Классификация и характеристика основных видов исследования

Так как исследования представляют собой феномен универсальный, пронизывающий практически все виды человеческой деятельность и сферы природы, существует множество подходов к их классификации. Основные подходы позволяют классифицировать исследования по применяемым методам познания, используемым ресурсам, затрачиваемому времени, информационному обеспечению и степени организованности, в зависимости от участия персонала.

Если в качестве основного классификационного признака избрать применяемый метод исследования, то можно выделить основные подходы к классификации исследований:

• по виду исследования;
• стадии исследования;
• месту проведения исследования;
• виду исследуемого объекта;
• подходу к объекту исследования.

По своему виду исследования подразделяются на экспериментальные, теоретические, теоретико-экспериментальные.

На экспериментальном (эмпирическом) уровне исследований используются главным образом методы, опирающиеся на чувственно-наглядные приемы и способы познания, такие как систематическое наблюдение, сравнение, аналогия и т. д. Здесь накапливается первичный опытный материал, который требует дальнейшей обработки и обобщения. На данном уровне исследование имеет дело с фактами и их описанием. Вся научная информация основана на наблюдениях и подвергается объективной проверке. Непосредственные наблюдения ограничиваются только ощущениями, полученными от пяти органов чувств. Эти данные можно проверить, поскольку наши органы чувств могут обманываться и предоставлять нам неверную информацию.

К сожалению, сами по себе эмпирические факты и обобщения мало что объясняют. Можно сделать наблюдение, что на Земле любой предмет (а не только яблоки) будет падать сверху вниз. Но еще один факт — то, что звезды и планеты, которые мы можем увидеть у себя над головой, на Землю не падают. Выявить разницу между этими событиями, а также объяснить их причину на уровне эмпирического обобщения невозможно.

Чтобы это понять, нужно пойти дальше и перейти с эмпирического на теоретический уровень исследования. Только на этом уровне становится возможным формулирование законов, являющееся целью науки. Для этого нужно уметь увидеть за многочисленными, часто совершенно непохожими внешне фактами именно существенные, а не просто повторяющиеся свойства и характеристики предметов и явлений.

Главная задача теоретического уровня исследования заключается в том, чтобы привести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира. Для этого
отдельные чувственные данные складываются в одну целостную систему — теорию. Но при построении теории используются другие, более высокие методы познания — теоретические.

Теоретический уровень исследования обычно подразделяется на два типа — фундаментальные теории и теории, которые описывают конкретную область реальности.

Важнейшей задачей фундаментальных исследований является познание новых законов и закономерностей, при этом в ряде случаев такие исследования проводятся безотносительно к возможности практического использования в ближайшем будущем.

Целью прикладных исследований является использование достижений фундаментальных исследований и техники для решения определенных практических проблем и задач. Поэтому прикладные исследования включают, как правило, работы по реализации (внедрению) полученных результатов. Это означает, что для существующих систем должно осуществляться их совершенствование, а для вновь создаваемых — проектирование и внедрение. Большинство исследований системы управления относится к задачам прикладного характера, но вместе с тем они могут иметь как эмпирическую, так и теоретическую направленность. В первом случае результаты исследования достигаются с помощью различного рода наблюдений и экспериментов. Во втором — познание явлений, происходящих в системе управления, и определение характеристик ее элементов основывается на использовании неких абстрактных объектов.

Так, механика описывает материальные точки и взаимоотношения между ними, а на основе ее принципов строятся различные конкретные научные теории, описывающие те или иные области реального мира.

При всех различиях между эмпирическим и теоретическим уровнями познания нет непреодолимой границы: теоретический уровень опирается на данные эмпирического, а эмпирическое знание не может существовать без теоретических представлений, оно обязательно погружено в определенный теоретический контекст. Поэтому практически исследования системы управления имеют теоретико’эмпирическую направленность, способствуют выявлению фактического состояния систем, подсистем и элементов, тенденций их развития, важнейших причинно-следственных связей, определенных направлений разработки и реализации мероприятий по усовершенствованию.

В зависимости от стадии проведения исследования подразделяют на поисковые разработки, научно-исследовательские разработки, опытно-конструкторские разработки.

Поисковые разработки проводятся с целью увеличения объема знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета. Они включают в себя:

• разработку прогнозов развития науки и техники;
• открытие путей применения новых явлений и закономерностей.

Научно-исследовательские разработки — это работы научного характера, связанные с научным поиском, проведением исследований, экспериментов в целях расширения имеющихся и получения новых знаний, проверки научных гипотез, установления закономерностей, проявляющихся в природе и в обществе, научных обобщений, научного обоснования проектов.

Опытно-конструкторские разработки (ОКР) включают в себя технические, инженерные, лабораторные изыскания, доводящие результаты предваряющих их научно-исследовательских работ (НИР) до практической возможности их воплощения в производство. Обычно ОКР завершаются созданием опытного образца изделия и рабочей документации, необходимой для производства созданных изделий.

По месту проведения различают лабораторные и промышленные исследования.

Словообразование “лабораторные исследования” происходит от латинского слова labоrare — работать. Их специфика основана на моделировании определенных видов деятельности, процессов или явлений в специальных условиях. Ведущим признаком и основным плюсом лабораторных исследований является обеспечение воспроизводимости исследуемой характеристики и условий ее проявлений. В то же время они обладают существенным недостатком — в искусственных лабораторных условиях практически невозможно моделировать реальные жизненные обстоятельства, а лишь отдельные их фрагменты.

Промышленные исследования, в отличие от лабораторных, проводятся в условиях реально функционирующих предприятий, что позволяет получить максимально точный результат.

По виду познаваемого объекта различают натурные и модельные исследования.

Натурные исследования производятся непосредственно на самом познаваемом объекте путем реального экспериментирования над ним.

В том случае, когда натурное исследование непосредственно над реальным объектом или системой невозможно в силу определенных причин, используется модель, замещающая объект оригинал или реальную систему, т. е. проводится модельное исследование.

Существенным отличием модельного исследования от натурного является его своеобразная структура. Отличительная особенность структуры модельного исследования заключается не в субъективной стороне, а в объективной, в характере средств исследования и их отношении к объекту (системе) исследования.

В то время как в обычном эксперименте средства экспериментального исследования, так или иначе, непосредственно взаимодействуют с объектом исследования, в модельном эксперименте взаимодействия нет, так как здесь экспериментируют не с самим объектом, а с его заместителем. При этом примечательным является то, что объект-заместитель и экспериментальная установка объединяются, сливаются в действующей модели в единое целое.

Естественно, что модель строится не как самоцель, а как средство изучения какого-то другого объекта оригинала или реальной системы, который она замещает, и находится с ним в определенных отношениях сходства и соответствия. Субъекта познания интересуют не столько свойства модели, сколько тот факт, что их изучение позволяет судить о свойствах реального объекта или системы, получать о нем некоторую информацию. Этот объект или система и выступает как подлинный объект познания, а по отношению к нему модель является лишь средством экспериментального исследования.

С другой стороны, в исследовании модель является объектом познания. Изучается режим ее работы в определенных условиях, над ней не только ведутся визуальные наблюдения, но и в первую очередь производятся измерения ее параметров. В этом случае модель подвергается определенным причинным воздействиям, и экспериментатор (субъект познания) проводит регистрацию реакции данной системы на эти планомерные воздействия и т. д.

Иными словами, в модельном исследовании модель изучается как некоторый объект исследования, и в этом отношении она является объектом познания (изучения).

Следовательно, модель в модельном исследовании выполняет двоякую роль: она одновременно является и объектом познания (поскольку она замещает другой, подлинный, объект-оригинал), и экспериментальным средством (так как она является средством познания этого объекта).

В связи с этим, структура модельного эксперимента, по сравнению с натурным, существенно изменяется и усложняется. Если в натурном эксперименте объект исследования и прибор находились в непосредственном взаимодействии, так как экспериментатор с помощью прибора воздействовал прямо на изучаемый объект, то в модельном эксперименте внимание субъекта познания сосредоточено на исследовании модели, которая теперь подвергается всевозможным воздействиям и исследуется с помощью приборов. В этом случае объект-оригинал или реальная система непосредственно в самом эксперименте участия не принимает.

Модель входит в эксперимент, не только замещая объект исследования, она может также замещать и условия, в которых изучается некоторый объект обычного эксперимента.

В том случае, когда объектом познания является аппаратура управления, а условиями, в которые ставится объект познания, является работа аппаратуры, модель замещает условия, в которых проводится натурный эксперимент. Этот метод является примером сочетания натурного исследования с модельным.

Несмотря на то, что здесь моделируется не объект познания, а условия, в которых этот реальный объект или система познается, осуществляются те же операции и возникают аналогичные проблемы. Этими операциями являются:

• построение моделей условий, т. е. переход от некоторых реальных условий (натуры) к их заместителю;
• экспериментальное изучение взаимодействий объекта познания с моделируемыми условиями;
• переход к естественным условиям, состоящий в перенесении результатов познания объекта во взаимодействии с моделью условий на случай, когда объект взаимодействует с реальными условиями.

При комбинированном “натурно модельном” эксперименте возникают такие же проблемы, связанные с основанием для замещения натурных условий моделью и экстраполяции результатов эксперимента на натурные условия.

Для решения этих вопросов потребовались специальные исследования, в результате которых выяснилось, что решение вопросов об основаниях моделирования различается в зависимости от классов и, соответственно, подклассов моделей.

В структуре модельного исследования значительно усилена роль теоретической стороны. Теория становится необходимым звеном, связывающим постановку эксперимента и его результаты с объектом исследования.

Если натурный эксперимент предполагает наличие теоретического момента в начальной стадии опыта — выдвижение гипотезы, ее оценку, выведение следствий, теоретические соображения, связанные с конструкцией экспериментальной установки, а также на завершающей стадии — обсуждение и интерпретацию полученных данных, их обобщение, то в модельном эксперименте, кроме того, необходимо теоретически обосновать отношение подобия, аналогии, изоморфизма (в общем случае, гомоморфизма) между моделью и объектом оригиналом и возможность экстраполировать на этот объект полученные данные. Без этого обоснования модельный эксперимент теряет свое специфическое познавательное значение, ибо он перестает быть источником информации о действительном, или натурном объекте-оригинале. Таким образом, в модельном эксперименте теоретическая сторона представлена значительно сильнее, чем в натурном, он в еще большей степени является соединением теории и практики.

Хотя модельный эксперимент расширяет возможности экспериментального исследования ряда объектов, однако у него существует ряд недостатков по сравнению с натурным экспериментом:

• отсутствие универсальности, т. е. практически для каждой новой системы необходимо создавать новую модель;
• ограниченный доступ к информации об исследуемой системе.

Кроме этих недостатков включение теории (сознательной деятельности субъекта познания) в качестве звена, связывающего модель и объект-оригинал, т. е. отношение субъект–объект, также может стать источником ошибок, что снижает доказательную силу модельного эксперимента.

Эксперимент над материальными моделями как объектами познания и исследования наиболее приближен к натурному эксперименту в силу нескольких причин. Во-первых, это относится к специфике самих материальных моделей.

Вследствие того, что к классу материальных моделей относятся всевозможные модели, которые хотя и созданы человеком, но существуют объективно, будучи воплощены в различных материальных предметах. Сюда же входят и так называемые живые модели, которые, хотя созданы и не искусственно, а отобраны человеком в силу присущих им определенных свойств, позволяют в упрощенной форме имитировать изучаемый сложный процесс. Все эти модели существуют так же объективно, как машины или экспериментальные установки и приборы. У них специфическое назначение: они предназначены для воспроизведения структуры, характера протекания, сущности изучаемого явления, объекта или процесса.

Во-вторых, это относится непосредственно к самому процессу познания явлений и законов, в частности, и изучения законов природы.

В том случае если познание объекта оригинала невозможно ни с помощью натурного эксперимента над реальными объектами, ни над материальными моделями объекта оригинала, то для познания и исследования объекта оригинала строится его идеальная модель.

В настоящее время наиболее эффективным способом построения и познания идеальных моделей является метод компьютерного моделирования. Компьютерное моделирование есть метод научного познания, основанный на системном преобразовании материи, энергии, информации и предназначенный для решения задачи анализа или синтеза сложной системы путем создания и исследования субъектом идеальной модели, замещающей систему с определенных сторон, интересующих познание, с помощью персонального компьютера. Суть компьютерного моделирования заключается в получении количественных и качественных результатов по имеющейся физической или компьютерной модели.

Качественные выводы, получаемые по результатам анализа, позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и т. д. Количественные выводы носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных, которые характеризуют систему.

Цели компьютерного моделирования могут быть различными, однако наиболее часто моделирование является центральной процедурой системного анализа, под которым понимается совокупность методологических средств, используемых для подготовки и принятия решений различного характера.

Компьютерная модель сложной системы должна по возможности отображать все основные факторы и взаимосвязи, характеризующие реальные объекты-оригиналы, ситуации, критерии и ограничения. Компьютерная модель должна быть достаточно универсальной, чтобы по возможности описывать близкие по назначению объекты-оригиналы, и в то же время достаточнопростой, чтобы, в частности, позволить выполнить необходимые исследования с разумными затратами.

Проблема соотношения натурного и модельного экспериментов является одной из ведущих при исследовании сферы эмпирического знания и, в частности, при изучении естественных и технических наук.

В процессе познания законов природы необходимо не взаимоисключение натурного и модельного экспериментов, а дополнение друг друга, что обеспечивает организацию более эффективного обучения.

В зависимости от подхода к объекту исследования подразделяются локальные и комплексные.

Локальные исследования затрагивают лишь определенную часть (один или несколько элементов) изучаемого объекта, что позволяет более четко сконцентрировать внимание на диагностике и решении конкретной проблемы. Недостатком такого рода исследований является абстрагирование от всей совокупности внешних и внутренних связей изучаемого объекта, иногда в ущерб полноте и объективности полученного результата.

Комплексное исследование предусматривает изучение совокупности свойств управленческих элементов, их взаимосвязи и взаимодействия. Комплексное исследование практически всеми учеными признается более прогрессивным.

По использованию ресурсов можно выделить ресурсоемкие и незначительные по ресурсоемкости исследования.

В зависимости от времени проведения исследования подразделяются на продолжительные и непродолжительные.

По информационному обеспечению различают исследования, основывающиеся на внутренней информации, и исследования с привлечением обширной внешней информации.

По степени организованности исследования подразделяют на спонтанные и организованные.

В зависимости от участия персонала можно выделить индивидуальные и коллективные исследования.

В практике исследования систем управления встречаются все рассмотренные выше типы исследований.