Системный анализ: логические основания, цели, пути и ресурсы. Основные этапы и методология системного анализа Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность», которую предлагается рассматривать в трех ас

Методология - это система принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности. Если теория представляет собой результат процесса познания, то методология является обоснованием способа достижения и построения полученного на ее основе знания. Методология дает философское обоснование способов и приемов организации всего многообразия видов (в том числе и познавательной) человеческой деятельности и предполагает разработку методов, адекватных изучаемым и преобразуемым объектам. Одна из важнейших функций методологии - эвристическая: она должна не только описывать и объяснять некоторую предметную область, но и одновременно являться инструментом поиска нового знания.

Если формулировать кратко, то методология - это учение о методе.

Для социальных наук можно выделить три уровня методологии :

всеобщая научная (например, системный подход);
общесоциальная (социальная философия);
частносоциальная (социология личности, труда, молодежи

Метод - совокупность приемов и операций теоретического и практического освоения действительности. Для сферы социальных исследований это основной способ сбора, обработки и анализа эмпирических материалов.

Методика - совокупность технических приемов, обусловленных данным методом, включающих частные операции, их последовательность и взаимосвязь.

В современной науке и социальной практике в качестве общенаучной методологии, призванной сформулировать в завершенном виде достаточно универсальную совокупность методов исследования, а также приемов и правил конструктивной деятельности для предметных сфер весьма различных типов и классов, выступает системный подход. В основу системного подхода заложен принцип системности , согласно которому сложные явления объективной реальности рассматриваются как целостные феномены, образованные особыми механизмами связи и функционирования составляющих их частей. На этой базе образуется специализированный познавательный аппарат, определяющий способ видения реального мира.

Как известно, системой называют такую совокупность взаимосвязанных элементов, взаимодействие которых между собой порождает особое системное качество, достаточно отчетливо локализующее данную совокупность в окружающем ее пространстве. Необходимо отметить, что к указанному системному качеству образующие систему элементы приобщаются только в составе данной системы.

Система всегда находится в состоянии взаимодействия с внешней средой, которая для нее является, с одной стороны, источником необходимых для ее жизнедеятельности ресурсов, с другой - источником различного рода возмущающих воздействий, способных быть полезными (и тогда они ассимилируются системой), нейтральными (система их попросту игнорирует) или вредными (система старается демпфировать их отрицательное воздействие с помощью и в пределах имеющихся ресурсов).

Системное рассмотрение объекта предполагает:

определение и исследование системного качества;
выявление образующей систему совокупности элементов;
установление связей между этими элементами;
исследование свойств окружающей систему среды, важных для

функционирования системы, на макро- и микроуровне;

Выявление отношений, связывающих систему со средой.

Развитие науки и управленческой практики также показывает, что системный подход к изучению сложного общества дает возможность всестороннего изучения структурных единиц общества (классов, слоев, групп, ассоциаций, личностей), социальных связей между ними (контактов, действий, взаимодействий, социальных отношений, социальных институтов), а также динамики социальных структур (социальных изменений, процессов).

Основное достоинство системного подхода заключается в том, что он требует максимально возможного учета всех аспектов проблемы в их взаимосвязи и целостности, выделения главного и существенного, определения характера и направленности связей между структурными составляющими проблемы.

Системный анализ в узком смысле представляет собой совокупность научных методов и практических приемов, которые могут быть использованы при исследовании и/или разработке сложных и сверхсложных объектов, а также при решении разнообразных проблем, возникающих во всех сферах управления социальными и организационно-технологическими системами. В широком смысле системный анализ понимается как синоним системного подхода.

Научный аппарат и методический арсенал системного анализа в общих чертах сформировались в США в начале 40-х гг. XX в. в ходе поиска новых подходов к решению весьма усложнившихся проблем производства и быстрого совершенствования новых образцов оружия. Было замечено, что основной вопрос при решении любых проблем - независимо от их области, содержания и характера - это выбор наиболее оптимальной альтернативы решения. Однако этот выбор зависит от способности оценить эффективность каждой альтернативы и необходимые для ее реализации затраты. Подобные операции были освоены при инвестировании капитала и развитии промышленности еще до Второй мировой войны. Для их выполнения был предложен ряд методов, которые несмотря на конструктивность результатов в названных областях почти не использовались в сфере во-оружения. Работы по созданию систем вооружения начинались без рассмотрения того, как они будут использоваться, сколько будут стоить и оправдает ли их использование затраты на разработку и создание. Причина подобного положения заключалась в том, что в то время относительные затраты на вооружение были невелики, возможностей для выбора было мало, поэтому фактически использовался принцип «ничего, кроме самого лучшего». Во время Второй мировой войны и особенно с началом «атомного века» расходы на создание оружия возросли во много раз, и этот подход стал неприемлемым. Его постепенно заменил другой: «только то, что необходимо, и за минимальную стоимость».

Для реализации этого принципа нужно было уметь находить, оценивать и сравнивать одновременно множество альтернатив производства оружия различных типов. Разработанные к этому времени в промышленности и коммерции модели исследования операций не могли быть использованы для этого из-за свойственных им ограничений. От новых методов требовалась возможность рассмотрения многих альтернатив, каждая из которых описывалась большим числом переменных как целое, обеспечивая при этом полноту оценки каждой альтернативы и уровень ее неопределенности. Получившаяся в итоге универсальная методология решения проблем была названа ее авторами «системный анализ». Новая методология, созданная для решения военных проблем, была прежде всего использована именно в этой области. Однако очень скоро выяснилось, что проблемы фирм гражданские, финансовые и многие другие не только допускают, но и требуют применения этой методологии.

Системный анализ быстро впитал в себя достижения многих родственных и смежных областей и различных подходов и превратился в самостоятельную, богатую формами и областями приложений, уникальную по своему назначению и характеру научную и прикладную дисциплину и область профессиональной деятельности.

Исходной теоретической базой для системного анализа является теория систем и системный подход. Однако системный анализ заимствует у них лишь самые общие концепции и предпосылки. В отличие, например, от системного подхода системный анализ располагает развитым собственным и заимствованным из других областей науки методическим и инструментальным аппаратом.

Системный анализ основывается на неукоснительном соблюдении следующих принципов:

процесс принятия решения должен начинаться с обоснования и четкой формулировки конечных целей;
любая проблема должна быть представлена как целостная единая система с указанием взаимосвязей и последствий каждого частного решения;
решение проблемы должно быть представлено совокупностью возможных альтернативных путей достижения цели;
цели отдельных подразделений не должны противоречить целям всей системы в целом.

В основу алгоритма системного анализа заложено построение обобщенной модели, отображающей все факторы и взаимосвязи проблемной ситуации, которые могут проявиться в процессе решения. Процедура системного анализа заключается в проверке последствий каждого из возможных альтернативных решений для выбора оптимального по какому-либо критерию или их совокупности.

Специфика системного анализа - ориентация на поиск оптимальных решений при ограниченных ресурсах (кадров, финансов, времени, техники и т. п.). Он начинается на стадии управленческого цикла, когда определяются и упорядочиваются цели управления при нахождении соответствия между целями, возможными путями их достижения, необходимыми и располагаемыми для этого ресурсами.

В центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения альтернатив, выполняемая с целью выбора оптимальной (по определенным критериям) альтернативы, которую и предполагается реализовывать. Достичь этого можно, если учтены все элементы альтернативы и даны правильные оценки каждому из них. Таким образом, возникает идея выделения всех элементов, связанных с данной альтернативой, т. е. «всесторонний учет всех обстоятельств». Выделяемая в результате целостность и называется в системном анализе полной системой или просто системой. Единственным критерием, позволяющим выделить эту систему, может быть только факт участия данного элемента в процессе, приводящем к появлению заданного (целевого, желаемого) выходного результата для данной альтернативы. Таким образом, понятие процесса оказывается центральным в методологии системного анализа. Не может быть системного мышления без ясного понимания процесса.

Определить систему - это значит задать системные объекты, их свойства и связи. Важнейшие из них - вход, процесс, выход, обратная связь и ограничение.

Входом системы называется то, что изменяется при протекании данного процесса. Или иначе - это то, к чему надо приложить данный процесс, чтобы получить необходимый результат. Во многих случаях компонентами входа являются «рабочий вход» (то, что «обрабатывается») и процессор (то, что «обрабатывает»). Выходом системы называется результат или конечное состояние процесса. Процесс переводит вход в выход. Способность преобразовывать вход в определенный выход называется свойством данного процесса или передаточной функцией (IV).

Здесь необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что в социальном мире процессы далеко не всегда переводят «вход» в определенный «выход» в силу того, что социальные структуры совсем не похожи на те «устройства», которые рассматриваются в классических системных моделях. В отличие от последних, которые отрабатывают входные сигналы по жестким (или нежестким, но вполне предсказуемым, вероятностным) алгоритмам, социальные структуры, будучи преимущественно самоорганизующимися системами, лишь воспринимают управленческие воздействия. Но далеко не пассивно и весьма субъективно. По этой причине их невозможно отобразить в формальных конструкциях с помощью фиксированных передаточных функций, обозначающих характер преобразования «входа» в «выход». Социальные объекты непрерывно меняются, самым причудливым образом воспринимая и ассоциируя все сколько-нибудь значимые явления внутреннего и внешнего порядка.

Во всякой функционирующей системе существуют три различных по своей роли подпроцесса: основной процесс, обратная связь и ограничение. Основной процесс преобразует вход в выход. Обратная связь выполняет ряд операций: сравнивает реальное состояние выхода с заданной (целевой) моделью и выделяет различие (А). Последующий анализ содержания и смысла различия позволяет выработать в случае необходимости управленческое решение. Необходимость в решении возникает тогда, когда различие в состоянии входа и выхода превосходит некоторый установленный или принятый уровень, т. е. тогда, когда возникает проблема, для устранения которой должно быть принято решение. Смысл этого решения состоит в такой коррекции процесса системы, реализация которой могла бы сблизить реальное состояние выхода системы с его моделью или довести их различие до приемлемого уровня.

Ограничение есть сумма правил, установлений и выдвинутых лично или извне руководящих принципов, определяющих границу проблемы. Оно формируется потребителем (покупателем) выхода системы. В обобщенном виде ограничение может рассматриваться как внешняя среда в целом. Ограничение системы учитывается при принятии управленческого решения, обеспечивая соответствие выхода системы целям потребителя. Таким образом, ограничение системы отражается в скорректированной модели выхода.

Функционирующая система представлена на рис. 2.1. Окружностью с косым крестом обозначается блок сравнения (компаратор, сумматор), в котором сопоставляются все важнейшие управляемые параметры.

Рис. 2.1.

В системном анализе постулируется, что всякая система состоит из подсистем и всякая система является подсистемой некоторой другой системы более высокого порядка. Постулируется также, что любая система может быть описана в терминах системных объектов, свойств и связей. Граница системы определяется совокупностью входов от внешней среды. Внешняя среда - это совокупность систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Проблемой называется ситуация, характеризующаяся различием между необходимым (желаемым) и существующим выходами. Последний является необходимым, если его отсутствие создает угрозу существованию или развитию системы. Он обеспечивается существующей системой. Желаемый выход обеспечивается желаемой системой. Проблема есть разница между существующей и желаемой системами. Проблема может заключаться в предотвращении уменьшения или в увеличении выхода. Условие проблемы представляет существующую систему («известное»). Требование представляет желаемую систему. Решение проблемы есть то, что заполняет промежуток между существующей и желаемой системами. Система, заполняющая промежуток, является объектом конструирования.

Проблемы могут проявляться в симптомах. Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию. Обнаружение проблемы есть результат процесса идентификаций симптомов. Идентификация возможна при условии знания нормы или желательного поведения системы. За обнаружением проблемы следует прогнозирование ее развития и оценка актуальности ее решения, т. е. состояния системы при нерешенной проблеме. Оценка актуальности решения проблемы позволяет определить необходимость ее решения.

Процесс нахождения решения концентрируется вокруг итеративно выполняемых операций идентификации условия, цели и возможностей для решения проблемы. Результатом идентификации является описание условия, цели и возможностей в терминах системных объектов (входа, процесса, выхода, обратной связи и ограничения), свойств и связей. Если структуры и элементы условия, цели и возможностей данной проблемы известны, идентификация имеет характер определения количественных соотношений, а проблема называется количественной. Если структура и элементы условия, цели и возможностей известны частично, идентификация имеет качественный характер, а проблема называется качественной или слабоструктурированной. Как методология решения проблем системный анализ указывает принципиально необходимую последовательность взаимосвязанных операций, которая (в самых общих чертах) состоит из выявления проблемы, конструирования решения проблемы и реализации этого решения. Процесс решения представляет собой конструирование, оценку и отбор альтернатив систем по критериям стоимости, времени, эффективности и риска с учетом отношений между предельными значениями приращений этих величин (маргинальных отношений). Выбор границ этого процесса определяется условием, целью и возможностями его реализации. Наиболее адекватное построение этого процесса предполагает всестороннее использование эвристических заключений в рамках постулированной структуры системной методологии.

Редуцирование числа переменных производится на основе анализа чувствительности проблемы к изменению отдельных переменных или групп переменных, агрегирования переменных в сводные факторы выбором критериев подходящей формы, а также применением там, где это возможно, математических способов сокращения перебора (математическое программирование и т. п.). Логическая целостность процесса обеспечивается явными или скрытыми предположениями, каждое из которых может стать источником риска. Постулируется, что структура функций системы и решения проблемы является стандартной для любых систем и любых проблем. Меняться могут только методы реализации функций. Совершенствование методов при данном состоянии научных знаний имеет предел, определяемый как потенциально достижимый уровень. В результате решения проблемы устанавливаются новые связи и отношения, часть которых обусловливает желаемый выход, а другая - определяет непредвиденные возможности и ограничения, которые могут стать источником будущих проблем.

Методология системного анализа

Системный анализ - наука, занимающаяся проблемой принятия решения в условиях анализа большого количества информации различной природы. системный внешнеторговый агропромышленный российский

Из определения следует, что целью применения системного анализа к конкретной проблеме является повышение степени обоснованности принимаемого решения, расширение множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания заведомо уступающим другим. В системном анализе выделяют:

· методологию;

· аппаратную реализацию;

· практические приложения.

Методология включает определения используемых понятий и принципы системного подхода.

Дадим основные определения системного анализа.

Элемент - некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), который обладает рядом важных для нас свойств, но внутреннее строение (содержание) которого безотносительно к цели рассмотрения.

Связь - важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией.

Система - совокупность элементов, которая обладает следующими признаками:

· связями, которые позволяют посредством переходов по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента совокупности;

· свойством, отличным от свойств отдельных элементов совокупности.

Практически любой объект с определенной точки зрения может быть рассмотрен как система. Вопрос состоит в том, насколько целесообразна такая точка зрения.

Большая система - система, которая включает значительное число однотипных элементов и однотипных связей. В качестве примера можно привести трубопровод. Элементами последнего будут участки между швами или опорами. Для расчетов на прочность по методу конечных элементов элементами системы считаются небольшие участки трубы, а связь имеет силовой (энергетический) характер - каждый элемент действует на соседние.

Сложная система - система, которая состоит из элементов разных типов и обладает разнородными связями между ними. В качестве примера можно привести ЭВМ, лесной трактор или судно.

Автоматизированная система - сложная система с определяющей ролью элементов двух типов:

· в виде технических средств;

· в виде действия человека.

Для сложной системы автоматизированный режим считается более предпочтительным, чем автоматический.

Структура системы - расчленение системы на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом. Указанное расчленение может иметь материальную, функциональную, алгоритмическую или другую основу. Пример материальной структуры - структурная схема сборного моста, которая состоит из отдельных, собираемых на месте секций и указывает только эти секции и порядок их соединения. Пример функциональной структуры - деление двигателя внутреннего сгорания на системы питания, смазки, охлаждения, передачи крутящего момента. Пример алгоритмической структуры - алгоритм программного средства, указывающего последовательность действий или инструкция, которая определяет действия при отыскании неисправности технического устройства.

Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей. Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединение и обратная связь.

Декомпозиция - деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой. Примерами будут: разделение объекта на отдельно проектируемые части, зоны обслуживания; рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для данной части системы.

Иерархия - структура с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другом. Виды иерархических структур разнообразны, но важных для практики иерархических структур всего две - древовидная и ромбовидная.

Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации. Кроме того, в ней всегда удобно выделять иерархические уровни - группы элементов, находящиеся на одинаковом удалении от верхнего элемента. Пример древовидной структуры - задача проектирования технического объекта от его основных характеристик (верхний уровень) через проектирование основных частей, функциональных систем, групп агрегатов, механизмов до уровня отдельных деталей.

Принципы системного подхода - это положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Их часто считают ядром методологии. Известно около двух десятков таких принципов, ряд из которых целесообразно рассмотреть:

· принцип конечной цели: абсолютный приоритет конечной цели;

· принцип единства: совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности элементов;

· принцип связности: рассмотрение любой части совместно с ее связями с окружением;

· принцип модульного построения: полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей;

· принцип иерархии: полезно введение иерархии элементов и(или) их ранжирование;

· принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой;

· принцип развития: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации;

· принцип децентрализации: сочетание в принимаемых решениях и управлении централизации и децентрализации;

· принцип неопределенности: учет неопределенностей и случайностей в системе.

Аппаратная реализация включает стандартные приемы моделирования принятия решения в сложной системе и общие способы работы с этими моделями. Модель строится в виде связных множеств отдельных процедур. Системный анализ исследует как организацию таких множеств, так и вид отдельных процедур, которые максимально приспосабливают для принятия согласующихся и управленческих решений в сложной системе.

Модель принятия решения чаще всего изображается в виде схемы с ячейками, связями между ячейками и логическими переходами. Ячейки содержат конкретные действия - процедуры. Совместное изучение процедур и их организации вытекает из того, что без учета содержания и особенностей ячеек создание схем оказывается невозможным. Эти схемы определяют стратегию принятия решения в сложной системе. Именно с проработки связанного множества основных процедур принято начинать решение конкретной прикладной задачи.

Отдельные же процедуры (операции) принято классифицировать на формализуемые и неформализуемые. В отличие от большинства научных дисциплин, стремящихся к формализации, системный анализ допускает, что в определенных ситуациях неформализуемые решения, принимаемые человеком, являются более предпочтительными. Следовательно, системный анализ рассматривает в совокупности формализуемые и неформализуемые процедуры, и одной из его задач является определение их оптимального соотношения.

Формализуемые стороны отдельных операций лежат в области прикладной математики и использования ЭВМ. В ряде случаев математическими методами исследуется связное множество процедур и производится само моделирование принятие решения. Все это позволяет говорить о математической основе системного анализа. Такие области прикладной математики, как исследование операций и системное программирование, наиболее близки к системной постановке вопросов.

Практическое приложение системного анализа чрезвычайно обширно по содержанию. Важнейшими разделами являются научно-технические разработки и различные задачи экономики.

Основные понятия исследования операций

Операцией называется всякое мероприятие (система действий), объединенное единым замыслом и направленное к достижению какой-то цели.

Цель исследования операций - предварительное количественное обоснование оптимальных решений.

Всякий определенный выбор зависящих от нас параметров называется решением. Оптимальным называются решения, по тем или другим признакам предпочтительные перед другими.

Параметры, совокупность которых образует решение, называются элементами решения.

Множеством допустимых решений называются заданные условия, которые фиксированы и не могут быть нарушены.

Показатель эффективности - количественная мера, позволяющая сравнивать разные решения по эффективности.

Все решения принимаются всегда на основе информации, которой располагает лицо принимающее решение (ЛПР).

Каждая задача в своей постановке должна отражать структуру и динамику знаний ЛПР о множестве допустимых решений и о показателе эффективности.

Задача называется статической, если принятие решения происходит в наперед известном и не изменяющемся информационном состоянии. Если информационное состояние в ходе принятия решения сменяют друг друга, то задача называется динамической.

Информационные состояния ЛПР могут по-разному характеризовать его физическое состояние:

· Если информационное состояние состоит из единственного физического состояния, то задача называется определенной.

· Если информационное состояние содержит несколько физических состояний и ЛПР кроме их множества знает еще и вероятности каждого из этих физических состояний, то задача называется стохастической (частично неопределенной).

· Если информационное состояние содержит несколько физических состояний, но ЛПР кроме их множества ничего не знает о вероятности каждого из этих физических состояний, то задача называется неопределенной.

Постановка задач принятия оптимальных решений

Несмотря на то, что методы принятия решений отличаются универсальностью, их успешное применение в значительной мере зависит от профессиональной подготовки специалиста, который должен иметь четкое представление о специфических особенностях изучаемой системы и уметь корректно поставить задачу. Искусство постановки задач постигается на примерах успешно реализованных разработок и основывается на четком представлении преимуществ, недостатков и специфики различных методов оптимизации. В первом приближении можно сформулировать следующую последовательность действий, которые составляют содержание процесса постановки задачи:

· установление границы подлежащей оптимизации системы, т.е. представление системы в виде некоторой изолированной части реального мира. Расширение границ системы повышает размерность и сложность многокомпонентной системы и, тем самым, затрудняет ее анализ. Следовательно, в инженерной практике следует к декомпозиции сложных систем на подсистемы, которые можно изучать по отдельности без излишнего упрощения реальной ситуации;

· определение показателя эффективности, на основе которого можно оценить характеристики системы или ее проекта с тем, чтобы выявить «наилучший» проект или множество «наилучших» условий функционирования системы. В инженерных приложениях обычно выбираются показатели экономического (издержки, прибыль и т.д.) или технологического (производительность, энергоемкость, материалоемкость и т.д.) характера. «Наилучшему» варианту всегда соответствует экстремальное значение показателя эффективности функционирования системы;

· выбор внутрисистемных независимых переменных, которые должны адекватно описывать допустимые проекты или условия функционирования системы и способствовать тому, чтобы все важнейшие технико-экономические решения нашли отражение в формулировке задачи;

· построение модели, которая описывает взаимосвязи между переменными задачи и отражает влияние независимых переменных на значение показателя эффективности. В самом общем случае структура модели включает основные уравнения материальных и энергетических балансов, соотношения, связанные с проектными решениями, уравнения, описывающие физические процессы, протекающие в системе, неравенства, которые определяют область допустимых значений независимых переменных и устанавливают лимиты имеющихся ресурсов. Элементы модели содержат всю информацию, которая обычно используется при расчете проекта или прогнозировании характеристик инженерной системы. Очевидно, процесс построения модели является весьма трудоемким и требует четкого понимания специфических особенностей рассматриваемой системы.

Несмотря на то, модели принятия оптимальных решений отличаются универсальностью, их успешное применение зависит от профессиональной подготовки инженера, который должен иметь полное представление о специфике изучаемой системы. Основная цель рассмотрения приводимых ниже примеров - продемонстрировать разнообразие постановок оптимизационных задач на основе общности их формы.

Все оптимизационные задачи имеют общую структуру. Их можно классифицировать как задачи минимизации (максимизации) M-векторного показателя эффективности W m (x), m = 1, 2, ..., M, N-мерного векторного аргумента x = (x 1 , x 2 , ..., x N), компоненты которого удовлетворяют системе ограничений-равенств h k (x) = 0, k = 1, 2, ..., K, ограничений-неравенств g j (x) > 0, j = 1, 2, ..., J, областным ограничениям x li < x i < x ui , i = 1, 2, ..., N.

Все задачи принятия оптимальных решений можно классифицировать в соответствии с видом функций и размерностью W m (x), h k (x), g j (x) и размерностью и содержанием вектора x:

· одноцелевое принятие решений - W m (x) - скаляр;

· многоцелевое принятие решений - W m (x) - вектор;

· принятие решений в условиях определенности - исходные данные - детерминированные;

· принятие решений в условиях неопределенности - исходные данные - случайные.

Наиболее разработан и широко используется на практике аппарат одноцелевого принятия решений в условиях определенности, который получил название математического программирования.

Рассмотрим процесс принятия решений с самых общих позиций. Психологами установлено, что решение не является начальным процессом творческой деятельности. Оказывается, непосредственно акту решения предшествует тонкий и обширный процесс работы мозга, который формирует и предопределяет направленность решения. В этот этап, который можно назвать «предрешением» входят следующие элементы:

· мотивация, то есть желание или необходимость что-то сделать. Мотивация определяет цель какого-либо действия, используя весь прошлый опыт, включая результаты;

· возможность неоднозначности результатов;

· возможность неоднозначности способов достижения результатов, то есть свобода выбора.

После этого предварительного этапа следует, собственно, этап принятия решения. Но на нем процесс не заканчивается, т.к. обычно после принятия решения следует оценка результатов и корректировка действий. Таким образом, принятие решений следует воспринимать не как единовременный акт, а как последовательный процесс.

Выдвинутые выше положения носят достаточно общий характер, обычно подробно исследуемый психологами. Более близкой с точки зрения инженера будет следующая схема процесса принятия решения. Эта схема включает в себя следующие компоненты:

· анализ исходной ситуации;

· анализ возможностей выбора;

· выбор решения;

· оценка последствий решения и его корректировка.

Системный анализ предусматривает: разработку системного метода решения проблемы, т.е. логически и процедурно организованную последовательность операций, направленных на выбор предпочтительной альтернативы решения. Системный анализ реализуется практически в несколько этапов, однако в отношении их числа и содержании пока еще нет единства, т.к. в науке существует большое разнообразие прикладных проблем.

Приведем таблицу, которая иллюстрирует основные закономерности системного анализа трех различных научных школ. (Слайд 17)

В процессе системного анализа на разных его уровнях применяются различные методы. Системный анализ выполняет роль методологического каркаса, объединяющего все необходимые методы, исследовательские приемы, мероприятия и ресурсы для решения проблем. По существу системный анализ организует наши знания об объекте таким образом, чтобы помочь выбрать нужную стратегию или предсказать результаты одной или нескольких стратегий, которые представляются целесообразными тем, кто должен принимать решения. В наиболее благоприятных случаях стратегия, найденная с помощью системного анализа, оказывается «наилучшей» в некотором определенном смысле.

Рассмотрим методологию системного анализа на примере теории английского ученого Дж.Джефферса. Для решения практических задач он предлагает выделять семь этапов, которые отражены на Слайде 18.

1 этап «Выбор проблемы». Осознание того, что существует некая проблема, которую можно исследовать с помощью системного анализа, достаточно важная для детального изучения, не всегда оказывается тривиальным шагом. Само понимание того, что необходим действительно системный анализ проблемы, столь же важно, как и выбор правильного метода исследования. С одной стороны, можно взяться за решение проблемы, не поддающейся системному анализу, а с другой – выбрать проблему, которая не требует для своего решения всей мощи системного анализа, и изучать которую данным методом было бы неэкономично. Такая двойственность первого этапа делает его критическим для успеха или неудачи всего исследования. Вообще подход к решению реальных проблем действительно требует большой интуиции, практического опыта, воображения и того, что называется «чутьем». Эти качества особенно важны, когда сама проблема, как это часто случается, изучена довольно слабо.

2 этап «Постановка задачи и ограничение ее сложности». Коль существование проблемы осознано, требуется упростить задачу настолько, чтобы она, скорее всего, имела аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения. Здесь мы вновь имеем дело с критическим этапом любого системного исследования. Вывод о том, стоит ли рассматривать тот или иной аспект данной проблемы, а также результаты сопоставления значимости конкретного аспекта для аналитического отражения ситуации с его ролью в усложнении задачи, которое вполне может сделать ее неразрешимой, часто зависит от накопленного опыта в применении системного анализа. Именно на этом этапе можно внести наиболее весомый вклад в решение проблемы. Успех или неудача всего исследования во многом зависят от тонкого равновесия между упрощением и усложнением – равновесия, при котором сохранены все связи с исходной проблемой, достаточные для того, чтобы аналитическое решение поддавалось интерпретации. Ни один заманчивый проект оказывался, в конце концов, неосуществленным из-за того, что принятый уровень сложности затруднял последующее моделирование, не позволяя получить решение. И, напротив, в результате многих системных исследований, выполненных в самых разных областях экологии, были получены тривиальные решения задач, которые на самом деле составляли лишь подмножества исходных проблем.

3 этап «Установление иерархии целей и задач». После постановки задачи и ограничения степени ее сложности можно приступать к установлению целей и задач исследования. Обычно эти цели и задачи образуют некую иерархию, причем основные задачи последовательно подразделяются на ряд второстепенных. В такой иерархии необходимо определить приоритеты различных стадий и соотнести их с теми усилиями, которые необходимо приложить для достижения поставленных целей. Таким образом, в сложном исследовании можно присвоить сравнительно малый приоритет тем целям и задачам, которые хотя и важны с точки зрения получения научной информации, довольно слабо влияют на вид решений, принимаемых относительно воздействий на систему и управления ею. В иной ситуации, когда данная задача составляет часть программы какого-то фундаментального исследования, исследователь заведомо ограничен определенными формами управления и концентрирует максимум усилий на задачах, которые непосредственно связаны с самими процессами. Во всяком случае, для плодотворного применения системного анализа очень важно, чтобы приоритеты, присвоенные различным задачам, были четко определены.

4 этап «Выбор путей решения задач». На данном этапе исследователь может обычно выбрать несколько путей решения проблемы. Как правило, опытному специалисту по системному анализу сразу видны семейства возможных решений конкретных задач. В общем случае он будет искать наиболее общее аналитическое решение, поскольку это позволит максимально использовать результаты исследования аналогичных задач и соответствующий математический аппарат. Каждая конкретная задача обычно может быть решена более чем одним способом. И вновь выбор семейства, в рамках которого следует искать аналитическое решение, зависит от опыта специалиста по системному анализу. Неопытный исследователь может затратить много времени и средств в попытках применить решение из какого-либо семейства, не сознавая, что это решение получено при допущениях, несправедливых для того частного случая, с которым он имеет дело. Аналитик же часто разрабатывает несколько альтернативных решений и только позже останавливается на том из них, которое лучше подходит для его задачи.

5 этап «Моделирование». После того, как проанализированы подходящие альтернативы, можно приступать к важному этапу – моделированию сложных динамических взаимосвязей между различными аспектами проблемы. При этом следует помнить, что моделируемым процессам, а также механизмам обратной связи присуща внутренняя неопределенность, а это может значительно усложнить как понимание системы, так и ее управляемость. Кроме того, в самом процессе моделирования нужно учитывать сложный ряд правил, которые необходимо будет соблюдать при выработке решения о подходящей стратегии. На этом этапе математику очень легко увлечься изяществом модели, и в результате будут утрачены все точки соприкосновения между реальными процессами принятия решений и математическим аппаратом. Кроме того, при разработке модели в нее часто включаются непроверенные гипотезы, а оптимальное число подсистем предопределить достаточно сложно. Можно предположить, что более сложная модель полнее учитывает сложности реальной системы, но хотя это предположение интуитивно вполне кажется корректным, необходимо принять во внимание дополнительные факторы. Рассмотрим, например, гипотезу о том, что более сложная модель дает и более высокую точность с точки зрения неопределенности, присущей модельным прогнозам. Вообще говоря, систематическое смещение, возникающее при разложении системы на несколько подсистем, связано со сложностью модели обратной зависимостью, но налицо и соответствующее возрастание неопределенности из-за ошибок измерения отдельных параметров модели. Те новые параметры, которые вводятся в модель, должны определяться количественно в полевых и лабораторных экспериментах, и в их оценках всегда есть некоторые ошибки. Пройдя через имитацию, эти ошибки измерений вносят свой вклад в неопределенность полученных прогнозов. По всем этим причинам в любой модели выгодно уменьшать число включенных в рассмотрение подсистем.

6 этап «Оценка возможных стратегий». Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели. Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно, придется вернуться к этапу моделирования, но часто удается улучшить модель, незначительно модифицировав исходный вариант. Обычно необходимо также исследовать «чувствительность» модели к тем аспектам проблемы, которые были исключены из формального анализа на втором этапе, т.е. когда ставилась задача и ограничивалась степень ее сложности.

7 этап «Внедрение результатов». Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах. Если исследование проводилось по вышеописанной схеме, то шаги, которые необходимо для этого предпринять, будут достаточно очевидны. Тем не менее, системный анализ нельзя считать завершенным, пока исследование не дойдет до стадии практического применения, и именно в этом отношении многие выполненные работы оказывались невыполненными. В то же время как раз на последнем этапе может выявиться неполнота тех или иных стадий или необходимость их пересмотра, в результате чего понадобится еще раз пройти какие-то из уже завершенных этапов.

Таким образом, цель многоэтапного системного анализа состоит в том, чтобы помочь выбрать правильную стратегию при решении практических задач. Структура этого анализа направлена на то, чтобы сосредоточить главные усилия на сложных и, как правило, крупномасштабных проблемах, не поддающихся решению более простыми методами исследования, например наблюдением и прямым экспериментированием.

РЕЗЮМЕ

1. Основной вклад системного анализа в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет выявить те факторы и взаимосвязи, которые впоследствии могут оказаться весьма существенными, что он дает возможность так изменять методику наблюдений и эксперимент, чтобы включить эти факторы в рассмотрение, и освещает слабые места гипотез и допущений.

2. Как научный метод системный анализ с его акцентом на проверку гипотез через эксперименты и строгие выборочные процедуры создает мощные инструменты познания физического мира и объединяет эти инструменты в систему гибкого, но строгого исследования сложных явлений.

3. Системное рассмотрение объекта предполагает: определение и исследование системного качества; выявление образующей систему совокупности элементов; установление связей между этими элементами; исследование свойств окружающей систему среды, важных для функционирования системы, на макро- и микроуровне; выявление отношений, связывающих систему со средой.

4. В основу алгоритма системного анализа заложено построение обобщенной модели, отображающей все факторы и взаимосвязи проблемной ситуации, которые могут проявиться в процессе решения. Процедура системного анализа заключается в проверке последствий каждого из возможных альтернативных решений для выбора оптимального по какому-либо критерию или их совокупности.

При подготовке лекции использовалась следующая литература:

Берталанфи Л. фон. Общая теория систем – обзор проблем и результатов. Системные исследования: Ежегодник. М.: Наука, 1969. С. 30-54.

Боулдинг К. Общая теории систем - скелет науки // Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс, 1969. С. 106-124.

Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд. СПбГТУ, 1997.

Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории управления и системного анализа. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997.

Гегель Г.В.Ф. Наука логики. В 3 т. М.: 1970 – 1972.

Долгушев Н.В. Введение в прикладной системный анализ. М., 2011.

Дулепов В.И., Лескова О.А., Майоров И.С. Системная экология. Владивосток: ВГУЭиС, 2011.

Живицкая Е.Н. Системный анализ и проектирование. М., 2005.

КазиевВ.М.Введение в анализ, синтез и моделирование систем. Конспект лекций. М.: ИУИТ, 2003.

Качала В.В. Основы системного анализа. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2004.

Когда используется интуитивный, а когда системный метод принятия решений.Rb.ru Деловая сеть, 2011.

Концепции современного естествознания. Конспект лекций. М., 2002.

Лапыгин Ю.Н. Теория организаций. Учебное пособие. М., 2006.

Никаноров С.П. Системный анализ: этап развития методологии решения проблем в США (перевод). М., 2002.

Основы системного анализа. Рабочая программа. Спб.: СЗГЗТУ, 2003.

Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высш. шк., 1989.

Прибылов И. Процесс принятия решения/www.pribylov.ru.

Светлов Н.М. Теория систем и системный анализ. УМК. М., 2011.

СЕРТИКОМ - Менеджмент консалтинг. Киев, 2010.

Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник/Под ред. В.Н. Волковой, В.Н. Козлова. М.: Высш. шк., 2004.

Системный анализ. Конспект лекций. Сайт методической поддержки системы информационно-аналитической поддержки принятия решений в сфере образования, 2008.

Спицнадель В. Н. Основы системного анализа. Учебное пособие. Спб.: «Издательский дом «Бизнес-пресса», 2000.

Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: Учеб. пособие.- Киев: МЛУП, 2003.

Теория организации. Учебное пособие /partnerstvo.ru.

Фадина Л.Ю., Щетинина Е.Д. Технология принятия управленческих решений. Сборник статей НПК.М., 2009.

Хасьянов А.Ф. Системный анализ. Конспект Лекций. М., 2005.

Черняховская Л.Р. Методология систем и принятие решений. Краткий конспект лекций. Уфа: УГАТУ, 2007.

Системный анализ предусматривает: разработку системного метода решения проблемы, т.е. логически и процедурно организованную последовательность операций, направленных на выбор предпочтительной альтернативы решения проблемы. Системный анализ реализуется практически в несколько этапов, однако в отношении их числа и содержании пока еще нет единства, т.к. в науке существует большое разнообразие прикладных проблем.

В процессе системного анализа на разных его уровнях применяются различные методы. При этом сам системный анализ выполняет роль т.н. методологического каркаса, объединяющего все необходимые методы, исследовательские приемы, мероприятия и ресурсы для решения проблем. По существу системный анализ организует наши знания о проблеме таким образом, чтобы помочь выбрать нужную стратегию ее решения или предсказать результаты одной или нескольких стратегий, которые представляются целесообразными тем, кто должен принимать решения по устранению противоречия, породившего проблему. В наиболее благоприятных случаях стратегия, найденная с помощью системного анализа, оказывается «наилучшей» в некотором определенном смысле.

Рассмотрим методологию системного анализа на примере теории английского ученого Дж. Джефферса, что предполагаетвыделение семь этапов.

4 этап «Выбор путей решения задач». На данном этапе исследователь может обычно выбрать несколько путей решения проблемы. Как правило, опытному специалисту по системному анализу сразу видны семейства возможных решений конкретных задач. Каждая конкретная задача обычно может быть решена более чем одним способом. И вновь выбор семейства, в рамках которого следует искать аналитическое решение, зависит от опыта специалиста по системному анализу. Неопытный исследователь может затратить много времени и средств в попытках применить решение из какого-либо семейства, не сознавая, что это решение получено при допущениях, несправедливых для того частного случая, с которым он имеет дело. Аналитик же часто разрабатывает несколько альтернативных решений и только позже останавливается на том из них, которое лучше подходит для его задачи.

5 этап «Моделирование». После того, как проанализированы подходящие альтернативы, можно приступать к важному этапу – моделированию сложных динамических взаимосвязей между различными аспектами проблемы. При этом следует помнить, что моделируемым процессам, а также механизмам обратной связи присуща внутренняя неопределенность, а это может значительно усложнить как понимание системы, так и ее управляемость. Кроме того, в самом процессе моделирования нужно учитывать сложный ряд правил, которые необходимо будет соблюдать при выработке решения о подходящей стратегии. На этом этапе очень легко увлечься изяществом модели, и в результате будут утрачены все точки соприкосновения между реальными процессами принятия решений и математическим аппаратом. Кроме того, при разработке модели в нее часто включаются непроверенные гипотезы, а оптимальное число подсистем предопределить достаточно сложно. Можно предположить, что более сложная модель полнее учитывает сложности реальной системы, но хотя это предположение интуитивно вполне кажется корректным, необходимо принять во внимание дополнительные факторы. Рассмотрим, например, гипотезу о том, что более сложная модель дает и более высокую точность с точки зрения неопределенности, присущей модельным прогнозам. Вообще говоря, систематическое смещение, возникающее при разложении системы на несколько подсистем, связано со сложностью модели обратной зависимостью, но налицо и соответствующее возрастание неопределенности из-за ошибок измерения отдельных параметров модели. Те новые параметры, которые вводятся в модель, должны определяться количественно в полевых и лабораторных экспериментах, и в их оценках всегда есть некоторые ошибки. Пройдя через имитацию, эти ошибки измерений вносят свой вклад в неопределенность полученных прогнозов. По всем этим причинам в любой модели выгодно уменьшать число включенных в рассмотрение подсистем.

Уровни принятия решения по проблеме. Процесс выработки и принятия решений по проблеме можно представить как совокупность способов и приемов деятельности лица, принимающего решение (ЛПР). При этом ЛПР руководствуется определенными положениями, установками, принципами, стремясь организовать наиболее эффективную систему, которая позволит выработать оптимальное в данной ситуации решение. В этом процессе, исходя из механизма принятия решений, можно выделить отдельные уровни, с элементами которых неизменно сталкивается ЛПР.

Основные уровни принятия решений по проблеме:

1. Индивидуально-смысловой уровень. Принятие решений на таком уровне ЛПР осуществляет на основе логического рассуждения. При этом процесс принятия решения зависит от индивидуального опыта ЛПР и тесно связан изменением конкретной ситуации. Исходя из этого, люди на смысловом уровне не могут понять друг друга, а решения принимаются ими часто не только необоснованно, но и лишены организационного смысла. Таким образом, на этом уровне решения принимаются только на основе «здравого смысла».

2. Коммуникативно-смысловой уровень. На данном уровне решения принимаются уже на основе коммуникативного взаимодействия лиц, участвующих в принятии решения. Здесь речь идет не о традиционном общении, а о специально подобранной коммуникации. Организатор коммуникации – ЛПР «запускает» коммуникацию, когда появляется затруднение в деятельности, порождающее проблемную ситуацию. Участники коммуникации в одной и той же ситуации могут видеть различное, исходя из своей субъективной позиции. В итоге ЛПР лично или с помощью арбитра организует обоснованную критику и арбитражную оценку различных точек зрения. На этом уровне происходит слияние индивидуальных точек зрения с общезначимыми.

Первый и второй уровень считается допонятийными . Именно на указанных уровнях чаще всего принимают решения руководители организаций.

3. Понятийный уровень. На этом уровне осуществляется уход от индивидуальных мнений, и используются строгие понятия. Данный этап предполагает использование специальных средств для профессионального общения ЛПР с заинтересованными специалистами, что способствует повышению качества их профессионального взаимодействия в процессе разработки решения.

4. Проблемный уровень. При данном уровне для решения проблем необходимо перейти от индивидуально-смыслового понимания проблемной ситуации, сложившейся в процессе принятия решений, к пониманию ее через значения. В случае если цель ЛПР состоит в решении определенной задачи, применяются заранее известные алгоритмы и требуется освоение несложных процедур. Когда же ЛПР сталкивается с определенной проблемой и имеет место ситуация неопределенности, принятие решения осуществляется путем построения теоретической модели, формулирования гипотез, разработки вариантов решений с помощью творческого подхода. Затруднения в этой деятельности должны вывести на следующий уровень принятия решений - системный.

5. Системный уровень. Такой уровень требует от ЛПР системного видения всех элементов среды принятия решений, целостности представления объекта управления и взаимодействия его частей. Взаимодействие должно быть преобразовано во взаимосодействие элементов целостности, что обеспечивает системный эффект от деятельности.

6. Универсально-системный уровень. Принятие решения на данном уровне предполагает видение ЛПР целостности в объекте управления и его встроенности в окружающую среду. Эмпирические наблюдения и получаемая аналитическая информация используется здесь для определения тенденций развития объекта. Уровень требует от ЛПР построения целостной картины окружающего мира.

Таким образом, переходить с уровня на уровень ЛПР побуждают затруднения в принятии решения по проблеме. Это могут быть его субъективные сомнения или объективная необходимость решать задачи и проблемы с учетом требований конкретного уровня. Чем сложнее объект управления (проблема), тем более высокий уровень принятия решения требуется. При этом каждому уровню должен соответствовать определенный механизм принятия решения, также необходимо использовать уровневые критерии выбора варианта действий.

Сравнение интуитивного и системного подхода к принятию решения по проблеме. В ситуации, когда нам нужно принять некоторое решение по какой-либо проблеме (предполагаем, что это решение мы принимаем самостоятельно, иначе говоря его нам не «навязывают»), то мы, для определения того какое конкретно решение лучше принять, можем действовать двумя принципиально различными методами .

Первый метод прост и действует полностью на основании ранее приобретенного опыта и полученных знаний. Кратко он заключается в следующем: имея в своем представлении исходную ситуацию, мы

1) подбираем в памяти один или несколько известных нам паттернов («шаблон», «система», «структура», «принцип», «модель»), которые обладают с исходной ситуацией удовлетворительной (на наш взгляд) аналогией;

2) применяем для текущей ситуации решение, соответствующее лучшему решению для уже известного паттерна, который в данной ситуации становится моделью для его принятия.

Этот процесс мыслительной деятельности происходит, как правило, неосознанно и в этом заключается причина его чрезвычайной эффективности. В силу своей «неосознанности» назовем этот метод принятия решений «интуитивным». Однако необходимо отметить, что это не более чем практичное применение своего предыдущего опыта и полученных знаний. Не стоит путать интуитивное принятие решений с гаданием на кофейной гуще или подбрасыванием монетки. Интуиция в данном случае есть неосознанная квинтэссенция знаний и опыта человека принимающего решение. Поэтому интуитивные решения часто бывают весьма удачными, особенно если данный человек обладает достаточным опытом решения схожих проблем.

Второй метод гораздо более сложен и требует привлечения осознанных мыслительных усилий, направленных на применение самого метода. Кратко опишем его так: имея в своем представлении исходную ситуацию, мы

1) подбираем некоторый критерий эффективности для оценки будущего решения;

2) определяем разумные границы рассматриваемой системы;

3) создаем подходящую для аналогии с исходной ситуацией модель системы;

4) исследуем свойства и поведение этой модели для поиска лучшего решения;

5) применяем найденное решение на практике.

Этот сложный метод принятия решения, как мы уже знаем, называется «системным» в силу осознанного применения понятий «система» и «модель». Ключевым в нем является задача грамотной разработки и использования моделей, потому что именно модель является необходимым нам результатом, который к тому же можно запомнить и использовать неоднократно в будущем для похожих ситуаций.

Если сравнить эти два метода между собой, то на первый взгляд очевидна эффективность «интуитивного» подхода как с точки зрения скорости принятия решений так и затрат прилагаемых усилий. И это действительно так.

А в чем же заключается преимущество «системного» метода, если оно есть?

Дело в том, что интуитивный подход дает нам изначально уже известное решение поставленной задачи или проблемной ситуации, а применяя системный подход, мы до какого-то момента действительно не знаем решения, которое ищем. А это значит, что практика системного подхода «заложена» в людях от природы и является в такой же степени основанием личного обучения человека (особенно явно в его первые годы жизни).

Интуитивный и системный методы принятия решений не противоречат друг другу. Однако каждый из них целесообразней использовать в ситуации, подходящей именно к нему. Чтобы выяснить в каких ситуациях, что лучше использовать, давайте вначале рассмотрим следующий показательный пример.

Пример. Представим ситуацию, когда вы входите в здание института. Чтобы войти вы должны открыть и пройти через дверь подъезда. Вы делали это уже много раз, и, разумеется, об этом не задумываетесь, то есть делаете это «автоматически». Хотя, если разобраться, эти действия - достаточно сложная согласованная цепочка движений рук, ног и корпуса тела: ни один робот при современном развитии технологий и успехах искусственного интеллекта пока не может это делать так же естественно, как впрочем, и просто ходить тоже. Однако вы это делаете легко и свободно, потому что в спинном мозге и нижних отделах головного мозга уже имеются хорошо работающие конкретные модели поведения, которые дают правильный результат предсказаний ваших действий по открыванию двери без использования для решения этой задачи ресурсов высших отделов головного мозга. Иначе говоря, в таких случаях мы используем уже отработанную модель принятия решения.

Теперь предположим, что во время вашего отсутствия у двери заменили пружину и для ее открытия нужно приложить значительно более сильное усилие. Что произойдет? Вы как обычно подходите, беретесь за ручку, нажимаете …, а дверь не открывается. Если в этот момент вы пребываете в задумчивости, то можете даже несколько раз безуспешно дернуть ручку двери, пока ваша нервная система не достучится до сознания, что ситуация требует изучения и какой-то особой реакции. Что произошло? Не сработала старая модель, которая ранее безотказно действовала для этой ситуации - предсказание не дало ожидаемый результат. Поэтому вы изучаете, что случилось сейчас, находите причину проблемы, понимаете, что для открытия двери нужно прилагать более значительные и определяете какие конкретно усилия. Далее «автоматически обновляете модель» поведения для этой ситуации и достаточно скоро, вероятно уже в течение одного дня, новая модель «приживется» и далее вы, как и ранее, будете входить в свой институт, не задумываясь об этом.

В данном случае мы применили «системный» подход – исследовали ситуацию, изменили непригодную модель и «запустили ее в эксплуатацию».

Этот простой пример показывает, как наш организм на практике эффективно применяет моделирование при системном подходе к принятию решения по проблеме. Это сочетание - причина чрезвычайно высокой способности адаптации человека к новым и неблагоприятным условиям. В ситуации неопределенности, когда старые модели не работают, мы разрабатываем и применяем новые, которые далее должны хорошо работать для похожих ситуаций. Это эффект обучения или точнее приобретения навыка.

ЗАПОМНИТЕ: Подходя к решению принципиально новых задач, мы должны сразу применять системный подход, расходовать на его реализацию дополнительные усилия, а не ждать неизбежных проблем с реализацией проекта.

Практика применения системного подхода при принятии решения по проблеме в большинстве случаев не требует серьезного привлечения дорогих ресурсов, использование специального программного обеспечения и полного описания каких-либо процессов. Бывает, вполне достаточно одного мозгового штурма, листов бумаги и карандаша с ластиком для успешного решения конкретной задачи.

Итак, системный подход к принятию решения по проблеме предполагает следование четкому алгоритму, состоящему из 6 шагов:

· определение проблемы;

· определение критериев выбора решения;

· назначение весов критериям;

· выработка альтернатив;

· оценка альтернатив;

· выбор лучшей альтернативы.

Однако наличие таких обстоятельств как: высокий уровень неопределенности, отсутствие или недостаточность прецедентов, ограниченность фактов, факты, неоднозначно указывающие верный путь, аналитические данные малопригодны для использования, наличие нескольких хороших альтернатив, ограниченное время не всегда позволяет применить системный подход.

В этом случае от лица принимающего решения требуется проявить креативность - т.е. решение должно быть творческим, оригинальным, неожиданным. Креативное решение рождается при наличии следующих факторов:

· человек, принимающий решение, должен обладать соответствующими знаниями и опытом;

· у него должны присутствовать креативные способности;

· работа над принятием решения должна быть подкреплена соответствующей мотивацией.

Наконец на процесс принятие решения по проблеме и последующей реакции на него влияют когнитивные предрассудки и организационные ограничения .

Когнитивные предрассудки можно разбить на категории в зависимости от этапа принятия решений, на котором данные предрассудки оказывают влияние.

На этапе сбора информации:

доступность информации - для анализа проблемы отбирается только легко доступная информация;

предрассудок подтверждения - из всего массива информации для анализа выбирается только та, что подтверждает первоначальную (сознательную или подсознательную) установку лица, принимающего решение.

На этапе обработки информации:

· избегание риска - тенденция избегания риска любой ценой, даже перед лицом высоковероятного положительного исхода в случае принятия умеренного риска;

· чрезмерная уверенность в ком-то или в чем-то;

· фрэйминг - влияние формата или формулировки вопроса на ответ на данный вопрос;

· якорение - тенденция чрезмерно полагаться на единичные данные при принятии решения;

· (не)репрезентативность выборки.

На этапе принятия решения:

· ограниченная рациональность - склонность человека при мысленном переборе возможных вариантов решений останавливаться на первом попавшемся «сносном» решении, игнорируя оставшиеся варианты (среди которых, возможно, находится «лучшее» решение);

· групповое мышление - влияние общей позиции группы людей на индивидуальную позицию человека;

· стадное чувство;

· социальные нормы ;

· управление впечатлением - процесс, посредством которого человек пытается контролировать производимое на других людей впечатление;

· конкурентное давление;

· эффект владения - человек склонен ценить больше то, чем он непосредственно владеет.

На этапе реакции на принятое решение:

· иллюзия контроля - убежденность человека в своем контроле над ситуацией в большей степени, чем это есть на самом деле;

· нагнетание убежденности - ситуация, в которой человек продолжает предпринимать действия в поддержку первоначального решения (чтобы доказать верность этого решения) даже после того, как стала очевидной ошибочность первоначального решения;

· суждение задним числом - тенденция судить о наступивших событиях так, как будто в прошлом их было легко предсказать и разумно ожидать;

· фундаментальная ошибка атрибуции - тенденция человека объяснять успехи своими личными заслугами, а неудачи - внешними факторами;

· субъективная оценка - склонность интерпретировать данные в соответствии со своими убеждениями/предпочтениями.

Организационные ограничения , такие как система оценки персонала, система вознаграждений и мотивации, формальное регулирование принятое в организации, установленные временные ограничения и исторические прецеденты решения схожих проблем также влияют на процесс принятия решения.

Таким образом, системный подход позволяет выявить новые характеристики изучаемой проблемы, и построить принципиально отличную от прежней модель ее решения.

Выводы

1. Любая научная, исследовательская и практическая деятельность проводится на базе методов (приемов или способов действия), методик (совокупности методов и приемов проведения какой-либо работы) и методологий (совокупности методов, правил распределения и назначения методов, а также шагов работы и их последовательности). Системный анализ - это совокупность методов и средств выработки, принятия и обоснования оптимального решения из многих возможных альтернатив. Он применяется в первую очередь для решения стратегических проблем. Основной вклад системного анализа в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет выявить те факторы и взаимосвязи, которые впоследствии могут оказаться весьма существенными, что он дает возможность так изменять методику наблюдений и эксперимент, чтобы включить эти факторы в рассмотрение, и освещает слабые места гипотез и допущений.

2. При применении системного анализа акцент делается на проверке гипотез через эксперименты и строгие выборочные процедуры создает мощные инструменты познания физического мира и объединяет эти инструменты в систему гибкого, но строгого исследования сложных явлений. Данный метод рассматривается как методология углубленного уяснения (понимания) и упорядочения (структуризации) проблемы. Отсюда, методология системного анализа представляет совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов, а также методик. В системном анализе упор направлен на разработку новых принципов научного мышления, учитывающих взаимосвязь целого и противоречивые тенденции.

3. Системный анализ не является чем-то принципиально новым в исследовании окружающего мира и его проблем - он базируется на естественнонаучном подходе. В отличие от традиционного подхода, при котором проблема решается в строгой последовательности вышеприведенных этапов (или в другом порядке), системный подход состоит в многосвязности процесса решения. В качестве основного и наиболее ценного результата системного анализа признается не количественное определенное решение проблемы, а увеличение степени ее понимания и возможных путей решения у специалистов и экспертов, участвующих в исследовании проблемы, и, что особенно важно, у ответственных лиц, которым предоставляется набор хорошо проработанных и оцененных альтернатив.

4. Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность», которую предлагается рассматривать в трех аспектах:

а) системная теория дает строгое научное знание о мире систем и объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы;

б) системный подход - выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем. Главным признаком системного подхода является наличие доминирующей роли сложного, а не простого, целого, а не составляющих элементов. Если при традиционном подходе к исследованию мысль движется от простого к сложному, от частей - к целому, от элементов - к системе, то при системном подходе, наоборот, мысль движется от сложного к простому, от, целого к составным частям, от системы к элементам;

в) системный метод - реализует познавательную и методологическую функции.

5. Системное рассмотрение объекта предполагает: определение и исследование системного качества; выявление образующей систему совокупности элементов; установление связей между этими элементами; исследование свойств окружающей систему среды, важных для функционирования системы, на макро- и микроуровне; выявление отношений, связывающих систему со средой.

Боулдинг К. Общая теории систем - скелет науки // Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс, 1969. С. 106-124.

Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории управления и системного анализа. СПб.: СПбГТУ, 1997.

Гегель Г.В.Ф. Наука логики. В 3 т. М.: 1970 – 1972.

Долгушев Н.В. Введение в прикладной системный анализ. М., 2011.

Дулепов В.И., Лескова О.А., Майоров И.С. Системная экология. Владивосток: ВГУЭиС, 2011.

Живицкая Е.Н. Системный анализ и проектирование. М., 2005.

Казиев В.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем: конспект лекций. М.: ИУИТ, 2003.

Качала В.В. Основы системного анализа. Мурманск: МГТУ, 2004.

Когда используется интуитивный, а когда системный метод принятия решений. Rb.ru Деловая сеть, 2011.

Концепции современного естествознания: конспект лекций. М., 2002.

Лапыгин Ю.Н. Теория организаций: учеб. пособие. М., 2006.

Никаноров С.П. Системный анализ: этап развития методологии решения проблем в США (перевод). М., 2002.

Основы системного анализа. Рабочая программа. Спб.: СЗГЗТУ, 2003.

Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989.

Прибылов И. Процесс принятия решения/www.pribylov.ru.

Садовский В.Н. Системный подход и общая теория систем: статус, основные проблемы и перспективы развития. М.: Наука, 1980.

Светлов Н.М. Теория систем и системный анализ. УМК. М., 2011.

СЕРТИКОМ - Менеджмент консалтинг. Киев, 2010.

Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник / под ред. В.Н.Волковой, В.Н.Козлова. М.: Высшая школа, 2004.

Системный анализ: конспект лекций. Сайт методической поддержки системы информационно-аналитической поддержки принятия решений в сфере образования, 2008.

Спицнадель В. Н. Основы системного анализа: учеб. пособие. СПб.: «Издательский дом «Бизнес-пресса», 2000.

Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: учеб. пособие. Киев: МЛУП, 2003.

Теория организации: учеб. пособие /partnerstvo.ru.

Фадина Л.Ю., Щетинина Е.Д. Технология принятия управленческих решений. Сб. статей НПК. М., 2009.

Хасьянов А.Ф. Системный анализ: конспект лекций. М., 2005.

Черняховская Л.Р. Методология систем и принятие решений. Краткий конспект лекций. Уфа: УГАТУ, 2007.

Чепурных Е.М. Системный анализ в теории государства и права. Виртуальный клуб юристов/ http://www.yurclub.ru/docs/theory/article9.html.

Системный анализ - это методология теории систем, заключающаяся в исследовании любых объектов, представляемых в качестве систем, проведения их структуризации и последующего анализа. Главная особенность системного анализа заключается в том, что он включает в себя не только метод анализа (от греч. analysis - расчленение объекта на элементы), но и метод синтеза (от греч. synthesis - соединение элементов в единое целое).

Системный анализ принято рассматривать в двух аспектах как:

1. Научную дисциплину, разрабатывающую общие принципы исследования сложных объектов с учетом их системного характера.

2. Методологию исследования (анализ) любого объекта в качестве системы и конструирования (синтез) новой системы в соответствии с определенными целями.

В первом случае системный анализ выступает в качестве универсальной научной теории исследования объектов - систем. Как научная дисциплина системный анализ развивает идею кибернетики, т.е. исследует категории общие для многих дисциплин и относящиеся к понятию «система», которое изучается в любой научной отрасли знаний.

Например, любой экономический объект, и экономику в целом, можно исследовать с системных позиций с трех позиций:

· генетической, т.е. историческое развитие системы;

· организационной, т.е. изучение структуры строения системы;

· функциональной, т.е. изучения процессов ее функционирования.

Во втором случае системный анализ рассматривается в качестве прикладных научных средств исследования и проектирования систем с заданными характеристиками. В этом аспекте системный анализ представляет собой эффективное средство решения сложных, недостаточно четко сформулированных проблем в науке, производстве и других предметных областях.

Главная цель системного анализа — обнаружить и устранить неопределенность при решении сложной проблемы на основе поиска наилучшего решения из существующих альтернатив.

Следовательно, системный анализ - это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного и технического характера, вызванных наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке. Он опирается на системный подход, а также на ряд математических дисциплин, современных методов управления и информационных технологий.

В основе методологии системного анализа лежат операции количественного сравнения и выбора альтернатив в процессе принятия решения, подлежащего реализации. Если требование заданного качества альтернатив выполнено, то могут быть получены их количественные оценки. Для того чтобы количественные оценки позволяли вести сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении свойства альтернатив (результат, эффективность, стоимость и другие).

В системном анализе решение проблемы определяется как деятельность, которая сохраняет или улучшает характеристики системы, или создает новую систему с заданными качествами. Приемы и методы системного анализа направлены на разработку альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределенности по каждому варианту и сопоставление вариантов по их эффективности (критериям).

Поэтому, системный анализ можно представить в виде совокупности основных логических элементов:

· цель исследования - решение проблемы и получение результата;

· ресурсы - научные средства решения проблемы (методы);

· альтернативы - варианты решений и необходимость выбора одного из нескольких решений;

· критерии - средство (признак) оценки решаемости проблемы;

· модель создания новой системы.

Проблема - это сложный теоретический или практический вопрос, требующий разрешения, изучения, исследования. Проблема - это всегда наличие какого-либо противоречия между реальной системой и требованиями к ней внешней среды.

Например, проблема возникает тогда, когда состояние системы уже не соответствует реальным условиям существования ее в прежнем виде. Разрешение проблемы может осуществляться в процессе принятия решений по ее изменению на основе выявления причинно-следственных связей между ее прежними параметрами и требованиями к ее изменению в новых условиях.

Выявление проблемных ситуаций - это и есть проблема принятия решений. Процесс принятия решений должен завершаться конкретными результатами. Такими результатами становятся решение конкретных задач.

Поэтому проблема принятия решений разбивается на ряд обязательных этапов:

· определение цели исследования или определение системы целей;

· определение критериев их достижения;

· формулировка конкретных задач;

· выбор способов, приемов, методов и научных средств для решения поставленных задач.

Основными задачами системного анализа являются:

· задача декомпозиции означает представление системы (проблемы) в виде подсистем (задач), состоящих из более мелких элементов;

· задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы, элементов и определения границ окружающей среды с целью определения закономерностей ее поведения;

· задача синтеза состоит в том, чтобы на основе знаний о системе, полученных при решении первых двух задач, создать новую модель системы, определить ее структуру, параметры, обеспечивающие эффективное функционирование системы, решение задач и достижение поставленной цели исследования.

Общая структура системного анализа представлена в таблице 3.1.

Таблица 1 - Основные задачи и функции системного анализа

Структура системного анализа
Декомпозиция	Анализ	Синтез
Определение и декомпозиция общей цели, основной функции	Функционально-структурный анализ	Разработка новой модели системы
Выделение системы из среды	Морфологический анализ (анализ взаимосвязи компонентов)	Структурный синтез
Описание воздействующих факторов	Генетический анализ (анализ предыстории, тенденций, прогнозирование)	Параметрический синтез
Описание тенденций развития, неопределенностей	Анализ аналогов	Оценка новой системы
Описание как «черного ящика»	Анализ эффективности
Функциональная, компонентная и структурная декомпозиция	Формирование требований к создаваемой системе

В концепции системного анализа процесс решения любой сложной проблемы рассматривается в качестве решения системы взаимосвязанных задач, каждая из которых решается своими предметными методами, а затем производится синтез этих решений, оцениваемый критерием (или критериями) достижения решаемости данной проблемы. Логическая структура процесса принятия решений в рамках системного анализа представлена на рисунке. 1.

В методике системного анализа главное - процесс постановки цели. В экономике не нужна готовая модель объекта или процесса принятия решения (математический метод), нужна методика, позволяющая постепенно формировать модель решения, обосновывая ее адекватность на каждом шаге формирования эффективного решения, с участием лица принимающего решение (ЛПР).

Рисунок 1. Схема процесса решения проблемы

Проблемы (задачи), решение которых ранее были основаны на интуиции (проблема управления разработками организационных структур), теперь не могут решаться без системного анализа, т.к. чаще всего они имеют системный характер. Для принятия «взвешенных» проектных, управленческих, социально-экономических и других решений необходим широкий охват и всесторонний анализ факторов, существенно влияющих на решаемую проблему. Необходимо использовать системный подход при изучении проблемной ситуации и привлекать средства системного анализа для решения этой проблемы. Особенно полезно использовать методологию системного подхода и системного анализа при решении сложных проблем - выдвижении и выборе концепции (гипотезы, идеи) стратегии развития фирмы, разработке качественно новых рынков сбыта продукции, совершенствование и приведение в соответствие с новыми условиями рынка внутренней среды фирмы и т.д.

Системный анализ основывается на множестве принципов, которые определяют его основное содержание и отличие от других видов анализа.

К ним относятся следующие принципы:

· Конечной цели , формулирование цели исследования, определение основных свойств функционирующей системы, ее назначение (целеполагание), показатели качества и критерии оценки достижения цели;

· Измерения, суть этого принципа в сопоставимости ее параметров с параметрами системы высшего уровня, т.е. внешней среды. О качестве функционирования какой-либо системы можно судить только применительно ее результатов к надсистеме, т.е. для определения эффективности функционирования исследуемой системы надо представить ее в качестве части системы высшего уровня и проводить оценку ее результатов относительно целей и задач надсистемы или окружающей среды;

· Эквифинальности - определение формы устойчивого развития системы по отношению к начальным и граничным условиям, т.е. определение ее потенциальных возможностей Система может достигнуть требуемого конечного состояния, независимо от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями;

· Единства - рассмотрение системы как целого и совокупности взаимосвязанных элементов. Принцип ориентирован на «взгляд внутрь» системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе;

· Взаимосвязи - процедуры определения связей, как внутри самой системы (между элементами), так и с внешней средой (с другими системами). В соответствии с этим принципом исследуемую систему, в первую очередь, следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой надсистемой;

· Модульного построения - выделение функциональных моделей и описание совокупности их входных и выходных параметров, что позволяет избежать излишней детализации для создания абстрактной модели системы. Выделение модулей в системе позволяет рассматривать ее как совокупность модулей;

· Иерархии - определение иерархии функционально-структурных частей системы и их ранжирование, что упрощает разработку новой системы и устанавливает порядок ее рассмотрения (исследования);

· Функциональности - совместное рассмотрение структуры и функций системы. В случае внесения новых функций в систему, следует разрабатывать и новую структуру, а не включать новые функции в старую структуру. Функции связаны с процессами, которые требуют анализа различных потоков (материальных, энергии, информации), что в сою очередь отражается на состоянии элементов системы и самой системы в целом. Структура всегда ограничивает потоки в пространстве и во времени;

· Развития - определение закономерностей ее функционирования и потенциала к развитию (или росту), адаптации к изменениям, расширению, усовершенствованию, встраивание новых модулей на основе единства целей развития;

· Децентрализации - сочетание функций централизации и децентрализации в системе управления;

· Неопределенности - учет факторов неопределенности и случайных факторов воздействия, как в самой системе, так и со стороны внешней среды. Идентификация факторов неопределенности в качестве факторов риска позволяет их анализировать и создавать систему управления рисками.

Принцип конечной цели определяет абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели в процессе проведения системного анализа.

Этот принцип диктует следующие правила:

· в первую очередь, сформулировать цели исследования;

· анализ следует вести на базе первоочередного уяснения основной цели (функции основного назначения) системы, что позволит определить ее основные существенные свойства, показатели качества и критерии оценки;

· при синтезе решений любая попытка изменения должна оцениваться относительно того, помогает или мешает оно достижению конечной цели;

· цель функционирования искусственной системы задается, как правило, надсистемой, в которой исследуемая система является составной частью.

Понять, что ситуация требует исследования, есть первый шаг исследователя.Этот этап творчества непосредственно связан с фундаментальным философским понятием «цель», т.е. мысленным предвосхищением результата деятельности.

Цель регулирует и направляет человеческую деятельность, которая состоит из следующих основных элементов :

· определения цели;

· прогнозирования;

· решения;

· осуществления решения;

· контроля результатов.

Из всех этих элементов (задач) определение цели стоит на первом месте. Сформулировать цель значительно труднее, чем следовать принятой цели. Цель конкретизируется и трансформируется применительно к исполнителям и условиям. Цель более высокого порядка всегда содержит исходную неопределенность, которую необходимо учитывать. Несмотря на это, цель должна быть определенной и однозначной. Ее постановка должна допускать инициативу исполнителей. «Гораздо важнее выбрать «правильную» цель, чем «правильную» систему», - указал Холл, автор книги по системотехнике; выбрать не ту цель - значит решить не ту задачу; а выбрать не ту систему - значит просто выбрать неоптимальную систему.

Следовательно, формулировка цели исследования играет определяющую роль в системном анализе, т.к. предопределяет его эффективность проведения, а, следовательно, и качество результата. Процесс формулирования цели должен состоять не только в определении желаемого результата, но и определения тех средств (ресурсов) с помощью которых она может быть достигнута. Необходимо помнить, что если ресурсов не достаточно для достижения сформулированной цели, то можно получить результат, но он будет не желаемого качества. Ресурсы (средства достижения цели), в данном случае, могут стать мерилом эффективности достигаемой цели, т.е. заданного качества результата.

Цель - это желаемое состояние системы или конечный результат деятельности. Первая и одна из важнейших задач специалиста по системному анализу состоит в раскрытии целей лицу, принимающему решение (ЛПР). Процесс раскрытия целей в системном анализе осуществляется методом итерации и выполняется совместно специалистом по системному анализу и ЛПР.

Определение целей - есть зеркальное отражение формулирования проблемы, поскольку проблема - это несоответствие между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел. Правильная постановка целей может быть равносильна «половине» решения проблемы. Все усилия подчиненных, отличная организация работ и самая современная техника не приведут к успеху, если цель системного анализа выбрана ошибочно.

Цели тесно связаны с проблемами: с одной стороны, поставленная цель порождает проблему ее достижения, а с другой для решения проблемы ставится цель как путь ее решения. При этом проблемы могут иметь объективный или субъективный характер, а цели могут носить характер желания или направления деятельности.

Например, руководитель фирмы с целью совершенствования системы управления желает создать современную информационную систему. Данная цель порождает ряд проблем: недостаточность финансовых средств, отсутствие требуемых помещений, отсутствие соответствующих квалифицированных кадров для ее внедрения и эксплуатации и, наконец, проблема выбора технических и программных средств. Для конкретизации цели руководство должно определиться не только с потенциальными ресурсами для ее реализации, но и уточнить какую именно информационную систему нужно создать, для каких целей.

В ряде случаев подобное исследование приводит к выводу, что проблема таковой не является, либо была первоначально сформулирована неверно и требует уточнений.

Например, нельзя одновременно стремиться увеличить общий объем продукции, улучшить ее качество и уменьшить эксплуатационные расходы, поскольку данные цели несовместимы, они носят противоречивый характер. Увеличение объема продукции требуют дополнительных затрат. Поэтому было бы целесообразно установить некоторые пределы росту продукции путем определения его как «наивысшего роста продукции при плановом объеме затрат». Возможно, что если бы «уменьшению эксплуатационных расходов» придавался смысл «уменьшение эксплуатационных расходов, согласованное с приемлемым качеством, существующим оборудованием, инструментом и персоналом», то эта цель была бы достижимой.

Основные методы системного анализа представляют совокупность количественных и качественных методов, которые можно представить в виде таблицы 2.

Таблица 2 - Методы системного анализа