Основой анализа сложных систем служат следующие принципы [2], позволяющие установить закономерности поведения систем в зависимости от их сложности (так называемые принципы усложняющегося поведения систем):

· вещественно-энергетического баланса;

· гомеостаза;

· выбора решений;

· перспективной активности;

· рефлексии.

Первый принцип рассмотрения систем (вещественно-энергетического баланса) основан на изучении поведения системы при условии, когда не нарушаются законы сохранения вещества и энергии. Используется для изучения простейших систем.

Принцип гомеостаза основан на изучении саморегулирующихся систем. Регуляция деятельности системы основана на отрицательной обратной связи, которая при возрастании сигнала от управляемого объекта вызывает уменьшение управляющего воздействия на него. Таким образом, состояние системы стабилизируется. Примером реализации этого принципа может быть уменьшение цен на рынке товаров при увеличении его предложения за счет появления новых фирм.

Принцип выбора решений используется для изучения еще более сложных систем, способных организовывать свое поведение на основе непосредственного опыта, наблюдения ситуации и принятия решений без предвидения дальнейшего развития событий (системы без предвидения). Многие социальные системы в начальном периоде своего развития могут рассматриваться с этих позиций. Экономика России как целостная система сегодня также может анализироваться с позиций этого принципа.

Принцип перспективной активности используется при изучении систем, которые организуют свое поведение, основываясь на предыдущем опыте в предположении, что будущие ситуации будут несущественно отличаться от прошлых. Такие системы прогнозируют свое поведение на основе ретроспективного анализа (анализа развития в прошлом). Рассматривая систему с этих позиций, необходимо быть уверенным, что будущие ситуации уже имели место в прошлом.

Принцип рефлексии основан на изучении очень сложных систем, способных организовывать свое поведение с позиций возможного мысленного представления об их действиях с позиций другой системы (как правило, вышестоящей по уровню организации или связанной с ней в определенных отношениях). Под рефлексией понимают отражение мыслительного процесса другого лица или лиц. Например, анализируя поведение конкурентов на рынке, можно продемонстрировать им свои действия (в т. ч и ложные), стимулирующие конкурентов принять ответные действия, выгодные для фирмы. Исследования подобного рода считаются весьма и весьма сложными.

Методология исследования систем строится на утверждении, что невозможно изучить поведение системы в границах самой системы. Необходимо рассматривать поведение системы с позиций другой системы более высокого уровня (теорема Геделя). Такая система более высокого уровня, формирующая принципы действия другой системы, называется внешним дополнением.

Сделанное вступление было необходимо, чтобы перейти к рассмотрению общей схемы системного анализа. Основные этапы системного анализа можно представить в форме следующего формализованного описания наборов процедур или функций по отношению к изучаемой системе

S = < (M, Q), Str(Org), ier, P, R, a, E, I, C, B, W, G > , (1)

где:

S - совокупность методологических требований системного подхода;

M - расчленение системы на множество составляющих ее подсистем;

Q - установление цели функционирования свойств каждой подсистемы;

Str(Org) - анализ структуры (организации) системы;

ier - определение уровня иерархии данной системы и ее подсистем;

P, R, a – выявление влияния свойств (P) системы на другие системы;

Е - изучение влияния внешней среды на систему;

I - анализ информационных потоков;

С - описание принципов управления и процесса управления системой;

В - анализ процесса функционирования системы;

W - определение интегративных качеств системы;

G - формулирование цели системы.

В приведенном формализованном описании системного анализа операторы выполняются последовательно слева направо, а выделенные курсивом M и Q выполняются последовательно до полного расщепления исходной системы на ряд подсистем, поведение которых понятно и не требует дальнейшего деления. Такая последовательность анализа известна под названием «метод вертикальной декомпозиции систем». Сущность метода чрезвычайно проста. Любая исследуемая проблема (процесс, явление) делится последовательно по иерархическим уровням на ряд задач до их полного и понятного описания, рассматривая их во взаимосвязи.

Подобная схема работает и при проведении синтеза систем, однако последовательность действий будет несколько другой

S = < G, W, B, C, E,I, P, R, a, ier, Str(Org), (M, Q,) > (2)

Сначала формулируются цели системы и определяются или задаются ее интегративные качества, а потом идет ее структурное проектирование и проектирование подсистем с определением их свойств.

Какие задачи можно успешно решать с использованием метода системного анализа? Это, прежде всего задачи, связанные с исследованием систем управления и их реинжиниринга. Правильно организованные системы не имеют лишних прямых и обратных связей, а функции их подсистем соответствуют общей цели функционирования системы в целом. В подобном анализе проводится изучение связей между подсистемами. Отсутствие таких связей может приводить к различным нарушениям работы систем, так же как и их избыточность. Подобные задачи решаются обычно с использованием технологий и стандартов структурного описания процессов IDEF0 [3]. В основе этой методологии лежат четыре основных понятия:

1. Первое понятие функциональный блок (Activity Box). Он графически изображается в виде прямоугольника (рис. 3) и олицетворяет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта название каждого функционального блока должно быть сформулировано в глагольном наклонении (например, “производить услуги”, а не “производство услуг”). Каждая из четырех сторон функционального блока имеет своё определенное значение (роль), при этом:

· верхняя сторона имеет значение “Управление” (Control);

· левая сторона имеет значение “Вход” (Input);

· правая сторона имеет значение “Выход” (Output);

· нижняя сторона имеет значение “Механизм” (Mechanism).

Каждый функциональный блок в рамках единой рассматриваемой системы должен иметь свой уникальный идентификационный номер (АО).

Рис.3. Функциональный блок

Второе понятие интерфейсная дуга (Arrow). Также интерфейсные дуги называют потоками или стрелками. Интерфейсная дуга отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию, отображенную данным функциональным блоком.

Графическим отображением интерфейсной дуги является однонаправленная стрелка. Каждая интерфейсная дуга должна иметь свое уникальное наименование (Arrow Label). По требованию стандарта наименование должно отображать действие. С помощью интерфейсных дуг отображают различные объекты, в той или иной степени определяющие процессы, происходящие в системе. Такими объектами могут быть элементы реального мира (детали, вагоны, сотрудники и т.д.) или потоки данных и информации (документы, данные, инструкции и т.д.). В зависимости от того, к какой из сторон подходит данная интерфейсная дуга, она носит название “входящей”, “исходящей” или “управляющей”. Кроме того, “источником” (началом) и “приемником” (концом) каждой функциональной дуги могут быть только функциональные блоки, при этом “источником” может быть только выходная сторона блока, а “приемником” любая из трех оставшихся. Необходимо отметить, что любой функциональный блок по требованиям стандарта должен иметь, по крайней мере, одну управляющую интерфейсную дугу и одну исходящую. Это и понятно – каждый процесс должен происходить по каким-то правилам, отображаемым управляющей дугой, и должен выдавать некоторый результат (выходящая дуга), иначе его рассмотрение не имеет никакого смысла.