Основы системного анализа

Основоположником теории систем считается Л. фон Берталанфи, который в 30-е гг. XX века предложил концепцию открытой системы; до Берталанфи, в начале XIX века наш соотечественник А. А. Богданов начал развивать системное направление в управлении; однако в силу исторических причин предложенная им всеобщая организационная наука тектология не нашла распространения и практического применения; потребности практики почти одновременно со становлением теории систем привели к возникновению направления, названного исследованием операций; применительно к задачам управления в определенный период более широкое распространение получил термин кибернетика, введенный М. А. Ампером и принятый для названия новой «науки об управлении в живых организмах и машинах» Н. Винером; наиболее конструктивным из направлений системных исследований считается системный анализ, который впервые появился в работах корпорации RAND в связи с задачами военного управления в 1948 г., а в отечественной литературе получил распространение после перевода книги С. Оптнера «Системный анализ деловых и промышленных проблем»[4].

Существует немало определений понятия «система» (см. В. Н. Волкова «Из истории теории систем и системного анализа» (СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2001, 2004– http://tsisa.ru/history/2/3/). Если объединить самые существенные моменты, то, с точки зрения автора лекций, можно сформулировать следующее определение: конечное множество функциональных элементов и причинно-следственных связей между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала с учетом субъективного взгляда лица принимающего решения (наблюдателя).

Как правило, для любой системы характерны следующие общие свойства:

1. Наличие хотя бы одного элемента.

2. Наличие связей между элементами системы.

3. Наличие цели, к достижению которой стремиться развивающаяся система. Общая цель развития системы, наряду со связанностью ее элементов, создает ее целостность.

4. Дополнительная эффективность развития системы (эмержентность), которая создается благодаря ее функционированию именно как единого целого.

5. Структурность, иерархичность, подчиненность структурных единиц.

6. Открытость: каждая система имеет вход и выход.

7. Динамичность: прогрессивная и регрессивная. Во втором случае система расподается.

Методика системного анализа разрабатывается и применяется, если у лица принимающего решение (ЛПР) нет необходимых сведений об определенной ситуации, позволяющих ее формализовать и найти решение задачи. В этой ситуации помогает представление объекта в виде системы, привлечение экспертов в различных областях знаний, организация мозговых атак и т. д. Рекомендуется применять различные методы описания систем для создания наиболее эффективного набора методов для данной задачи. Для организации такого процесса определяется часть этапов, выбираются методы для этих этапов, определяются ключевые точки. Часть выделенных и упорядоченных этапов с методами их выполнения представляет собой методику системного анализа. Методика должна помочь в обосновании полноты анализа и формировании модели принятия решений. Чаще всего в методике сочетаются методы из МАИС (методы активизации интуиции специалистов) и из МФПС (методы формального представления систем).

Системный анализ возник в эпоху разработки компьютерной техники. Успех его применения при решении сложных задач во многом определяется современными возможностями информационных технологий. Н.Н. Моисеев приводит, по его выражению, довольно узкое определение системного анализа: «Системный анализ — это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем — технических, экономических, экологических и т.д. Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т.д. Поэтому истоки системного анализа, его методические концепции лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений: теории операций и общей теории управления».

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;

неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;

слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.

Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математической модели (например, задачи линейного, нелинейного, динамического программирования, задачи теории массового обслуживания, теории игр и др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.

Для решения слабо структурированных проблем используется методология системного анализа, системы поддержки принятия решений (СППР). Рассмотрим технологию применения системного анализа к решению сложных задач.

Процедура принятия решений включает следующие основные этапы:

формулировка проблемной ситуации;

определение целей;

определение критериев достижения целей;

построение моделей для обоснования решений;

поиск оптимального (допустимого) варианта решения;

согласование решения;

подготовка решения к реализации;

утверждение решения;

управление ходом реализации решения;

проверка эффективности решения. [5]

Основные усилия системного специалиста направлены на выявление и постановку проблемы, её анализ и формализацию, построение множества альтернативных способов решения и выбор наиболее эффективных. Системный аналитик должен уметь оценивать последствия принятых решений, управлять, планировать, внедрять новые информационные технологии, строить и исследовать системные модели[6].

Алгоритм проведения системного анализа отличается у разных авторов.

Методика по Оптнеру:

идентификация симптомов;

определение актуальности проблемы;

определение цели;

вскрытие структуры системы и ее дефектных элементов;

определение структуры возможностей;

нахождение альтернатив;

оценка альтернатив;

выбор альтернативы;

составление решений;

признание решения коллективом исполнителей и руководством;

запуск процесса реализации решения;

управление процессом реализации решения;

оценка последствий реализации.

Методика по Квейду:

постановка задачи – включает определение проблемы, выявление целей и определение границ задачи;

поиск – включает сбор сведений и определение альтернативных средств достижения целей;

толкование – построение модели и ее использование;

реализация – агрегирование предпочтительной альтернативы или курса действий;

подтверждение – экспериментальная проверка решения.

Методика Янга:

определение целей организации;

выявление проблем организации;

исследование проблем и постановка диагноза;

поиск решения проблемы;

оценка всех альтернатив и выбор наилучшей;

согласование решений в организации;

утверждение решения;

подготовка к вводу;

управление применением решения;

проверка эффективности решения.

Методика Голубкова:

постановка задачи;

исследование;

анализ;

предварительное суждение;

подтверждение;

окончательное суждение;

реализация принятого решения.

Методика Черняка:

анализ проблемы;

определение системы;

анализ структуры системы;

формирование общей цели и основного критерия;

декомпозиция цели, выявление потребности в ресурсах, процессах;

выявление ресурсов и процессов, композиция цели;

прогноз и анализ будущих условий;

оценка целей и средств;

отбор варианта;

диагноз существующей системы;

построение комплексной программы развития;

проектирование организации для достижения цели.

Методики Квейда, Оптнера и Голубкова больше внимания уделяют разработке и исследованию альтернатив принятия решений. Черняк акцентирует внимание на агрегировании и структуризации целей. У Янга особое внимание уделено процессу реализации принятого решения (Материал из Википедии — свободной энциклопедии по теме системный анализ// http://ru.wikipedia.org).

Алгоритм системного подхода в АХД см. в первом вопросе лекции 4 «Метод и методика проведения анализа и диагностики деятельности предприятия: основные принципы анализа, приемы анализа». Методику работы с экспертами см. в лекции 8 методы экспертных оценок в АДФХД.