Глава 8.
НЕФОРМАЛИЗОВАННЫЕ ПРОЦЕДУРЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
8.1. Формулирование проблемы
Любому виду человеческой деятельности, предшествует этап, который состоит в попытке ответить на некоторые вопросы, называемые системными. Знаменитый философ Иммануил Кант (1724 — 1804гг.) отмечал, что, прежде чем что-то делать, задай следующие вопросы:
что я могу знать ?
что я должен делать?
на что я могу надеяться?
А вот как эти вопросы были сформулированы автором известной во всем мире истории о Маугли («Книга джунглей») английским писателем Редьярдом Киплингом (1865 — 1936г г.):
Шесть верных слуг приносят мне
Все, в чем потребность есть уму.
Зовут их: кто, когда и где,
Что, как и почему.
В системном анализе эти системные вопросы объединяют в модель, представленную на рис. 8.1.
Выполнение любого задания, исследования или проекта начинается с постановки задачи и чем более четко, более однозначно (более формализовано) эта задача будет поставлена, тем более качественно она будет решена. Качество решения задачи будет оцениваться мерой различия ожидаемого й полученного (располагаемого) результата.
Поэтому, прежде чем сформулировать задачу и сформулировать так, чтобы результаты её решения были удовлетворительные, необходимо проделать большую работу, связанную с предварительным анализом проблемы и всего того, что с ней связано. Что же такое «проблема» и как необходимо ее решать? ^ Вот несколько определений проблемы.
Проблема (гр. problema — задача) — сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения, разрешения; в науке -противоречивая ситуация, выступающая в виде противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов и требующая адекватной теории для ее разрешения.
Проблема развития — неудовлетворительное состояние системы, изменение которого к лучшему является непростым делом.
Проблема функционирования — удовлетворительное состояние системы, сохранение которого требует постоянных и непростых усилий (например, проблема выживания).
Что делать ?
Зачем ?
Почему ?
Как делать ?
Когда и где делать ?
Кто должен (может)
Делать ?
Что ожидается в результате ?
Рис. 8.1. Модель системных вопросов
Проблемная ситуация — это ситуация, когда неудовлетворенность существующим положением осознана, но неясно, что следует делать для ее изменения.
Сформулировать проблему — это значит сказать в явной форме, что нам не нравится ( что не устраивает).
Формулировка проблемы осуществляется в два этапа.
Формулировка проблемы на первом этапе, как правило, обладает следующими основными недостатками:
нечеткость (неопределенность) формулировок;
низкая степень формализации;
ведомственность точки зрения на проблему (узость видения проблемы);
излишняя категоричность.
Такие формулировки носят декларативный характер и, в лучшем случае, определяют ту область человеческой деятельности, на которую надо обратить внимание.
Эту формулировку проблемы в системном анализе считают только
первым приближением, некоторой точкой начала отсчета. Причина такого положения заключается в следующем.
Дюбая проблема зарождается и проявляется в недрах некоторой системы как какое-то отрицательное (нежелательное) явление. Такая система называется «проблемосодержащей».
Проблемосодержащая система в силу иерархичности мира является частью большой системы (макросистемы), которая представляет собой совокупность взаимосвязанных систем. Эти над и подсистемы в различной степени причастны к данной проблеме. Кроме рассматриваемой проблемы в данной (и другой) системе существуют и другие проблемы, которые связаны с ней (зависят от нее или влияют на нее).
Поэтому к рассматриваемой проблеме нужно относиться не как к отдельно взятой ( изолированной), а как к некоторой части «клубка» [взаимосвязанных проблем, которую называют «проблематикой»
Таким образом, проблематика — это совокупность взаимосвязанных Проблем, содержащихся в проблемосодержащей системе и надсистеме частью которой она является.
Первоначальная формулировка проблемы — формулировка
заказчика, является его моделью проблемы, его точкой зрения на
проблему.
Для рационального разрешения проблемы необходимо рассмотреть, различные точки зрения и попытаться сформулировать проблему на базе других языков (конфигуратор проблемы).
Системное исследование каждой проблемы начинается с построения модели проблематики, что необходимо для построения модели проблемы на более высоком уровне структуризации и формализации, т.е. построения моделей проблемы второго, третьего и других приближений.
Чтобы построить модель проблематики, надо ответить на вопрос [26]:
«Какие существующие обстоятельства и прошлый опыт заставляют именно этих заинтересованных лиц, именно в данной
культурной среде, включающей именно эти ценности воспринимать
данное состояние дел как проблему?»
Для того чтобы на базе «нулевой» формулировки проблемы (формулировки заказчика) построить модель проблематики, необходимо построить модель над и подсистем относительно проблемосодержащей системы. Формальная модель такой модели для социотехнической системы (организация — техника — человек) приведена на рис. 8.2.
В литературе по системотехнике подобная модель называется stakeholders — перечень заинтересованных лиц. В этот перечень включают:
1. Заказчика, который «заказывает» проблему и оплачивает системный анализ.
Рис. 8.2. Формальная модель социотехнической системы
Лиц, принимающих решение, т. е. тех, от полномочий которых непосредственно зависит решение проблемы.
Участников как активных (тех, чьи действия потребуются для решения проблемы), так и пассивных (тех, на ком отразится положительно или отрицательно решение проблемы).
Системного аналитика и его сотрудников, главным образом для того, чтобы предусмотреть возможность минимизации его влияния на остальных заинтересованных лиц («мера безопасности»). Слово «заинтересованный» понимается в широком смысле:
те, кого решение проблемы устраивает;
те, кого не устраивает, и они будут сопротивляться (активно или пассивно).
Для более полного рассмотрения вопросов связанных с постарением модели проблемbi, относительно которой предпринимаются дальнейшие шаги системного анализа, вводится понятие «проблеморазрешающая система».
Проблеморазрешающей называется система которая обладает
возможностями (ресурсами, компетентностью, «желанием» и т. п.), необходимыми для ликвидации проблемы.
Рассмотрение этой системы в системном анализе обязательно.
Проблемосодержащая и проблеморазрешающая системы могут не совпадать (например, проблемы голода в различных регионах мира решают различные организации под эгидой ООН).
Формальная модель проблемной ситуации представлена на рис. 8.3.
Рис. 8.3. Формальная модель проблемной ситуации
Построение модели проблемной ситуации (в частности, модели проблематики), позволяет переходить к построению уточненной модели проблемы, сформулированной вначале заказчиком.
При этом следует помнить, что в конкретной ситуации человек (или организация) сталкивается не с конкретной проблемой, а с клубком сложно переплетенных проблем. Поведение этого «клубка» в большей степени зависит от того, как будут взаимодействовать между собой способы решения проблем, ее составляющие, чем от того, как решается каждая проблема в отдельности.
Нужно помнить, что оптимальное функционирование частей не исключает возможности гибели целого.
Поэтому, частные решения всей системы проблем (проблематики)
лучше, чем полное решение каждой из проблем, взятых отдельно друг от друга [26].
В системном анализе существуют несколько подходов к структурированию и формализации проблем, т.е. к построению такой модели проблемы, которая адекватна методам, рекомендуемым для ее разрешения. Это, как правило, сложная слабоформализуемая процедура и
зависит она от понимания сложности.
Различают структурную и неструктурную сложности [26].
Структурная сложность определяется большим числом свойств или переменных (например, структура такой системы, как институт, завод, микрорайон города и т.п. ).
Неструктурная сложность определяется качеством отношения между объектом и субъектом исследования (например, экономические и социально-психологические состояния общества).
Основное различие этих сложностей в том, что в первом случае приходится иметь дело хотя и с большим числом свойств и параметров, но которые выражаются в сильных квалиметрических шкалах (их можно измерить количественно), а во втором случае – эти свойства слабо структурированы и либо вообще пока не измеримы, либо измеримы в слабых шкалах (шкалы наименований или порядка).
Рассмотрим кратко два основных подхода к структурированию проблем: формальный и системный.
Формальный подход требует реализации следующих процедур :
определить или классифицировать по категориям проблемы (политические, экономические, социальные, экологические, конфессионные и т.п. ).
Определить те свойства или факторы, которые находятся под воздействием рассматриваемой проблемы (люди, организации, природа и т.п. ).
Параметризировать свойства и факторы, т.е. для каждого из них ввести квалиметрическую основу (шкалу измерений), желательно в сильных шкалах (шкалы интервалов или отношений).
Оценить степень зависимости между рассматриваемыми свойствами и факторами.
Сформулировать критерии выбора (принятия решений). На практике большинство проблем содержат неструктурную сложность, однако сторонники формального подхода стараются свести ее к структурной.
Проблемы воспринимаются как объективные состояния, которые могут моделироваться в пределах детерминистских и стохастических процессов.
В этом подходе самое важное – определение соответствующего метода или техники моделирования (например, имитационной) для описания имеющейся проблемы.
Примером такого формального подхода к проблеме является проблема очередей, которая возникает при нарушении равновесия между производством, распределением и потреблением.
Эта проблема формулируется в терминах теории массового обслуживания и может быть успешно решена по рекомендациям этой теории, хотя при этом многие факторы просто не учитываются, т.к. их
нельзя параметризировать (например, настроение покупателя и продавца, социологические отношения в системе «производство-торговля» и многое другое).
Формальный подход применим к проблемам, которые иногда в литературе называют «жесткими».
Такие проблемы можно достаточно хорошо структурировать и формализировать.
В отличие от жестких существуют «рыхлые» проблемы. Это проблемы слабоструктурированные и плохо выражаемые на естественном языке.
Формальный подход по своей сущности сводит «рыхлую» проблему к «жесткой».
Однако опыт системного анализа показывает, что сводить «рыхлую» проблему к «жесткой» более опасно, чем наоборот. Если при переводе проблемы из «жесткой» в «рыхлую» исследователь частично отказывается от некоторой полезной информации, то в первом случае («рыхлая» в «жесткую») привносится ложная информация, которая вводит в заблуждение и может привести к неправильной оценке ситуации и неправильным решениям.
Опасность формального подхода заключается в том, что он часто сужает проблему до нереальной (нежизненной) схемы, создает видимость наукообразия глубины и точности системного анализа.
Системный подход к построению модели проблемы, в отличие от формального, обладает большей гибкостью и способствует повышению меры адекватности модели проблемы.
Основная цель системного подхода заключается в совершенствовании определения и структурирования проблемы с тем, чтобы научиться правильно задавать вопросы.
Следует отметить, что способ, с помощью которого сформулирована проблема, определяет в значительной степени поиск и выбор альтернативных решений.
В системномподходе проблемы определяются не только с помощью объективных факторов.
Суть скорее состоит в том, что одни и те же факты могут быть интерпретированы радикально отличающимся способом в зависимости от мировоззрения, интересов и квалификации участников анализа, т. е. от их точки зрения.
Например, проблема трущоб в центральной части города может интерпретироваться как:
• социально-культурная проблема, возникающая из-за отсутствия интереса у бедных жителей центральной части города поддерживать стандарты этики и санитарии;
проблема инфраструктуры, возникающая из-за фактического отсутствия благоприятных возможностей для работы в центральной части города, и плохих транспортных связей с местом работы;
мотивационная проблема (социально-психологическая), возникающая из-за слабых побудительных мотивов у домовладельцев содержать дома в хорошем состоянии и улучшать жилищные условия в центре города;
экономическая проблема, связанная с нехваткой бюджетных средств на реконструкцию центра города и переселения большого числа людей в другие районы;
политическая проблема, связанная, например, с искусственным торможением развития центра города с целью нагнетания недовольства определенной части населения и использования этого недовольства для смены политического руководства региона (или страны).
Заметим, что даже если имеется общее согласие по определению проблемы, у системных аналитиков могут быть существенные расхождения во мнениях относительно масштабов и актуальности проблемы или степени ее взаимосвязи с другими проблемами (место проблемы в модели иерархии проблем и ранг проблемы на своем уровне иерархия).
~ Учитывая сказанное, системный аналитик подходит к исследованию проблемы с несколькими допущениями.
Проблемы взаимосвязаны и к их решению следует подходить холистически (холизм (гр.) — философия целостности).
Проблемы не существуют сами по себе, а являются прямым результатом выбора, когда отдельные лица вырабатывают суждения об изменениях в состоянии дел. Другими словами, проблемы, по существу, носят еще и субъективный характер, т. к. они не существуют отдельно от субъективных интерпретаций тех, кто их определяет.
Проблем динамичны во-первых, потому, что может быть столько решении, сколько формулировок проблем, а во-вторых, воздействует фактор времени и изменяется сама среда, в которой проблема зародилась, т. е. изменяется проблемосодержащая система.
Таким образом, основное предположение системного аналитика состоит в том, что проблема концептуально плохо структурирована. И
это тем более верно, чем более тщательно и разносторонне изучается проблемная ситуация.
Очень хорошо эту мысль выразил писатель-фантаст П. Андерсон, сказав, что «проблема, сколь бы сложной она ни была, станет еще сложнее, если на нее правильно посмотреть».
Слабоструктурированность проблемы (особенно в ее «нулевой» формулировке) объясняется тем, что к формулировке привлекаются лица, альтернативы, предпочтения и точки зрения которых могут быть множественными и конфликтующими, а вероятность того, что заданная альтернатива приведет к определенному результату или неизвестна, или не определена.
Определение и структурирование проблем требует проницательности, творческих способностей и взаимодействий участников анализа с целью выявления их ценностной ориентации, предпочтений и интерпретации любых имеющихся данных.
Основную задачу, которая решается при формулировании проблемы можно выразить так:
• не только избежать неправильных решений, но научиться задавать правильные вопросы, чтобы решать именно ту проблему, которую следует.
К сожалению, нельзя полупить однозначный ответ на вопрос: «Как задавать правильные вопросы?» Однако новые технологии анализа предлагают концепции, которые системный аналитик может использовать, чтобы избежать получения точных ответов на неправильно поставленный вопрос, а получить хотя бы приблизительный ответ на правильно сформулированную проблему.
'Напомним, что один из таких формальных методов разработан^ известным американским ученым в области системного анализа Томасом Саати, который называется «метод анализа иерархий». Этот метод, рассмотренный в подразд. 7.5, обеспечивает процедуру f иерархического структурирования проблем, представляя (графически)> взаимоотношения между желаемыми целями, глобальными и локальными " факторами различной природы.
На рис. 8.4—8.6 представлены для примера иерархические модели [25], позволяющие анализировать проблемы и находить пути их решения.
На рис. 8.4 показана исходная иерархическая модель, позволяющая проанализировать комплекс проблем, связанных с улучшением качества образования в стране и найти оптимальный путь (наилучший сценарий) совершенствования системы образования.
На рис. 8.5 показана исходная модель, предназначенная для анализа комплекса проблем (проблематики), связанных с низким уровнем благосостояния населения региона и возможными путями решения этих проблем — сценариями повышения качества жизни.
На рис. 8.6 показана исходная модель анализа проблемы, связанной с воспитанием ребенка в семье.
На рис. 8.7 показана формальная модель для построения содержательных иерархических моделей анализа проблем и путей их решения, с
помощью которой построены модели на рис. 8.4—8.6.
Необходимо заметить, что многие формулировки проблем направлены на избавление от того, что нежелательно.
Такое решение проблемы, при котором усилия затрачиваются на устранение того, что нежелательно, называют ретроспективным решением, ориентированным на анализ прошлого.
Если же усилия направляются на достижение того, что необходимо, то такое решение проблемы называют перспективным. При таком решении устанавливаются рубежи, которые надо достичь, и чем ближе желательный исход, тем больше вероятность учесть промежуточные и долгосрочные последствия наших ближайших действий. Поэтому уменьшается вероятность не обратить внимание на важные последствия, когда проблема формируется в терминах приближения к одному или нескольким идеалам.
Когда же внимание сосредотачивается на недостатках существующего положения дел, то возникает стремление рассматривать эти недостатки независимо один от другого. При этом, чем скорее стремятся избавиться от источника неудовлетворенности, тем меньше вероятность учета важных последствий деятельности и, как правило, порождаются новые, иногда еще более сложные проблемы.
Рис.8.7.Формальная модель для построения содержательных моделей анализа и решения проблем
В заключение кратко рассмотрим четыре способа обращения с проблемами реальной жизни, предложенных известным системным аналитиком Р. Акоффом.
Первый способ ( absolution ) — не решать проблему, надеясь, что она исчезнет сама собой (рассосется).
Второй способ (resolution) — сделать что-либо, частично решающее проблему, смягчающее ее до приемлемого (допустимого, терпимого) состояния.
Третий способ (solution) — решать проблема наилучшим для данных условий (ситуации) способом, т. е. способом, оптимальным по
выбранному одному или нескольким критериям.
Четвертый способ (dissolution) — ликвидировать, растворить проблему, изменив условие или точку зрения, произведя в проблемосодержащей системе и(или) ее окружении такие изменения (возможно в модели),чтобы не только исчезла сама проблема, но и будущие (возможные) проблемы система могла преодолеть самостоятельно (принцип самоорганизации).
Этот способ реализуется в наиболее развитых формах анализа.
Напомним еще раз, что решение проблем — это процесс поэтапного установления приоритетов. На первом этапе выявляются наиболее важные элементы проблемы (например, методом анализа иерархий) на втором — наилучший способ проверки наблюдений, испытания и оценки элементов. Следующим этапом может быть выработка способа принятия решения и оценка его качества Весь процесс подвергается проверке и критическому переосмысливанию до тех пор, пока не будет уверенности, что охвачены все важные компоненты, необходимые для понимания, представления и решения проблемы. Модель процесса решения проблемы представлена на рис.8.8 [20].