“Phân tích hệ thống và tiếp cận hệ thống” của S.P. Nikanorov
“Phân tích hệ thống” được hiểu là một phương pháp luận để giải quyết các vấn đề phức tạp trong phát triển công nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng, giáo dục và các lĩnh vực khác, cũng như các vấn đề thiết kế tổ chức.
Phân tích hệ thống ban đầu được áp dụng để lựa chọn một sản phẩm cụ thể từ một tập hợp các sản phẩm tương tự về chức năng. Tuy nhiên, sau đó người ta nhận ra rằng việc lựa chọn như vậy chỉ có thể được thực hiện trong khuôn khổ các mục tiêu rộng hơn, trong đó các sản phẩm đang xem xét chỉ là các hệ thống con và chỉ là các giai đoạn phát triển. Do đó, những bộ phận ngày càng lớn của một hệ thống sản xuất hoặc quân sự trở thành đối tượng nghiên cứu. Phương pháp luận phân tích hệ thống dần dần trở thành nền tảng của một cơ chế hoạt động liên tục để giải quyết một tập hợp lớn các vấn đề có liên quan lẫn nhau. Chức năng quan trọng nhất của phân tích hệ thống là xác định cấu trúc các mối liên hệ giữa các nhiệm vụ và khả năng giải quyết chúng. Các cấu trúc được phát hiện theo cách này đóng vai trò là cơ sở để lựa chọn mục tiêu và phương tiện đạt được chúng. Công cụ phương pháp luận của phân tích hệ thống — sơ đồ khái niệm của nó — chủ yếu được thiết kế để thực hiện chức năng này. Kinh nghiệm thực tiễn được thể hiện trong sơ đồ khái niệm, khi đã được nắm vững, trở thành nền tảng cho các hành động giải quyết vấn đề của một cá nhân hoặc một nhóm.
Lập luận sau đây giúp giải thích các yếu tố đã quyết định sơ đồ khái niệm của phân tích hệ thống. Trọng tâm của phương pháp luận này là thao tác so sánh định lượng các phương án quyết định. Các đánh giá định lượng phải mô tả đặc điểm của các phương án được so sánh có chất lượng ngang nhau về hiệu quả và chi phí để đạt được một kết quả nhất định. Tính đúng đắn của các đánh giá định lượng phụ thuộc vào mức độ đầy đủ và chính xác của việc tính đến mọi yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả và chi phí. Từ đó nảy sinh ý tưởng xác định “tất cả các yếu tố liên quan đến một phương án nhất định”, tức là một ý tưởng được diễn đạt bằng ngôn ngữ tự nhiên là “xem xét toàn diện mọi hoàn cảnh”. Tập hợp các yếu tố được xác định theo định nghĩa này chính là cái mà phân tích hệ thống gọi là “hệ thống hoàn chỉnh”.
Nhưng làm thế nào để xác định tập hợp các yếu tố này, “hệ thống” này, và làm thế nào để xác định liệu một yếu tố nhất định có thuộc về một phương án nhất định hay không? Tiêu chí duy nhất có thể là sự tham gia của một yếu tố nhất định vào quá trình dẫn đến đầu ra của một phương án nhất định. Chính vì vậy, khái niệm quá trình trở thành khái niệm trung tâm của phân tích hệ thống, xoay quanh đó toàn bộ sơ đồ khái niệm được xây dựng.
Một hệ thống được xác định bằng cách chỉ rõ các đối tượng hệ thống, các thuộc tính của chúng, và các quan hệ giữa chúng. Các đối tượng hệ thống là đầu vào, quá trình, đầu ra, cũng như phản hồi và ràng buộc.
Đầu vào là cái xảy ra trước khi quá trình diễn ra. Cũng có thể nói rằng đầu vào là tất cả những gì thay đổi trong quá trình. Sự tham gia vào quá trình được xác lập bởi sự hiện diện của sự thay đổi. Đầu vào bao gồm các yếu tố đầu vào. Trong một số trường hợp, các yếu tố đầu vào là “đầu vào làm việc” (cái được “xử lý”) và bộ xử lý (cái “xử lý”).
Đầu ra là kết quả hoặc trạng thái cuối cùng của quá trình. Quá trình biến đổi đầu vào thành đầu ra. Khả năng biến đổi một đầu vào nhất định thành một đầu ra cụ thể được gọi là thuộc tính của đầu vào đó.
Một quan hệ xác định trình tự của các quá trình; nghĩa là, đầu ra của một quá trình nào đó là đầu vào của một quá trình cụ thể khác. Mọi đầu vào của một hệ thống đều là đầu ra của hệ thống này hoặc hệ thống khác, và mọi đầu ra đều là một đầu vào. Xác định một hệ thống trong thế giới thực có nghĩa là chỉ rõ các đầu vào, quá trình và đầu ra của nó. Mọi hệ thống đều bao gồm các hệ thống con. Mọi hệ thống đều là hệ thống con của một hệ thống nào đó. Người ta giả định rằng bất kỳ đối tượng nào trong thế giới thực đều có thể được mô tả bằng các đối tượng hệ thống, thuộc tính và các quan hệ giữa chúng.
Các hệ thống nhân tạo là những hệ thống có các yếu tố do con người tạo ra, tức là là đầu ra của các quá trình được tổ chức một cách có ý thức. Trong mọi hệ thống nhân tạo, tồn tại ba quá trình con khác nhau về vai trò: quá trình chính biến đổi đầu vào thành đầu ra; phản hồi đảm bảo sự tương ứng giữa đầu ra thực tế và đầu ra mong muốn bằng cách điều chỉnh đầu vào; quá trình xử lý ràng buộc đảm bảo sự tương ứng giữa đầu ra của hệ thống và các yêu cầu đối với nó với tư cách là đầu vào của hệ thống kế tiếp — hệ thống tiêu thụ đầu vào này.
Trong hệ thống con phản hồi, một số thao tác được thực hiện: một mẫu đầu ra được so sánh với mô hình đầu ra và sự khác biệt định tính-định lượng của chúng được xác định, nội dung và ý nghĩa của sự khác biệt được đánh giá, một quyết định phát sinh từ sự khác biệt được xây dựng, và một quá trình đưa quyết định vào thực hiện (một tác động lên đầu vào) được hình thành. Quá trình xử lý ràng buộc được khởi động bởi bên tiêu thụ đầu ra của hệ thống, người phân tích đầu ra này. Quá trình này tác động lên đầu ra của hệ thống, chấp nhận hoặc từ chối nó, cũng như tác động lên mô hình đầu ra của hệ thống. Mô hình đầu ra, phản ánh ràng buộc, xác định mục tiêu (chức năng) của hệ thống và các quan hệ ràng buộc (các tính chất của chức năng), mà thông qua quá trình xử lý ràng buộc, được hài hòa với các mục tiêu của bên tiêu thụ.
Một tình huống có vấn đề tồn tại khi có sự khác biệt giữa đầu ra cần thiết (mong muốn) và đầu ra hiện có, sự khác biệt này có thể biểu hiện dưới dạng các triệu chứng. Đầu ra hiện có được cung cấp bởi hệ thống hiện có. Đầu ra mong muốn được cung cấp bởi hệ thống mong muốn. Vấn đề là sự khác biệt giữa hệ thống hiện có và hệ thống mong muốn. Vấn đề có thể là ngăn chặn sự sụt giảm đầu ra hoặc tăng đầu ra. Điều kiện của vấn đề thể hiện cái đã biết. Các yêu cầu của vấn đề thể hiện hệ thống mong muốn. Lời giải của vấn đề là một hệ thống lấp đầy “khoảng trống” giữa hệ thống hiện có và hệ thống mong muốn.
Giải quyết một vấn đề nghĩa là xây dựng một hệ thống mà, cùng với hệ thống hiện có đã được điều chỉnh, tạo thành hệ thống mong muốn. Quá trình tìm kiếm lời giải cho một vấn đề tập trung vào việc lặp đi lặp lại các thao tác nhằm xác định (làm rõ) điều kiện, mục tiêu và các khả năng giải quyết vấn đề. Kết quả của các thao tác này là một mô tả về điều kiện, mục tiêu và các khả năng theo các đối tượng hệ thống, tức là theo cấu trúc các quan hệ và hệ thống con. Nếu cấu trúc các quan hệ và hệ thống con của điều kiện, mục tiêu và khả năng của một vấn đề nhất định đã được biết, thì việc xác định mang tính chất xác định các quan hệ định lượng, và vấn đề được gọi là vấn đề định lượng. Nếu cấu trúc các quan hệ và hệ thống con của điều kiện, mục tiêu và khả năng chỉ được biết một phần, thì việc xác định mang tính chất định tính, và vấn đề được gọi là vấn đề định tính hay có cấu trúc kém.
Phân tích hệ thống xác lập danh mục chức năng cần thiết về cơ bản để giải quyết vấn đề, bao gồm: phát hiện vấn đề, đánh giá mức độ cấp bách của vấn đề, xác định ràng buộc (mục tiêu và các quan hệ ràng buộc), xác định các tiêu chí để đo mức độ xấp xỉ của lời giải vấn đề so với lời giải mong muốn, phân tích hệ thống hiện có, xác định cấu trúc các khả năng để xây dựng một tập hợp các phương án, lựa chọn phương án giải quyết, đảm bảo sự chấp nhận đối với phương án đã chọn, ra quyết định (đảm nhận trách nhiệm chính thức), triển khai thực hiện quyết định, và xác định kết quả giải quyết vấn đề. Ranh giới của quá trình giải quyết vấn đề được xác định bởi các điều kiện, mục tiêu và khả năng thực hiện nó.
Bằng cách đặt ra danh mục các chức năng giải quyết vấn đề, phân tích hệ thống cung cấp một phương tiện để phân tích và thiết kế các tổ chức. Đặc biệt, các tổ chức có cấu trúc phân cấp về sự phục tùng có thể được chuyển đổi thành các tổ chức giải quyết vấn đề bằng cách giao các chức năng giải quyết vấn đề cho các bộ phận của chúng. Đó là, ở dạng khái quát nhất, các khái niệm cơ bản của phân tích hệ thống với tư cách là một phương pháp luận giải quyết vấn đề.