Принципы и методы системного анализа
Общие сведения
Системный анализ представляет собой комплексную методологию решения сложных проблем, основанную на рассмотрении объектов как целостных систем. Исторически и концептуально системный подход сформировался в середине XX века, опираясь на фундаментальные положения общей теории систем, разработанной Людвигом фон Берталанфи, и принципы кибернетики, заложенные Норбертом Винером. Изначально методология развивалась параллельно с эволюцией вычислительной техники, поскольку компьютерные сети представляют собой классический пример строгих формальных систем.
Специфика методов системного анализа заключается в применении нелинейных алгоритмов исследования. В процессе анализа рассматриваются все возможные способы достижения поставленной цели и стратегические альтернативы с обязательным учетом отдаленных последствий принимаемых решений. Данная дисциплина применяется в ситуациях, когда проблема не может быть решена исключительно математическими или детерминированными методами. В противном случае задача сводилась бы к машинной обработке данных без необходимости привлечения аналитиков.
В связи с высокой долей неопределенности целью системного проектирования является не столько создание окончательной, жесткой модели, сколько разработка адаптивной методики, позволяющей лицу, принимающему решения, гибко реагировать на изменения ситуации. Процедура системного анализа традиционно разделяется на три ключевых этапа. Первый этап заключается в строгом определении задачи и целеполагании. Без четко поставленной цели дальнейшее исследование лишается смысла. Второй этап — анализ и структуризация — предполагает разделение исследуемого класса явлений на саму систему, внешнюю среду и внутренние подсистемы, а также выявление информационных, входных и выходных потоков между ними. Третий этап включает построение математической модели и частичную или полную формализацию протекающих процессов.
Классификация
Инструментарий системного анализа классифицируется на две обширные группы: формальные (точные) и неформальные (экспертные) методы. Формальные методы применяются для работы с четко структурированными данными и включают в себя аналитические методы (высшая математика, математическое программирование, теория массового обслуживания), статистические методы (теория вероятностей для оценки рисков), а также логические, лингвистические, семиотические и графические методы (теория графов).
Неформальные методы используются в условиях нехватки объективных данных и базируются на интуиции, эмпирическом опыте и эвристике. Базовым инструментом здесь выступает метод экспертных оценок. Для преодоления проблемы когнитивных искажений и субъективности экспертов, склонных трактовать ситуацию в угоду личным, экономическим или корпоративным интересам, применяются специфические техники коллективной работы.
Метод мозгового штурма (мозговой атаки) направлен на преодоление стереотипов мышления. На начальном этапе снимаются все критические барьеры: фиксируются любые, даже самые радикальные идеи, касающиеся проблемы. Только после завершения генерации идей происходит их логическая структуризация и оценка эффективности.
Метод Дельфи представляет собой итеративную процедуру анкетного опроса. Экспертам анонимно раздаются анкеты для выдвижения решений без предварительной аргументации. Затем результаты обобщаются, обсуждаются, и формируются компромиссные варианты. Процедура может повторяться в три-четыре цикла до момента стабилизации мнений и выработки единого решения. Использование компьютерных систем позволяет значительно ускорить данный алгоритм.
К отдельной категории относятся структурные и морфологические методы, восходящие к лингвистике. Морфологические методы направлены на поиск всех возможных вариантов решения путем комбинирования различных признаков. В эту группу входят метод семантического покрытия поля (выделение опорных пунктов знаний), метод отрицания и конструирования, а также метод морфологического ящика, при котором объект рассматривается как система параметров с последующим анализом всех возможных матричных сочетаний факторов. Тесно связан с ними метод дерева целей, позволяющий формализовать сложные проблемы путем последовательного разбиения генеральной цели на подцели с привязкой к конкретным альтернативам и критериям.
Свойства
Методология системного анализа базируется на ряде фундаментальных принципов, которые определяют свойства создаваемых моделей. Принцип опоры на опытные данные требует обобщения наблюдаемых фактов и отказа от домыслов. В отличие от догматического мышления, подгоняющего реальность под заранее заданную схему, системный анализ выводит закономерности исключительно из объективной действительности.
Принцип оптимальности подразумевает выбор наилучшего пути развития системы на основе заданного критерия. Критерии оптимальности могут кардинально различаться в зависимости от типа системы и позиции наблюдателя: для коммерческого предприятия это максимизация прибыли, для научной лаборатории — достоверность полученных знаний, для социальной сферы — благоустройство общества. Несовпадение этих критериев у разных субъектов является фундаментальной причиной многих социально-экономических конфликтов.
Принцип системности требует рассматривать любой объект как комплекс взаимосвязанных элементов, где именно связи формируют целостность. Из этого вытекает принцип иерархии, предполагающий ранжирование связей по степени важности. Иерархия в реальных системах не является абсолютно жесткой; нижние уровни (например, отдельные производственные бригады на заводе) обладают определенной автономией и способны к самостоятельным действиям в нештатных ситуациях. Однако наличие такой нечеткости не отменяет самого факта иерархического подчинения.
Особое место занимает принцип формализации. Максимальное использование математического и формального аппарата необходимо для снижения уровня неопределенности. В системном анализе неопределенность рассматривается как деструктивный фактор, часто используемый в политических, демагогических или манипулятивных целях для оправдания некомпетентности или агрессии. Формализация привносит прозрачность и объективность, исключая силовое разрешение конфликтов и заменяя его строгим математическим расчетом.
Применение
Выбор конкретных методов системного анализа строго зависит от характера среды и степени стабильности протекающих процессов. Точные формальные методы, такие как построение графиков и диаграмм Ганта, демонстрируют высокую эффективность в операционном менеджменте при неизменных внешних условиях, когда трудовые процессы жестко регламентированы и распределены во времени.
В условиях непредсказуемой политической или экономической ситуации математическое планирование теряет свою точность, и приоритет отдается экспертным методам. Для их корректного применения создаются специализированные организационные структуры. Процедура включает формирование двух взаимодействующих групп: рабочей и экспертной. Руководитель процесса формулирует задачу и определяет качественный состав специалистов. При выборе экспертов решающее значение имеет не формальная должность сотрудника, а его реальный практический опыт и глубина понимания проблемы (например, опытный бригадир может оказаться более ценным экспертом, чем недавно назначенный руководитель подразделения).
Рабочая группа, состоящая из технических и аналитических специалистов, занимается сбором объективных цифр, подготовкой документации и математической обработкой результатов. Экспертная группа, изучая подготовленные материалы, генерирует идеи и выносит качественные оценки. Интеграция эмпирического опыта экспертов со строгой формальной обработкой результатов (например, методом парных сравнений или ранжирования) позволяет применять системный анализ практически в любых сферах управления предприятием, научного поиска и государственного планирования.
См. также
Проектирование систем Свойства и методы исследования систем Смотреть видео