Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Введение

1. Понятие системного анализа

2. Методы системного анализа

2.1 Метод "мозговой атаки"

2.2 Метод экспертных оценок

2.3 Метод "Делъфи"

2.4 Метод "дерева целей"

2.5 Морфологические методы

Заключение

Список литературы

Введение

Системный подход - это методология научного познания и практической деятельности, а также объяснительный принцип, в основе которых лежит рассмотрение объекта как системы.

Системный подход заключается в отказе от односторонне аналитических, линейно-причинных методов исследования.

Основной акцент при его применении делается на анализе целостных свойств объекта, выявлении его различных связей и структуры, особенностей функционирования и развития.

Системный подход представляется достаточно универсальным подходом при анализе, исследовании, проектировании и управлении любых сложных технических, экономических, социальных, экологических, политических, биологических и других систем.

Назначение системного подхода заключается в том, что он направляет человека на системное видение действительности. Он заставляет рассматривать мир с системных позиций, точнее - с позиций его системного устройства.

Системный подход, будучи принципом познания, выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивая не только видение мира, но и ориентацию в нем.

Системный метод реализует познавательную и методологическую функции. Он выступает как некоторая интегральная совокупность относительно простых методов и приемов познания, а также преобразования действительности.

Конечная цель любой системной деятельности заключается в выработке решений, как на стадии проектирования систем, так и при управлении ими.

В этом контексте системный анализ можно считать сплавом методологии общей теории систем, системного подхода и системных методов обоснования и принятия решений.

Целью данной работы является изучение методик системного анализа.

В соответствии с целью необходимо решить следующие задачи:

Изучить понятие системного анализа,

Охарактеризовать методики системного анализа.

1. Понятие системного анализа

Системный анализ - научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы. Опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, статистических, математических методов.

Системный анализ возник в эпоху разработки компьютерной техники. Успех его применения при решении сложных задач во многом определяется современными возможностями информационных технологий Башмаков, А.И. Теория систем и системный анализ: учебное издание / А.И. Башмаков. М., 2010. С.16 .

Н.Н. Моисеев приводит, по его выражению, довольно узкое определение системного анализа: «Системный анализ - это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т.д.

Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т.д.

Поэтому истоки системного анализа, его методические концепции лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений: исследование операций и общей теории управления».

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

- хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;

- неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;

- слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.

2. Методы системного анализа

Рассмотрим основные методы, направленные на использование интуиции и опыта специалистов, а также методы формализованного представления систем.

2.1 Метод "мозговой атаки"

Методы данного типа преследуют основную цель - поиск новых идей, их широкое обсуждение и конструктивную критику. Ос­новная гипотеза заключается в предположении, что среди большого числа идей имеются по меньшей мере несколько хороших. При проведении обсуждений по исследуемой проблеме применяются следующие правила:

1) сформулировать проблему в основных терминах, выделив единственный центральный пункт;

2) не объявлять идею ложной и не прекращать исследование ни одной идеи;

3) поддерживать идею любого рода, даже если ее уместность кажется вам в данное время сомнительной;

4) оказывать поддержку и поощрение, чтобы освободить участников обсуждения от скованности.

При всей кажущейся простоте данные обсуждения дают неплохие результаты.

2.2 Метод экспертных оценок

Основа этих методов - различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности базируется на том, что неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. При этом предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Наиболее спорным моментом в данных методиках является установление весовых коэффициентов по высказываемым экспертами оценкам и приведение противоречивых оценок к некоторой средней величине. Данная группа методов находит широкое применение в социально-экономических исследованиях.

2.3 Метод "Делъфи"

Первоначально метод "Дельфи" был предложен как одна из процедур при проведении мозговой атаки и должен был помочь снизить влияние психологических факторов и повысить объективность оценок экспертов. Затем метод стал использоваться самостоятельно. Его основа - обратная связь, ознакомление экспертов с результатами предшествующего тура и учет этих результатов при оценке значимости экспертов.

2.4 Метод "дерева целей"

Термин "дерево" предполагает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели. Для случаев, когда древовидный порядок строго по всей структуре не выдерживается, В. И. Глушков ввел понятие "прогнозного графа". Метод "дерева целей" ориентирован на получение относительно устойчивой структуры целей проблем, направлений. Для достижения этого при построении первоначального варианта структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы формирования иерархических структур.

2.5 Морфологические методы

Основная идея морфологического подхода - систематически находить все возможные варианты решения проблемы путем комбинирования выделенных элементов или их признаков. В систематизированном виде метод морфологического анализа был впервые предложен Ф. Цвикки и часто так и называется "метод Цвикки". Известны три основные схемы метода:

- метод систематического покрытия поля, основанный на выделении так называемых опорных пунктов знаний в исследуемой области и использование для заполнения поля некоторых сформулированных принципов мышления;

- метод отрицания и конструирования, который заключается в формулировке некоторых предположений и замене их на противоположные с последующим анализом возникающих несоответствий;

- метод морфологического ящика, который состоит в определении всех возможных параметров, от которых может зависеть решение проблемы. Выявленные пара­метры формируют матрицы, содержащие все возможные сочетания параметров по одному из каждой строки с по­следующим выбором наилучшего сочетания.

Одна из наиболее полных классификаций, базирующаяся на формализованном представлении систем, т.е. на математической основе, включает следующие методы:

- аналитические (методы как классической математики, так и математического программирования);

- статистические (математическая статистика, теория вероятностей, теория массового обслуживания);

- теоретико-множественные, логические, лингвис­тические, семиотические (рассматриваемые как разделы дискретной математики);

- графические (теория графов и пр.).

Классу плохо организованных систем соответствует в данной классификации статистические представления. Для класса самоорганизующихся систем наиболее подходящими являются модели дискретной математики и графические модели, а также их комбинации.

Прикладные классификации ориентированы на экономико-математические методы и модели и в основном определяются функциональным набором задач, решаемых системой.

Вопрос о том, существует ли проблема, имеет первостепенное значение, поскольку приложение огромных усилий к решению несуществующих проблем отнюдь не исключение, а весьма типичный случай. Надуманные проблемы? маскируют актуальные проблемы. Правильное и точное формулирование проблемы является первым и необходимым этапом системного исследования и, как известно, может быть равносильно половине решения проблемы Бахусова, Е.В. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / Е.В. Бахусова. Тольятти, 2010. С.48 .

Чтобы построить систему, проблему надо разложить на комплекс четко сформулированных задач. При этом в случае больших систем (БС) задачи образуют иерархию, в случае сложных систем (СС) - спектр, т.е. в отношении одного объекта будут решаться совершено различные задачи на разных языках. мозговой проблема система граф цель

Позиция наблюдателя определяет критерий решения проблемы. В некоторых случаях определение объекта составляет наибольшую трудность для исследователя (также, как и определение народнохозяйственной системы и среды).

Произвол в выделении подсистем и реализуемых в них процессов неизбежно обрекает системный анализ на неудачу.

Выявление цепей и процессов развития требует не только строгости логического мышления, но и умения найти контакт с работниками управления.

Формировать общие цели организации и особенно конструировать критерий эффективности системы никоим образом нельзя, основываясь лишь на общественном мнении.

Оно представляет собой сложную логическую процедуру в рамках понятий общей теории систем, требующую, однако, тонкого знания специфики экономики и технологии исследования объекта.

В больших системах и сложных системах цель системы настолько отдалена от конкретных средств их достижения, что выбор решения требует большой трудоемкости по увязке цепи со средствами ее реализации путем декомпозиции - цепей. Эта важная работа является центральной в системном анализе. Она породила метод дерева целей, который является главным, если не единственным достижением системного анализа.

В системах непроизводственных (например, системах социальной сферы) выразить явным образом цель и критерий эффективности развития логически не удается. Здесь неприемлем анализ «от естественных потребностей человека» в связи с их непрерывным развитием и изменением. Надо идти традиционным путем от анализа существующего положения, достигнутого уровня и последовательного прогноза.

Системный анализ, как правило, имеет депо с перспективой развития. Поэтому максимальный интерес представляет любая информация о будущем - ситуациях, ресурсах, открытиях и изобретениях. Поэтому прогнозирование есть важнейшая и сложнейшая часть системного анализа.

Целый ряд социальных, политических, моральных, эстетических и других факторов, которые нельзя не принимать во внимание в системном анализе (они иногда решающие), не исчисляется количественно.

Единственный способ их учета - это получение субъективных оценок экспертов. Поскольку системный анализ, как правило, имеет дело с неструктурированными или слабо структурированными проблемами, т.е. лишенными количественных оценок, то получение оценок специалистов и их обработка представляются необходимым этапом системного анализа большинства проблем.

Несоответствие потребностей и средств удовлетворения составляют закон и важнейший стимул социально-экономического развития. Поскольку понятия цели и средств их достижения неотделимы, то центральным моментом принятия решений в системном анализе является усечение целей - отсечение тех целей, которые признаны малозначащими или не имеющими средств для достижения, и отбор конкретных.

В системных исследованиях «инженерного» типа отбор альтернатив считается самой важной, если не единственной задачей системного анализа.

Проблемы народнохозяйственного управления, решаемые методами системного анализа, возникают в реально существующих органах управления.

Задачей системного анализа большей частью является не создание нового органа управления, а усовершенствование существующих.

Поэтому возникает необходимость в диагностическом анализе органов управления, направленном на выявление их возможностей, недостатков и т.д. Новая система будет эффективно внедряться в том случае, если она облегчает работу органа управления.

Результаты системного анализа получаются в рамках системных понятий. Для практического планирования они должны быть переведены на язык социально-экономических категорий. В результате решения задач системного анализа крупных народнохозяйственных проблем создаются комплексные программы развития.

Системный анализ имеет ряд специфических методов и приемов проектирования эффективных органов управления, ориентированных на цель, т.е. создание и использование определенной системы в народном хозяйстве.

Большинство перечисленных методов разработано задолго до появления системного анализа и использовалось самостоятельно. Однако в ряде случаев системная методология позволяет более точно очертить круг задач, наиболее эффективно решаемых каждым методом.

В отношении некоторых методов системный анализ позволил несколько переоценить и переосмыслить их значение, границы применимости, найти типовые постановки задач, решаемых данным методом.

Заключение

Таким образом, из выше сказанного можно сделать следующие выводы.

Любая научная, исследовательская и практическая деятельность проводится на базе методов (приемов или способов действия), методик (совокупности методов и приемов проведения какой-либо paботы) и методологий (совокупности методов, правил распределения и назначения методов, а также шагов работы и их последовательности).

Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность», которую предлагается рассматривать в трех аспектах:

а) системная теория дает строгое научное знание о мире систем и объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы;

б) системный подход - выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем;

в) системный метод - реализует познавательную и методологическую функции.

Системный анализ не является чем-то принципиально новым в исследовании окружающего мира и его проблем - он базируется на естественнонаучном подходе. В отличие от традиционного подхода, при котором проблема решается в строгой последовательности вышеприведенных этапов (или в другом порядке), системный подход состоит в многосвязности процесса решения.

Главным признаком системного подхода является наличие доминирующей роли сложного, а не простого, целого, а не составляющих элементов. Если при традиционном подходе к исследованию мысль движется от простого к сложному, от частей - к целому, от элементов - к системе, то при системном подходе, наоборот, мысль движется от сложного к простому, от, целого к составным частям, от системы к элементам.

При анализе и проектировании действующих систем различных специалистов могут интересовать разные аспекты - от внутреннего устройства системы до организации управления, в ней, что порождает следующие подходы к анализу и проектированию; системно-элементный, системно-структурный, системно-функциональный, системно-генетический, системно-коммуникативный, системно-управленческий и системно-информационный.

Методология системного анализа представляет совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов, а также методик.

Список литературы

1. Бахусова, Е.В. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / Е.В. Бахусова. - Тольятти: ТГУ, 2010. - 211 с.

2. Башмаков, А.И. Теория систем и системный анализ: учебное издание / А.И. Башмаков. - М.: Башмаков А.И., 2010. - 199 с.

3. Кириллов, В.И. Квалиметрия и системный анализ: учебное пособие / В.И. Кириллов. - М.: ИНФРА-М, 2011. - 439 с.

4. Математические модели и системный анализ в экономике: сборник научных трудов / редкол.: Д.Л. Андрианов и др. - Пермь: Пермский гос. ун-т, 2010. - 181 с.

5. Системный анализ и принятие решений: учебное пособие / авт.: С.А. Баркалов и др. - Воронеж: Изд.-полиграфический центр Воронежского гос. ун-та, 2010. - 651 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Проектирование дерева целей, его характеристика и предназначение. Определение коэффициентов относительной важности целей. Построение дерева решений и сетевого графика. Критерии оценки и интегральный критерий выбора альтернатив развития предприятия.

курсовая работа , добавлен 13.10.2017


Основные положения теории систем. Методология системных исследований в экономике. Процедуры системного анализа, их характеристика. Модели поведения человека и общества. Постулаты системного подхода к управлению. Ключевые идеи для поиска решения проблем.

контрольная работа , добавлен 29.05.2013


Основы управления социальными системами. Мотивация, как внутренний процесс сознательного выбора человеком того или иного типа поведения, определяемого комплексным воздействием внешних и внутренних факторов. Управления социальными системами ООО "Квадрат".

курсовая работа , добавлен 13.02.2012


"Мозговая атака" - метод раскрепощения и активизации мышления. Один из наиболее известных и применяемых методов поиска идей путем творческого сотрудничества группы специалистов. Исследование метода "мозговой атаки" при анализе работы пищевого предприятия.

контрольная работа , добавлен 03.09.2010


Классификация направлений исследований систем управления. Этапы общей процедуры прогнозирования. "Дерево целей" как процедура системного анализа. Формирование экспертной и рабочих групп. Основные методы экспертных оценок. Трудности проведения наблюдения.

контрольная работа , добавлен 24.02.2010


Пути разрешения конфликтов. Решение конфликтов в деятельности организации с помощью методов системного анализа. Построение дерева проблем, его преобразование в дерево целей. Расчет коэффициентов относительной влажности. Дерево мероприятий, сетевой график.

курсовая работа , добавлен 07.10.2013


Рассмотрение теоретических аспектов проведения ситуационного анализа. Функции управления: планирование, учет, контроль и ситуационный подход. Характеристика методов мозговой атаки, двухтурового анкетирования, многомерного шкалирования, кейс-метода.

курсовая работа , добавлен 18.03.2015


Анализ метода организации коллективной мыследеятельности: мозговой штурм и метод Дельфи. Содержание методов Дельфи и мозговой атаки. Составляющие внутреннего содержания этих методов. Исторический экскурс по возникновению и развитию, процесс проведения.

контрольная работа , добавлен 20.02.2011


Применение основных методов на этапе определения альтернатив на практике. Сущность управленческих решений: особенность и эффективность методов. Понятие метода "мозговой атаки". Применение метода "мозговой атаки" на предприятии ОАО "Вимм-Билль-Данн".

курсовая работа , добавлен 20.12.2013


Эволюция систем управления. Многообразие мира методов моделирования и как следствие многообразие моделей, наработанных в научных школах для многих предметных областей. Модели взаимодействия миров задач и методов моделирования (классификация отношений).

Системный анализ – это методология теории систем, заключающаяся в исследовании любых объектов, представляемых в качестве систем, проведении их структуризации и последующего анализа. Главная особенность

системного анализа заключается в том, что он включает в себя не только методы анализа (от греч. analysis – расчленение объекта на элементы), но и методы синтеза (от греч. synthesis – соединение элементов в единое целое).

Главная цель системного анализа – обнаружить и устранить неопределенность при решении сложной проблемы на основе поиска наилучшего решения из существующих альтернатив.

Проблема в системном анализе – это сложный теоретический или практический вопрос, требующий разрешения. В основе любой проблемы лежит разрешение какого-либо противоречия. Например, выбор инновационного проекта, который отвечал бы стратегическим целям предприятия и его возможностям, является определенной проблемой. Поэтому поиск наилучших решений при выборе инновационных стратегий и тактики инновационной деятельности нужно осуществлять на основе системного анализа. Реализация инновационных проектов и инновационной деятельности всегда связана с элементами неопределенности, которые возникают в процессе нелинейного развития, как самих этих систем, так и систем окружения.

В основе методологии системного анализа лежат операции количественного сравнения и выбора альтернатив в процессе принятия решения, подлежащего реализации. Если требование критериев качества альтернатив выполнено, то могут быть получены их количественные оценки. Для того чтобы количественные оценки позволяли вести сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении критерии выбора альтернатив (результат, эффективность, стоимость и др.).

В системном анализе решение проблемы определяется как деятельность, которая сохраняет или улучшает характеристики системы или создает новую систему с заданными качествами. Приемы и методы системного анализа направлены на разработку альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределенности по каждому варианту и сопоставление вариантов по их эффективности (критериям). Причем критерии выстраиваются па приоритетной основе. Системный анализ можно представить в виде совокупности основных логических элементов:

• – цель исследования – решение проблемы и получение результата;
• – ресурсы – научные средства решения проблемы (методы);
• – альтернативы – варианты решений и необходимость выбора одного из нескольких решений;
• – критерии – средство (признак) оценки решаемости проблемы;
• – модель создания новой системы.

Причем формулирование цели системного анализа играет определяющую роль, так как она дает зеркальное отражение существующей проблемы, желаемый результат ее решения и описание ресурсов, с помощью которых можно достигнуть этого результата (рис. 4.2).

Рис. 4.2.

Цель конкретизируется и трансформируется применительно к исполнителям и условиям. Цель более высокого порядка всегда содержит исходную неопределенность, которую необходимо учитывать. Несмотря на это, цель должна быть определенной и однозначной. Ее постановка должна допускать инициативу исполнителей. "Гораздо важнее выбрать “правильную” цель, чем “правильную” систему", – указал Холл, автор книги по системотехнике; "выбрать не ту цель – значит решить не ту задачу; а выбрать не ту систему – значит просто выбрать неоптимальную систему".

Если располагаемые ресурсы не могут обеспечить реализацию поставленной цели, то мы получим не планируемые результаты. Цель – это и есть желаемый результат. Поэтому для реализации целей должны быть выбраны соответствующие ресурсы. Если ресурсы ограничены, то надо корректировать цель, т.е. планировать те результаты, которые можно получить при данном наборе ресурсов. Поэтому формулирование целей в инновационной деятельности должно иметь конкретные параметры.

Основные задачи системного анализа:

• задача декомпозиции, т.е. разложение системы (проблемы) на отдельные подсистемы (задачи);
• задача анализа заключается в определении законов и закономерностей поведения системы посредством обнаружения системных свойств и атрибутов;
• задача синтеза еводится к созданию новой модели еистемы, определению ее структуры и параметров на основе полученных при решении задач знаний и информации.

Общая структура системного анализа представлена в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Основные задачи и функции системного анализа

Структура системного анализа
декомпозиция
Определение и декомпозиция общей цели, основной функции	Функциональноструктурный анализ	Разработка новой модели системы
Выделение системы из среды	Морфологический анализ (анализ взаимосвязи компонентов)	Структурный синтез
Описание воздействующих факторов	Генетический анализ (анализ предыстории, тенденций, прогнозирование)	П араметрически й синтез
Описание тенденций развития, неопределенностей	Анализ аналогов	Оценка новой системы
Описание как "черного ящика"	Анализ эффективности
Функциональная, компонентная и структурная декомпозиция	Формирование требований к создаваемой системе

В концепции системного анализа процесс решения любой сложной проблемы рассматривается в качестве решения системы взаимосвязанных задач, каждая из которых решается своими предметными методами, а затем производится синтез этих решений, оцениваемый критерием (или критериями) достижения решаемости данной задачи. Логическая структура процесса принятия решений в рамках системного анализа представлена на рис. 4.3.

Рис. 4.3.

В инновационной деятельности не может быть готовых моделей решений, так как условия осуществления инноваций могут меняться, нужна методика, позволяющая на определенном этапе формировать модель решения, адекватную существующим условиям.

Для принятия "взвешенных" проектных, управленческих, социальных, экономических и других решений необходим широкий охват и всесторонний анализ факторов, существенно влияющих на решаемую проблему.

Системный анализ основывается на множестве принципов, которые определяют его основное содержание и отличие от других видов анализа. Это необходимо знать, понимать и применять в процессе реализации системного анализа инновационной деятельности.

К ним относятся следующие принципы :

• 1) конечной цели – формулирование цели исследования, определение основных свойств функционирующей системы, ее назначения (целеполагания), показателей качества и критериев оценки достижения цели;
• 2) измерения. Суть этого принципа в сопоставимости параметров системы с параметрами системы высшего уровня, т.е. внешней среды. О качестве функционирования какой-либо системы можно судить только относительно ее результатов к надсистеме, т.е. для определения эффективности функционирования исследуемой системы надо представить ее в качестве части системы высшего уровня и проводить оценку ее результатов относительно целей и задач надсистемы или окружающей среды;
• 3) эквифинальности – определение формы устойчивого развития системы по отношению к начальным и граничным условиям, т.е. определение ее потенциальных возможностей. Система может достигнуть требуемого конечного состояния независимо от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями;
• 4) единства – рассмотрение системы как целого и совокупности взаимосвязанных элементов. Принцип ориентирован на "взгляд внутрь" системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе;
• 5) взаимосвязи – процедуры определения связей, как внутри самой системы (между элементами), так и с внешней средой (с другими системами). В соответствии с этим принципом исследуемую систему, в первую очередь, следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой надсистемой;
• 6) модульного построения – выделение функциональных модулей и описание совокупности их входных и выходных параметров, что позволяет избежать излишней детализации для создания абстрактной модели системы. Выделение модулей в системе позволяет рассматривать ее как совокупность модулей;
• 7) иерархии – определение иерархии функционально-структурных частей системы и их ранжирование, что упрощает разработку новой системы и устанавливает порядок ее рассмотрения (исследования);
• 8) функциональности – совместное рассмотрение структуры и функций системы. В случае внесения новых функций в систему следует разрабатывать и новую структуру, а не включать новые функции в старую структуру. Функции связаны с процессами, которые требуют анализа различных потоков (материальных, энергии, информации), что в свою очередь отражается на состоянии элементов системы и самой системы в целом. Структура всегда ограничивает потоки в пространстве и во времени;
• 9) развития – определение закономерностей ее функционирования и потенциала к развитию (или росту), адаптации к изменениям, расширению, усовершенствованию, встраивание новых модулей на основе единства целей развития;
• 10) децентрализации – сочетание функций централизации и децентрализации в системе управления;
• 11) неопределенности – учет факторов неопределенности и случайных факторов воздействия, как в самой системе, так и со стороны внешней среды. Идентификация факторов неопределенности в качестве факторов риска позволяет их анализировать и создавать систему управления рисками.

Принцип конечной цели служит для определения абсолютного приоритета конечной (глобальной) цели в процессе проведения системного анализа. Этот принцип диктует следующие правила:

• 1) сначала необходимо сформулировать цели исследования;
• 2) анализ проводится на основе основной цели системы. Это дает возможность определить ее основные существенные свойства, индикаторы качества и критерии оценки;
• 3) в процессе синтеза решений любые изменения нужно оценивать с позиций достижения конечной цели;
• 4) цель функционирования искусственной системы задается, как правило, надсистемой, в которой исследуемая система является составной частью .

Процесс реализации системного анализа при решении любой проблемы можно охарактеризовать в качестве последовательности основных этапов (рис. 4.4).

Рис. 4.4.

На этапе декомпозиции осуществляются:

• 1) определение и декомпозиция общих целей решения проблемы, основной функции системы как ограничения развития в пространстве, состояния системы или области допустимых условий существования (определяются дерево целей и дерево функций);
• 2) выделение системы из среды по критерию участия каждого элемента системы в процессе, приводящем к искомому результату на основе рассмотрения системы в качестве составной части надсистемы;
• 3) определение и описание воздействующих факторов;
• 4) описание тенденций развития и неопределенностей разного вида;
• 5) описание системы как "черного ящика";
• 6) декомпозиция системы по функциональному признаку, по виду входящих в нее элементов, но структурным особенностям (по виду отношений между элементами).

Уровень декомпозиции определяется исходя из поставленной цели исследования. Декомпозиция осуществляется в виде подсистем, которые могут представлять собой последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов и соединение элементов с обратной связью.

На этапе анализа осуществляется детальная проработка системы, которая включает:

• 1) функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к новой системе. Он включает уточнение состава и закономерностей функционирования элементов, алгоритмы функционирования и взаимодействия подсистем (элементов), разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояния, временны́х параметров, анализ целостности системы, формирование требований к создаваемой системе;
• 2) анализ взаимосвязей компонентов (морфологический анализ);
• 3) генетический анализ (предыстория, причины развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов);
• 4) анализ аналогов;
• 5) анализ эффективности результатов, использования ресурсов, своевременности и оперативности. Анализ включает в себя выбор шкал измерения, формирование индикаторов и критериев эффективности, оценку результатов;
• 6) формулирование требований к системе, формулирование критериев для оценки и ограничений.

В процессе анализа используют различные способы решения задач.

На этапе синтеза :

• 1) создастся модель требуемой системы. Сюда входят: определенный математический аппарат, моделирование, оценивание модели на адекватность, эффективность, простоту, погрешности, баланс между сложностью и точностью, различные варианты реализации, блочность и системность построения;
• 2) производится синтез альтернативных структур системы, позволяющих решить проблему;
• 3) производится синтез различных параметров системы, с целью устранить проблему;
• 4) производится оценка вариантов синтезированной системы с обоснованием самой схемы оценки, обработкой результатов и выбора самого эффективного решения;
• 5) оценка степени решения проблемы осуществляется при завершении системного анализа.

Что касается методов системного анализа, то следует их рассмотреть более подробно, так как их количество достаточно велико и предполагает возможность их использования при решении конкретных задач в процессе декомпозиции проблемы. Особое место в системном анализе занимает метод моделирования, который реализует принцип адекватности в теории систем, т.е. описание системы в качестве адекватной модели. Модель – эго упрощенное подобие сложного объекта-системы, в котором сохраняются ее характерные свойства.

В системном анализе метод моделирования играет определяющую роль, так как любая реальная сложная система при исследовании и проектировании может быть представлена только определенной моделью (концептуальной, математической, структурной и т.п.).

В системном анализе применяются специальные методы моделирования:

• – имитационное моделирование, на основе методов статистики и языков программирования;
• – ситуативное моделирование, на основе методов теории множеств, теории алгоритмов, математической логики и представления проблемных ситуаций;
• – информационное моделирование, на основе математических методов теории информационного поля и информационных цепей.

Кроме того в системном анализе широко используют методы индукционного и редукционного моделирования.

Индукционное моделирование осуществляется с целью получения сведений о специфике объекта-системы, ее структуре и элементах, способах их взаимодействия на основе анализа частного и приведения этих сведений к общему описанию. Индуктивный метод моделирования сложных систем используется в том случае, когда невозможно адекватно представить модель внутренней структуры объекта. Это метод позволяет создать обобщенную модель объекта-системы, сохраняя специфику организационных свойств, связей и отношений между элементами, что отличает ее от другой системы. При построении такой модели часто используют методы логики теории вероятностей, т.е. такая модель становится логической или гипотетической. Затем определяются обобщенные параметры структурно-функциональной организации системы и описываются их закономерности, с помощью методов аналитической и математической логики.

Редукционное моделирование используют для того, чтобы получить информацию о законах и закономерностях взаимодействия в системе различных элементов с целью сохранить целое структурное образование.

При таком методе исследования сами элементы заменяются описанием их внешних свойств. Использование метода редукционного моделирования позволяет решить задачи по определению свойств элементов, свойств их взаимодействия и свойств самой структуры системы, в соответствии принципам целого образования. Такой метод используют для поиска методов декомпозиции элементов и изменения структуры, придавая системе в целом новые качества. Этот метод отвечает целям синтеза свойств системы на основе исследования внутреннего потенциала к изменению. Практическим результатом использования метода синтеза в редукционном моделировании становится математический алгоритм описания процессов взаимодействия элементов в целом образовании .

Основные методы системного анализа представляют совокупность количественных и качественных методов, которые можно представить в виде табл. 4.2. По классификации В. Н. Волковой и А. А. Денисова, все методы можно разделить на два основных вида: методы формального представления систем (МФПС) и методы и методы активизации интуиции специалистов (МАИС).

Таблица 4.2

Методы системного анализа

Рассмотрим содержание основных методов формального представления систем , которые используют математические средства.

Аналитические методы, включающие методы классической математики: интегрального и дифференциального исчисления, поиска экстремумов функций, вариационного исчисления; математического программирования; методы теории игр, теории алгоритмов, теории рисков и т.п. Эти методы позволяют описать ряд свойств многомерной и многосвязной системы, отображаемой в виде одной-единственной точки, совершающей движение в n -мерном пространстве. Это отображение осуществляется с помощью функции f (s ) или посредством оператора (функционала) F (S ). Также возможно отобразить точками две системы или более или их части и рассматривать взаимодействие этих точек. Каждая из этих точек совершает движение и имеет свое поведение в n -мерном пространстве. Это поведение точек в пространстве и их взаимодействие описываются аналитическими закономерностями и могут быть представлены в виде величин, функций, уравнений или системы уравнений .

Применение аналитических методов обусловлено лишь тогда, когда все системные свойства можно представить в форме детерминированных параметров или зависимостей между ними. Получить такие параметры в случае с многокомпонентными, многокритериальными системами не всегда представляется возможным. Для этого требуется предварительно установить степени адекватности описания подобной системы с помощью аналитических методов. Это, в свою очередь, требует применения промежуточных, абстрактных моделей, которые можно исследовать аналитическими методами, или же разработку совершенно новых системных методов анализа.

Статистические методы являются основой следующих теорий: вероятностей, математической статистики, исследования операций, статистического имитационного моделирования, массового обслуживания, включая метод Монте-Карло и др. Статистические методы позволяют отобразить систему с помощью случайных (стохастических) событий, процессов, которые описываются соответствующими вероятностными (статистическими) характеристиками и статистическими закономерностями. Применяются статистические методы для исследования сложных недетерминированных (саморазвивающихся, самоуправляемых) систем.

Теоретико-множественные методы, согласно М. Месаровичу, служат основой создания общей теории систем. С помощью таких методов система может быть описана в универсальных понятиях (множество, элемент множества и т.д.). При описании возможно вводить любые отношения между элементами, руководствуясь математической логикой, которая используется как формальный описательный язык взаимосвязей между элементами разных множеств. Теоретико-множественные методы дают возможность описать сложные системы формальным языком моделирования.

Такие методы целесообразно использовать в случаях, если сложные системы не могут быть описаны методами одной предметной области. Теоретико-множественные методы системного анализа являются основой создания и развития новых языков программирования и создания систем автоматизированного проектирования.

Логические методы являются языком описания систем в понятиях алгебры логики. Наибольшее распространение логические методы получили иод названием булевой алгебры как бинарного представления о состоянии элементных схем компьютера. Логические методы позволяют описывать систему в виде более упрощенных структур на основе законов математической логики. На базе таких методов развиваются новые теории формального описания систем в теориях логического анализа и автоматов. Все эти методы расширяют возможность применения системного анализа и синтеза в прикладной информатике. Эти методы используются для создания моделей сложных систем, адекватных законам математической логики для построения устойчивых структур.

Лингвистические методы. С их помощью создаются особые языки, описывающие системы в виде понятий тезауруса. Тезаурус представляет собой множество смысловыражающих единиц некоторого языка с заданной на нем системой семантических отношений. Такие методы нашли свое применение в прикладной информатике.

Семиотические методы базируются на понятиях: символ (знак), знаковая система, знаковая ситуация, т.е. используемых для символического описания содержания в информационных системах.

Лингвистические и семиотические методы стали широко применяться в том случае, когда для первого этапа исследования невозможно формализовать принятие решений в плохо формализуемых ситуациях и нельзя использовать аналитические и статистические методы. Эти методы являются основой развития языков программирования, моделирования, автоматизации проектирования систем разной сложности .

Графические методы. Используются для отображения объектов в виде образа системы, а также позволяют отобразить в обобщенном виде системные структуры и связи. Графические методы бывают объемными и линейно-плоскостными. В основном используются в виде графика Ганта, гистограмм, диаграмм, схем и рисунков. Такие методы и получаемое с их помощью представление дают возможность наглядно отобразить ситуацию или процесс принятия решений в изменяющихся условиях.

Алексеева М. Б. Системный подход и системный анализ в экономике.

Алексеева М. Б., Балан С. Н. Основы теории систем и системного анализа.

Методология системного анализа

Системный анализ - наука, занимающаяся проблемой принятия решения в условиях анализа большого количества информации различной природы. системный внешнеторговый агропромышленный российский

Из определения следует, что целью применения системного анализа к конкретной проблеме является повышение степени обоснованности принимаемого решения, расширение множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания заведомо уступающим другим. В системном анализе выделяют:

· методологию;

· аппаратную реализацию;

· практические приложения.

Методология включает определения используемых понятий и принципы системного подхода.

Дадим основные определения системного анализа.

Элемент - некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), который обладает рядом важных для нас свойств, но внутреннее строение (содержание) которого безотносительно к цели рассмотрения.

Связь - важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией.

Система - совокупность элементов, которая обладает следующими признаками:

· связями, которые позволяют посредством переходов по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента совокупности;

· свойством, отличным от свойств отдельных элементов совокупности.

Практически любой объект с определенной точки зрения может быть рассмотрен как система. Вопрос состоит в том, насколько целесообразна такая точка зрения.

Большая система - система, которая включает значительное число однотипных элементов и однотипных связей. В качестве примера можно привести трубопровод. Элементами последнего будут участки между швами или опорами. Для расчетов на прочность по методу конечных элементов элементами системы считаются небольшие участки трубы, а связь имеет силовой (энергетический) характер - каждый элемент действует на соседние.

Сложная система - система, которая состоит из элементов разных типов и обладает разнородными связями между ними. В качестве примера можно привести ЭВМ, лесной трактор или судно.

Автоматизированная система - сложная система с определяющей ролью элементов двух типов:

· в виде технических средств;

· в виде действия человека.

Для сложной системы автоматизированный режим считается более предпочтительным, чем автоматический.

Структура системы - расчленение системы на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом. Указанное расчленение может иметь материальную, функциональную, алгоритмическую или другую основу. Пример материальной структуры - структурная схема сборного моста, которая состоит из отдельных, собираемых на месте секций и указывает только эти секции и порядок их соединения. Пример функциональной структуры - деление двигателя внутреннего сгорания на системы питания, смазки, охлаждения, передачи крутящего момента. Пример алгоритмической структуры - алгоритм программного средства, указывающего последовательность действий или инструкция, которая определяет действия при отыскании неисправности технического устройства.

Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей. Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединение и обратная связь.

Декомпозиция - деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой. Примерами будут: разделение объекта на отдельно проектируемые части, зоны обслуживания; рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для данной части системы.

Иерархия - структура с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другом. Виды иерархических структур разнообразны, но важных для практики иерархических структур всего две - древовидная и ромбовидная.

Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации. Кроме того, в ней всегда удобно выделять иерархические уровни - группы элементов, находящиеся на одинаковом удалении от верхнего элемента. Пример древовидной структуры - задача проектирования технического объекта от его основных характеристик (верхний уровень) через проектирование основных частей, функциональных систем, групп агрегатов, механизмов до уровня отдельных деталей.

Принципы системного подхода - это положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Их часто считают ядром методологии. Известно около двух десятков таких принципов, ряд из которых целесообразно рассмотреть:

· принцип конечной цели: абсолютный приоритет конечной цели;

· принцип единства: совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности элементов;

· принцип связности: рассмотрение любой части совместно с ее связями с окружением;

· принцип модульного построения: полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей;

· принцип иерархии: полезно введение иерархии элементов и(или) их ранжирование;

· принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой;

· принцип развития: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации;

· принцип децентрализации: сочетание в принимаемых решениях и управлении централизации и децентрализации;

· принцип неопределенности: учет неопределенностей и случайностей в системе.

Аппаратная реализация включает стандартные приемы моделирования принятия решения в сложной системе и общие способы работы с этими моделями. Модель строится в виде связных множеств отдельных процедур. Системный анализ исследует как организацию таких множеств, так и вид отдельных процедур, которые максимально приспосабливают для принятия согласующихся и управленческих решений в сложной системе.

Модель принятия решения чаще всего изображается в виде схемы с ячейками, связями между ячейками и логическими переходами. Ячейки содержат конкретные действия - процедуры. Совместное изучение процедур и их организации вытекает из того, что без учета содержания и особенностей ячеек создание схем оказывается невозможным. Эти схемы определяют стратегию принятия решения в сложной системе. Именно с проработки связанного множества основных процедур принято начинать решение конкретной прикладной задачи.

Отдельные же процедуры (операции) принято классифицировать на формализуемые и неформализуемые. В отличие от большинства научных дисциплин, стремящихся к формализации, системный анализ допускает, что в определенных ситуациях неформализуемые решения, принимаемые человеком, являются более предпочтительными. Следовательно, системный анализ рассматривает в совокупности формализуемые и неформализуемые процедуры, и одной из его задач является определение их оптимального соотношения.

Формализуемые стороны отдельных операций лежат в области прикладной математики и использования ЭВМ. В ряде случаев математическими методами исследуется связное множество процедур и производится само моделирование принятие решения. Все это позволяет говорить о математической основе системного анализа. Такие области прикладной математики, как исследование операций и системное программирование, наиболее близки к системной постановке вопросов.

Практическое приложение системного анализа чрезвычайно обширно по содержанию. Важнейшими разделами являются научно-технические разработки и различные задачи экономики.

Основные понятия исследования операций

Операцией называется всякое мероприятие (система действий), объединенное единым замыслом и направленное к достижению какой-то цели.

Цель исследования операций - предварительное количественное обоснование оптимальных решений.

Всякий определенный выбор зависящих от нас параметров называется решением. Оптимальным называются решения, по тем или другим признакам предпочтительные перед другими.

Параметры, совокупность которых образует решение, называются элементами решения.

Множеством допустимых решений называются заданные условия, которые фиксированы и не могут быть нарушены.

Показатель эффективности - количественная мера, позволяющая сравнивать разные решения по эффективности.

Все решения принимаются всегда на основе информации, которой располагает лицо принимающее решение (ЛПР).

Каждая задача в своей постановке должна отражать структуру и динамику знаний ЛПР о множестве допустимых решений и о показателе эффективности.

Задача называется статической, если принятие решения происходит в наперед известном и не изменяющемся информационном состоянии. Если информационное состояние в ходе принятия решения сменяют друг друга, то задача называется динамической.

Информационные состояния ЛПР могут по-разному характеризовать его физическое состояние:

· Если информационное состояние состоит из единственного физического состояния, то задача называется определенной.

· Если информационное состояние содержит несколько физических состояний и ЛПР кроме их множества знает еще и вероятности каждого из этих физических состояний, то задача называется стохастической (частично неопределенной).

· Если информационное состояние содержит несколько физических состояний, но ЛПР кроме их множества ничего не знает о вероятности каждого из этих физических состояний, то задача называется неопределенной.

Постановка задач принятия оптимальных решений

Несмотря на то, что методы принятия решений отличаются универсальностью, их успешное применение в значительной мере зависит от профессиональной подготовки специалиста, который должен иметь четкое представление о специфических особенностях изучаемой системы и уметь корректно поставить задачу. Искусство постановки задач постигается на примерах успешно реализованных разработок и основывается на четком представлении преимуществ, недостатков и специфики различных методов оптимизации. В первом приближении можно сформулировать следующую последовательность действий, которые составляют содержание процесса постановки задачи:

· установление границы подлежащей оптимизации системы, т.е. представление системы в виде некоторой изолированной части реального мира. Расширение границ системы повышает размерность и сложность многокомпонентной системы и, тем самым, затрудняет ее анализ. Следовательно, в инженерной практике следует к декомпозиции сложных систем на подсистемы, которые можно изучать по отдельности без излишнего упрощения реальной ситуации;

· определение показателя эффективности, на основе которого можно оценить характеристики системы или ее проекта с тем, чтобы выявить «наилучший» проект или множество «наилучших» условий функционирования системы. В инженерных приложениях обычно выбираются показатели экономического (издержки, прибыль и т.д.) или технологического (производительность, энергоемкость, материалоемкость и т.д.) характера. «Наилучшему» варианту всегда соответствует экстремальное значение показателя эффективности функционирования системы;

· выбор внутрисистемных независимых переменных, которые должны адекватно описывать допустимые проекты или условия функционирования системы и способствовать тому, чтобы все важнейшие технико-экономические решения нашли отражение в формулировке задачи;

· построение модели, которая описывает взаимосвязи между переменными задачи и отражает влияние независимых переменных на значение показателя эффективности. В самом общем случае структура модели включает основные уравнения материальных и энергетических балансов, соотношения, связанные с проектными решениями, уравнения, описывающие физические процессы, протекающие в системе, неравенства, которые определяют область допустимых значений независимых переменных и устанавливают лимиты имеющихся ресурсов. Элементы модели содержат всю информацию, которая обычно используется при расчете проекта или прогнозировании характеристик инженерной системы. Очевидно, процесс построения модели является весьма трудоемким и требует четкого понимания специфических особенностей рассматриваемой системы.

Несмотря на то, модели принятия оптимальных решений отличаются универсальностью, их успешное применение зависит от профессиональной подготовки инженера, который должен иметь полное представление о специфике изучаемой системы. Основная цель рассмотрения приводимых ниже примеров - продемонстрировать разнообразие постановок оптимизационных задач на основе общности их формы.

Все оптимизационные задачи имеют общую структуру. Их можно классифицировать как задачи минимизации (максимизации) M-векторного показателя эффективности W m (x), m = 1, 2, ..., M, N-мерного векторного аргумента x = (x 1 , x 2 , ..., x N), компоненты которого удовлетворяют системе ограничений-равенств h k (x) = 0, k = 1, 2, ..., K, ограничений-неравенств g j (x) > 0, j = 1, 2, ..., J, областным ограничениям x li < x i < x ui , i = 1, 2, ..., N.

Все задачи принятия оптимальных решений можно классифицировать в соответствии с видом функций и размерностью W m (x), h k (x), g j (x) и размерностью и содержанием вектора x:

· одноцелевое принятие решений - W m (x) - скаляр;

· многоцелевое принятие решений - W m (x) - вектор;

· принятие решений в условиях определенности - исходные данные - детерминированные;

· принятие решений в условиях неопределенности - исходные данные - случайные.

Наиболее разработан и широко используется на практике аппарат одноцелевого принятия решений в условиях определенности, который получил название математического программирования.

Рассмотрим процесс принятия решений с самых общих позиций. Психологами установлено, что решение не является начальным процессом творческой деятельности. Оказывается, непосредственно акту решения предшествует тонкий и обширный процесс работы мозга, который формирует и предопределяет направленность решения. В этот этап, который можно назвать «предрешением» входят следующие элементы:

· мотивация, то есть желание или необходимость что-то сделать. Мотивация определяет цель какого-либо действия, используя весь прошлый опыт, включая результаты;

· возможность неоднозначности результатов;

· возможность неоднозначности способов достижения результатов, то есть свобода выбора.

После этого предварительного этапа следует, собственно, этап принятия решения. Но на нем процесс не заканчивается, т.к. обычно после принятия решения следует оценка результатов и корректировка действий. Таким образом, принятие решений следует воспринимать не как единовременный акт, а как последовательный процесс.

Выдвинутые выше положения носят достаточно общий характер, обычно подробно исследуемый психологами. Более близкой с точки зрения инженера будет следующая схема процесса принятия решения. Эта схема включает в себя следующие компоненты:

· анализ исходной ситуации;

· анализ возможностей выбора;

· выбор решения;

· оценка последствий решения и его корректировка.

Методология, как наука о методах, включает в себя три основные части: понятия, принципы и методы - формируемые индуктивно (от опыта и практических потребностей).

Предмет исследования методологии и теории один (в данном случае системы). Теория, по определению, охватывает все множество высказываний о предмете исследования. В чем тогда заключается роль методологии?

В развитых теориях (т.): т. математического анализа, т. функционального анализа, т. множеств, теоретические основы радиотехники, теоретические основы электротехники и др. - методология либо отсутствует (в математических теориях), либо присутствует в незначительных объемах (в прикладных теориях). Следовательно, средствами методологии можно компенсировать отсутствие или недостаточное развитие теории.

В области системных исследований все множество задач и методов их решения должно определяться теорией (см. ромбовидную и пирамидальную структуры системного анализа, рис. 14, 16). Однако, недостаточный уровень развития теории ("дырочно-решетчатый" вид ромбовидной и пирамидальной структур, рис. 15) требует привлечения методологических средств . Часть методологических средств мы уже использовали при синтезе ОТС, это - понятийный аппарат и отдельные принципы. Так, принцип целостности заложен в определение системы в форме функции, принцип динамики систем заложен в стадиях существования систем, принцип моделирования - в пространство отображения (моделирования) систем, принцип качественно-количественного исследования - в "зеркальность" формы и содержания и др. (Ретроспективу принципов см., например, в работе ).

Другая часть методологических средств системного анализа осталась пока невостребованной. К ней относится ряд принципов и почти все традиционные методы. Такой большой запас методов объясняется их частно-научной или междисциплинарной сущностью, тогда как синтез ОТС мы осуществили оригинальным путем, опираясь на классические науки и теории (диалектическая логика, исчисление высказываний, элементы теории множеств, топологии, теории вероятностей и др.), оставив методы и ряд принципов традиционного системного анализа в резерве.

Таким образом, в тандеме "ОТС-методология системного анализа" мы будем использовать: из ОТС - понятия, определение предмета исследований, структуру области исследований, классификацию задач, основные закономерности, методы исчисления высказываний, алгебры логики, вероятностной логики и т. д.; из методологии будем дополнять их рядом принципов и многочисленными традиционными методами.

5.2. Общие принципы традиционного системного анализа.

В общих принципах мы можем выделить ряд принципов (гипотез), которые уже были использованы при синтезе ОТС. Другая часть общих принципов может быть использована при углублении и детализации ОТС. Помимо общих возможны частные принципы, например, характерные для отдельных стадий, классов, типов, видов систем и т. д.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ГИПОТЕЗА 1 или принцип целостности системы.

ГИПОТЕЗА 2 или принцип организации реального объекта.

ГИПОТЕЗА 3 или принцип внутренней структуры реального объекта.

ПРИНЦИП 1 . Основой сходства и различия систем является тип свойств материальных объектов. Этот принцип использован для классификации систем.

ПРИНЦИП 2 . Функция , как отличительный признак системы , может отражать отношения системы с самой системой, с базой и с внешней средой. Этот принцип использован при определении внешней функциональной структуры системы.

ПРИНЦИП 3 . Функции систем различаются по степени стационарности и устойчивости. Этот принцип использован для классификации систем.

ПРИНЦИП 4 . Источником систем может быть неживая природа, живая природа и человек. Этот принцип использован для классификации систем.

ГИПОТЕЗА 4 или принцип конечности существования систем.

ПРИНЦИП 5 . В основе анализа систем лежит их моделирование . Этот принцип использован при определении системного пространства.

ПРИНЦИП 6 . Время имеет сложную структуру. Этот принцип использован при определении подпространства времени и системного времени.

ПРИНЦИП 7 . Повышение устойчивости системы достигается усложнением ее структуры, в том числе за счет иерархических построений.

ПРИНЦИП 8 . Эффективным направлением развития иерархических структур является чередование жесткого и дискретного построения ее уровней.

"В биологических системах мы наблюдаем по мере перехода от более элементарных на более высокие уровни закономерное чередование этих двух уровней. Так в гаплоидном организме выпадение даже одного гена может угрожать ему гибелью. Однако гаплоидные организмы редки и, как правило, в каждом ядре клетки имеется два гаплоидных набора хромосом, способных к взаимной замене и компенсации - случай простейшей дискретной системы. Соотношение ядра и плазмы опять имеет характер жесткого взаимного дополнения с разделением функций и невозможностью, как правило, раздельного существования. Сходные клетки одной ткани представляют вновь систему дискретную с возможностью взаимной замены клеток. Разные ткани в одном органе жестко дополняют друг друга. Парные и множественные органы опять представляют случай статистической дискретной системы. Системы органов (нервная, кровеносная, выделительная и т. д.) вновь связаны между собой жестко в целостном организме. Такое чередование дискретных и жестких систем мы видим и далее" .

ПРИНЦИП 9 . Свойства системы имеют двойственный характер: укрепляют отношения ее частей или разрушают их.

"Двойственность свойств является источником богатства поведения системы" , ее стабилизации или распада. Одной из форм двойственности является наличие в системах положительных (усиливающих начальное воздействие) и отрицательных (ослабляющих начальное воздействие) обратных связей.

ПРИНЦИП 10 . Каждая задача системного анализа в первую очередь зондируется качественными методами, а затем - формальными.

ПРИНЦИП 11 . Наряду с качественными и формальными методами при решении задач системного анализа целесообразно максимально использовать графические, табличные и имитационные методы и средства.

ПРИНЦИП 12 . Понятия системного анализа могут находиться в отношениях: подчинения, соподчинения, перекрещивания, внеположенности.

Этот принцип использован при формировании полной и непротиворечивой системы понятий ОТС.

ПРИНЦИП 13 . При решении любой задачи системного анализа первичной должна быть модель системы в целом, составленная с необходимой степенью точности.

Этот принцип реализован введением пространства отображения (моделирования) систем.

ПРИНЦИП 14 . Задачи системного анализа могут решаться приемами итерации, детализации, укрупнения, аналогий.

ПРИНЦИП 15 . Первичным в системе является целостность . Элементы в системе могут быть дискретными, непрерывными, размытыми, совпадать с системой, отсутствовать.

ПРИНЦИП 16 . Система не есть множество, ее можно рассматривать как множество при наличии соответствующих условий .

Этот принцип мы учли, отказавшись от теоретико-множественной основы ОТС и положив в основу ОТС диалектическую логику и исчисление высказываний.

ПРИНЦИП 17 . Системный анализ может быть усилен анализом функционирования, прогнозированием эволюции, системным синтезом.

Этот принцип мы учли, включив в область системного анализа всю область системных исследований.

ПРИНЦИП 18 . В распоряжении системного анализа имеется возможность использования сходства (изоморфности) закономерностей на различных структурных уровнях, определяемых, прежде всего, взаимосвязью и единством противоположностей, переходом количества в качество, развитием, как отрицанием отрицания, и круговоротами.

Этот принцип мы учли при формировании структуры и правил вывода ОТС.

ПРИНЦИП 19 . Каждому качественно специфичному классу систем свойственны свои специфические системные свойства, именуемые специоморфизмами.

ПРИНЦИП 20 . В иерархической системе сила связи между уровнями определяется не только их близостью. Системно-иерархическая субординация целесообразностей является достаточно жесткой: конфликт между целесообразностями разных структурных уровней, как правило, разрешается в пользу "вышестоящих" уровней.

ПРИНЦИП 21 . Внешняя среда системы не является системой.

ПРИНЦИП 22 . Внешние отношения системы определяются функцией, внутренние - составом и структурой.

Перечисленные общие принципы характеризуют достаточно большое, но не все, число аспектов системных исследований. Эти принципы не образуют систему, в систему их организует развиваемая здесь общая теория систем.

В дальнейшем, в разделах, посвященных отдельным стадиям систем, мы будем приводить или формулировать дополнительно частные принципы.

Системный анализ предусматривает: разработку системного метода решения проблемы, т.е. логически и процедурно организованную последовательность операций, направленных на выбор предпочтительной альтернативы решения. Системный анализ реализуется практически в несколько этапов, однако в отношении их числа и содержании пока еще нет единства, т.к. в науке существует большое разнообразие прикладных проблем.

Приведем таблицу, которая иллюстрирует основные закономерности системного анализа трех различных научных школ. (Слайд 17)

В процессе системного анализа на разных его уровнях применяются различные методы. Системный анализ выполняет роль методологического каркаса, объединяющего все необходимые методы, исследовательские приемы, мероприятия и ресурсы для решения проблем. По существу системный анализ организует наши знания об объекте таким образом, чтобы помочь выбрать нужную стратегию или предсказать результаты одной или нескольких стратегий, которые представляются целесообразными тем, кто должен принимать решения. В наиболее благоприятных случаях стратегия, найденная с помощью системного анализа, оказывается «наилучшей» в некотором определенном смысле.

Рассмотрим методологию системного анализа на примере теории английского ученого Дж.Джефферса. Для решения практических задач он предлагает выделять семь этапов, которые отражены на Слайде 18.

1 этап «Выбор проблемы». Осознание того, что существует некая проблема, которую можно исследовать с помощью системного анализа, достаточно важная для детального изучения, не всегда оказывается тривиальным шагом. Само понимание того, что необходим действительно системный анализ проблемы, столь же важно, как и выбор правильного метода исследования. С одной стороны, можно взяться за решение проблемы, не поддающейся системному анализу, а с другой – выбрать проблему, которая не требует для своего решения всей мощи системного анализа, и изучать которую данным методом было бы неэкономично. Такая двойственность первого этапа делает его критическим для успеха или неудачи всего исследования. Вообще подход к решению реальных проблем действительно требует большой интуиции, практического опыта, воображения и того, что называется «чутьем». Эти качества особенно важны, когда сама проблема, как это часто случается, изучена довольно слабо.

2 этап «Постановка задачи и ограничение ее сложности». Коль существование проблемы осознано, требуется упростить задачу настолько, чтобы она, скорее всего, имела аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения. Здесь мы вновь имеем дело с критическим этапом любого системного исследования. Вывод о том, стоит ли рассматривать тот или иной аспект данной проблемы, а также результаты сопоставления значимости конкретного аспекта для аналитического отражения ситуации с его ролью в усложнении задачи, которое вполне может сделать ее неразрешимой, часто зависит от накопленного опыта в применении системного анализа. Именно на этом этапе можно внести наиболее весомый вклад в решение проблемы. Успех или неудача всего исследования во многом зависят от тонкого равновесия между упрощением и усложнением – равновесия, при котором сохранены все связи с исходной проблемой, достаточные для того, чтобы аналитическое решение поддавалось интерпретации. Ни один заманчивый проект оказывался, в конце концов, неосуществленным из-за того, что принятый уровень сложности затруднял последующее моделирование, не позволяя получить решение. И, напротив, в результате многих системных исследований, выполненных в самых разных областях экологии, были получены тривиальные решения задач, которые на самом деле составляли лишь подмножества исходных проблем.

3 этап «Установление иерархии целей и задач». После постановки задачи и ограничения степени ее сложности можно приступать к установлению целей и задач исследования. Обычно эти цели и задачи образуют некую иерархию, причем основные задачи последовательно подразделяются на ряд второстепенных. В такой иерархии необходимо определить приоритеты различных стадий и соотнести их с теми усилиями, которые необходимо приложить для достижения поставленных целей. Таким образом, в сложном исследовании можно присвоить сравнительно малый приоритет тем целям и задачам, которые хотя и важны с точки зрения получения научной информации, довольно слабо влияют на вид решений, принимаемых относительно воздействий на систему и управления ею. В иной ситуации, когда данная задача составляет часть программы какого-то фундаментального исследования, исследователь заведомо ограничен определенными формами управления и концентрирует максимум усилий на задачах, которые непосредственно связаны с самими процессами. Во всяком случае, для плодотворного применения системного анализа очень важно, чтобы приоритеты, присвоенные различным задачам, были четко определены.

4 этап «Выбор путей решения задач». На данном этапе исследователь может обычно выбрать несколько путей решения проблемы. Как правило, опытному специалисту по системному анализу сразу видны семейства возможных решений конкретных задач. В общем случае он будет искать наиболее общее аналитическое решение, поскольку это позволит максимально использовать результаты исследования аналогичных задач и соответствующий математический аппарат. Каждая конкретная задача обычно может быть решена более чем одним способом. И вновь выбор семейства, в рамках которого следует искать аналитическое решение, зависит от опыта специалиста по системному анализу. Неопытный исследователь может затратить много времени и средств в попытках применить решение из какого-либо семейства, не сознавая, что это решение получено при допущениях, несправедливых для того частного случая, с которым он имеет дело. Аналитик же часто разрабатывает несколько альтернативных решений и только позже останавливается на том из них, которое лучше подходит для его задачи.

5 этап «Моделирование». После того, как проанализированы подходящие альтернативы, можно приступать к важному этапу – моделированию сложных динамических взаимосвязей между различными аспектами проблемы. При этом следует помнить, что моделируемым процессам, а также механизмам обратной связи присуща внутренняя неопределенность, а это может значительно усложнить как понимание системы, так и ее управляемость. Кроме того, в самом процессе моделирования нужно учитывать сложный ряд правил, которые необходимо будет соблюдать при выработке решения о подходящей стратегии. На этом этапе математику очень легко увлечься изяществом модели, и в результате будут утрачены все точки соприкосновения между реальными процессами принятия решений и математическим аппаратом. Кроме того, при разработке модели в нее часто включаются непроверенные гипотезы, а оптимальное число подсистем предопределить достаточно сложно. Можно предположить, что более сложная модель полнее учитывает сложности реальной системы, но хотя это предположение интуитивно вполне кажется корректным, необходимо принять во внимание дополнительные факторы. Рассмотрим, например, гипотезу о том, что более сложная модель дает и более высокую точность с точки зрения неопределенности, присущей модельным прогнозам. Вообще говоря, систематическое смещение, возникающее при разложении системы на несколько подсистем, связано со сложностью модели обратной зависимостью, но налицо и соответствующее возрастание неопределенности из-за ошибок измерения отдельных параметров модели. Те новые параметры, которые вводятся в модель, должны определяться количественно в полевых и лабораторных экспериментах, и в их оценках всегда есть некоторые ошибки. Пройдя через имитацию, эти ошибки измерений вносят свой вклад в неопределенность полученных прогнозов. По всем этим причинам в любой модели выгодно уменьшать число включенных в рассмотрение подсистем.

6 этап «Оценка возможных стратегий». Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели. Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно, придется вернуться к этапу моделирования, но часто удается улучшить модель, незначительно модифицировав исходный вариант. Обычно необходимо также исследовать «чувствительность» модели к тем аспектам проблемы, которые были исключены из формального анализа на втором этапе, т.е. когда ставилась задача и ограничивалась степень ее сложности.

7 этап «Внедрение результатов». Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах. Если исследование проводилось по вышеописанной схеме, то шаги, которые необходимо для этого предпринять, будут достаточно очевидны. Тем не менее, системный анализ нельзя считать завершенным, пока исследование не дойдет до стадии практического применения, и именно в этом отношении многие выполненные работы оказывались невыполненными. В то же время как раз на последнем этапе может выявиться неполнота тех или иных стадий или необходимость их пересмотра, в результате чего понадобится еще раз пройти какие-то из уже завершенных этапов.

Таким образом, цель многоэтапного системного анализа состоит в том, чтобы помочь выбрать правильную стратегию при решении практических задач. Структура этого анализа направлена на то, чтобы сосредоточить главные усилия на сложных и, как правило, крупномасштабных проблемах, не поддающихся решению более простыми методами исследования, например наблюдением и прямым экспериментированием.

РЕЗЮМЕ

1. Основной вклад системного анализа в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет выявить те факторы и взаимосвязи, которые впоследствии могут оказаться весьма существенными, что он дает возможность так изменять методику наблюдений и эксперимент, чтобы включить эти факторы в рассмотрение, и освещает слабые места гипотез и допущений.

2. Как научный метод системный анализ с его акцентом на проверку гипотез через эксперименты и строгие выборочные процедуры создает мощные инструменты познания физического мира и объединяет эти инструменты в систему гибкого, но строгого исследования сложных явлений.

3. Системное рассмотрение объекта предполагает: определение и исследование системного качества; выявление образующей систему совокупности элементов; установление связей между этими элементами; исследование свойств окружающей систему среды, важных для функционирования системы, на макро- и микроуровне; выявление отношений, связывающих систему со средой.

4. В основу алгоритма системного анализа заложено построение обобщенной модели, отображающей все факторы и взаимосвязи проблемной ситуации, которые могут проявиться в процессе решения. Процедура системного анализа заключается в проверке последствий каждого из возможных альтернативных решений для выбора оптимального по какому-либо критерию или их совокупности.

При подготовке лекции использовалась следующая литература:

Берталанфи Л. фон. Общая теория систем – обзор проблем и результатов. Системные исследования: Ежегодник. М.: Наука, 1969. С. 30-54.

Боулдинг К. Общая теории систем - скелет науки // Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс, 1969. С. 106-124.

Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд. СПбГТУ, 1997.

Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории управления и системного анализа. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997.

Гегель Г.В.Ф. Наука логики. В 3 т. М.: 1970 – 1972.

Долгушев Н.В. Введение в прикладной системный анализ. М., 2011.

Дулепов В.И., Лескова О.А., Майоров И.С. Системная экология. Владивосток: ВГУЭиС, 2011.

Живицкая Е.Н. Системный анализ и проектирование. М., 2005.

КазиевВ.М.Введение в анализ, синтез и моделирование систем. Конспект лекций. М.: ИУИТ, 2003.

Качала В.В. Основы системного анализа. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2004.

Когда используется интуитивный, а когда системный метод принятия решений.Rb.ru Деловая сеть, 2011.

Концепции современного естествознания. Конспект лекций. М., 2002.

Лапыгин Ю.Н. Теория организаций. Учебное пособие. М., 2006.

Никаноров С.П. Системный анализ: этап развития методологии решения проблем в США (перевод). М., 2002.

Основы системного анализа. Рабочая программа. Спб.: СЗГЗТУ, 2003.

Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высш. шк., 1989.

Прибылов И. Процесс принятия решения/www.pribylov.ru.

Светлов Н.М. Теория систем и системный анализ. УМК. М., 2011.

СЕРТИКОМ - Менеджмент консалтинг. Киев, 2010.

Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник/Под ред. В.Н. Волковой, В.Н. Козлова. М.: Высш. шк., 2004.

Системный анализ. Конспект лекций. Сайт методической поддержки системы информационно-аналитической поддержки принятия решений в сфере образования, 2008.

Спицнадель В. Н. Основы системного анализа. Учебное пособие. Спб.: «Издательский дом «Бизнес-пресса», 2000.

Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: Учеб. пособие.- Киев: МЛУП, 2003.

Теория организации. Учебное пособие /partnerstvo.ru.

Фадина Л.Ю., Щетинина Е.Д. Технология принятия управленческих решений. Сборник статей НПК.М., 2009.

Хасьянов А.Ф. Системный анализ. Конспект Лекций. М., 2005.

Черняховская Л.Р. Методология систем и принятие решений. Краткий конспект лекций. Уфа: УГАТУ, 2007.

← Вернуться