Причины существования проблем традиционного системного подхода и системного анализа

Рассмотрим причины существования недостатков методов традиционного системного анализа и причины несоответствия этих методов требованиям OOD [26, 27, 42].

В первую очередь отмеченные выше недостатки и проблемы, очевидно, обусловлены тем, что сложность таких систем как социальные структуры, бизнес-процессы, человеко-машинные системы, экологические системы, чрезвычайные ситуации и т.п. предъявляет особые требования к методам их описания. Поэтому все большее значение приобретает разработка методов и инструментальных средств, обеспечивающих существенное повышение эффективности описания, анализа, синтеза и прогнозирования поведения сложных систем. Отсутствие таких средств тормозит решение разнообразных слабоформализованных задач, для решения которых и предназначались изначально известные системные методы.

Недостатки существующих методов системного анализа обусловлены тем, что в нормативных системах, описывающих эти методы, отсутствуют [26]:

- строгая и формализуемая, но адекватная действительности концепция системы, реализующая все принципы системного подхода;

- средства описания специфических содержательных системных свойств и отношений и, в частности, «системного эффекта»;

- системная теория и формальный аппарат, учитывающие принципиальное отличие понятия «система» от понятия «множество», отмечаемое, например, еще в [6].

Последнее обстоятельство, собственно, и не позволяет обеспечить инкапсуляцию выявляемых объектов (необходимую при OOD), так как система (в традиционном системном анализе и системном подходе) рассматривается как множество элементов, свойств, состояний и т.д. [например: 41, 43, 44], внутреннее содержание которого не может быть скрыто, в отличие от действительно системного подхода, акцентирующего внимание на целостности и функционировании системы [5, 6, 45].

Рассмотрим это обстоятельство более подробно.

Сравнительный анализ системного и теоретико-множественного подходов однозначно свидетельствует о том, что эти подходы принципиально противоположны и ни один из них не сводим к другому, что обусловлено, в частности, следующим [6]:

- Во-первых, в концепции множества изначально заложена первичность элемента (части) по отношению к множеству (целому). Множество существует тогда и только тогда, когда тем или другим образом заданы его элементы. В системной же концепции первичным является понятие системы (целого), которая уже потом может быть (а может и не быть) представлена в виде совокупности взаимодействующих частей.

- Во-вторых, теоретико-множественный подход характеризуется абсолютной неразборчивостью, т.е. позволяет рассматривать как одно множество любую совокупность любых явлений (с учетом известных парадоксов). Системный же подход претендует на рассмотрение действительности (предметной области) в виде естественно взаимодействующих системных образований, что накладывает определенные ограничения на представление совокупности явлений в виде одной системы.

- В-третьих, теоретико-множественный подход (как следует из выше сказанного) характеризуется гносеологичностью, так как реальные объекты не имеют теоретико-множественной природы. Системный же подход, по своему замыслу, ориентирован на описание целостной природы реальных объектов и, таким образом характеризуется онтологичностью, так как реальные объекты имеют системную природу.

Применение, следовательно, для формального описания системных отношений (методов и процедур анализа систем) аппарата теории множеств или другого, сводимого к теоретико-множественному, фактически сводит на нет специфические особенности и преимущества системного подхода. Тем не менее, например, в стандарте IDEF0 (FIPS183), система определяется как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих частей, выполняющих некоторую полезную работу, т.е. в теоретико-множественном смысле [46 - 48].

Не удивительно, что сложные явления и процессы (т.е. то, что действительно имеет системную природу) оказываются «не по зубам» традиционному системному анализу. Все что формализовано, на сегодняшний день, под вывеской системного подхода и системного анализа могло быть сделано в принципе под другой (какой-либо теоретико-множественной), так как фактически сделано обычными традиционными формальными средствами, не описывающими специфические системные отношения.

По поводу роли формального аппарата и математических методов в системных исследованиях отмечается, например в [14, 15, 19], что «основное содержание системного анализа заключено не в формальном математическом аппарате, описывающем «системы» и «решение проблем» и не в специальных математических методах, … а в его концептуальном, т.е. понятийном аппарате, в его идеях, подходе и установках». При этом в работе [49, с. 73-74] подчёркивается, что «реальные системы не полностью поддаются описанию с помощью математических моделей» и что аналитические (т.е. формальные) методы непригодны для изучения живых и, следовательно, социальных (организационных) систем. Кроме того, «использование математики переносит акцент с содержания на структуру явления» [49, с. 86]. При этом теоретические системные построения, основанные на результатах физико-математических наук, автор упомянутой работы называет теориями жёстких систем, применение которых к экономическим и организационным системам позволяет создать количественные модели чрезвычайно бедные, однако, по своему содержанию [49, с. 103]. Более того, там же подчёркивается, что если теория связана только с понятиями структуры и цели и не связана с понятиями субстанции и содержания, то бесполезно ожидать появления конкретных полезных приложений такой системной теории [49, с. 103].

При применении методов математической статистики зачастую предполагается независимость, одинаковая распределённость и нормальность используемых совокупностей случайных величин [50, 51]. Однако, «данные предположения, как правило, не выполняются, и это обстоятельство может приводить к потере точности и достоверности результатов моделирования …. Хотя в моделировании существуют приемы сведения данных к виду, пригодному для использования традиционных методов статистики, эти методы часто носят эвристический характер либо приспособлены для изучения частной модели» [50, с. 19].

«Трудности практического использования моделей математического программирования связаны, прежде всего, с обеспечением полноты, точности и достоверности исходных данных, необходимых для модели, с учетом динамики функционирования системы и с многокритериальным характером выбора варианта структуры [52, с. 16].

При этом весьма показательным является не принятие стандарта математического моделирования – IDEF2, которое «было вполне естественным, так как при реализации математической модели приходилось либо жертвовать ее точностью, либо... самой возможностью что-то моделировать, ввиду чего никогда нельзя было с полной уверенностью говорить о соответствии математической модели функциональной» [23].

Таким образом, именно использование чисто формальных математических средств является одной из причин определенной ограниченности существующих методов системного анализа организационных систем и их несоответствия содержательному по своей природе объектно-ориентированному подходу. С этой точки зрения весьма существенным для данного исследования является введение еще В.М. Глушковым понятия обобщённых динамических систем (организмы, предприятия, государства и т.д.), которые принципиально не могут быть описаны классической математикой [53, 54].

Кроме того, объекты системного анализа, как правило, являются не строго и не точно определенными. Это позволяет оставаться актуальным известному предупреждению Н. Винера о том, что применение точных формул к вольно определяемым понятиям есть не что иное, как обман и пустая трата времени [55], а также резкому суждению А. Эйнштейна о том, что математика может доказать что угодно и использоваться как отличнейшее средство водит за нос даже самого себя, а главное состоит в содержании, а не в математике [56].

Почему же до сих пор не существует теории систем, как такой же фундаментальной и самостоятельной теории, какой является теория множеств? Почему же описывая и моделируя системы, зачастую, используют аппарат именно теории множеств?

Среди, очевидно, целого ряда известных причин, обуславливающих данную ситуацию, обратим внимание на следующее [27]. Любая научная теория, особенно обслуживаемая формальной системой, для выполнения своих многообразных функций (информативной, систематизирующей, прогностической, объяснительной) должна обладать средствами, позволяющими осуществлять процедуры анализа и синтеза описываемых данной теорией объектов. Совершенно очевидно, что теоретико-множественный подход в лице теории множеств такими средствами обладает, что и подвигает, так сказать «пользователей», на применение этой теории для решения конкретных задач, в частности задач системного анализа.

А как обстоят дела в этом смысле у «традиционного» системного подхода?

Существующие варианты системных подходов (их анализ, например, в работе [57]) используют такое понятие системы (в настоящее время более 40 определений; например уже в работе [58] собрано 35), которое, не обуславливает (не задает) определенной возможности для проведения операций анализа или синтеза объектов как систем, т.е. с учетом специфических системных отношений. Данные операции либо вообще остаются без определения, либо определяются с помощью теоретико-множественных средств с потерей возможности целостного представления системы. А, как известно, «системные представления, построенные при игнорировании признака целостности, оказываются неэффективными или даже дают заведомо ошибочные результаты» [57, с. 73].

Например, в одном из самых первых вариантов системного подхода система определялась как средство решения проблем, но конструктивных подходов к анализу и синтезу таких средств не предлагалось [59]. В более поздних вариантах система рассматривается как упорядоченное определенным образом множество взаимосвязанных между собой компонент той или иной природы, характеризующееся единством (целостностью), которое выражается в интегральных свойствах и функциях множества [60, 61]. При этом заданная возможность теоретико-множественного анализа и синтеза таких систем (как множеств) исключает конструктивное определение специфической целостности системы и причины появления её интегральных, т.е. собственно системных свойств. В теории организации, например, система определяется как целое, созданное из частей и элементов, для целенаправленной деятельности. При этом системе приписывается стремление к сохранению структуры, потребность в управлении и сложная зависимость свойств от входящих в нее элементов [62]. Все эти характеристики, однако, имеют в рамках данной теории исключительно лингвистическое описание.

Совершенно очевидно, что в названных концепциях способы анализа и синтеза систем с учетом их специфических системных отношений не заданы, не определены. Такая же ситуация существует и в рамках формализованных системных построений. Практически все формальные определения системы или непосредственно, или после своего раскрытия имеют теоретико-множественный характер, в рамках которого либо затруднено проведение анализа и синтеза систем, либо фактически не учитывается целостность этих систем. Довольно большая коллекция таких определений представлена, например в работах [29 и 41].

В классическом труде [8], описывающим так называемый феноменологический системный подход, исходное целостное представление системы в виде декартова произведения множеств входных (X) и выходных (Y) объектов: S Ì X´Y, является представлением «черного ящика», процедура анализа которого как системы, естественно, не определена. Для обеспечения анализа и синтеза систем в названной работе вводится функциональное представление системы: S: X®Y. Уточнение последнего представления осуществляется путем введения понятия глобальной реакции системы: R: (C´X) ®Y, которое, в свою очередь, зависит от множества внутренних состояний (C) системы. Введение в рассмотрение множества внутренних состояний обеспечивает возможность анализа и синтеза функциональных систем в представлении [8] теоретико-множественными средствами, однако, ценой отказа от целостного системного представления. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что для определения системы (при таком ее понимании) исследователь, по сути дела, обязан рассматривать внутренности данной системы и не ее целостность.

Таким образом, включение в формальное определение системы кроме (или вместо) множества ее элементов множества свойств или состояний, а также различных вариантов отношений между ними ничего не меняет по существу данной проблемы. Например, в работе [31] система моделируется с помощью, так называемых, кусочно-линейных агрегатов, образовываемых с помощью трех множеств: входов, выходов и состояний. Решая, безусловно, с помощью такого подхода ряд практических задач для некоторых классов систем, тем не менее, невозможно обеспечить целостное рассмотрение системы и «инкапсуляцию» ее свойств, необходимую в ходе OOD.

В не менее классической работе [9], в которой система вообще рассматривается не как реальная вещь, а как абстрагирование или отображение некоторых свойств реального объекта, формальное представление системы осуществляется путем задания множества свойств объекта и их проявлений, а также так называемой «базы» и множества ее элементов. При этом база может состоять из элементов исследуемого объекта (системы) со всеми вытекающими отсюда и отмеченными выше достоинствами и недостатками теоретико-множественного подхода. В других случаях база может представлять собой некоторые контекстные ситуационные характеристики и, тогда, процедуры анализа и синтеза таких систем не определяются.

В работе же [63] в понятие системы включается только совокупность свойств объекта, но не сам объект. Таким образом, системность отрывается от субстанции, что делает невозможным моделирование и анализ ее реализации, без которой реальное существование системы становится проблематичным.

Даже если применяются, чисто логические методы исследования систем или мощный алгебраический аппарат, сама система все равно определяется через понятие множества каких-либо входящих в систему сущностей [например: 64, 65]. Включение же в определение системы понятия среды [например: 66 - 69] фактически еще более усложняет процедуры анализа и синтеза объектов как систем, так как затрудняет определение границ системы.

При этом необходимо иметь в виду, что представление системы в виде множества ее взаимосвязанных элементов (свойств, состояний и т.п.) рано или поздно приводит, в конце концов, к паре множеств: множеству элементов (свойств, состояний и т.п.) и множеству связей (отношений), заданному на первом множестве. Это, в свою очередь, приводит к пониманию системы как модели, т.е. как некоторому средству описания реально существующих объектов. В настоящее же время общепризнанно, что системность является неотъемлемым атрибутом действительности, т.е. имеет не гносеологический, а онтологический статус [например: 6 и 70].

Таким образом, предполагаемая в традиционных подходах к системе её структурированность является не более чем декларацией, так как путей конкретной реализации структурирования объекта как системы (а не как множества) не указывается. При этом в теории множеств возможность анализа задана и однозначно определена. Она задана в самой концепции множества, согласно которой множество задается через его элементы, т.е. между множеством и его элементами существуют, хотя и примитивные, но однозначно оговоренные отношения. Таким образом, пути и способы теоретико-множественного анализа оказываются четко определенными, что находит свое воплощение в формальном аппарате, в первую очередь, в операции «Î». Отношение же целое – часть (система – подсистема (элемент)) в упомянутых системных подходах не определено. Утверждается только факт его существования. Это приводит к тому, что способ анализа системы определяется, по сути дела, прихотью аналитика, обусловленной, конечно, решаемой задачей, но не приобретающей от этого определенности и объективности [30].

Например, во множестве «Города России» любой исследователь в ходе анализа будет выявлять именно населенные пункты, имеющие статус города, а не что-либо ещё; во множестве «Животные заповедников» – животных (не их части, не их сообщества и т.п.), про которых известно, что они живут в заповедниках. В ходе же системного анализа, например, системы «Город» или системы «Биоценоз» разные аналитики выявят разные части (подсистемы), в зависимости не только от целей анализа, но и от своих субъективных предпочтений [например, 71]. Причем, с точки зрения именно традиционного системного подхода, все они будут иметь для своих действий одинаковые основания, т.е. полное их отсутствие, так как путь (способ) анализа системы в рамках упомянутых и наиболее распространенных системных концепций априорно не определен. В публикациях аналитиков об этом так прямо и говорится: «Это значит, что мы можем увидеть, выделить и изучить в городе столько систем, сколько захотим или сколько требует реальная практика управления» [72, с. 93].

По отношению к процедуре синтеза в традиционных системных подходах (в сравнении с теоретико-множественным) существует аналогичное положение. В рамках теоретико-множественного подхода отношение части к целому строго задано заранее оговоренными правилами «сборки» частей в целое в виде соответствующих операций над множествами. В рамках же обсуждаемых системных подходов процедура синтеза системы в нечто еще более целое опять становится зависящей от субъекта исследования, его понимания текущей ситуации, так как простое декларирование функционирования системы в среде или подчиненности системы (выходов системы) некоторой цели, если не оговариваются отношения со средой или что это за цели, чьи они, откуда берутся, остается не более чем лозунгом, ровным счетом ничего не дающим для обоснованного проведения операции синтеза. Данная ситуация в системных исследованиях даже получила свое особое наименование: системный эффект или эмерджентность свойств целого. При этом признается, что в ходе синтеза целого (системы) из его частей (подсистем) возникают принципиально новые свойства, но механизм синтеза или, как его еще называют, «алгоритм сборки» остается до сих пор тайной за семью печатями [например 73]. И в этом нет ничего удивительно, так как в наиболее распространенных системных подходах процедура синтеза (путь соединения объектов как систем, а не как множеств) не задана в принципе.

Например, множество «Города России» можно однозначно описать (синтезировать) путем объединения множеств «Города области…»; множество «Животные заповедников» – путем объединения множеств «Животные заповедника №…». Синтезирование же системы «Город» из подсистем населенного пункта такого вида или системы «Биоценоз» из частей, представляющих собой различные виды организмов, проживающих на данной территории, в значительной степени является эвристической процедурой, которую разные исследователи могут и будут выполнять по разному.

Имеющиеся попытки алгоритмизировать процедуры анализа и синтеза в системных исследованиях сводятся к подмене термина «анализ» более красивым термином «декомпозиция», а термина «синтеза» – термином «агрегирование». При этом о самих процедурах декомпозиции и агрегирования ничего не говорится [7].

В заключении следует отметить, что ни один метод традиционного системного анализа не использует понятия класса при осуществлении своих процедур и построении моделей, т.е. в принципе не использует концептуальных классификационных моделей, применение которых обязательно при осуществлении OOA [например 13, 74]. Поэтому при использовании традиционных системных методов для проведения OOD все равно приходится выходить за их рамки и использовать дополнительные средства [32, 75].

В общем сложившаяся ситуация хорошо охарактеризована известным специалистом по CASE-технологиям, консалтингу и реинжинирингу Г.Н. Коляновым: «Однако разработка программных средств поддержки реорганизации бизнес-процессов вызывает значительные затруднения по причинам отсутствия единого теоретического аппарата и достаточно полных методических основ системного анализа бизнес-процессов, общих математических моделей бизнес-процессов и формальных методов их создания и исследования, а также программных средств их реализации» [40, с.11].

Таким образом, основными причинами существования проблем и недостатков методов традиционного системного анализа и их несоответствия объектной парадигме является теоретико-множественный и вообще чисто формальный подход к понятию системы, а также отсутствие в их арсенале инструментальных средств классификационного моделирования. Следовательно, справедливыми, пока, остаются высказанные в работе [76] слова о непреодолимых трудностях, с которыми сталкиваются исследователи при создании комплексных социально-экономических моделей, т.е. моделей организационных систем, при использовании традиционных формальных средств. По справедливому мнению авторов: «Для этого необходимы не нынешние способы агрегирования, а некое целостно-укрупненное отображение внутренне сложных полиструктурных элементов посредством иных методов» [76, с. 262].

Дата добавления: 2014-12-27