Асланов М. Системный анализ и принятие решений в деятельности учреждений

Быстрый рост современного промышленного производства, возрастание масштабов, разнообразия, сложности и комплексности решаемых проблем выбора политики и направлений развития предприятий, выбора номенклатуры и объемов наивыгоднейшей продукции и т.д. привели к тому, что рациональное осуществление функций руководства стало исключительно творческим процессом. Многие проблемы, которые необходимо решать приобретают глобальные масштабы. Усиливается зависимость между отдельными вопросами, которые раньше казались несвязанными. Актуальность проблем значительно возрастает. Затраты на реализацию того или иного решения могут достигать очень больших величин, а риск неудачи становится все ощутимее. При принятии решений требуется учет все большего числа взаимосвязанных обстоятельств, а времени на решение становится все меньше.
Основным вопросом при решении любых проблем независимо от их области, содержания и характера является вопрос выбора наиболее подходящей альтернативы решения. В свою очередь выбор альтернативы зависит от способности оценить эффективность каждой альтернативы и необходимые для ее реализации затраты.
Для решения этих задач первоначально предлагались модели и методы исследования операций, теории оптимального управления и другие математические методы. Однако они не могли быть использованы в полной мере из-за свойственных им ограничений. Требовались методы, которые позволили бы анализировать сложные проблемы как целое, обеспечивали рассмотрение многих альтернатив, каждая из которых описывалась большим числом переменных, а также полноту каждой альтернативы, помогали вносить измеримость, давали возможность отражать неопределенности. Кроме того, эти методы должны применяться и в тех случаях, когда у лиц, принимающих решения, на начальном этапе нет достаточных сведений о проблемной ситуации, позволяющих выбрать метод ее формализованного представления и сформировать математическую модель. Созданная в результате развития и обобщения предыдущих методов универсальная методология решения проблем получила название "системный анализ".
Системный анализ быстро впитал в себя достижения многих родственных и смежных областей и различных подходов и превратился в самостоятельную, богатую формами и сферами приложений, уникальную по своему назначению и характеру научную и прикладную дисциплину, а также арену профессиональной деятельности.
Поскольку действующая методология есть не что иное, как основанная на этой методологии деятельность различных организаций по решению проблемы, системный анализ начал оказывать глубокое влияние на понимание и практику руководства решением проблем и вообще на организацию и руководство, в том числе учреждениями реального сектора экономики, связи и транспорта.
Системный анализ - это методология решения крупных проблем, основанная на концепции систем. Системный анализ также может рассматриваться как методология построения учреждений различного профиля, поскольку они могут рассматриваться как то, что реализует методологию решения проблем.
Как отмечалось, в центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения альтернатив, которая выполняется с целью выбора альтернативы, подлежащей реализации. Если требование равнокачественности альтернатив выполнено, могут быть получены количественные оценки. Но для того, чтобы количественные оценки позволяли вести сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении свойства альтернатив (выходной результат, эффективность, стоимость и др.). Достичь этого можно, если учтены все элементы альтернативы и даны правильные оценки каждому элементу. Так возникает идея выделения "всех элементов, связанных с данной альтернативой", т.е. идея, которая на обыденном языке выражается как "всесторонний учет всех обстоятельств". Выделяемая этим определением целостность и называется в системном анализе полной системой или просто системой. Система, таким образом, есть то, что решает проблему.
Но как выделить эту целостность, "систему", как установить, входит данный элемент в данную альтернативу или нет? Единственным критерием может быть участие данного элемента в процессе, приводящем к появлению выходного результата данной альтернативы. Коль скоро это так, понятие процесса оказывается центральным в системном анализе. Таким образом, то, что прежде всего должно быть выделено, если мы хотим думать и действовать "системно", есть процесс. Не может быть системного мышления без ясного понимания процесса.
Система определяется заданием системных объектов, свойств и связей. Системные объекты - это вход, процесс, выход, обратная связь и ограничение.
Входом называется то, что изменяется при протекании данного процесса. Во многих случаях компонентами входа являются "рабочий вход" (то, что "обрабатывается") и процессор (то, что "обрабатывает"). Выходом называется результат или конечное состояние процесса. Процесс переводит вход в выход. Способность переводить данный вход в данный выход называется свойством данного процесса. Связь определяет следование процессов, т.е. что выход некоторого процесса является входом определенного процесса. Всякий вход системы является выходом этой или другой системы, а всякий выход - входом. Выделить систему в реальном мире - значит указать все процессы, дающие данный выход. Искусственными называются такие системы, элементы которых созданы людьми, т.е. являются выходом сознательно выполняемых процессов человека.
Во всякой искусственной системе существуют три различных по своей роли подпроцесса: основной процесс, обратная связь и ограничение. Основной процесс преобразует вход в выход. Обратная связь выполняет ряд операций: сравнивает выборку выхода с моделью выхода и выделяет различие, оценивает содержание и смысл различия, вырабатывает решение, сочлененное с различием, формирует процесс ввода решения (вмешательства в процесс системы) и воздействует на процесс с целью сближения выхода и модели выхода. Процесс ограничения возбуждается потребителем выхода системы, анализирующим ее выход. Этот процесс воздействует на выход и управление системой, обеспечивая соответствие выхода системы целям потребителя. Ограничение системы, принимаемое в результате процесса ограничения, отражается моделью выхода. Ограничение системы состоит из цели (функции) системы и принуждающих связей (качеств функции). Принуждающие связи должны быть совместимы с целью.
Всякая система состоит из подсистем. Всякая система является подсистемой некоторой системы. Постулируется, что любая система может быть описана в терминах системных объектов, свойств и связей. Граница системы определяется совокупностью входов от окружающей среды. Окружающая среда - это совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.
Проблемой называется ситуация, характеризующаяся различием между необходимым (желаемым) выходом и существующим выходом. Выход является необходимым, если его отсутствие создает угрозу существованию или развитию системы. Существующий выход обеспечивается существующей системой. Желаемый выход обеспечивается желаемой системами. Проблема есть разница между существующей и желаемой системами. Проблема может заключаться в предотвращении уменьшения выхода или же в увеличении выхода. Условие проблемы представляет существующую систему ("известное"). Требование представляет желаемую систему. Решение проблемы есть то, что заполняет промежуток между существующей и желаемой системами. Система, заполняющая промежуток, является объектом конструирования и называется решением проблемы.
Процесс нахождения решения концентрируется вокруг итеративно выполняемых операций идентификации условия, цели и возможностей для решения проблемы. Результатом идентификации является описание условия, цели и возможностей в терминах системных объектов (входа, процесса, выхода, обратной связи и ограничения), свойств и связей, т.е. в терминах структур и входящих в них элементов. Если структуры и элементы условия, цели и возможностей данной проблемы известны, идентификация имеет характер определения количественных отношений, а проблема называется количественной. Если структура и элементы условия, цели и возможностей известны частично, идентификация имеет качественный характер, а проблема называется качественной или слабоструктурированной. Основной особенностью методик системного анализа является сочетание в них формальных методов и неформального (экспертного) знания. Последнее помогает найти новые пути решения проблемы, не содержащиеся в формальной модели, и таким образом непрерывно развивать модель и процесс прин
ятия решения. Как методология решения проблем системный анализ указывает принципиально необходимую последовательность взаимосвязанных операций, которая (в самых общих чертах) состоит из выявления проблемы, конструирования решения проблемы и реализации этого решения. Процесс решения представляет собой конструирование, оценку и отбор альтернатив систем по критериям стоимости, времени, эффективности и риска с учетом отношений между предельными значениями приращений этих величин. Выбор границ этого процесса определяется условием, целью и возможностями его реализации. Наиболее адекватное построение этого процесса предполагает всестороннее использование эвристических заключений в рамках постулированной структуры системной методологии.
Редуцирование числа переменных производится на основе анализа чувствительности проблемы к изменению отдельных переменных или групп переменных, агрегирования переменных в сводные факторы, путем выбора подходящей формы критериев, а также применения там, где это возможно, математических способов сокращения перебора (методов математического программирования и т.п.). Логическая целостность процесса обеспечивается явными или скрытыми предположениями, каждое из которых может являться источником риска. Постулируется, что структура функций системы и решения проблемы является стандартной для любых систем и любых проблем. Меняться могут только методы выполнения функций. Совершенствование методов при данном состоянии научных знаний имеет предел, определяемый как потенциально достижимый уровень. В результате решения проблемы устанавливаются новые связи и отношения, часть которых обусловливает желаемый выход, а другая часть определяет непредвиденные возможности и ограничения, которые могут стать источником будущих проблем.
Таковы в общих чертах основные представления системного анализа как методологии решения проблем.
Применение системного анализа на практике может происходить в двух ситуациях: когда исходным пунктом является появление новой проблемы и когда исходным пунктом является новая возможность, найденная вне непосредственной связи с данным кругом проблем. Решение проблемы в ситуации новой проблемы проводится по следующим основным этапам: обнаружение проблемы, оценка ее актуальности, определение цели и принуждающих связей, определение критериев, вскрытие структуры существующей системы, определение дефектных элементов существующей системы, ограничивающих получение заданного выхода, оценка веса их влияния на определяемые критериями выходы системы, определение структуры для построения набора альтернатив, построение набора альтернатив, оценка альтернатив, выбор альтернатив для реализации, определение процесса реализации, согласование найденного решения, реализация решения, оценка результатов реализации решения.
Реализация новой возможности проходит другим путем. Использование этой возможности в данной области зависит от наличия в ней или в смежных областях актуальной проблемы, нуждающейся для своего разрешения в такой возможности. Использование возможностей в отсутствие проблем может таить в себе как минимум бесполезную растрату ресурсов. Использование возможностей при наличии проблем, но игнорирующее проблемы, превращающееся в самоцель, может способствовать углублению и обострению проблемы. Внедрение новой техники на основе одного только критерия срока самоокупаемости может быть примером подхода, когда утилизация новой технической возможности осуществляется вне анализа проблем. Большой процент неудач при внедрении автоматизированных систем управления на первом этапе их создания являлся в значительной мере следствием отсутствия в этот период проблемно ориентированного подхода.
Рассмотрим теперь, каким образом системный анализ представляет учреждения реального сектора экономики, связи и транспорта или вообще любую организацию. Несвоевременное, расточительное решение или же обострение проблемы и возникающие, как следствие, потери свидетельствуют о том, что механизм контроля состояния системы, в которой возникла проблема, выработки и реализации необходимых решений работает неудовлетворительно. Например, это могло быть при определении перспективной для данного рынка продукции. Но неудовлетворительная работа этого механизма означает неудовлетворительную работу учреждения, реализующего этот механизм. Улучшение его работы может быть достигнуто улучшением выполнения функции решения проблем, предусматриваемых системным анализом. Для этого необходимо рассматривать учреждение не как структуру подчинения с установленными или сложившимися отношениями, а как процесс решения проблемы. Такой подход позволяет рассматривать указанное учреждение как систему, а для ее описания, изучения и улучшения ис
пользовать концептуальный аппарат системного анализа.
Для улучшения выполнения функций решения проблем, реализуемых учреждениями, могут быть использованы разнообразные методы: от рационализации форм документов до применения математических моделей и компьютеров. Методы могут, следовательно, иметь альтернативы, их отбор может производиться в соответствии с принципами системного анализа. "Мощность" всех функциональных подсистем от обнаружения (идентификации) проблем до реализации решения должна быть примерно одинаковой. Бессмысленно иметь мощные методы выработки решения, если функция идентификации состояния выполняется неудовлетворительно. Решение о совершенствовании учреждения должно вырастать из его проблем и соответствовать им по масштабу и сложности. Таким образом, отдельные методы совершенствования функций могут найти свое место только при конструировании учреждения как целостной системы.
Учреждения реального сектора экономики, связи и транспорта, следовательно, должны строиться на основе методов выполнения функций. Операционный смысл любой модели, используемой на предприятии, заключается во всестороннем исследовании возможных решений или правил их построения.
Для оценки альтернатив конструкций организационных систем используются критерии измеримости, эффективности, надежности, оптимальности и стабильности. Измеримость - способность системы измерить свои характеристики. Эффективность - возможность решить проблему с помощью данной системы. Если система не имеет измеримости, то нельзя определить, дает ли она улучшение или ухудшение. Эффективность предполагает баланс между частями системы. Недостаточная эффективность будет заставлять руководителя возвращаться к самой примитивной части всей системы, так как в несбалансированной системе она представляет основное ограничение. Иметь решение, которое оптимально, но не измеримо и неэффективно, бессмысленно. Решение должно быть измеримым, эффективным и надежным, прежде чем можно будет рассматривать его оптимальность.
Задача высшего руководства учреждения - не выработка решения, а конструирование процесса выработки решения и наблюдение за его действием.
Руководство, занятое решением отдельной проблемы, т.е. созданием системы, решающей проблему, называется системным руководством. Комплекс работ по решению отдельной проблемы называется программой. Поэтому системное руководство называется иногда программным руководством.
Сводя решение проблемы к конструированию системы, системный анализ по существу перенес в область организации методы, хорошо известные на практике инженерной разработки технических систем, придал решению организационных проблем характер исследовательской и инженерно-конструкторской деятельности.
Как видно, основное содержание системного анализа заключено не столько в формальном математическом аппарате, описывающем "системы" и "решение проблем", и не в специальных математических методах, сколько в его концептуальном, т.е. понятийном, аппарате, в его идеях, подходе и установках.
Таким образом, можно сказать, что системный анализ это способ мышления по отношению к любому учреждению и его управлению.
Системный анализ построен на понятиях высокого уровня общности, а отчасти на категориях: связь, свойство, процесс, качество, познание и др. Логическая структура системного анализа весьма развита: она по необходимости, как и должно быть у методологии решения проблем, включает и аспекты познания действительности (проблемной ситуации), и аспекты воздействия на нее.
Таким образом, применение системного анализа предъявляет серьезные требования к руководителям и коллективам, желающим использовать его при решении проблем. Системный анализ может с пользой применяться, вероятно, только там, где существует обстановка зрелого руководства. Системный анализ устанавливает базовую номенклатуру функций, которые должны быть выполнены для решения проблемы, т.е. постулирует структуру процесса, выполняемого учреждением, в отличие от традиционного подхода к учреждению, который постулирует его административную структуру.
Постулирование структуры процесса придает системному анализу в высшей степени конструктивный характер.
Большое значение имеет характерное изменение стиля мышления лиц, освоивших идеи системного анализа. Идеи системного анализа позволяют отделить форму учреждения, обязанную своим существованием истории, от содержания, которое остается одним и тем же при любых методах.
Овладение системной методологией даст также отдельному лицу понимание того, что "должно быть", ясное ощущение необходимости коллективной работы и потребность совершенствования методов работы учреждения, а также четкое понимание своего места и роли в этой работе. Люди, обладающие "системными" представлениями, получают возможность договориться относительно изменения учреждений при использовании новых методов.
Дисциплина мышления коллектива людей, диктуемая достаточно мощным и ясным концептуальным аппаратом, возможно, является более важной вещью, чем математический аппарат, позволяющий производить те или иные расчеты, или отдельная модель. В таком интеллектуально дисциплинированном коллективе то, что обычно так или иначе понимается, но не выполняется, становится обязательным требованием, нормой профессионального поведения. Дисциплина поведения лиц и коллективов, устанавливаемая руководством на базе дисциплины мышления, закрепляет в процедурах принципы методологии. Она позволяет весьма эффективно выявить и устранить предвзятость, некомпетентность, недобросовестность и неаккуратность. Вместе с тем появляется возможность выяснить причины разногласий, так как все элементы процесса решения, включая принимаемые спорящими сторонами предположения, становятся демонстрируемыми.
Освоение методологии системного анализа делает практически неизбежным возникновение такой ситуации, когда руководители сознательно требуют разработки усовершенствованных методов для улучшения работы предприятий, ученые с пониманием действительного содержания задачи разрабатывают эти методы, руководители и сотрудники всячески способствуют внедрению этих методов и обеспечивают их квалифицированное применение.
На примере системного анализа системная методология впервые продемонстрировала свою практическую силу. Но создание системного анализа имеет также и важное принципиальное значение. Хотя большинство научных и прикладных областей знания призваны помогать в решении проблем, среди них немного таких, которые имели бы предметом само решение проблем. Системный анализ впервые представил обобщенную методологию решения проблем, основанную на концепции систем.
По самой своей природе функция решения проблем близка к высшим уровням функционального представления человеческой деятельности. Поэтому неудивительно, что и сама функция, и обслуживающая ее методология являются в высшей степени интегративными, включающими в себя все частные функции, необходимые для ее выполнения. Системный анализ как методология решения проблем претендует на то, чтобы выполнить роль каркаса, объединяющего все необходимые методы, знания и действия для решения проблемы. Именно этим определяется его отношение к таким областям, как исследование операций, теория статистических решений, теория организации и др.
Очевидно, что частных функций и соответственно используемых для их реализации методов будет ровно столько, сколько установлено системной методологией. Определение точного перечня частных функций для данной или другой системной задачи - предмет социальных исследований.
Однако может быть приведен примерный перечень этих функций. К числу частных функций относятся: идентификация симптомов, определение актуальности проблемы, определение цели, вскрытие структуры системы и ее дефектных элементов, определение структуры возможностей, нахождение альтернатив, оценка альтернатив, выбор альтернативы, составление решения, признание решения коллективом исполнителей и руководителей, запуск процесса реализации решения, управление процессом реализации решения, оценка реализации и ее последствий.
Соответственно для реализации этих функций могут быть использованы методы различных теорий и прикладных наук: методы теории поиска и обнаружения, методы теории распознавания образов, методы статистики, теории эксперимента, модели исследования операций, теории игр, теории множеств, методы теории классификации и упорядочения, методы синтеза сложных динамических систем, методы прогнозирования, методы инженерной психологии и смежных с ней дисциплин, методы и модели различных областей теории организации и т.д.
Одной из важнейших характеристик любой методологии является ее граница. Это особенно верно применительно к таким мощным методологиям, как системный анализ.
Область применения системного анализа весьма широка. В принципе эта методология может применяться в любых областях. В данной книге делается попытка его применения в области деятельности учреждений реального сектора экономики, связи и транспорта.
Относительно номенклатуры функций, выполняемых системным анализом, можно полагать, что он должен включать в себя все частные функции, необходимые для решения проблем.
Правильность и полнота номенклатуры частных функций, а также их содержание, полнота и правильность структуры подпроцессов решения проблемы могут быть определены путем исследования адекватности номенклатуры и содержания применяемых в системном анализе понятий, а также в результате изучения практики применения системного анализа.
Что касается совершенства методов, используемых для выполнения частных функций, то можно сказать, что системный анализ, несмотря на его внушительные успехи, должен получить еще значительное развитие.
Чем больше масштаб и сложность проблем, тем больше будут сказываться существующие ограничения системной методологии решения проблем. Их устранение требует разработки ряда новых дисциплин и значительного развития многих существующих.
В настоящее время теория принятия решений перешла в практическую плоскость, так как ошибки в этом процессе могут привести к краху не только отдельных предприятий, но и глобальных структур.
Книга состоит из восьми глав. Авторы являются известными учеными и специалистами в области управления сложными структурами.
Настоящее издание будет полезно для специалистов, руководителей учреждений, аспирантов и студентов технических и экономических вузов.