О. М. Ковбаско Системний підхід та системний аналіз як складові методології дослідження складних природних та соціальних явищ

Вид материала

Документы

Содержание Поняття, що характеризують будову, функціонування і розвиток систем. Зародження системи Розвиток системи Розквіту (зрілості) Взаємозалежність з середовищем Ознака класифікації Проблемна ситуація

Подобный материал:

• Т. О., Яресько К. В. системний аналіз методології педагогіки, 156.23kb.
• Кнутш роль позитивіської методології в сучасній політичній науці, 30.69kb.
• Робоча програма затверджена на засіданні кафедри філософії Протокол №14 від "24" червня, 1203.01kb.
• Удк 364-787. 7: 331. 556-053, 24.27kb.
• Тематичний план дисципліни зміст практичних занять заняття Розвиток системних уявлень, 53.61kb.
• Список наукових та навчально-методичних праць Руденко Ганни Ростиславівни (2004 – 2009, 74.41kb.
• Програма вступних випробовувань з спеціальності 050102 "Економічна кібернетика", 25.27kb.
• 1. Система. Системи управління, системний підхід в організаційному управлінні. Основні, 30.6kb.
• Програма міжнародної конференції системний аналіз та інформаційні технології десята, 683.29kb.
• 1. Менеджмент як наука, мистецтво та практика, 64.03kb.

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.

Орган

управління

Зворотний зв’язок






Об’єкт

управління

Вхід


Вихід



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.

Для досягнення мети потрібні певні функції, через які зумовлені склад і структура системи.

Структура системи може бути представлена простим перерахуванням елементів або “чорним ящиком” (модель “вхід-вихід”).

Однак частіше за все при дослідженні об’єкта такого представлення недостатньо, оскільки потрібно з’ясувати, що собою являє об’єкт, що в ньому забезпечує виконання поставленої мети, отримання потрібних результатів. У цьому разі систему показують шляхом розчленування на підсистеми, компоненти, елементи із взаємозв’язками, які можуть мати різний характер, і вводять поняття структури.

Структура (від латинского structure – будова, розташування, порядок) відтворює певні взаємозв’язки, взаєморозташування складових частин системи, її устрій (будову).

При цьому в складних системах структура включає не всі елементи і зв’язки між ними, а тільки найбільш суттєві, які мало змінюються при поточному функціонуванні системи і забезпечують її існування і основні властивості (у випадку, коли намагаються застосувати поняття структури до простих, повністю детермінованих об’єктів, поняття структури і системи збігаються). Іншими словами, структура характеризує організованість системи, стійку впорядкованість елементів і зв’язків.

Одна й та ж система може бути представлена різними структурами залежно від стадії пізнання об’єктів або процесів, від аспекта їх розгляду, мети створення. При цьому відповідно до розвитку досліджень, або у ході проектування структура системи може змінюватися. Структурні представлення систем можуть бути засобом їх дослідження.

Структура може бути представлена в графічній формі, в матричній формі, в формі теоретико-множинних описів, за допомогою мови топології, алгебри та інших засобів моделювання систем.

Розрізняють такі основні види структур:

с
часі (наприклад, графік виконання робіт);
іткова структура, або сітка являє собою декомпозицію системи в

ієрархічні структури являють собою декомпозицію системи у просторі. Це структури, в яких елементи розміщені на різних рівнях, причому елементи і-го рівня підпорядковані елементам і-1 рівня і впливають на елементи і+1 рівня.



матричні структури:





змішані ієрархічні структури з вертикальними і горизонтальними зв’язками:





структури з довільними зв’язками можуть мати будь-яку форму.


Функціонування і розвиток систем. Розглянемо основні поняття, за допомогою яких описують процеси, які відбуваються у складних системах.

Стан. Поняття стану зазвичай характеризує миттєве фото, «зріз» системи, зупинку в її розвитку. Його визначають через вхідні впливи і вихідні результати, або через макропараметри (наприклад: тиск, швидкість, прискорення тощо).

Якщо система може переходити з одного стану в інший, то кажуть, що вона має поведінку.

Якщо за умови відсутності зовнішніх впливів або при постійних зовнішніх впливах система може зберігати свій стан скільки завгодно довго, то кажуть що вона знаходиться у стані рівноваги.

Під стійкістю розуміють здатність системи повертатися у стан рівноваги після того, як вона була виведена з цього стану під впливом зовнішніх або внутрішніх збурюючих впливів. Стан рівноваги, в який система здатна повертатися називають стійким станом рівноваги. Можливі і нестійкі стани рівноваги.

Повернення до стану рівноваги може супроводжуватися процесом коливання.

Стійкість та рівновага в соціально-економічних системах більш складні поняття, ніж аналогічні в технічних системах, і ними користуються як деякими аналогіями при попередньому описі поведінки систем.

Функція (від латинського виконання – це спосіб виявлення активності системи, стійкі активні взаємовідносини речей, за яких зміна одних об’єктів призводить до зміни інших. Функція – це передусім прояв властивостей системи при взаємодії із зовнішнім середовищем. Функції можуть реалізувати лише в структурі. Між структурою системи і її функціями існує визначений закономірний взаємозв’язок.

Під функціонуванням системи розуміють її дію в часі. В процесі функціонування здійснюється:

• взаємодія системи з середовищем;
  
• вироблення системою алгоритму, моделі взаємодії з середовищем;
  
• передача зовнішньої взаємодії системи в її внутрішню структуру;
  
• узгодженість функціонування системи як цілого;
  
• перетворення системою оточуючого середовища і самої себе.
  

Для практики важливим завданням є правильний вибір режиму функціонування системи.

Розвиток систем. Це поняття допомагає пояснити складні термодинамічні та інформаційні процеси в природі і суспільстві. Дослідження процесів розвитку, співвідношення розвитку і стійкості, вивчення механізмів, які покладено в їх основу – найбільш складні задачі теорії систем.

Розвиток являє собою складний процес якісної зміни. Розвиток є однією з фундаментальних засад всього сущого. Джерела розвитку знаходяться як в середині самої системи, так і в зовнішньому середовищі і забезпечують просторово-часові якісні зміни системи завдяки використанню речовини, енергії, інформації.

В основі механізму розвитку знаходяться діалектика протиріч, причини, фактори, внутрішні процеси, закони, закономірності і тенденції.

Для практичної діяльності людини важливі такі проблеми розвитку:

• збереження, збільшення життєвого простору;
  
• кризи життєвого шляху та їх подолання;
  
• нестійка рівновага;
  
• можливості і ресурси розвитку системи;
  
• роль зовнішніх факторів в розвитку системи;
  
• вибір і формування ефективної стратегії системи.
  

Саморозвиток – це розвиток системи за рахунок внутрішніх ресурсів і джерел відповідно з власної програми.

Для саморозвитку в системі має бути механізми:

• цілепокладання;
  
• самоорганізації;
  
• саморегуляції;
  
• самоуправління
  

Етапи розвитку системи	Зміст
Підготовчий	Закритий етап, який характеризується появою передумов для виникнення системи
Зародження системи	Елементи зв’язуються один з одним. Формується первісний контур додатного зворотного зв’язку
Розвиток системи	Інтенсивне кількісне і якісне зростання; формується майбутній вигляд системи. На цьому етапі система сильно залежить від зовнішніх умов
Стабілізації	Формується контур від’ємного зворотного зв’язку
Розквіту (зрілості)	Система стійко реалізує свої інтегративні властивості, знаходячись в стаціонарному стані, але на цьому етапі між системою і зовнішнім середовищем накопичуються суперечності
Надлому	Все більше і більше ресурсів втрачається на боротьбу з порушенням компонент. Система починає дезорганізовуватися і стає все менш ефективною
Інерційний	Зв’язки рвуться, система спрощується і повністю втрачає інтегративну властивість

В таблиці представлено основні етапи в розвитку систем.

Після етапу надлому можливе або повне руйнування системи, або усунення найбільш суперечливих компонент. Всі інші утворюють більш просту систему, яка здатна до деструктивного розвитку.


Основні властивості і класифікація систем


Як і будь-яке фундаментальне поняття, термін “система” краще всього конкретизується при розгляді її властивостей. Основні властивості систем:

• Обмеженість – система відокремлена від оточуючого середовища.
  
• Цілісність – властивість одноякісності системи як цілого, яку виражають елементи в їх реальній взаємодії. Вона є основою стабільності системи. Елементи системи функціонують як єдине ціле для досягнення цілей системи.
  
• Структурованість – можливість опису системи через встановлення її структури, тобто зв’язків і відношень елементів, зумовленість поведінки системи не стільки особливостями окремих елементів, скільки властивостями її структури.
  
• Взаємозалежність з середовищем – система формує і проявляє властивості в процесі взаємодії із середовищем.
  
• Ієрархічність – кожний компонент системи в свою чергу може розглядатися як система, а дана система є елементом більш широкої системи.
  
• Множинність опису – у зв’язку зі складністю пізнання система потребує множинності її опису.
  
• Цілеспрямованість – спрямованість на досягнення певної мети.
  
• Стійкість – здатність системи зберігати рівновагу, повертатися в попередній стан, який передував дії збурюючого фактора або підніматися на більш високу точку траєкторії.
  
• Емерджентність – наявність у системи властивостей, відмінних від властивостей її елементів.
  

Системи поділяють на класи за різними ознаками та залежно від задачі, що розв’язується. Мета будь-якої класифікації – обмежити вибір підходів для відображення системи, зіставити з виділеними класами прийоми і методи системного аналізу та надати рекомендації щодо вибору методів дослідження для відповідного класу систем. Приклад класифікації систем наведено в таблиці.

Ознака класифікації	Тип	Характеристика
За природою елементів	Матеріальні Абстрактні	Реально існуючі системи Відображення (моделі) реальних об’єктів
За походженням	Природні Штучні Змішані	Виникають внаслідок природних процесів Створені людиною, мають визначену мету функціонування Системи природного походження, перетворені людиною для задоволення певних потреб
За характером причинно-наслідкових зв’язків і реакцією на зовнішні впливи	Детерміновані Ймовірностні	Системи, стан яких в будь-який момент часу повністю визначається її станом в попередній момент часу Системи, поведінка котрих може бути прогнозована з певною ймовірністю
За характером взаємодії з зовнішнім середовищем	Відкриті Закриті	Активно взаємодіють із зовнішнім середовищем Відсутня взаємодія із зовнішнім середовищем
За складністю	Прості Складні	Складається з невеликої кількості елементів і зв’язків між ними Складаються з великої кількості простих систем
За ступенем організованості	Організовані Неорганізовані	З чіткою взаємодією між елементами та підсистемами, вираженими організаційними структурами Взаємодія частин не детермінована, має випадковий характер
За способом керування	З управлінням Без управління	Наявність блоку керування (управляючого пристрою, суб’єкта управління), який здійснює управляючі впливи на об’єкт управління на основі інформації про його стан відповідно до мети управління Відсутність блоку управління

Поняття соціально-економічної системи. Розглядаючи економічні, політичні, соціальні, духовні аспекти життя людини в суспільстві, можемо визначити на різних рівнях ієрархії (країни, регіону, міста, селища, певної галузі чи сфери діяльності) соціально-економічну систему як цілісну сукупність взаємопов’язаних і взаємодіючих соціальних і економічних інститутів (суб’єктів) і відносин з приводу розподілу і споживання матеріальних і нематеріальних ресурсів, виробництва, розподілу, обміну і споживання товарів та послуг. Характерною особливістю цієї системи є наявність соціально-економічних відносин, що виникають між людьми з приводу виробництва, розподілу, обміну й споживання матеріальних і духовних благ, основу, ядро яких становлять відносини власності на засоби виробництва і виготовлений продукт.

Соціально-економічна система втілюється в конкретних державно-політичних утвореннях або у формі інших, менших за масштабом, суспільно-господарських організаціях. В міру посилення ефекту глобалізації в якості соціально-економічну систему правомірно розглядати усе людство. Як найважливіші елементи соціально-економічної системи з економічного погляду можуть розглядатися організації, підприємства, установи.


Принципи та основні етапи системного підходу


Системний підхід є напрямом методології наукового пізнання і соціальної практики, в основі якого лежить розгляд об’єктів як систем. Специфіка системного підходу визначається тим, що він орієнтує дослідження на розкриття цілісності об’єкта і механізмів, які її забезпечують, на виявлення різноманітних типів зв’язків складного об’єкта і зведення їх у єдину теоретичну картину.

Системний підхід виступає як засіб формування цілісного світогляду, в якому людина відчуває нерозривний зв’язок з усім оточуючим світом. Він відповідає новому типу мислення – планетарному, до якого людство повертається на новому витку свого розвитку і яке було характерним для світосприйняття первісної людини, притаманне науковцям античної доби.

Однією з передумов, яка визначила роль системного підходу в сучасній науці є бурхливе зростання кількості інформації – інформаційний вибух. Застосування системного підходу, тобто представлення об’єкту дослідження у вигляді системи дозволяє отримати найбільш ємкий і економічний його опис. Об’єкт розглядається тільки в тому відношенні, в якому він виступає як система. В результаті інформація, яка надходить досліднику є мінімально необхідною для розв’язання поставленої задачі.

Сутність системного підходу полягає не тільки в розумінні об’єкта дослідження як системи але й в розумінні процесу дослідження об’єкта як системного за своєю логікою і вживаними засобами.

Системний підхід має два аспекти: пізнавальний (описовий) і конструктивний (який використовується при створенні систем). У кожного з цих аспектів – свій алгоритм реалізації. В той же час конструктивний і описовий аспекти системного підходу тісно пов’язані і взаємно доповнюють один одного.

При описовому підході зовнішнє проявлення системи (її властивості, а також функції як засоби досягнення цілі) пояснюються через її внутрішній устрій – склад і структуру.

Алгоритм реалізації системного підходу при цьому такий:

• розгляд об’єкта дослідження як системи, тобто обмеженої сукупності взаємодіючих елементів;
  
• встановлення складу, структури і організації елементів і частин системи, виявлення взаємодії між ними;
  
• виявлення зовнішніх зв’язків системи, виділення головних;
  
• визначення функції системи і її ролі серед інших систем.
  

При проектуванні системи процес йде за такими категоріальними ступенями: проблемна ситуація – мета – функція – склад і структура.

Проблемна ситуація – це невідповідність або відмінність між існуючим і потрібним станом справ у будь-якій системі. Виявлення проблеми здійснюється шляхом вимірювання і аналізу різних показників системи, нормальне значення яких відомі. Відхилення показника від норми і є симптомом проблеми.

Створювана система виступає засобом розв’язання проблемної ситуації, яка не може бути вирішена наявними засобами. Побудова системи здійснюється таким чином:

• ставиться мета, яку повинна забезпечувати система;
  
• визначається функція(ії), яка забезпечує(ють) досягнення цієї мети;
  
• визначається склад елементів і створюється або підшукується структура, яка забезпечує виконання функції(й).
  

В основу системного підходу покладено принципи: мети, двоїстості, цілісності, складності, множинності та історизму. Розглянемо докладніше зміст цих принципів.