“Nhập môn phân tích hệ thống” của F.I. Peregudov và F.P. Tarasenko (bằng tiếng Nga)
Phân tích hệ thống — (1) về mặt thực tiễn, phân tích hệ thống là một tập hợp các phương pháp nghiên cứu hoặc thiết kế các hệ thống phức tạp, để tìm kiếm, lập kế hoạch và thực hiện những thay đổi nhằm loại bỏ vấn đề; (2) về mặt phương pháp luận, phân tích hệ thống là phép biện chứng ứng dụng, vì nó hiện thực hóa các tư tưởng của chủ nghĩa duy vật biện chứng trong việc áp dụng vào các nhiệm vụ thực tiễn cụ thể, mà đặc điểm phân biệt của chúng nằm ở sự cần thiết phải xác định nguyên nhân gây ra tính phức tạp của chúng và loại bỏ những nguyên nhân đó; (3) về mặt quy trình, phân tích hệ thống được phân biệt bởi tính liên ngành và xuyên ngành, cùng với việc sử dụng các phương pháp phi hình thức, khải nghiệm và chuyên gia cũng như các phương pháp thực nghiệm và thí nghiệm, và — khi có thể và cần thiết — các phương pháp toán học hình thức chặt chẽ.
Phân tích hệ thống hiện đại là một khoa học ứng dụng nhằm xác định nguyên nhân của những khó khăn thực tế mà “chủ sở hữu vấn đề” (thường là một tổ chức, cơ quan, doanh nghiệp hoặc tập thể cụ thể) phải đối mặt, đồng thời xây dựng các cách thức để giải quyết chúng. Trong hình thức phát triển của nó, phân tích hệ thống bao hàm cả những can thiệp trực tiếp, mang tính thực tiễn nhằm cải thiện tình hình. Tính chất hệ thống của việc nghiên cứu không nên bị coi là một sự đổi mới hay thành tựu mới nhất của khoa học. Tính hệ thống là một thuộc tính phổ quát của vật chất, một hình thức tồn tại của nó, và do đó là thuộc tính vốn có của hoạt động con người, kể cả tư duy. Tuy nhiên, bất kỳ hoạt động nào cũng có thể mang tính hệ thống nhiều hay ít. Sự xuất hiện của một vấn đề là dấu hiệu của tư duy hệ thống chưa đầy đủ; việc giải quyết một vấn đề là kết quả của tính hệ thống cao hơn.
Cuộc cách mạng khoa học và công nghệ đã đưa vào các khái niệm về hệ thống quy mô lớn và hệ thống phức tạp, những khái niệm đặt ra những thách thức độc đáo. Việc giải quyết những thách thức này đã dẫn đến sự phát triển và tích lũy nhiều kỹ thuật, phương pháp và cách tiếp cận khác nhau, cuối cùng được khái quát hóa thành các công nghệ để khắc phục những phức tạp về số lượng và chất lượng. Trong các lĩnh vực khác nhau, những công nghệ này cùng nền tảng lý thuyết của chúng đã có được những tên gọi riêng biệt: trong kỹ thuật — “phương pháp thiết kế”, “phương pháp sáng tạo kỹ thuật”, “kỹ thuật hệ thống”; trong các vấn đề quân sự và kinh tế — “vận trù học”; trong quản trị hành chính và chính trị — “tiếp cận hệ thống”; trong nghiên cứu khoa học ứng dụng — “mô hình hóa mô phỏng”, “phương pháp luận thực nghiệm”, v.v.
Mặt khác, tư duy lý thuyết ở các mức độ trừu tượng khác nhau đã phản ánh bản chất hệ thống của thế giới cũng như tính chất hệ thống của nhận thức và thực tiễn con người: ở cấp độ triết học — chủ nghĩa duy vật biện chứng; ở cấp độ khoa học tổng quát — hệ thống học, lý thuyết hệ thống tổng quát, lý thuyết tổ chức; ở cấp độ khoa học tự nhiên — điều khiển học; cùng với sự phát triển của công nghệ máy tính, tin học và trí tuệ nhân tạo đã ra đời.
Đến đầu những năm 1980, đã trở nên rõ ràng rằng tất cả các ngành lý thuyết và ứng dụng này hợp thành, có thể nói, một dòng chảy duy nhất, một “phong trào hệ thống”. Tư duy hệ thống đã trở thành không chỉ một phạm trù lý thuyết mà còn là một khía cạnh được nhận thức một cách có ý thức trong hoạt động thực tiễn. Vì các hệ thống quy mô lớn và phức tạp, do tất yếu, đã trở thành đối tượng nghiên cứu, quản lý và thiết kế, nên cần phải khái quát hóa các phương pháp nghiên cứu và tác động lên chúng. Một khoa học ứng dụng nhất định cần phải xuất hiện, đóng vai trò “cầu nối” giữa các lý thuyết trừu tượng về tính hệ thống và thực tiễn hệ thống sống động. Và nó đã xuất hiện — lúc đầu, như chúng ta đã thấy, trong các lĩnh vực khác nhau và dưới những tên gọi khác nhau, nhưng trong những năm gần đây nó đã định hình thành một khoa học được gọi là “phân tích hệ thống”.
Những đặc điểm phân biệt của phân tích hệ thống hiện đại xuất phát từ chính bản chất của các hệ thống phức tạp. Với mục tiêu là loại bỏ một vấn đề hoặc, ít nhất, xác định nguyên nhân của nó, phân tích hệ thống dựa vào một phổ rộng các phương pháp cho mục đích này, tận dụng khả năng của nhiều ngành khoa học và lĩnh vực hoạt động thực tiễn khác nhau. Về bản chất là phép biện chứng ứng dụng, phân tích hệ thống coi trọng các khía cạnh phương pháp luận của bất kỳ cuộc nghiên cứu hệ thống nào. Mặt khác, định hướng ứng dụng của phân tích hệ thống dẫn đến việc sử dụng tất cả các phương pháp khoa học hiện đại — toán học, công nghệ máy tính, mô hình hóa, quan sát thực địa và thí nghiệm.
Trong quá trình nghiên cứu một hệ thống thực, người ta thường phải đối mặt với một loạt vấn đề rộng lớn; một người không thể là chuyên gia trong tất cả các lĩnh vực đó. Lối thoát là bảo đảm rằng người tiến hành phân tích hệ thống có nền giáo dục và kinh nghiệm cần thiết để nhận biết và phân loại các vấn đề cụ thể, đồng thời xác định nên tham khảo ý kiến của những chuyên gia nào để tiếp tục việc phân tích. Điều này đặt ra những yêu cầu đặc biệt đối với các chuyên gia hệ thống: họ phải có kiến thức uyên bác, tư duy linh hoạt, và khả năng lôi cuốn người khác vào công việc cũng như tổ chức hoạt động tập thể.
Phân tích hệ thống ra đời để đáp ứng nhu cầu của thực tiễn, vốn đặt ra yêu cầu phải nghiên cứu và thiết kế các hệ thống phức tạp cũng như quản lý chúng trong điều kiện thông tin không đầy đủ, nguồn lực hạn chế và giới hạn về thời gian. Cho đến nay, các cuộc tranh luận vẫn tiếp diễn về việc liệu phân tích hệ thống có thể được coi là một khoa học, một nghệ thuật, hay một “nghề kỹ thuật” hay không. Các ứng dụng của phân tích hệ thống vào những vấn đề liên quan đến hệ thống “kỹ thuật – xã hội” và hệ thống “xã hội” — tức là những hệ thống trong đó con người đóng vai trò quyết định — được tranh luận đặc biệt gay gắt. Khi giải quyết những vấn đề như vậy, không chỉ các câu hỏi về xây dựng và sử dụng mô hình tỏ ra thiết yếu, không chỉ việc tìm kiếm khải nghiệm lời giải cho các vấn đề cấu trúc kém, khó hình thức hóa đầy đủ, mà còn cả những khía cạnh tâm lý học thuần túy trong các mối quan hệ giữa con người, điều này càng làm cho phân tích hệ thống “xa cách” hơn với các “khoa học thuần túy” như vật lý học và toán học.
Các cuộc tranh luận về “mức độ khoa học” của phân tích hệ thống bắt nguồn từ nhiều lý do. Công việc liên quan đến việc phát biểu vấn đề thường bị đánh giá thấp. Nhiều người cho rằng cho đến khi các mô hình hình thức được xây dựng, công việc “thực sự” vẫn chưa bắt đầu, và họ coi câu nói “phát biểu tốt một vấn đề tức là đã giải quyết được một nửa” như một câu đùa. Trong phân tích hệ thống, sự chú ý được tập trung vào những khó khăn của việc phát biểu vấn đề và các cách khắc phục chúng.
Giai đoạn quan trọng nhất của phân tích hệ thống là việc phát biểu tình huống vấn đề. Giai đoạn này chỉ bắt đầu bằng việc khách hàng nêu ra vấn đề. Cần phải xác định tất cả những người sẽ chịu ảnh hưởng bởi những thay đổi có thể xảy ra và phát biểu các vấn đề nảy sinh từ những thay đổi đó đối với từng người trong số họ. Tập hợp các vấn đề thu được, được gọi là tập vấn đề (problematique), là điểm khởi đầu cho phân tích hệ thống.
Cả những vấn đề đã được hình thức hóa tốt lẫn những vấn đề cấu trúc kém đều phải được đưa về dạng trong đó chúng trở thành các bài toán lựa chọn phương tiện phù hợp để đạt được các mục tiêu đã cho. Do đó, trước hết cần phải xác định các mục tiêu. Ở giai đoạn này của phân tích hệ thống, điều cần làm để giải quyết vấn đề được xác định (khác với các giai đoạn tiếp theo, vốn xác định cách thức thực hiện).
Sau khi xác định vấn đề, giai đoạn quan trọng tiếp theo của việc phân tích là xác định mục tiêu. Việc thiết lập mục tiêu đúng đắn quan trọng hơn việc tìm ra phương án tốt nhất. Một phương án kém tối ưu hơn vẫn dẫn tới mục tiêu, dù không theo cách tối ưu. Việc lựa chọn sai mục tiêu không dẫn đến việc giải quyết chính vấn đề đó, mà dẫn đến sự xuất hiện của những vấn đề mới.
Trong việc nghiên cứu các hệ thống, người ta phải phát biểu và giải quyết cả những vấn đề đã được hình thức hóa tốt, biểu diễn bằng ngôn ngữ toán học, lẫn những vấn đề “cấu trúc kém”, biểu diễn bằng ngôn ngữ tự nhiên và được giải quyết bằng phương pháp khải nghiệm. Việc khắc phục tính phức tạp có bản chất liên quan đến khả năng hình thức hóa không đầy đủ đòi hỏi phải áp dụng một cách có hệ thống các kiến thức và phương pháp phi hình thức. Phân tích hệ thống chủ động kết hợp lý thuyết với thực tiễn, lẽ thường với hình thức hóa trừu tượng. Thành tựu chủ yếu của phân tích hệ thống là việc phát triển các phương pháp chuyển từ các vấn đề phi hình thức sang các vấn đề hình thức, từ mô hình “hộp đen” sang mô hình “hộp trắng”. Phần lớn các phương pháp này không thể hình thức hóa (theo nghĩa toán học), nhưng chúng đủ cụ thể và phù hợp để sử dụng trong thực tiễn, và có thể được gọi không chỉ là “nghệ thuật” hay “nghề thủ công” mà còn là một công nghệ.
Tiêu chí là những mô hình định lượng của các mục tiêu định tính. Do đó, sự khác biệt giữa tiêu chí và mục tiêu là điều không thể tránh khỏi, và điều rất quan trọng là phải bảo đảm rằng việc chuyển sang làm việc với các tiêu chí đã chọn thực sự dẫn tới sự vận động theo hướng các mục tiêu đã cho.
Việc lập danh sách các giải pháp khả dĩ cho vấn đề (hình thành các phương án) là giai đoạn sáng tạo đòi hỏi trí tuệ cao nhất của phân tích hệ thống. Nhiều phương pháp đã được phát triển nhằm tạo thuận lợi và đẩy nhanh công việc này, và việc nắm vững chúng là điều thiết yếu đối với nhà phân tích hệ thống.
Các thuật toán để tiến hành phân tích hệ thống có thể khác nhau. Tùy theo mức độ phức tạp của vấn đề đang được phân tích, người ta áp dụng các thuật toán “tuyến tính” (trong những trường hợp đơn giản nhất), các thuật toán có vòng lặp (hệ thống càng phức tạp thì càng có nhiều vòng lặp và càng nhiều lần lặp được thực hiện trong mỗi vòng), và các thuật toán “tuần tự” phức tạp — tức là các thuật toán được xây dựng trong quá trình nghiên cứu (bao gồm cả những thuật toán chứa vòng lặp, tìm kiếm ngẫu nhiên, thích nghi, tự tổ chức, v.v.).
Xét từ góc độ thực tiễn, phân tích hệ thống là một phương pháp luận và thực tiễn can thiệp mang tính cải thiện vào các tình huống vấn đề. Vì những can thiệp như vậy ảnh hưởng đến lợi ích của con người, phân tích hệ thống coi trọng các vấn đề thuộc lĩnh vực xã hội học, tâm lý học và đạo đức học. Các phương pháp đặc biệt đang được phát triển để giải quyết những vấn đề này trong quá trình thực hiện thực tiễn các khuyến nghị rút ra từ một cuộc nghiên cứu hệ thống.
Nếu một lần nữa cố gắng mô tả đặc điểm của phân tích hệ thống hiện đại theo cách khái quát hóa cao và từ một góc độ hơi khác, có thể nói rằng nó bao gồm những loại hoạt động như: nghiên cứu khoa học (cả lý thuyết lẫn thực nghiệm) về các vấn đề liên quan; thiết kế các hệ thống mới và những thay đổi trong các hệ thống hiện có; và triển khai vào thực tiễn các kết quả thu được trong quá trình phân tích.
Chỉ riêng danh sách này thôi cũng đủ làm cho cuộc tranh luận về việc trong nghiên cứu hệ thống có nhiều lý thuyết hay thực tiễn hơn, khoa học hay nghệ thuật, sáng tạo hay nghề thủ công, khải nghiệm hay thuật toán, triết học hay toán học trở nên vô nghĩa — tất cả những yếu tố này đều hiện diện trong đó. Tất nhiên, trong một nghiên cứu cụ thể, tỷ lệ giữa các thành phần này có thể khác nhau rất nhiều. Nhà phân tích hệ thống sẵn sàng huy động mọi kiến thức và phương pháp cần thiết để giải quyết một vấn đề — kể cả những kiến thức và phương pháp mà bản thân anh ta không nắm vững; trong trường hợp đó, anh ta không phải là người thực hiện mà là người tổ chức nghiên cứu, người mang mục tiêu và phương pháp luận của toàn bộ cuộc nghiên cứu.