Системный анализ и этапы его применения при

Решении задач управления

Системный анализ – это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, научного, технического, экономического характера. Привлечение методов системного анализа необходимо прежде всего потому, что в процессе принятия решений приходится осуществлять выбор в условиях неопределённости, которая обусловлена наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке. Процедуры и методы системного анализа направлены именно на выдвижение альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределённости по каждому из вариантов и сопоставление их по критериям эффективности.

Основой системного анализа считают общую теорию систем и системный подход. Однако системный анализ заимствует у них лишь самые общие исходные представления и предпосылки. Его методологический статус необычен: с одной стороны, он располагает детализированными методами и процедурами, почерпнутыми из современной науки и созданными специально для него, что ставит системный анализ в один ряд с другими прикладными направлениями современной методологии, с другой – в его развитии отсутствует тенденция к оформлению в строгую и законченную теорию. В системном анализе тесно переплетены элементы науки и практики. Поэтому при обосновании решений с помощью системного анализа допускаются суждения, основанные на личном опыте и интуиции.

Универсальной методики – инструкции по проведению системного анализа – не существует. Такая методика разрабатывается и применяется в каждом конкретном случае, когда у исследователя нет достаточных сведений о системе, которые позволили бы формализовать процесс её исследования, включающий постановку и решение возникшей проблемы. За основу при разработке методики системного анализа можно взять этапы проведения любого научного исследования. Однако специфической особенностью любой методики системного анализа является то, что она должна опираться на понятие системы и использовать закономерности построения, функционирования и развития систем. Системный анализ складывается из основных четырёх этапов:

1) первый этап заключается в постановке задачи – определяют объект исследования, цели и задачи исследования, а также критерии для оценки решений по управлению объектом. Неправильная или неполная постановка целей может свести на нет результаты всех последующих этапов;

2) на втором этапе очерчиваются границы изучаемой системы и определяется её структура: объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на изучаемую систему и внешнюю среду.

При этом различают замкнутые и открытые системы. При исследовании замкнутых систем влиянием внешней среды на их поведение пренебрегают.

Затем выделяют отдельные составные части системы – её элементы, устанавливают взаимодействие между ними и внешней средой.

3) Третий, важнейший этап системного анализа, заключается в составлении математической модели исследуемой системы. При этом сначала производят параметризацию системы, описывают выделенные элементы системы и их взаимодействие. В зависимости от особенностей процессов используется тот или иной математический аппарат. Следует отметить, что аналитические методы используются для описания лишь небольших систем или их компонентов (методы решения и составления дифференциальных уравнений, систем уравнений и др.). Для описания больших систем, их характеристик не только качественных, но и количественных, используют дискретные параметры. Методы описаний с дискретными параметрами (например, баллы, экспертные оценки) излагаются в алгебре множеств, алгебре высказываний и т.д.). Так же при исследовании больших систем широко используются вероятностные методы, так как в подобных системах преобладают стохастические процессы.

Если исследуются сложные системы, именуемые как обобщённые динамические системы, которые характеризуются большим количеством параметров различной природы, их расчленяют на подсистемы.

Таким образом, в результате третьего этапа системного анализа формируются законченные математические модели, описанные на формальном языке.

4) Важнейшим этапом системного анализа является четвёртый – это анализ полученной математической модели, определение её экстремальных условий с целью оптимизации, а так же формулирование выводов. Оптимизация заключается в нахождении оптимума рассматриваемой функции и соответственно в нахождении оптимальных условий поведения данной системы или протекания данного процесса. Оценку полученных критериев проводят по критериям, полученным на первом этапе. Таким образом, на четвёртом этапе производится синтез экономического объекта.

 

Методы системного анализа

В системном анализе проблемы различают по степени их структурированности на три класса. Для решения проблем первого класса – хорошо структурированных – применяются методы исследования операций. Эти методы заключаются, во-первых, в построении математических, экономических или статистических моделей для решения задач управления в сложных ситуациях или условиях неопределённости; во-вторых, в изучении взаимосвязей, определяющих возможные последствия принимаемых решений и установлении критериев эффективности, позволяющих оценить относительное преимущество того или иного варианта действий. Под операцией подразумевается обычная деятельность в любой области жизни, имеющая характер повторяемости.

Исследование операций в основном предназначено для исследования технических, экономических, организационных и других проблем формальными, в том числе и математическими методами в случаях, когда может быть получено количественное решение задачи. Методы исследований операций применяются, главным образом, для поиска оптимального распределения ресурсов.

Применение методов исследования операций позволяет объективно разобраться в определённом явлении, дать числовые оценки предлагаемым вариантам решений, а в ряде случаев предположить варианты решений, которые вообще не рассматривались руководителями. В практике применения исследования операций применяется целый ряд специальных методов:

§ математического программирования;

§ теории игр;

§ метода Монте-Карло;

§ теории очередей.

Указанные методы в достаточной степени разработаны теоретически и накоплен определённый опыт их практического применения. Основной областью применения методов системного анализа является второй класс проблем – слабо структуризованных. Для решения проблем третьего класса – неструктуризованных – обычно применяют эвристические (интуитивно-логические) методы решения, с помощью которых неструктуризованная проблема переводится в класс слабо структуризованных проблем.

Системный анализ применяется для решения проблем, которые нельзя решить только с помощью математических методов. Системный анализ позволяет определить границы возможных решений или дать альтернативы решения. Это позволяет обосновать предполагаемое решение более точнее, чем позволяют выбирать решение интуиция и опыт руководителей.

Системный анализ, как уже отмечалось выше, содержит следующие этапы: постановку задачи, исследование, анализ, предварительное суждение (согласование), подтверждение (экспериментальная проверка), окончательное суждение, реализация принятого суждения.

В качестве научных методов системного анализа в основном применяются четыре группы методов:

1) неформальные методы: метод сценариев, метод экспертных оценок, диагностические методы;

2) графические методы: метод «дерева» целей, матричные методы, сетевые методы;

3) количественные методы: методы экономического анализа, морфо-логические методы, статистические методы;

4) методы моделирования: кибернетические модели, описательные мо-дели, нормативные оптимизационные модели (оптимизационные, имитационные, игровые).

Собственно системной методологии принадлежат метод «сценариев», методы экспертных оценок, метод «дерева» целей.

«Сценарий» является одним из инструментов описательного моделирования процесса принятия решений. Однако его не следует рассматривать как непосредственно метод выбора решения. Он, являясь техническим средством, даёт наиболее полное представление о решаемой задаче. «Сценарий» исследуемого процесса даёт возможность детально во времени выявить последовательность действий по поиску оптимального решения, выявить и учесть при этом все критические и узловые моменты. «Сценарий» также может использоваться в качестве модели процесса принятия решения. При таком подходе он должен быть тщательно отработан путём рассмотрения его различными специалистами для того, чтобы максимально его приблизить к реальной действительности. С этой целью созданием «сценария» должна заниматься специально созданная группа специалистов.

Экспертные методы представляют собой способ использования знания и опыта квалифицированных специалистов при решении определённых проблем.

Существуют различные виды экспертных методов: дискуссии (открытого обсуждения), «мозгового штурма» («мозговой атаки»), анкетного опроса, метода Дельфы.

При использовании метода дискуссии обобщённое мнение вырабатывается в ходе совместного обсуждения поставленной проблемы группой специалистов, находящихся в непосредственном контакте. В результате столкновения различных мнений создаётся возможность выработать обобщённое мнение путём согласования точек зрения экспертов. Такое обобщённое мнение документально закрепляется как результат экспертизы. Дискуссию целесообразно проводить для определения возможных путей решения поставленной проблемы.

Сущность метода «мозгового штурма» (метода коллективной генерации идей) заключается в специальной организации и процедуре обсуждения. Образуется две группы экспертов: группа генераторов идей и группа аналитиков. Процедура обсуждения предусматривает возможность высказывания членов группы генераторов идей самых различных мнений по решению обсуждаемой проблемы, включая кажущихся, на первый взгляд, нереальными, в течение 20-30 минут. При этом запрещается критика высказываемых мнений. Все предложения экспертов фиксируются документально. После прекращения «мозгового штурма» аналитики оценивают высказанные экспертами мнения.

Методика анкетного опроса заключается в предъявлении экспертам опросных листов-анкет, на вопрос которых они должны дать ответ в письменной форме. Анкетный опрос может осуществляться очно и заочно. По содержанию помещённые в анкету вопросы делятся на объективные данные об эксперте (возраст, образование, должность, учёная степень, стаж работы и т.д.); основные вопросы по анализируемой проблеме; дополнительные вопросы, позволяющие выяснить источники информации и аргументации эксперта, самооценку компетентности эксперта. По форме основные вопросы делятся на открытые, или свободные, закрытые и с «веером» ответов, а также на прямые и косвенные. На закрытый вопрос возможны ответы: «да», «нет», «не знаю». При «веерном» вопросе эксперт должен выбрать один из предлагаемых. На открытые или свободные вопросы ответы даются в произвольной форме.

Устный опрос эксперта называется интервьюированием. В ходе беседы опрашивающий (интервьюер) задаёт вопросы по заранее составленной программе. Поэтому интервьюирование является, по существу, одним из видов анкетирования в устной форме. Смысл интервьюирования заключается в ответах эксперта без серьёзного продумывания ответов – экспромтом. При этом интервьюер формулирует свои вопросы в зависимости от ответов эксперта на предыдущие.

Метод Дельфы относится к наиболее эффектным методам анкетирования, осуществляемого с помощью опросных листов или телефаксов в три-четыре тура опроса, с обработкой результатов анкетирования в каждом туре и информировании экспертов об этих результатах. Ответы первого тура опроса эксперты дают без аргументирования. При обработке ответов выделяются средние и крайние линии, которые сообщаются экспертам во втором туре опроса. Эксперты в этом туре опроса должны подтвердить или изменить своё мнение и дать объяснение, почему они так поступили. После третьего или четвёртого тура опроса обычно мнения экспертов перестают изменяться, что и свидетельствует о целесообразности прекращения опроса.

Метод «дерева» целей представляет собой построение связанного графа, выражающего соподчинение и взаимосвязи целей и подцелей. На верхнем ярусе располагается основная цель, которая последовательно разделяется на подцели и т.д. При этом главным условием разделения целей является полнота, означающая, что каждая цель верхнего уровня должна быть представлена в виде подцелей следующего уровня исчерпывающим образом, обеспечивающим определение понятия исходной цели объединением понятия подцелей. Построение «дерева» целей является эффективным методом структуризации проблемной ситуации и определения цели решений. Построение «дерева» целей решения проблемной ситуации даёт возможность определить меры, которые необходимо предусмотреть в решении для достижения его цели. Для обеспечения реализации цели решения можно построить «дерево» ресурсов, необходимых для решения проблемы.

На основе метода «дерева» целей и функций осуществляется реализация структурно-функционально-целевого метода системного подхода к управлению. Этот метод можно использовать для построения функционально-целевых моделей систем управления топливодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности [6].

Выводы:

1) Системный подход есть теория и методология решения сложных проблем. Он возник как одна из форм теоретического раздела системных исследований. К прикладному разделу системных исследований относится системный анализ.

2) Системный анализ представляет собой методологию решения неизвестных ранее задач.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что понимается под системными исследованиями?

2. Чем отличаются системные исследования от традиционных?

3. Какие из указанных ниже форм системных исследований носят теоретический характер, а какие прикладной:

a) системный подход;

b) общая теория систем;

c) системный анализ;

d) теория систем организационного управления.

4. Выбрать типы задач, решение которых является сферой изучения системного анализа:

a) не известных ранее задач;

b) известных, не имеющих решения задач;

c) задачи, для которых отсутствуют отработанные способы решения;

d) известные и хорошо решаемые задачи.

5. Что понимается под системой?

6. Выберете существующие виды систем:

a) физические;

b) абстрактные;

c) эмпирические;

d) концептуальные.

7. Какие виды систем вам известны в зависимости от степени их взаимодействия со средой?

8. Перечислите принципы системного подхода.

9. Что называется системным анализом?

10. Из каких этапов состоят исследования по методу системного анализа?