Общие понятия теории систем и среды

Понятие системы уточняется и совершенствуется вместе с развитием самого системного анализа. Так, основоположник теории систем Людвиг фон Берталанфи определил систему, как комплекс взаимодействующих элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой.

Таким образом, исходным моментом в определении системы является ее сопоставление со средой, т.е. среда - это все то, что не входит в систему, а система - это конечное множество объектов, каким-то образом выделенное из среды. Между средой и системой существует множество взаимных связей, с помощью которых реализуется процесс взаимодействия среды и системы. Выделение системы из среды и определение границ их взаимодействия является одной из первоочередных задач системного анализа. От правильности определения границ зависят не только выполняемые функции, эффективность и качество системы, но и нередко сама ее жизнедеятельность. С другой стороны, диалектической основой системных исследований является принцип системности, суть которого сводится к тому, что система как нечто целое обладает свойствами, не присущими составляющим ее элементам (свойство целостности, эмерджетности). В этом случае при определении системы необходимо исходить из двух основополагающих понятий [2, 3]:

- система как совокупность взаимодействующих элементов;

- система как целостное образование, обладающее новыми системообразующими свойствами.

С учетом вышеизложенного перечислим следующие отличительные свойства системы:

- система есть нечто целое;

- система есть множество элементов, свойств и отношений;

- система есть организованное множество элементов;

- система есть динамическое множество элементов.

Тогда определение системы можно сформулировать следующим образом: система есть конечное множество элементов и отношений между ними, выделяемое из среды в соответствии с определенной целью, в рамках определенного временного интервала [2].

В данном случае под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. При этом ответ на вопрос, что является такой частью, не может быть однозначным и зависит от целей рассмотрения объекта как системы. Объективно, с точки зрения элементов внешней среды, любая система существует как источник удовлетворения ее потребностей. Из этого следует, что простейшая модель взаимодействия между системой и средой выглядит следующим образом (рис.3).

 

 

 

Элементы внешней среды задают системе множество целей и ограничений – Z = {z _k} и поставляют множество ресурсов – X = {x _j }.

Выходом из системы является множество конечных продуктов и услуг (КП) – Y = {y _i), ориентированных на удовлетворение потребностей внешней среды. При этом множество конечных продуктов и ресурсов можно классифицировать на следующие группы: материальные, информационные, финансовые, трудовые, энергетические. В ряде случаев в классификаторе выходов системы помимо полезных конечных продуктов необходимо выделять отходы, т.е. конечные продукты, оказывающие негативное влияние на внешнюю среду.

Один из вариантов модели взаимодействия предприятия «как системы» с элементами ее внешней среды представлен на рисунке  4 [2].

Понятие проблемной ситуации

Как было показано в предыдущих лекциях, взаимодействие между системой и средой построено по следующей схеме: среда поставляет системе ресурсы, устанавливает цели, ограничения, а получает из системы и потребляет ее конечные продукты (КП). Характерно, что КП системы принципиально не могут быть созданы в среде (в противном случае нет необходимости выделять систему из среды).

Возникшая либо назревающая степень неудовлетворения элементов внешней среды конечными продуктами системы, либо низкая эффективность взаимодействия элементов внешней среды с системой порождают новое понятие системного подхода - «проблемная ситуация». В этом случае очевидно, что перечень проблемных ситуаций можно определить исходя из анализа взаимосвязи элементов множеств:

X = {x _j }, Y = {y _i), Z = {z _k}

При проведении данного этапа системных исследований рекомендуется, прежде всего, четко сформулировать сущность проблемы и описать ситуацию, в которой она имеет место [5]. При этом содержание деятельности включает следующие этапы [2, 5]:

- установление содержания проблемы, т.е. уяснение, существует ли в действительности проблема либо является надуманной;

- определение новизны проблемной ситуации;

- установление причин возникновения проблемной ситуации;

- определение степени взаимосвязи проблемных ситуаций;

- определение полноты и достоверности информации о проблемной ситуации;

- определение возможности разрешения проблемы.

Определение существования проблемы предполагает проверку истинности или ложности формулировки проблемы и ее принадлежности. Проверка истинности существования проблемы должна определяться, прежде всего, по наличию в системе совокупности экономических и социальных потерь, а ее значимость - по критерию экономического либо социального эффекта, получаемого в системе после ликвидации проблемной ситуации. Оценка же степени проблемности должна производиться путем сопоставления фактических (в данный момент либо в будущем) значений целей с их плановыми либо нормативными значениями.

Определение новизны проблемной ситуации необходимо для выявления и установления возможных прецедентов или аналогий. Наличие прошлого опыта или нормативных рекомендаций позволяют существенно облегчить работу экспертов по выработке и принятию решений по ликвидации проблемы.

Установление причин (как в системе, так и во внешней среде) возникновения проблемы позволяет глубже понять закономерности функционирования объекта управления, вскрыть наиболее существенные факторы, приведшие к проблемной ситуации.

При анализе проблемной ситуации необходимо установить возможные взаимосвязи рассматриваемой проблемы с другими проблемами. При этом необходимо провести классификацию этих проблем на главные и второстепенные, общие и частные, срочные и несрочные. Анализ взаимосвязей проблем создает возможности четкого и глубокого выявления причинно-следственных зависимостей и способствует выработке комплексного решения, что, в свою очередь, позволяет выдавать рекомендации по изменению не только исследуемой системы, но и внешней среды.

Большое значение в анализе имеет определение степени полноты и достоверности информации о проблемной ситуации. В случае полной информации нетрудно сформулировать сущность проблемы и комплекс характеризующих ее условий. Если же имеет место неопределенность информации, то необходимо рассмотреть две альтернативы: провести работу по получению недостающей информации; отказаться от получения дополнительной информации и принимать решение в условиях имеющейся неопределенности. Выбор той или иной альтернативы в каждом конкретном случае надо производить исходя из схемы “затраты - эффект”.

Важной составной частью анализа проблемной ситуации является определение степени разрешимости проблемы. В данном случае уже на предварительном этапе необходимо хотя бы приблизительно оценить возможность разрешения проблемы, поскольку не имеет смысла заниматься поиском решений для неразрешимых в данный момент времени проблем.

Сложность и многообразие систем и проблемных ситуаций требуют разработки формальных процедур организации такого рода деятельности. В [2, 6] предлагается следующий перечень методов, позволяющих систематизировать анализ и оценку проблемных ситуаций:

- анкетное обследование;

- прогнозирование на базе временных рядов;

- производное прогнозирование (использование уже полученных прогнозов для оценки каких-либо ситуаций. Например, компания, производящая запчасти к автомобилям, может воспользоваться прогнозами об объемах продаж автомобилей); 

- моделирование на базе факторного и регрессионного анализа (установление причинно-следственных связей между некоторыми факторами и переменной величиной, которую необходимо определить);

- метод мозгового штурма;

- метод Дельфи;

- метод разработки сценариев.

- Более подробная информация по некоторым методам будет представлена в следующих разделах учебного пособия.

- Продолжая рассматривать пример анализа взаимодействия учебного заведения с элементами внешней среды, выделим следующий перечень проблемных ситуаций [2]:

- на взаимосвязи y₄- низкое качество подготовки специалистов, несоответствующее требованиям современного производства;

- на взаимосвязи x₁ - низкий уровень финансирования учебного процесса со стороны государства;

- на взаимосвязи x₃ - низкие объемы и темпы привлечения внебюджетных средств при организации целевой и коммерческой подготовки студентов;

- на взаимосвязи x₈ - низкий конкурс при поступлении в вуз по ряду специальностей и т.д.

Понятие цели системы

 

Понятие цели и связанные с ним понятия целенаправленности, целеустремленности, целесообразности трудно сформулировать ввиду их неоднозначного толкования. Так, в БСЭ цель определяется как «заранее мыслимый результат созидательной деятельности человека». Кроме того, в литературе имеется еще ряд альтернативных вариантов определения цели системы [2,3]:

- «желаемое состояние выходов системы»;

- «определенное извне или установленное самой системой состояние ее выходов»;

- «идеальный образ того, чего человек либо группа людей хочет достичь»;

- «предвосхищение в сознании результата, на достижение которого направлены действия»;

- «требуемые внешней средой результаты деятельности системы, заданные на множестве выходных конечных продуктов».

В данном случае при определении понятия цели будем исходить из следующих предпосылок. Поскольку проблемная ситуация идентифицируется с анализом взаимоотношений системы с элементами внешней среды, то цели системы должны выражаться через идеальный информационный образ этих взаимоотношений. Таким образом, главная трудность формирования целей связана с тем, что цели являются как бы антиподом проблем. Формулируя проблемы, мы говорим в явном виде, что нам не нравится. Говоря о целях, мы пытаемся сформулировать, что мы хотим. При формулировке цели не следует подменять ее средствами. Предположим, вы хотите «улучшить информационное обслуживание своей фирмы» - приобретение необходимого количества ПЭВМ является лишь одним из возможных действий в этом направлении. В дальнейшем будем исходить из следующей классификации целей [2, 3] (рис. 5).

Конечные цели характеризуют вполне определенный результат, который может быть получен в заданном времени и пространстве. В этом случае цель можно задать в виде желаемых значений (или области желаемых значений) параметров состояния системы. Таким образом, конечная цель может быть представлена как некоторая точка (или область) в пространстве состояний.

Бесконечные цели определяют, как правило, общее направление деятельности. Бесконечная цель может задаваться как вектор в пространстве состояний системы, например, в виде функций максимизации или минимизации параметров состояния.

Выбор того или иного класса целей зависит от характера решаемой проблемы. Очевидно, что при определении целей необходимо исходить из общественных интересов системы. При этом формулировка целей может выражаться как в качественной, так и в количественной форме, должна быть четкой и компактной, носить повелительный характер.

По отношению к состоянию целей система может находиться в двух режимах: функционирования и развития. В первом случае считается, что система полностью удовлетворяет потребности внешней среды и процесс перехода ее и ее отдельных элементов из состояния в состояние происходит при постоянстве заданных целей. Во втором случае считается, что система в некоторый момент времени перестает удовлетворять потребностям внешней среды, и требуется корректировка прежних целевых установок.

Учитывая, что практически все системы относятся к классу многопродуктовых (многоцелевых) систем, следует рассматривать простые (частные) цели системы и сложные (комплексные) цели. Так, например, для достижения успеха в бизнесе можно ограничиться заданием целей в основных областях деятельности (производство, финансы, коллектив, экология) [2]:

- максимизация объема выпуска продукции;

- минимизация затрат ресурсов;

- максимизация прибыли;

- максимизация эффективности инноваций;

- минимизация финансовых затрат;

- минимизация социальной напряженности;

- минимизация загрязнения окружающей среды.

 

Современная концепция управления по целям является одним из эффективных средств организации корпоративного управления. Она основана на том, что каждый член организации представляет себе цели организации и стремится к их достижению. При этом для такого управления характерны следующие особенности [2]:

1) деятельность сотрудников должна оцениваться по ее результатам (достижениям), а не по количеству отработанного времени;

2) сотрудники должны знать цели организации и стремиться к их достижению;

3) сотрудники должны иметь право отстаивать свои собственные цели.

Установление личных целей придает человеку осмысленное поведение и высокую мотивацию. Римский философ Сенека однажды высказался: «Когда не знаешь, какая гавань тебе нужна, любой ветер будет попутным». Многочисленные социологические исследования в этом направлении показывают, что человек всегда стремится достичь разумного компромисса между личными и профессиональными интересами. Личные интересы, как правило, определяются человеком в виде определенного стандарта удовлетворения своих потребностей. Одним из возможных вариантов задания таких стандартов для определения личных целей являются следующие семь направлений целеполагания: 

- карьера;

- душевное состояние;

- вера (религия), идеалы;

- финансы;

- физическое состояние;

- друзья;

- семья.

Содержательная формулировка целей является необходимым, но не достаточным условием осуществления целеполагания. Для конкретизации целей необходимо задать критерии достижения целей и ограничения, при которых осуществляется поиск возможных вариантов решения [2,3].

Критерий – мера близости к цели. В этом смысле критерий – это модель цели. Критерий достижения целей отождествляется с показателем эффективности системы и может выражаться как в качественной, так и в количественной форме. От критериев требуется как можно большее сходство с целями для того, чтобы оптимизация решения в системе выбранных критериев соответствовала максимальному приближению к цели.

Наряду с выбранными критериями большое влияние на выбор того или иного варианта решения оказывает система выделенных в задаче ограничений. Ограничения - это условия, отражающие влияние внешних и внутренних факторов, которые нужно учитывать в задаче принятия решений. Требования системности при рассмотрении вопроса требуют учета всех возможных ограничений: организационных, экономических, правовых, технических, психологических и т.д. При этом качественные ограничения формулируются, как правило, в терминах “не разрешается”, “не допускается”, а количественные - “не более”, “не менее”, “в интервале от-до”. Ограничения, как правило, дополняют (конкретизируют) сформулированные ранее цели и в ряде случаев могут сделать цели нереализуемыми. В этом случае необходимо через проведение ряда итерационных процедур снять часть ограничений.

При формировании целей и ограничений используется, так называемое, пространство целеполагания. Пространство целеполагания – совокупность систем, предъявляющих требования к исследуемой системе. Для организационных систем это пространство включает такие системы окружающей среды:

- вышестоящие организации, местные органы управления;

- подведомственные организации;

- потребители и поставщики.

В пространство целеполагания также включается сама система, предъявляющая собственные требования.

Нужно отметить, что установить правильную систему целей намного важнее, чем найти наилучший вариант решения. Не самый лучший вариант приведет все-таки к целевому результату. Выбор же неправильной цели приводит не столько к решению самой проблемы, сколько к появлению новых проблем.

Примеры целей для ликвидации проблемных ситуаций по y ₄ и x ₃ [2]:

1) повышение качества подготовки специалистов, проходящих обучение на контрактной основе;

2) обеспечение среднего балла по диплому для специалистов, обучаемых на контрактной основе, не ниже 4,5;

3) увеличение объема привлекаемых внебюджетных средств от контрактного обучения до N рублей;

4) обеспечение 100%-го выполнения договорных обязательств с предприятиями - потребителями молодых специалистов.