Принципы системного анализа и принятия решений

Системный подход и системный анализ. В основе методов анализа и исследования систем управления лежит принцип идеализации как мыслительный процесс создания идеальных объектов посредством изменения свойств реальных предметов. Идеализированные свойства систем управления формализуются в виде комплекса системно-аналитических технологий, включающих философские, математические, физические, химические и другие технологии, адекватные модели и методы, системного анализа и принятия решений. Важными элементами исследования являются подходы, основанные на декомпозиции и агрегировании. Декомпозиция — аналитический или численный метод исследования на основе разделения сложного целого (систем, подсистем и т. п.) на более простые составные части, используя для этого определенные критерии. В системном анализе широко используется «триадные модели» (триады), включающие задание целей, средств и результатов. «Дерево целей» — структурированная и построенная по иерархическому принципу ранжированная по уровням совокупность целей системы, программы, плана, в которой выделены: главная цель («вершина дерева»), подчиненные ей подцели первого, второго и т. д. уровней («ветви дерева»).

Аналогично можно ввести обобщенные понятия средств достижения целей. Тогда «дерево средств» можно определить как иерархическую совокупность средств, согласованно распределенных по уровням иерархической или другой структуры системы управления инновационной деятельностью. При этом можно задать оператор или совокупность операторов, позволяющих обеспечить достижение необходимых целей. В итоге можно сформулировать «дерево результатов». Системно-аналитические технологии можно сформулировать как основные методологические приемы, которые целесообразно использовать при решении задач системного анализа. Применение методов системного анализа при принятии решений в условиях неопределенности требует формулировки алгоритмов (схем) обработки вариантных экспертных оценок. «Системный анализ» предполагает разделение проблемы на подпроблемы с последующим рассмотрением этих подпроблем.

Общая характеристика принципов системного анализа дается в виде схемы. Рассмотрим основные качественные характеристики принципов.

а. «Структурный принцип». Данный принцип предусматривает рассмотренные задач с позиций полного сохранения качественных характеристик всей системы в целом. При этом необходимо обеспечивать полноту анализа проблемы, чтобы не потерять качественные или количественные свойства при разделении или объединении частей целого.

Декомпозиция проблемы и агрегирование подпроблем является одним из важнейших принципов:

• — декомпозиция предполагает анализ и получение оценки проблемы на основе изучения свойств ее частей;
• — агрегирование — метод исследования на основе объединения подзадач в единую задачу.

Примером декомпозиции может служить разделение сложной динамической системы на подсистемы и анализ ее по частям. Пример агрегирования — объединение совокупности координат в агрегаты (сборки) координат, что позволяет упростить анализ. Пример агрегирования в динамических системах — квадратичные функции Ляпунова, линейные формы и другие типы агрегатов. Каждый подход порождает эффективные процедуры анализа, а применительно к динамическим системам обусловливает создание метода векторных функций Ляпунова.

б. «Взаимосвязанность и согласованность подпроблем» необходима для учета всех свойств целого, разделенного на части. Обычно свойства частей определяются соответствующими характеристиками или параметрами, свойства связей определяют условия для достижения целей или выполнения ограничений. Взаимные связи могут порождать соответствующие принципы учета при управлении:

• — принцип согласования взаимодействий;
• — принцип развязывания взаимодействий;
• — принцип прогнозирования взаимодействий.

в. «Принцип целеполагания и ограничения». Целеполагание относительно проблемы и подпроблем является важным принципом, обуславливающим необходимость задания цели при выполнении системного анализа проблемы. Заданные цели, а также множества целей в случае рассмотрения подпроблем позволяют осознать существо решения проблем, ограничения и направленность в принятии решения. Методика формулировки целей неразрывно связана с заданием ограничений. Цели и ограничения — главные категории принципа целеполагания, используемые для формулировки задач.

Разрешимость проблемы и подпроблем — важный принцип системного анализа, который предполагает необходимость рассмотрению вопроса о существовании решения до начала решения проблемы. Весьма важно решить проблему существования решения в случае использования принципов и методов системного анализа. Естественно, что в случае декомпозиции и агрегирования проблема анализа разрешимости принимает специфические формы, для которых должны использоваться соответствующие методы. Достаточно вспомнить метод декомпозиции Данцига-Вульфа и другие варианты метода декомпозиции.

г. «Принцип допустимости, рациональности и оптимальности». Этот принцип позволяет анализировать проблемы, исходя из достижения все более сложных целей и задач. Однако при этом на первом этапе важно сформулировать условия допустимости для того или иного разделения проблемы на полпроблемы.

Достижение оптимальности не всегда является возможным на практике, и в такой ситуации следует иметь в виду, что конструктивным часто бывает обеспечение рациональности, или, другими словами, приемлемости решений. Рациональное (приемлемое) решение, обладающее свойства грубости (сохранения свойств при изменении условий), бывает предпочтительное оптимальному решению, которое может не являться грубым.

д. «Принцип ориентации на качественный результат».

Этот принцип позволяет определить качественные свойства проблемы или подпроблемы и направить процессы анализа или синтеза в требуемое направление. Характерно, что понимание значимости качественного результата на практике встречается не всегда. Это связано с высокими требованиями к специалистам, которые могут получить качественные результаты, позволяющие сделать надежные выводы без многочисленных экспериментов. Вместе с тем получение качественных результатов невозможно без использования соответствующих методов. Важное место здесь занимает ассоциирование формальных методов содержательных задач.

е. «Интегрированный триадный принцип — «целеполагание-средство-результат» и его варианты. Данный принцип требует рассмотрения проблемы в обобщенном варианте, когда анализируется соответствия между главными составляющими схемами принятия решений. Характерно, что в эффективном варианте имеет место согласование целей, средств и результата. В противном случае могут иметь место следующие ситуации:

• — соответствие целей и средств достижения целей;
• — несоответствие целей и средств достижения целей;
• — соответствие целей и результатов;
• — несоответствие целей и результатов;
• — соответствие средств и результатов;
• — несоответствие средств и результатов.

Рассмотренная группа ситуаций является относительно полной в выбранной «триадной конструкции» — «цели-средстварезультаты». В «n-арной конструкции» принятия решений совокупность ситуаций существенно возрастает, что приводит к усложнению процесса принятия решений. В этом случае, как и в «триадной» схеме, возможно применение матричных характеристик схемы принятия решений. Анализ согласованности между отдельными элементами схемы принятия решений является основным инструментом корректности процедуры принятия решений в целом. В этой связи необходимо дополнить следующим принципом.

ж. «Принцип идентификация согласованности «целейсредств-результатов». Идентификация необходима для обеспечения корректности схемы принятия решений. В противном случае могут рассматриваться несогласованные элементы, когда цели не соответствуют средствам, либо средства не согласованы с целями. В ряде случаев возможны следующие ситуации:

• — соответствие целей средствам, которые требуется идентифицировать;
• — соответствие средств необъявленным целям, которые необходимо идентифицировать для обеспечения корректности схемы принятия решений с учетом идентифицированных целей;
• — ситуации несогласованности, которые поддаются идентификации или формированию вариантов целей и средств.

Последние рассуждения поясняют смысл предлагаемого принципа идентификации, применение которого позволяет раскрыть необъявленные, но реальные цели, средства, предлагаемые при принятии решений.

Рассмотренные принципы будут использованы при изложении методов системного анализа, причем последние будут играть двойную роль:

• — с одной стороны, они могут выступать как методы непосредственного анализа;
• — с другой стороны, служить инструментом при получении исходных системных оценок для различных вариантов решений.

Однако общая процедура обработки оценок может основываться на изложенные принципы, составляющие определенную «философию» процедур принятия решений. Инновационный анализ организационных структур является важной составляющей современного исследования. В настоящее время наука рассматривает развивающиеся системы, все процессы в которой взаимосвязаны. Этому представлению соответствует новая тенденция в процессе познания — целостное, или системное, мышление, которая развивается, в частности и в менеджменте, в виде концепции системного управления. Проблемы управления в настоящие время нельзя решить на основе жестких дисциплинарных подходов, так как они носят системный характер и требуют применения адекватной парадигмы. Суть системного подхода для анализа и исследования систем управления инновационной деятельностью состоит в последовательном учете того, что активные системы — интегрированные целостности, свойства которых не идентичны свойствам составляющих систем. Более того, системные свойства разрушаются, если система разделяется на составляющие элементы. Отдельные составляющие активных систем взаимозависимы и взаимодействуют между собой. В результате этого взаимодействия и взаимозависимости частей формируют специфику целостности системы. Следовательно, современный системный подход требует познания отдельных элементов на основе анализа динамики системы в целом. Фокус изучения переносится с элементарных блоков на фундаментальные принципы организации, иными словами, происходит смещение интереса к изучению целого, но при сохранении интереса к изучению частей. Современная концепция системного управления предполагает использования ряд положений, базирующихся на общих свойствах активных систем:

з. «Принцип стабильности и изменчивости». Свойство активных систем — высокая стабильность, которая достигается не жесткими, а гибкими нелинейными обратными связями. В социальных системах вариативность (как способность к изменениям) — основополагающие свойства, которые, согласно принципу социального дарвинизма, обеспечивают гибкость и адаптивность, необходимые для приспособляемости к условиям внешней среды. Способы взаимодействия, методы работы и установившиеся связи формирует уникальный стиль организации, ее индивидуальность. Стремление поддерживать устойчивые взаимоотношения с постоянно меняющейся внешней средой невозможно без адекватных изменений во внутренней структуре организации. Из этого рассуждения следует: чтобы сохранить свою индивидуальность, необходимо адаптироваться в соответствии с целями личности. Таким образом, можно сказать, что активные системы обретают стабильность в процессе постоянных изменений, поскольку сохраняют себя как целое путем адаптации к окружающей среде через изменение составляющих элементов и взаимодействий.

и. «Стратегический принцип разрешения конфликтов».

Социальным системам (в частности, организациям) присущи принципиально не разрешимые в пользу одной из сторон конфликты, например:

• — «стабильность — перемены»,
• — «свобода — порядок»,
• — «традиции — инновации»,
• — «планирование — невмешательство».

Концепция системного управления подразумевает решение этих конфликтов не жесткими мерами, а путем установления динамического баланса между конфликтующими частями системы. При возникновении конфликта системный подход требует от специалиста изучения позиций сторон и поиска решений, обеспечивающих баланс интересов. К оценке и выбору решений следует привлекать группы экспертов, имеющих различные точки зрения. Таким образом, методы системного управления проявляются в изменении базовых установок и мировоззрения системного специалиста. Специалист нового типа вносит вклад в долгосрочное процветание организации, используя различные факторы, включая интуицию, использование потенциала сотрудников, расширение их способностей и самообучения, гибкость организации для достижения целей.

Важнейшим инструментом в работе современного специалиста является методология системного анализа, без которого немыслимы значимые, современные решения проблем развития и выживания организации. Можно выделить три основных момента практической пользы применения методов системного анализа:

• — работа по постановке задачи и полная и неполная формализуемость;
• — неполная формализуемость требует систематического применения неформальных знаний и методов;
• — «системный анализ — это прикладная диалектика», позволяющая в той или иной мере учесть динамику анализируемой системы.

Каждая организация, рассматриваемая как открытая система, характеризуется определенным набором переменных.