Посмотрим, какой смысл в системный анализ вкладывают его авторы, как они объясняют это понятие
Понятие «системный» используется потому, что исследование такого рода в своей основе строится на использовании категории системы.
С одной стороны, системой называется та физическая реальность, по отношению к которой необходимо принять решения (любые естественные и искусственные объекты).
С другой стороны, в процессе системного анализа создается абстрактная и концептуальная система, описываемая с помощью символов или других средств, которая представляет собой определенное структурно-логическое устройство, цель которого — служить инструментом для понимания, описания и возможно более полной оптимизации поведения связей и отношений элементов реальной физической системы. Такого рода абстрактной системой может быть математическая, машинная или словесная модель или система моделей и т.д. В физической и соответствующей ей абстрактной системах должно быть установлено взаимооднозначное соотношение между элементами и их связями. В этом случае оказывается возможным, не прибегая к экспериментам на реальных физических системах, оценить различного рода рабочие гипотезы относительно целесообразности тех или иных действий, пользуясь соответствующей абстрактной системой, и выработать наиболее предпочтительное решение.
Термин «анализ» используется для характеристики самой процедуры проведения исследования, которая состоит в том, чтобы разбить проблему в целом на ее составляющие части, более доступные для решения, использовать наиболее подходящие специальные методы для решения отдельных подпроблем и, наконец, объединить частные решения так, чтобы было построено общее решение проблемы. Очевидно, что наиболее эффективно анализ может быть произведен лишь на основе системного подхода, который предусматривает не только органическое сочетание аналитического расчленения проблем на части и исследования связей и отношений между этими частями, но также делает особое ударение на рассмотрение целей и задач, общих для всех частей, и в соответствии с этим осуществляется синтез общего решения из частных решений. По сути дела, в системном анализе методы анализа и синтеза взаимно переплетаются, при осуществлении аналитической процедуры постоянно обращается внимание на способы объединения отдельных результатов в единое целое и влияние каждого из элементов на другие элементы системы.
Сегодня «системный анализ» в целом толкуется столь широко и неопределенно, что практически не может быть реализован в конкретных исследованиях. И видимо, не случайно, что сегодня еще нет возможности подобрать сквозной пример достаточно крупного завершенного системного исследования. Попытаемся разобраться в этом понятии.
Касаясь различных точек зрения на термин «системный анализ», специалисты выделяют два различных подхода.
Сторонники первого из них делают ударение на математику, т.е. на описание сложной системы с помощью формальных средств (блочных диаграмм, сетей, математических уравнений). На основе такого рода формального описания часто ставится математическая задача на отыскание оптимального проекта системы или наилучшего режима ее функционирования, т. е. нахождения максимума (или минимума) целевой функции системы (например, максимума прибыли, максимума числа выведенных из строя военных объектов, минимума времени выполнения операций, максимума надежности и т.п.) при заданных ограничениях на значения управляемых переменных.
Следует особо подчеркнуть, что составление блок-схем, характеризующих взаимосвязь и последовательность выполняемых операций, — это стадия, предшествующая любым расчетам на ЭВМ. Поэтому во многих случаях системным анализом стали называть любую работу такого рода, выполняемую специалистами, непосредственно занятыми обслуживанием ЭВМ.
Другой подход, который соответствует точке зрения «РЭНД-корпорейшн», во главу угла ставит логику системного анализа. В этом случае подчеркивается неразрывная связь системного анализа с принятием решения, и означающим выбор определенного образа или курса действий среди нескольких возможных альтернатив. Здесь системный анализ рассматривается прежде всего как методология уяснения и упорядочения или так называемой структуризации проблемы, которую предстоит решить с применением или без применения математики и ЭВМ. При этом в понятие «структуризации» вкладывается как пояснение реальных целей самой системы, альтернативных путей достижения этих целей и взаимосвязей между компонентами в процессе реализации каждой альтернативы, так и достижение углубленного понимания внешних условий, в которых возникла проблема, а отсюда ограничений и последствий того или иного курса действий. Логический системный анализ в той или иной степени дополняется математическими, статистическими и логическими методами, однако как сфера его применения, так и методология значительно отличаются от предмета и методологии формально-математических системных исследований.
Сначала системный анализ базировался главным образом на применении сложных математических приемов. Спустя некоторое время ученые пришли к выводу, что математика неэффективна при анализе широких проблем со множеством неопределенностей, которые характерны для исследования и разработки техники как единого целого. Об этом говорят многие ведущие специалисты-системщики. Поэтому стала вырабатываться концепция такого системного анализа, в котором делается упор преимущественно на разработку новых по своему существу диалектических принципов научного мышления, логического анализа сложных объектов с учетом их взаимосвязей и противоречивых тенденций. При таком подходе на первый план выдвигаются уже не математические методы, а сама логика системного анализа, упорядочение процедуры принятия решений. И видимо, не случайно, что в последнее время под системным походом зачастую понимается некоторая совокупность системных принципов.
Такому подходу, которого прежде всего будем придерживаться и мы, соответствует следующее наше определение.
Системный анализ — это взаимосвязанное логико-математическое и комплексное рассмотрение всех вопросов, относящихся не только к замыслу, разработке, производству, эксплуатации и последующей ликвидации современных ТС, но и к методам руководства всеми этими этапами с учетом социальных, политических, стратегических, психологических, правовых, географических, демографических, военных и других аспектов.
Чем же отличается системный анализ от других методов?
Основные отличия его от других более или менее формализованных подходов при обосновании управленческих решений сводятся к следующему:
рассматриваются все теоретические возможные альтернативные методы и средства достижения целей по жизненному циклу ТС (исследовательские, конструктивные, технологические, эксплуатационные и пр.), правильная комбинация и сочетание этих различных методов и средств;
альтернативы ТС оцениваются обязательно с позиции длительной перспективы (особенно для систем, имеющих стратегическое назначение);
отсутствуют стандартные решения;
четко излагаются различные взгляды при решении одной и той же проблемы;
применяются к проблемам, для которых не полностью определены требования стоимости или времени;
признается принципиальное значение организационных и субъективных факторов в процессе принятии решений, и в соответствии с этим разрабатываются процедуры широкого использования качественных суждений в анализе и согласовании различных точек зрения;
особое внимание уделяется факторам риска и неопределенности, их учету и оценке при выборе наиболее оптимальных решений среди возможных вариантов.
Повышенное внимание системотехников к факторам риска и неопределенности непосредственно вытекает из распространения системного анализа на перспективные проблемы. Если риск понимается как потенциальная изменчивость объективных характеристик анализируемых ТС , то неопределенность выражает отсутствие субъективных знаний о том, в какой форме проявятся эти явления.
Тенденция к системному анализу крупных проблем появляется только тогда, когда их масштаб возрастает до такой степени, что решения становятся сложными, трудоемкими и дорогостоящими. При обосновании таких решений, которые становятся предметом системного анализа, все большее значение приобретают факторы, рассчитанные вперед на 10—15-летний период. К факторам такого рода относятся прежде всего огромный рост капиталовложений на осуществление крупных программ, охватывающих длительный период, и все большая зависимость этих программ от результатов научных исследований и технических разработок.
Другой важной причиной необходимости учета длительной перспективы является стратегический характер самих целей, которые ставятся перед системным анализом и которые предопределяют политику правительства (или организации) на длительный период.
Важно отметить, что чем более общие и важные проблемы возникают перед руководителями различных уровней, тем больше возрастает значение системного анализа для их решения.
Где можно и нужно применять системный анализ?
Его применение определяется типом проблем, которые мы и рассмотрим.
Все проблемы в зависимости от глубины их познания подразделяются на три класса:
хорошо структурированные или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены настолько хорошо, что они могут быть выражены в числах и символах, получающих в конце концов численные оценки;
неструктурированные или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;
слабо структурированные или смешанные проблемы, которые содержат как качественные, так и количественные элементы, причем качественные малоизвестные и неопределенные стороны проблемы имеют тенденцию доминировать.
Для решения хорошо структурированных проблем используется методология исследования операций (ИО). Она состоит в применении математических моделей и методов {линейного, нелинейного, динамического программирования, теории массового обслуживания, теории игр и т.д.) для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями. Основная проблема применения методов исследования операций состоит в том, чтобы правильно подобрать типовую или разработать новую математическую модель, собрать необходимые исходные данные и убедиться путем анализа исходных предпосылок и результатов математического расчета, что эта модель отражает существо решаемой задачи.
В неструктурированных проблемах традиционным является эвристический метод, который состоит в том, что опытный специалист собирает максимум различных сведений о решаемой проблеме, вживается в нее и на основе интуиции и суждений вносит предложения о целесообразных мероприятиях.
При таком подходе отсутствует какая-либо упорядоченная логическая процедура отыскания решения, и специалист, выдвигающий определенные предложения, не может сколько-нибудь четко изложить способ, на основе которого он от совокупности разрозненных исходных сведений пришел к окончательным рекомендациям. При решении проблемы такой специалист полагается на имеющийся собственный опыт, на опыт своих коллег, на профессиональную подготовленность, на изучение аналогичных проблем методом ситуаций, но не на четко сформулированную методику.
К слабо структурированным проблемам, для решения которых предназначен системный анализ, относится большинство наиболее важных экономических, технических, политических и военно-стратегических задач крупного масштаба.
Типичными проблемами такого рода являются те, которые:
намечены для решения в будущем;
сталкиваются с широким набором альтернатив;
зависят от текущей неполноты технологических достижений;
требуют больших вложений капитала и содержат элементы риска;
внутренне сложны вследствие комбинирования ресурсов, необходимых для их решения;
для которых не полностью определены требования стоимости или времени.
При осуществлении системного анализа в процесс структуризации проблемы некоторые ее элементы-подзадачи получают количественное выражение, и отношения между всеми элементами становятся все более определенными. Исходя из этого, в отличие от применения методов ИО, при использовании системного анализа совсем не обязательна первоначальная четкая и исчерпывающая постановка проблемы, эта четкость должна достигаться в процессе самого анализа и рассматривается как одна из его главных целей. Задачи методов ИО могут быть поставлены в количественной форме и решены на ЭВМ. В противовес этому стратегические проблемы, состоящие в выработке долгосрочной политики, в области производства, как правило, не могут быть сформулированы как задачи ИО, Проблемы такого рода являются предметом системного анализа. Стратегические задачи не являются легко квалифицируемыми (т.е. выражаемыми количественно) по причине отсутствия однозначного критерия оптимальности для фирмы в целом и требуют при выработке решений привлечения субъективных суждений опытных руководителей и экспертов.
Подведем некоторые итоги по сути системного анализа.
Системный анализ связан с принятием оптимального решения из многих возможных альтернатив.
Каждая альтернатива оценивается с позиции длительной перспективы.
СА рассматривается как методология углубленного уяснения (понимания) и упорядочения (структуризации) проблемы.
В СА упор направлен на разработку новых принципов научного мышления, учитывающих взаимосвязь целого и противоречивые тенденции. Более конкретно — систематически на всех этапах жизненного цикла любой ТС осуществляется сопоставление альтернатив, по возможности в количественной форме, на основе логической последовательности шагов.
Обостряется интуиция специалистов.
Применяется в первую очередь для решения стратегических проблем.
Итак, СА — это совокупность методов и средств выработки, принятия и обоснования решений (при исследовании, создании и управлении ТС, в частности).
В чем заключаются новизна системного анализа, его основные преимущества и недостатки?
Новизна системного анализа заключается в том, что он рассматривает проблему в целом, с постоянным ударением на ясность анализа, на количественные методы и на выявление неопределенности. Новыми также являются схемы или модели, где связи не могут быть адекватно выражены с помощью математической модели.
Достоинство системного анализа состоит в том, что он позволяет систематически и эффективно сочетать суждения и интуицию экспертов в соответствующих областях.
Системный анализ должен рассматриваться не как противопоставление субъективным суждениям, а как структурная основа, которая обеспечивает использование суждений экспертов в разных областях для получения результатов, превосходящих любые индивидуальные суждения. Это его цель, и возможность этого он обеспечивает.
Но субъективность суждений, неточность знаний, интуитивность оценок и неопределенность сведений о природе и о действиях других людей приводят к тому, что на базе исследования можно добиться не больше, чем оценки некоторого преимущества выбора одной альтернативы по сравнению с другой.
Некоторые факторы социально-политического характера должны играть важную роль при разработке и выборе альтернатив. Однако в настоящее время не существует даже приближенных способов измерить эти факторы, и приходится их учитывать интуитивно.
Чрезвычайно важно заострить на неизмеримых факторах внимание ответственного руководителя, который принимает решения.
Недостатки системного анализа заключаются в следующем. Многие факторы, имеющие фундаментальное значение, не поддаются количественной обработке и могут быть упущены из рассмотрения или умышленно оставлены для последующего рассмотрения, а потом забыты. Иногда им может придаваться неправильный вес в самом анализе либо в решении, основанном на таком анализе.
Другая причина в том, что исследование может внешне выглядеть до такой степени научным и количественно точным, что ему может быть приписана совершенно неоправданная обоснованность, несмотря на то что она включает много субъективных суждений. Другими словами, мы можем быть так очарованы привлекательностью и точностью чисел, что просмотрим упрощения, сделанные для достижения этой точности, упустим анализ качественных факторов и преувеличим важность абстрактных вычислений в процессе решения. Но без анализа мы сталкиваемся с еще большей опасностью упущения улучшений тех или иных соображений и неправильного «взвешивания» отдельных факторов.
В чем заключается основное значение системного анализа?
В качестве основного и наиболее ценного результата системного анализа признается не количественное определенное решение проблемы, а увеличение степени ее понимания и возможных путей решения у специалистов и экспертов, участвующих в исследовании проблемы, и, что особенно важно, у ответственных лиц, которым предоставляется набор хорошо проработанных и оцененных альтернатив.
Полезность новых методов анализа и управления и в первую очередь системного анализа состоит в следующем:
в большем понимании и проникновении в суть проблемы: практические усилия выявить взаимосвязи и количественные ценности помогут обнаружить скрытые точки зрения за теми или иными решениями;
в большей точности: более четкое формулирование целей, задач... снизит, хотя и не устранит, неизбежно неясные стороны многоплановых целей;
в большей сравнимости: анализ (политика) может быть осуществлен таким образом, что планы для одной страны или района могут быть с пользой увязаны и сравнены с планами и политикой в отношении других районов; при этом можно выявить общие элементы;
в большей полезности, эффективности: разработка новых методов должна привести к распределению денежных ресурсов... более упорядоченным образом и должна оказать помощь в проверке ценности интуитивных суждений.
Значение методов системного анализа проиллюстрируем на одном примере. Но сначала вспомним, что основными задачами системного анализа являются определение всего набора альтернатив решения проблемы и их сравнение с точки зрения затрат и эффективности при достижении определенной цели. Всякая сложная проблема включает множество различных факторов, которые не могут быть охвачены одной дисциплиной. Поэтому целесообразно создавать междисциплинарные группы специалистов, имеющих знания и квалификацию в различных областях. При этом более важным является и то, что проблема выглядит по-разному в глазах экономиста, биолога, инженера и пр. и различные подходы, свойственные им, могут лучше способствовать отысканию решений.
Возникает необходимость рассматривать проблему с различных точек зрения, чтобы выяснить, какой именно подход или какая комбинация «специальных подходов» является наилучшей. Поясним это на примере: К управляющему большим административным зданием все возрастающим потоком поступали жалобы от работавших в этом здании служащих. В жалобах указывалось, что приходится слишком долго ждать лифта. Управляющий обратился за помощью к фирме, специализирующейся на подъемных системах. Инженеры этой фирмы провели хронометраж, показавший, что жалобы вполне обоснованы. Было установлено, что среднее время ожидания лифта превышает принятые нормы. Эксперты сообщили управляющему, что имеются три возможных способа решения задачи: увеличение числа лифтов, замена существующих лифтов быстроходными и введение специального режима работы лифтов, т.е. перевод каждого лифта на обслуживание только определенных этажей. Управляющий попросил фирму оценить все эти альтернативы и представить ему сметы предполагаемых затрат для реализации каждого из вариантов.
Через некоторое время фирма выполнила эту просьбу. Оказалось, что для реализации первых двух вариантов требуются затраты, которые, с точки зрения управляющего, не оправдывались доходом, приносимым зданием, а третий вариант, как выяснилось, не обеспечивало достаточного сокращения времени ожидания. Управляющий не был удовлетворен ни одним из этих предложений. Он отложил дальнейшие переговоры с этой фирмой на некоторое время, чтобы обдумать все варианты и принять решение.
Когда руководитель сталкивается с проблемой, кажущейся ему неразрешимой, он часто считает нужным обсудить ее с некоторыми своими подчиненными. В группу сотрудников, к которым обратился наш управляющий, входил один молодой психолог, работавший в отделе найма персонала, обслуживающего и ремонтировавшего это большое здание. Когда управляющий изложил собравшимся сотрудникам суть проблемы, этот молодой человек очень удивился самой ее постановке. Он сказал, что не может понять, почему служащие, которые, как известно, каждый день бесполезно теряют много рабочего времени, недовольны тем, что им приходится ждать лифта какие-то минуты. Не успел он высказать свое сомнение, как у него мелькнула мысль, что он нашел объяснение. Хотя служащие нередко бесполезно растрачивают свои рабочие часы, они в это время заняты чем-то хотя и непроизводительным, но зато приятным. А вот ожидая лифт, они просто томятся от безделья. При этой догадке лицо молодого психолога засветилось, и он выпалил свое предложение. Управляющий принял его, и спустя несколько дней проблема была решена при самых минимальных затратах. Психолог предложил повесить на каждом этаже у лифта большие зеркала. Эти зеркала, естественно, дали занятие ожидающим лифт женщинам, но перестали скучать и мужчины, которые теперь были поглощены разглядыванием женщин, делая вид, что не обращают на них никакого внимания.
Не важно, насколько достоверна эта история, но мысль, которую она иллюстрирует, чрезвычайно важна, Психолог рассматривал точно ту же проблему, что и инженеры, но он подошел к ней с других позиций, определяемых полученным образованием и интересами. В данном случае подход психолога оказался наиболее эффективным. Очевидно, что проблема была решена за счет изменения поставленной цели, которая же свелась не к сокращению времени ожидания, а к созданию впечатления, что оно стало меньше.
Таким образом, мы нуждаемся в упрощении систем, операций, процедур принятия решений и пр. Но этой простоты не так-то легко достичь. Это труднейшая задача. Старое высказывание: «Я пишу вам длинное письмо, так как у меня нет времени сделать его коротким», может быть перефразировано: «Я делаю это сложным, так как не знаю, как это сделать простым».
