Семинар 5 Процедуры системного анализа

7.1 Что представляют собой системные диаграммы? 7.2 Перечислите языковые конструкции языка системных диаграмм. 7.3 Дайте смысловую интерпретацию языковой конструкции «уровень».

Системная диаграмма – это формализация модели системной динамики (исследуемого процесса). Но построение системных диаграмм в случае, когда объект исследования является сложной системой, становится затруднительным, и синтез приемлемой для практического использования динамической модели может занимать до нескольких лет.

К созданию моделей сложных систем привлекаются коллективы экспертов, поэтому актуальной является задача интеграции и согласования их знаний. Каждый эксперт обладает собственной ментальной моделью системы, которую он формулирует в некотором поле основных понятий, присущих его предметной области – здесь причины терминологической несогласованности, а порой и понятийной противоречивости. Поэтому актуальна задача создания методов и средств формализации знаний о сложной системе, закономерностях и динамике протекающих в ней процессов. Одним из путей решения проблемы является применение специализированного метода имитационного моделирования – системной динамики.

Метод системной динамики позволяет исследовать поведение сложных систем, опираясь на возможности компьютерного моделирования. Важная составляющая системной динамики – формальные языки описания процесса изменения моделируемого объекта. Один из них – язык системных диаграмм – позволяет описать процесс, формализуя внутренние характеристики создаваемой компьютерной модели (они называются «уровнями») и представляя скорость их изменения, которая называется «потоком». Также существуют «процесс» и «событие». Уровни — характеризуют накопленные значения величин внутри системы. Уровни представляют собой значения переменных, накопленные в результате разности между входящими и исходящими потоками. В системных диаграммах элемент типа "уровень" используется для фиксации количества накапливающегося ве­щества, энергии или другой субстанции в определенных местах исследуемых контуров обратной связи. На системных диаграммах элемент "уровень" будет отображаться прямоугольником с открытой правой стороной.

Основной упор проведенных исследований делался на поиски путей формализации и автоматизации этого процесса. В качестве аппарата для этого выбрано концептуальное моделирование. Концептуальная модель (КМ) используется для перехода от знаний экспертов к их единому формальному описанию, после чего становится возможен формальный синтез модели системной динамики.

Системная динамика была создана в середине 1950-х Джеем Форрестером . Его первоначальной целью было применить научный и инженерный опыт к выяснению фундаментальных причин успеха и провала корпораций. Возникновение идей, приведших к созданию системной динамики, было спровоцировано его сотрудничеством с компанией General Electric в течение 1950-х. В то время менеджеры GE были озадачены колебаниями числа рабочих на одном из заводов в Кентукки, период которых составлял три года. Бизнес-циклы были признаны недостаточным объяснением этих колебаний. Путем ручного просчета структурной модели завода, включавшей организационную модель принятия решений о найме и увольнении работников, Форрестер сумел показать, что нестабильность числа рабочих была вызвана внутренней структурой фирмы и не была обусловлена никакими внешними факторами, такими как бизнес-циклы. Эта работа послужила началом системной динамики.

Построение системных диаграмм применяется при исследовании экономических систем, т. е. построении контуров обратной связи посредством генерирования цепочек причинно-следственных событий, потоков, процессов и уровней с последующим их замыканием в контуры, с увязкой последних в единую модель. Успешное выполнение данной процедуры может привести непосредственно к решению проблемы, которое заключается в определении характера и места приложения усилий, корректирующих поведение системы.