1147

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О.Л.Любимцева

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лабораторным работам по дисциплине: «Системный анализ» для обучающихся по направлению подготовки 27.03.01 «Стандартизация и метрология», направленность (профиль) Стандартизация и сертификация

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

УДК

Любимцева О.Л. Системный анализ: учебно-методическое пособие / О.Л. Любимцева; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 11 с. : ил. – Текст : электронный.

Учебное пособие содержит краткий теоретический материал, необходимый для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Системный анализ». Приведены темы лабораторных занятий по разделам с указаниями типовых задании и пример оформления задачи.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине: «Системный анализ», направления подготовки 27.03.01: Стандартизация и метрология, направленность (профиль) Стандартизация и сертификация.

© О. Л. Любимцева, 2022

© ННГАСУ, 2022.

понятием оценки систем на основе качественных и количественных шкал в детерминированных, вероятностных и неопределенных условиях; привести модели основных функций цикла управления; рассмотреть подходы к оценке качества управления.

Системный анализ - наиболее конструктивное направление,

используемое для практических приложений теории систем к задачам

управления. Конструктивность системного анализа связана с тем, что он предлагает методику проведения работ, позволяющую не упустить из рассмотрения существенные факторы, определяющие построение

эффективных систем управления в конкретных условиях.

Лабораторные работы выполняются в соответствии с порядком,

описанном в учебно-методическом пособии. При их выполнении могут

использоваться результаты предыдущих работ.

Каждой лабораторной работе предшествует самостоятельная работа,

выполняемая перед аудиторным занятием. Самостоятельная работа состоит в изучении теоретического материала, необходимого для проведения лабораторной работы, и сбора информации об объекте системного анализа. Рекомендуемая литература приведена в учебно-методическом пособии. Для сбора информации можно использовать опрос экспертов и других лиц, причастных к деятельности исследуемой системы;

наблюдения, непосредственное участие в деятельности исследуемой системы; поиск информации в статистических сборниках, в литературных источниках и Интернете

Краткое описание теоретического материала

Курс состоит из четырех разделов. Первый раздел «Основы системного анализа» включает в себя основные принципы системного подхода, причины распространения системного подхода. Под управлением в самом общем виде понимают процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком

(группой людей) или устройством. К задачам управления относятся целеполагание, стабилизация, выполнение программы, слежение и оптимизация. Система с управлением включает три подсистемы:

управляющую систему (УС), объект управления (ОУ) В и систему связи (СС).

Управляющая система совместно с системой связи образует систему управления (СУ). Основным элементом организационно-технических СУ является лицо, принимающее решение (ЛПР) - индивидуум или группа индивидуумов, имеющих право принимать окончательные решения по выбору одного из нескольких управляющих воздействий. Система связи включает канал прямой связи, по которому передается входная информация - множество

{х}, включающее командную информацию {и} {х}, и канал обратной связи,

по которому передается информация о состоянии ОУ - множество выходной информации {у}.

Второй раздел «Системы и их свойства» включает в себя определение системы, понятия, характеризующие системы, свойства систем. Строгого,

единого определения для понятия «система» в настоящее время нет. В

качестве «рабочего» определения в литературе под системой в общем случае понимается совокупность элементов и связей между ними, обладающая определенной целостностью. Под системой понимают единство связанных друг с другом предметов и явлений в природе и обществе. Рассмотрим некоторые определения, связанные с понятием «система». Пусть А = {аi} -

множество некоторых объектов, обладающих определенными свойствами

(элементы системы). R ={ri} - связи между указанными объектами. Z - цель функционирования системы. Тогда систему S можно определить как совокупность элементов со связями и целью функционирования системы, то есть S = {A, R.Z}. Сложная система — система, состоящая из разнотипных элементов с разнотипными связями. Большая система - система, состоящая из большого числа однотипных элементов с однотипными связями. Структура системы - ее расчленение (декомпозиция) на элементы или группы элементов с указанием связей между ними, неизменное во время функционирования

системы. Практически все системы рассматриваются функционирующими во времени, поэтому определим их динамические характеристики. Состояние -

множество характеристик элементов системы, изменяющихся во времени и важных для целей функционирования. Процесс (динамика) - множество значений состояний системы, изменяющихся во времени.

Третий раздел «Системное моделирование» включает основные проблемы теории систем, задачи распределения ресурсов в системах,

моделирование поведения систем. Теория систем массового обслуживания — область прикладной математики, занимающаяся анализом процессов в системах производства, обслуживания, управления, в которых однородные события повторяются многократно, например, на предприятиях бытового обслуживания; в системах приема, переработки и передачи информации;

автоматических линиях производства и др. Обслуживаемый объект в теории систем массового обслуживания называется требованием или заявкой. В

общем случае под требованием (заявкой) обычно понимают запрос на удовлетворение некоторой потребности. Роль требований или заявок выполняют клиенты, посетители, покупатели, документы, товары, суда и так далее. Средства, обслуживающие требования (заявки), называются обслуживающими устройствами или каналами обслуживания. Предметом теории массового обслуживания является установление зависимостей между характером потока заявок, числом каналов обслуживания,

производительностью отдельного канала и эффективным обслуживанием с целью нахождения наилучших путей управления этими процессами.

Основной задачей теории массового обслуживания является изучение режима функционирования обслуживающей системы и исследование явлений,

возникающих в процессе обслуживания. Задачи теории массового обслуживания носят оптимизационный характер и в конечном итоге включают экономический аспект по определению такого варианта системы,

при котором будет обеспечен минимум суммарных затрат от ожидания

обслуживания, потерь времени и ресурсов на обслуживание и от простоев каналов обслуживания.

В четвертом разделе «Принятие решений в сложных системах» рассмотрены вопросы: Классификация задач принятия решений; Модели принятия решений; Методы решения многокритериальных задач выбора;

Методы поиска решения.

Характеристика лабораторных работ

В отличии от практических занятий, лабораторные работы выполняются студентами самостоятельно. Темы лабораторных работ определены заранее.

Контроль и оценка результатов выполнения студентами лабораторных работ направлены на проверку освоения умений, практического опыта, развития общих и формирование профессиональных компетенций.

Темы лабораторный работ

Раздел 1:

Системный подход как сочетание комплексного анализа, системного моделирования и системного управления.

Типовое задание: Описание деятельности организации. Построение организационной структуры. Анализ и построение модели бизнес-процессов организации в (методология IDEF0 и IDEF3).

Раздел 2:

Примеры применения системного подхода к изучению систем различной природы.

Типовое задание: 1. Построить математическую модель задачи

2.Решить задачу с помощью средства MS Excel Поиск решения.

3.Сделать соответствующие выводы.

Раздел 3:

Задача исследования операций: транспортная задача.

Типовое задание: Для строительства трех объектов используется кирпич,

изготовляемый на трех заводах. Ежедневно каждый из заводов может изготавливать 100, 150 и 50 уcл. ед. кирпича. Ежедневные потребности в

кирпиче на каждом из строящихся объектах соответственно равны 75, 80, 60

и 85 усл. ед. Известны также тарифы перевозок 1 усл. ед. кирпича с каждого из заводов к каждому из строящихся объектов:

6 7 3 5

1 2 5 6

8 10 20 1

Составить такой план перевозок кирпича к строящимся объектам, при котором общая стоимость перевозок является минимальной.

Раздел 4:

1. Методы решения многокритериальных задач выбора.

Типовое задание: Главному инженеру компании, надо решить вопрос о рациональности установки новой производственной линии, использующую новейшую технологию, или же следует модернизировать старую. Монтировка новой линии обойдется предприятию в 20 млн рублей. Если новая линия будет безотказно работать, компания получит прибыль 200 млн рублей. Если же она откажет, то компания может потерять 150 млн руб. По оценкам гл. инженера,

вероятность отказа новой производственной линии составляет 0,6.

Модернизация старой линии обойдется в 10 млн рублей. После модернизации старая линия может принести прибыль в 100 млн руб., если не произойдет отказа, при отказе убыток составит 60 млн руб. Вероятность безотказной работы модернизированной линии оценивается как 0,45. Следует ли монтировать новую производственную линию или модернизировать старую?

Какова ожидаемая стоимостная ценность наилучшего решения?

2. Метод анализа иерархий

Типовое задание: Выберите тему исследования. Соберите описательный материал по данной теме и приведите словесное описание исследуемых вариантов вашего объекта исследования. Произведите описание, оценку и выбор наилучшего объекта (услуги) из шести вариантов по шести критериям,

используя метод анализа иерархий.

Контрольные вопросы

1.Что является предметом системного анализа?

2.Каковы основные идеи системного подхода?

3.Какие задачи решает системный анализ?

4.Что означает термин «системный анализ»?

5.Что является входным и выходным элементом банка, магазина,

производственного предприятия, страховой компании, автотранспортного предприятия, холодильника, стиральной машины, института?

6. Входами какой другой системы могут быть выходы магазина,

холодильника, производственного предприятия, института? 7.Выходы каких систем оказывают влияние на данные системы?

8.Какие факторы влияют на свойства системы?

9.Какие свойства характерны для организационно-технических систем?

10.Для чего используется схема системного анализа, из каких шагов она состоит?

11.Как определяется сложность системы?

12.Чем отличаются термины «системный подход», «системный анализ»,

«системология»?

13.Каковы основные причины распространения системного подхода?

14.Объясните, для чего нужно формулировать конкретную цель при проектировании системы?

15.Как строится дерево целей?

16.Какие критерии используются при определении размеров дерева?

17.Из каких шагов состоит алгоритм декомпозиции?

18.Какие уровни выделяют при декомпозиции?

19.Объясните на примере, как строится дерево решений?

20.Что понимается под принятием решений?

21.От каких факторов зависит принятие решений?

22. Что такое альтернатива, множество альтернатив, система предпочтений?

24. Из каких этапов состоит процесс принятия решений?

Список литературы

1. Голубева, Т. Б.. Основы моделирования и оптимизации процессов и систем сервиса : учебное пособие. / Голубева, Т. Б. ; Т. Б. Голубева. – Екатеринбург :

Издательство Уральского университета, 2017. – 108 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/106749.html. – ISBN ISBN 978-5-7996-2109-4.

2. Секлетова Н. Н.. Системный анализ и принятие решений : Учебное пособие. / Секлетова Н. Н., Тучкова А. С. ; Н. Н. Секлетова, А. С. Тучкова. – Самара :

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2017. – 83 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/75407.html. 3. Папкова Марианна Дмитриевна. Системный анализ : учеб.-метод. пособие по подгот. к лекц. и практ. занятиям (включая рекомендации по орг. самостоят.

работы) для обучающихся по дисциплине "Системный анализ" по направлению подгот. 27.03.05 Инноватика, профиль Управление инновациями

(в стр-ве). / Папкова Марианна Дмитриевна ; Нижегор. гос. архит.-строит. ун-

т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2018. – 1 CD ROM. – URL: URL: http://catalog.nngasu.ru/MarcWeb2