Современное состояние системных исследований

Системный метод представляет собой методологию научного анализа и решения проблем, которая позволяет организовать наши знания о процессах формирования урожая, плодородия почв таким образом, что создается возможность быстро находить лучшие по избранным критериям плановые и технологические решения, используя методы математического регулирования. Между системным методом и сложным математическим аппаратом нет обязательной связи.

Под системным знализом понимают систематизированное (построенное на основе определенного набора правил) изучение сложного объекта, проводимое для выяснения возможностей улучшения функционирования этого объекта. Согласно представлениям Дж. Джефферса (1981), системный анализ — это стратегия научного поиска, которая использует математический аппарат и математические концепции. В рамках систематизированного научного подхода к решению сложных проблем, способствует организации наших знаний таким образом, чтобы помочь предсказать результаты воздействий на систему, выбрать наилучшее решение, касающееся, например, структуры посевных площадей, систем севооборотов, обработки почвы, применения удобрений, выбора технологий, мелиоративных мероприятий, организационных структур и т.д. В узком смысле системный анализ — совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам.

По Ф. И. Ерошко (1984), системный анализ любой проблемы состоит из следующих основных этапов:

1. Анализ конечных целей, которые должны быть достигнуты при решении рассматриваемой проблемы;

2. формулировка ограничений по ресурсам и выработка альтернатив их использования;

3. разработка системы показателей и на их основе критериев для оценки возможных альтернатив,

4. выбор наиболее оптимального варианта для достижения поставленной цели.

При применении системного анализа для решения практических задач в земледелии и растениеводстве наиболее целесообразно использовать деление этого процесса на ряд исследовательских этапов с некоторыми дополнениями. Причина тому – связь земледелия с экологическими, технологическими и организационо-экономическими проблемами.

Выбор проблемы(постановка задачи). На начальном этапе важно осознать, что существующую проблему или совокупность взаимосвязанных проблем в земледелии можно исследовать с помощью системного анализа. На данном этапе решаются задачи — почему нужен системный анализ при исследовании существующей проблемы, в чем выражается неудовлетворенность функционирования системы земледелия или каких-либо составляющих ее элементов, а также, почему нельзя или что мешает изменить систему в нужном направлении без системного анализа. В действительности, принимаемые в сложных ситуациях решения по улучшению функционирования системы весьма далеки от оптимальных ситуаций. Такая ситуация складывается потому, что специалисты в области изучаемой проблемы недостаточно глубоко знают свою систему. Дело в том, что даже самые лучшие специалисты в своей области при решении сложных проблем без системного подхода не в состоянии учесть все факторы, влияющие на функционирование системы, предусмотреть все последствия планируемых воздействий на систему, взвесить все обстоятельства. Поэтому наилучшие результаты получаются тогда, когда создаются комплексные группы специалистов.

Постановка задачи и ограничение ее сложности.Когда необходимость системного подхода к решению существующей проблемы осознана, требуется упростить задачу таким образом, чтобы она имела аналитическое решение (Джефферс, 1981), при этом должны быть сохранены все элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения. Излишнее усложнение затрудняет моделирование. При значительном упрощении задачи результаты системного исследования проблемы могут привести к тривиальным решениям.

Анализ конечных целей и задач исследования, установление их иерархии.После постановки задачи и ограничения степени ее сложности необходимо установить конечные цели. При этом следует учитывать, что цели неравнозначны и образуют некоторую структуру, последовательно подразделяясь на ряд главных и второстепенных целей. Так, например, при решении задач оптимального управления системой кормопроизводства первостепенная цель достижение максимального сбора кормов с единицы площади при эффективном использовании ресурсов. В этом случае важное значение имеют сбалансированность кормов по питательности, их себестоимость, возможность хранения при минимальных потерях и др.

Выбор методов решения задачи.Как правило, имеется более чем один способ решения каждой конкретной проблемы. На данном этапе выбирают наиболее оптимальный метод, учитывая способы, применяемые для решения аналогичных задач.

Структуризация системы.Цель этого этапа — выяснение структуры системы, состава ее элементов и связи между ними, достижение точного представления о внутреннем строении и свойствах объекта исследования. Структуризация системы необходима для последующего моделирования.

Моделирование.Разработка математической модели — основной этап системного анализа. При моделировании важно четко представлять назначение модели. Ее оценивают по трем показателям (или свойствам): общности (диапазону приложимости модели), реалистичности (степени соответствия биологическим представлениям, которые описывает модель), точности (способности модели количественно предсказывать поведение системы).

После построения модели или системы моделей начинается этап оценки потенциальных стратегий или решений. Фундаментальная ценность модели состоит в ее способности заменять реальный объект, т. е. имитировать поведение реальной системы, прогнозировать возможные результаты ее функционирования.

Производственная проверка и внедрение результатов.В процессе производственной проверки и внедрения плановых и технологических решений выявляются недостатки или неполнота этапов системного анализа, необходимость пересмотра и усовершенствования моделей.