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).

 

 

Рис. 6.1. Система и ее представление

 

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).

 

 

Рис. 6.2. Объекты, относимые к системам

 

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 ка­ких-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.

 

Таблица 6.1

Основные системные термины

 

№ п/п	Термины и понятия	Определение термина (понятия)
	Элемент	Наименьшее звено в структуре системы, внутреннее стро­ение которого не рассматривается на выбранном уровне анализа
	Связи	Различные технические, технологические, коммуникацион­ные, транспортные и другие каналы, объединяющие элемен­ты, входящие и не входящие в систему
	Структура сис­темы	Совокупность элементов, связей и отношений, определя­ющих внутреннее строение и организацию объекта как целостной системы
	Подсистема	Часть системы, внутреннее строение которой рассматрива­ется на выбранном уровне анализа
	Функции	Деятельность системы
	Внешняя среда системы	Макросреда (макро-, метасистема), с компонентами которой система имеет прямые или косвенные связи
	Цель системы	«Желаемое» состояние системы, конечное состояние сис­темы, к которому она стремится в своей структурно-функ­циональной организации. Цель может быть задана извне и поставлена системой самой себе. В последнем случае речь идет о внутренних потребностях системы
	Критерий, эффек­тивность, качес­тво	Некоторая функция состояния системы (свойство системы), отражающая цели функционирования системы (состояние системы) на определенных отрезках времени или на всем временном интервале
	Развитие системы	Целенаправленная количественная и качественная эволю­ция системы как целого

 

Общие свойства систем приведены в табл. 6.2.

 

Таблица 6.2

Общие свойства систем

 

№ п/п	Свойство	Характеристика свойства
	Целостность	Характеризует систему как целое, которое затем можно членить на компоненты, при этом не компоненты состав­ляют целое, а, наоборот, целое порождает при своем членении компоненты

 

 

№ п/п	Свойство	Характеристика свойства
	Целенаправленность	Наличие у системы целей и движение в их направлении в процессе развития
	Эмерджентность	Принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов
	Структур и руемость	Возможность описания системы через установление ее структуры
	Полимодельность	Возможность описания системы на основе построения множества различных моделей, каждая из которых опи­сывает лишь определенный ее аспект
	Иерархичность	Характеризует систему в случае, если она представляет собой один из компонентов более широкой системы (макросистемы), а каждый элемент в ее составе, в свою очередь, может рассматриваться как система для состав­ляющих ее элементов
	Функциональность	Способность системы видоизменяться под влиянием воз­действующих на нее факторов в рамках заложенных в ней адаптивных возможностей

 

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 самовоспроизво- диться, 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.

 

 

Рис. 6.3. Визуализация принципа интеграции методов исследования

 

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).

 

 

Рис. 6.4. Структура системных исследований

 

Структура знаний, используемых в системных исследованиях, включает следующие уровни:

- философский;

- теоретический;

- методологический;

- технологический.

Эти уровни отражают иерархию системных исследований — философ­ско-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.

 

Рис. 6.5. Основные компоненты системных исследований

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).

 

 

Рис. 6.6. Процедура исследования системы

 

Системные исследования имеют свои особенности, обусловленные объ­ектом исследования (рис. 6.7).

Особенности исследования систем предполагают непрерывное разви­тие направлений исследования.

 

 

Рис. 6.7. Особенности проведения системных исследований