Неформализуемые этапы системного анализа

Как мы уже говорили, при исследовании сложных систем наряду с хорошо формализованными задачами встречаются и слабоформализованные. Для решения этих слабоформализованных задач, собственно, и предназначен системный анализ. Несмотря на то, что системный анализ во многом является «искусством», существуют конкретные рекомендации по его проведению, и даже алгоритмы.

Формулирование проблемы. Начальным и самым ответственным этапом системного анализа является формулирование проблемной ситуации. Начинается этот этап с постановки проблемы заказчиком. Однако эта первоначальная формулировка проблемы для системного аналитика - лишь весьма приблизительный намек на то, какой должна быть действительная формулировка.

Существует целый ряд причин того, что любую исходную формулировку проблемы можно считать лишь т.н. «нулевым приближением». Главная из этих причин состоит в том, что проблемосодержащая система (т.е. система, в которой появилась данная проблема) не является ни монолитной, ни изолированной. Во-первых, она связана с другими системами и входит как часть в другую, более сложную систему. Во-вторых, сама она тоже состоит из подсистем, в той или иной степени причастных к данной проблеме. Это означает, что любая проблема представляет собой целый «клубок» взаимосвязанных проблем. Это множество проблем называется проблематикой и является исходным пунктом для системного анализа. Выявление и описание проблематики и является основной задачей этого этапа.

Методы построения проблематики. От того, насколько полно выстроена проблематика, во многом зависит результат системного анализа, поэтому для грамотного построения проблематики разработаны следующие рекомендации.

Прежде всего, необходимо выявить перечень «заинтересованных лиц». Слово «заинтересованный» здесь понимается в широком смысле, т.е. к заинтересованным следует относить и тех, кто на самом деле может и не быть заинтересован в решении проблемы и, может быть, будет даже сопротивляться возможным переменам. Формулирование проблематики как раз и состоит в описании того, какие изменения и почему хочет или не хочет внести каждое из заинтересованных лиц. В соответствии с этим в этот перечень в обязательном порядке нужно включать:

- клиента, т.е. того, кто ставит проблему и оплачивает системные исследования;

- лиц, принимающих решение, т.е. тех, от полномочий которых непосредственно зависит решение проблемы;

- всех участников (т.е. и активных, кто будет решать проблему, и пассивных, кого это решение только затронет);

- самого системного аналитика и его сотрудников, главным образом, для того,

чтобы предусмотреть возможность их влияния на других заинтересованных лиц и по возможности минимизировать его.

Какой бы ни была природа рассматриваемой системы, ее проблематика всегда включает в себя проблемы, как «жесткие», т.е. допускающие формализацию в виде постановки математических оптимизационных задач, так и «рыхлые», неформализуемые, выражаемые на естественном языке. Эти проблемы нужно рассматривать, естественно, по-разному, хотя психологически человек стремится свести все проблемы к одному типу. Следует помнить, что сводить «рыхлую» проблему к «жесткой» гораздо опаснее, чем наоборот, потому что во втором случае мы лишь теряем часть полезной информации, тогда как в первом – вносим ложную информацию, вводя в заблуждение и себя, и других. Поэтому одно из главных условий хорошего анализа – различать в ходе этого анализа «жесткие» и «рыхлые» проблемы.

Выстраивая проблематику, системный аналитик дает развернутую картину того, кто из заинтересованных лиц и в чем заинтересован, какие изменения и почему каждый из них хочет внести. При этом собственная позиция системного аналитика должна быть нейтральной. Системный аналитик не должен говорить «Я согласен (или не согласен) с вами»; он должен говорить - «Я слушаю вас».

Выявление целей. Следующим по важности после определения проблемы этапом анализа является выявление целей. На этом этапе определяется, что нужно сделать, чтобы решить проблему. А это значительно сложнее, чем даже правильно ее сформулировать. Формулируя проблему, мы говорим о том, что нам не нравится, но это «что» уже существует. Говоря о целях, мы лишь пытаемся сформулировать, что же мы хотим сделать, чтобы проблему решить. Возможных направлений много, а выбрать надо только одно. В этом и состоит главная трудность выявления целей.

Вторая трудность состоит в том, что очень часто за цели могут приниматься сред-

ства достижения этих целей.

Пример. В одном исследовании рассматривалась проблема «Где лучше разместить новую больницу?». В результате исследования целей заинтересованных в проблеме лиц выяснилось, что действительная цель была – «улучшение медицинского обслуживания населения», а первоначально сформулированная проблема была лишь одной из альтернатив. Действительно, среди предложенных альтернатив нашлись более эффективные способы решения проблемы, нежели строительство

новой больницы.

Таким образом, первоначально сформулированные цели по мере анализа часто изменяются или даже отменяются совсем и все нужно начинать сначала.

Третья проблема заключается в том, что формулирование целей людьми определяется системой ценностей, которых они придерживаются, а они у заинтересован-

ных лиц могут быть различными, а иногда и противоречивыми.

Пример. В научной литературе и публицистике часто обращается внимание на определенную противоположность т.н. «технократического» и «гуманистического» мышления как разных подходов к формулированию целей. Эти противоположности заключаются в следующем.

Технократическая система ценностей	Гуманистическая система ценностей
Человек – царь природы Разумность средств Информация, запоминание Образование	Человек – часть природы Разумность целей Знания, понимание Культура

Четвертая трудность обусловлена множественностью целей. Цель никогда не бывает единственной, т. к. ни одну проблему нельзя отрывать от проблематики в целом. Для того чтобы выявить все цели, предлагаются следующие рекомендации:

- включать в рассмотрение цели, противоположные заявленным (как в предыдущем примере – «не строить больницу»);

- включать т.н. «двойственные» цели (например, «минимизировать неудобства» не то же самое, что «максимизировать удобства»);

- выявлять не только «желательные», но и «нежелательные» по последствиям цели (чтобы как можно раньше предвидеть возникновение новых проблем – типа загрязнения окружающей среды);

- допускать вообще всякие цели.

Единственным ограничением во всем этом является то, что цели должны излагаться в номинальной шкале, т.е. быть названиями. Если цель изложена в более сильных шкалах – это признак того, что речь идет уже не о цели, а о критериях, описывающих эту цель. А это уже следующий этап анализа.

Т. к. различие между целями не всегда очевидно, есть опасность ошибочно принять одни за другие. Смешение целей - пятая трудность их выявления.

Такая ситуация возникает обычно в тех случаях, когда в решении проблем участвуют специалисты-профессионалы. Они навязывают свое видение проблемы и тем

самым подменяют главные цели своими, частными.

Пример. «Операция прошла успешно, но пациент умер» – это не дурная шутка, а действительное высказывание хирургов. Какая все-таки цель была главной? Чтобы операция прошла успешно,

или чтобы пациент остался жив?

Смешение целей может и не быть столь явным. Это можно проиллюстрировать на

примере работы ГИБДД.

Пример. ГИБДД утверждает, что цель их работы состоит в уменьшении числа нарушений ПДД. Существует два основных способа достижения этой цели – засада или открытое патрулирование. Если цель действительно та, что декларируется, то для ее достижения наиболее эффективным является патрулирование, т.к. знание того, что ГИБДД всегда на дороге, заставляет водителей быть осторожными, чтобы не попасться. Однако ГИБДД чаще всего предпочитает почему-то засаду, которая увеличивает вероятность поимки нарушителя. Поэтому ГИБДД лукавит, декларируя названную цель. Фактически целью их является поймать как можно больше нарушителей и взять с них как можно больше штрафов. Если цель такая, то засада действительно является наилучшим

способом достижения этой цели.

И, наконец, шестая трудность состоит в том, что цели со временем меняются.

Формирование критериев. Следующим этапом системного анализа является формирование критериев. Критерии - это количественные модели качественных целей. Т. к. критерии в дальнейшем будут заменять цели, они должны как можно больше им соответствовать. Вместе с тем, критерии не могут полностью совпадать с целями уже хотя бы потому, что цели и критерии фиксируются в разных шкалах: цели, как правило, в номинальных, критерии – в более сильных.

Иногда какую-либо цель удается выразить одним критерием.

Пример. Уровень детской смертности достаточно полно оценивает уровень медицинского об-

служивания и именно этот критерий принят ЮНЕСКО.

Однако это скорее исключение, чем правило. Т.к. критерий, как и всякая модель, лишь приближенно отражает цель, то одного критерия для описания цели может

оказаться недостаточно.

Пример 1. Критерий быстроты прибытия пожарных не адекватен цели борьбы с пожарами, т.к. он не связан с уменьшением числа возгораний.

Пример 2. Объем расходов на одного ученика не может в полной мере характеризовать качество обучения в школе.

Пример 3. Число студентов на одного преподавателя не однозначно связано с качеством подго-

товки специалистов в вузе и т.д.

Правильным в таких ситуациях является не искать наиболее подходящий критерий, тем более что его может и не быть, а использовать несколько критериев, описывающих одну цель с разных сторон.

Отсюда вовсе не следует, что чем больше критериев, тем лучше. Дело не только и не столько в количестве критериев, сколько в том, чтобы они достаточно полно «накрывали» цель. Это означает, что критерии должны по возможности описывать все важные аспекты цели, но вместе с тем число этих критериев должно быть лишь минимально необходимым. Признаком того, что число выбранных критериев лишь минимально необходимо, является их независимость друг от друга. Это что касается простоты описания цели.

Что же касается выполнения требования полноты описания, то для этого есть испытанный способ – использовать полные модели рассматриваемой ситуации. А чтобы модель проблемной ситуации была действительно полной, необходимо, чтобы она состояла из трех взаимодействующих систем:

- проблемосодержащей системы, т.е. такой, в которой данная ситуация воспринимается как проблема;

- проблеморазрешающей системы, т.е. системы, которая может повлиять на ход событий, чтобы проблема исчезла или стала менее острой;

- окружающей среды, в которой существуют и с которой взаимодействуют обе вышеназванные системы.

Характер целей всех этих участников проблемной ситуации различен. Для проблемосодержащей системы главное – разрешить проблему, для проблеморазрешающей – разрешить ее оптимальным образом, а вмешательство окружающей среды в этот процесс носит чаще всего ограничительный характер (не предпринимать ничего, что противоречило бы законам природы). Иначе говоря, ресурсы проблеморазрешающей системы должны быть согласованы с потребностями проблемосодержащей системы при ограничениях, накладываемых средой.

Нужно отметить, что между целевыми критериями и ограничениями имеется и сходство, и различие. На этапах формирования критериев преобладает различие между ними. Целевой критерий как бы открывает возможности для выдвижения все новых и новых альтернатив, а ограничение заведомо уменьшает их число, запрещая некоторые из альтернатив. И если одними критериями можно пожертвовать ради других, то ограничения должны соблюдаться жестко. В этом смысле ограничения упрощают работу системного аналитика.

На практике встречаются случаи, когда наложенные ограничения столь сильны, что делают достижение цели нереальным. Тогда системный аналитик должен ставить перед лицом, принимающим решение, вопрос о том, нельзя ли данные ограничения ослабить или снять совсем.

Генерирование альтернатив. Теория выбора исходит из того, что множество альтернатив, из которого надо сделать выбор, уже задано и задача состоит лишь в том, как выбирать. Вместе с тем, формирование этого множества альтернатив само по себе является одним из наиболее сложных этапов системного анализа, во многом определяющих качество выбора. Действительно, выбор предполагает отыскание наилучшей альтернативы из заданного множества альтернатив, и если по каким-то причинам в него не включили действительно наилучшую, то никакие самые хорошие методы выбора ее не «вычислят».

Генерирование альтернатив является творческим процессом, его невозможно формализовать. Тем не менее, существуют некоторые эмпирические правила (т.н. эвристики), используя которые можно грамотно провести эту операцию.

Правило №1. Важно сознательно генерировать как можно большее число альтернатив. Для этого используют следующие способы:

- поиск в патентной и журнальной литературе;

- анкетные опросы и интервью;

- привлечение квалифицированных экспертов;

- комбинирование альтернатив, образование промежуточных вариантов из предложенных ранее;

- модификация имеющихся альтернатив, т.е. формирование альтернатив, которые лишь частично отличаются от других;

- включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и т.н. «нулевой» альтернативы («не делать ничего», т.е. рассмотреть последствия развития событий без нашего вмешательства);

- включение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся абсурдными, и т.д.

Правило №2. При организации работы следует помнить о том, что есть как внешние, так и внутренние факторы, которые могут, как тормозить творческую работу, так и способствовать ей.

К внутренним факторам можно отнести:

- неадекватное восприятие действительности (либо мы воспринимаем то, чего нет, либо не воспринимаем то, что есть);

- интеллектуальные преграды (инерционность мышления, стереотипы, подсознательные самоограничения, связанные с убеждениями, и.т.п.);

- эмоциональные преграды (излишнее увлечение критикой или, наоборот, боязнь критики, можно иметь «любимые» типы альтернатив и т.д).

Внешние факторы. Уже давно было замечено, что физические (погодные и климатические) условия сказываются на продуктивности творческого труда как отдель-

ных личностей, так и целых народов.

Пример. Известно, что Н. Бор отпускал студентов с занятий, если было так жарко, что в пробирке расплавлялся воск.

Тимофеев-Ресовский однажды в жаркий день провел заседание международного симпозиума в

пруду и это было, по воспоминаниям участников, самое плодотворное заседание.

Известно также отрицательное влияние посторонних шумов, различных не-

удобств и т.п. Однако наиболее сильное влияние на индивидуальное творчество оказывают общественные условия, общий культурный фон.

Правило №3. Сознательное стремление к получению как можно большего числа альтернатив может привести к тому, что для некоторых проблем их количество может достичь нескольких десятков. Подробное изучение каждой из них приведет к огромным затратам времени и средств. Поэтому после генерирования альтернатив обычно производят «грубое отсеивание» альтернатив, не сравнивая их количественно, а лишь проверяя на присутствие в них нужных признаков.

К признакам «хороших» альтернатив относят:

- устойчивость при изменении некоторых внешних условий;

- многоцелевую пригодность;

- адаптивность и другие признаки «практичности».

В отсеве могут помочь также:

- обнаружение отрицательных побочных эффектов;

- невозможность достижения контрольных уровней по некоторым важным пока-

показателям (например, слишком высокая стоимость) и пр.

Методы генерирования альтернатив.

Метод мозгового штурма специально разработан для получения максимального количества предложений. Техника его такова:

- собирается группа лиц (главный принцип отбора – разнообразие профессий, квалификации, опыта);

- сообщается, что могут высказываться любые идеи, возникшие как индивидуально, так и при выслушивании предложений других (каждую идею нужно записать на отдельной карточке);

- после индивидуальной работы каждый по очереди зачитывает свои идеи, остальные слушают и записывают на карточках новые мысли;

- все карточки собираются, сортируются и анализируются, обычно другой группой экспертов.

Важнейшее условие мозгового штурма – категорически запрещается любая критика.

Известно много примеров успешного мозгового штурма.

Пример. Во время войны мозговому штурму была подвергнута проблема противодействия минам и торпедам противника на море. Была в числе прочих выдвинута и такая идея: «Пусть, когда будет обнаружена мина или торпеда, вся команда станет к борту и дует на нее!». Эта, на первый взгляд, несерьезная идея тем не менее не была отвергнута и в дальнейшем анализе содержавшееся в ней рациональное зерно было трансформировано в предложение создавать с помощью мощных

насосов потоки воды, отталкивающие опасный объект.

Синектика предназначена для генерирования альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий данной задаче. В противоположность мозговому штурму целью здесь является не количество альтернатив, а генерирование небольшого количества альтернатив, но разрешающих данную проблему.

Суть синектики кратко можно изложить так:

- формируется группа из 5-7 человек, отобранных по признакам гибкости мышления, практического опыта (предпочтение отдается людям, менявшим профессии и

специальности), психологической совместимости, общительности, подвижности;

- выработав определенные навыки совместной работы, группа ведет систематически направленное обсуждение любых аналогий с решаемой проблемой. Перебираются не только известные виды подобия, но и любые фантастичные аналогии (например, можно считать, что дорога существует только под колесами автомобиля).

Особое значение синектика придает аналогиям, порождаемым двигательными ощущениями. Предлагается, например, поставить себя на место механизма и «почувствовать себя им». Обычно это дает большой эффект.

Есть и некоторые затруднения, главным образом, психологического плана:

- появляются (особенно поначалу) угрызения совести (типа «получаем деньги за приятное времяпрепровождение»);

- зазнайство после удачного решения первой проблемы;

- истощение нервной системы в результате весьма интенсивной работы.

Успеху работы групп способствует соблюдение определенных правил:

- запрещено обсуждать достоинства и недостатки членов группы;

- при малейших признаках утомления каждый имеет право прекратить работу без каких-либо объяснений;

- роль ведущего периодически переходит к другим членам группы и т.д.

Следует подчеркнуть, что в отличие от мозгового штурма при использовании синектики требуется специальная и длительная подготовка.

Разработка сценариев – метод, в котором в качестве альтернатив выступают возможные последовательности действий. Эти последовательности имеют общее начальное состояние, но затем возможные состояния различаются все сильнее, что и приводит к получению множества альтернатив.

Создание сценариев относится к типичным неформализуемым процедурам, тем не менее, и в этом деле накоплен определенный опыт. Например, рекомендуется разрабатывать «верхний» и «нижний» сценарии – крайние случаи, между которыми будет находиться истинная альтернатива. Не рекомендуется разрабатывать сценарии слишком детально, т.к. они становятся слишком «чувствительными» даже к небольшим изменениям, особенно на ранних стадиях.

Морфологический анализ состоит в выделении всех независимых переменных проектируемой системы, перечислении возможных значений этих переменных и генерировании альтернатив перебором всех возможных сочетаний этих переменных.

Деловые игры – это имитационное моделирование реальных ситуаций. Примерами являются штабные игры военных, работа на тренажерах, административные игры и т.п. Деловые игры обычно используются для экспериментального генерирования альтернатив в слабоформализованных ситуациях.

Алгоритмы проведения системного анализа. Как мы уже неоднократно отмечали, резерв улучшения любой деятельности (в том числе и системного анализа) заключается в ее алгоритмизации, формализации описания.

Если понимать формализацию узко (в смысле математической постановки задач

и их решения), то системный анализ в принципе не может быть полностью формализован, поскольку в нем большую и очень важную роль играют творческие этапы. Однако то, что в системном анализе широко используются неформализованные процедуры, вовсе не означает, что не может существовать алгоритма системного анализа. Такие алгоритмы существуют, правда, нет общего, универсального алгоритма.

В зависимости от степени сложности анализируемой проблемы употребляются:

- «линейные» алгоритмы (в простейших случаях);

- алгоритмы с циклами (чем сложнее система, тем больше циклов и тем больше итераций осуществляется в каждом цикле);

- «последовательные», т.е. конструируемые в ходе исследования, алгоритмы.