аналитик должен открыто и искренне проявлять уважение к интеллекту ответственного лица, принимающего решения

 

Эффективное внедрение – улучшение работы организации заказчика с точки зрения хотя бы одной из заинтересованных сторон при отсутствии ухудшения этой работы с точки зрения остальных («этика системного анализа»).

Выводы:

 

В 60-70е гг был популярен тезис  «системная эра закончилась», т.к. подходы к изучению и управлению социальными системами, основанные на «жестком» инженерном подходе, часто заканчивались неудачей.

 

Однако, развитие Черчменом, Акоффым, Чеклендом, Ульрихом прикладных методологий, опирающихся на принципы  описания «мягких» систем, сумело существенно изменить ситуацию.

 

Идеи методологии «мягких» систем широко используются в управленческом консультировании, теории управления, в социологии организаций и социологии управления.

 

Красной нитью через все методики проходит требование учета интересов всех участвующих сторон, что и является главным признаком системности.

 

3.   Модели и моделирование сложных систем

 

Понятие модели. Моделирование как необходимый этап целенаправленной деятельности. Познавательные и прагматические модели. Способы воплощения моделей. Условия реализации моделей. Понятие ингерентности. Соотношение между моделью и действительностью: сходства и различия. Динамика моделей.

 

3.1.                 Введение

 

Осознание системности любой деятельности происходит с большой задержкой, на более поздних этапах стихийного повышения системности  не является исключением и такая форма человеческой деятельности как моделирование. Проследим для начала, как развивалось само понятие модели.

 

Первоначально, моделью называли некий вспомогательный объект, который в определенной ситуации заменял другой объект. Понятие «модель» относилось только к материальным объектам (манекен – модель фигуры человека,  игрушечная машина – модель автомобиля, и т.д.).

 

Развитие моделирования привело к осознанию того факта, что, например, чертежи, карты и документация на какое-то устройство также обладают модельными свойствами. Наконец,  стало понятным, что модельными свойствами обладают и идеальные, абстрактные построения.

 

Можно сформулировать такое определение модели:

 

Модель представляет собой объект – заместитель, который в определенных условиях воспроизводит интересующие нас свойства объекта-оригинала (причем имеет определенные преимущества удобства использования – наглядность, обозримость, доступность для испытаний, и т.д.).

 

В качестве объекта-заместителя может фигурировать и математическая абстракция, и компьютерная программа. В определенном смысле, модель есть форма представления наших знаний об окружающем мира. Однако такие понятия как теория или гипотеза не являются эквивалентам понятия модель, т.к. например модель нацелена на управление объектами и процессами, а теории и гипотезы – на объяснение их свойств.

 

3.2. Моделирование как неотъемлемый этап любой целенаправленной деятельности

 

Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение определенной цели (рабочий обтачивает заготовку, чтобы получить деталь, и т.д.). Целевой характер имеют и другие виды деятельности. Т.е. важным организующим элементом деятельности является цель – т..е некий образ желаемого результата или модель состояния, к достижению которого направлена деятельность.

 

Системность деятельности проявляется и в том, что деятельность, как правило, алгоритмична. Можно утверждать, что модель является не просто отображением, а отображением целевым (модели одного объекта будут различаться в зависимости от целей моделирования).

 

3.3. Классификация моделей

Удобно поэтому разделить модели на познавательные и прагматические, что соответствует делению целей на теоретические и практические. Такое деление, опять же и конечно, относительно.

 

Познавательные модели являются формой организации и представления знаний, средством соединения нового знания с уже имеющимся (системность научного знания)

 

Прагматические модели являются средством управления, средством организации практических действий.

 

Другим принципом классификации моделей является деление на статические и динамические (структурные и функциональные). В статических моделях фиксируется конкретное состояние объекта, в динамических – отображается процесс смены состояний.

 

По степени полноты модели делятся на полные, неполные и приближенные.

3.4. Способы реализации моделей

 

Обсудим способы построения моделей («ИЗ ЧЕГО» строить модели). В распоряжении человека имеется только два «материала»: средства самого сознания и средства материального окружающего мира.. Соответственно, сами модели можно разделить на абстрактные (идеальные) и материальные.

 

Абстрактные модели являются идеальными конструкциями, построенными средствами мышления (например, языковые конструкции).

 

Материальные модели могут находиться в прямом подобии с оригиналом, могут обладать либо косвенным, либо условным подобием.

 

Примеры:

Прямое подобие – фотографии, масштабированные модели машин, макеты зданий, куклы, копии картин, и т.д.

 

Косвенное подобие – электромеханические модели, подопытные животные, и др.

 

Условное подобие –деньги (модель стоимости), удостоверение – модель владельца, карты – модель местности, и т.д.

 

Для того, чтобы модель отвечала своему назначению, недостаточно её сконструировать – необходимы условия. Обеспечивающие её функционирование, выполнение ею своей задачи. Приведем примеры: бумажные денежные знаки могут играть роль модели стоимости только в условиях существования правовых норм и финансовых учреждений, поддерживающих это обращение.

 

Известны примеры абстрактных моделей (идеи), обогнавших свое время и не реализовавшиеся по этой причине (вертолет Л.да Винчи). Иногда в этой связи говорят об ингерентности (inherent) модели (согласованность, встроенность в среду).

 

Итак, обсудили, что отображает модель, из чего и как она может быть построена, каковы условия её актуализации. Необходимо также обсудить те свойства моделей, которые и определяют ценность самого моделирования, т.е.

 

3.5. Соотношение модели и реальности

 

Главные различия между моделью и действительностью:

-        конечность – т.к. модель отображает объект лишь в конечном числе отношений (т.к. ресурсы моделирования ограничены)

-        упрощенность – т.к. модель конечна, отображает только главные, существенные черты оригинала, т.к. требует ингерентности (необходимости оперировать с ней)

-        приближенность как следствие конечности и упрощенности

 

Сходство модели и действительности возникает благодаря подобию, т.к. в каждой модели есть «доля истины», причем лавный критерий истинности – это

адекватность модели поставленной цели, которая проверяется на практике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6. Выводы:

 

Модель есть отображение: целевое, абстрактное или реальное, статическое или динамическое, ингерентное, конечное, упрощенное, приближенное, имеющее наряду с безусловно-истинным и условно-истинное, и ложное содержание, проявляющееся и развивающееся в процессе его создания и  практического использования.

 

Кратко: модель есть системное отображение оригинала.

 

 

Упражнения:

 

1. Обсудите различия моделей лошади  с точки зрения крестьянина, жокея, кавалериста, скульптора, коневода, повара.
2. В каких обстоятельствах карта местности является познавательной, а в каких – прагматической моделью?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.     Проблемы методологии системного исследования. М., 1970

2.     Перегудов Ф.И.,  Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М., 1989.

3.     Акофф Р. Планирование будущего корпорации. М., 1985.

4.     Бир С. Мозг фирмы. М. Радио и связь, 1993.

5.     Управленческое консультирование: в 2-х т. М., 1992.

6.     Гиг Дж. Ван Прикладная общая теория систем. М., 1981.

7.     Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М., 1972.