2.1. Определение и общая характеристика основных структурно-логических элементов теории систем

2.1. Определение и общая характеристика основных структурно-логических элементов теории систем

Теория систем сформировалась как самостоятельное научное направление в середине 20 в. в связи с развитием крупных технических, человеко-машинных, экономических и других систем. Именно в таких системах (их относят к классам сложных или больших) возникают достаточно общие и наукоемкие задачи, результаты решения которых оказывают влияние как на развитие отраслей народного хозяйства, так и на жизнедеятельность многих людей.

Как спроектировать, разработать и внедрить в производство сложный программный или технический комплекс? Какую выбрать стратегию и планы развития отрасли? Как и что нужно сделать, чтобы усовершенствовать деятельность фирмы? Как разработать и внедрить комплексную систему автоматизации предприятия?

Ответы на подобные вопросы, несмотря на их различия, базируются на общих методах и приемах исследования систем. Само понятие «система» (см. гл. 1) выходит за рамки какой-то одной предметной области и являет собой нечто большее, чем некоторую организацию совместного существования объектов. Так же, как в математике известный метод решения уравнения позволяет решать различные реальные задачи, представимые этим уравнением, так и методы системного анализа являются инструментом решения широкого круга проблем в различных областях знаний. Теория систем составляет теоретическую и методологическую основу для разработки таких методов.

Процесс решения любой проблемы в теории систем представим следующими основными структурно-логическими элементами:

1. Цель или ряд целей, достижение которых будет означать, что проблема решена.

2. Средства, с помощью которых может быть достигнута цель.

3. Модель или модели, в которых с помощью некоторого языка (в том числе математики, формальной логики, обычного словесного, графического или машинного описания и т.п.) отображается связь между целями, средствами и результатами.

4. Критерий или критерии, с помощью которых сопоставляются в каждом конкретном случае цели, затраты, результаты и отыскивается наиболее предпочтительное решение.

5. Принятие решения, реализация которого обеспечивает при заданных ограничениях достижение цели с наименьшими затратами средств.

Степень структуризации проблемы в общей теории систем определяется тем, насколько хорошо выделены и осознаны указанные пять структурно-логических элементов. Именно от этого зависит возможность применения того или иного метода решения задач.

Рассмотрим кратко сущность и содержание каждого элемента. В последующих главах эти элементы будут исследованы более подробно.

Постановка цели является важнейшим этапом проведения любого исследования. Анализ проблем производства, совершенствование технологий бизнес-процессов, внедрение автоматизированной системы управления предприятием - все это начинается с четкого понимания цели работ. В теории систем цель определяется как желаемое состояние системы или результаты её деятельности. Независимо от специфики системы её цели всегда относятся к двум категориям – стабилизации и развитию.

Цели стабилизации направлены на сохранение достигнутого уровня развития и функционирования. Цели развития направлены на создание дополнительных ресурсов, которыми данная система не обладает, или достижение новых её состояний, к которым она стремится.

Процессу формирования (разработки) целей обычно предшествует составление сценария.

Сценарий – это качественное описание развития системы и её состояния в будущем для определённых, наиболее вероятных условий внешней среды. В сценарии шаг за шагом изложен наиболее вероятных ход событий. Это динамическая модель системы в будущем, составленная на основе прогнозов. Он дает возможность четко сформулировать цели деятельности, пути достижения этих целей.

Функция выбора целей имеет двойственную природу. Цель выступает как конечный результат процесса, существующий в представлении человека. И вместе с тем цель определяет способ и характер действий человека, направленных на получение конечного результата с наименьшими затратами средств. «Благо везде и повсюду зависит от двух условий, - писал Аристотель, - от правильного установления конечной цели и от выбора соответствующих средств, ведущих к конечной цели». Взаимодействие субъекта и объекта в структуре человеческой практики характеризуется диалектикой целей, средств и конечных результатов деятельности.

Средства достижения цели – это объективные предметы или действия, включенные в структуру целеполагающей деятельности и обеспечивающие получение отдельного результата.

Важно подчеркнуть, что средством те или иные предметы являются не сами по себе, а лишь в результате вовлеченности в систему деятельности. Превращаясь в средства, предметы не теряют вместе с тем своей принадлежности к миру объектов, существующих независимо от человеческого сознания и включенных в закономерные причинные связи идеальной цели объективно реальным миром.

Диалектика взаимоотношения цели и средства в том, что цель не только определяет тот или иной предмет как соответствующее ей средство, но и сама выступает как нечто содержательное, конкретное лишь в связи с отношением к средству. Взаимодействия целей и средств носят характер двусторонней детерминации. С одной стороны, в зависимости от поставленной цели осуществляется выбор средств для ее достижения. С другой стороны, та совокупность средств, которой общество располагает на данной стадии своего развития, в общем виде предполагает и спектр целей, достижение которых возможно и реально. Человечество ставит себе всегда только такие задачи, которые оно может разрешить.

Неправильный выбор средств предполагает невозможность достижения цели. Ценность средства зависит не от его собственной природы, а от его причинной связи с целью.

Модель (см. гл. 3) создается для изучения существенных свойств реальных систем (процессов) или управления ими. Модель огрубляет изображаемое и, как правило, отображает наиболее существенные стороны изучаемого объекта. При этом нужно следить, чтобы упрощения не препятствовали бы раскрытию сущности системы, не «обрубали» бы важных ее частей. Особенно широко применяется моделирование при анализе проблем и принятии решений в технике, экономике, экологии, а также других предметных областях. Это обусловлено в первую очередь тем, что проведение экспериментов на реальных объектах чрезвычайно затруднено, а в ряде случаев из-за нежелательных последствий и потери времени практически невозможно. Моделирование как метод научного исследования выступает в качестве важного этапа решения практических проблем, который позволяет получить дополнительные сведения об интересующих системах, проверить предлагаемые варианты решений или отыскать новые варианты решений.

Критерий (см. гл. 4) – это признак, условие, по которому выделяется наиболее предпочтительный вариант из различных вариантов решения, способов достижения поставленной цели - альтернатив.

Критерий, как правило, выражается математически, что позволяет использовать количественные оценки сравниваемых вариантов и количественно обосновывать лучшие решения. Это значит, что вместо субъективного и достаточно размытого выражения типа «этот вариант лучше двух других», можно заявить, что, например, «вариант Х лучше варианта Y на 20%, а варианта Z - на 25%» и дать такому заявлению аргументированное обоснование в виде математической формулы.

Критерий должен отвечать следующим основным требованиям:

- быть представительным, т.е. учитывать все главные стороны деятельности системы;

- быть чувствительным к изменению исследуемых параметров (показателей), т.е. при их сравнительно малых изменениях меняться в ощутимых пределах;

- быть по возможности простым, если только простота не наносит ущерб точности;

- быть эффективным в статистическом смысле, т.е. должен обладать сравнительно небольшой дисперсией и, следовательно, определятся с достаточной достоверностью и точностью;

- быть мерой эффективности системы (надежности, производительности и экономичности).

Желательно иметь единый критерий эффективности. Однако это не всегда удается и часто оказывается необходимо рассматривать ряд критериев вместо одного. При выборе критерия необходимо выполнять следующее условие: критерии, используемые для решения задач низшего уровня управления, должны соответствовать, логически совпадать с критериями, используемыми на следующем, более высоком уровне. Процесс формирования критериев должен идти сверху вниз при условии, что снизу вверх поступает необходимая информация. Следует подчеркнуть, что формирование системы критериев эффективности является краеугольным камнем теории систем. От правильного выбора критериев зависит научная и практическая ценность результатов определения и контроля эффективности систем.

Наряду с критерием часто используется еще один термин – «показатель». Показателем называют некоторую характеристику того или иного интересующего нас свойства объекта (процесса). Также говорят, что показатель есть характеристика, количественное выражение которой может показать насколько достигнута та или иная цель, насколько ярко выражено то или иное свойство.

Часто термин «критерий» используется также для обозначения показателя, по значению которого сравниваются альтернативы, или наилучшего значения которого добиваются. Например, сравнивая различные варианты производственных планов можно использовать критерий (показатель) ожидаемых трудозатрат и выбирать тот план, для которого ожидаемые трудозатраты меньше.

Решением (см. гл. 4) в теории систем называется выбор одной или нескольких альтернатив из множества возможных вариантов. Этот выбор осуществляется по некоторым критериям, которые позволяют оценивать альтернативы с точки зрения одной или нескольких целей. Критериям решения соответствуют определенные количественные или порядковые шкалы оценок (см. гл. 4). Для принятия решений необходимы:

- четко сформулированная цель;

- список альтернативных возможностей (стратегий);

- знание факторов, которые могут повлиять на последствия реализации выбранного варианта решения.

Решение, принимаемое по единственному критерию, называется простым. Критерий простого решения может быть представлен системой, состоящей из целевой функции и комплекса ограничений. Он может быть выражен также определенным профилем предпочтения позволяющим упорядочить альтернативу в смысле «лучше» - «хуже».

Наиболее важный тип решения – оптимальное решение, т.е. наилучшее по заданному критерию. Решение, которое удовлетворяет ограничениям, но необязательно является наилучшим, называется допустимым решением. Решение, которое является допустимым, лучше других (по заданному критерию), но необязательно оптимальным, называется рациональным, т.е. разумным решением.

Любое решение не является окончательным. Изменение условий и целей всегда могут поставить вопрос о корректировке принятого решения. Корректировка важна для успешного внедрения моделей в практику.

Решение, принимаемое по нескольким, не сводным к одному критериям, называется сложным (многокритериальным).
 

Читать дельше:

#a href="http://www.systematy.ru/articles/22_formirovanie_i_analiz_sistemyi_tseley_derevo_tseley_i_zadach"#2.2. Формирование и анализ системы целей. Дерево целей и задач#/a#