Системного анализа

Системный анализ использует методы различных естественных и общественных наук. Но не утихают споры о том, чем является сам системный анализ: наукой, искусством или практическим видом деятельности. Видимо, истина лежит, как это нередко бывает, где-то посередине. Системный анализ – это несомненно, наука, обобщающая методологию исследования систем, выработанную различными дисциплинами. Кроме того, системный анализ – это искусство преодолевать сложности связанные со слабой структурированностью, неформализованностью задач. И, я считаю, системный анализ – это разновидность практической деятельности. Именно из потребности решать сложные большие проблемы в корпорациях, государственных системах, образовании и самой науке и возник системный анализ. В этом смысле системный анализ является как бы дополнением философии – его называют «прикладной диалектикой». Современный системный анализ можно охарактеризовать тремя видами деятельности: 1. Научное исследование вопросов, связанных с системой; 2. Проектирование новых систем или изменений в исследованной системе; 3. Внедрение в практику полученных результатов. Мы можем сформулировать определение современного системного анализа. Определение. Системный анализ – это теория и практика полного или частичного разрешения проблемных ситуаций, использующая диалектическую методологию на практике. В отличие от большинства классических наук, системный анализ концентрируется не столько на решении задачи, сколько на ее постановке! Недаром говорят: «сформулировать проблему – значит наполовину решить ее». Итак, системный анализ возник из практических потребностей исследования систем. Когда же бывает нужным исследовать реальные экономические, социальные, промышленные, административные и пр. системы? Как правило, когда эти системы функционируют не так, как хотелось бы заказчику исследования. Когда существует проблема, требующая решения! Когда проблема сформулирована, нужно предложить пути ее решения, то есть сформулировать цели. Заметьте, сформулировать проблему проще, чем определить цели. Проблема – это описание идеальной и реальной ситуации, а также различий между ними. Цели же описывают, что нужно сделать с реальной ситуацией, чтобы устранить проблему. Когда определены цели нужно ввести, критерии, как методы сравнения альтернатив. И наконец, следует задать множество альтернатив – способов решения проблемы. Альтернативы отвечают на вопрос как устранить проблему.

Мы описали неформализуемые этапы системного анализа:

1. Постановка проблемы;

2. Определение целей;

3. Выработка критериев;

4. Генерация альтернатив.

После того, как эти этапы выполнены, мы можем переходить к лучше формализованным процедурам моделирования, оптимизации, принятия решения, и пр. Рассмотрим каждый из четырех неформализуемых этапов подробнее. Например: Проблема: где именно построить районную поликлинику? На самом деле переформулируется: Как повысить качество медицинского обслуживания в районе? Причем при решении второй проблемы может оказаться, что новых зданий строить не придется! Кроме того, что исходная формулировка проблемы приблизительна, она и не полна! Любая реальная проблема не существует в отрыве от окружающей среды. Система, содержащая проблему, находится во взаимосвязи с другими системами (является надсистемой, подсистемой и пр.,). Таким образом, нам приходится иметь дело не с проблемой, а целым клубком проблем – проблематикой. Итак, этап формулирования проблемы связан именно с формулированием проблематики проблемосодержащей системы. Методика построения проблематики. Построение проблематики следует начинать с определения заинтересованных сторон: 1. Клиента - заказчика исследования; 2. Лиц, принимающих решение – тех, от кого зависит решение проблемы; 3. Активных участников – лиц, чьи действия потребуются для решения проблемы; 4. Пассивных участников – лиц, на ком скажутся последствия решения проблемы; 5. Самого системного аналитика и его сотрудников – их влияние должно быть минимальным на остальных заинтересованных лиц. Далее, проблематика строится в соответствии с диалектическим методом. Проблематика – это ответ на вопрос: «Какие текущие обстоятельства и прошлый опыт заставляют именно этих заинтересованных лиц, именно в данной культурной среде, включающей именно эти ценности, воспринимать данное состояние дел как проблему?»

Определение целей. Следующий этап после построения проблематики – это выявление целей. Цели в каком/то смысле являются антиподами проблем. Когда мы формулируем проблему, мы говорим, что нам не нравится. А для того, чтобы сформулировать цель нужно понять чего же мы хотим. И это, как правило, труднее сделать, чем построить проблематику. Основные трудности выявления целей:

1. Опасность подмены целей средствами. Формулировка говорит сама за себя. Приведем пример. Цель, сформулированная как создание нового университета, является средством достижения другой цели – увеличение количества вакантных мест для абитуриентов.

2. Влияние ценностей на цели. Для того, чтобы правильно сформулировать цели, следует принять во внимание систему ценностей заинтересованных сторон. Иначе, цели скорее всего будут сформулированы неправильно. Пример. Создание крупного парка может с равной вероятностью преследовать одну из двух целей: сохранение редких видов животных или создание охотничьих угодий. Правильный выбор цели будет продиктован системой ценностей заказчика и других заинтересованных сторон.

3. Опасность смешения целей. Часто очень трудно отличить те цели, достижение которых приводит к решению поставленных проблем наилучшим образом от личных целей лиц, участвующих в решении проблемы. Также нередко цели, действительно приводящие к устранению поставленной проблемы, трудно отличить от ложных целей. Пример. Предположим, мы хотим уменьшить число нарушений правил дорожного движения и увеличить число пойманных нарушителей. Существует два способа достижение нашей цели: 1) устраивать полицейские засады в местах наиболее вероятного нарушения правил 2) почаще открыто патрулировать улицы. Первый способ скорее всего позволит нам отловить больше нарушителей. Второй способ – напротив, отобьет желание нарушать правила. Таким образом, «уменьшение числа нарушителей» и «поимка максимального числа нарушителей» - это две разные цели, которые часто смешивают. Нам следует определиться чего же мы хотим в действительности! Главной проблемой, которая встанет в конце ХХ века Альберт Эйнштейн в свое время назвал «совершенство средств и смешение целей».

4. Изменение целей со временем. Изменение целей может происходить двумя путями. Первый – изменение формулировки целей вследствие лучшего понимания целей в процессе системного исследования. Второй – изменение содержания целей из-за изменений условий, влияющих на выбор целей. Некоторые цели могут меняться очень быстро, в связи с изменчивостью окружающего мира. Такими являются цели, которые мы ставим себе на каждый день. Другие цели могут оставаться неизменными на протяжении жизни поколений. Такими целями могут быть национальные программы.

Выработка критериев. Под критерием мы понимаем некоторый способ сравнения альтернатив. Критерии вводятся для того чтобы стало возможным применять математические методы принятия решений. Критерии отражают в какой степени для каждой альтернативы выражены наиболее важные для достижения поставленных целей свойства. Таким образом, набор критериев являются количественной моделью качественных целей. Такие модели ставят в соответствие цели некоторую систему ценностей (критериев). А каждой альтернативе – набор оценок (значений критериев), которые характеризуют в какой степени каждая альтернатива удовлетворяет данной системе ценностей.

Нетрудно видеть, что выработка критериев, как часто бывает при моделировании, - это скорее искусство, чем ремесло, для которого алгоритм известен. При выработке критериев следует иметь ввиду, что большинство задач в реальности не только имеют множественные цели, а для описания каждой цели обычно требуется выработка множественных критериев. Увеличение числа критериев является способом повышения адекватности моделирования исходной цели. Реальные задачи обычно многокритериальны! Попробуйте описать цель «повышение эффективности работы городского транспорта» через один единственный критерий! Однако, следует иметь в виду, что чем больше критериев вы вводите в задачу, тем сложнее будет ее решать. Увеличивая число критериев, мы снижаем простоту и обозримость моделирования исходной цели. Существуют исключительные случаи, когда один единственный критерий удачно характеризует цель. Так, качество лекций, оказывается, хорошо отражается числом студентов их посещающих! При выработке критериев можно следовать следующим рекомендациям:

1. Критерии должны описывать все важные аспекты цели, при этом критерии должны оставаться независимыми. Это достигается, например, если различные критерии измеряются в различных, непереводимых друг в друга единицах.

2. Критерии должны полно описывать цель. То есть, набор критериев и способ количественного измерения значений критериев должны составлять По-возможности полную модель цели. Рассмотрим пример. Любую проблемную ситуацию можно описать при помощи модели, состоящей из трех взаимодействующих систем:

1. проблемосодержащей системы – то есть, системы, в которой сложившаяся ситуация воспринимается как проблема;

2. проблеморазрешающей системы – то есть, системы, которая может повлиять на события так, чтобы проблема исчезла или ослабела;

3. окружающей среды, которая взаимодействует с обеими системами и накладывает естественные ограничения на доступные ресурсы.

В рассмотренной выше модели каждая система может иметь свои цели.

• Для проблемосодержащей системы характерны цели, достижение которых приводит к разрешению проблемы. Такие цели моделируются набором критериев, для каждой альтернативы характеризующих будет устранена проблема или нет. Например, для математической проблемы таким критерием может служить правильность решения.

• Для проблеморазрешающей системы – цели, наиболее экономного разрешения проблемы. Такие цели моделируются набором критериев, характеризующих для каждой альтернативы ресурсы, требуемые для решения проблемы. Обычно требуется минимизировать использование ресурсов. Например, в примере с решением математической проблемы таким критерием может быть время, затраченное на решение.

• Для окружающей среды – цели соблюдения законов природы при разрешении проблемы. Цели окружающей среды называют ограничениями, так как они ограничивают ресурсы доступные для решения проблемы. Эти ограничения накладываются как на те же ресурсы, что мы оптимизируем в целях проблеморазрешающей системы, так и на другие ресурсы, которые при моделировании целей проблеморазрешающей системы не рассматриваются. Например, при решении математической проблемы ограничением на доступные ресурсы может быть не только время, отведенное на контрольную работу, но и количество чистой бумаги, которая имеется в наличии для записи решения. Замечание. Основным отличием ограничений от других критериев является следующее. Тогда как обычные критерии способствуют выдвижению большего числа альтернатив, в поисках наилучшей, ограничения – напротив – уменьшают число доступных альтернатив. Любите ограничения, они облегчают нашу работу! Заметьте также, что если некоторыми обычными критериями можно пожертвовать в пользу упрощения задачи, ограничениями жертвовать нельзя. Ваше решение проблемы должно быть физически исполнимым! Однако, иногда имеет смысл уточнить правильно ли определены ограничения, ведь при некоторых ограничениях проблема может вообще не иметь решения!

Генерация альтернатив. В теории выбора, с которой мы познакомились, множество альтернатив считается заданным. Однако именно генерация идей (альтернатив) является ключевым этапом решения проблем. Ведь, если нет идей, то не из чего и выбирать! Генерация идей – по-настоящему творческий процесс. Формализовать его не удается. Но существуют несколько принципов, способствующих успешной генерации альтернатив.

1. Важно сознательно сгенерировать как можно больше альтернатив. Этого можно достичь, если, например:

a. Использовать специальную литературу;

b. Привлекать экспертов из разных областей;

c. Комбинировать альтернативы;

d. Модифицировать уже имеющиеся альтернативы;

e. Рассматривать даже кажущиеся глупыми альтернативы.

2. Работу по генерации идей нужно организовать с учетом факторов способствующих и тормозящих творческую деятельность. Выделяют внешние и внутренние факторы.

К внутренним факторам относятся:

a. Неправильное восприятие действительности;

b. Особенности мышления (инерционность, шаблонность, подсознательные самоограничения);

c. Эмоциональные преграды (агрессивность, боязнь критики, страх начальства, стеснительность и пр.)

К внешним факторам относят, например:

a. Погода;

b. Температура в помещении;

c. Насыщенность помещения кислородом;

d. Уровень шума в рабочем помещении;

e. Организация рабочих мест.

3. Если было получено очень большое число альтернатив, следует произвести «грубое отсеивание» альтернатив. При этом альтернативы не сравниваются количественно, а просто проверяются на наличие определенных «хороших» качеств и отсутствие какого либо «плохого» качества. К «хорошим» качествам можно, например, отнести:

a. Нечувствительность к небольшим изменениям внешних условий;

b. Надежность;

c. Многоцелевую пригодность;

d. Адаптивность, приспосабливаемость к изменениям внешних условий.

К «плохим» качествам можно, например, отнести несоответствие ограничениям; Предварительный отсев не стоит производить слишком жестко. Кроме общих принципов, полезных при генерации альтернатив, существуют целые методики, хорошо зарекомендовавшие себя на практике. Познакомимся с ними.