Сутнисть системного анализу

РОЗКРИТИ  СУТНІСТЬ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ ТА СИСТЕМНОГО ПІДХОДУ

Основні поняття теорії систем

     Поняття системи, його розвиток.

     Основною  категорією системної методології  є система. Система – слово  грецьке, яке в перекладі означає  ціле, що складається з частин. Термін «система» широко розповсюджений і  згадується в усіх без виключення науках. Він використовується у тих  випадках, коли хочуть охарактеризувати досліджуваний або проектуємий  об’єкт як дещо ціле (єдине), складне, про  яке неможливо зразу дати уявлення, показавши його, зобразивши графічно або описавши математично. Наприклад: сонячна система, система кровообігу, система управління організацією  та ін.

     Поняття системи підкреслює упорядкованість, цілісність об’єкта дослідження, наявність  в ньому певних закономірностей.

     Існує декілька десятків визначень цього  поняття. Їх аналіз показує, що визначення поняття система змінювалося не тільки за формою, але й за змістом. Розглянемо основні і принципові зміни, які відбувалися з визначенням під час розвитку теорії систем і використання цього поняття на практиці.

     У перших визначеннях так або інакше говорилося про те, що система –це  елементи (частини, компоненти) і зв’язки (відношення) між ними.

     Так, Л. фон Берталанфі визначав систему  як “комплекс взаємодіючих компонентів” або як “сукупність елементів, які  перебувають у визначених відношеннях  один з одним із середовищем”. У  Великій радянській енциклопедії система  визначається прямим перекладом з грецького  susthma, что означает склад, тобто складене, з’єднане з частин.

     Для уточнення елементів і зв’язків у визначення системи включають  властивості. Так, у визначеннях  А.І. Уйомова, А. Холла властивості (атрибути) доповнюють поняття елемента (предмета). Система – множина об’єктів, які мають наперед задані властивості  і фіксовані відношення між ними (А.І. Уємов).

     Потім у визначеннях системи з’являється  поняття ціль.

     Система – кінцева множина функціональних елементів і відношень між  ними, що виділена з середовища відповідно до визначеної мети в межах визначеного  часового інтервалу (В.М. Сагатовський).

     Далі, у визначення системи починають  включати поряд з елементами, зв’язками  і цілями ще й спостерігача, тобто  особу, яка представляє об’єкт або  процес у вигляді системи при  їх дослідженні або прийнятті  рішень. Таке перше визначення дав  економіст Ю.І. Черняк: “Система є  відображення у свідомості суб’єкта (дослідника, спостерігача) властивостей об’єктів і їх відношень у вирішені завдання дослідження, пізнання”. Американський  дослідник С. Оптнер виразив цей  погляд на систему таким чином: “Система є спосіб або засіб вирішення  проблеми”.

     Вибір визначення системи залежить від  мети її дослідження та етапу дослідження. Один і той же об’єкт на різних етапах його розгляду може бути представлений  у різних аспектах, відповідно існують  і різні аспекти поняття системи: філософський, науково-дослідний, проектний, інженерний.

     Категорія система належить до числа загальних  категорій, тобто вона може бути застосована  для характеристики будь-яких предметів  і явищ, всіх об’єктів. Останні не можна розділити на системи і  не-системи. Будь-який об’єкт у даному відношенні система, а в іншому –  не-система. Визначити об’єкт як систему  – значить виділити те відношення, в якому він виступає як система. Для пояснення сутності сил, які  об’єднують множину елементів в  систему, застосовують поняття системоутворюючий фактор. Пошук системоутворюючого фактора є однією з головних проблем науки (наприклад, таблиця Мендєлєєва). Існує думка, що системоутворюючим фактором є ціль, завдяки якій елементи системи об’єднуються і функціонують заради її досягнення. І в цьому відношенні об’єкт є цілим, представляє собою цілісність. Це є справедливим для живої природи, соціального життя. В неживій природі, де ціль – це рух до стану рівноваги, цей фактор не так чітко виражається. 

     Система і середовище.

     Середовище  – це сукупність усіх об’єктів, зміна властивостей яких впливає на систему, а також тих об’єктів, чиї властивості змінюються в результаті функціонування системи.

     На  перших етапах системних досліджень важливо вміти відокремити систему  від середовища, з яким система  взаємодіє.

     Окремим випадком виокремлення системи з  середовища є визначення її через  входи і виходи, через які вона взаємодіє з середовищем. В кібернетиці  і теорії систем таке представлення  системи називають “чорний ящик” (рис. 1).

       
 

                 Входи

                                              Межі системи

     Рис 1. Модель системи “чорний ящик”. 

     На  цій моделі базується визначення системи В.М. Садовського та Е.Г. Юдина: 2) вона створює особливу єдність  з середовищем; 3) як правило кожна  досліджувана система представляє  собою елемент системи більш  високого порядку; 4)елементи будь-якої досліджуваної системи в свою чергу зазвичай виступають як системи більш низького порядку”. Система, елементом якої є дана система, називається надсистемою даної системи. Система, яка є елементом даної системи, називається підсистемою даної системи.

     Уточнення або конкретизація визначення системи  в процесі дослідження спричиняє  відповідне уточнення її взаємодії  з середовищем і визначення середовища. В процесі дослідження межа між  системою і середовищем може змінюватися: деякі елементи можуть бути віднесені  до середовища, а інші, які мають  сильні зв’язки з елементами системи, включатися до системи.

     Середовище  і система перебувають у взаємній залежності і взаємній зумовленості. Система, знаходячись в середовищі, весь час відчуває його постійні впливи, які називаються факторами. Система  впливає на середовище через свої функції. За взаємодією із зовнішнім  середовищем розрізняють системи  відкриті і закриті (замкнені).

     Відкриті  системи – це системи, які в процесі своєї діяльності обмінюються з середовищем матерією, енергією, інформацією. Прикладом відкритої системи є організація.

     Замкнені системи – це системи, в яких відсутні процеси обміну з навколишнім середовищем (наприклад, годинник, доки є джерело енергії, не залежить від зовнішнього середовища). Замкнена система має фіксовані межі.

     Основними характеристиками середовища є складність, рухомість, невизначеність.

     Складність середовища виявляється в кількості факторів, через які воно впливає на систему, та в можливостях змін цих факторів.

     Рухомість середовища характеризується швидкістю, з якою відбуваються зміни в оточенні системи.

     Невизначеність  середовища характеризується кількістю інформації про фактори середовища, які впливають на систему, а також ступенем впевненості в цій інформації.

     Найважливішими  проблемними питаннями взаємодії  системи і середовища є:

• адаптація системи в середовищі;
• забезпечення рівноваги;
• боротьба і конкуренція систем.

     Для того щоб відкрита система успішно  діяла в оточуючому середовищі потрібна певна узгодженість системи з  середовищем (адаптація). Адаптація  – це пристосування самоорганізуючихся систем до умов середовища, які змінюються. Основні шляхи адаптації:

• зміни в системі;
• зміни в оточуючому середовищі;
• зустрічні зміни в середовищі та системі.

     Вибір шляху залежить від того, наскільки  важко провести зміни. При зміні  в системі важливим питанням є  межа внутрішньої перебудови системи  під впливом середовища. Повна перебудова системи під впливом середовища означає втрату її самобутності, розчинення у середовищі.

     При взаємодії з середовищем для  системи важливо зберігати рівновагу. Рівновага – це здатність системи  повертатися в попередній стан, компенсуючи  збурюючий вплив середовища.

     Боротьба  систем є джерелом їхнього розвитку. Вона пояснює механізм розвитку, його зміст, форми і процес. У соціально-економічних  систем проявляється у вигляді конкуренції. Конкуренція активізує внутрішні  сили конкуруючих систем, примушує їх розвиватися, удосконалюватися. Окрім  позитивних, конкуренція може привести і до негативних наслідків, особливо тоді, коли її правила не встановлені  або є дуже примітивними. Якщо конкуренція  слабшає, то розвиток суспільства уповільнюється, наступає застій. Якщо ж вона загострюється, то може перерости в конфлікт, революцію. 

     Поняття, що характеризують будову, функціонування і  розвиток систем.

     Поняття, які входять у визначення системи, тісно взаємопов’язані і не можуть бути визначені незалежно, а визначаються як правило одне через інше.

      Елемент – найпростіша неподільна частина системи, виходячи з аспекту розгляду системи, розв’язку конкретної задачі, досягнення, цілі дослідження.

     Наприклад, в системі управління підприємством  елементом можна вважати кожний підрозділ або кожну функцію  управління.

     Визначити межу подрібнення системи на елементи не завжди просто. При багаторівневому розчленуванні системи доцільно використовувати інші структурні одиниці: підсистеми або компоненти. Підсистема передбачає, що виокремлюється відносно незалежна частина системи, яка має властивості системи, зокрема, яка має підціль, на досягнення якої вона орієнтована, а також властивість цілісності та інші, які визначаються закономірностями систем. Якщо ж частини системи таких властивостей не мають, а просто є сукупністю однорідних елементів, то їх називають компонентами.

     Зв’язок – поняття, яке входить в кожне визначення системи і забезпечує виникнення і збереження її цілісних властивостей. Воно одночасно характеризує і будову (статику), і функціонування (динаміку) системи. Зв’язок визначають як обмеження свободи елементів. Елементи, які вступають у взаємодію (зв’язок) між собою, втрачають частину своїх властивостей, котрі вони мали у вільному стані. Зв’язки в системах характеризуються за декількома ознаками: напрям (прямі і зворотні), сила (сильні, слабкі), характер (підпорядкованість, підлеглість, породження, рівноправність), місце прикладання (зовнішні і внутрішні) та інші.

      Важливе роль в моделюванні систем має  поняття зворотного зв’язку. Приклад  системи зі зворотним зв’язком наведено на рис 2. 

 
 
 
 
 

     Рис 2. Система зі зворотним зв’язком. 

     Зворотний зв’язок може бути додатним, який зберігає тенденцію до змін, що відбуваються в системі, або від’ємним, який протидіє тенденціям змін в системі, тобто  спрямований на збереження, стабілізацію потрібного значення вихідного параметра.

     Зворотний зв’язок є основою саморегулювання  і розвитку систем, пристосування  до змінних умов існування. Прикладом  систем із від’ємним зворотним зв’язком є організаційні системи, в яких на вхід управляючої підсистеми поступає сигнал від об’єкта управління (інформація про його стан, результати виконання  поставлених завдань).

     При розробці моделей функціонування складних саморегульованих, самоорганізуючихся систем, як правило, присутні як від’ємні, так і додатні зворотні зв’язки.

     В теорії систем мета розглядається в об’єктивному і суб’єктивному смислах. В об’єктивному смислі під метою розуміють той стан, до якого прагне система, заради чого вона існує. В суб’єктивному – вона виступає як мета людини, яка зайнята дослідженням, конструюванням і управлінням системами. У Великій радянській енциклопедії дається таке визначення мети: мета – “наперед мислимий результат свідомої діяльності людини, групи людей”.

     З точки зору значущості цілі класифікуються на стратегічні, які призводять до якісного перетворення систем і  найбільш сильним  її впливам на оточуюче середовище, і тактичні, які пов’язані з  локальними змінами системи і  значними впливами на середовище. За наближенням  до результату їх можна поділити на кінцеві і проміжні, за часом досягнення – на найближчі, віддалені і перспективні, за ступенем охоплення – на загальносистемні і часткові, які є цілями для  окремих підсистем.

     При формулюванні цілей потрібно враховувати  закономірності ціле- утворення і  застосовувати методики структуризації цілей та функцій.

     Значення  мети як системоутворюючого фактора  вже відмічалося. Наприклад, чи є  системою купа будівельних матеріалів? Будь яка однозначна відповідь була б неправимльною. Для того, щоб  бути будинком – ні. А ось як укриття, барикада, ймовірно, так. Купою будівельних  матеріалів не можна користуватися  як будинком, навіть за наявності усіх необхідних елементів, з тією причини, що між елементами немає потрібних просторових відношень і зв’язків, тобто структури.