Понятие о системном подходе

В системном подходе как принципе познавательной и практической деятельности людей термин «подход» означает совокупность приемов, способов воздействия на кого-нибудь, в изучении чего-нибудь, ведении дела и т. д. В этом смысле подход — скорее не детальный алгоритм действия человека, а множество некоторых обобщенных правил. Это лишь подступ к делу, но не модель самого дела. Поэтому системный подход можно рассматривать как принцип деятельности. Ведь под принципом понимается наиболее общее правило деятельности, которое обеспечивает его правильность, но не гарантирует однозначность и успех. Системный подход следует рассматривать как некоторый методологический подход человека к действительности, представляющий собой некоторую общность принципов. Это по сути дела системная парадигма, системное мировоззрение. Назначение системного подхода заключается в том, что он направляет человека на системное видение действительности. Он заставляет рассматривать мир с системных позиций, точнее, с позиций его системного устройства.

В настоящее время системный подход занимает одно из ведущих мест в научном познании. Предпосылкой его использования в науке явился, прежде всего, переход к новому типу научных задач. В целом ряде областей науки центральное место начинают занимать проблемы организации и функционирования сложных объектов. Познание начинает оперировать системами, границы и состав которых далеко не очевидны и требуют специального исследования в каждом отдельном случае. Во второй половине XX века аналогичные по типу задачи возникают и в социальной практике: техника все более превращается в технику сложных систем, где многообразные технические и другие средства тесно связаны решением единой крупной задачи (например, космические проекты, разного рода человеко-машинные системы), в социальном управлении вместо господствовавших прежде локальных, отраслевых задач и принципов ведущую роль играют крупные комплексные проблемы, требующие тесной взаимосвязанности экономических, социальных и иных аспектов общественной жизни (например, проблемы создания современных производственных комплексов, развития городов, мероприятия по охране природы и т. п.).

Системный подход состоит в том, что любой объект рассматривается в качестве относительно самостоятельной системы со своими особенностями функционирования и развития. Основываясь на идеях целостности и относительной независимости объектов, находящихся в целостном мире, можно сформулировать 15 основных принципов системного подхода, сформулированных профессором Ю. Г. Котиковым:

• 1) целостность — определение наличия у целого свойств, которыми не обладает ни одна из его частей. Например, груз может быть перемещен, только когда в системе есть и груз, и транспортное средство;
• 2) эмерджентность — появление у целого свойств, которые нс определяются простым сложением свойств составляющих частей. Например, самосвал и погрузчик могут очистить улицу от снега, тогда как по отдельности самосвал может только вывозить снег, а погрузчик — сдвигать;
• 3) непознаваемость частей при рассмотрении их вне целого. Очень часто при изучении каких-либо механизмов назначение отдельных деталей можно понять, только рассматривая работу всего механизма;
• 4) организованность — образование структур для связи и установления взаимозависимости частей. Например, создание структуры управления;
• 5) необозримость сложных систем — необходимость учета того факта, что в сложной системе мы никогда не сможем формализовать и понять все факторы ее деятельности;
• 6) квантификация объективной реальности — разбиение частей на конечное число элементов, связей и т. п. для создания познаваемого аналога сложной системы;
• 7) принцип внешнего дополнения. Для более полного понимания системы необходимо использовать знания о среде. Например, более точно можно рассчитать время перевозки, зная состояние дорожного покрытия, погодные условия, загруженность дорог и т. д.;
• 8) формализация — подготовка данных в виде, пригодном для хранения, обработки и анализа. Например, создание базы данных и се использование;
• 9) изоморфизм — использование одних и тех же приемов (алгоритмов, функций, зависимостей и т. п.) для рассмотрения различных систем;
• 10) иерархическая упорядоченность — разбиение системы на взаимосвязанные уровни с формализацией их подчиненности. Например, технологический, технический, экономический и организационный в системе перевозки грузов различными видами транспорта, когда от массогабаритных характеристик груза зависят тип используемого подвижного состава, перегрузочной техники и выбор вида транспорта;
• 11) декомпозиция — метод, по которому исследуемая система делится на подсистемы, задача — на подзадачи и т. д., каждая из которых решается самостоятельно. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций. Основной проблемой при этом является соблюдение двух противоречивых принципов: полноты — проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне и подробно; простоты — все дерево должно быть максимально компактным «вширь» и «вглубь». Компромисс достигается с помощью четырех основополагающих понятий: существенности — в модель включаются только компоненты, существенные по отношению к целям анализа; элементарности — доведение декомпозиции до простого, понятного, реализуемого результата; постепенной детализации модели; итеративности — возможность введения новых элементов в основания и продолжение декомпозиции по ним на разных ветвях дерева;
• 12) агрегирование — объединение нескольких элементов в единое целое. Результат агрегирования называют агрегатом. Агрегированные показатели представляют собой обобщенные, синтетические измерители, объединяющие в одном общем показателе многие частные;
• 13) согласованность — непротиворечивость решений на сопряженных уровнях системы. Например, экономически наиболее дешевый вариант перевозки должен быть обеспечен техническими возможностями выбранного вида транспорта;
• 14) координируемость — возможность воздействия на подчиненные части системы предопределяет необходимость предусмотреть соответствующие связи или отношения;
• 15) совместимость — наличие однородности информации в связях системы предусматривает возможность совмещения частей целого, понимание передаваемой информации, возможность ее обработки и т. д.

В соответствии с принципом системного подхода каждая система влияет на другую систему. Весь окружающий мир — взаимодействующие системы. Цель системного анализа — выяснить эти взаимодействия, их потенциал и найти оптимальный путь функционирования системы.

Системный анализ — это методология общей теории систем, представляющая собой совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной природы и характера, междисциплинарных проблем. Это совокупность общих законов, методов, приемов исследования систем на основе системного подхода. Системный анализ позволяет использовать в различных науках, системах следующие системные методы и процедуры:

• • абстрагирование и конкретизацию;
• • анализ и синтез, индукцию и дедукцию;
• • формализацию и конкретизацию;
• • композицию и декомпозицию;
• • линеаризацию и выделение нелинейных составляющих;
• • структурирование и реструктурирование;
• • макетирование;
• • реинжиниринг;
• • алгоритмизацию;
• • моделирование и эксперимент;
• • программное управление и регулирование;
• • распознавание и идентификацию;
• • кластеризацию и классификацию;
• • экспертное оценивание и тестирование;
• • верификацию и другие методы и процедуры.

Системный анализ базируется на ряде общих принципов, среди которых принципы:

• • конечной цели, который заключается в абсолютном приоритете глобальной цели;
• • дедуктивной последовательности — последовательного рассмотрения системы по этапам: от окружения и связей с целым до связей частей целого;
• • интегрированного рассмотрения — каждая система должна быть рассмотрена как целое даже при рассмотрении лишь отдельных подсистем системы;
• • согласования ресурсов и целей рассмотрения, актуализации системы;
• • бесконфликтности — отсутствия конфликтов между частями целого, приводящих к конфликту целей целого и части.

Основными задачами системного анализа являются следующие:

• • задача декомпозиции означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких элементов;
• • задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы, ее элементов и окружающей среды с целью определить закономерности поведения системы;
• • задача синтеза состоит в том, чтобы на основе знаний о системе, полученных при решении первых двух задач, создать модель системы, определить ее структуру, параметры, обеспечивающие эффективное функционирование системы, решение задач и достижение поставленных целей.

Основные функции системного анализа в рамках трех описанных основных задач представлены в табл. I. I.

Центральной процедурой в системном анализе является построение обобщенной модели (или моделей), отображающей все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в процессе осуществления решения. Полученная модель исследуется для выяснения близости результата применения того или иного из альтернативных вариантов действий к желаемому, сравнительных затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным нежелательным внешним воздействиям.

Последовательность и приемы системного анализа приведены в виде схемы на рис. 1.4. Надо отметить, что в большинстве случаев для транспортных систем ввиду их сложности и масштаба проведение экспериментальных исследований либо очень дорого, либо вообще невозможно. В этом случае применяют либо комбинированные исследования, когда натурным испытаниям подвергают только отдельные элементы системы, либо вообще приходится ограничиться только вычислительными экспериментами, что и определяет значение моделирования в исследовании транспортных систем.

Таблица 1.1

Основные задачи и функции системного анализа

Рис. 1.4. Последовательность и приемы системного анализа