До яких систем застосовуються методи системного аналізу. «Теорія систем та системний аналіз. Застосування системного аналізу

У силу того, що системний аналіз спрямований на вирішення будь-яких проблем, поняття системи має бути дуже загальним, застосовним до будь-яких ситуацій. Вихід бачиться у тому, щоб позначити, перерахувати, описати такі риси, властивості, особливості систем, які, по-перше, притаманні всім системам без винятку, незалежно від їхнього штучного чи природного походження, матеріального чи ідеального втілення; а по-друге, з безлічі властивостей було б відібрано і включено до списку за ознакою їх необхідності для побудови та використання технології системного аналізу. Отриманий список властивостей можна назвати дескриптивним визначенням системи.

Необхідні нам властивості системи природно розпадаються на три групи, чотири властивості в кожній.

Статичні властивості системи

Статичними властивостями назвемо особливості конкретного стану системи. Це те, що можна розглянути на миттєвій фотографії системи, те, чим володіє система в будь-який, але фіксований момент часу.

Динамічні властивості системи

Якщо розглянути стан системи в інший, відмінний від першого, момент часу, ми знову виявимо всі чотири статичні властивості. Але якщо накласти ці дві "фотографії" одна на одну, то виявиться, що вони відрізняються в деталях: за час між двома моментами спостереження відбулися якісь зміни в системі та її оточенні. Такі зміни можуть бути важливими при роботі із системою і, отже, мають бути відображені в описах системи та враховані у роботі з нею. Особливості змін згодом усередині системи та поза нею і називаються динамічними властивостями систем. Якщо статичні характеристики - це те, що можна побачити на фотографії системи, то динамічні, що виявиться при перегляді фільму про систему. Про будь-які зміни ми маємо можливість говорити у термінах змін у статичних моделях системи. У цьому різняться чотири динамічних характеристики.

Синтетичні властивості системи

Цей термін означає узагальнюючі, збірні, інтегральні властивості, що враховують сказане раніше, але наголошують на взаємодії системи з середовищем, на цілісність у найзагальнішому розумінні.

З безлічі властивостей систем виділено дванадцять властивих всім системам. Вони виділені за ознакою їх необхідності та достатності для обґрунтування, побудови та доступного викладу технології прикладного системного аналізу.

Але дуже важливо пам'ятати, що кожна система відрізняється від інших. Це проявляється, перш за все, у тому, що кожна з дванадцяти загальносистемних властивостей у цій системі втілюється в індивідуальній формі, специфічній для цієї системи. Крім того, крім зазначених загальносистемних закономірностей, кожна система має й інші властиві тільки їй властивості.

Прикладний системний аналіз націлений рішення конкретної проблеми. Це виявляється у тому, що з допомогою загальносистемної методології він технологічно спрямовано виявлення і використання індивідуальних, часто унікальних особливостей цієї проблемної ситуації.

Для полегшення такої роботи можна використовувати деякі класифікації систем, що фіксують той факт, що для різних систем слід використовувати різні моделі, різну техніку, різні теорії. Наприклад, Р. Акофф і Д. Гарайєдагі запропонували розрізняти системи щодо співвідношення об'єктивних і суб'єктивних цілей у частин цілого: системи технічні, людино-машинні, соціальні, екологічні. Інша корисна класифікація, за ступенем пізнаності систем та формалізованості моделей, запропонована У. Чеклендом: "жорсткі" та "м'які" системи і, відповідно, "жорстка" та "м'яка" методології, обговорені в гол. 1.

Отже, можна сказати, що системне бачення світу у тому, щоб, розуміючи його загальну системність, розпочати розгляд конкретної системи, приділяючи основну увагу її індивідуальним особливостям. Класики системного аналізу сформулювали цей принцип афористично: "Думай глобально, дій локально".

Тарасенко Ф. П. Прикладний системний аналіз (наука та мистецтво вирішення проблем): Підручник. - Томськ; Видавництво Томського університету, 2004. ISBN 5-7511-1838-3. Фрагмент

ОСНОВИ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Тема 6. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЧИСЛІВІ МЕТОДИ

Базові поняття та визначення. Основи системного аналізу

Природну науку можна уявити що складається з трьох частин: емпіричної, теоретичної та математичної.

Емпірична частинамістить фактичні відомості, здобуті в експериментах та спостереженнях, а також їх первинної систематизації.

Теоретична частинарозвиває теоретичні концепції, що дозволяють об'єднати та пояснити з єдиних позицій значний комплекс явищ, та формулює основні закономірності, яким підпорядковується емпіричний матеріал.

Математична частинаконструює математичні моделі, службовці для перевірки основних теоретичних концепцій, дає методи для первинної обробки експериментальних даних для того, щоб їх можна було зіставити з результатами моделей, і розробляє методи планування експерименту з таким розрахунком, щоб при невеликій витраті сил по можливості можна було з експериментів одержати досить надійні дані.

Така схема відповідає будові багатьох природничих наук, проте розвиток різних частин, особливо математичних моделей в даний час у соціально-економічній галузі абсолютно незрівнянно, скажімо, з фізикою, механікою та астрономією.

Ця обставина обумовлена, з одного боку, тим, що розробка теоретичних концепцій і математичних моделей в екології почалася набагато пізніше, ніж у названих науках, а з іншого – тим, що характер біологічних явищ, що вивчаються, значно складніше, внаслідок чого доводиться брати до уваги набагато більше чинників під час побудови моделей екологічних процесів, ніж фізичних. У побуті ця остання обставина зазвичай називається специфічною складністю процесів життєдіяльності.

Крім того, побудова математичних моделей в екології дуже утруднена тим, що більшість екологів, хіміків, біологів та інших фахівців не достатньо володіють математикою, а серед математиків мало хто має відповідні інтереси і достатні знання у зазначених вище областях.

Суперечності між необмеженістю бажань людини пізнати світ та обмеженістю існуючих можливостей зробити це, між нескінченністю природи та кінцівкою ресурсів людства мають багато важливих наслідків, у тому числі й у самому процесі пізнання людиною навколишнього світу. Одна з таких особливостей пізнання, які дозволяють поступово, поетапно вирішувати ці протиріччя, - наявність аналітичного та синтетичного образів мислення.

Суть аналізу полягає у поділі цілого на частини, у поданні складного у вигляді сукупності більш простих компонентів. Але щоб пізнати ціле, складне, необхідний зворотний процес – синтез. Це стосується не тільки індивідуального мислення, але й загальнолюдського знання.

Аналітичність людського знання знаходить своє відображення в існуванні різних наук, у диференціації наук, що триває, в дедалі глибшому вивченні все більш вузьких питань, кожен з яких сам по собі тим не менш цікавий, важливий і необхідний. Водночас настільки ж необхідний зворотний процес синтезу знань. Так виникають "прикордонні" науки типу біохімії, фізикохімії, геохімії, геофізики, біофізики чи біоніки тощо. Однак це лише одна із форм синтезу. Інша, вища форма синтетичних знань реалізується як наук про найзагальніші властивості природи. Філософія виявляє та відображає всі загальні властивості всіх форм матерії; математика вивчає деякі, але й загальні, відносини. До синтетичних відносяться і системні науки: кібернетика, теорія систем, теорія організації та ін У них необхідним чином поєднуються технічні, природні та гуманітарні знання.

Отже, розчленованість мислення (на аналіз і синтез) та взаємопов'язаність цих елементів є очевидними ознаками системності пізнання.

При аналізі та синтезі великих систем, якими є природні екологічні комплекси, набув розвитку системний підхід, який відрізняється від класичного (або індуктивного) підходу. Останній розмотує систему шляхом переходу від приватного до загального та синтезує (конструює) систему шляхом злиття її компонентів, що розробляються окремо. На відміну від цього, системний підхід передбачає послідовний перехід від загального до приватного, коли в основі розгляду лежить мета, причому досліджуваний об'єкт виділяється з навколишнього середовища. То що таке системний підхід?

Визначення: Системний підхід- це сучасна методологія для вивчення та вирішення проблем, що носять, як правило, міждисциплінарний характер. Системний підхід означає лише прагнення вивчити те чи інше явище чи об'єкт з урахуванням максимальної кількості внутрішніх зв'язків і зовнішніх чинників, визначальних функціонування об'єкта, тобто. прагнення вивчити його у всій діалектичній складності, розкривши всі внутрішні суперечності. Потрібно розрізняти поняття системний підхід та системний аналіз.

Визначення: Системний аналіз– це сукупність методів, прийомів, процедур, заснованих на використанні сучасних можливостей обробки інформації та діалогу "людина-машина". Будь-яке системне дослідження завершується оцінкою якості функціонування системи порівнянням різних варіантів проектів.

Попри уявлення багатьох екологів, системний аналіз не є якийсь математичний метод і навіть не група математичних методів. Це широка стратегія наукового пошуку, яка звичайно використовує математичний апарат і математичні концепції, але в рамках систематизованого наукового підходу до вирішення складних проблем.

По суті, системний аналіз організує наші знання про об'єкт таким чином, щоб допомогти вибрати потрібну стратегію або передбачити результати однієї або кількох стратегій, які видаються доцільними тим, хто має приймати рішення. У найбільш сприятливих випадках стратегія, знайдена за допомогою системного аналізу, виявляється "найкращою" у певному сенсі.

Ми будемо розуміти під системним аналізом упорядковану та логічну організацію даних та інформації у вигляді моделей, що супроводжується строгою перевіркою та дослідженням самих моделей, необхідними для їхньої верифікації та подальшого покращення. У свою чергу моделі ми можемо розглядати як формальні описи основних елементів природничо-наукової проблеми у фізичних чи математичних термінах. Раніше основний наголос при поясненні тих чи інших явищ робився використання фізичних аналогій біологічних і екологічних процесів. Системний аналіз також іноді звертається до фізичних аналогій подібного роду, проте найчастіше застосовувані тут моделі математичні та у своїй основі абстрактні.

Як ми вже відзначили вище, існує різниця в сутності понять "системний підхід" і "системний аналіз". Академік Н.М. Мойсеєв із цього приводу наголошував на наступному: "Якщо системний аналіз дає засоби для досліджень, формує інструментарій сучасної міждисциплінарної наукової діяльності, то системний підхід визначає, якщо завгодно, його "ідеологію", спрямованість, формує його концепцію. Засоби та цілі дослідження - ось як у дещо афористичній формі можна пояснити відмінність цих термінів.

Концепція системи.Дамо визначення базовим поняттям системного аналізу. Отже, елементом назвемо деякий об'єкт (матеріальний, енергетичний, інформаційний), що має низку важливих нам властивостей, але внутрішня будова (зміст) якого безвідносно до мети розгляду. Інше важливе поняття - зв'язок - важливий з метою розгляду обмін між елементами речовиною, енергією, інформацією.

Системавизначається як сукупність елементів, що має наступні ознаки:

а) зв'язками, які дозволяють за допомогою переходів по них від елемента до елемента з'єднати два будь-які елементи сукупності (зв'язок системи);

б) властивістю (призначенням, функцією), відмінним від властивостей окремих елементів сукупності (функція системи).

Системний аналіз як загальнонауковий підхід, орієнтований проведення міждисциплінарних (комплексних) досліджень, у різних галузях людського знання.

Існує безліч визначень поняття “ система ”, із найбільш істотних рис системи відзначимо такі:

1) система складається з окремих частин (елементів), між якими встановлюються певні взаємини (зв'язки);

2) набори елементів утворюють підсистеми;

3) система володіє певною структурою, під якою розуміється набір елементів системи та характер зв'язку між ними;

4) кожна система може розглядатися як частина системи вищого ладу (принцип ієрархічності);

5) система має певні межі, що характеризують її відокремленість від довкілля;

6) за ступенем “прозорості” меж системи поділяються на відкриті та закриті;

7) зв'язки класифікуються на внутрішньосистемні та міжсистемні, позитивні та негативні, прямі та зворотні;

8) система характеризується стійкістю, ступенем самоорганізації та саморегуляції.

Центральне місце у системному аналізі займає моделювання. Модель – це об'єкт (матеріальний, ідеальний), який відтворює найбільш суттєві риси та властивості аналізованого явища чи процесу. Метою побудови моделі є отримання та/або розширення знань про об'єкт, що досліджується.

Великою системою назвемо систему, що включає значну кількість однотипних елементів та однотипних зв'язків. Складною системою назвемо систему, що складається з елементів різних типів і має різнорідні зв'язки між ними. Структурою системи називається її розчленування групи елементів із зазначенням зв'язків з-поміж них, постійне весь час розгляду і дає уявлення про систему загалом.

Декомпозицієюназивається розподіл системи на частини, зручне будь-яких операцій із цією системою. Ієрархією назвемо структуру з наявністю підпорядкованості, тобто. нерівноправних зв'язків між елементами, коли впливи в одному з напрямків значно впливають на елемент, ніж в іншому.

Після визначення цих основних понять можна перейти до класифікації видів моделювання систем.

Методи системного аналізу.При вирішенні конкретних завдань системного аналізу загальний метод диференціюється у різні приватні методи, які залежно від ступеня використання у них формальних елементів можна розбити на три групи:

1) математичні (формальні);

2) евристичні (неформальні);

3) комбіновані математичні та евристичні методи.

Ці методи у системному аналізі використовуються:

1) визначення чисельних значень показників, характеризуючих результати функціонування системи;

2) для пошуку найкращих варіантів дій, що ведуть до досягнення певних результатів (оптимізація);

3) для обробки та аналізу евристичних даних (наприклад, даних експертних екологічних оцінок).

При вирішенні завдань першої групи знаходять застосування практично всі відомі математичні методи (диференціювання, інтегральне та векторне обчислення, теорія множин, теорія ймовірностей, математична статистика, мережеве моделювання, аналіз функцій відгуку, стохастичне моделювання, дослідження стійкості, теорія графів, математичне моделювання і т.д.).

При вирішенні оптимізаційних завдань для дослідження оптимальних стратегій управління природним середовищем найбільш широко використовуються методи дослідження операцій (лінійне, динамічне та інші види програмування, теорія масового обслуговування, теорія ігор). Цій роботі повинна передувати натурна перевірка динамічних моделей і впливів, що керуються, що використовуються в дослідженнях з оптимізації.

Основним математичним апаратом обробки евристичних даних є теорія ймовірностей та математична статистика.

Незважаючи на дедалі більшу роль математичних методів, не можна вважати, що формальні методи сучасної математики виявляться універсальним засобом вирішення всіх проблем, що виникають у галузі екології. Методи, використовують результати досвіду та інтуїцію, тобто. евристичні (неформальні), безумовно, збережуть своє значення і в подальшому.

Процедури формування цілей системи, варіантів реалізації, моделей, критеріїв неможливо знайти повністю формализованы.

У зв'язку з цим особливість евристичних методів полягає в тому, що експерт, оцінюючи події, здебільшого спирається на інформацію, укладену у його досвіді та інтуїції.

Комбіновані математичні та евристичні методи.Серед комбінованих математичних методів можна назвати такі:

Метод ситуацій.

Метод "Дельфі".

Спосіб структуризації.

Метод дерева рішень.

Імітаційне моделювання, зокрема ділові гри.

Серед евристичних та комбінованих методів системного аналізу найбільш відомими є:

Евристичні: написання сценаріїв; морфологічний метод; метод колективної генерації ідей; визначення ступеня переваги.

Комбіновані: метод ситуацій; метод "Дельфі"; метод структуризації; метод дерева розв'язків; імітаційне моделювання, зокрема ділові гри.

Область можливих застосувань цих методів:

Визначення переліку цілей та шляхів їх досягнення;

Визначення переваги (ранжування) окремих

цілей, шляхів, заходів, результатів тощо;

Декомпозиція цілей, програм, планів тощо. на них

складові елементи;

Вибір найкращих шляхів досягнення поставленої мети;

Вибір критеріїв порівняння цілей та шляхів їх досягнення;

Побудова моделей вибору цілей та шляхів їх досягнення;

Синтез даних аналізу функціонування системи загалом.

Перелічені методи системного аналізу не слід протиставляти одне одному. Кожен має свої переваги та недоліки, але жоден із них не можна вважати універсальним, придатним для вирішення будь-яких завдань. Найкращі результати можна отримати поєднанням кількох методів залежно від характеру завдання, що розв'язується. У міру переходу на більш високі рівні управління мети та інші елементи системного аналізу набувають все більш якісного характеру, зростає значення методів, заснованих на експертних оцінках . Складність моделювання процесів, які у природних екосистемах, ще більше ускладнює застосування математичних методів. Одночасно підвищується роль чинника невизначеності; ухиляння від розгляду невизначеності, особливо властивий математичним методам аналізу, може призвести до неправильних висновків.

Системний аналіз прагне визначати співвідношення між великою кількістю кількісних параметрів, цим він більшою чи меншою мірою пов'язані з використанням математичних засобів. Таким чином, успіх аналізу залежить від ступеня знайомства з рядом спеціальних прийомів математики .

«Зміст та технологія системного аналізу» →

Глава 11, Основи системного аналізу

11.1. Основні різновиди системного аналізу

Види системного аналізу

Системний аналіз являє собою важливий об'єкт методологічних досліджень і один з наукових напрямів, що найбільш бурхливо розвиваються. Йому присвячено безліч монографій та статей. Найбільш відомі його дослідники: В. Г. Афанасьєв, Л. Бер-таланфі, І. В. Блауберг, А. А. Богданов, В. М. Глушков, Т. Гоббс, О. Конт, В. А. Карташов, С А. Кузьмін, Ю. Г. Марков, Р. Мертон, М. Месарович, Т. Парсонс, Л. А. Петрушенко, В. Н. Садовський, М. І. Сетров, Г. Спенсер, В. Н. Спіцнадель , Я. Такахара, В. С. Тюх-тін, А. І. Уємов, У. Черчмен, Е. Р., Юдін та ін.

Популярність системного аналізу нині настільки велика, що можна перефразувати відомий афоризм видатних фізиків Вільяма Томсона та Ернеста Резерфорда щодо науки, яку можна поділити на фізику та збирання марок. Справді, серед усіх методів аналізу системний - справжній король, проте інші методи можна з упевненістю віднести до його невиразної прислуги.

Разом з тим щоразу, коли ставиться питання про технології системного аналізу, відразу ж виникають непереборні труднощі, пов'язані з тим, що усталених інтелектуальних технологій системного аналізу на практиці немає. Є лише деякий досвід застосування системного підходу у різних країнах. Таким чином, є проблемна ситуація, що характеризується постійно наростаючою потребою технологічного освоєння системного аналізу, яке розроблено досить недостатньо.

Ситуація посилюється як тим, що не розроблені інтелектуальні технології системного аналізу, а й тим, що немає однозначності у розумінні самого системного аналізу. Це незважаючи на те, що вже 90 років пройшло з часу виходу в світ основної праці в галузі теорії систем - «Тектології» А. А. Богданова, і майже півстоліття налічує історія розвитку системних ідей.

Досить рельєфно виділяються кілька варіантів розуміння сутності системного аналізу:

• Ототожнення технології системного аналізу із технологією наукового дослідження. При цьому для самого системного аналізу в цій технології практично немає місця.
• Зведення системного аналізу до системного конструювання. По суті, системно-аналітична діяльність ототожнюється з системотехнічною діяльністю.
• Дуже вузьке розуміння системного аналізу, зведення його до однієї з його складових, наприклад структурно-функціонального аналізу.
• Ототожнення системного аналізу системним підходом до аналітичної діяльності.
• Розуміння системного аналізу, як дослідження системних закономірностей.
• У вузькому значенні під системним аналізом часто розуміють сукупність математичних методів дослідження систем.
• Зведення системного аналізу до сукупності методологічних засобів, що використовуються для підготовки, обґрунтування та здійснення рішень щодо складних проблем.

У цьому випадку те, що називають системним аналізом, є недостатньо інтегрованим масивом методів і прийомів системної діяльності. У табл. 31 дано характеристику основних видів системної діяльності, серед яких фактично втрачається системний аналіз.

Види діяльності	Ціль діяльності	Засоби діяльності	Зміст діяльності
Системне пізнання	Здобування знання	Знання, методи пізнання	Вивчення об'єкта та його предмета
Системний аналіз	Розуміння проблеми	Інформація, методи її аналізу	Розгляд проблеми за допомогою методів аналізу
Системне моделювання	Створення моделі системи	Методи моделювання	Побудова формальної чи натурної моделі системи
Системне конструювання	Створення системи	Методи конструювання	Проектування та опредметнення системи
Системна діагностика	Діагноз системи	Методи діагностики	З'ясування відхилень від норми у структурі та функціях системи
Системна оцінка	Оцінка системи	Теорія та методи оцінки	Отримання оцінки системи, її значущості

Таблиця 31 - Види системної діяльності та їх характеристика

Слід підкреслити, що нині практично не зустрічаються наукові та педагогічні розробки в різних галузях управління, в яких не приділяли б увагу системного аналізу. При цьому його цілком справедливо розглядають як ефективний метод вивчення об'єктів та управління. Однак практично відсутній аналіз «точок» застосування системної аналітики до вирішення конкретних управлінських завдань і відчувається дефіцит технологічних схем такого аналізу. Системний аналіз в управлінні представляє нині не розвинену практику, а ментальні декларації, що наростають, не мають якого-небудь серйозного технологічного забезпечення.

Методологія системного аналізу

Методологія системного аналізу є досить складною і строкатою сукупністю принципів, підходів, концепцій і конкретних методів. Розглянемо її основні складові.

Під принципами розуміються основні, вихідні положення, деякі загальні правила пізнавальної діяльності, які вказують напрям наукового пізнання, але не дають вказівки на конкретну істину. Обґрунтування принципів – початковий етап побудови методологічної концепції.

До найважливіших принципів системного аналізу слід віднести принципи елементаризму, загального зв'язку, розвитку, цілісності, системності, оптимальності, ієрархії, формалізації, нормативності та цілепокладання. Системний аналіз є інтегралом цих принципів. У табл. 32 представлена ​​їхня характеристика в аспекті системного аналізу.

Принципи системного аналізу	Характеристика
Елементаризм	Система є сукупністю взаємозв'язних елементарних складових
Загального зв'язку	Система виступає як прояв універсальної взаємодії предметів та явищ
розвитку	Системи перебувають у розвитку, проходять етапи виникнення, становлення, зрілості та низхідного розвитку
Цілісності	Розгляд будь-якого об'єкта, системи з погляду внутрішньої єдності, відокремленості від довкілля.
Системності	Розгляд об'єктів як системи, тобто. як цілісності, яка не зводиться до сукупності елементів та зв'язків
Оптимальності	Будь-яка система може бути приведена в стан найкращого її функціонування з погляду певного критерію
Ієрархії	Система є підпорядкованою освітою
Формалізації	Будь-яка система з більшою чи меншою коректністю може бути представлена ​​формальними моделями, у тому числі формально-логічними, математичними, кібернетичними та ін.
Нормативності	Будь-яка система може бути зрозуміла тільки в тому випадку, якщо вона порівнюватиметься з деякою нормативною системою
Цілепокладання	Будь-яка система прагне до певного кращого для нього стану, що виступає як мета системи

Таблиця 32 - Принципи системного аналізу та їх характеристика

Методологічні підходи в системному аналізі поєднують сукупність сформованих у практиці аналітичної діяльності прийомів та способів реалізації системної діяльності. Найбільш важливими серед них виступають системний, структурно-функціональний, конструктивний, комплексний, ситуаційний, інноваційний, цільовий, діяльнісний, морфологічний та програмно-цільовий підходи. Їхня характеристика представлена ​​в табл. 33.

Підходи у системному аналізі	Характеристика підходів у системному аналізі
Системний	Незведення властивостей цілого до суми властивостей елементів Поведінка системи визначається як особливостями окремих елементів, так і особливостями її структури Існує залежність між внутрішніми та зовнішніми функціями системи Система перебуває у взаємодії із зовнішнім середовищем, має відповідне їй внутрішнім середовищем Система являє собою цілісність, що розвивається
Структурно-функціональний	Виявлення структури (або функцій) системи Встановлення залежності між структурою та функціями системи Побудова відповідно до функцій (або структури) системи
Конструктивний	Реалістичний аналіз проблеми Аналіз усіх можливих варіантів вирішення проблеми Конструювання системи, дія щодо вирішення проблеми
Комплексний	Розгляд всіх сторін, властивостей, різноманіття структур, функцій системи, її зв'язків із середовищем Розгляд їх у єдності З'ясування ступеня значимості взятих у єдності характеристик системи у її сутності
Проблемний	Виділення проблеми як протиріччя між будь-якими сторонами об'єкта, що визначають його розвиток Визначення типу проблеми, її оцінка Вироблення способів вирішення проблеми
Ситуаційний	Виділення проблемного комплексу, що лежить в основі ситуації Виділення основних характеристик ситуації Встановлення причин виникнення ситуація та наслідків їх розгортання Оцінка ситуації, її прогнозування Розробка програми діяльності у цій ситуації
Інноваційний	Констатація проблеми оновлення Формування моделі нововведення, що забезпечує вирішення проблеми Впровадження нововведення Управління нововведенням, його освоєння та реалізація
Нормативний	Констатація проблеми системи Встановлення раціональних норм системи Перетворення системи відповідно до норм
Цільовий	Визначення мети системи Декомпозиція мети на прості складові Обґрунтування цілей Побудова «дерева цілей» Оцінка експертами всіх «гілок» «дерева цілей» щодо часу та ресурсів досягнення
Діяльність	Визначення проблеми Визначення об'єкта діяльності Формулювання цілей та завдань діяльності Визначення суб'єкта діяльності Формування моделі діяльності Здійснення діяльності
Морфологічний	Максимально точне визначення проблеми Знаходження найбільшого числа в межах усіх можливих варіантів вирішення проблеми Реалізація системи шляхом комбінування основних структурних елементів чи ознак Застосування методів морфологічного моделювання: - систематичного покриття поля; заперечення та конструювання; морфологічної скриньки; зіставлення вчиненого з дефектним, узагальнення та ін.
Програмно-цільовий	Визначення проблеми Формулювання цілей Побудова програми досягнення цілей

Таблиця 33 - Характеристика основних підходів у системному аналізі

Найважливішою, а то й головною складовою методології системного аналізу виступають методи. Їхній арсенал досить великий. Різноманітні і підходи авторів за її виділення. Ю. І. Черняк методи системного дослідження ділить на чотири групи: неформальні, графічні, кількісні та моделювання. А. В. Ігнатьєва та М. М. Максимцов дають класифікацію методів дослідження систем управління, поділяючи їх на три основні групи: 1) методи, засновані на використанні знань та інтуїції фахівців; 2) методи формалізованого уявлення систем та 3) комплексовані методи.

На думку, методи системного аналізу ще отримали досить переконливої ​​класифікації у науці. Тому має рацію В. Н. Спіцнадель, який зазначає, що, на жаль, у літературі відсутня класифікація цих методів, яка була б прийнята одноголосно всіма фахівцями. Наведена в табл. 34 представляє розроблений автором можливий варіант такої класифікації. Як підстави класифікації пропонується використовувати тип знання, оброблюваний методом; спосіб реалізації, якою можуть виступати або інтуїція, або знання; виконувані функції, що зводяться до отримання, подання та опрацювання інформації; рівень знання - теоретичний чи емпіричний; форма уявлення знання, яка може бути якісною чи кількісною.

Підстава класифікації	Методи системного аналізу
Тип знання	Філософські методи (діалектичний, метафізичний тощо) Загальнонаукові методи (системний, структурно-функціональний, моделювання, формалізація тощо) Приватнонаукові методи (властиві для конкретної науки: методи моделювання соціальних, біологічних систем тощо) Дисциплінарні методи (застосовуються у тій чи іншій дисципліні, що входить у якусь галузь науки, семіотичні, лінгвістичні тощо)
Спосіб реалізації	Інтуїтивні методи («мозкова атака», «сценарії», експертні методи тощо) Наукові методи (аналіз, класифікація, системного моделювання, методи логіки та теорії множин тощо)
Виконувані функції	Методи отримання інформації (системне спостереження, опис, експертні методи, ігрові методи тощо) Методи подання інформації (угруповання, класифікація тощо) Методи аналізу інформації (класифікація, узагальнення, методи аналізу інформаційних систем тощо)
Рівень знання	Теоретичні методи (аналіз, синтез, теоретизація тощо) Емпіричні методи (ігрові методи, морфологічні методи, експертні оцінки тощо)
Форма уявлення знання	Якісні методи, що спираються на якісний підхід до об'єкта (метод «сценаріїв», морфологічні методи) Кількісні методи, що використовують апарат математики (метод «Дельфі», статистичні методи, методи теорії графів, комбінаторики, кібернетики, логіки, теорії множин, лінгвістики, дослідження операцій, семіотики, топології тощо)

Таблиця 34 - Методи системного аналізу

Методологічний комплекс системного аналізу було б неповним, якби ньому виділити його теоретичний ансамбль. Теорія не лише відбитком дійсності, а й шляхом її відображення, тобто. вона виконує методологічну функцію. На цій підставі системні теорії включаються до системного методологічного комплексу. Найбільш важливі системні теорії, що впливають на аналіз, представлені у табл. 35.

Назва	Автори	Характеристика
Загальна теорія систем (кілька варіантів)	А. А. Богданов, Л. Берталанфі, М. Месарович, У. Росс Ешбі, A. І. Уємов, B. С. Тюхтін, Ю. А. Урманцев та ін.	Формування понятійного апарату систем Спроба створення суворої теорії Виявлення загальних закономірностей функціонування та розвитку систем будь-якої природи
Структуралізм (кілька варіантів)	К. Леві-Строс, М. П. Фуко, Ж. Лакан, Р. Барт, Л. Гольдман, А. Р. Радкліфф-Браун та ін.	Виявлення структур, що є в культурі Застосування структурних методів у вивченні різних продуктів людської діяльності з метою виявлення логіки породження, будови та функціонування об'єктів духовної культури. Виділення та аналіз епістем - способів фіксації зв'язків між словами та речами
Функціоналізм (кілька варіантів)	Г. Спенсер, Т. Парсонс, Б. Малиновський, Р. Мертон, Н. Луман, К. Гемпель, Ч. Міллс та ін.	Виявлення функцій як наслідків, що спостерігаються, яке служить саморегуляції та адаптації системи Дослідження функціональних потреб та їх забезпечення структурами Виділення явних та латентних функцій, функцій та дисфункцій Дослідження проблем адаптації та саморегуляції систем
Структурний функціоналізм (кілька варіантів)	Р. Бейлз, Р. Мак-Айвера, Р. Мертон, Т. Парсонс, Н. Смелсер, Е. Шілз та ін.	Рівновага та спонтанне регулювання систем Наявність у суспільстві інструментальної та функціональної раціональності Суспільство як система має техніко-економічну, професійну та стратифікаційну структури
Системно-кібернетичні теорії	Н. Вінер, У. Росс Ешбі, Р. Акофф, Ст. Бір, В. М. Глушков та ін.	Виділення загальних законів управління Гомеостатичний, цільовий, управлінський характер систем Наявність прямих і зворотних негативних і позитивних зворотних зв'язків Процеси управління розглядаються як процеси переробки інформації Теорія автоматичного регулювання Теорія інформації Теорія оптимального керування Теорія алгоритмів Становлення хімічної, технічної, економічної тощо. кібернетики
Математичні теорії систем (кілька варіантів)	М. Месарович, Л. В. Кантарович, В. С. Нємчинов та ін.	Математичні визначення систем, засновані на теорії множин, логіці, математичному програмуванні, теорії ймовірностей та статистиці Математичні описи структури, функцій та станів систем
Синергетика	І. І. Пригожин, Г. Хаген	Дослідження процесів самоорганізації у системах будь-якої природи Пояснення поведінки складних нелінійних систем, що у нерівноважних станах спонтанним утворенням структур Роль динамічного хаосу та флуктуацій у розвитку системи Наявність різноманіття шляхів розвитку систем за умов хаосу

З табл. 35 слід, що системна теорія розвивається за кількома напрямами. Практично вичерпує себе такий напрямок, як загальна теорія систем, сформувався структуралізм, функціоналізм та структурний функціоналізм у суспільствознавстві, біології, набули розвитку системно-кібернетичні та математичні теорії. Найбільш перспективним напрямом нині є синергетика, яка дає пояснення нестаціонарним системам, з якими людина стикається все частіше за умов переходу до постіндустріальної динаміки життя.

Види системного аналізу

Різноманітність методології системного аналізу виступає поживним грунтом у розвиток різновидів системного аналізу, під якими розуміються деякі сформовані методологічні комплекси. Зауважимо, що питання класифікації різновидів системного аналізу ще розроблено у науці. Існують окремі підходи до цієї проблеми, які зустрічаються в деяких роботах. Доволі часто види системного аналізу зводять до методів системного аналізу або специфіки системного підходу в системах різної природи. Насправді бурхливий розвиток системного аналізу призводить до диференціації його різновидів з багатьох підстав, як виступають: призначення системного аналізу; спрямованість вектора аналізу; спосіб його здійснення; час та аспект системи; галузь знання та характер відображення життя системи. Класифікація з цих підстав наведена у табл. 36.

Підстава класифікації	Види системного аналізу	Характеристика
Призначення системного аналізу	Дослідницький системний	Аналітична діяльність будується як дослідницька діяльність, результати використовуються у науці
	Прикладний системний	Аналітична діяльність є специфічним різновидом практичної діяльності, результати використовуються в практиці
Спрямованість вектора аналізу	Дескриптивний чи описовий	Аналіз системи починається зі структури і йде до функцій та мети
	Конструктивний	Аналіз системи починається з її мети та йде через функції до структури
Спосіб здійснення аналізу	Якісний	Аналіз системи з погляду якісних властивостей, характеристик
	Кількісний	Аналіз системи з погляду формального підходу, кількісного представлення характеристик
Час системи	Ретроспективний	Аналіз систем минулого та їх впливу на минуле та історію
	Актуальний (ситуаційний)	Аналіз систем у ситуаціях сьогодення та проблем їх стабілізації
	Прогностичний	Аналіз систем майбутнього та шляхів їх досягнення
Аспекти системи	Структурний	Аналіз структури
	Функціональний	Аналіз функцій системи, ефективності її функціонування
	Структурно-функціональний	Аналіз структури та функцій, а також їх взаємозалежності
Масштаб системи	Макросистемний	Аналіз місця та ролі системи у більших системах, які її включають
	Мікросистемний	Аналіз систем, які включають дану і впливають на властивості даної системи
Галузь знання	Загальний системний	Спирається на загальну теорію систем, що здійснюється із загальних системних позицій
	Спеціальний системний	Спирається на спеціальні теорії систем, враховує специфіку природи систем
Відображення життя системи	Вітальний	Передбачає аналіз життя системи, основних етапів її життєвого шляху
	Генетичний	Аналіз генетики системи, механізмів успадкування

Таблиця 36 - Характеристика різновидів системного аналізу

Дана класифікація дозволяє діагностувати кожен конкретний різновид системного аналізу. Для цього треба «пройти» з усіх підстав класифікації, вибираючи той різновид аналізу, який найкраще відображає властивості застосовуваного різновиду аналізу.

Балтійський державний технічний університет «ВОЄНМІХ»

ОСНОВИ

СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ

Навчальний посібник

«Видавничий дім «Бізнес-преса»

Санкт-Петербург

УДК 303.732.4

ББК 65.05

Рецензенти:

доктор технічних наук, професор, зав. кафедрою Санкт-Петербурзького державного інституту точної механіки та оптики (технічний університет)

академік акмеологічних наук, президент АРІСІМ, доктор технічних наук, професор Санкт-Петербурзької державної інженерно-економічної академії

З 72 Основи системного аналізу: Навч. допомога. - СПб.: «Видавництво. будинок «Бізнес-преса», 2000 р. – 326 с.

У навчальному посібнику представлено історію розвитку та логіко-методологічні засади системного аналізу. Розглянуто практичні засади використання системного аналізу у науці, техніці, економіці, освіті.

УДК 303.732.4

© «Видавничий дім

"Бізнес-преса", 2000

ВСТУП

Глава 1. НЕОБХІДНІСТЬ ПОЯВИ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ, ЙОГО СУТЬ І ТЕРМІНОЛОГІЯ

1.1. Історія розвитку системного підходу

1.2. Сучасний етап науково-технічної революції (НТР)

1.2.1. НТР як система

1.2.2. Особливості сучасної науки

1.2.3. Створення технічних систем - прогресивний напрямок розвитку техніки

1.2.4. Освіта та її роль НТП

1.2.5. Ще раз про науку загалом

1.2.6. Розвиток технічних систем як об'єкт дослідження, оцінки та управління

1.3.1. Система

1.3.2. Зв'язок

1.3.3. Структура та структурне дослідження

1.3.4. Ціле (цілісність)

1.3.5. Елемент

1.3.6. Системний підхід (СП)

1.3.7. Системний аналіз

1.3.8. Інші поняття системного аналізу

Глава 2. ЛОГІКА І МЕТОДОЛОГІЯ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ

2.1. Логічні засади системного аналізу

2.2. Методологія пізнання

2.2.1. Поняття про метод та методологію

2.2.2. Види методології та їх створення

2.2.3 Методи системного аналізу

2.2.4. Принципи системного аналізу

2.3. Інтегральний тип пізнання

ГЛАВА 3. ТЕОРІЯ І ПРАКТИКА РЕАЛІЗАЦІЇ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ

3.1. Робочі етапи реалізації системного аналізу

3.2. Цикл як фундамент світобудови

3.3. Теорія циклів

3.4. ПЖЦ ТС - принцип та об'єкт оцінки та управління

3.5. Значення повного життєвого циклу

3.6. Організаційні структури управління

3.7. Деякі практичні результати застосування системного аналізу

ВИСНОВОК

ВСТУП

Хто береться за приватні питання, без попереднього

рішення загальних, той неминуче буде на кожному кроці

несвідомо для себе «натикатися» на ці спільні

питання. А натикатися сліпо на них у кожному окремому випадку – означає прирікати свою політику на гірші хитання та безпринципність.

«Дослідник відчуває своє невігластво тим більше, чим більше він знає...» - це парадоксальне зауваження найбільшого фізика нашого часу Р. Оппенгеймера якнайточніше характеризує парадоксальну ситуацію в сучасній науці. Якщо ще недавно вчений буквально ганявся за фактами, то сьогодні він не в змозі впоратися з їхньою повінью. Аналітичні методи, настільки ефективні щодо приватних процесів, не працюють. Потрібен новий, дієвіший принцип, який допоміг би розібратися в логічних зв'язках між окремими фактами. Такий принцип було знайдено та отримав назву принцип системного руху або системного підходу (СП).

Цей принцип визначає як нові завдання, а й характер всієї управлінської діяльності, наукове, технічне, технологічне і організаційне вдосконалення якої зумовлено самої природою великого громадського та приватного виробництва.

Різноманітність і зростаючий обсяг завдань господарського будівництва вимагає їх взаємної ув'язки, забезпечення загальної цілеспрямованості. Але цього важко досягти, якщо не враховувати складну залежність між окремими районами країни, між галузями народного господарства, між усіма сферами суспільного життя країни. Більш конкретно, 40% інформації фахівцю необхідно черпати із суміжних областей, а часом і віддалених.

Вже сьогодні системний підхід використовують у всіх галузях знання, хоча у різних галузях він проявляється по-різному.

Так, у технічних науках йдеться про системотехніку, в кібернетиці - про системи управління, в біології - про біосистеми та їх структурні рівні, в соціології - про можливості структурно-функціонального підходу, в медицині - про системне лікування складних хвороб (колагенози, системні васкуліти та ін) терапевтами широкого профілю (лікарями-системниками).

У самій природі науки лежить прагнення єдності та синтезу знання. Вивчення цього прагнення, виявлення особливостей цього процесу - одне із завдань сучасних досліджень у галузі теорії наукового знання. У сучасній науці і техніці через їхню надзвичайну диференційованість і насичення інформацією проблема концептуального синтезу набуває особливо важливого значення. Філософський аналіз природи наукового знання передбачає розгляд його структури, що дозволяє виявити шляхи та способи єдності та синтезу знань, що ведуть до формування нових понять, до концептуального синтезу. Вивчаючи процеси об'єднання та синтезу наукових теорій у сфері наук, що розвиваються, можна виявити їх різні типи та форми. При початковому підході до проблеми ми не вбачаємо різницю між єдністю знання та її синтезом. Зауважимо лише, що поняття єдності знання передбачає певне його розчленування, його структуру. Синтез знання, зрозумілий як народження нового, виникає з урахуванням певних типів об'єднання чи взаємодії його структурних форм. Інакше висловлюючись, єдність і синтез знання - лише певні щаблі у розвитку науки. Серед різноманіття форм об'єднання знання, що ведуть до синтезу, легко побачити чотири різні типи, інакше кажучи, чотири типи єдності наукового знання.

Перший тип об'єднання полягає в тому, що в процесі диференціації знання виникають наукові дисципліни, подібні до кібернетики, семіотики, загальної теорії систем, зміст яких пов'язаний з виявленням загального в різних галузях дослідження. На цьому шляху відбувається своєрідна інтеграція знання, що компенсує певною мірою різноманіття та відмежування один від одного різних наукових дисциплін. Загальновідомо, що цим шляхом синтезується нове знання.

Розглядаючи детальніше таку інтеграцію, ми можемо спостерігати другий тип єдності наукового знання. Вивчаючи генезу наукових ідей, ми помічаємо тенденцію до методологічної єдності. Ця тенденція полягає у методологічному продовженні однієї спеціальної науки, тобто у перенесенні її теорії на інші галузі дослідження. Цей другий шлях до єдності знання можна назвати методологічною експансією. Відразу зауважимо, що ця експансія, плідна на певному етапі, рано чи пізно виявляє свої межі.

Третій тип прагнення єдності наукового знання пов'язані з фундаментальними поняттями, які спочатку виникають у сфері природної мови і входять потім у систему філософських категорій. Такі поняття шляхом відповідних уточнень набувають сенсу вихідних понять формуються наукових теорій. Можна сміливо сказати, що у разі ми маємо справу з концептуальною формою єдності науки.

Послідовний розвиток концептуальної єдності науки створює передумови для четвертого і у певному сенсі найістотнішого шляху до єдності та синтезу наукового знання, а саме – шляхи розробки та використання єдиної філософської методології. Наука - це система різноманітних знань, і розвиток кожного елемента цієї системи неможливий без їхньої взаємодії. Філософія досліджує принципи цієї взаємодії і цим сприяє об'єднанню знання. Вона дає підставу для вищого синтезу, без якого неможливий синтез наукового знання на його більш спеціальних рівнях дослідження (Овчинников єдність та синтез наукового знання у світлі ленінських ідей // Зап. Філософ. 1969. № 10).

Можливі й інші підходи до проблеми єдності та синтезу знання. Але так чи інакше ця проблема потребує передумови дослідження в певному тлумаченні природи науки. А вона системна, так само як і навколишній світ, наше пізнання та вся людська практика. Отже, дослідження цих об'єктів має здійснюватися за допомогою методів, адекватних їх природі, тобто системних!

Системність світу представляється як об'єктивно існуючої ієрархії по-різному організованих взаємодіючих систем. Системність мислення реалізується у цьому, що знання представляються як ієрархічної системи взаємозалежних моделей. Хоча люди і є частиною природи, людське мислення має певну самостійність щодо навколишнього світу: розумові конструкції зовсім не повинні підкорятися обмеженням світу реальних конструкцій. Однак при виході в практику неминучі зіставлення та узгодження системностей миру та мислення.

Практичне узгодження йде через практику пізнання (зближення моделей з реальністю) та практику перетворення світу (наближення реальності до моделей). Узагальнення цього досвіду спричинило відкриття діалектики; дотримання її законів є необхідною умовою правильності нашого пізнання, адекватності наших моделей. Сучасний системний аналіз виходить у своїй методології з діалектики. Можна висловитися більш точно і сказати, що системний аналіз є прикладна діалектика. З появою системного аналізу філософія перестала бути єдиною теоретичною дисципліною, яка не має прикладного аналога. З практичного боку прикладної системний аналіз є методикою і практикою поліпшує втручання у реальні проблемні ситуації.

По-перше, важливий етап дослідження реальних ситуацій та побудови їх моделей (різних рівнів – від вербальної до математичної) є загальним для всіх спеціальностей. Для цього етапу системний аналіз пропонує докладну методику, оволодіння якою має стати важливим елементом у підготовці фахівців будь-якого (не тільки технічного, але також природного та гуманітарного) профілю.

По-друге, для деяких інженерних спеціальностей, передусім пов'язаних із проектуванням складних систем, а також для прикладної математики, системний аналіз у найближчому майбутньому, очевидно, стане одним із профілюючих курсів.

По-третє, практика прикладного системного аналізу в низці країн переконливо показує, що така діяльність останніми роками стає для багатьох фахівців професією, і вже в деяких університетах розвинутих країн розпочато випуск таких фахівців.

По-четверте, надзвичайно сприятливою аудиторією для викладання системного аналізу є курси підвищення кваліфікації фахівців, які пропрацювали після закінчення вишу кілька років на виробництві та на власному досвіді, які випробували, як непросто мати справу з проблемами реального життя.

Введення системного аналізу у вузівські навчальні плани та навчальний процес пов'язане з подоланням деяких труднощів. Головні з них - переважання технократичного підходу в інженерній освіті, традиційно аналітична побудова наших знань, спеціальностей, відображена в дисциплінарній організації факультетів і кафедр, брак навчальної літератури, несвідомість існуючими фірмами потреби мати професіоналів-системників у своїх штатах, так що таких фахівців готувати в ні для кого. Останнє невипадково, бо, за соціологічними опитуваннями, лише 2-8% населення має (стихійним) системним аналізом.

Однак життя бере своє. Різко зрослі вимоги до якості підготовки фахівців, що випускаються вищою школою, необхідність міждисциплінарного підходу до вирішення складних питань, наростання глибини та масштабності проблем при обмеженні термінів і ресурсів, що відводяться на їх вирішення, - все це значущі фактори, які зроблять викладання системного аналізу необхідним, більш того , Неминучим (Тарасенко Ф. Введення до статті Р. Акоффа «Розугодження між системою освіти та вимогами до успішного управління // Вісн. вищ. Шк. 1990. № 2). А психологічну інерцію, яка завжди стояла на шляху нововведень, можна подолати лише пропагандою нових ідей, ознайомленням широкої педагогічної, наукової та студентської громадськості із істотою нового, що пробиває собі дорогу. Сподіватимемося, що запропонований посібник зіграє свою роль у тому, щоб привернути увагу студентів та викладачів до деяких особливостей системного аналізу. Тим паче системний аналіз перспективний і гармонійного розвитку особистості, щоб одержати студентом ставлення до наукової картині світу (НКМ) як цілісного засвоєння знань з основ наук, й у формування наукового світогляду, й у розуміння знань! Саме нерозуміння веде до втрати бажання багатьох вчитися, втрати престижу вищої школи.

Узагальнюючи сказане, можна зробити твердий висновок про необхідність введення в сучасну освіту дисципліни «системний аналіз» - як у вигляді одного із загальних курсів у фундаментальній підготовці студентів та слухачів, так і у вигляді нової спеціальності, що існує поки лише у кількох вишах світу, але, безсумнівно, є дуже перспективною.

Вивчення системного аналізу пропонується розпочати із ознайомлення опорних сигналів (по). Чому? Весь навколишній світ має системну (нелінійну) природу. Тому складові його об'єкти, явища та процеси повинні об'єктивно відображати його реалії, тобто бути системними, нелінійними. Однак сучасна система (який парадокс у назві!) вищої освіти побудована за лінійним принципом – і в цьому її суттєвий недолік. Він може зживатися поступово, через перехід від лінійних до нелінійних форм. Шляхів цього руху багато. Один з них - розробка та вивчення опорних сигналів, що являють собою нелінійний текст (гіпертекст!), За яке відповідає права півкуля мозку людини, що створює повнокровний і натуральний образ світу. Саме опорні сигнали фіксують та інтенсифікують самостійну роботу студентів, у тому числі й у напрямі вивчення та розуміння системного аналізу.

Опорні сигнали (ОС) - це спеціально закодований та особливим чином оформлений зміст теми, розділу чи дисципліни загалом. Принципами кодування є:

вилучення квінтесенції матеріалу;

представлення матеріалу у найбільш зручному для вивчення вигляді.

Опорні сигнали для вивчення системного аналізу

1. Зведення безлічі до єдиного – у цьому першооснова краси(Піфагор, давньогрецький вчений, професор).

2. Глибина прозріння та елегантність гіпотези - майже завжди наслідок спільності(В. Дружинін, професор; Д. Конторов, професор).

4. Ті, хто затримуються лише на «деталях» пізнання, знаходять «друк духовного злиднів»(Жюльєн Офре Ламерті, французький філософ та лікар, представник французького матеріалізму).

5. ...Різні речі стають кількісно порівнянними лише після того, як вони зведені до однієї і тієї ж єдності. Тільки як висловлювання однієї і тієї ж єдності вони є однойменними, а отже, порівнянними величинами(К. Маркс, Ф. Енгельс, німецькі філософи).

6. Невдовзі суспільство матиме «одну науку». Представники її не надуніверсали, всі знають і всі вміють. Це будуть високоосвічені, ерудовані люди, які мають глибоке уявлення про розвиток науки і суспільства в цілому, знають основні шляхи і можливості пізнання через «себе» (людини) всієї природи. У той же час вони будуть універсалами в якійсь одній чи групі галузей(К. Маркс).

7. Єдність природи виявляється в дивовижній аналогічності диференціальних рівнянь, що належать до різних областей явищ(- Засновник радянської держави).

8. Факти в науці та техніці, якщо взяти їх узагалом, у тому, як «уперта», а й безумовно доказова річ... Необхідно брати окремі факти, а всю сукупність фактів, що розглядаються питання, без жодного винятку. Ми ніколи не досягнемо цього повністю, але вимога всебічності застереже нас від помилок та від «омертвіння»().

9. Хто береться за приватні питання, без попереднього вирішення спільних, той неминуче буде на кожному кроці несвідомо для себе «натикатися» на ці спільні питання. А натикатися сліпо на них у кожному окремому випадку- означає прирікати свою політику на гірші хитання та безпринципність().

10. Наука є єдиним цілим. Її поділ на окремі області обумовлено не так природою об'єктів, як обмеженістю здібностей людського пізнання. Насправді, «існує безперервний ланцюг від фізики до хімії, через біологію та антропологію до соціальних наук. яка в жодному місці не може бути розірвана, хіба лише по сваволі»(розрядка моя. - В. С.) (М. Планк, німецький фізик, лауреат Нобелівської премії).

11. Мета сучасної науки - розкрити внутрішній зв'язок та тенденції, відкрити закони, об'єктивну логіку цих змін().

12. Мета сучасної науки полягає в тому, щоб бачити спільне в приватному і постійне в перехідному(К. Уайтхед, канадський професор).

13. ...Необхідний комплексний, системний підхід до вироблення відповідальних рішень. Ми прийняли такий на озброєння і будемо послідовно проводити його в життя(, Генеральний секретар ЦК КПРС).

14. Наука серйозно збагатила теоретичний арсенал планування, розробивши методи економіко-математичного моделювання, системного аналізу та ін. Необхідно ширше використовувати ці методи...І. Брежнєв).

15. Серед найнагальніших проблем розвитку сучасної науки одне з перших місць займає інтеґрація наукових знань. Вона знаходить своє вираження у виробленні загальних понять, принципів, теорій, концепцій у створенні спільної(розрядка моя. - В. С.) картини світу. Бурхливий процес появи загальних теорій окремих видів знань обумовлюється насамперед інтересами підвищення їх ефективності та здатністю їх ущільнення.(В. Турченко, філософ).

16. Синтез різних наук виявився надзвичайно плідним. Ця тенденція стає найважливішою, бо найбільші відкриття нашого часу зроблено на стиках різних наук, де народилися нові наукові дисципліни та напрямки(Філософ).

17. Процес інтеграції призводить до висновку, що багато проблем отримають правильне наукове висвітлення лише в тому випадку, якщо вони спиратимуться одночасно на суспільні, природничі та технічні науки. Це вимагає застосування результатів дослідження різних фахівців – філософів, соціологів, психологів, економістів, інженерів... Саме у зв'язку з процесами інтеграції виникла потреба у розвитку системних досліджень(Філософ).

18. Метод цілісного підходу має найважливіше значення у становленні вищої щаблі мислення, саме переходу від аналітичного ступеня до синтетичного, яка спрямовує пізнавальний процес до більш всебічного та глибокого(розрядка моя. - В. С.) пізнання явищ (, філософ; , філософ).

19. Головна мета будь-якої науки полягає в тому, щоб звести найдивовижніше до звичайного, щоб показати, що складність, якщо дивитися на неї під вірним кутом, виявляється лише замаскирований на ній(розрядка моя. - В. С.) простотою, щоб відкрити закономірності, що ховаються в хаосі. Але ці закономірності можуть бути дуже складними за своїм поданням або містити такі вихідні дані, яких не вистачає для здійснення будь-якого розрахунку(Е. Квейд, американський системник).

20. Думкова діяльність окремої Людини тим продуктивніша і логічніше, чим повніше і глибше він засвоїв у себе спільне(розрядка моя. - В. С.) категорії мислення (, професор).

21. У природі немає окремо існуючих техніки та технології, фізики та біології, дослідження та проектування(М. Планк).

22. Явища природи, зазвичай, комплексні. Вони нічого не знають, як ми поділили наші знання на науки. Тільки всебічний розгляд явищ з погляду фізики, хімії, механіки, котрий іноді біології дозволить розпізнати їх сутність і застосувати практично(, академік).

23. НТР виявила низку інтелектуальних «хвороб». Одна з них – вузькість професійної свідомості. У будь-якій галузі науково-технічної діяльності не можна зробити щось суттєве, якщо зосередити увагу та зусилля на вузькому місці. Звуження пошуку - умова начебто грамотного вирішення проблеми. Але постійна участь фахівців у таких програмах нерідко призводить до того, що вони втрачають панорамне бачення всього фронту робіт. Виникає «глухота спеціалізації», яка за несприятливих умов може перерости в «захворювання», назване К. Марксом «професійним кретинізмом». Невипадково, що він заклав принципи СП під час аналізу капіталістичного виробництва. Його «Капітал» – перше фундаментальне системне дослідження структури суспільства(Е. Жаріков, професор).

24. Системних підхід до явищ - одна з найважливіших інтелектуальних властивостей людини(професор).

25. Щоб життя суть осягнути

І описати точнісінько,

Він, тіло розчленувавши,

А душу вигнавши геть,

Дивиться на частини. Але...

Духовний їхній зв'язок

Зникла, безповоротно помчала!

Г. Гете, німецький поет

В одну мить бачити вічність,

Величезний світ - у зерні піску,

У єдиній жмені - нескінченність

І небо – у чашці квітки.

У. Блейк, англійський філософ та поет

26. Підхід науковий - значить системний!().

27. Мир, наше пізнання та вся людська практика має системну природу. Інформація йде із навколишнього світу. Ми – мислимо. Необхідне узгодження системності та мислення. Але мислення забезпечується освітою. Отже, і воно має бути системним!().

28. Було підірвано престижність інженерної творчості, розгублено всесвітньо відомі вітчизняні школи розробників техніки. Склалася порочна філософія наслідування та посередності. В результаті частина продукції не відповідає сучасному рівню науки та техніки. У чому ж... коріння ситуації з технічним рівнем створюваних машин? Насамперед у тому, що по суті досі ми не мали системного аналізу новітніх світових досягнень.(Чев, Генеральний секретар ЦК КПРС).

29. Вважаю, що у цьому винна й вища школа, не готуючи відповідних спеціалістів. У передовій статті «На шляхах розбудови вищої освіти»(Вісник вищої школи. 1986. № 7) зазначається, що«...зараз вперше запропоновано рішення, що базуються на системних позиціях().

30. Важливий етап системних досліджень реальних ситуацій та побудови їх моделей є загальним практично для всіх спеціальностей;

для інженерних фахівців, пов'язаних із проектуванням СТС, також для прикладної математики системний аналіз у найближчому майбутньому(Чого чекати, і так запізнилися. - В. С.) очевидно, стане одним із профілюючих курсів;

практика прикладного СА у низці країн переконливо показує, що така науково-технічна діяльність (НТД) в останні роки стає для багатьох фахівців професією, і вже в кількох університетах розвинутих країн розпочато випуск таких фахівців;

надзвичайно сприятливою аудиторією для викладання СА є ІПК спеціалістів, які пропрацювали після закінчення вузу кілька років на виробництві та на власному досвіді випробували, як непросто мати справу з проблемами реального життя(професор).

Труднощі введення СА в уч/процес: традиційно аналітична побудова наших знань та спеціальностей, відображена в організації факультетів та кафедр. Тому керівники не знають сутності СА! Доповідь у ЛДУ: «Хто мислить системно?» Відповідь: 8% керівників Північно-Заходу().

31. У чому полягає важливість СА? Насамперед - для прийняття оптимальних рішень(Діль). Половина занепокоєння у світі (а отже, і хвороб) походить від людей, які намагаються приймати рішення без достатнього знання того, на чому ґрунтується рішення. Рішення має бути не будь-яким, а оптимальним. Але не можна ухвалити оптимального рішення в рамках предметного знання!(А. Рапопорт, канадський професор).

32. Я не знаю жодного завершеного системного дослідження в техніці(, академік).

33. Сучасні системні дослідження, на жаль, залишаються або приватно-науковими розробками, або концентруються навколо формальних методологічних питань(професор).

34. Виключаючи поодинокі випадки, необхідно визнати, що системна методологія рідко використовується в масовому масштабі і для більшості розробок... характерно емпіричний розвиток методу спроб і помилок(Рів, академік).

35. Системний підхід легко проголошується у загальному вигляді, але дуже важко реалізується у конкретній формі, тому що багатоаспектна орієнтація вимагає спеціальної наукової, організаційної, технічної, педагогічної підготовки та ін. умов у сукупності з цілеспрямованими заходами щодо ресурсного забезпечення системної діяльності. Підкреслимо, єдиної та безперервної системної діяльності, починаючи від дослідження конкретного об'єкта та закінчуючи ліквідацією, що настає після фізичного чи морального його старіння().

36. СА характеризується головним чином не специфічним науковим апаратом, а впорядкованим(розрядка моя. - В. С.), логічно обґрунтованим підходом до дослідження проблеми та використання відповідних методів їх вирішення, які можуть бути розроблені в рамках інших наук(професор).

37. Якщо природознавство було переважно збираючою наукою, то зараз воно стало по суті впорядковуючим(розрядка моя. - В. С.) наукою, наукоюо зв'язках(Ф. Енгельс).

38. Всі ми... користуємося величезним запасом неусвідомлених знань, навичок та умінь, що сформувалися протягом тривалої еволюції людства(, академік). У зв'язку з цим постає питання - як ми можемо студентам читати ці несвідомі знання, тим більше націлюючи їх на самостійну роботу?().

39. Більшість фахівців розуміють (синтез) не прямо, а зигзагами, не свідомо, а стихійно, йдуть до нього, не бачачи ясно своєї кінцевої мети, а наближаючись нею навпомацки, хитаючись, іноді навіть задом().

40. З принципом розвитку(Елемент СА. - В. С.) згодні всі. Але це є поверхова згода, якою душать і опошлюють істину().

41. Сьогодні про системний підхід йдеться практично у всіх науках, хоча в її різних розділах він проявляється по-різному. Так, у технічних науках йдеться про системотехніку, в кібернетиці - про СУ, в біології - про біосистеми та їх структурні рівні, в соціології - про можливості структурно-функціонального підходу, в медицині - про складні системні хвороби (колагенози, системні васкуліти та ін. .), лікувати які мають терапевти широкого профілю (лікарі-системники)(, академік).

42. Істота системного підходу яскраво виражена в одному висловлюванні, що приписується англійському офіцеру періоду Другої світової війни: «Ці хлопці не візьмуть до рук навіть паяльника, поки вони не розберуться в стратегії військових дій на всьому Тихоокеанському театрі». В наявності цілісність локальних і глобальних завдань конкретної діяльності!().

43. Значення системності: для прийняття оптимальних (!) рішень, які неможливо прийняти у предметному знанні; в іншому випадку- головотяпство та некомпетентність; для скорочення навантаження на згадку; перевантаження у ВШ виникають за рахунок занадто великої мобілізації пам'яті студентів при яскраво вираженому недовантаженні їх думки, уяви та фантазії; практика: підвищує інтерес студентів до науки; не лише розвиває студентів, а й виховує їх; сприйняття теоретичних знань відбувається цілими блоками; СА - передумова подальшого раціонального оволодіння знаннями; якщо студент усвідомлюватиме природу знань, шляхи їх отримання та фіксації, склад і структуру наукової теорії, то він зможе осмислити нові знання за зразком, засвоєним у вузі через курс СА; встановлення на осмислення знань у певній структурі наводить студента до формулювання питань, на які він повинен шукати відповідь у різних джерелах, до критичного розгляду нової інформації; все це є важливими елементами творчого мислення; для розуміння, тому що саме воно є результатом синтезу, а чи не аналізу; системність дозволяє отримати НKM- Цілісне засвоєння знань з основ наук.

Адже наука є єдиним цілим та її поділ на окремі галузі умовно. НКМ – це модель, образ дійсності, в основі якого лежать дані конкретних наук про природу та суспільство. Знання, що належать до НКМ, називають світоглядними: вони формуються дуже повільно, але СА прискорює їх формування().

ГЛАВА 1. НЕОБХІДНІСТЬ ПОЯВИ

СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ, ЙОГО СУТЬ

І ТЕРМІНОЛОГІЯ

Зведення безлічі до єдиного – у цьому першооснова краси.

Піфагор

Історія – це наука про минуле та наука про майбутнє.

Л. Февр

1.1. Історія розвитку системного підходу

Складовим понять «системний аналіз», «системна проблема», «системне дослідження» є слово «система», яке з'явилося в Стародавній Елладі 2000-2500 років тому і означало спочатку: поєднання, організм, пристрій, організація, лад, союз. Воно також виражало певні акти діяльності та їх результати (щось, поставлене разом; щось, наведене в порядок).

Спочатку слово "система" було пов'язано зформами соціально-історичного буття. Лише пізніше принцип порядку, ідея упорядкування переносяться на Всесвіт.

Перенесення значення слова з одного об'єкта на інший і водночас перетворення слова на узагальнене поняття відбуваються поетапно. Метафоризація слова «система» розпочато Демокритом (460-360 до зв. е.), давньогрецьким філософом, однією з основоположників матеріалістичного атомізму. Утворення складних тіл з атомів він уподібнює освіту слів зі складів і складів з букв. Порівняння неподільних форм (елементів з літерами) - один із перших етапів формування науково-філософського поняття, що має узагальнене універсальне значення.

На наступному етапі відбуваються подальша універсалізація значення слова, наділення його вищим узагальненим змістом, що дозволяє застосовувати його і до фізичних, і штучних об'єктів. Універсалізація може здійснюватися двояко - або в процесі міфотворчості, тобто побудови міфу на основі метафори [характерно для одного із засновників об'єктивного ідеалізму Платона (427-347 до н. е.)], або шляхом відтворення філософсько-раціональної картини світобудови і людської культури, тобто трансформування та розгортання метафори у філософській системі [характерно для Арісто-322 до н. е.), коливається між матеріалізмом та ідеалізмом] [«Етапи інтерпретації системності наукового знання (античність і новий час)». Системні дослідження // Щорічник. М.: Наука, 1974].

Отже, в античній (давній) філософії термін «система» характеризував упорядкованість та цілісність природних об'єктів, а термін «синтагма» - упорядкованість та цілісність штучних об'єктів, насамперед продуктів пізнавальної діяльності. Саме в цей період була сформульована теза про те, що більше суми його частин (Філософський словник. М.: Політвидав, 1980).

Не торкаючись питання про трактування системності знання в середньовічній філософії, зазначимо лише, що для вираження інтегративності пізнавальних утворень тут почали використовувати нові терміни: сума, дисципліна, доктрина...

З виникненням науки та філософії Відродження (XV ст.) Пов'язано радикальне перетворення в тлумаченні буття. Трактування буття як космосу змінюється розглядом як системи світу. При цьому система світу розуміється як незалежне від людини, що володіє своїм типом організації, ієрархією, іманентними (властивими, внутрішньо властивими якомусь предмету, явищу, що випливають із їхньої природи) законами та суверенною структурою. Крім того, буття стає не тільки предметом філософського роздуму, що прагне осягнути його цілісність, а й предметом соціально-наукового аналізу. Виникає низка наукових дисциплін, кожна з яких вичленює в природному світі певну область та аналізує її властивими цим дисциплінам методами.

Астрономія була однією з перших наук, яка перейшла до онтолого-натуралістичної інтерпретації системності світобудови. Велику роль становленні нового трактування системності буття зіграло відкриття М. Коперника (1473-1543). Він створив Геліоцентричну систему світу, пояснивши, що Земля, як і інші планети, обертається навколо Сонця і, крім того, обертається навколо осі. Телеологізм, що обтяжував уявлення Коперника, був подоланий пізніше Г. Галілеєм (1564-1642) та І. Ньютоном (1642-1727).

Методологічною основою підготовки та обґрунтування рішень щодо складних проблем наукового, економічного та технічного характеру є системний аналіз.

Термін "системний аналіз" вперше з'явився у зв'язку із завданнями військового управління у дослідженнях RAND Corporation (1948). Перша книга з системного аналізу вийшла 1956 року, її авторами були американські вчені Кан і Манн. У вітчизняній літературі цей термін набув широкого поширення лише після виходу 1969 р. у видавництві «Рад. радіо» книги Л. Оптнера «Системний аналіз для вирішення ділових та промислових проблем».

Залучення цієї методології обумовлено, передусім, тим, що з пошуку рішень проблеми доводиться здійснювати вибір за умов невизначеності, викликаної наявністю чинників, які піддаються суворої кількісної оцінки.

У загальній постановці питання системний аналіз можна визначити в такий спосіб.

Визначення 4.2. Системний аналіз – це науковий напрямок, що забезпечує на основі системного підходу розробку методів та процедур вирішення слабоструктурованих проблем за наявності суттєвої невизначеності.

В даний час системний аналіз містить широкий спектр різноманітних методів, які можна об'єднати в наступні групи:

· евристичне програмування;

· семіотичний підхід;

· методи аналогій;

· аналітичні методи;

· імітаційне моделювання.

Існуючі методи математичного аналізу, які виправдали себе у порівняно простих випадках, зазвичай виявляються неефективними щодо складних систем. У зв'язку з цим стала вельми поширеною набули методи евристичного програмування, засновані на принципі аналізу діяльності.

Таблиця 5.1

Серед методів цієї групи значну роль відіграють методи експертних оцінок (метод мозкової атаки, та обміну думками, метод «дельфі» та інші), які використовують ту чи іншу форму узагальнення сукупності суб'єктивних уявлень деякої групи фахівців (експертів) з проблеми, що вивчається. Перевагою цього є певна простота і доступність.

Основний недолік полягає в тому, що найчастіше не вдається встановити ступінь достовірності експертизи.

Загальна вада евристичного програмування – відсутність формальних правил пошуку «евристик». Пошук евристичних прийомів більше мистецтво і який завжди призводить до позитивного результату.

До евристичних методів близько примикають методи семіотичного підходу, засновані на тих можливостях виразних засобів природної мови, які дозволяють дуже ефективно і за певних угод однозначно описувати широкий клас об'єктів, процесів та явищ.

Одним із методів, що реалізують семіотичний підхід, є ситуаційне управління.

В основі цього лежать такі принципи.

1. Модель об'єкта управління та опису, які у ньому процесів є семіотичний і будується з урахуванням текстів, виражених природною мовою. Модель опису ситуацій також є семіотичною, що базується природною мовою.

2. Формування моделі об'єкта управління та протікають у ньому процесів відбувається шляхом її створення фахівцем до введення в ЕОМ, або підставі аналізу поведінки об'єкта у різних ситуаціях, проведеного самої ЕОМ. В останньому випадку в ЕОМ повинні бути закладені деякі механізми здійснення такого аналізу.

Загальна модель включає:

· нульовий рівень, де зберігається безліч базових понять;

· перший рівень, який містить миттєві фотографії реальної ситуації;

· другий рівень, де відображаються закономірні зв'язки між предметами зовнішнього світу тощо.

Модель другого рівня ще дуже докладна і описує зовнішній світ надто дрібних одиницях. Усі наступні шари моделі, починаючи з третього рівня, проводять поступове узагальнення. У цих узагальненнях роль компонентів, між якими встановлюється зв'язок, грають структури, що виділяються в моделях, що лежать у дрібніших шарах.

Таким чином, вся модель мислиться як сукупність цілого ряду моделей, починаючи від моделей безпосереднього пізнання на першому рівні та закінчуючи моделлю утворення абстрактних понять.

Нині системний аналіз (СА) є найбільш конструктивним напрямом. Цей термін застосовується неоднозначно. Але в будь-якому випадку в них завжди передбачається методологія проведення досліджень, робиться спроба виділити етапи досліджень та запропонувати методику виконання цих етапів у конкретних умовах.Таким чином, для системного аналізу можна надати такі визначення.

Системний аналіз у широкому розумінні-це методологія постановки та розв'язання задач побудови та дослідження систем, тісно пов'язана з математичним моделюванням.

У вузькому значенні системний аналіз-методологія формалізації складних (складно формованих, погано структурованих) завдань.

Системний аналіз- це цілеспрямована творча діяльність людини, на основі якої формується уявлення досліджуваного об'єкта у вигляді системи.

Системний аналіз характеризується не використанням нових фізичних явищ і не специфічним математичним апаратом, а впорядкованим та логічно обґрунтованим підходом до вирішення проблеми. Він служить способом упорядкування та ефективного використання знань, досвіду і навіть інтуїції фахівців у процесі постановки цілей та прийняття рішень щодо проблем, що виникають.

Системний аналіз виник як узагальнення прийомів накопичених у завданнях дослідження операцій та управління у техніці, економіці, військовій справі. Відповідні методи та моделі запозичувалися з математичної статистики, математичного програмування, теорії ігор, теорії масового обслуговування, теорії автоматичного управління. Фундаментом цих дисциплін є теорія систем.

Визначення 4.3. Системний аналіз – це методологія вирішення великих проблем, що базується на концепції систем.

Визначення 4.4. Системний аналіз у широкому розумінні– це методологія (сукупність методичних прийомів) постановки та розв'язання задач побудови та дослідження систем, тісно пов'язана з математичним моделюванням.

Визначення 4.5. Системний аналіз у вузькому значенні– це методологія формалізації складних (складно формованих, погано структурованих) завдань.

Системний аналіз (СА) виник як узагальнення прийомів накопичених у завданнях дослідження операцій та управління у техніці, економіці, військовій справі. Відповідні методи та моделі запозичувалися з математичної статистики, математичного програмування, теорії ігор, теорії масового обслуговування, теорії автоматичного управління. Фундаментом цих дисциплін є теорія систем.

Системний аналіз це цілеспрямована творча діяльність людини, з урахуванням якої формується уявлення досліджуваного об'єкта як системи.

Системний аналіз характеризується упорядкованим складом методичних отворів дослідження.

Системний аналіз це конструктивний напрямок, що містить методику поділу процесів на етапи та підетапи, системи на підсистеми, цілей на підцілі тощо.

У СА вироблена певна послідовність дій (етапів) при постановці та вирішенні завдань, яку називають методикою системного аналізуЦя методика допомагає більш осмислено та грамотно ставити та вирішувати прикладні завдання. Якщо на якомусь етапі виникають труднощі, потрібно повернутися на один з попередніх етапів і змінити (модифікувати) його. Якщо це не допомагає, що завдання виявилося надто складним і його треба розбити на кілька простих підзадач, тобто. провести декомпозицію. Кожне з отриманих завдань вирішують за тією ж методикою.

При цьому, системний аналіз має свою специфічну мету, зміст та призначення.

У центрі методології системного аналізу знаходиться операція кількісного порівняння альтернатив, яка виконується з метою вибору альтернативи, що підлягає реалізації. Якщо вимога різноякісності альтернатив виконано, можуть бути отримані кількісні оцінки. Але для того, щоб кількісні оцінки дозволяли вести порівняння альтернатив, вони повинні відображати властивості альтернатив (вихідний результат, ефективність, вартість та інші), що беруть участь у порівнянні.

У системному аналізі вирішення проблеми визначається як діяльність, яка зберігає чи покращує характеристики системи. Прийоми та методи системного аналізу спрямовані на висування альтернативних варіантів вирішення проблеми, виявлення масштабів невизначеності за кожним варіантом та зіставлення варіантів щодо їх ефективності.

Метою системного аналізує впорядкування послідовності дій під час вирішення великих проблем, виходячи з системному підході. Системний аналіз призначений для вирішення того класу проблем, що знаходиться поза коротким діапазоном щоденної діяльності.

Основний зміст системного аналізуукладено над формальному математичному апараті, описує «системи» і «вирішення проблем» і над спеціальних математичних методах, наприклад, оцінки невизначеності, а його концептуальному, т. е. понятійному, апараті, у його ідеях, підході й установках.

Системний аналіз як методологія вирішення проблем претендує на те, щоб виконувати роль каркасу, що поєднує всі необхідні знання, методи та дії для вирішення проблеми. Саме цим визначається його ставлення до таких галузей, як дослідження операцій, теорія статистичних рішень, теорія організації та інших.

Система, таким чином, є те, що вирішує проблему.

Визначення 4.6. П роблемою називається ситуація, що характеризується різницею між необхідним (бажаним) виходом та існуючим виходом.

Вихід є необхідним, якщо його відсутність створює загрозу для існування або розвитку системи. Існуючий вихід забезпечується існуючою системою. Бажаний вихід забезпечується бажаною системою.

Визначення 4.7. Проблема– це різниця між існуючою та бажаною системою.

Проблема може полягати у запобіганні зменшенню виходу або ж у збільшенні виходу. Умови проблеми є існуючою системою («відоме»). Вимоги є бажаною системою.

Визначення 4.8 . Рішення проблеми є те, що заповнює проміжок між існуючою та бажаною системами.

Тому система, що заповнює проміжок, є об'єктом конструювання та називаєтьсярішенням проблеми.

Проблема характеризується невідомим і умовою, що міститься в ній. Можливо, одна чи багато областей невідомого. Невідоме може бути визначальноякісно, а некількісно. Кількісною характеристикою може бути діапазон оцінок, що представляють передбачуваний стан невідомого. Істотно, що визначення одного невідомого у термінах іншого може бути суперечливим чи надмірним.

Невідомі може бути виражені лише термінах відомого, тобто. такого, об'єкти, властивості та зв'язки якого встановлено.

Птомувідомевизначається як кількість, значення якої встановлено. Існуючий стан (існуюча система) може містити і відомий, і невідомий; це означає, що існування невідомого може перешкоджати можливості системи функціонувати. Існуюча система, за визначенням, є логічною, але може не задовольняти обмеження. Таким чином, дія системи сама по собі не є кінцевим критерієм хорошого, оскільки деякі системи, що ідеально працюють, можуть не забезпечити досягнення цілей.

Визначення цілей може бути дано лише у термінах вимог до системи .

Вимоги до системи є засобом фіксації однозначних тверджень, визначальних мета. Хоча вимоги до систем встановлюються у термінах об'єктів, властивостей та зв'язків, цілі можуть бути визначені у термінах бажаного стану. Цілі та бажаний стан для даного набору вимог до системи можуть повністю збігатися. Якщо вони різні, то кажуть, що вимоги становлять бажану систему. Взагалі, цілі ототожнюються із бажаною системою.

Визначення 4.9. П Роміжок між існуючою та бажаною системою утворює те, що називається проблемою.

Мета дій полягає в тому, щоб звести до мінімуму проміжок між існуючою та запропонованою системою. Збереження або покращення стану системи ототожнюється з проміжком між наявним та бажаним станом.

При вирішенні проблем ділового та промислового світу найважливішими пунктами є об'єктивність та логічність.

Обсяг знань, широко підтверджений спостереженнями, стає очевидністю .

Визначення 4.10. Спостереження є процес, з якого дані ототожнюються з системою для подальшого пояснення цієї системи.

Процес пояснення має бути раціональним, тобто проведеним логічно.

Визначення 4.11.Збереження існуючого стану це здатність утримувати вихід системи у межах.

Визначення 4.12.Поліпшення стану системи це здатність отримати вихід вище або, крім того, який виходить при існуючому стані.

Об'єктивністьє основною вимогою під час спостереження.

Визначення 4.13.Раціональність (логічність) це процес мислення, що ґрунтується на використанні логічного висновку.

Процесс знаходження вирішення проблеми концентрується навколо ітеративно виконуваних операцій ідентифікації умови, а також мети та можливостей для її вирішення. Результатом ідентифікації є опис умови, мети та можливостей у термінах системних об'єктів (входу, процесу, виходу, зворотних зв'язків та обмеження), властивостей і зв'язків, тобто в термінах структур і елементів, що входять до них.

Кожен вхід системи є виходом цієї чи іншої системи, а всякий вихід – входом.

Виділити систему в реальному світі, означає вказати всі процеси, що дають цей вихід.

Штучні системи це такі, елементи яких створені людьми, тобто є виходом свідомо виконуваних процесів людини.

У будь-якій штучній системі існують три різних за своєю роллю підпроцесу: основний процес, зворотний та обмеження.

Визначення 4.14.З властивістю даного процесуназивається здатність переводити даний вхід у даний вихід .

Зв'язоквизначає слідування процесів, т. е. вихід деякого процесу є входом певного процесу.

Основний процесперетворює вхід у вихід.

Зворотній зв'язок виконує низку операцій:

· порівнює вибірку виходу з моделлю виходу та виділяє відмінність;

· оцінює зміст та зміст відмінності;

· виробляє рішення, зчленоване з різницею;

· формує процес введення рішення (втручання в процес системи) та впливає на процес з метою зближення виходу та моделі виходу.

Процес обмеженнязбуджується споживачем виходу системи, що аналізує її вихід. Цей процес впливає вихід і управління системи, забезпечуючи відповідність виходу системи цілям споживача. Обмеження системи, прийняте внаслідок процесу обмеження, відбивається моделлю виходу. Обмеження системи складається з мети (функції) системи та примусових зв'язків (якостей функції). Примусові зв'язки мають бути сумісні з метою.

Еслі структури, елементи, умови, цілі та можливості відомі, виявлення проблеми (ідентифікація) має характер визначення кількісних відносин, а проблема називається кількісної.

Якщо структура, елементи, умови, цілі та можливості відомі частково, ідентифікація має якісний характер, а проблема називається якісноюабо слабо структурованою.

Як методологія вирішення проблем системний аналізвказує принципово необхідну послідовність взаємозалежних операцій, яка (у найзагальніших рисах) складається з виявлення проблеми, конструювання рішення та реалізації цього рішення.Процес рішення є конструювання, оцінку та відбір альтернатив систем за критеріями вартості, часу ефективності та ризику з урахуванням відносин між граничними значеннями прирощень цих величин (так званих маргінальних відносин). Вибір меж цього процесу визначається умовою, метою та можливостями його реалізації. Найбільш адекватне побудова цього процесу передбачає всебічне використання евристичних висновків у межах постульованої системної методології.

Редукування (зменшення) числа змінних проводиться на основі аналізу чутливості проблеми до зміни окремих змінних або груп змінних, агрегування змінних у зведені фактори, вибором відповідних форм критеріїв, а також застосуванням де це, можливо, математичних способів скорочення перебору (методів математичного програмування тощо) .).

Логічна цілісністьпроцесу забезпечується явними чи прихованими припущеннями, кожен із яких може бути джерелом ризику. Зазначимо ще раз, що структура функцій системи та вирішення проблеми у системному аналізі постулюється, тобто є стандартною для будь-яких систем та будь-яких проблем. Змінюватися можуть лише методи виконання функцій.

Удосконалення методів при цьому стані наукових знань має межу, яка визначається як потенційно досяжний рівень. В результаті вирішення проблеми встановлюються нові зв'язки та відносини, частина яких зумовлює бажаний вихід, а інша частина визначатиме непередбачені можливості та обмеження, які можуть стати джерелом майбутніх проблем.

ТЯкі загалом основні уявлення системного аналізу як методології вирішення проблем.

Застосування системного аналізу практично може відбуватися у двох ситуаціях:

· вихідним пунктом є поява нової проблеми;

· вихідним пунктом є нова можливість, знайдена поза безпосереднім зв'язком з даним колом проблем.

Зауважимо, що визначення точного переліку приватних функцій, які забезпечують реалізацію перерахованих етапів вирішення нової проблеми - це предмет самостійного дослідження, необхідність і значення якого не можуть бути переоцінені.

Вирішення проблеми в ситуації нової проблеми проводиться за такими основними етапами:

1. виявлення проблеми (ідентифікація симптомів);

2. оцінка її актуальності;

3. визначення мети та примусових зв'язків;

4. визначення критеріїв;

5. розтин структури існуючої системи;

6. визначення дефектних елементів існуючої системи, що обмежують одержання заданого виходу;

7. оцінка ваги впливу дефектних елементів на зумовлені критеріями виходи системи;

8. визначення структури для побудови набору альтернатив;

9. оцінка альтернатив та вибір альтернатив для реалізації;

10. визначення процесу реалізації;

11. узгодження знайденого рішення;

12. реалізація рішення;

13. оцінка результатів реалізації та наслідків вирішення проблеми.

Реалізація нової можливості відбувається іншим шляхом.
Використання цієї можливості в цій галузі залежить від наявності в ній або в суміжних областях актуальної проблеми, яка потребує свого вирішення в такій можливості. Використання можливостей без проблем може приховувати в собі, як мінімум, марну розтрату ресурсів.

Використання можливостей за наявності проблем, але ігнорує проблеми, що перетворюється на самоціль, може сприяти поглибленню та загостренню проблеми.

Розвиток науки та техніки призводить до того, що виникнення ситуації нової можливості стає пересічним явищем. Це вимагає серйозного аналізу ситуації у разі нової можливості. Можливість утилізується, якщо найкраща альтернатива включає цю можливість. В іншому випадку можливість може залишитися невикористаною.

Одне із завдань, що виникають при використанні методології системного аналізу для вирішення проблеми, полягає в тому, щоб виділити корисні, цінні елементи евристичного процесу та застосувати їх спільно з методологією. Таким чином, завдання полягає в тому, щоб внести структуру до слабоструктурованого процесу.

При цьому необхідно виконати принаймні такі основні вимоги:

1) процес вирішення проблеми має бути зображений за допомогою діаграм потоку (послідовності або структури процесу) із зазначенням точок принципових рішень;

2) етапи процесу знаходження принципових рішень мають бути детально описані;

3) основні альтернативи та способи їх отримання мають бути демонстрованими;

4) припущення, зроблені для кожної альтернативи, мають бути визначені;

5) критерій, за допомогою якого виносяться судження про кожну альтернативу, має бути повністю визначений;

6) детальне подання даних, взаємовідносини між даними та процедурами, за допомогою яких дані мають бути оцінені, має бути частиною будь-якого рішення;

7) найважливіші альтернативні рішення та доводи, необхідні для пояснення причин виключення відхилених рішень, мають бути показані.

Ці вимоги не рівні за важливістю, точністю виразів або ступенем повноти та об'єктивності. Кожна вимога має самостійну цінність.

ПроПроте, виходячи зі змісту згаданих етапів вирішення нової проблеми, можуть бути використані методи: теорії пошуку та виявлення, теорії розпізнавання образів, статистики (зокрема, факторного аналізу), теорії експерименту, дослідження операцій та суміжні моделі (черги, запасів, ігрових ситуацій та ін), теорії поведінки (гомеостатичні, динамічні, самоорганізації та інші), теорії класифікації та впорядкування, синтезу складних динамічних систем, теорії потенційної досяжності, теорії авторегулювання, прогнозування, інженерної та когнітивної психології, штучного інтелекту та інженерії знань та суміжних з ними дисциплін , теорії організації, соціальної психології та соціології