“Phân tích hệ thống và kế hoạch hóa dài hạn”. Kỷ yếu hội nghị. G.S. Pospelov, 1972 (tiếng Nga).
Phân tích hệ thống, với tư cách là một nhánh ứng dụng của lý thuyết hệ thống tổng quát, về mặt lịch sử đã hình thành từ các phương pháp thiết kế và phát triển các hệ thống kỹ thuật quy mô lớn, hóa ra lại có mối liên hệ chặt chẽ với toàn bộ phạm vi các vấn đề của kế hoạch hóa dài hạn nền kinh tế quốc dân. Theo chính bản chất của mình, phân tích hệ thống bao hàm việc xây dựng một kế hoạch toàn diện cho một tác nghiệp hoặc một công cuộc nào đó.
Các kế hoạch tác nghiệp được thực hiện bởi các hệ thống tổ chức thứ bậc bao gồm các chỉ dẫn về việc ai phải làm gì, khi nào, và những nguồn lực nào được phân bổ cho mục đích đó. Nói cách khác, một kế hoạch tác nghiệp phân rã mục tiêu tổng quát của tác nghiệp thành một hệ thống thứ bậc các mục tiêu và nhiệm vụ mà từng người thực hiện phải hoàn thành. Điều này có nghĩa, cùng với những điều khác, rằng một kế hoạch tác nghiệp cấu thành một hệ thống các quyết định được đưa ra trước (trước khi tác nghiệp bắt đầu) về việc ai sẽ làm gì và khi nào.
Trong kế hoạch hóa dài hạn, khoảng thời gian giữa một quyết định được đưa ra tại thời điểm lập kế hoạch và việc thực hiện nó có thể kéo dài 10–15 năm hoặc hơn, đòi hỏi phải lập kế hoạch cho sự phát triển của những người thực hiện trong tổ chức, việc đào tạo họ, v.v.
Một kế hoạch, với tư cách là một hệ thống các mục tiêu và nhiệm vụ, có thể được biểu diễn bằng cái gọi là đồ thị thứ bậc, trong đó các đỉnh biểu diễn các mục tiêu và nhiệm vụ ở các cấp độ khác nhau, còn các cung biểu diễn các quan hệ phụ thuộc, tương tác và ý nghĩa giữa chúng. Đồ thị như vậy minh họa tốt hai nguyên tắc của phân tích hệ thống:
- Phương tiện để đạt được mục tiêu bắt nguồn từ chính mục tiêu đó và từ việc phân tích nó.
- Các mục tiêu và nhiệm vụ ở bất kỳ cấp thấp hơn nào đều được xem là phương tiện để đạt được các mục tiêu của cấp trên.
Từ định nghĩa về kế hoạch, ta suy ra khái niệm lập kế hoạch như một quá trình ra quyết định trước khi bắt đầu một tác nghiệp, hay nói khác đi: lập kế hoạch là một quá trình thứ bậc hình thành các quyết định sơ bộ trong một hệ thống, xác định trình tự thực hiện một chuỗi các biện pháp, tác nghiệp và hành động cụ thể. Kết quả của việc lập kế hoạch (mục tiêu của nó) là việc xây dựng một mô hình về tác nghiệp trong tương lai theo sự hiểu biết chung của tổ chức.
Hãy dừng lại ở mối quan hệ giữa các phương pháp của vận trù học (các phương pháp tối ưu hóa kinh tế–toán) và phân tích hệ thống.
Vận trù học, với tư cách là một lý thuyết về các mô hình toán học phục vụ ra quyết định, giả định rằng mục tiêu đã được cho trước hoặc nhiệm vụ đã được đặt ra, rằng các phương tiện thay thế (chiến lược, các phương án điều khiển) để đạt được mục tiêu đó được xác định như các tập hợp đếm được hoặc không đếm được, và rằng các tiêu chí để lựa chọn giữa các phương án đã được chỉ rõ. Tiếp theo, một mô hình ra quyết định toán học được xây dựng; các biểu thức toán học được tìm ra cho tiêu chí tối ưu và các yếu tố ràng buộc (điều kiện); dữ liệu và các định mức được thu thập để giải bài toán. Ở giai đoạn tiếp theo, một thuật toán tìm phương án tối ưu được phát triển và bài toán được lập trình; sau đó máy tính tự động tìm ra phương án đó.
Cần lưu ý rằng phương án tối ưu thu được theo cách này chỉ xét đến các yếu tố định lượng, và ngay cả từ góc độ đó, nó cũng chỉ tập trung vào một khía cạnh của vấn đề. Chẳng hạn, lớp bài toán của vận trù học được gọi là bài toán phân bổ và bài toán gán, còn được gọi là bài toán lập kế hoạch tối ưu, nằm trong số các bài toán (phương pháp kinh tế–toán) phổ biến nhất được giải bằng các thuật toán quy hoạch toán học. Lớp bài toán này bao gồm bài toán vận tải, bài toán bố trí các xí nghiệp mới trong một ngành công nghiệp cho trước, và bài toán gán các xí nghiệp đó cho người tiêu dùng. Trong tất cả các trường hợp này, mục tiêu đã được đặt ra, và kế hoạch tối ưu, được máy tính tự động sinh ra, hoàn toàn không phải là một kế hoạch tác nghiệp cho việc vận tải hay phát triển ngành công nghiệp. Kế hoạch tối ưu hay phương án tối ưu chỉ ra người tiêu dùng nên được phân bổ giữa các nhà cung cấp như thế nào, hoặc các xí nghiệp nên được đặt ở đâu và khối lượng sản xuất của mỗi xí nghiệp nên là bao nhiêu. Vì những kế hoạch như vậy không phải là kế hoạch tác nghiệp, chúng không thể mang tính toàn diện và, theo nghĩa đó, là phiến diện.
Phân tích hệ thống luôn liên quan đến các kế hoạch toàn diện hoặc kế hoạch tác nghiệp mang tính thứ bậc. Trong bối cảnh này, chính việc xác định mục tiêu hoạt động, các phương án để đạt được mục tiêu đó, và các tiêu chí tối ưu là đối tượng của phân tích hệ thống. Trong khi ở vận trù học, mục tiêu của tác nghiệp đã được cho trước, thì ở phân tích hệ thống, cái được coi là cho trước phải là một sự thay đổi của tình huống hoặc việc hiện thực hóa một kịch bản mong muốn, trong đó tình huống (kịch bản) được hiểu là trạng thái tổng hợp của hệ thống và môi trường của nó. Tình huống trong một hệ thống có thể được thay đổi bằng cách thực hiện một tác nghiệp trong số các phương án, và theo đó, đạt được một trong các mục tiêu tổng quát.
Như vậy, nhiệm vụ của phân tích hệ thống bao gồm việc xác định các mục tiêu tổng quát thay thế, phân rã mỗi mục tiêu tổng quát thành hệ thống thứ bậc riêng của các mục tiêu và nhiệm vụ — đôi khi được gọi là một đường lối hành động; tính toán và đánh giá hậu quả của mỗi đường lối hành động thay thế; và trên cơ sở đó, lựa chọn đường lối hành động tối ưu cùng với mục tiêu tổng quát tương ứng của nó.
Như có thể thấy, các vấn đề của phân tích hệ thống và vận trù học khác nhau đáng kể, mặc dù trong quá trình xây dựng các kế hoạch toàn diện (các hệ thống thứ bậc mục tiêu và nhiệm vụ), các phương pháp của vận trù học được sử dụng rộng rãi.
Cũng cần lưu ý rằng vận trù học, với tư cách là một lý thuyết toán học về ra quyết định, được phát triển để áp dụng cho các hệ thống đơn mục tiêu, đơn cấp. Do tính khó khăn và phức tạp của vấn đề, lý thuyết toán học về ra quyết định cho trường hợp các hệ thống đa mục tiêu, đơn cấp (các nhánh khác nhau của lý thuyết trò chơi) đã tỏ ra kém phát triển hơn và ít được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn.
Còn đối với các hệ thống đa mục tiêu và đa cấp (thứ bậc), thì vẫn còn quá sớm để nói về một lý thuyết tối ưu hóa toán học cho chúng. Tuy nhiên, trong thực tiễn lập kế hoạch và ra quyết định, người ta lại phải đối mặt chính xác với loại hệ thống cuối cùng này. Phân tích hệ thống cũng liên quan chính xác đến loại hệ thống này, và mức độ hình thức hóa toán học đến mức chúng ta buộc phải đồng ý rằng phân tích hệ thống là “lẽ thường được soi sáng, mà các phương pháp toán học được đặt vào phục vụ nó”.