6.ПРИНЦИПИ ТА СТРУКТУРА СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ
Універсальної методики проведення системного аналізу не іс-нує. Але є певш тдходи та принципи, якими слід керуватися при його здійсненні. Загальним для всіх методик системного аналізу є визна-чення закону функціонування системи, формування кількох моделей п складу та структури (декількох альтернативних алгоритмів, що реа-лізують знайдений закон функціонування) і вибір найкращого варіан-та, що втілюється шляхом розв'язання задач декомпозиції, аналізу й синтезу досліджуваної системи.
6.1. Принципи системного аналізу
Основні принципи системного аналізу є узагальненням досвіду роботи фахівців з дослідження та розробки складних систем. Найчас-тіше до них відносять принципи кінцевої цілі, масштабу, еквіфіналь-ності, єдності, зв'язності, модульної побудови, ієрархії, функціональ-ності, розвитку, децентралізації, невизначеності. Розглянемо їх більш детально.
Принцип кінцевої цілі: абсолютний пріоритет кінцевої (зага-льної, глобальної) цілі над проміжними цілями, цілями підсистем то-що. Принцип включає кілька правил:
— для проведення системного аналізу необхідно сформулювати
мету дослідження; вона не може бути розпливчастою чи неповно ви-
значеною, оскільки в таких випадках висновки не будуть правильни-
ми;
— аналіз слід здійснювати на основі першочергового уявлення про
кінцеву ціль досліджуваної системи; це дає змогу визначити основні сут-
тєві властивості системи, показники якості та критерп ощнки;
— при синтезі систем будь-яка спроба зміни чи удосконалення
має оцінюватися з позиції того, допомагає чи
перешкоджає вона дося-
гненню кінцевої цілі;
123
— ціль функціонування штучної системи задається, як правило, системою, у якій досліджувана система є складовою частиною.
Питання. Чому кшцевш цш вщцаеться абсолютний пріоритет?
Принцип масштабу. Якість функціонування системи можна оцінювати лише стосовно системи бшып високого рівня ієрархії. Тоб-то для визначення ефективності функціонування системи треба пред-ставити п як частину більш загальної системи й проводити оцінюван-ня п зовншшх властивостей з урахуванням цілей і завдань метасис-теми.
Питання. Чому, на Ваш погляд, якість функціонування системи можна оцінювати лише стосовно системи більш високого рівня ієрар-xii (метасистеми)?
Принцип еквіфінальності. Система може при різних початко-вих умовах та різними шляхами досягати потрібного кінцевого стану, що не залежить від часу й визначається виключно власними характеристиками системи (це є формою стійкості стосовно початкових та межових умов).
Питання. Чому принцип еквіфінальності ігнорує випадок, коли система може досягти кінцевого стану лише одним шляхом?
Принцип єдності передбачає одночасний розгляд системи як цілого та як сукупності частин (елементів). К розподш на складові частини слід здійснювати зі збереженням цілісних уявлень про систему.
Питання. Чому, на Ваш погляд, необхідно одночасно розгляда-ти систему як ціле та як сукупність частин?
Принцип зв'язності. Розгляд будь-якої частини системи потрі-бно проводити з урахуванням п зв'язюв з іншими елементами системи та зовнішнього середовища, а саму систему слід розглядати як частину (підсистему, елемент) більшої системи (надсистеми, метасистеми).
Питання. Чому при розгляді системи необхідно враховувати п зв'язки з елементами зовнішнього середовища (надсистеми)?
124
Принцип модульної побудови. У багатьох випадках систему доцільно розглядати як сукупність взаємопов'язаних модулів, які мож-на вважати моделями и компоненпв (підсистем та елементів).
Принцип ієрархії. При побудові моделі системи доцільним є введення ієрархії п частин та їх ранжування, що спрощує розробку системи та встановлює порядок розгляду частин.
Принцип функціональності. Доцільно розглядати структуру та функції системи сумісно, віддаючи при цьому перевагу функціям над структурою. Згідно з цим принципом, будь-яка структура тісно пов'я-зана з функціями системи та п частин. У разі надання системі нових функцій слід перевіряти відповідність ш структури та за необхідності переглядати цю структуру. Оскільки виконання функцш е процесом, то потрібно розглядати процеси, функції, структури окремо. У свою чергу, дослідження процесів зводяться до аналізу потоків різних видів - матеріальних, енергетичних, інформаційних, зміни станів тощо. З ще*1 точки зору структура є множиною обмежень на потоки в просторі и 4aci.
Питання. Чому слід разом розглядати функції та структуру системи й при цьому віддавати перевагу функціям над структурою?
Принцип розвитку передбачає врахування мінливості системи, и здатност1 до розвитку, адаптації, розширення, заміни частин, нако-пичування інформації. Зазвичай розширення функцій має здійснюва-тися за рахунок введення нових компонентів, які узгоджуються з ти-ми, що вже є в системі. З іншого боку, при аналізі принцип розвитку орієнтує на необхідність зважання на передісторію системи та тенде-нції, що існують у даний час, для розкриття закономірностей п функ-ціонування.
Одним зі способів урахування цього принципу розробниками є розгляд системи зі взяттям до уваги п життєвого циклу. Умовними фазами життєвого циклу досліджуваної системи можуть бути проек-тування, виготовлення, введення в експлуатацію, експлуатація, наро-щування можливостей (модернізація), виведення з експлуатації (замі-на), знищення.
В окремих галузях цей принцип називають принципом змінюва-ності (історичності) або відкритості. Для того щоб система функціо-нувала, вона має змінюватися, взаємодіяти із зовнішнім середовищем.
Питання. Чи включає принцип розвитку розгляд деградації, ви-воду з експлуатації та знищення системи? Поясніть.
125
Принцип децентралізації передбачає поєднання у складних системах централізованого та децентралізованого управління за умови, що ступінь централізації має бути мінімальним, таким, що забезпечує досягнення поставленої цілі.
Недоліком децентралізованого управління у великих системах є збільшення часу адаптації системи, який суттєво впливає на п функ-ціонування у швидкозмінних середовищах. Те, що в централізованих системах можна зробити за короткий час, у децентралізованій системі буде здійснюватися досить повільно.
Основним недоліком централізованого управління є його склад-ність через величезний потш шформацп, яка підлягає переробці у ви-щій системі. Тому в складній технічній системі зазвичай присутні кі-лька рівнів управління.
У складних технічних, соціально-економічних та організаційних системах співвідношення між централізованим і децентралізованим управлінням є значно складнішим. Це пов'язано, у першу чергу, з не-визначеністю результатів тих чи інших управлінських впливів і, від-повідно, можливою неадекватністю централізованого управлшня щ-лям та завданням системи. У таких випадках централізоване управління може призводити до руйнування системи, прикладами чого є аварія на Чорнобильській АЕС, розпад СРСР тощо.
Питання. Чим, на Ваш погляд, визначається співвідношення централізації й децентралізації управління в системі?
Принцип невизначеності. Невизначеності й випадковості в системі необхідно враховувати. Принцип стверджує, що можна мати справу із системою, у якій структура, функціонування чи зовнішні впливи не є повністю визначеними.
Складні відкриті системи не підкоряються ймовірнісним законам. Це пов'язано з їх унікальністю (як правило, вони існують в одному чи кількох екземплярах), а також унікальністю умов їх існуван-ня (однакові або подібні системи функціонують у різних середовищах). У таких системах можна розглядати "найгірші" ситуації. Цей метод зазвичай називають визначенням гарантовано отримуваного результату.
За наявності інформації про ймовірнісні характеристики випад-кових параметрів (математичне сподівання, дисперсія тощо) можна з'ясувати ймовірнісні характеристики відмов системи.
126
Завдання. Наведіть приклади систем з елементами невизначено-1 або випадковості.
Перераховані принципи мають дуже великий ступінь загально- Для безпосереднього застосування дослідник має наповнити їх конкретним змістом стосовно об'єкта дослідження. Така інтерпрета-ція може привести до обґрунтованого висновку про незначущість яко-гось принципу в тій чи шшш конкретнш ситуаци. Але на початкових етапах здійснення системного аналізу їх урахування є необхідним.