Основы теории систем и системного анализа

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный инженерноэкономический университет

М. Б. Алексеева, С.Н. Балан

Основы теории систем и системного анализа Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2002

2 Утверждено редакционно-издательским советом СПбГИЭУ Рецензенты: д.э.н., проф. Соколов Р.В. (СПбГИЭУ), д.э.н., проф. Спицнадель В.Н. (БГТУ «ВОЕНМЕХ» им Д. Ф. Устинова СПб)

М. Б. Алексеева, С.Н. Балан В учебном пособии представлены основы системологии (наука о системах) как фундаментальной теоретической и методологической базы развития системного экономического мировоззрения. Рассмотрены вопросы решения системных проблем при исследовании и проектировании организационно-управляемых систем социально-экономического назначения в условиях динамического развития окружающей среды. Учебное пособие разработано на основе рабочей программы и требований Государственного Образовательного стандарта высшего профессионального образования к содержанию и уровню подготовки выпускника по специальности 351400 «Прикладная информатика в экономике »

3

ВВЕДЕНИЕ В современных условиях динамичного развития социально-экономической среды возникла объективная потребность в развитии системных представлений и знаний у специалистов в области экономики и управления. Фундаментальные изменения, происходящие в теории и практике экономики, а особенно в управлении общественным производством, связаны с расширением интеграционных процессов социально-экономического развития. Такая интеграция усиливает вероятность возникновения проблемных ситуаций, которые все больше имеют системный характер. Это объясняется, прежде всего, тем, что результаты принимаемых экономических решений часто не согласованные с состоянием других систем все больше вызывают дестабилизирующей эффект, как для самого мирового сообщества, так и всей окружающей среды Земли. Поэтому изучение фундаментальных основ теории систем и системного анализа становится объективной необходимостью в рамках высшего профессионального образования с учетом синергетических свойств сложных открытых систем. Современные представления о системном подходе в процессах взаимодействия элементов, относящихся к разным организационным образованьям социально-экономического назначения вызвали потребность в формировании и развитии новой науке о системах – системологии. Системология должна быть ориентирована на изучение законов и закономерностей формирования организационно-управляемых оптимальных систем социальноэкономического назначения, в которых «человеческий фактор» и «человеческий капитал знаний» играют определяющие роли, в формировании инновационной деятельности не нарушая целостность экологического окружения естественных экономических ресурсов. Образование всегда первично к профессиональной деятельности. Процесс образования сопутствует эволюции развития общества, так как в нем осуществляется передача обобщенного опыта знаний и методов его получения. Обобщенный опыт формируется в процессе научной и практической деятельности, которая протекает в определенной социально-экономической среде. Качество такого опыта обуславливает соответствующее качество жизни, которое взаимосвязано с характеристиками хозяйственных систем, технологий производства, культуры труда и социального устройства. Как следует из вышесказанного, в общественном мире все проблемы взаимосвязаны, т.е. всегда имеют многоаспектный, системный характер. Изменения в социально-экономической среде можно осуществить лишь за счет качественного преобразования образовательной среды, являющейся главным фактором изменения всех сфер жизнедеятельности ЭКОСИСТЕМЫ. Под экосистемой понимается целостная система факторов, обеспечивающая качественные изменения в жизнедеятельности каждого человека. Системообразующим фактором является сам человек, его образовательный и культурный уровень, проявляющийся в современном системном мышлении. ЭКОлогия и ЭКОномика имеют один корень - ЭКО (oikos -обиталище). Экология (logos - учение) - наука о взаимоотношениях человека с окружающей средой. Немецкий ученый Геккель в 1866 году ввел термин «экология» для исследования взаимодействия общества и природы. Экономика (nomos- правило, закон) - наука о ведении хозяйства. Информационная связь корневой сущности терминологии имеет на сегодняшний момент фундаментальный характер, который раскрывается в единстве научных областей социально-экономических знаний. Дифференциация предметных знаний не позволяет исследовать достаточно объективно процессы производства и их результаты как единую природную систему обмена. Результатом этого разделения является потеря нравственно-этических ориентиров ресурсного обеспечения экономики, которая проявляется в экологических кризисах. Развивающейся процесс интеграции, происходящий в экономической деятельности человека должен проходить с учетом тех системных взглядов, которые господствуют в современной научной среде в качестве научного мировоззрения. В пособие авторами, даны основные, фундаментальные понятия и положения теории систем и системного анализа. Учебный материал позволяет сформировать новое представление о методах принятия социальных и экономических решений, с учетом неоднозначности

4 вариантов последующих внутренних и внешних эффектов в разных системах. Содержание учебного материала рассматривается с позиций современного развития научной и прикладной информатики, в соответствии с требованием информатизации общества. Учебно-методическое пособие ориентировано на студентов, обучающихся по специальности 351400 «Прикладная информатика в экономике» для изучения теоретических вопросов и получение практических навыков использования системных принципов, методов системного анализа. Такие знания и навыки необходимы специалистам в области прикладной информатике для проектирования информационных систем в экономике и управления.

1. Эволюционные проблемы возникновения системного кризиса в науке и социальноэкономической деятельности Современный этап развития цивилизации характеризуется усилением развития системной революции, как результата взаимодействия и взаимовлияния информационных процессов, инициируемых средствами НТП. Усиление развития технологий в век НТП оказывает на окружающую человека природную среду негативное, разрушительное влияние, ухудшая условия существования, как самого человека, так и социально-экономических систем. Системная революция – это новое представление о мире человека, качественный скачек в системности, обусловленной взаимосвязанностью социально-экономических, культурнообразовательных, технико-технологических, экологических, и информационных проблем, решение которых требует синтеза знаний на междисциплинарном уровне. М. Планк как-то заметил, что наука представляет собой единое целое, а разделение ее на отдельные составные части (предметные области) обусловлено не столько большой сложностью исследуемого объекта, сколько ограниченностью человеческого знания. История эволюционного развития научных знаний показывает все многообразие сменяющих друг друга взглядов на объективность восприятия тех или иных явлений и методов их изучения. Эта объективность менялась по мере отдаления самого субъекта от исследуемого явления с помощью научно-методологических и технических средств. Дифференциация научных знаний привела к разрушению целостного восприятия изучаемого явления. Объектом исследования долгие годы становились предметные категории целостного образования. Такие категории образуют предметный понятийный аппарат, в основе которого лежат «образы» предметных представлений. Предметные представления являются лишь частью восприятия целого образования и дают фрагментарное знание о действительности, разрушая тем самым единство объективных явлений и процессов. На основе эволюционной теории развития научных знаний формируется новое представление о взаимосвязи количественных параметров с качественной оценки тех систем, которые определяют социально-экономическое развитие общества в целом (рис.1.). Эволюция научных взглядов на качество систем определяется уровнями изучения свойств живой природы на основе диалектического материализма, который определил вектор познания мира от механических свойств вещества к энергии человеческого интеллекта. Качество социально-экономических систем определяется целой системой параметров, которые не всегда могут быть представлены чисто экономическими показателями. Оценка качества любой системы включает в себя целый комплекс характеристик, как количественных, так и качественных. К таким характеристикам можно отнести качества продукта или услуг, качество управления системой и качество самого человека-профессионала. Следовательно, категория «качество» сама является целостной системой свойств, которые не могут быть сведены лишь к сумме свойств элементов этой системы.

5

время Э н е р г и я

И н ф о р м а ц и я

и н т е л л е к т

качество человека системный контроль технологий образования человека качество управления процессуальный контроль технологии управления

синергетика

качество продукта

кибернетика

В е щ е с т в о

пооперационный контроль технологии производства механика

вектор бытия

вектор познания

Рис. 1. Эволюция взглядов на оценочный «механизм» качества систем

На рис.1 схематично показана взаимозависимость знаний в области теории и практики исследования систем. По вектору познания представлена эволюция исследования природных систем. В начале наука развивалась на основе исследования свойств вещества, затем свойств информации и энергии. Синтез таких знаний определял методологию системных исследований первоначально на основе механистического подхода, затем кибернетического, а сейчас – это связано с формированием синергетического подхода в исследовании систем любой природы. Характерной чертой современной мировой экономики является усиливающиеся взаимодействие ресурсов систем, которое провоцирует возникновение системных проблем. Мировая экономика переходит от операционного типа функционирования к процессуальному. Системные проблемы обусловлены тем, что долгие годы исследования социальных и экономических систем происходило на основе дифференцированного научно-предметного

6 подхода. Этот факт создал реальные предпосылки для углубления системного кризиса в науке и практике организации мировых общественных систем, т.к. решение системных проблем требуют всестороннего, многоаспектного их изучения. Согласно системному анализу понятие «кризис» в общественной системе (в переводе с греческого - решение, приговор) - это состояние неустойчивости целостного образования общества. Такая неустойчивость объясняется наличием негармоничных связей как между элементами в самой системе, так и между системами в иерархической структуре организации мира. Под негармоничными связями в системе понимается нарушение развития одних элементов за счет разрушения других, что приводит к деформации целостного образования. Причем, если нарушаются связи между целыми системами (подсистемами), то система (подсистема) низшего уровня рассматриваться лишь как элемент системы (подсистемы) высшего уровня. Систему высшего уровня принято называть внешней средой. Соотношение между понятиями «система» и «среда» должно устанавливаться с учетом принципа иерархического построения систем в природе. Информационно-логическая связь между этими понятиями определяет тип структурных отношений в сложных многоуровневых системах, характеризуемых упорядоченностью, организованностью взаимодействия элементов отдельных уровней по вертикали и горизонтали. Структурные связи по вертикали имеют системные свойства, т.е. отражают связи между системами разного уровня. Структурные связи по горизонтали имеют тоже системный характер и отражают прямые, обратные и циклические отношения между элементами целого образования. Под системными свойствами понимается наличие многообразия функциональных взаимосвязей (положительных, отрицательных, гармонизированных) и взаимоотношений между элементами систем, относящихся к разно уровневым, целостным структурным образованием. Если системные свойства структурных образований нарушаются, то возникают кризисные ситуации на всех уровнях иерархической структуры. Накопление таких ситуаций в среде проводит к системному кризису в том случае, если отсутствует оперативное их разрешение. Это объясняется тем, что все социально-экономические системы имеют иерархическую организацию, а связи между уровнями имеет нелинейный характер. Следовательно, кризис в общественных системах нужно рассматривать как специфическую «точку в их развитии», которая определяет необходимость проведения радикальных изменений качества системных связей и отношений между структурными образованьями во времени и в пространстве. Под новыми системными связями между структурными общественными образованьями понимается связи и отношения, организованные с учетом эволюционно-нелинейного характера развития «интеллектуального капитала знаний». Кризис в системе наступает тогда, когда ее качество уже не соответствует заданным количественным параметрам. Системный кризис в обществе характерен наличием многообразия проблемных ситуаций, которые имеют тенденцию к переплетению, сочетанию и соединению. В книге российских ученых экономистов «Путь в XXI век (стратегические проблемы и перспективы российской экономики)», написанной под руководством академика РАН Львова Д.С., раскрывается содержание системных проблем России, характерных для периода смены научной и политической идеологии. В этой работе представлен системный анализ состояния экономики России на рубеже веков и осуществляется научный поиск решения системных проблем на основе развития интеллектуального потенциала в качестве главного источника инноваций экономической деятельности. Системный кризис возникает в процессе накопления проблемных ситуаций в разных системах. Возникновение проблемных ситуаций, как правило, обусловлено отсутствием гармоничных информационных связей между самим человеком и природными, техникотехнологическими и социально-экономическими характеристиками систем. Гармонизацию информационных связей в социально-экономической системе нужно рассматривать как метод динамичного «уравновешивания» положительных и отрицательных результатов взаимодействия множества связей и отношений в социально-экономических элементах при сохранении целостности структурного образования в природной среде.

7 Природная среда является той глобальной и универсальной надсистемой (средой) общества, которая ограничивает условия жизнедеятельности человека на Земле. Поэтому исследование причин возникновения глобального экологического кризиса, определяющего на рубеже XXI века весь путь развития мировой экономики, нужно искать в несовершенстве социальных и экономических теорий. Речь идет об изменении принципов организации систем и управления ими. Следствием такого несовершенства являются привычные стереотипы экономического мышления. Под экономическим мышлением следует понимать процесс отражения совокупных общественных отношений, складывающихся в производственной деятельности, в понятиях и категориях экономических теорий. Экономическое мышление является частью социального мировоззрения, которое определяет систему ценностей, принципов, идеалов и убеждений каждого члена общества к восприятию реальной действительности. Синтез такого восприятия осуществляется в культуре общества, отражающей научные, социальные, экономические и другие взгляды на взаимосвязь «миров» природы, человека, общества и техники в категории «отношения». Понятие «мир» в сочетании с общесистемными категориями «природа», «человек», «общество» и «техника», используемое в теории биогенеза, теории социогенеза, новой теории синергетической экономики и системологии (наука о системах), дает наиболее фундаментальное представление о содержании эволюционных процессов, происходящих в общественной жизни как сложных, взаимообусловленных, динамичных. Термин «генезис» означает появление или возникновение нового знания на основе развития старого. Генезис является методом познания эволюционной теории развития научного знания, в котором экономическая категория «отношение к собственности» изменяет свое содержание. Человек, познавая мир природы, создал систему общественных и экономических отношений. В этих отношениях отражаются ценностные ориентиры развития технических, социальных и экономических систем. В точки зрения экономических теорий, производственные отношения формируются в процессе развития средств труда. Но производственные отношения складываются в определенной общественной системе, отражая ее идеологию. Политика и идеология определяют социальное отношение к собственности на предмет, средства и продукт труда. Эти три универсальных понятия экономики синтезируют в себе природные, социальные и экономические условия, при которых осуществляется деятельность человека. Природные условия деятельности нужно рассматривать в триединстве: физических способностей человека (труд), интеллектуальных способностей (новации) и природа ресурсы. Социальные условия деятельности определяются научной, культурной и образовательной потребностью в жизнеобеспечении. Экономические условия деятельности определяются количественно-качественными характеристиками продуктов, товаров и услуг. В социалистических системах главенствует приоритет политики над экономикой. Этот приоритет выражен в теоретическом принципе организации экономической системы на основе понятий «общественное сознание» и «общественная собственность». В капиталистических системах – приоритет экономики над политикой определяется понятиями «частная собственность» и «капитал». Такие положение вещей характерно для классической экономической теории, но в условиях развития процесса информатизации общества происходит существенное изменение в понятийном аппарате экономических теорий. В современных условиях формируется новая нелинейная экономическая теория, которая называется синергетической экономикой, которая изучает нелинейные аспекты эволюционного развития экономики. Синергетическая экономика изучает нелинейное развитие экономики и состояния ее неустойчивости как источник многообразия и сложности экономической динамики в развитии. Технические средства определяют содержание и формы проявлений общественных отношений на всем протяжении развития цивилизации. В техническом развитии мировая идея покорения природы человеком с помощью техники требует переосмысления и возврата к сущности категории «техника» (techne - мастерство). Выдающийся мыслитель XX века Мартин Хайдеггер, размышляя о роли техники в обществе, определяет «ее миссию в раскрытии потаенного знания».

8 Известно, что техника создавалась всегда на основе учета антропного (человекообразного) принципа и является лишь механическим или электронным подобием тех или иных «механизмов», изучаемых в явлениях природы и организме человека. С помощью технических средств можно моделировать много функций и процессов реальных явлений. Техника всегда отражает виртуальные (возможные) условия деятельности человека, но не может моделировать эмоции, чувства и интуицию, которые создают живое, реальное восприятие жизни. Поэтому техника нужна как искусство овладения новыми знаниями. Современное развитие компьютерной техники и инструментальных средств информатики позволяют моделировать элементы «виртуальной реальности». 2. Прикладная информатика и формирование системного подхода к восприятию экономической деятельности Научно технический прогресс (НТП) – это глобальный интеграционный процесс, направленный, прежде всего на развитие производственных сил общества его экономических и социальных структур. Результатом развития НТП XX века стала информационная научнотехническая революция, которая дала миру новые технологии, как в области производства, так и социальных услуг. Характерной чертой такой революции стала информационная форма коммуникации в реальном времени между различными общественными структурами на всем пространстве планеты. С середины 90-х годов XX века мировая экономика все больше использует новые сетевые технологии информатики. Развитие Internet-технологий в бизнесе привело к появлению виртуальных форм представления торговли, банковской деятельности, создания даже виртуальных организационных комплексов производства. Прикладная информатика стала одним из важных и определяющих новых инструментов для реализации процесса экономической интеграции. Напомним, что под информатикой понимается научная и прикладная область знаний, изучающая законы, методы и способы накопления, обработки и передачи информации с помощью компьютерных и других коммуникационных средств. Информатика как наука объединяет группу дисциплин занимающихся изучением различных аспектов свойств информации в информационных процессах происходящих в различных системах и методов представления систем в формализованном виде. Прикладная информатика изучает закономерности представления различных форм информации (текст, графика, изображения, звук, видеоряд в электронном виде), а также технологии работы с аппаратно-программными средствами. Одним из таких средств становятся инструментальные средства мультимедиа. Использование этих средств в информационных технологиях позволяет сокращать временные и пространственные рамки общения между людьми на разных континентах, создавая новые формы коммуникаций в социальноэкономических системах в процессе обмена экономическими и другими ресурсами. Главным достижением использования прикладной информатики в формировании системного представления результатов экономической деятельности становится разработка многочисленных пакетов прикладных программ (ППП), в которых реализованы методы системного анализа. Все перечисленные выше факты свидетельствуют о том, что на рубеже XXI века происходит глобальное переосмысление фундаментальных теоретических законов и закономерностей социально-экономических наук с учетом системно-методологических принципов в процессе информатизации общества. Процесс информатизации общества связан с развитием прикладной информатики, которая позволяет широко использовать методы информационного моделирования реальных объектов. В информатике теория и практика идут рука об руку. Теоретическая информатика изучает закономерности организации информационных систем и информационных процессов, а прикладная информатика изучает теорию алгоритмов, описывающих как сами системы, так и их поведение в процессе функционирования на основе формального аппарата (математических моделей). В процессе создания различных информационных моделей можно не только описывать

9 сам объект как систему параметров (атрибуты), но и учитывать условия существовании этих параметров (целевые функции элементов) при изменении связей и отношений параметров (связи между элементами), а также просчитывать влияние тех или иных факторов. Реализация методов информационного моделирования на основе системного анализа осуществляется с помощью пакетов прикладных программ. Процесс компьютеризации и информатизации кардинально изменил многие привычные понятия экономики. Современная экономика стала принимать виртуальные формы в процессе проектирования экономических информационных систем. Появились такие понятия как электронный бизнес, сетевая экономика, электронные деньги, электронные магазины и многое другое. Этот процесс предполагает более динамичное развитие всех национальных экономик за счет интеграции мирового экономического пространства и создания дистанционной формы управления экономическими ресурсами. Важным элементов всей мировой системы ресурсов экономики становится социально-экономическая информация. Управление экономическими системами принимает все больше информационный характер. Современный менеджмент имеет дело не столько с реальными экономическими объектами, столько с их информационными моделями. Тем не менее, ответственность за принятие решений на основании информации, получаемой с помощью технических средств, возлагается только на человека. В процессе роста наукоемких технологий производства, а также создания интеллектуально емких технологий управления социально-экономическими и техническими комплексами повышаются требования к профессиональной подготовки специалистов, в рамках которой усиливается роль развития духовно-нравственного самосознания и воспитания творческой личности. Поэтому процесс экономической интеграции в мире должен сопровождаться гармонизацией социальных принципов развития всех общественных образований. Следовательно, экономика должна не только удовлетворять материальные и духовные потребности людей, но и сочетаться с нравственно-этическими нормами существования всех органических образований на земле (природы в целом) и в первую очередь это зависит от качества «человеческого» фактора. Процесс автоматизации производства, построенных на основе информационных технологий принципиально отличается от его «механистического» предшественника. Основой этого отличия является многоаспектная работа с информацией, ее анализ и принятие управленческих решений. Изучение информационных процессов в экономике становится определяющих направлением развития современной социально-экономической деятельности и фундаментальной основой трансформации экономических теорий. 3. Роль человеческого фактора в новой организации социально-экономических систем В теоретико-материалистическом построении научных теорий, как правило, отсутствует главный элемент – «человеческий» фактор, который является природным «резонатором» многоцелевых отношений к происходящим явлениям в жизни. Поэтому целесообразным считается, что объектом исследования причинно-следственных связей в процессе возникновения разного рода общественных кризисов является содержание профессиональной деятельности человека. Создавая любую систему для реализации целей, человек сам выдвигает приоритеты принципов, на основе которых она функционирует, а, следовательно, и несет ответственность за результаты деятельности в социальноэкономической системе. Анализируя содержание приведенных факторов, следует отметить, что они образуют некую систему, в которой явно просматривается определяющая роль образования человека. Причем, качество образования как целостное развитие личности самого человека взаимосвязано с качеством отношения к окружающему его миру. Современное профессиональное образование человека должно формировать новое отношение к: экологическому (природе), социальному (обществу), экономическому (производству), техническому (средствам производства), культурному (духовному) окружению. Образование человека в современном мире является системообразующим фактором жизнедеятельности на Земле и фундаментальным «интеллектуальным» ресурсом социума и экономики.

10 Под «человеческим» фактором следует понимать доминирующую роль профессиональных и личностных качеств человека в социально-экономическом развитии общества. В социальном плане этот фактор определяет степень уравновешенности к воздействиям внешней среды и уровень саморазвития в открытых сложных системах (как соотношение прогресса и регресса в развитие). В экономике данный фактор становится важным компонентом «человеческого капитала» и в соединении с материальным капиталом дает основной потенциал для увеличения эффективности и производительности труда, качества продуктов и услуг. Следовательно, взаимосвязь между окружающей средой и создаваемыми человеком искусственными системами, такими как: социально-культурная, экономическая и образовательная всегда имеет системный характер (рис.2).

духовность

профе здоров ье

ссионализ м

интелле кт

Рис. 2. Иллюстрация принципов системности и взаимосвязи образования человека и окружающей среды На рис. 2 показано, что качество «человеческого» фактора формируется в системе образования, как взаимосвязь элементов его физического, духовного, интеллектуального и профессионального развития. Отсутствие или игнорирование одного из перечисленных выше аспектов в образовании человека приводит к деформации личностных характеристик профессионального работника, а, следовательно, в той или иной степени отражается на

11 качестве той системы, в которой протекает его профессиональная деятельность. Сущность понятия «человеческий капитал» в экономике в том, что в нем интегрируются; природное явление (человеческий интеллект), социальный опыт (общественный интеллект) и экономическая категория капитал (оценочный механизм стоимости). В этом понятие слиты воедино рациональные и иррациональные принципы организации человеческой деятельности, которые в конечном итоге влияют на развитие любой социально-экономической и социальнокультурной среды. Игнорирование долгие годы в экономике роли «человеческого» фактора во многом объясняет возникновение системных кризисов на рубеже XXI века. Например, социальная и экономическая системы имеют системные и многофакторные взаимосвязи и не могут существовать одна без другой. Социальная и экономическая системы являются дополнением друг друга в целостном развитии организационной структуры государства любой страны. Нарушение гармоничных отношений между этими системами в обществе является главной причиной возникающих противоречий (кризисов), которые рождают все многообразие конфликтов и проблемных ситуаций. Исследование причинноследственных связей взаимодействия между элементами системы и между системами разной природы в целой окружающей среде и является определяющей целью системных исследований. Содержание социально-экономических кризисов зависит от уровня культурного наследия общества, т.е. его информационного обеспечения познавательной деятельности и практического опыта. Процесс обновления информационного обеспечения жизни людей протекает как на духовном уровне, так и материальном, в том числе и в производстве. Этот факт определяет изменения в профессиональной культуре управления социальными и экономическими процессами. Сущность управленческой культуры заключается в осознанном и эффективном использовании природных ресурсов, которые являются единственными средствами обеспечения жизни на Земле, и служат основой функционирования человека в социально-экономических системах. Новая организация социально-экономической деятельности на земле требует и формирования нового системного мировоззрения на глубинную сущность всех явлений и процессов на Земле. Развитие системных взглядов на мир, основано на базе современного научного мировоззрения. Научная картина мира меняется по мере накопления эмпирических знаний и его системного обобщения. На современном этапе в развитии научных знаний происходит переход от линейных представлений о развитии материального мира к нелинейному. Научной основой такого перехода послужили открытия законов квантовой механики в физике. С помощью квантовой теории была обоснована тождественность таких категорий как «энергия» и «информация» и выявлены закономерности перехода одного состояния «элемента» естественной природной системы в другое. Этот факт положил начало развитию новой неклассической научной парадигмы, учитывающей принцип синергизма в развитии природных систем. Принцип синергизма (от греч. synergeia – совместное действие) позволяет учитывать варианты реакции системы (организма) на комбинацию различных факторов воздействия на эту систему. Принцип синергизма является основой законов нелинейного эволюционного развития природных систем, в которых постоянно происходят качественные изменения связей и отношений между элементами целого. С точки зрения синергетического (нелинейного) подхода «кризис» - это точка «резонанса», в которой объединяются причинно-следственные связи двойственной природы деятельности человека в общественных системах. Принято считать, что категория «деятельность» отражает два вида отношений к миру. Первый вид отношений определяет активное познание «мира» идей и подчиняется универсальным энергоинформационным законам природы. Одним из таких законов является закон обмена элементов энергией и информацией. Второй вид отношений выражается в познании вещей и подчиняется закономерностям организации информационных связей в обществе (социальными и экономическими алгоритмами). Универсальные энергоинформационные законы, описывающие взаимосвязи элементов в системе проявляются как объективная реальность наличия изоморфизма (многообразия) в природе и обществе. Разделение сфер деятельности на научнотеоретическую и научно-практическую положило начало развитию диалектическому

12 материализму как фундаментальному философскому учению о развитие бытия и сознания человека XX века. В предметных науках синергетическая идея получила реализацию в виде новых научных теорий согласования, саморазвития, самоуправления в системах, за счет процессов обмена энергией и информацией, с учетом гармонического и динамичного развития систем в процессе взаимодействия с целостным окружением. На основе синергетической идеи можно исследовать социально-экономические явления не только на основе построения линейно-эволюционных моделей, но и учитывать влияние случайных различных факторов, которые практически не принимались во внимание в предметных теориях. Такие модели в науке называются бифуркационными или многофакторными. Случайные факторы внешней среды оказывают постоянное воздействие на открытую социально-экономическую систему. Открытая система с учетом наличия обратной связи (обмен энергией, информацией и веществом) находится в состоянии постоянного изменения – флуктуации. Под флуктуацией понимается состояние случайных отклонений параметров социально-экономической системы от средних заданных величин. Такие отклонения могут иметь различные значения. Если отклонения велики, то может произойти или разрушение структурных образований (отношений и связей между элементами), либо качественные изменения самой системы за счет интеграции свойств и связей элементов внутри системы. Явление флуктуации позволяет объяснить наличие потенциальных возможностей самоорганизации элементов в системе для сохранения ее целостности. Следовательно, необходимо отметить, что развитие любой социально-экономической системы на микро уровне зависит не столько от экономических параметров, сколько от социальных. Это объясняется тем, что «человеческий» фактор является именно тем главенствующим фактором, который и вызывает «случайные» отклонения в эволюционном развитии социально-экономических систем. Поэтому учет таких случайностей в поведении социально-экономических систем осуществляется в современной нелинейной экономической теории на основе создания бифуркационных моделей. Под бифуркационной моделью следует понимать модель, описывающую динамичноустойчивое поведение системы, в условиях действия на нее случайных факторов внешнего окружения. В рамках линейного системного подхода в основном исследовался сам объект или его функциональное состояние при ограничении влияния внешних или внутренних факторов развития. Часто такие ограничения искажали научные выводы и приводили к ошибочным теоретическим построениям, которые в свою очередь и приводят к возникновению многих противоречий в практической деятельности. В рамках линейного мировоззрения экономические проблемы исследуются лишь с точки зрения экономических теорий, что приводит к формированию технократического подхода в решении социальных проблем. Технократический подход – это «механическое» перенесение «чисто» экономических методов управления параметрами социальной системой без учета социально-психологических характеристик «человеческого» фактора. Фундаментальным отличием современного развития теории систем и системного анализа как метода познания является системно-нелинейная концепция мира. Базовой основой такой концепции является представление о существовании саморазвития в открытых системах как динамика многофакторного взаимодействия всех элементов (подсистем) природных и общественных систем в единой и целостной среде Земной цивилизации. Важным методологическим принципом исследования систем становится единство методов анализа (дифференциация, разделение) и синтеза (интеграция, соединение, сочетание) научных знаний разных предметных аспектов целостного объекта исследования. Методы анализа и синтеза дополняют друг друга как единый способ целостного представления различных систем в реальности. Один из основателей и идейных вдохновителей современного системного движения в науке В. Н. Садовский писал: «Процесс интеграции приводит к выводу, что многие проблемы получат правильное научное освещение только в том случае, если они будут опираться одновременно на общественные, естественные и технические науки».

13 В современном мире, организованном на основе информационных коммуникаций с использованием компьютерных средств и информационных технологий, определяющую роль начинает играть системное мировоззрение и системное мышление. Под системным мировоззрением следует понимать современный научный метод познания всех явлений и процессов, происходящих в объективном мире на основе логики системных исследований. Под системным мышлением следует понимать способность к синтетическому восприятию объектов реальной действительности и осознанному пониманию многообразия информации, свойственной целостной картине мира. Причем, информацию об объекте нужно рассматривать и как атрибутные свойства (параметрическое описание) и как функциональные (целевые функции), и как коммуникационные (связи и отношения в системе). С теоретической точки зрения, реализация системных идей происходит в процессе научной интеграции методов системного исследования на междисциплинарном уровне. Научные достижения в одной области знаний, используются в другой, при этом получаются новые интегрированные научные знания. С точки зрения прикладной информатики, реализации системных идей происходит в процессе применения методов системного анализа при моделировании реальных объектов различной природы. С помощью интегрированных инструментальных средств можно исследовать процессы функционирования систем в окружающей среде. Системные исследования любого объекта, представляющего собой сочетание элементов в целом (систему) всегда происходит на основе той или иной модели. Это может быть модель представлений (концепция), структурно-функциональная модель (графическая) или формализованная модель (математическая). Прикладная информатика использует уже формализованные количественные модели, которые при использовании тех или иных методов моделирования могут давать качественные характеристики исследуемой системы. 4. Понятия о системных исследованиях и их уровнях Любое научное исследование использует специальный язык описания объекта исследования. Этот язык называют понятийным или терминологическим. Один из великих мудрецов востока заметил - «Прежде чем затевать спор, необходимо договориться о терминах». Важными элементами научного языка исследования являются: понятие, термин, категория. Понятие – это кратко сформулированное содержание мысли исследователя, отражающее общие и существенные признаки предмета или объекта. Формулирование научных понятий их корректировка и уточнение является результатом творческой научной деятельности исследователя и выражением его личного, субъективного взгляда. Термин – это однозначное слово, которое дает обобщенное содержание понятию, используемое в научных теориях, обществе, технике и т.п. Термин являются специфическим элементом профессионального языка общения в науке. Например, прибыль – это экономический термин, а интерфейс это термин прикладной информатики. Уточнение терминов или формулировка новых терминов является научных результатом теоретических исследований. Категория – это обобщенное научное высказывание о сущности научного термина, выражающего законы природы, общества и мышления. Категориальный аппарат (язык) используется на этапе осмысления и познания закономерностей исследования научных проблем в природе, обществе и технике. Например, количество, качество, информация – это универсальные категории научных знаний. Понятия, термины и категории создают систему научного языка описания явлений, процессов и предметов объективного мира. В понятие системные исследования принято включать как процесс познания об объекте исследования на основе фундаментальных или прикладных научных знаний, так и процесс проектирования или создания новой системы знаний. Поэтому, системные исследования объекта имеют всегда два взаимодополняющих элемента - объективный и субъективный взгляды. Объективный взгляд формируется на базе научной методологии исследования.

14 Субъективный взгляд - выражается в творческом подходе применения всего научного инструментария исследования, т.е. принципов и методов системного исследования. Важными категориями любого исследования являются: принцип, метод, методология и методика. Определим сущность этих понятий. Под принципом исследования следует понимать научную основу, первоначало, закономерность построения логики исследования для реализации главной идеи – цели исследования. Часто принцип рассматривается как логический метод построения субъективных доказательств на базе эмпирических (опытных) или теоретических знаний. Логический метод построения исследования опирается на основы теории познания, т.е. использует различные способы, приемы и формы правильного построения мысли, суждений, умозаключений, доказательств. В научных исследованиях принцип может отождествляться с закономерностью или законом поведения или изменения состояния объекта исследования. Например, принцип эволюции предусматривает действие закона развития объекта как системы. Формулирование принципов системного исследования проблемы является научным результатом. Под методом понимается способ или прием, используемый для достижения цели познания или создания нового знания. Метод является научным средством исследования объекта для получения новых знаний. Например, в теории познания анализ и синтез являются методами единого процесса познания о целостности явлений или объектов исследования. Анализ – это функция разделения целого на части. Синтез – это функция соединения, сочетания частей в единое целое. Следует, отметить, что в общественных науках, и экономике в частности, практически мало используется в исследовании функция синтеза, т.к. это функция познания не всегда может быть представлена в формализованном виде. Этим можно объяснить те многочисленные противоречия, которые часто возникают между теоретическими положениями экономики и практическими результатами, получаемыми от применения экономико-математических моделей в управлении экономическими системами. Методология – это совокупность познавательных средств, методов и приемов, используемых в научных исследованиях. Методология осуществляет «коммуникационную связь» между теоретическими построениями и практикой их реализации. Методология может развиваться как в области предметных наук, так и на междисциплинарном уровне. Целью развития современной научной методологии является критическое переосмысление понятийного аппарата предметных наук. Такое переосмысление ведет к изменению содержания сложившихся теорий, в основе которых лежит нелинейное научное представление о развитии систем различной природы в окружающей среде. Методика – это совокупность способов и приемов для систематизированного и последовательного применения метода или методов с целью получения конкретного результата в практической деятельности. Состояние системных исследований в настоящее время характеризуется тем, что они дифференцировались на пять основных направлений или уровней исследования сложных объектов (систем): 1. Философский или мировоззренческий уровень, базирующейся на развитии системных идей, которые применяются в процессе анализа и синтеза научного, междисциплинарного и целостного представления об объективном мире с точки зрения материалистической диалектики, как взаимосвязь «теории познания» и разных «теорий бытия»; 2. Системный подход (СП), имеющий общенаучный (универсальный) статус и выполняющий специально-методологическую функцию концептуального исследования сложных объектов на междисциплинарном уровне; 3. Общие положения теории систем (ТС), которые обладают не только теоретической основой для выявления общих законов и закономерностей функционирования систем, но и методологическими функциями исследования любого объекта как системы; 4. Предметные теории систем (ПТС), которым кроме специально-методологической функции исследования систем свойственны и предметно-теоретические функции выявления предметных ограничений и специфики исследования. Например, теория экономических учений, кибернетика, системотехника, теория функциональных систем, теория организации

15 систем, теория исследования операций; Системный анализ, представляющий собой систему принципов и методов применения различных формализованных (математических) методов исследования системы. Такая система базируются на реализации системных идей, положений, требований и методах вышестоящих уровней (отдельно или их сочетание) в решении конкретных задач в области познания и преобразования разнообразных явлений природы и общества. Например, управления социальными, политическими, экономическими, психологическими и другими процессами, изучения биологических процессов, проектирования и конструирования искусственных систем и т.п. Следует отметить, что сущность системного анализа не только в разделении целого на части, но и синтезе свойств, связей и отношений частей в целом образовании. Целью системного анализа является создание наиболее адекватной модели реального явления, процесса, объекта, сохраняя целостность его восприятия для исследования. Важной задачей системного анализа является уменьшение количества научных ограничений при исследовании целого объекта-системы. Системный анализ долгие годы продуктивно использовался в моделировании сложных технических систем. При подготовке специалистов технических специальностей системный анализ изучается в рамках дисциплин, связанных с системотехникой. Для специалистов в области экономики и управления - это практически новая область знаний. В условиях риска, неопределенности и динамики окружающей среды такие знания становятся жизненно необходимыми. В исследовании систем часто используются два основных понятия «системный подход» и «комплексный подход». Отличие их заключается в том, что в первом случае исследование ведется с учетом принципов целенаправленности, упорядочности, организованности. Во втором случае – делается упор на взаимосвязанность, взаимообусловленность, разносторонность и широту (междисциплинарность) исследования проблемы. Перечисленные выше уровни системных исследований составляют единый системный метод исследования любого объекта как целой системы (в широком смысле), включающий: а) научно-методологический аппарат системных исследований (исходные категории, понятия, положения, закономерности, принципы и методы системного подхода); б) основные теоретические положения и логико-математический аппарат теории систем и варианты предметных системных теорий; в) специальные приемы и средства системного анализа, связанные со спецификой применения концептуально-логического и особенно математического аппарата ТС и ПТС к решению конкретных задач специальных наук. Теоретической основой использования единого системного метода исследования любого объекта в качестве организационной системы является фундаментальные положения теории систем. 5.

5. Фундаментальные положения теории систем История формирование системного подхода в исследовании всех объектов реального мира ведет свое начало с древних времен. Древнегреческий философ Демокрит (460-360 до н. э.) положил начало материалистическому атомизму (деление целого на части-атомы), определив фундаментальные категории естествознания – целое, элементы и связь между ними. С этого момента стал формироваться системный взгляд на все предметы, окружающие человека в природе. С возникновением науки и философии, которые призваны познать и объяснять все явления и процессы в природе и обществе, понятие «система» постоянно изменялось и наполнялось все новым содержанием. Все эволюционные процессы, происходящие в науке, не смогли в корне изменить сущность термина «система». В прямом переводе с греческого слово «система» означает «со-став», т.е. составленное, соединенное из частей. В учебном пособие В.Н. Спицнаделя «Основы системного анализа» дается подробное описание этапов формирования и развития системного подхода к исследованию всего и вся как системы (глава 1). В данной работе мы остановимся лишь на фундаментальных положениях и

16 понятиях теории систем, которые позволяют дать обобщенное представление об ее сущности. Формирование теории систем происходило в процессе обобщения знаний предметных отраслей наук и синтеза общих закономерностей образования, функционирования и поведения систем в природе, обществе и технике. Большой научный вклад в развитие теории систем внесли такие ученые как: Н. Винер, Л. Берталанфи, И.В. Блауберг, А.А. Богданов, М. Месаревич, А.И. Уемов, Ю.А. Урманцев, В. Н. Садовский, Ю. И. Черняк, У. Эшби и многие другие. Например, М. Месаревич, А.И. Уемов, Ю.А. Урманцев сформулировали общие закономерности структурно-функционального анализа и синтеза как ведущих методов системного исследования объекта-системы. В рамках общей теории систем (ОТС) «система» рассматривается как сочетание множества элементов со своими свойствами, множество отношений и множество связей между ними. Средством формального (математического) описания системы стала теория множеств. Причем часто связь и отношения рассматривались как синонимы, но это не совсем корректно. Связь – это функциональная характеристика элемента, а отношение – это структурная характеристика. А.А. Богданов разработал теорию всеобщей организационной науки – тектологию, в которой обосновал условия организованного и неорганизованного порядка в системе, за счет возможных вариантов реакции самой системы на воздействия факторов внешней среды. Любое воздействие из внешней среды на систему может вызывать три типа «реакции» как в самой системе, так и в ее элементах, связях и отношениях: активную организованность, дезорганизованность, гармонизацию. Н. Винер, создал теорию кибернетики, в которой обосновал законы информационного взаимодействия элементов в процессе управления системой. Практической реализацией информационных идей управления стало развитие компьютерной техники и современных методов информационного моделирования систем. Все эти факты позволили обогатить и дополнить теорию систем, рассматривая разные аспекты вопросов организации, существования, поведения, функционирования и упорядоченного соединения элементов в целое. Теория систем изучает закономерности организации, структурирования, функционирования, поведения и существования любого объекта в качестве системы. Методологической основой построения теории систем стали такие универсальные научные принципы как: 1. целостность – это закон устойчиво-динамичного состояния системы при сохранении внешней формы и содержания в условиях взаимодействия с окружающей средой; 2. дискретность – это закон деления целого образования на элементарные частицы (элементы системы); 3. гармония – это закон формирования связей при обмене энергией, информацией и веществом между элементами системы и между целой системой и окружающей ее средой; 4. иерархия – это закон построения отношений между элементами целого образования (структура управления системой); 5. адекватность – это закон соотношения симметрии и диссиметрии в природе как степень соответствия описания реальной системы формальными методами. Приведенная система принципов не является исчерпывающей, но она определяет научнометодологическую основу создания теории систем. Как следует из содержания приведенных выше принципов, фундаментальной основой построения теории являются законы природных образований, т.е. природных систем. Фундаментальными законами диалектики являются: закон движения, закон развития и закон обмена энергией, информацией и веществом. Главным научным результатом развития теории систем стало формулирование основных законов. Первый закон теории систем - это закон функционального развития (эволюции) или закон целостности. Он сформулирован на основе принципа целостности и рассматривается, как способность системы претерпевать изменения внутри своей оболочки или окружающей среды, сохраняя самое себя. Первый закон теории систем раскрывает сущность системы как единого, целого

17 образования и может отвечать на вопрос «что» такое система. В рамках этого закона описываются ряд закономерностей структурной организации свойств, связей и отношений между элементами, ограниченных единой формой существования. Жизнедеятельность такой системы обеспечена внутренней организацией системы управления общими ресурсами. Устойчивое или неустойчивое состояние системы зависит от скорости обмена между элементами системы потоками энергии, информации и вещества. В процессе такого обмена часто элемент может потерять свои свойства или приобрести новые, с условием всех изменений в рамках единой формы существования. С точки зрения линейного мировоззрения, закон целостности объясняет материальнофизическую сущность эволюционного развития систем. В данном случае развитие системы обусловлено лишь степенью влияния внешних факторов управления этим развитием (кибернетический принцип). Система рассматривается в качестве «черного ящика», т.е. вход – выход, начальное и конечное состояния. Исследованием внутренних процессов реорганизации элементов в целостной организации пренебрегают, вследствие их достаточной сложности. Такие процессы, как правило, исследуются в рамках предметных аспектов. С точки зрения нелинейного мировоззрения, закон целостности раскрывает энергоинформационную сущность внутреннего саморазвития системы, за счет смены состояний хаоса и порядка в самой системе (синергетический принцип). В этом случае исследование системы акцентирует внимание на процессах, происходящих в элементах самой системы, которые зависят от случайного сочетания внутренних и внешних факторов. По мнению авторов оба принципа являются лишь дополнением один другого и использованные вместе позволяют наиболее полно получить новое качество знаний о внутреннем потенциале ресурсов для развития систем. Второй закон теории систем – это закон функциональной иерархии систем. Он сформулирован на основе принципа иерархии элементов в системе и объясняет целеобразование (образования цели) функционирования данной системы в окружающей среде, ее функциональной назначение. Второй закон теории систем отвечает на вопрос «как» нужно управлять этой системой для его полезного использования, не доводя до разрушения. В рамках этого закона объясняется закономерности возникновения внутренней «реакции» со стороны, как самих элементов системы, так и системы в целом на внешние воздействия. Такая реакция может вызывать положительный, отрицательный и нейтрализующий эффекты в структурном образовании. В рамках кибернетического подхода второй закон теории систем объясняет закономерности построения уровней внешнего управления системой, т.е. с точки зрения окружающей среды. В рамках синергетического подхода - закономерности возникновения саморазвития, самоуправления системой за счет гармонизации обмена различными ресурсами между самой системой и его окружением. Оба закона теории систем позволяют сформировать наиболее объективные и полные знания об общих закономерностях существования и развития систем разной природы на основе принципа гармонизации взаимодействия, взаимосвязей и взаимоотношений между частью и целым. Теория систем дает абстрактное представление о системах и методах их исследования и создания. Уровень такой абстракции может быть разный. Это и вербальное описание системы, графическое, функциональное, математическое. В теории систем широко используются методы моделирования на основе линейного и нелинейного программирования, в основе которого лежат методы таких теорий как: теория множеств, описывающая формально свойства системы и ее элементов на основе математических аксиом; теория ячеек, изучающая систему в качестве подсистем (ячеек) с определенными граничными условиями, причем между этими ячейками происходит процесс переноса свойств (например, «цепная» реакция); теория сетей изучает функциональную структуру связей и отношений между элементами в системе; теории графов изучает реляционные (матричные) структуры, представляемые в топологическом пространстве; теория информации изучает способы информационного описания системы-объекта на

18 основе количественных характеристик; теория кибернетики, изучающая системы управления в качестве процесса передачи информации между элементами системы и между системой и окружающей средой, с учетом принципа обратной связи; теория автоматов, в которой система рассматривается с точки зрения «черного ящика», т.е. входных и выходных параметров; теория игр исследует систему-объект с точки зрения «рационального» поведения при условии получения максимального выигрыша при минимальных потерях; теория оптимальных решений позволяет математически описать условия выбора наилучшего решения их альтернативных возможностей; теория очередей, использующая методы оптимизации обслуживания элементов в системе потоками данных при массовых запросах. Более подробно о методах каждой из перечисленных теорий можно познакомится в учебной литературе [1,3]. В современных системных исследованиях экономических систем все больше внимание уделяется таким теориям как, теория бифуркации, теория особенностей, теория катастроф, которые используют нелинейные математические методы, описывающие динамичную устойчивость систем. Описание этих теорий будет дано далее в пособие. -

6. Базовые понятия теории систем Как следует из выше сказанного, принцип иерархии является основой построения объективного мира, в котором все существующие системы соподчинены друг другу, т.е. вступают в определенные отношения. Поэтому принято в теории систем выделять два основных понятия: система и среда. Понятие «среда» следует понимать как сферу, ограничивающую структурное образование системы. Сложное взаимодействие системы и среды как ее окружения определяется в качестве понятий соответственно «система» и «надсистема». В.Н. Садовский и Э.Г. Юдин определяли это соотношение как: 1. система образует особое единство со средой; 2. любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка; 3. элементы любой исследуемой системы, в сою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка. В одном из словарей-справочников по математике, кибернетике и экономике дается такое определение понятию: «Среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы». Например, в первом разделе на рис.1 представлена экологическая среда как универсальное окружение, в рамках которой человек создает социально-культурную, экологическую и образовательную системы. Само отношение этих систем между собой можно рассматривать как взаимодействие среды и системы. Развитие социально-культурной и образовательной систем происходит в рамках экономической среды, которая является естественным ограничителем их возможного развития. Определение границ системы в окружающей среде делается самим исследователем или наблюдателем. Поэтому включение определенных объектов в качестве элементов исследуемой системы является творческим и целевым моментом самого исследователя. Приведем пример представления систем и среды (рис.3).

19 Искусственные системы, созданные человеком Мировая экономика

Национальная экономика ЧЕЛОВЕК Предприятие Внешняя среда социальноэкономических систем

Естественные природные системы

Рис. 3. Определение роли человека в представлении среды и системы Человек и созданные им социально-экономические системы представляют собой особый класс искусственных систем, поведение которых базируется на основе человеческих потребностей и интересов. Человек реализует свои интересы индивидуально, через группы, предприятия, национальную и мировую экономику, рис.3. Важнейшей внутренней переменной предприятия является человек (кадры), именно эта переменная предприятия является носителем ценностных ориентаций, целей, технологии управления, социокультурных систем, стиля управления, умений и навыков предприятия. Понятие «система» стало терминологической основой построения теории систем. Трактовка понятия «система» имеет различные варианты. Приведем примеры некоторых из них. 1. Система – это объективное единство, закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе. (БСЭ.Т.39. С.158). 2. Система – это комплекс элементов, находящихся во взаимосвязи (У. Барталанфи). 3. Система – это множестово элементов с отношениями между ними и между их атрибутами (А.Холл, Р. Фейджин). 4. Система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания ( Ю.И. Черняк). 5. Система – это совокупность связанных и взаимосвязанных друг с другом элементов, составляющих некоторое целостное образование, имеющее новые свойства, отсутствующие у ее элементов (О.Т. Лебедев, С.А. Язвенко). Содержание приведенных понятий для описания лишь одного термина показывает, что каждый из авторов имеет свое отношение к данному термину. Более подробно о разных определениях понятия «система», с точки зрения терминологии, можно подчеркнуть в учебной литературе [3,4,8,10,13]. Для того чтобы выработать наиболее объективное отношение к данному термину, необходимо выделить наиболее общие свойства, которые характеризуют понятие «система». К таким свойствам можно отнести:

20 Наличие элементов, которые могут быть описаны атрибутами (свойствами самих элементов); 2. Наличие разного вида связей между элементами, которые определяют степень их организации в целом (функциональные свойства); 3. Наличие отношений между элементами, которые определяются уровни иерархии в строении целого образования (свойство соотношения); 4. Наличие цели существования системы, которая определяет целесообразность ее существования в окружающей среде (свойство самоуправления или управления). 5. Наличие языка описания состояния и функционального поведения системы (свойство изоморфизма, многообразия средств описания). Все перечисленные свойства системы в той или иной степени корреспондируются с методологическими принципами теории систем (представленными выше) и могут рассматриваться как закономерности исследования, проектирования и создания любых систем. На основании этих свойств можно сформулировать еще одно определение: «Система – это целостное структурное образование, выделяемое исследователем из окружающей среды на основе единства функционирования множества взаимосвязанных объектов в качестве элементов, обладающих определенными свойствами, связями и отношениями». Понятие «элемент» системы применяется в системных исследованиях для определения способа отделения части от целого. В данном смысле элемент выступает как своеобразный предел возможного разделения системы на «элементарные» составляющие, которые позволяют наилучшем способом разобраться и понять закономерности функционирования каждой части системы в целостном образовании. Выделение элементов системы позволяет лучше разобраться в строении самой системы и определить ее структурно-функциональные связи и отношения. Определение количества таких элементов в процессе исследования системы имеет субъективно-творческий характер. Каждый исследователь, формулируя цели и задачи исследования, определяет и глубину членения целой системы на части. Элементами системы могут быть как подсистемы, так и ее компоненты, в зависимости от тех свойств, которыми обладает выделенный элемент системы. Понятие «подсистема» подразумевает выделение относительно независимой части системы, которая сама обладает свойствами объекта-системы. К таким свойствам можно отнести наличие структурной целостности, подцелей функционирования и коммуникативности с другими подсистемами (элементами). Сама подсистема должна состоять из неоднородных элементов, т.е. обладающих разными свойствами. Понятие «компонента», применительно к элементам системы употребляется в том случае, когда совокупность свойств элементов однородна. Понятия «связь» и «отношения» имеют достаточно сложное объяснение. В специальной литературе принято понятие «связь» отождествлять с динамичным состоянием элементов, которое определяется целями функционирования и методами управления в процессе установления связи. Понятие «отношение» характеризует со статикой строения самого элемента, т.е. его структурой. В теории логики принято «отношение» рассматривать как соотношение, соподчинение одного свойства элемента другому. Такое соотношение тоже основывается на разных видах связей, например, в микроэлементах. Понятие «отношение» можно рассматривать как «связи строения» элемента. Понятие «связь» определяется как проявление свойств коммуникации самого элемента с его окружением. Связь осуществляется на основе закона обмена энергией, информацией и веществом в процессе динамического развития самого элемента. Понятие «связь» описывает степень ограничения свободного развития самого элемента. Все элементы любой системы всегда вступают во взаимодействие друг с другом, теряя при этом некоторые из своих свойств. Наличие свойств связей у элемента (коммуникации) обеспечивает его жизнедеятельность. Следовательно, понятие «связь» определяет функционально-процессуальную характеристику системы, а понятие «отношение» - функционально-структурную характеристику. По классификации И.В. Блауберга, В.Н. Садовского и Э.Г. Юдина связи могут быть представлены в виде: 1.

21 Генетических (порождения), когда один объект является основой для рождения другого объекта; - Преобразования, когда элементы одной системы в процессе взаимодействия с элементами другой системы приобретают новые свойства в одной системы или обеих системах; - Взаимодействия, которые подразделяются на связи взаимодействия объектов или связи взаимодействия отдельных свойств объектов; - Функционирования, которые обеспечивают реальную жизнедеятельность объекта; Развития, которые возникают в процессе перехода из одного качественного состояния объекта в другое; Управления, которые могут образовывать разновидность либо функциональных связей, либо связей развития. Представленная классификация показывает, что рамки определения связей часто размыты и могут пересекаться. Более подробно о каждом виде связей системы можно познакомиться в учебном пособие В.Н. Спицнаделя [13, С.133-140]. В рамках системных исследований понятие «связь» имеет наибольшее значение, т.к. в процессе взаимодействия элементов в системе устанавливаются алгоритмы их совместного функционирования. Например, рекурсивная связь устанавливает причинно-следственную связь между различными параметрами в экономической системе. Синергетическая связь в теории систем определяет результат совместных действий взаимосвязанных элементов как общей эффект, который превышает сумму эффектов, получаемых от каждого независимого элемента. Циклическая связь рассматривается как сложная обратная связь между элементами в системе, определяющая ее полный жизненный цикл, например, в процессе производства какого-либо изделия. Обратная связь является основой саморегуляции, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Например, в управлении социальноэкономическими системами используется функция корректировки, которая основана на принципе обратной связи, т.е. возможности принятого решения в зависимости от сложившихся условий. По своему характеру связи могут быть положительными, отрицательными и гармонизированными. Под положительной связью понимается результат взаимодействия элементов в процессе, которого не нарушается внутренняя структура самих элементов и этот результат дает импульс к дальнейшему развитию элементов и всей системы. Под отрицательной связью понимается результат взаимодействия элементов в процессе, которого происходит разрушение, как самого элемента, так и всей системы. Под гармонизированной связью понимается устойчивое динамическое состояние развития элементов в результате их взаимодействия. Следовательно, в системах различной природы всегда существуют разные виды связей, за счет которых обеспечивается сохранения целостного образования. Принято количество связей между элементами в системе представлять как возможное сочетание по формуле: S = g(g-1), где g – количество элементов. Исходя их теории алгоритмом, можно констатировать, что связи между элементами в системе, могут иметь линейный (однонаправленный), нелинейный (многонаправленный) и циклический характер или их сочетание. Как было определено выше понятие «отношение» в качестве внутренней связи между элементами системы логически связано с понятием «структура». Понятие «структура» означает строение, расположение, порядок. Структура отражает взаимосвязи и взаимоотношения между элементами системы, которые устанавливают порядок ее строения. Структуру систему принято описывать видом связей и отношений (иерархия связей) между ее элементами. Структура описывает внутреннее строение (состояние) системы. Структуры могут быть как статические, так и динамические. Одна и та же система может быть описана разными видами структур, в зависимости от аспектов и стадий исследования или -

22 проектирования в пространстве и времени. Структуры систем могут описывать состояние системы, ее поведение, условия ее равновесия, устойчивости и развития. Под состоянием системы принято понимать ее описание в определенный момент времени, как «статичную фотографию». В таком состоянии все элементы имеют статичные входные и выходные параметры. Например, S = F(g, e, u), где F – функция, а g, e, u – параметры элементов. Под поведение системы принято понимать описание изменение ее параметров во времени. Например, S(t) = F {g (t-1), e(t), u(t-3)}, где t – время. Под равновесием системы понимается описание состояния системы, которая лишена внешних воздействий и находится в состоянии равновесия. Под устойчивым состоянием системы понимается такое поведение, которое обеспечивает ей возвращение в равновесное состояние после воздействия внешних факторов. Как правило, состояние устойчивости обеспечивается за счет сочетания свойств самих элементов системы. Под развитием системы понимается такое состояние системы которое обеспечивает развитие свойств связи отношений в рамках организационный структуры в продолжительном временном периоде, с учетом воздействия факторов внешней среды. Далее будет рассказано о таком классе систем на примере адаптивных систем, самообучающихся и саморазвивающихся систем. 7. Виды и формы системных структур В исследованиях принято различать разные виды структур как средства описания системы. Структура может быть представлена в графической, матричной форме, в форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, математических средств и т.п. Можно выделить следующие средства описания структур. 1. Сетевая структура представляет декомпозицию элементов, представленных во времени. При сетевом представлении структуры системы принято использовать такие понятия как: вершина, ребро, путь, критический путь.

Рис.4. Сетевая структура системы Сетевые структуры систем отображают порядок операций или действий в системе. Например, с помощью сетевого графика описываются производственные этапы деятельности, при проектировании систем отображается ее сетевая модель, при создании плана производственной деятельности – сетевой план. Сетевые модели могут быть представлены однонаправленными, обратными и циклическими связями между элементами системы. Такие связи описываются в виде пути или критического пути между элементами При системном анализе сетевых структур используются математический аппарат

23 теории графов, а также теория сетевого планирования и управления, которая имеет прикладной характер. 2. Иерархическая структура представляет собой декомпозицию системы в пространстве, устанавливая уровневые связи (отношения) между элементами (подсистемами) в целом образовании.

Рис.5. Простейшая иерархическая структура системы Элементы или компоненты системы представляются в виде вершин или узлов, а связи между элементами – в виде дуги или соединения узлов. Иерархические структуры принято называть древовидными структурами. Такие структуры называются типа «дерево». Чаще всего с помощью таких структур представляются целепологания и цели управления системой, о которых будет рассказано дальше. 3. Многоуровневые иерархические структуры принято изображать в виде страт, слоев, эшелонов. Страты – это способ описания сложных структур с помощью замены их наиболее простыми моделями. При этом способе, каждая страта описывает свой уровень абстракции, сохраняя особенности входных и выходных параметров.

24 Ìíîãîñëîéíàÿ ñèñòåìà ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé

Ïðèíÿòèå ðåøåíèé n óðîâåíü

Ñòðóêòóðà ñèñòåìíûõ èññëåäîâàíèé îáúåêòà-ñèñòåìû ñòðàòà 5 Ôèëîñîâñêîå èëè òåîðèòèêîïîçíàâàòåëüíîå îïèñàíèå îáúåêòà-ñèñòåìû Xn-1 ñòðàòà 4 Ñèñòåìíûé ïîäõîä, âûáîð íàó÷íîãî X2 ÿçûêà îïèñàíèÿ îáúåêòà-ñèñòåìû

Ï ðèíÿòèå ðåøåíèé ñòðàòà 3 2 óðîâåíü Îáùèå ïîëîæåíèÿ òåîðèè ñèñòåì, ñîçäàíèå êîíöåïòóàëüíîé ìîäåëè îáúåêòà-ñèñòåìû

X1

ñòðàòà 2 Ïðåäìåòíûå àñïåêòû òåîðèè ñèñòåì, îïèñàíèå ñïåöèôèêè ñîäåðæàíèÿ Ïðèíÿòèå ðåøåíèé îáúåêòà-ñèñòåìû

1 óðîâåíü

ñòðàòà 1 Ñèñòåìíûé àíàëèç, ôîðìàëèçàöèÿ ñòðóêòóðíî-ôóíêöèîíàëüíûõ ïàðàìåòðîâ

Ñïîñîá

äåéñòâèÿ

Ïðîöåññ ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé

Рис.6. Представление системы в виде стратов Слои – это способ описания последовательности решаемых проблем с целью поиска наилучшего метода их решения. Причем при решение многослойных проблем предусматривается учет допустимых ограничений на моделирование нижележащих объектов, без утери общего замысла решения в едущей проблемы.

25

Рис.7. Многослойная структура системы принятия решений Эшелон – это способ описания иерархической структуры в виде относительно зависимых, взаимодействующих между собой подсистем (объектов). Такие многоэшелонные структуры описывают относительно независимые уровни управления. На каждом уровне управления подсистемы имеют определенную степень свободы выбора управленческого решения.

Рис.8. Иерархическая структура системы управления, представленная в виде эшелонов На рис.8 представлено структура подсистем управления,

Ýøåëîí 3

Ýøåëîí 2

Ýøåëîí 1

Ïðîöåññ

которая

выполнена

представляет

собой

в

виде

эшелонов.

определенный

Каждый

уровень

эшелон

подсистемы

управления. Связь между уровнями управления представлена в виде координации процесса принятия решений в каждой

26

подсистеме. Такая структурная организация связей между подсистемами управления принято называть многоцелевой иерархической

структурой

управления.

Поэтому

многоэшелонные структуры часто называют многоцелевыми. 4.

Матричные структуры представляют взаимоотношения между уровнями иерархической структуры. Они могут быть описаны в виде древовидной иерархической структуры связей, двумерной матрицы со «слабыми» и «сильными» связями и многомерной матрицы.

1 . .. 1.1. .. 1.2. .. 2 . ..

1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3

+ + + + + -

+ + + +

2.1. .. 2.2. .. древовидная иерархическая структура

матричная структура

двумерная матричная структура

Рис.9. Примеры матричных структур системы

5.

Смешанные иерархические структуры с вертикальными и горизонтальными связями. Примером такой системы может послужить государственная система управления.

6.

Структуры с произвольными связями используются, как правило, на начальном этапе исследования системы, для определения

важных

и

необходимых

элементов

и

27

установления лишь тех связей и отношений, которые оказывают

наибольшее

влияние

на

принятие

управленческих решений.

Рис.10. Структура системы с произвольными связями На рис.10. представлена система состоящая из 4 элементов, которая представлена произвольными связями между ними. Такое

графическое

представление

системы

как

правило

используется на первом этапе исследования когда еще не установлены

закономерности

связей

и

отношений

между

элементами. Описание систем в виде структуры с произвольными связями чаще всего используется на уровне формирования авторской концепции системного исследования выделяемого объекта из окружающей среды. 8. Классификации систем В основе любой классификации систем лежит определение

28

наиболее существенного признака или их сочетание, который (которые) описывают некоторую общность свойств систем. К таким признакам можно отнести классификацию систем по: -

происхождению (естественные и искусственные);

-

степени объективности существования (материальные и абстрактные);

-

содержанию (социальные, физические, экономические, технические и т.п.);

-

степени взаимосвязи с окружением (открытые, закрытые, относительно обособленные);

-

состоянию во времени (статические и динамичные);

-

обусловленности

функционального

действия

(детерминированные и вероятностные); -

обусловленности процессов управления (управляемые и самоуправляемые);

-

уровню сложности структуры (суперсложные, большие и сложные, подсистемы, элементы);

-

степени

внутренней

организации

(хорошо

организованные, диффузные и самоорганизованные); -

методам формализованного описания объекта в качестве системы

(адекватное,

теоретико-множественное

представление, информационное описание, имитационнодинамическое, структурно-лингвистическое представление и т.п.); -

методам моделированию процесса развития (управляемые,

29

адаптивные,

самообучаемые,

самовосстанавливающие,

самовоспроизводящие и т.п.). Более подробно о содержании разных классификаций систем, представленных нами в качестве систематизации основных признаков можно познакомится в учебных пособиях и учебниках по теории систем и системному анализу [1,3,4,7,8,11,13]. В данной работе даются лишь базовые положения и раскрываются те основные понятия, которые выступают в теории систем как основополагающие. В теории систем принято все исследуемые системы делить на три

основных

класса:

абстрактные,

естественные

и

искусственные. Такое деление имеет важное методологическое значение для исследования систем. Первые системы являются основой для эволюции научных теорий познания. Вторые основой для выявления закономерностей и формулирования законов природы всех явлений. Третьи – для развития отраслевых научных знаний. Абстрактные

системы

–

это

системы

теоретико-

методологического характера, позволяющие описывать общие и специфическое свойства организационной структуры элементов, связей и отношений в целостном образовании для познания, изучения и проектирования состояния, поведения и развития исследуемого

сложного

объекта

в

качестве

системы.

Абстрактные системы необходимы для разработки логических моделей представления о материальных системах. Абстрактные

30

системы классифицируются по способу познания и методам формального описания (рис.11). Абстрактные системы По способу познания

По методу формального описания

Логически-описательные (вербальные модели)

дедуктивные

Символические модели

графические

математические

индуктивные Статические

Динамические

Квазистатические

Рис.11. Классификация способов представления абстрактных систем Логически-описательные модели или вербальные (словесные) модели создаются на основе использования дедуктивного (теоретического построения гипотез, рассуждения, умозаключения от общего к частному) и индуктивного (способ научного познания от частного к общему) методов описания исследуемого объекта-системы в качестве системы научных понятий и определений об основных закономерностях структуры, организации, состояния и поведения материальных систем. Символические модели – это модели, которые в графическом или математическом виде позволяют описать структурно-функциональные особенности исследуемого объекта-системы в формализованном виде. Представление объекта-системы в графическом виде позволяет выделить основные элементы системы (количество элементов и их основные параметры), описать характер связей (прямые, обратные, цикличные) и отношений (уровни иерархического соподчинения). Графические модели могут создаваться как промежуточный этап для разработки математической модели. Часто создание математической модели затруднено из-за того, что отсутствует образное представление системы как целого объекта исследования. Графические модели могут быть представлены в виде плоскостных моделей (алгоритмы линейного, разветвленного и циклического построения) или объемных, в которых хорошо просматриваются варианты возможных связей между элементами при взаимодействие разных факторов внутренней и внешней среды. Математические модели могут быть представлены тремя основными классами: статические модели, описывающие статическое состояние системы в качестве системы уравнений; динамические модели, которые описывают формально процессы функционирования элементов или всей системы; квазистатические модели, которые описывают переходные процессы состояний от статики к динамике или, наоборот, в элементах или системе в целом. Абстрактные модели позволяют на теоретико-логическом уровне представить обоснование научной гипотезы исследования объекта-системы, которую в дальнейшем необходимо довести до практической реализации, т.е. использовать ее для выявления

31 определенных параметрических закономерностей состояния или процессов в виде математических моделей материальных систем. Материальными системами принято называть все объективно существующие системы в пространстве и времени. Материальные системы принято разделять по происхождению на естественные и искусственные. К естественным системам принято относить те системы, которые имеют естественноприродное происхождение. Например, природные ресурсы экономики, человек, как системный объект исследования в социальных и образовательных системах, природные явления, как системный объект в исследовании физических, химических, биологических и других науках. Естественные системы изучаются на основе законов и закономерностей естественных отраслевых наук физики, химии, биологии и т.п. Их формальное описание осуществляется на базе естественно-математических методов моделирования. Естественные системы – это системы, в которых компонентами являются те или иные природные элементы явлений, структур или процессов природного окружения. Любая естественная система всегда является достаточно сложной для ее изучению с точки зрения системного подхода. Это объясняется тем, что в рамках предметного исследования очень сложно выделить число дискретных элементов и описать достаточно адекватно связи между ними. Например, математик Г.Н. Поваров делит все системы в зависимости от числа элементов, в нее входящих, на четыре класса; - малые (10 - 10 3 элементов); сложные ( 103 – 107 элементов); ультрасложные ( 107 - 1030 элементов); суперсложные ( 1030 – 10200 элементов). К искусственным системам относятся все остальные, которые были созданы самим человеком для обеспечения всех потребностей своего существования на Земле. Все существующие общественно-организационные системы можно считать искусственными. Например, такие системы как социально-культурная, образовательная, экономическая, техническая, технологическая и т.д. можно определить в качестве искусственных. Каждая из них имеет специальное целевое назначение для организации общественной жизни человека на Земле. Социально-экономические системы представляют собой достаточно сложные многоуровневые, многофакторные и многокритериальные открытые системы. Причем, эти системы имеют комплексную организацию, т.к. взаимодействие между социальными и экономическими параметрами элементов такой системы всегда носит, нелинейный, динамичный и резонансный характер. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании информационных систем в экономике. На рис.12 показаны основные элементы реализации системного подхода в исследовании материальных систем с учетом принципов теории систем.

32

Материальные системы

По способу познания Простые

Большие и сложные

По принципу исследования Статические и динамические

Детерминированные и вероятностные

По степени формализации

Абстрактные модели Информационные модели Структурнофункциональные модели

Адаптивные, самоуправляемые и самоорганизуемые

Математические модели

Рис. 12. Необходимые элементы исследования материальных систем Представленная на рис. 12 схема показывает основные способы, принципы и методы описания материальных систем в качестве объекта-системы. Выше мы уже приводили пример классификации систем по способу представления на простые (малые) и большие и сложные. В специальной литературе существует много понятий по поводу определений больших и сложных систем [3,7,13]. 9. Большие и сложные системы Большая часть авторов склонна считать, что сложная система может быть и не большой, а большая не всегда сложной. Поэтому следует дать определение понятиям «большая» и «сложная». Большие системы – это такие системы, в которых число состояний, определяемых состоянием элементов или взаимосвязями между элементами, комбинаторно велико или несчетно. Это обстоятельство существенно характеризует специфику свойств большой системы и накладывает ряд ограничений в процессе ее исследования. Понятие «комбинаторно» следует определять как наличие в системе многообразия комбинаций связей и вариантов отношений между элементами, которые могут динамично изменять их состояние. Сравнение таких вариантов на основе перебора часто оказывается принципиально невозможным. Поэтому для исследования больших систем требуются специфические методы исследования на основе синтеза. Одним из таких методов является метод декомпозиции системы, разбиение ее на достаточно определенные подсистемы и установление тех элементов, которые определяют взаимосвязь посредством хотя бы одного общего ресурса (средства) обмена информацией или веществом.

33 Сложные системы – это такие системы, в которых все функциональные процессы имеют динамичный характер и не могут быть описаны на языке классической математике, использую формулы и аналитические структуры. Они могут быть лишь представлены имитационными моделями в той или иной степени адекватности. Исследование сложных систем и динамичных процессов, протекающих в них, сталкиваются с двумя видами сложности, как «внутренняя сложность», так и «внешняя сложность». Внутренняя сложность связана с необходимостью учета синергетических свойств, как в элементах, так и в самой системе. Внешняя сложность заключается в том, что необходимо учитывать влияние всех факторов внешней среды на систему, которые могут вызывать случайные отклонения от заданной цели развития или существования. Результат взаимодействия внешних и внутренних факторов может иметь не только детерминированный, но и вероятностный или стохастический характер. Понятие «детерминированный» определяет предсказуемый характер процесса, который можно описать в виде четкого алгоритма поведения системы в зависимости от управляющих воздействий. Понятие «стохастичность» определяет вероятностный (непредсказуемый) характер поведение системы в зависимости от случайных факторов, которые могут вызывать нестабильность отдельных параметров системы в целом. В современных системных исследованиях появился новый класс сложных систем, которые определяются в качестве адаптивных, самоорганизующихся и самоуправляемых систем. Термин «адаптация» (от лат. Adaptatio – приспособление) означает что объект-система обладает рядом свойств приспособления, которые позволяют ей изменять свое состояние, структуру и поведение в процессе взаимодействия с внешней средой. Например, для социально-экономических систем часто используется новое понятие «адаптивная организационная структура», которое следует понимать, как организационную структуру способную гибко изменять свои цели, задачи, функции, свойства и поведение в зависимости от динамично изменяющихся условий внешнего окружения. Средства адаптации в сложных системах могут быть различными. Это и система самообучения, которая использует закономерности биологических, физических и психологических «механизмов» обучения человека. Методологической основой развития теории адаптивных социально-экономических систем становится принципы и закономерности адаптации живого организма в окружающей среде. Исследование адаптивных систем развивается на основе синергетических идей, о которых уже говорилось в первых параграфах, и использования методов теории бифуркации, теории особенностей, теории катастроф. В основе этих теорий лежит изучение закономерностей качественных изменений, которые происходят в структуре элементов на параметрическом уровне. 10. Представление о динамичных, нелинейных социально-экономических системах Теория бифуркации изучает закономерности изменений, происходящих в структуре функциональных связей элементов системы с учетом воздействия случайных факторов, приводящих к качественным изменениям ее состояния. В рамках теории бифуркации эти закономерности описываются математическими моделями существования и устойчивости равновесных решений дифференциальных уравнений, т. е. определения точек бифуркации (качественного скачка). Различают два аспекта теории бифуркации: статический и динамический. Статическая теория бифуркации изучает изменения, возникающие в структуре множества нулевых функций при изменении параметров, входящих в эти функции. Такая система может быть описана дифференциальными уравнениями, равновесные решения которых являются нулями векторного поля. Динамическая теория бифуркации изучает изменения, которые возникают в структуре решений дифференциальных уравнений при изменении параметров векторного поля. Под бифуркационной моделью социально-экономической системы рекомендуется понимать модель, описывающую варианты возможного поведения (реакции) системы на случайную комбинацию воздействия различных факторов. В основе построения такой модели лежит выделение (определение) точек бифуркации, в которых происходит возможное

34 «разветвление» алгоритма поведения всей системы. Следовательно, изменения в теориях предметных наук обусловили трансформацию содержания теоретических и практических знаний в системах образования, а те, в свою очередь, реализуются в профессиональной деятельности специалистов на основе сформированного мировоззрения. В рамках линейного мировоззрения каждая природная или общественная система исследовалась только лишь в одном или нескольких смежных аспектах, т.е. в точки зрения предметных наук. В такой картине мира нарушались связи предметных исследований, что привело к углублению деффиренцированного научного взгляда на явление или объект как части целого. Линейное мировоззрение всегда суживает рамки системных исследований и в процессе системного анализа часто упрощается исходная модель исследования, не учитывая, с точки зрения предметной области, влияние многих «незначительных» факторов. Например, к книге В.Б.Занга «Синергетическая экономика» дается модель экономического роста производственной структуры на основе бифуркационного анализа. Модель описывает влияние «человеческого» фактора на экономический рост производства. В такой модели предполагается, что для экономического роста необходимы три основные компоненты: физический труд (производительность труда), интеллектуальный капитал (капитал знаний) и физический капитал. Эти компоненты можно представить в качестве соответствующих ресурсов: физические трудовые ресурсы ( L1 = n1L, ), интеллектуальные человеческие ресурсы ( L2 = n2 L ), и физический капитал (K), где n – скорость изменения ресурсов. Тогда структура производства может быть описана следующей производственной функцией: Y = F( L1 , L2 , K), где Y- доход. Скорость изменения трудовых и интеллектуальных ресурсов может быть разная и следовательно рост дохода будет зависит от сочетания параметров этих скоростей и их вектора направленности. Если предположить, что скорость изменения постоянна и имеет однонаправленный характер, то n1 + n2 = 1 . Тогда норма прибыли на единицу трудовых ресурсов равна Y/L, а уровень потребления работника можно определить как cY/L, где с – положительная константа. Для работников физического труда уровень потребления можно представить как

c1Y cY , а для работников интеллектуального труда - 2 . L L

Процесс накопления капитала можно описать уравнением:

DK c LY c L Y = Y − 1 1 − 2 2 − rK , dt L L Где r – фиксированная норма амортизации капитала. Для экономики в целом темп потребления задается величиной с1n1 + c2 n 2 , а темп накопления 1- с1n1 + c2 n 2 . Часть накопления может быть привлечено в качество инвестиций в производство. В данном примере показано, что экономический рост любого предприятия необходимо рассматривать на моделях, в которых учитывается бифуркационный (качественный) анализ накопления знаний, как у работников физического, так и умственного труда. Это свидетельствует о том, что «человеческий» фактор играет ведущую роль в развитии экономического роста, и является определяющим элементом бифуркационной модели системы. Теория особенностей изучает изменения свойств системы от параметров «возмущения» внешней среды на основе исследования гладких функций. Теория катастроф изучает вопросы нарушения структурной устойчивости в системе от функций, параметрами которых являются внешние воздействия. В рамках теории катастроф динамическая

система

описывается

дифференциальным

уравнением

dxi = f i ( x, r ), dt

i = 1,.....n , где xi представляет собой независимые параметры системы, а r – управляющие параметры системы.

35 Теория катастроф позволяет описывать множество структурных изменений в экономической системе при воздействии внешних параметров. Знакомясь с основными положениями теории систем, мы приходим к выводу, что в современных условиях изменения мировоззрения на наличие объективного взаимодействия всех материальных общественных систем ее принципы и методы становятся универсальной основой формирования междисциплинарной методологией исследования всех больших и сложных систем, которые встречаются в любой области человеческих знаний.. 11. Основные понятия о теории целеполагания систем Все виды связей между элементами в системе имеют функционально-целевой характер. Это объясняется тем, что каждый элемент системы имеет свое предназначение, т.е. целеполагание и целесуществование. Понятие «цель» объясняется как «точка», к которой направлены устремления системы (или ее элементов) в процессе движения или развития. Термины «цель» и «целое» имеют единый корень, который объясняет основу мироздания как стремление любой системы к идеальному, наилучшему, оптимальному результату. Понятие «цель» и понятие «результат» взаимосвязаны между собой функционально. Понятие «функция» произошло от латинского слова functio (выполнение, осуществление, исполнение), объясняя явление жизнедеятельности живого организма при взаимодействии его с внешней средой. Понятие «функция» связано с понятием «процесс» жизнедеятельности, движения, управления, взаимодействия, коммуникации и т.п. Функцию можно представить как вектор направления движения к цели (идеалу, результату), который представляет закономерность взаимосвязи внешних и внутренних параметров элемента (тов) в структуре системы или системы в целом. Функция в математике – это переменная величина, которая зависит от значения другой величины. Для больших и сложных систем, какими являются социально-экономические системы, формулирование целей существования и определения условий, при которых такие цели могут быть реализованы в полной мере, являются основополагающими положениями теории экономики и теории управления социально-экономическими системами. Процесс создания, развития или движения любой системы связан с такими понятиями как: целеобразование, целесуществование, целенаправленность и целесообразность. Понятие «целеобразование» определяет наличие целей существования системы при организации целого образования в окружающей среде (или выделение исследователем целой системы из окружающей среды). Понятие «целесуществование» определяет сущность, целевое предназначение объектасистемы в природной, культурной или социально-экономической среде. Это понятие раскрывает содержание атрибутных свойств информации о системе. Понятие «целенаправленность» определяет закономерности формирования направления функций движения или самодвижения объекта - системы к определенной конечной цели существования. В рамках этого понятия описываются функционально-пространственные свойства элементов системы и целого образования. Понятие «целенаправленность» используется в теории управления как основа формирования структуры целей управления или самоуправления. Понятие «целесообразность» определяет свойства коммуникации в процессе целевого движения к результату при сохранении целостности образования. В этом понятие раскрываются особенности структурной организации объекта-системы, формирования связей и отношений с окружением. Все эти понятия взаимосвязаны между собой и описывают объективные свойства любого объекта в качестве модели информационной системы как: атрибуты (параметры формы и цели организации), функции (параметры и характеристики связей и отношений внутри системы) и коммуникации (характеристики и параметры взаимосвязей и взаимоотношений с окружающей средой). Поэтому определение целей, положенных в основе организации системы, связано с выявлением существенных качеств и характеристик системы - ее целевое предназначение. В

36 таком случае целеполагание системы определяется как совокупность целей существования каждого ее элемента, т.е. создание системы целей. Следовательно, создание структуры целей системы позволяет описать структурно-функциональную зависимость элементов в целом образовании (системы). Определение такой зависимости является основой для выявления закономерностей структурного образования конкретной системы и описания их формальными методами системного анализа. Результатом выявления закономерностей целеполагания системы становиться формулирование основных принципов, с учетом которых система может сохранять свою целостность. Именно принцип целостности является основой реализации системного подхода при исследовании и создании системы. Описание системы в виде структуры целей их связей и отношений лежит в основе системного исследования любого сложного объекта для изучения его состояния, поведения и управления процессом его движения к идеальной цели, т.е. получения определенного результата. Для социально-экономических систем формулирование целей, создание определенных условий для их реализации, т.е. получение результатов в процессе реализации целевых программ является основой для развития теорий экономики и управления на междисциплинарном уровне. 12. Взаимосвязь теории систем и теории управления Существование любой системы не мыслимо без управления. Теория управления системами и теория систем имеют методологическую взаимосвязь, которая определяется на основе закономерностей организации структуры с учетом принципов целостности (эммерджментности), иерархичной упорядочности, взаимосвязи. В современной экономике теорию управления принято называть теорией менеджмента. Менеджмент как научное направление управления в социально-экономических системах определяет смену парадигмы командно-директивной системы управления производством и экономикой в целом на рыночную концепцию развития. Современная теория развития рынка изменяет приоритеты и принципы своего функционирования на основе обще гуманистических подходов. В теории менеджмента положен принцип приоритета «человеческого» интеллектуального капитала - не труд (в классическом понимании физическая составляющая) и капитал (финансы), а знания и информация, порождающие новые технологии являются объектом управления. Логико-семантический анализ терминов «управление» и «менеджмент», позволяет определить их адекватную природу. Термин «управление» в английском языке «manage» произошел от корня латинского слова «manus» (рука). Этим термином определяли умения владеть ружьем, колесницей. Слово «менеджмент» первоначально означал умение объезжать лошадей или ими править. В русском языке термин «уПРАВление» означает правильное руководство действиями; руководить действиями (словарь русского языка) кого-либо, чего-либо. Слово РУКО-ВОДСТВО произошло от слияния двух слов и означает действие направлять кого-то. Первое слово имеет корень РУКА, второе - глагол ВОДИТЬ. Появление термина «управление» связано с процессом эволюции руки как органа труда и затем перемещения акцента с физической составляющей труда на интеллектуальную. Проведенный анализ позволил установить, что менеджмент и управление имеет в разных языковых культурах один общий корень от слова «рука», который имеет общий смысл - это руководитель Исследования сущности терминов показывает их полную идентичность в информационном аспекте. Приведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что содержание менеджмента (руководства) в системе управления проявляется через субъектсубъектные отношения. Для социально-экономических наук понимание основы понятийного аппарата наиболее важно, т.к. позволяет переосмыслить основные категории, получаемые при управлении некими формальными экономическими показателями, а также проследить функциональную зависимость состояния системы в целом от методов управления. Поэтому основная цель существования и цель управления любой системой являются взаимообусловленными.

37 . Понятие «цель» обусловлено понятием «управление», т.е. любое целенаправленное движение в развитии системы требует процесса управления этим движением. Понятие «управление» имеет функциональное и процессуальное значение для существования и развития систем любой природы. Поэтому можно говорить о наличие естественной взаимосвязи теории систем и теории управления. В основе такой взаимосвязи лежит соответствие целей существования объекта в качестве системы и целей управления ресурсами системы, обеспечивающих ее целостность. Под ресурсами системы следует понимать совокупность энергетических, информационных и материальных средств, с помощью которых поставленная цель достигает результата. Поэтому установление гармоничных взаимосвязей между организаций системы и управлением этой организации становится определяющим моментом в исследовании целей и средств, используемых для их достижения. Формулирование целей управления является сложным процессом, который тесно связан с исследованием целеобразования системы, ее содержательной и организационной специфики. Поэтому разработка системы управления любым объектов, рассматриваемым в качестве системы требует создания целевой структуры управления системой, т.е. описания целей элементов ее составляющих и определения связей и отношений между ними. Таким образом, процесс формирования целей управления объектом нужно рассматривать как создание структуры системы целей. Как уже говорилось выше, структура организации целей может быть представлена в пространстве и времени разными способами. Наиболее используемыми методами представления структуры целей организации является сетевой и «дерево целей». Схематично метод исследования «дерева» целей представлен на рис.13.

Цели, направленные во внешнюю среду

Целесущестова вание системы

Цели, направленные на внутреннюю среду

Рис. 13. Организация «дерева» целей Метод «дерева целей» позволяет представить многообразие целей организации в системе внутренней и внешней их функциональной направленности. Этот метод используется для системного анализа целей организации системы и для создания ее системы управления. Как видно из рис. 13, этот метод исследования позволяет обеспечить целостность организационной структуры за счет реализации соотношения процессам самоуправления (управление взаимодействием внутренних и внешних ресурсов) и целевого управления условиями жизнеобеспечения системы. Принято дерево целей представлять в виде связанного графа, вершины которого обозначают как цели (точки), а ребра или дуги – как связи между ними. При организационном управлении дерево целей описывает связь целей верхнего уровня управления с конкретными средствами их достижения на нижних уровнях управления. Особенностью построения дерева целей является необходимость, учета принципа вложенности целей, т.е. хоть одна цель каждого

38 элемента системы должна быть представлена на другом уровне иерархических отношений. Цели могут укрупняться или разукрупняться (конкретизироваться) в зависимости от структуры уровней управления. Для организации целевого управления важным этапом становится определение уровней управления и набора необходимых функций управления в зависимости от специфики организации структуры системы и ее целеполагания, т.е. предназначения. Набор функций управления может составлять: прогнозирование, планирование, организация, координация, контроль, учет, анализ и т.п. Такой набор функций управления обеспечивает организацию процесса управления, который имеет циклический характер. Цикл – это элемент постоянно повторяющегося набора операций, которые позволяют, изменят одно состояние системы в другое. Понятие «цикл» выступает как упорядочный фактор мироздания и является основой единого и универсального закона развития и движения в материальном мире, который определен в теории циклов. Теория циклов позволяет по-новому рассматривать развитие каждой системы на нелинейной основе, т.е. ее изменения в пространстве от фактора времени. Под теорией циклов следует понимать системную теорию организации систем, объясняющую закономерности формирования структуры циклов в процессе «жизнедеятельности» любой системы. Циклическое развитие любой системы является отражением универсального закона взаимосвязи понятий «время» и «пространство». Издревле люди представляли «время» в качестве двух символов в виде: стрелы времени и колеса времени. Первый символ обозначает функциональную направленность движения, а второй – цикличность. Сочетание направленности и цикличности создает единую картину представления о «полном жизненном цикле» существовании системы. Понятие «полный жизненный цикл» отражает современную концепцию о саморазвитии систем. Эта концепция характеризуется: 1. Законченностью определенного процесса согласно предполагаемым планируемым результатом, определяемым закономерностью организации структуры системы. 2. Диахронностью развития, т.е. повторяемость определенных процессов развития. 3. Наличием системной передачи информации от одного поколения к другому (или одного состояния к другому), которое определяется как формирование «генетической памяти» системы. 4. Целостностью упорядоченности элементов (подсистем) замкнутого процесса, стадий развития (движения); 5. Управляемостью элементов целого образования. Полный жизненный цикл системы можно представить в виде кортежа: ПЖЦ = [П(Ц), {Фсц}, Р, T ], где П(Ц) – потребность, цели; Фсц – множество фаз стадий циклов процесса; Р – результат; T – время цикла. При описании ПЖЦ элементов системы в виде кортежа, определяющими параметрами являются: - система (иерархия) целей системы;

-

система организации этапов (стадий) процесса, обеспеченная организационной структурой обмена ресурсами; система результатов в зависимости от потребностей и возможностей условий существования; длительность (продолжительность) продвижения к конечной цели. Использование принципов и методов системного анализа целей на основе теории циклов, позволяет понять фундаментальную взаимосвязи между процессом организации систем и процессом управления этой организации как единый и целостный процесс системного исследования целей. Основополагающим моментом взаимозависимости этих процессов может послужить формальное описание трансформации цели потребности (П) системы в ресурсном

39 обеспечении полного жизненного цикла в конечный, реальный результат Ре от управления этими ресурсами: П → Ре ↔ Рп → Рпе, где Рп – результат прогнозируемый, Рпе – результат системы управления. Таким образом, формулирование целей управления объектами системы следует соотносить с целями существования этих объектов в заданной структуре организации системы. Поэтому исследования целеполагания системы в теории систем и целей в теории управления имеют системный, многоцелевой и междисциплинарный характер.

13. Методы и модели теории систем и системного анализа 13.1. Проблема принятия решения На рубеже третьего тысячелетия человеческая цивилизация столкнулась с проблемой опасного предела в использовании природных ресурсов для жизни человека. Эту проблему принято называть проявлением экологического фактора. Между тем, необходимые природные ресурсы являются важным фактором, обеспечивающим нормальное развитие экономики (экономический фактор) и необходимый уровень социальных гарантий (социальный фактор). Сочетание этих факторов или их взаимосвязь являются основой возникновения причинноследственных связей между различными системами. Несогласованность отношений и нарушение информационных связей между системами разной природы вызывают возникновение проблемных ситуаций, которые принято называть системными. Системные проблемы не могут решаться методами только предметных наук, а требуют всего научного инструментария теории систем и системного анализа на междисциплинарном уровне. Поэтому приобретение системных знаний и главное умение их использовать в профессиональной деятельности становится определяющим образовательным фактором в современном обществе. Исследование любой сложной и большой системы требует выявления проблемной ситуации, т.е. постановки проблемы. Проблема – это сложный теоретический или практический вопрос, требующий разрешения, изучения, исследования. Например, проблема возникает тогда, когда состояние системы уже не соответствует реалиям условий существования ее в прежнем виде. Разрешение проблемы может осуществляться в процессе принятия решений по ее изменению на основе выявления причинно-следственных связей между ее прежними параметрами и требованиями к ее изменению в новых условиях. Выявление проблемных ситуаций – это и есть проблема принятия решений. Процесс принятия решений должен завершаться конкретными результатами. Такими результатами становятся решение конкретных задач. Поэтому проблема принятия решений разбивается на ряд обязательных этапов: определение цели исследования или системы подцелей, определение критериев их достижения, формулировка конкретных задач, выбор способов, приемов, методов и средств при решении поставленных задач. Например, процесс стратегического планирования деятельности предприятия имеет тот же состав элементов, что и процесс рационального решения проблем, рис.14.

40

Определ ение проблем

Формулировка ограничений и критериев для принятия решений

Выявление альтернатив

Обратная связь

Оценка альтернатив

Окончательный выбор

Реализация

Рис.14. Этапы поиска рационального решения проблем Российским предприятиям в целях выживания необходимо осваивать и применять на практике «тезаурус» рационального экономического поведения, теорию систем и опыт рыночного предпринимательства, методы учета внешних переменных и управления внутренними переменными. Состав и содержание элементов системы внутрифирменного планирования не является чем-то постоянным, их изменения являются реакцией предприятия на изменения внешней среды. Но в то же время, структура системы планирования подчиняется определенной логике, соответствующей организационно-функциональному потенциалу структуры самого предприятия. Методологической основой принятия любого решения становится функциональная зависимость, связывающая цель решения со средствами ее достижения. Такая зависимость определяется на основе законов научных знаний. Опираясь на такие законы, можно выявить определенные закономерности, характерные для исследуемого объекта. Выявление закономерностей функционирования системы в определенных условиях позволяет создать концепцию, т.е. высказать основную идею для построения новой теории при решении проблемных ситуаций. Если теории не существует, то выдвигается научная гипотеза, на основе которой разрабатывается концептуально-имитационная модель, с помощь которой могут быть достигнуты, поставленные цели, т.е. решены задачи исследования. Одним из важных критериев достижения цели является эффективность выбора методов решения сформулированных задач. 13.2.Формализация Главный научным средством реализации целей исследования в теории систем для практического решения задач становится метод формализации. Под методом формализации следует понимать построение теории или какой-либо прикладной области знаний в таком виде, который позволяет использовать количественные (математические) средства исследования. Формализация – это способ описания систем качественными или количественными характеристиками. К качественным методам описания систем можно отнести такие как: метод описания сценария, метод экспертных оценок, метод дерева целей, методы морфологического моделирования. К количественным методам относятся все существующее многообразие математических методов. Математические методы исследования требуют описания системы, ее элементов в качестве параметров или параметрических функций. Ценность формализации для научных исследований систем заключается в том, что исследуемая проблема может быть эффективно разрешена на основе четкого формулирования целого ряда задач. Следует отметить, что проблема отличается от задачи тем, что метод ее решения часто не имеет четкого решения. Задача же решается определенными научными методами. Поэтому при решении любой проблемы необходимо сформулировать задачи ее решения и находить методы их решения. Математика – это наука об абстрактных структурах, законах их поведения и взаимосвязях между ними в качестве функций. Для математики имеет смысл не предметное содержание

41 объекта-системы, а ее параметрическое описание в дискретном виде, функциональная зависимость параметров, свойства объекта. К Боулдинг заметил, что для теории систем: «… математика – язык теории, но она не дает нам содержания». Для того, чтобы к реальному объекту-системе можно было приложить методы математики, нужно выделить его основные, существенные свойства и описать их с помощью абстрактных моделей в виде структуры элементов, связей и отношений (рис.4), определить математические зависимости или отношения. А. Пуанкоре, великий физик, математик и мыслитель, еще сто лет тому назад писал: «математика изучает не предметы, а лишь отношения между ними». Понятие «отношение», одно из фундаментальных понятий теории систем, но оно имеет существенно другой смысл, чем в математике. Поэтому не все отношения могут быть представлены классической математикой. Например, психологические или экономические отношения между партнерами на экономическом рынке. Исследования свойств, связей и отношений в социально-экономических системах не могут быть описаны только языком математики. В этом и заключается сложность и неоднозначность исследования сложных и больших систем. Поэтому в таких случаях используют метод моделирования. 13.3. Моделирование Метод моделирования разработан с учетом принципа изоморфизма (многообразия) замены одного объекта на адекватную (похожесть) замену ее на модель. Соотношение объекта и модели определяется степенью ее адекватного описания научными или иными средствами (вербально, графически, математически и т.п.). Моделирование является основополагающим методом исследования больших и сложных систем в теории систем. В теории систем утверждается, что никаких других средств для качественного и эффективного описания больших и сложных систем, кроме моделирования не существует. В современной науке укоренилось представление, что «всякое познание является моделированием» (Н. Амосов). Каждая теория – это тоже модель понимания содержания предмета исследования. Модели могут создаваться на основе средств познания (формы мышления), т.е. эвристические, гипотетические, концептуальные и на основе рационально-логических средств исследования – эмпирические, теоретические, математические. Разница между разными видами моделирования в том, что не всегда разработанную модель можно адекватно описать математическими средствами для получения количественных и качественных результатов. Например, социальноэкономическую модель нельзя адекватно представить в математическом виде. Она слишком сложна. Применение математических средств возможно лишь тогда, когда определены средства оценки, измерения всех существенных параметров системы. Для создания наиболее похожей модели сложной системы необходимы средства содержательного эмпирического представления, которые предшествуют использованию формализованных средств математики. Любая модель строится на основе некоторых теоретических принципов и реализуется определенными инструментальными средствами прикладных наук. Теоретическими принципами построения моделей больших и сложных динамических систем становятся принципы теории систем, о которых уже говорилось. Основу инструментальных средств построения этих моделей составляют математические методы описания алгоритмических процессов. Такой подход в моделировании обеспечивает определенную строгость и логичность доказательств, которые могут избежать многих противоречий в понятиях на междисциплинарном уровне. В теории систем широко используются специальные методы моделирования, которые применяются в прикладной информатике. К ним относятся: − Имитационное динамическое моделирование, использующее методы статистики и специальный язык программирования взаимодействия структурных элементов; − Ситуативное моделирование, использующее методы теории множеств, теории алгоритмов, математической логики (Булевой алгебры) и специальный язык анализа проблемных ситуаций; − Информационное моделирование, использующее математические методы теории информационного поля и теории информационных цепей.

42 13.4. Основные методы моделирования в теории систем Классификация методов моделирования в теории систем отличается от классических методов теории моделирования тем, что процесс моделирования связан с сочетанием процедур анализа и синтеза. Это объясняется необходимостью учета в исследовании объекта-системы принципов симметрии и гармонии как фундаментальных закономерностей при композиции элементов в целом образовании, будь-то космические системы, системы живой или неживой природы и общества. Принцип симметрии – это фундаментальное свойство всех материальных систем, связанное с законом сохранением энергии, информации и вещества в целом образовании. Принцип гармонии – это фундаментальное свойство сохранения устойчивых связей и отношений между элементами в целом образовании. В теории систем различают методы индукционного и редукционного моделирования. Индукционное моделирование осуществляется с целью получения сведений о специфики объекта-системы, об ее элементах, способах их взаимодействия на основе анализа частного и приведения этих сведений к общему описанию. Индуктивный метод моделирования больших и сложных систем используется в том случае, когда невозможно адекватно представить модель внутренней структуры объекта. Это метод позволяет создать обобщенную модель объектасистемы, сохраняя специфику организационных свойств, связей и отношений между элементами, что отличает ее от другой системы. При построении такой модели часто использую методы логики теории вероятности, т.е. такая модель становится логической или гипотетической. Затем определяются обобщенные параметры структурно-функциональной организации системы и описываются их закономерности, с помощью методов аналитической и математической логики. Редукционное моделирование используется с целью получения сведений о закономерностях взаимодействия элементов в системе для сохранения целого структурного образования. Причем, считается, что свойства целого образования нам известны на основе законов теории систем, а сами элементы не являются объектами исследования. При таком методе исследования сами элементы заменяются описанием их внешних свойств. Использование метода редукционного моделирования позволяет решить задачи по определению свойств элементов, свойств их взаимодействия и свойств самой структуры системы, чтобы их совокупность отвечала наилучшим образом принципам целого образования с заданными свойствами. Такой метод используется для поиска методов декомпозиции элементов и изменения структуры, придавая системе в целом новые качества. Этот метод отвечает целям синтеза свойств системы на основе исследования внутреннего потенциала к изменению. Часто метод редукционного моделирования называют методом «генологического» моделирования. Практическим результатом использования метода синтеза в редукционном моделировании становится математический алгоритм описания процессов взаимодействия элементов в целом образовании. 13.5. Методы системного анализа Количество методов системного анализа достаточно велико, поэтому решение проблемы их классификации является субъективным и не имеет пока четкого общепризнанного разделения. Это объясняется тем, что при системном анализе исследователь в праве выбирать те методы формального описания сложного объекта, которые отвечают реализации главной цели с учетом основополагающих принципов системного анализа. К таким принципам относятся: − Целесообразность как соответствие методов решения задач исследования целям системного анализа; − Оптимальность как основа для формулирования критериев выбора наилучшего варианта сочетания методов, позволяющих получить практические результаты; − Системность как основа реализации целостного подхода в исследовании сложного комплексного объекта; − Иерархии как проявление закона порядка и отношения уровней применения методов в соответствии с целями решаемых задач исследования;

43 −

−

Интеграции как основа изучения свойств и закономерностей функционирования в специфики организации единого целого объекта исследования, с учетом сочетания получаемых результатов; Формализации как основа наиболее адекватного способа описания, исследуемого объекта системой методов. 14. Классификация методов системного анализа

В учебной литературе существует разнообразные подходы к классификации методов системного анализа. Такое разнообразие объясняется наличием многообразия целей использования методов системного анализа. Чаще всего классификация имеет научнопредметную направленность. Например, методы, используемые в технике, экономике, психологии, лингвистике и т.п. Тем не менее, считаем, что классификация сделанная в работе Ю.И. Черняка наиболее универсально разделяет методы на четыре основные группы по принципу их применения в системных исследованиях: неформальные, графические, количественные и моделирования. Такая классификация соответствует логике самого системного исследования – от описания идеи (гипотезы) до ее реализации различными формализованными способами, включая разработку математических и имитационных моделей. В учебнике «Основы теории систем и системного анализа» авторов В.Н. Волковой и А.А. Денисова вводится термин «методы формализованного представления систем» (МФПС), которые позволяет представить единую систему методов системного анализа. Аналитические методы, которые позволяют описать ряд свойств многомерной и многосвязной системы отображаемой в виде одной единственной точки, совершающей движение в n-мерном пространстве. Это отображение осуществляется с помощью функции f(s) или посредством оператора (функционала) F(S). Также возможно отобразить точками две или более систем или их части и рассматривать взаимодействие этих точек. Каждая из этих точек совершает движение и имеет свое поведение в n-мерном пространстве. Это поведение точек в пространстве и их взаимодействие описывается аналитическими закономерностями, и может быть представлено в виде величин, функций, уравнений или системы уравнений. Аналитические методы являются основой классической математики (методы интегрального и дифференциального исчисления, поиска экстремума функции, вариационного исчисления и многие другие) и математического программирования (методы теории алгоритмом, теории игр и т.п.) Аналитические методы применяются лишь в том случае, когда свойства системы могут быть представлены в детерминированных параметрах или зависимостей между ними. Для сложных многокомпонентных, многокритериальных систем получение таких аналитических зависимостей не всегда возможно, поэтому требуется предварительное установление степени адекватности описания такой системы аналитическими методами. Поэтому, в данном случае необходимо создавать промежуточные, абстрактные модели, которые в определенной степени могут быть исследованы аналитическими методами или разрабатывать новые методы системного анализа. Статистические методы позволяют отобразить систему с помощью случайных (стохастических) событий, процессов, которые описываются соответствующими вероятностными (статистическими) характеристиками и статистическими закономерностями. В данном случае система представляется в виде «размытой» точки (области) в n-мерном пространстве, в которую переводится система, с учетом ее свойств, посредством оператора Φ [Sx ] . Статистические методы являются основой следующих теорий: вероятности, математической статистики, исследования операций, статистического имитационного моделирования. Применяются статистические методы для исследования сложных недетерминированных (саморазвивающихся, самообучающихся) систем. Статистические методы применяются в прикладной информатике для создания программ моделирования различных систем. Это - прежде всего методы теорий: распознавания образов, стохастического программирования, массового обслуживания и статистического анализа.

44 Теоретико-множественные методы представления систем являются основой построения общей теории систем по М. Месаровичу. Методы, которые позволяют описывать систему в универсальных общих понятиях «множество», «элемент множества» и «отношения на множествах». Множества могут задаваться двумя способами: перечислением элементов ( а1 , а 2 ,.. а n ) и названия характеристического свойства (имя, отражающее это свойство) – например А,В. При использовании таких методов допускается введение любых отношений между элементами, на основе математической логики. Математическая логика является формальным языком описания отношений между элементами, относящими к разным множествам. Теоретико-множественные методы позволяют описывать сложные системы в формальном языке моделирования. Эти методы используются в том случае, когда большая и сложная система не может быть представлена лишь методами одной предметной области, а требует взаимопонимание между специалистами разных наук. Теоретико-множественные методы системного анализа становятся основой развития новых языков программирования и автоматизации проектирования систем, которые применяются в прикладной информатике. Логические методы являются языком описания систем в понятиях алгебры логики, которая лежит в основе функционирования микроэлементов любого компьютера. Наибольшее распространение логические методы получили под названием Булевой алгебры, как бинарного представления о состоянии элементарных схем ЭВМ. Основными понятиями алгебры логики являются такие как: высказывания, предикат, логические операции (функции сочетания, логического сложения, вычитания, умножения, отрицания и т.п.). Логические методы позволяют описывать систему в виде более простых структур на основе законов математической логики. Каждое состояние элемента рассматривается в качестве 1 или 0.На базе таких методов развиваются новые теории формального описания систем в теориях логического анализа, теории автоматов. Все эти методы расширяют возможность применения системного анализа и синтеза в прикладной информатике. Эти методы используются для создания моделей сложных систем, адекватных законом математической логики построения устойчивых структур. Лингвистические, семиотические методы предназначены для создания специальных языков описания систем в виде понятий тезауруса (множества смысловыражающих элементов языка с заданными смысловыми отношениями и связями). Лингвистические методы используются в прикладной информатике для формального представления правил (грамматики) соединения понятий в содержание смысловых выражений. Семиотика базируется на понятиях символ (знак), знаковая система, знаковая ситуация, т.е. для символического описания содержания в вычислительной технике. В прикладной информатике выделяются такие области работы в знаковой системе, как: − прагматика – это оценка и сравнение различных языков программирования, программ и систем по критериям полезности, выгодности и эффективности их использования; − семантика как составная часть науки об языке (лингвистика), изучающая вопросы соотношения между элементами языка и их смысловым значением, определяет смысловые конструкции языка программирования; − синтактика раздел семиотики, изучающей внутреннюю знаковую структуру сочетания знаков и законы образования и преобразования организованных текстов; − синтаксис грамматические правила расстановки знаков в тексте. Лингвистические и семиотические методы стали широко применяться в том, случае, когда для первого этапа исследования невозможно формализовать принятие решений в плохо формализуемых ситуациях и нельзя использовать аналитические и статистические методы. Эти методы являются основой развития языков программирования, моделирования, автоматизации проектирования систем разной сложности. Графические методы позволяют наглядно отображать объект в виде образа системы, ее структуры и связей в обобщенном виде. Графические методы могут быть линейноплоскостными и объемными. Наиболее употребляемые методы изображения системы в виде графики Ганта, диаграмм, гистограмм, рисунков и структурных схем. Графические представления наиболее наглядно позволяют описать ситуацию или процесс для принятия

45 решения в динамично меняющихся условиях. Такие методы применяются для структурнофункционального анализа сложных систем и происходящих в них процессах, особенно при моделировании информационно-управляющих систем. В таких системах необходимо учитывать взаимодействие человека и структурных организаций, технических устройств. Графические методы широко применяются на практике для получения управляющих решений на основе сетевого планирования. В системном исследовании, как правило, используются все типы методов. На каждом этапе исследования автор выбирает те или иные методы, которые при наилучшем сочетании позволяют создать аргументированную и доказательную платформу исследования. Поэтому применение тех или иных методов системного анализа является делом научного творчества и основой для новых научных открытий. 15. Информационных подход к анализу систем в прикладной информатике На протяжении последнего столетия человек все больше внимания уделял вопросам информации и информационным процессам в системах. Это объясняется тем, что «информация» является универсальной категорией и всеобщим понятием, которое позволяет представлять все объекты материального и нематериального миров в качестве системы знаний. Информация – это совокупность сведений об объекте, которая может быть представлена фактическими данными и зависимостью между ними. Информационный подход, используемый в исследовании систем сформирован на основе закона теории отражения, как способа проявления внешних свойств материи, благодаря которым мы изучает все явления в природе, обществе и технике. Особую роль информация играет в системах управления для принятия оптимальных решений. Эта роль зафиксирована в теории кибернетики, как методологическая основа создания систем управления организационными структурами. Основные положения теории систем тесно переплетаются с теорией информации, которая изучает свойства информации. К таким свойствам относятся: − атрибутные (описание объекта совокупностью количественные и качественных характеристик, параметров, данных); − функциональные (описание направления движения, развития, отношения, связи); − коммуникационные (описание процесса взаимодействия между элементами целого). Как следует из перечисленных свойств информации, понятие «информация» вполне соответствует универсальному способу описания любой системы в качестве специального, формального языка. Поэтому информационных подход при системном анализе объектовсистем применяется для описания как внутренних свойств, связей и отношений элементов в системе, так и внешних. Описание внешних свойств элементов и системы в целом называется информационным аспектом системы. Под информационным аспектом системы понимается ее описание в качестве информационных элементов, структуры информационных связей и отношений. Как уже было показано в мире природы, общества и технике существует системное взаимодействие элементов, систем и сред. Всеобщая взаимосвязь и взаимозависимость всех явлений природы, общества и техники является неоспоримым фактом развития познания человека и его бытия (рис.2). Например, экономические системы не могут существовать и развиваться без использования элементов природных ресурсов (экологического окружения). Технические системы созданы по принципу антроподобия, т.е. изучения физических, механических, химических и других законов движения биологической системы (человека). Таким образом, в пространстве и во времени все объекты взаимодействуют на информационном уровне, т.е. можно говорить о существовании информационного поля [3] . Под информационным полем понимается пространство (среда), в которой отражаются все свойства объектов материального и нематериального мира в качестве информации о них. В физике под полем понимают материальную среду, в которой протекают процессы взаимодействия материальных объектов. Такое взаимодействие может быть организовано: на электронном уровне и называется электрическим полем, на механическом уровне и называться механическом полем, на энергетическом уровне и называться энергетическом полем, на тепловом уровне и называться тепловым полем. Следовательно, понятие «поле» определяет

46 уровень изучения свойств объекта в процессе взаимодействие его элементов с окружением в пространстве. Любое взаимодействие элементов системы всегда сопровождается получением информации об этом взаимодействие, поэтому существование информационного поля вполне логично в материально-описательном плане. Категория «информация» является чисто материальной, т.к. есть отражение в сознании человека объектов материального мира. Такое отражение всегда имеет субъективный характер и зависит во многом от образовательного уровня самого человека его чувственного восприятия мира. Любую действительность человек воспринимает по закону отражения в качестве адекватной модели этой действительность в сознании. Поэтому сама информация может иметь различный характер: − эмпирической, объективной, т.е. проверенной опытом и подтвержденной научной практикой; − гипотетический - в виде умозаключений; − положительный или отрицательной (относительный) и т.п. В теории информационного поля [3] определены важные понятия, связанные с учетом свойств информации и степени ее адекватного отражения в виде закономерностей существования информации в самом объекте исследования ( I O ) и отраженным, внешнем ее проявлением ( I C ). Между этими двумя формами проявления информации существуют количественные отношения, которые можно определить степенью адекватности (похожести) как: ∑ I O ≥ ∑ I C . Следует, что количество объективной информации (внутренней информации об объекте) всегда больше чем субъективной информации (внешняя форма описания объекта). На основе этой закономерности разрабатывается теории информационного моделирования, в которой рассматриваются принципы и методы наиболее адекватного моделирования систем. В информационном поле информация может быть представлена различными символами, которые для человека несут смысловую нагрузку, т.е. обладают логической структурой, направленностью и объемом. Следовательно, по определению информационное поле обладает скалярной и векторной характеристиками. Скалярная характеристика позволяет определять полноту (объем) и достоверность информационного описания объекта, в зависимости от уровня предметных и междисциплинарных знаний. Скалярная характеристика информационного поля определяется объемом атрибутных свойств информации, т.е. количеством информации об объекте-системе в параметрическом виде. Векторная характеристика информационного поля позволяет описать связи взаимодействия элементов в структуре системы и взаимосвязи системы с элементами окружающих систем. По аналогу теорий материальных полей (электрических, тепловых и т.п.) в теории информационного поля используются такие понятия, как: «вектор информации», «поток информации», «информационный потенциал» и многое другое. Под вектором информации понимается целевая направленность информации или логическая связь между источником информации и приемником. Вектор информации имеет количественную и качественную характеристику. Векторные связи могут быть описаны в системе дифференциальными уравнениями. Под потоком информации понимается количество информации, передаваемое (или получаемое) из (в) точки (е) информационного поля (элемента системы) в единицу времени. Под информационным потенциалом поля понимается количественная оценка содержания, смысла информации об объекте. Величина информационного потенциала поля определяется в процессе дополнения и сочетания знаний из разных областей предметных наук. Информационный потенциал может быть представлен интегральными представлениями об объекте, а его величина рассчитана системной интегральных уравнений. Использование информационного подхода в системном анализе позволяет определить не только состав основных элементов системы, но и выявить характер связей между элементами, относящимися к разным системам при взаимодействие систем между собой. Такой анализ позволяет создать имитационную модель взаимодействия, которая дает возможность рассмотреть все варианта принимаемых решений и выбрать наиболее оптимальный в определенных условиях. В основе построения информационной модели любого объекта лежит

47 расчленение целого на логические элементы, которые имеют векторные информационные связи, определяющие существенные свойства самой системы, а затем определить характер взаимосвязей при взаимодействие системы и среды с помощью определения ходя бы одного общего ресурса. Под ресурсом здесь понимается средство обмена энергией, информацией и веществом. Приведем пример создания информационной модели рыночной системы, в которой будут представлены все основные компоненты в виде элементов информационного потенциала (содержания) подсистем: менеджмента, финансов, маркетинга, НИОКР (научноисследовательская организация конструкторских работ), производства (рис.15.). Информационная модель позволяет представить рынок как целостный объект исследования, состоящий из пяти основных и обязательных компонентов (подсистем): производство, менеджмент, маркетинг, финансы и НИОКР. Производство, в данном случае, рассматривается как целостный организационно-технологический объект-система по производству определенного товара или услуги.

Менеджмент (многообразие вариантов принятия решений)

Финансы

НИОКР Система производства

Маркетинг (многообразие вариантов товаров и услуг)

Рис. 15. Информационная модель взаимодействия компонентов рыночной системы Эти компоненты могут рассматриваться как открытые отдельные системы или подсистемы рыночной среды, связанные между собой сложными многофакторными информационными связями. Исследование этих информационных связей носит межсистемный характер и может быть описано только на междисциплинарном уровне. Это объясняется тем, что каждый, из представленных на рис. 15 объектов является специальной, предметной областью знаний и существует в отдельности в виде соответствующей системы экономики: финансовой, технологии (производства), менеджмента, маркетинга, НИОКР. Существенным отличием представленной модели (рис.15) является ее объемная структура, которая позволяет

48 моделировать варианты взаимодействия элементов каждой системы в качестве потока ресурсов, обеспечивающих существование и функционирования каждой их них. Сфера финансов является экономической составляющей процесса производства, которая создает условия для функционирования товарно-денежных отношений, оценивающих экономическую эффективность производства и его продуктивность в денежном эквиваленте. Финансовая сфера формализует процесс производства как преобразование материального вещества (сырья) в продукт (товар), времени на производство продукта в труд (товар), информации в технологию производства (товар). Финансовая сфера деятельности является условием для формирования экономики производственных процессов на основе методологических средств моделирования информационных потоков. Тогда по аналогии НИОКР можно рассматривать как информационную сферу технико-технологических новаций производства, создаваемых на основе информационного моделирования новых продуктов и технологий. Менеджмент (система управления) является теоретическим обоснованием для применения современных методов принятия решений с учетом определенной системы принципов. Процесс менеджмента осуществляется во всех сферах экономики -финансовой, маркетинговой, производственной и НИОКР, поддерживая информационные связи как внутри каждой подсистемы, так и вне ее. Рассмотрим систему информационных связей, образующихся в процессе взаимодействия сфер экономики. Причем один элемент системы определяет функциональную компоненту системы (как направленный сигнал), второй - содержание (как отражение сигнала, атрибут информации), третий - координацию информационного взаимодействия основных компонентов( как рефлексия системы). Такой подход в исследовании реализует принцип синтеза (триединства) на информационном уровне, в котором информация подчиняется природному закону сохранения энергии (принцип симметрии), переходя из информационного состояния в энергию действия на вещественно-материальные объекты системы. На рис. 15 представлен четырехугольник, в котором выделены основные информационные взаимосвязи, образующие модель открытой динамичной системы рынка. Символично систему информационных связей сфер экономики можно описать как выделенные системы: менеджмента (МЕН), НИОКР (Н), маркетинга (MAP), финансов (Ф) и производства (П). Символическое (абстрактное) представление связей позволяет, с одной стороны, исследовать функциональную зависимость названных сред экономики как подсистем, с другой - определить экономическую сущность этих связей как содержание этого взаимодействия. Вершины четырехугольника образуют компоненты (сферы) экономики (рис. 15). Центром образованной фигуры является продукт (услуга), как главная цель взаимодействия подсистем производства. Диагонали являются изображением технологических связей, которые интегрируют в себе (как сумма векторов) существенные признаки информационного взаимодействия объектов исследования. Построенный четырехугольник состоит из четырех замкнутых подсистем, соответствующих компонентам рынка: (МЕН,Ф,П), (МЕН, Н.П), (МЕН,П,Ф), (МЕН,П,Н), (МАР,Ф,П), (МАР,Н,П) (МАР,П,Ф), (МАР,П,Н). Целевым фактором в каждой из них может быть любой компонент подсистемы. Компоненты, реализующие функцию управления (МЕН,MAP), определяют ее содержание в названии других компонентов. Каждая пара этих подсистем образует еще четыре информационно связанных элемента: (МЕН,Н,Ф), (МАР.Ф.Н), (Ф,МЕН,МАР), (Н,МАР,МЕН). Исследуя последовательно каждую из выделенных систем, образованных информационными связями, можно проследить весь спектр разнообразия деятельности менеджера и смоделировать его в профессиональной подготовке в качестве необходимого и достаточного условия определенной профессиональной сферы деятельности. В работе ограничимся рассмотрением лишь одного примера моделирования возможных вариантов информационных связей между: 1) менеджментом и финансами как экономической подсистемой финансово-ресурсного обеспечения производства; 2) менеджментом и НИОКР как научно-методологической и методической подсистемой производства в экономике;

49 3) финансами и маркетингом как подсистемой внешних экономических условий функционирования производства; 4) маркетингом и НИОКР как подсистемой внешних социально-технологических условий функционирования производства; 5) менеджментом и самим производством, как организационно-производственной подсистемой экономики, производственный менеджмент; 6) менеджментом и маркетингом как подсистемой гармонического регулирования спроса и предложения в социально-экономической среде и т.д. 16. Понятие об информационных системах в информатике Информационная система, какого либо объекта является формализованной моделью, которая в той или иной степени отражает наиболее существенные его свойства. Проектирование информационных социально-экономических систем становится основой для разработки автоматизированных систем моделирования и управления ресурсами. Под ресурсами социальной и экономической системы следует понимать те средства, за счет которых обеспечивается существование и управление развитием или движением. Под ресурсами в экономике обычно понимают материальные, финансовые, организационные, кадровые, информационные и другие виды ресурсы. В настоящее время информация становится определяющим ресурсом любой экономической системы. Это объясняется тем, что любой материальный ресурс в системах управления всегда должен быть представлен определенным объемом достоверной информации о нем. Поэтому можно говорить, что в системах управления информация становится не только главным ресурсом, но и основой организации самого управления с целью получения наиболее эффективного решения задач и проблем. Информация, являясь философской, междисциплинарной и общеметодологической категорией, обладает двумя основными свойствами - атрибутным, определяющим сущность явления, и функциональным, устанавливающим взаимосвязь внутреннего состояния явления, как сложной системы, с внешними факторами воздействия среды. Применительно к терминологии (словам), выбираемым для описания предметного явления, необходимо учитывать диалектико-логическую, информационную сущность исследуемого объекта, т.е. его информационные аспекты. Н. Винер определял «информацию как обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств». В последнее время предметом системных исследований для получения интегрированных социально-экономических знаний становятся их информационные аспекты, которые определяются как содержательно-функциональные компоненты, так и коммуникационные. Информация в системах управления определяет совокупность сведений о внутреннем и внешнем состоянии управляемой системы (объекта управления), используемой для оценки ситуации и разработки управленческих решений. В таком контексте информация рассматривается как новые сведения, характеризующие управленческую ситуацию, снижающую уровень неопределенности, воспринятую, понятую и оцененную полезной для решения управленческих задач. При этом система управления рассматривается как совокупность действий, необходимых для согласования совместной деятельности людей. Таким образом, в процессе управления информация трактуется как функция (направление) и коммуникация (связь). В процессах управления информация играет не просто главную роль, а является основой, сущностью самого управления (management, control) как процесса организации целенаправленного воздействия на объект для его функционирования по заданной программе. Методологической основой построения алгоритмов управления является кибернетический подход, в котором воздействие на объект управления рассматривается как однонаправленная функция, ограничивающая степень свободы развития самого объекта. В техникотехнологических системах использование кибернетических методов вполне оправдано. Но использование их в социально-экономических системах создает много противоречий. В основе

50 таких противоречий лежит формализованное отношение к «человеческому фактору», который в конечном итоге и определяет качество принятия управленческих решений. Процесс информационного моделирования организации объектов (целей) в целостную систему должен учитывать динамику их развития на основе описания многообразия информационных внутренних и внешних связей. Такие связи создают предпосылки к построению наилучшей (оптимальной) структуры. Методологической основой проектирования такой структуры является теория организации А. А. Богданова, а также методы синергетики, позволяющие учитывать три формы свободы поведения элементов в системе: активное развитие, пассивное развитие и гармоничное развитие. Понятия «активное» и «пассивное» используется для учета многообразия видов развития элементов. Речь идет о наличие положительного или отрицательного эффектов, получаемых от взаимодействия элементов в процессе их организации или управления. Например, один элемент системы развивается за счет разрушения другого. В современной информатике широко используются разные методы создания информационных систем. Это методы позволяют связать цели организации системы со средствами, обеспечивающими их достижение. К таким системах следует отнести: информационные системы поиска информации (ИПС), информационные системы принятия решений, автоматизированные системы обработки данных, информационные системы проектирования систем, информационные системы имитационного моделирования, экспертные системы и многие другие. Все пакеты прикладных программ специального назначения являются в той или иной степени специфическими информационными системами, с помощью которых возможно представить любую систему с определенной степени адекватности. Принцип адекватности является определяющим моментом процесса формализации при реализации системного анализа. 17. Разработка систем организационного управления с использованием системного анализа Применение системного анализа при разработке систем организационного управления требует, прежде всего, рассмотрения его этапов. Под этапами здесь понимается логическая последовательность использования всех средств системного анализа. В абстрактном виде такая последовательность может быть представлена в качестве пяти обязательных моментов исследования системы: 1. определение цели или системы целей; 2. выбор средств, с помощью которых они могут быть достигнуты; 3. определение и формулировка критериев выбора альтернативных средств; 4. определение ресурсов для обеспечения организационного управления системой, разработка необходимой и достаточной совокупности ресурсного обеспечения полного жизненного цикла системы; 5. разработка логической или математической модели системы, которая описывает системы связей и отношений между целями, альтернативными средствами их достижения и условиями окружающей среды, которые обеспечивают обмен необходимыми ресурсами. Рассмотрим более подробно содержание этапов реализации системного анализа для организационных систем в экономике, предложенных Ю.И. Черняком. Этап анализа проблемы Всесторонний, многофакторный анализ проблемы является начальным этапом системного анализа. На этом этапе анализируется состояние системы в реальных условиях, определяются не соответствия условий существования системы, выявляются причинно-следственные связи возникновения проблемных ситуаций, определяется степень актуальности проблемы в научном и практическом смысле. Формулировка проблемы и выдвижение гипотезы для ее решения является результатом этого этапа системного анализа. На этом этапе широко используются методы логико-вербальных и логико-математических средств анализа и синтеза.

51 Например, метод сценария, которые позволяет в прогностическом плане качественно описать возможные варианты развития событий с исследуемым объектом-системой при различных сочетаниях факторов внешних и внутренних условий жизнеобеспечения. Метод сценария основан на сборе и получении достаточного объема информации, на основании которой можно прогнозировать с определенной степенью вероятности развитие проблемной ситуации. Метод «Дельфи» тоже предназначен для качественного анализа проблемы на основе построения предварительной модели, в которой учитывается экспертная оценка специалистов по определению ситуаций. Метод «дерево целей», уже нами рассматривался. На данном этапе с его помощью можно оценить структуру модели цели и выявить отсутствия неучтенных связей с внешней средой, которые влияют на разрешение проблемной ситуации. Метод экономического анализа позволяет дать количественную оценку сложившейся проблемной ситуации на основе условий существования экономико-математической модели. Первый этап системного анализа должен заканчиваться определением предметной или межпредметной области исследования, а также выявлением условий принципиальной разрешимости проблемы. Этап определения системы Сформулированная проблема должна быть определена как логическая система четко поставленных задач, решение которых позволить получить промежуточные и конечные результаты. Постановка задач и определение условий их решения дает возможность выделить их спецификацию. Затем исследователь обосновывает состав элементов, которые он выделяет в систему, т.е. определяет объект исследования. Вводятся условия ограничения объекта исследования, определяются его границы и условия взаимодействия с окружающей средой. На втором этапе системного анализа определяются научные позиции исследователя, т.е. языки описания для решения разных задач. Результатом второго этапа системного анализа становится создание научной модели исследования объекта-системы. На данном этапе могут быть использованы все научные средства системного анализа, традиционные (матричные и кибернетические модели) и не традиционные (информационные, синергетические, имитационные и т.п.). Этап анализа структуры системы На данном этапе исследования объект-система рассматривается в качестве иерархической структуры. В представленной структуре (в любом показанным выше виде) выделяются все элементы (подсистемы), определяются их связи и отношения. Таким образом, определяются уровни иерархии (в БС) и научные способы их описания. Затем определяется процесс функционирования элементов системы, т.е. делается структурно-функциональных анализ объекта исследования. Определяется специфика процессов управления, как в самой системе, так ее информационных связей с окружающей средой, на основе разработки структуры целей. Формулируются принципы функционирования элементов в целом образовании. Определяются критерии устойчивого развития, состояний, и изменений. На этом этапе исследования используются методы логических построений, диагностики, синтеза. Анализ производится на основе построения графических, матричных, сетевых, морфологических, кибернетических и синергетических моделей. Результатом этого этапа анализа становится построение структурно-функциональной модели объекта-системы. Этап формулирования общей цели и критерия системы На данном этапе анализируется целеполагание системы, требования к внешней и внутренней среде. Определяется специфика целей существования подсистем, особенно в том случае, когда они имеют неоднородную природу составных элементов. Формулируются условия, при которых эти цели могут быть достигнуты теми или иными средствами. Определяются критерии выбора средств достижения целей подсистем с учетом принципа целостности объекта-системы. Формулируются общие цели системы, определяются критерии их достижения и формулируются принципы декомпозиции целей и критерии их реализации в подсистемах.

52 На данном этапе системного анализа используются методы: экспортных оценок («Дельфи»), деревьев целей, сетевых структур целей, оптимизационных, игровых и имитационных моделей и многое другое. Результатом этого этапа становится описание условий целесуществования объекта в качестве системы, критерии целенаправленного развития и состава ресурсного обеспечения полного жизненного цикла. Важным результатом этого этапа становится формулирование принципов декомпозиции целей организации системы и условий сохранения ее целостного развития. Этап декомпозиции цели управления системой и определение потребностей в средствах управления В больших и сложных системах формулирование общей цели организации и управления системой является основой системного анализа. Этот этап включает формулирование целей: верхнего уровня управления, текущих процессов, эффективности функционирования подсистем каждого уровня, развития, устойчивого динамического развития, внешних условий и ограничений. Этот этап является самым трудоемким, т.к. требует выбора решения по установления соответствия условий реализации целей организации и целей управления организацией системы. В результате реализации этого этапа системного анализа необходимо увязать цели со средствами их достижения, как внутри системы, так и вне ее. Для достижения такой цели исследования применяются методы описания целей и методов моделирования состояния системы. Этап выявления ресурсов и процессов, композиция целей Выявится явным образом цели и критерии (средства) их достижения в сложных системах не всегда можно прямым путем, для этого требуется использование метода синтеза с учетом сформулированных принципов исследования. Необходимо определить специфику обмена ресурсами между подсистемами в системе и системы со средой и оценить реальный потенциал таких ресурсов. На данном этапе следует определить специфику процессов, которые характерны для выбранной системы (экономические, социальные, технические, технологические, научные и т.п.). Оценить состав ресурсов, с помощью которых реализуются специфические цели процессов. Определить ресурсы, которые являются общими для достижения целей функционирования, и разработать принципы композиции целей управления процессами функционирования подсистемами при сохранении целостности устойчивого развития объекта. Этап прогнозирования и анализ условий развития системы На данном этапе оценивается влияние различных факторов на устойчивое развитие объекта-системы. Определяется степень влияния каждого фактора как внутри системы, так и со стороны сочетания факторов внешнего окружения. Анализируется состояние ресурсного обеспечения полного жизненного цикла развития. Делается комплексный анализ взаимодействия различных факторов влияния и оценивается (качественно или количественно) степень этого влияния. Анализируется возможные варианты изменения целей существования системы и целей ее управления. Результатом этого этапа становится описание поведения объекта-системы в условиях динамики изменения внешней среды и критерии изменений состояния системы. Этап оценки целей и средств их достижения На этом этапе разрабатывается оценочный механизм соответствия целей существования системы и средств их достижения. Определяются критерии оценок. Выбираются или создаются методы оценки: взаимодействия целей, относительной важности целей, стоимости ресурсов и уровень их дефицита, влияние разных факторов и их сочетание. Создается системы комплексной оценки соответствия целей и средств. Определяются параметры оценочного механизма. Для сложных больших социально-экономических систем реализация этого этапа системного анализа становится наиболее сложной, т.к. многое средства достижения

53 политических, социальных или психологических целей не могут быть адекватно представлены в формально-количественном виде. В таком случае следует разрабатывать систему коэффициентов и условия их существования, которых вносятся в экономико-математические модели расчетов необходимых средств для достижения всего комплекса целей системы. Этап отбора вариантов Несоответствие потребностей (целей) системы и средств их удовлетворения становится основой для выхода из проблемной ситуации. В этом случае необходимо принимать решение по поиску вариантов гармоничного сочетания потребностей системы в ресурсах и средств их удовлетворения. На данном этапе делается анализ целей на совместимость их с реальными условиями. Уточняются цели или они корректируются исходя из условий существования объекта-системы. Планируются варианты достижения отдельных целей. Оцениваются и сравниваются эти варианты. Делается комплексная оценка совместимости этих вариантов. Разрабатывается системы мер по принятию оптимальных решений. Определяются критерии оптимизации решений. На этом этапе наиболее рациональными становятся методы моделирования, которые позволяют исследовать результаты взаимодействия возможных вариантов результата от принятия решений. Этап диагностики существования системы На основе разработанных моделей предыдущего этапа исследования описываются социально-экономические или технологические процессы. Делается расчет потенциальных возможностей ресурсного обеспечения. Диагностируется состояние и поведение системы. Даются выводы о не соответствию структуры организации объекта-системы и методам целевого управления, потенциальным возможностям устойчивого развития. Выявляются и анализируются варианты изменений по организации и методов управления системой. Разрабатывается комплекс мероприятий по таки изменениям. Разрабатывается новая модель эффективного управления объектом. Этап построения комплексной программы развития На этом этапе создается комплексная программа развития системы, в виде проектов, мероприятий взаимосвязанных между собой. Формулируются новые цели, разрабатывается их структура, определяются приоритеты и очередность их выполнения. Определяются органы управления комплексной программой развития системы, и устанавливается уровень распределения ответственности конкретных исполнителей. Результатом этого этапа становится создание нового проекта, в котором учитываются все недостатки предыдущего пути развития системы. Этот этап завершает процесс стратегического планирования развития любой общественной системы. Этап проектирования систем организационного управления На последнем этапе использования системного анализа разрабатывается новый проект организационной системы, в котором должны быть учтены все недостатки прошлого состояния и поведения системы. Для этого формулируются новые цели организации, функции управления. Проектируется новая структура элементов на основе анализа декомпозиции старого варианта. Устанавливаются информационные связи, как между подсистемами внутри структуры, так и системами внешней среды. Определяется оптимальный объем ресурсного обеспечения. Создаются новые методы экономической, социальной и психологической стимуляции инновационной деятельности, с учетом приоритета «человеческого» фактора.

54

Содержание Введение_______________________________________________3 1. Эволюционные проблемы возникновения системного кризиса в науке и социальноэкономических системах_________7 2. Прикладная информатика и формирование системного подхода к восприятию экономической деятельности____________17 3. Роль человеческого фактора в новой организации социально-экономических систем________________________________21 4. Понятия о системных исследованиях и их уровнях________32 5. Фундаментальные положения теории систем_____________38 6. Базовые понятия теории систем________________________46 7. Виды и формы системных структур_____________________56 8. Классификации систем_______________________________ 9. Большие и сложные системы__________________________ 10. Представление о динамичных, нелинейных социально-экономических системах_______________________________ 11. Основные понятия о теории целеполагания систем______ 12. Взаимосвязь теории систем и теории управления_______ 13. Методы и модели теории систем и системного анализа__ 13.1. Проблема принятия решения 13.2.Формализация 13.3. Моделирование 13.4. Основные методы моделирования в теории систем 13.5. Методы системного анализа 14. Классификация методов системного анализа 15. Информационных подход к анализу систем в прикладной информатике 16. Понятие об информационных системах в информатике 17. Разработка систем организационного управления с использованием системного анализа 18. Список литературы

Список литературы 1. 2. 3.

4. 5. 6. 7. 8. 9.

Балуев С.А. и др. Системный анализ в экономике и организации производства. Учебник. –Л.: Политехника, 1991 Василькова В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем: (Синергетика и теория социальной самоорганизации)- СПб.: Издательство «Лань»,1999 Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. Учебник. – СПб.: Издательство СПбГТУ, 1999 Губанов В.А. и др. Введение в системный анализ. Учебное пособие. – ЛГУ, 1988 Занг В.-Б. Синергетическая экономика. Время и перемены в нелинейной экономической теории: Пер. с англ. – М.: Мир,1999 Ефимов В.М. Имитационная игра для системного анализа управления экономикой. _ М.: Наука.1988 Костров А.В. Системный анализ и принятие решений. Учебное пособие. – Владимир, Владим. ГТУ, 1996 Лебедев О.Т., Язвенко С.А. Основы системного анализа: Учебное пособие. – СПб.: СПбГИЭА, 2000 Мирошник И.В. и др. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. (Анализ и синтез нелинейных систем) –СПб.: Наука, 2000Мишенин А.И.Теория

55

10. 11. 12.

13.

экономических информационных систем: Учебник. – 4-е изд., дол. и перераб. – М.: Финансы и статистика, 1999 Перегудов Ф.И. и др. Введение в системный анализ. – М.: ВШ, 1989 Путь в ХХ век (стратегические проблемы и перспективы российской экономики).Отд. экон. РАН, – М.: ОАО «Изд. Экономика»,1999 Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. – СПб.: Изд. Дом «Бизнес пресс», 2000 Системные исследования. Ежегодник. –М.: Наука