Системы и системные исследования
Для исследования крупных социально-экономических, информационно-технических и других проблем с неопределенностью развиваются различные прикладные направления, опирающиеся на теорию систем. В 70-е гг. XX в. их стали объединять общим термином «системные исследования». Под системными исследованиями понимается особая форма научно-технической деятельности, ориентированная на специфические методы описания, познания, создания сверхсложных объектов, представляющих собой различного рода системы.
Эти специфические методы познания требуют формирования системного мышления. Отсутствие системного мышления в руководстве приводит к катастрофическим последствиям. Перейдем к рассмотрению содержания понятий «системные исследования» и «система» (рис. 6.1).
Определение системы неоднозначно. В основе определений обычно используются понятия целостности и порядка. На основе понятия целостности имеются краткое и расширенное толкование категории «система».
Из рис. 6.1 следует, что проблемой является несоответствие между целью и результатом, обусловленное воздействием факторов на систему.
Система — это некоторая целостность, существующая и изменяющаяся во взаимодействии с ее окружением.
К системам можно отнести самые различные объекты: материальные и нематериальные, теоретические и реальные (рис. 6.2).
Может быть дано и более подробное определение понятия «система» — это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство, проявляющееся в возникновении новых интегративных качеств, не присущих образующим ее элементам.
На основе понятия порядка существуют такие толкования категории «система»:
а) определенный порядок, основанный на планомерном расположении и взаимной связи частей чего-либо;
б) принятый порядок, установление, распространяющееся на круг ка-ких-либо явлений, отношений;
в) обычный, привычный порядок чего-либо;
г) классификация, группировка;
д) совокупность принципов, служащих основанием какого-либо учения;
е) методы, приемы осуществления чего-либо.
Исходя из смысловых понятий, системные исследования могут трактоваться как исследования систем, так и исследования, осуществляемые в определенном порядке.
В ходе исследования системы возникают следующие вопросы.
1. Что есть система?
2. Что есть окружение системы?
3. Какие внутренние факторы влияют на появление проблемы?
4. Какие внешние и внутренние факторы вызвали проблему и какова между ними взаимосвязь?
5. Как решить проблему?
6. Как реализовать решение и проверить его эффективность?
Система характеризуется совокупностью терминов, содержание которых изложено в табл. 6.1.
Среди свойств, присущих системе, имеются такие, которые необходимы для ее существования как целостности.
Свойства, обеспечивающие сохранение целостности системы:
1) функциональная полнота;
2) устойчивость (гомеостатичность);
3) надежность;
4) управляемость.
Свойство функциональности обеспечивает изменение эффективности функционирования систем и опирается на полноту функций. Это означает, что целеустремленная система только тогда в состоянии самовоспроизводиться, выполнять свое предназначение и развиваться, если она обладает функциональной полнотой.
Важным свойством систем является свойство самосохраняемости в определенном диапазоне условий, которое называют также гомеостазом. Свойство гомеостатичности системы обусловливает наличие у ней также свойств устойчивости и надежности.
Для описания систем используется ее представление в виде множества параметров или структуры.
Параметрическое описание системы производится с помощью ее качественных и количественных характеристик, именуемых параметрами. Параметры составляют основу языков описания систем. ПРИМЕР: у =f(x).
Структурное описание системы осуществляется на основе ее представления структурой определенного вида. Виды структур:
— иерархическая;
— многоуровневая иерархическая структура;
— смешанные иерархические структуры;
— сетевая;
— матричная;
— структура с произвольными связями;
— вложенная структура.
Классификация систем осуществляется по множеству признаков и свойств, присущих системам:
— вид системы;
— размер системы;
— степень взаимодействия системы с внешней средой;
— степень свободы системы по отношению к внешней среде;
— продолжительность функционирования системы;
— уровень специализации системы.
Неполный охват свойств системы приводит к упрощению анализа и принятию некачественных управленческих решений. Кроме того, системообразующие свойства должны быть дополнены специфическими свойствами конкретных систем.
Виды систем и их классификация связаны с различными сферами функционирования этих систем и их деятельностью, а также масштабами и сложностью. По сферам функционирования можно выделить следующие системы:
— эколого-социоэкономические;
— информационно-технические;
— социально-технологические;
— социально-экономические;
— информационные;
— технологические;
— технические;
— экономические;
— социальные;
— экологические.
Содержание системных исследований
Системные исследования носят ярко выраженный междисциплинарный характер и выступают как современная форма синтеза научных знаний, что отражено на рис. 6.3. Интегратором методов исследования выступает система.
Главный методологический принцип системного исследования требует того, что любой исследуемый сложный объект следует рассматривать как целое, как систему.
Лишь при таких условиях могут быть выявлены причины возникающей проблемы системного характера, источники и направления ее развития.
Только на этой основе могут быть определены цели, способы и требуемые ресурсы для всестороннего решения проблемы. В таком случае весь процесс принятия решения может быть систематизирован и обеспечен методически. Данный принцип наиболее последовательно и инструментально реализован в теории систем и ее прикладном направлении — системном анализе.
Системные исследования имеют многослойную структуру и различные уровни знаний.
Для исследования системы необходимо:
— определить вид системы;
— определить проблему системы;
— описать систему;
— подобрать необходимый инструментарий (рис. 6.4).
Структура знаний, используемых в системных исследованиях, включает следующие уровни:
— философский;
— теоретический;
— методологический;
— технологический.
Эти уровни отражают иерархию системных исследований — философ-ско-мировоззренческую как раздел современной философии и собственно системную, включающую системный подход, общую теорию систем и системный анализ. В настоящее время системные исследования развиваются в широком спектре научных направлений и школ, объединяемых термином «системный анализ».
В классическом варианте системные исследования представляются основными компонентами, отраженными на рис. 6.5.
Термин «системные исследования» употребляется и в смысле определенного порядка проведения этих исследований (в этом контексте данный термин применим к любым исследованиям вообще, в том числе и к исследованию систем), а также в смысле исследования систем, что предполагает использование методологии системных исследований.
Для того чтобы исследовать систему, производится ее описание. Система представляется либо структурно (например, иерархической организационной, функциональной, информационной или другой структурой), либо параметрически — состоянием, отображающим изменения поведения системы через изменения ее параметров или структуры в различных условиях воздействия факторов (внутренних и внешних).
Компоненты описания системы. В любом системном исследовании система должна быть представлена:
— структурой и функциями, отражающими цель системы и обеспечивающими протекание внутренних процессов и реакцию на внешние воздействия;
— совокупностью протекающих в системе внутренних процессов и влияющих на нее процессов внешнего окружения',
— составом элементов, их функций и функциональных характеристик — морфологией',
— организованностью элементов (организацией) системы, охваченных функциональной структурой и рассматриваемыми процессами.
Процедура исследования системы включает несколько этапов (рис. 6.6).
Системные исследования имеют свои особенности, обусловленные объектом исследования (рис. 6.7).
Особенности исследования систем предполагают непрерывное развитие направлений исследования.
