Принципы исследования систем

Исследование систем, в первую очередь, опирается на традиционные принципы исследований, к которым относят: научность, объективность, своевременность, целенаправленность (продвижение от поставленных целей к тождественным результатам), прогрессивность (соответствие передовым достижениям научно-технического прогресса), адекватность (обеспечение данных, соответствующих характеру решаемых задач), адаптивность (исследования должны быть чувствительны к происходящим изменениям), полноту (выполнение всех поставленных целей), эффективность (получение максимального количества или максимальной ценности информации по отношению к затратам времени и средств).

Кроме того, существует ряд принципов, характерных для исследования именно системных объектов.

Принцип системности. Данный принцип предполагает, во-первых, что при описании объекта как системы каждый ее элемент описывается не как таковой, а с учетом его «места» в целом. Тем самым, любой объект рассматривается с точки зрения системы большего масштаба. Во-вторых, системное исследование предполагает выявление эмерджентных свойств объекта. Содержание системного исследования заключается в решении следующих основных задач: 1 – задачи системного выделения объекта из среды, изучения взаимосвязей его элементов (анализ), эмерджентных свойств, механизмов функционирования и развития, задачи исследования механизмов взаимодействия объекта со средой; 2 – задачи системного моделирования объекта по некоторым заданным свойствам (синтез).

Принцип моделирования. Основой и важнейшим средством системного исследования является моделирование – выявление или воспроизведение свойств одного объекта (оригинала) с помощью другого объекта (его модели). Моделирование включает в себя: 1) исследование объектов познания на модели; 2) построение и изучение моделей реально существующих, а также предполагаемых (конструируемых) объектов. В частности, возможно построение идеализированных моделей.

Идеализация есть особый способ отражения внешнего мира, при котором в познании не только вычленяются некоторые стороны изучаемого объекта, но ему еще приписываются такие свойства, которыми реальный объект не обладает. Идеализация предполагает выделение существенных свойств объекта или среды, которые потом доводятся до некоторого предельного, не обязательно в действительности достижимого значения. Это значение может быть максимальным или минимальным, нулевым, может быть выражено некоторой константой.

Принципы абстрагирования и формализации – непосредственносвязаны с моделированием. Абстрагирование основано на мысленном отвлечении от несущественных свойств исследуемого объекта и изучении в дальнейшем наиболее важных его сторон на модели (замещающей реальный объект исследования). Формализация предполагает изучение объектов путем отображения их в знаковой форме при помощи искусственных языков (формального описания).

Принцип неопределенности. Данный принцип предусматривает учет неопределенностей и случайностей в системе. Он утверждает, что можно осуществлять исследования системы, в которой структура, функционирование или внешние воздействия не полностью определены. Сложные социально-экономические системы часто не поддаются вероятностным законам. Характер их поведения во многом обусловлен не только «неопределенностью внешней среды», но и внутренней неопределенностью, связанной со свободой выбора распорядителей.

Принцип необходимого разнообразия. Принцип (закон) необходимого разнообразия был впервые сформулирован У.Р. Эшби в кибернетике. По его определению разнообразие системы есть число ее различимых возможных состояний. Система в своем поведении может принимать различные состояния, выбирать разные линии своего поведения, значения ее параметров могут меняться. Однако вследствие каких-либо условий, ограничений, внутренних свойств системы и т. п. из всех теоретически мыслимых состояний практически реализуемыми оказываются меньшее их число. Такое уменьшение числа возможных состояний есть ограничение разнообразия. Всякий закон природы есть ограничение разнообразия, поскольку из всех мыслимых состояний, связываемых с объектами, он указывает область реально возможных состояний, параметров, форм и т. п.

В этих терминах управление есть, по существу, ограничение разнообразия, ибо управление осуществляется с целью приведения системы в некоторое заданное состояние и поддержание этого состояния. Принцип необходимого разнообразия, сформулированный У.Р. Эшби, утверждает, что ограничение разнообразия в поведении управляемого объекта достигается только за счет увеличения разнообразия органа управления: «только разнообразие может уничтожить разнообразие». Этот принцип имеет фундаментальное значение для управления, в частности он утверждает, что эффективное управление в сложных системах не осуществимо с помощью простых средств.

Этот принцип можно интерпретировать применительно к исследованию следующим образом: разнообразие методов и инструментов исследования должны соответствовать сложности изучаемой системы. Невозможно сложный объект исследовать с помощью простых средств, а если это делается, то результаты подобного исследования могут быть неадекватны.

Принцип «черного ящика». В исследовании сложных систем важная роль принадлежит принципу «черного ящика». Черный ящик – система, о внутренней организации которой сведений нет, но существует возможность воздействовать на ее входы и воспринимать воздействия ее выходов. Принцип черного ящика заключается в том, что система изучается не как совокупность взаимодействующих элементов, а как нечто целое (неделимое), взаимодействующее со средой на своих входах и выходах.

Этот принцип применим в различных ситуациях. Во-первых, конструкция системы может не интересовать наблюдателя, которому важно знать только поведение системы. Во-вторых, этот метод используется при недоступности внутренних процессов системы для исследования. Например, изучение поведения фирм-конкурентов и т. п. В-третьих, принцип черного ящика используется при исследовании систем, все элементы которых, в принципе, доступны, но либо многочисленны и сложны, что приводит к огромным затратам времени, либо в ситуации, когда поэлементное изучение недопустимо. Примером может служить исследование эффективности управления сложной организацией или регионом по достигнутым этими системами результатам деятельности. В процессе изучения объекта на основе данного принципа наблюдатель и черный ящик образуют систему с обратной связью.

Реализация принципа черного ящика включает в себя три основных этапа.

1. Предварительное наблюдение взаимодействий системы со средой, установление списка входных и выходных воздействий. Выявление существенных воздействий на систему и средств наблюдения за ее поведением.

2. Осуществление серии воздействий на входы системы и регистрация соответствующих выходных воздействий. Первоначальные результаты исследования представляют собой множество пар «состояние входа – состояние выхода».

3. Установление зависимости между входом и выходом системы.

Если зависимость выявить не удается, процесс повторяется снова при изменении множества наблюдаемых входов и выходов системы. Установление такой зависимости – однозначной или вероятностной – возможно только в случае, если система в своем поведении обнаруживает ограничение разнообразия. По мере исследования системы и все более глубокого проникновения в суть происходящих в ней процессов необходимость в использовании принципа черного ящика отпадает.

Принцип согласованности. Согласованность исследований означает их непротиворечивость, которую следует рассматривать в двух аспектах: во времени и в пространстве. Так, должны быть согласованы процедуры и информация, относящиеся к разным подсистемам и разным временным интервалам.

Принцип структуризации системы. Этот принцип основан на свойстве иерархичности систем. При использовании иерархических представлений как средства исследования уменьшается сложность и неопределенность системы. Вместе с тем, в результате подобного упрощения возможна потеря некоторых системных особенностей. Одна и та же система может быть представлена разными иерархическими структурами. Это зависит: а) от цели исследования; б) от особенностей предпочтений ЛПР (лица, принимающие решения); в) от подхода к структуризации и других факторов.

Принцип выявления механизма связей в системе. Как отмечалось, системное исследование исходит из того, что специфика сложного объекта не исчерпывается особенностями составляющих его элементов, а связана, прежде всего, с характером взаимоотношений между элементами, т. е. системой (механизмом) связей. Важнейшими из них являются механизм обратных связей и механизм связей взаимодействия. Первый обусловливает процессы управления (процессы принятия решений) в системе, второй – формирование и функционирование структуры системы и ее взаимодействие с внешней средой.

Принцип развития. Этот принцип требует учитывать изменения системы в процессе ее развития; ее способности к адаптации, расширению, накоплению информации; необходимость решать проблему с позиций ее происхождения, анализировать истоки и последствия. Исследование должно учитывать особенности этапа развития системы, тенденции развития, прогнозы будущего состояния. Одним из способов реализации данного принципа является рассмотрение системы относительно ее жизненного цикла.