Предмет системного анализа и его процедуры

Каков же выход? Ставить лишь такие цели, для  достижения которых используются лишь привычные средства в привычных  сочетаниях? Но такие цели рассчитаны на скромный результат, не свойственный современному рынку, да и в целом, человечеству, рвущемуся к прогрессу. Если же делать ставку на совершенно новые  средства, то результаты практически  невозможно прогнозировать, в чем  легко убедиться, вспомнив многие проблемы человечества в сфере политики, экономики, экологии и т.д.

Следует признать, что оптимален подход, синтезирующий, объединяющий оба. Не вдаваясь в детальное обоснование, опишем лишь конкретную методологию, позволяющую  использовать изложенные представления  на практике.

Формирование критериев

Критерий - это способ сравнения  альтернатив. Критерием качества альтернативы может служить любой ее признак, значение которого можно зафиксировать  в порядковой или более сильной  шкале. После того как критерий сформирован, т. е. найдена характеристика, которая  будет положена в основу сравнения  альтернатив, появляется возможность  ставить задачи выбора и оптимизации. Задача формирования критериев решается непосредственно после того, как  сформулированы цели системного анализа. Сформированные критерии в некотором  смысле должны заменять цели. От критериев  требуется как можно большее  сходство с целями, чтобы оптимизация  по критериям соответствовала максимальному  приближению к целям. Выполняя данный этап, необходимо осознавать, что критерии не могут полностью совпадать  с целями. Одной из причин этого  является то, что критерии и цели формулируются в разных шкалах: цели в номинальных, критерии в более  сильных, допускающих упорядочение. Определение значения критерия для данной альтернативы является косвенным измерением степени ее пригодности как средства достижения цели. Решая задачи системного анализа, возникает ситуация, когда невозможно предложить один критерий адекватно отражающий цель исследования. Даже одну цель редко удается выразить одним критерием, хотя к этому необходимо стремиться. Критерий как и всякая модель лишь приближенно отображает цель, адекватность одного критерия может оказаться недостаточной. Поэтому решение может состоять не обязательно в поиске более адекватного критерия, оно может выражаться в использовании нескольких критериев, описывающих одну цель по-разному и дополняющих друг друга. Еще более усложняется задача в случае, когда сформулировано несколько целей системного анализа, отражающих разные системы ценностей. В этом случае исследователь тем более вынужден формировать несколько критериев и в последующем решать многокритериальную задачу. Таким образом, можно отметить, что многокритериальность является способом повышения адекватности описания цели. Критерии должны описывать по возможности все важные аспекты цели, но при этом желательно минимизировать число необходимых критериев.

Генерирование перспектив

Составление перечня возможных  вариантов решения проблем (генерирование  альтернатив) является самым напряженным  творческим этапом системного анализа. Теория выбора исходит из того, что  задано множество альтернатив, т.е. считается, что уже имеется то, из  ч е г о  выбирать, и вопрос состоит в том,  к а к  выбирать. Более того, все направлено на поиск самой лучшей альтернативы в заданном множестве альтернатив, и если в это множество мы по каким-то причинам не включили действительно наилучшую, то никакие методы выбора ее не “вычислят”. Генерирование альтернатив, т.е. идей о возможных способах достижения цели, является настоящим творческим процессом.

СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧИСЛА  АЛЬТЕРНАТИВ.

Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтернатив. Для этого используются различные способы: а) поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе; б) привлечение нескольких квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт; в) генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени; и т.д.

СОЗДАНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ  УСЛОВИЙ.

При организации работы на этапе генерирования альтернатив  следует помнить о существовании  факторов, как тормозящих творческую работу, так и способствующих ей.

К внутренним факторам относят: а) последствия неправильного восприятия действительности; б) интеллектуальные преграды; в) эмоциональные преграды; и т.д.

Внешние факторы: физические условия, посторонние шумы, различные  неудобства и т.д.

Однако наиболее сильное  влияние на индивидуальное творчество оказывают общественные условия, общий  культурный фон, идейная атмосфера.

СПОСОБЫ СОКРАЩЕНИЯ ЧИСЛА  АЛЬТЕРНАТИВ.

При большом количестве альтернатив  рекомендуется произвести грубое отсеивание, не сравнивая альтернативы количественно, а лишь проверяя их на присутствие  некоторых качеств, желательных  для любой приемлемой альтернативы.

Рассмотрим некоторые  хорошо зарекомендовавшие себя на практике организационные формы генерирования  альтернатив.

МОЗГОВОЙ ШТУРМ.

Специально разработан для  получения максимального количества предложений. Техника мозгового  штурма такова. Собирается группа лиц, отобранных для генерации альтернатив; главный принцип отбора – разнообразие профессий, квалификации, опыта. Приветствуются любые идеи, категорически запрещается критика. Глупые идеи легко исключаются последующим анализом, производимым другой группой.

СИНЕКТИКА.

Предназначена для генерирования  альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче. Целью здесь является не количество альтернатив, а генерирование  небольшого числа альтернатив (даже единственной альтернативы), разрешающих  данную проблему. Суть синектики: формируется  группа из 5-7 человек, отобранных по признакам  гибкости мышления, практического опыта, психологической совместимости, общительности, подвижности. Группа ведет систематическое  направленное обсуждение любых аналогий с подлежащей решению проблемой, спонтанно возникающих в ходе беседы. Перебираются не только три  уже известных вида подобия (прямое, косвенное и условное), но и чисто  фантастические аналогии. В отличие  от мозгового штурма при использовании  синектики требуется специальная  и длительная подготовка.

РАЗРАБОТКА   СЦЕНАРИЕВ.

В некоторых проблемах  искомое решение должно определить реальное будущее течение событий. В таких случаях альтернативами являются различные последовательности действий и вытекающих из них событий, которые могут произойти в  будущем с исследуемой системой. Эти последовательности имеют общее  начало (настоящее состояние), но затем  возможные состояния различаются  все сильнее, что и приводит к  проблеме выбора. Такие гипотетические альтернативные описания того, что  может произойти в будущем, называют сценариями, а рассматриваемый метод – разработкой сценариев.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ   АНАЛИЗ

Простой и эффективный  способ генерирования альтернатив  – предложен Ф.Цвикки. Он состоит  в выделении всех независимых  переменных проектируемой системы, перечислении возможных значений этих переменных и генерировании альтернатив  перебором всех возможных сочетаний  этих значений.

ДЕЛОВЫЕ   ИГРЫ

Это имитационное моделирование  реальных ситуаций, в процессе которого участники игры ведут себя так, будто  они в реальности выполняют порученную им роль, причем сама реальность заменяется некоторой моделью.

Декомпозиция

Декомпози́ция – научный метод, использующий структуру задачи и позволяющий заменить решение одной большой задачи решением серии меньших задач. 

Декомпозиция – это закрепление  целей, задач, критериев их достижения и соответствующих числовых показателей за структурными элементами организации разного иерархического уровня. Были разработаны различные подходы декомпозиционных методов.  

На этапе декомпозиции, обеспечивающем общее представление о решаемой проблеме, осуществляются:

1. определение и декомпозиция общей цели исследования;
2. выделение проблемы из среды, определение её ближнего и дальнего окружения;
3. описание воздействующих факторов.

Наиболее часто декомпозиция проводится путём построения дерева целей и  дерева функций. Основной проблемой  при этом является соблюдение двух противоречивых принципов:

• полноты — проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне и подробно;
• простоты — всё дерево должно быть максимально компактным «вширь» и «вглубь».

Компромисс достигается с помощью  четырёх основополагающих понятий:

1. существенности — в модель включаются только компоненты, существенные по отношению к целям анализа;
2. элементарности — доведение декомпозиции до простого, понятного, реализуемого результата;
3. постепенной детализации модели;
4. интегративности — возможность введения новых элементов в основания и продолжение декомпозиции по ним на разных ветвях дерева.

Глубина декомпозиции ограничивается. Если при декомпозиции выясняется, что модель начинает описывать внутренний алгоритм функционирования элемента вместо закона его функционирования в виде «чёрного ящика», то в этом случае произошло  изменение уровня абстракции. Это  означает выход за пределы цели исследования системы и, следовательно, вызывает прекращение декомпозиции. 
В современных методиках типичной является декомпозиция модели на глубину 5-6 уровней. На такую глубину декомпозируется обычно одна из подсистем. Функции, которые требуют такого уровня детализации, часто очень важны, и их детальное описание даёт ключ к основам работы всей системы.  

        В общей теории систем доказано, что большинство систем могут быть декомпозированы на базовые представления подсистем. К ним относят: последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов, соединение с помощью обратной связи.  

        Проблема проведения декомпозиции состоит в том, что в сложных системах отсутствует однозначное соответствие между законом функционирования подсистем и алгоритмом, его реализующим. Поэтому осуществляется формирование нескольких вариантов (или одного варианта, если система отображена в виде иерархической структуры) декомпозиции системы.  

        Наиболее часто применяемые стратегии декомпозиции:

• Функциональная декомпозиция. Декомпозиция базируется на анализе функций системы. При этом ставится вопрос, что делает система, независимо от того, как она работает. Основанием разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых группами элементов.
• Декомпозиция по жизненному циклу. Признак выделения подсистем — изменение закона функционирования подсистем на разных этапах цикла существования системы «от рождения до гибели». Для жизненного цикла управления организационно-экономической системы выделяют этапы планирования, инициирования, координации, контроля, регулирования. Для информационных систем разделяют этапы обработки информации: регистрацию, сбор, передачу, обработку, отображение, хранение, защиту, уничтожение.
• Декомпозиция по физическому процессу. Признак выделения подсистем — шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояний. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов, результатом её часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Применять эту стратегию следует, только если целью модели является описание физического процесса как такового.
• Декомпозиция по подсистемам (структурная декомпозиция). Признак выделения подсистем — сильная связь между элементами по одному из типов отношений (связей), существующих в системе (информационных, логических, иерархических, энергетических и т. п.). Силу связи по информации можно оценить коэффициентом информационной взаимосвязи подсистем k= N/N0, где N — количество взаимоиспользуемых информационных массивов в подсистемах, N0 — общее количество информационных массивов. Для описания всей системы должна быть построена составная модель, объединяющая все отдельные модели.
• Декомпозиция по входам для организационно-экономических систем. Признак выделения подсистем: источник воздействия на систему, это может быть вышестоящая или нижестоящая система, а также существенная среда.
• Декомпозиция по типам ресурсов, потребляемых системой. Формальный перечень типов ресурсов состоит из энергии, материи, времени и информации (для социальных систем добавляются кадры и финансы).
• Декомпозиция по конечным продуктам системы. Основанием могут служить различные виды продукта, производимые системой.
• Декомпозиция деятельности человека. Выделяется субъект деятельности; объект, на который направлена деятельность; средства, используемые в процессе деятельности; окружающая среда, все возможные связи между ними.