Для обобщения дисциплин, связанных с исследованием и проектированием сложных систем, используется термин «системные исследования».
Системный подход реализует принципы теории систем. Во многих источниках термин «системный подход» и прикладная теория систем используются как синонимы.
Принципы системного подхода
Принцип - это обобщенные опытные данные, это закон явлений, найденный из наблюдений. Поэтому их истинность связана только с фактом. В формулировке принципов существует некоторый элемент условности, связанный с общим уровнем развития науки в данную историческую эпоху. Поэтому происходит постепенное уточнение принципов, но не их отмена или пересмотр.
Метод - это возможный альтернативный способ решения задач, исходя известных принципов.
Принцип - это постоянно и последовательно применяемый метод.
Принцип мы не выбираем, мы ему следуем постоянно.
Наиболее часто к системным причисляют следующие принципы (11):
1. конечной цели;
2. измерения;
3. эквифинальности;
4. единства;
5. связности;
6. модульного построения;
7. иерархии;
8. функциональности;
9. развития (историчности, открытости);
10. децентрализации;
11. неопределенности.
Принцип конечной цели.
Это абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели.
Принцип конечной цели имеет следующие правила:
- для проведения системного анализат необходимо, в первую очередь, сформулировать целиисследования;
- анализ следует вести на базе первоочередного уяснения основной цели системы, что позволит определить ее основные существенные свойства, показатели качества и критерии оценки;
- при синтезе систем любая попытка изменения должна оцениваться относительно того, помогает или мешает она достижению конечной цели.
Принцип измерения.
Для определения эффективности функционирования системы надо представить ее как часть более общей системы и проводить оценку внешних воздействий на исследуемую систему относительно целей и задач надсистемы.
Принцип эквифинальности.
Система может достигнуть требуемого конечного состояния независимо от времени. Достижение этого состояния определяется исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями. Это форма устойчивости по отношению к начальным и граничным условиям.
Принцип единства.
Это совместное рассмотрение системы как целого и как совокупность частей (элементов). Принцип ориентирован на «взгляд внутрь» системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе.
Принцип связности.
Исследование любой части системы совместно с ее окружением подразумевает проведение процедуры выявления связей между элементами системы и учет внешней среды. В соответствии с этим принципом систему, в первую очередь, следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой надсистемой.
Принцип модульного построения.
Полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей. Принцип указывает на возможность вместо части системы исследовать совокупность ее входных и выходных воздействий (первоначально абстрагироваться от излишней детализации).
Принцип иерархии.
Введение иерархии частей и их ранжирование упрощает порядок рассмотрения систем и, как следствие, разработку системы.
Принцип функциональности.
Совместное рассмотрение структуры и функций с приоритетом функций над структурой. Принцип утверждает, что любая структура тесно связана с функцией системы и ее частей. При придании системе новых функций полезно пересматривать ее структуру, а не пытаться втиснуть новую функцию в старую схему. Поскольку выполняемые функции составляют процессы, то целесообразно рассматривать отдельно: процессы, функции, структуры. В свою очередь, процессы сводятся к анализу потоков различных видов:
- материальный,
- энергии,
- информации.
С этой точки зрения структура есть множество ограничений на потоки в пространстве и во времени.
Принцип развития.
Это учет изменяемости системы, ее способности к развитию, адаптации, расширению, замене частей, накапливанию информации. В основу систематизированной системы требуется закладывать возможность развития, наращивания, усовершенствования.
Принцип децентрализации.
Это сочетание в сложных системах централизованного и децентрализованного управления.
Принцип неопределенности.
Это учет неопределенностей и случайностей в системе.
Перечисленные принципы обладают очень высокой степенью общности.
При этом процесс управления расчленяется на следующие элементы:
- выявление и обоснование конечных целей и уже на этом основании - промежуточных целей и задач, которые необходимо решать на каждом данном этапе;
- выявление и сведение в единую систему частей решаемой задачи, ее взаимосвязей с другими задачами и объектами, а также последствий принимаемых решений;
- выявление и анализ альтернативных путей решения задачи в целом и ее отдельных элементов (подзадач), сравнение альтернатив с помощью соответствующих критериев, выбор оптимального решения;
- создание (или усовершенствование) структуры организации, призванной обеспечить выполнение принимаемой программы, с тем, чтобы она с наибольшим эффектом обеспечивала реализацию принимаемых решений;
- разработка и принятие конкретных программ финансирования и осуществления работ - как долговременных, так и средне- и краткосрочных.
Системный анализ
Системный анализ - совокупность методологических средств, используемых для исследования процессов подготовки и обоснования управленческих решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного и технического характера.
Он опирается на системный подход, а также на ряд математических дисциплин и современных методов управления.
Основная процедура в системном анализе – построение обобщенной модели, отображающей взаимосвязи реальной ситуации.
Техническая основа системного анализа - вычислительные и информационные системы.
Системный анализ, его история.
Первый этап. Рождение системного анализа (СА) — заслуга знаменитой фирмы «РЭНД Корпорейшн» (1947 г.) — Министерство Обороны США.
1948 г. — группа оценки систем оружия
1950 г. — отдел анализа стоимости вооружения
1952 г. — создание сверхзвукового бомбардировщика В-58 было первой разработкой, поставленной как система.
Системный анализ требовал информационного обеспечения.
Первая книга по системному анализу, не переведенная у нас, вышла в 1956 г. Ее издала РЭНД (авторы А. Канн и С. Монк). Через год появилась «Системотехника» Г. Гуда и Р. Макола (издана у нас в 1962 г.), где изложения общая методика проектирования сложных технических систем.
Методология СА была детально разработана и представлена в вышедшей в 1960 г. книге Ч. Хитча и Р. Маккина «Военная экономика в ядерный век» (издана у нас в 1964 г.). В 1960 г. выходит один из самых лучших учебников по системотехнике (А. Холл «Опыт методологии для системотехники», переведена у нас в 1975 г.), представляющий техническую разработку проблем системотехники.
В 1965 г. появилась обстоятельная книга Э. Квейда «Анализ сложных систем для решения военных проблем» (переведена в 1969 г.). В ней представлены основы новой научной дисциплины — анализа систем (метод оптимального выбора при решении сложных проблем в условиях неопределенности — переработанный курс лекций по анализу систем, прочитанный работниками корпорации РЭНД для руководящих специалистов Министерства обороны и промышленности США).
В 1965 г. вышла книга С. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем» (перевод 1969 г.).
Второй этап исторического развития системного подхода (проблемы фирм, маркетинг, аудит и т.д.)
I период — исследование конечных результатов системного подхода.
II период — начальные стадии, выбор и обоснование целей, их полезности, условий
осуществления, связей с предыдущими процессами
Системные исследования
- I этап — Богданов А.А. — 20-е гг., Бутлеров, Менделеев, Федоров, Белов Н.В.
- II этап — Л. фон Берталанфи — 30-е гг.
- III этап — Рождение кибернетики — системные исследования получили новое рождение на солидной научной базе (Н.Винер, К.Шеннон, А.Берг, В.Глушков и др.).
- IV этап — оригинальные варианты общей теории систем, имеющие общий математический аппарат — 60-е гг.
Менделеев Дмитрий Иванович (1834 – 1907) –Периодическая система элементов.