Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы системного анализа. В 2 частях. Ч.2. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

В. М. ГЛУШАНЬ

О. Р. НОРКИН

С. С. ПАРФЕНОВА

ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Учебное пособие

в двух частях

Часть 2

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2023

УДК 681.51(075.8) ББК 32.81я73 Г555

Печатается по решению кафедры систем автоматизированного

проектирования Института компьютерных технологий и

информационной безопасности (протокол № 11 от 14 апреля 2023 г.)

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатики

Таганрогского института имени А. П. Чехова Я. Е. Ромм

кандидат технических наук, доцент кафедры математического обеспечения

и применения ЭВМ Южного федерального университета И. Г. Данилов

Глушань, В. М.

Г555 Основы системного анализа : учебное пособие : в 2 ч. /

В. М. Глушань, О. Р. Норкин, С. С. Парфенова ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2023.

ISBN 978-5-9275-4111-9 Часть 2. – 128 с. ISBN 978-5-9275-4428-8 (Ч. 2)

Данное пособие представляет вторую часть учебного пособия «Основы си-

стемного анализа», изданного в 2022 году. В него включены четыре раздела: качественные методы оценки сложных систем, измерительные шкалы, количественные методы оценки сложных систем и примеры решения системных задач. Пособие ориентировано на обучаемых по направлению «Информатика и вычислительная техника», но может быть полезным обучаемым и по другим направлениям.

УДК 681.51(075.8)

ББК 32.81я73 ISBN 978-5-9275-4428-8 (Ч. 2) ISBN 978-5-9275-4111-9

Южного федерального университета, 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. КАЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ .............. 5

1.1. О роли и назначении системного анализа ............................................ 5

1.2. Методы качественного оценивания систем ......................................... 6

1.2.1. Метод мозгового штурма ............................................................... 7

1.2.2. Синектика ...................................................................................... 11

1.2.3. Морфологический метод .............................................................. 16

1.2.4. Методы сценариев ........................................................................ 19

1.2.5. Метод экспертных оценок ............................................................ 22

1.2.6. Метод Дельфи ............................................................................... 24

1.2.7. Метод Дельфи в реальном времени ............................................. 29

1.2.8. Метод дерева целей и его разновидности ................................... 31

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .................................................................... 40

2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ШКАЛЫ ................................................................... 42

2.1. Введение к вопросу об измерениях и шкалах .................................... 42

2.1.1. Номинальная шкала ...................................................................... 46

2.1.2. Порядковая шкала ........................................................................ 47

2.1.3. Шкала интервалов ........................................................................ 54

2.1.4. Шкала отношений......................................................................... 57

2.1.5. Абсолютная шкала........................................................................ 59

2.1.6. Особенности измерения времени ................................................ 60

2.1.7. Основные формулы обработки статистических измерений

в системном анализе ............................................................................... 66

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .................................................................... 69

3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ...... 70

3.1. Вводные замечания к количественным методам ............................... 70

3.2. Специфичные термины: альтернативы, критерии, риски ................. 73

3.3. Методика системного анализа PATTERN ......................................... 76

3.4. Метод анализа иерархий ..................................................................... 81

3.4.1. Общие сведения о МАИ ............................................................... 81

3.4.2. Методика применения МАИ ........................................................ 82

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .................................................................... 95

4. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ СИСТЕМНЫХ ЗАДАЧ ...................................... 96

4.1. Введение к разделу .............................................................................. 96

Оглавление

4.2. Метод ранжирования ........................................................................... 97

4.3. Парные сравнения ................................................................................ 98

4.4. Множественные сравнения ............................................................... 100

4.5. Непосредственная оценка .................................................................. 101

4.6. Метод Черчмена – Акоффа ............................................................... 102

4.7. Системное представление исследуемого объекта ............................ 105

4.8. Выбор наилучшей альтернативы методом экспертных оценок ...... 108

4.9. Задача о выборе коммуникатора (метод SMART) ........................... 109

4.10. Задача о выборе коммуникатора (метод МАИ) .............................. 112

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .................................................................. 121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 122

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................ 124

Половина беспокойства в мире происходит от людей, пытающихся принимать решения без достаточного знания того, на чём основывается решение. Решение должно быть не любым, а оптимальным.

А. Рапопорт – профессор психологии и

математики в Университете Торонто

1. КАЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

1.1. О роли и назначении системного анализа

Последний раздел первой части учебного пособия был посвящен методам моделирования систем. О моделировании можно говорить и писать бесконечно. Сохраняя преемственность, вторую часть учебного пособия мы начнем с существенно важного утверждения относительно моделирования, приведенного в [1] о том, что «центральной процедурой системного анализа является построение обобщенной модели проектируемой сложной системы и последующее ее исследование». В цитируемой статье также отмечается, что особую актуальность моделирование приобретает при синтезе крупномасштабных систем, являющихся разновидностью сложных систем. Крупномасштабные системы отличаются комплексным взаимодействием входящих в них частей, распределенных на значительных территориях, и требуют для их содержания и развития значительных материальных затрат. Системный анализ в отличие от других системных дисциплин, таких как общая теория систем, исследование операций, системотехника, системные исследования и др. находит наиболее широкое практическое применение. Поэтому закономерно считают, что он является наиболее конструктивным из всех системных дисциплин. В [2] выделены следующие особенности системного анализа:

1) применяется в тех случаях, когда задача (проблема) не может быть

сразу представлена и решена с помощью формальных, математических методов, т. е. имеет место большая начальная неопределенность проблемной

ситуации и многокритериальность задачи;

2) уделяет внимание процессу постановки задачи и использует не

только формальные методы, но и методы качественного анализа (на это уже обращалось внимание в 1-й части пособия);

1. Качественные методы оценки сложных систем

3) опирается на основные понятия теории систем и философские кон-

цепции, лежащие в основе исследования общесистемных закономерностей (о значении роли философов также упоминалось в 1-й части пособия);

4) помогает организовать процесс коллективного принятия решений,

объединяя специалистов различных областей знаний;

5) для организации процесса исследования и принятия решений требу-

ет обязательной разработки методики системного анализа, определяющей последовательность этапов проведения анализа и методы их выполнения;

6) исследует процессы целеобразования и разработки средств работы с

целями (в том числе занимается разработкой методик структуризации целей);

7) основным методом системного анализа является расчленение большой неопределенности на более обозримые, лучше поддающиеся исследованию, при сохранении целостного (системного) представления об объекте исследования и проблемной ситуации.

Следует отметить, что первые четыре особенности характерны для

всех направлений системных исследований, а оставшиеся уточняют отличие системного анализа от других системных направлений.

Исходя из вышеперечисленных пп. 2–4, вытекает целесообразность их

конкретизации, т.е. более полного и развернутого представления.

1.2. Методы качественного оценивания систем

Прежде чем переходить к рассмотрению указанных в заголовке под-

раздела методам, следует остановиться на используемом в нем слова «качественные». Дело в том, что это слово не предполагает применения какихлибо количественных оценок, обоснованно используемых лишь в тех случаях, когда для оценок применяются вполне определенные единицы меры: длины, времени, скорости и т. д. В то же время, на практике часто применяются численные оценки (искусственные), когда приходится использовать мнения опытных специалистов в соответствующей области – экспертов. Например, в соревнованиях по многим видам спорта – фигурном катании, прыжках в воду и др. качество исполнения оценивается в баллах, т. е. численно. Такая же ситуация возникает и в системном анализе. В связи с этим, у изучающих дисциплину системный анализ, может возникнуть недоразумение, почему методы называются «качественными»? На это обращено

1.2. Методы качественного оценивания систем

внимание в [3, 4], в которых отмечается, что эти методы исторически возникли и развивались как самостоятельные и вначале были названы качественными. Поэтому называть их по традиции качественными следует лишь условно.

Качественные методы используются на начальных этапах исследова-

ния путем моделирования, если реальная система не может быть выражена в количественных характеристиках и отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей. В результате такого моделирования разрабатывается концептуальная модель системы. Количествен- ные методы используются на последующих этапах моделирования для количественного анализа альтернативных вариантов системы.

Большинство из рассматриваемых ниже методов берут свое начало в

области психологии и изначально предназначались для активизации творческих способностей. Но практика показала, что они успешно могут быть применены и в процессах качественного оценивания систем. Первыми и популярными методами стали «мозговой штурм», который иначе еще называют «коллективной генерацией идей», и «синектика» [5].

1.2.1. Метод мозгового штурма

«Мозговой штурм» – один из наиболее популярных методов психоло-

гической активизации коллективной творческой деятельности, разработан американским предпринимателем и изобретателем А. Осборном в 1953 г. Он применяется для получения новых идей в науке, технике, административной и торговой деятельности.

Для устранения психологических препятствий, вызываемых боязнью критики, А. Осборн предложил разделить во времени процессы генерирования идей и их критической оценки. В процессах участвуют разные люди. Эти мысли явились основой его метода, впоследствии названного прямым мозговым штурмом.

Основные правила мозгового штурма.

1. Задачу последовательно решают 2 группы людей по 4–15 человек в каждой (оптимальный состав 6–12 человек). Первая группа только выдвигает различные идеи – это группа «генераторов идей». В ней желательно иметь людей, склонных к абстрагированию, с бурной фантазией. Задача «штурмуется» в течение 20–40 мин. Вторая группа – «эксперты» – по окон-

1. Качественные методы оценки сложных систем

чании штурма выносит суждение о ценности выдвинутых идей. В ее составе лучше работают люди с аналитическим, критическим складом ума. Условия задачи перед ее штурмом формулируются только в общих понятиях.

2. Основная задача группы «генераторов» – выдать за отведенное вре-

мя как можно больше идей (в том числе фантастических, явно ошибочных и шутливых). Чем нереальнее идеи, тем сильнее сказывается их действие на последующем процессе их генерации. Плохие идеи – это катализаторы, без них не будет и хороших идей. При окончательном разборе, который состоится позже, многие предложения окажутся бесполезными. Однако сам процесс должен вызвать бурный поток идей, которые следуют непрерывно, дополняя и взаимно обогащая друг друга. Коллективный разум помогает генерировать последовательность предложений. Регламент на каждую идею – не более двух минут. Все они высказываются без доказательств и записываются в протокол или фиксируются на различных носителях информации.

3. При генерации идей запрещена всякая критика, не только явная сло-

весная, но и скрытая – в виде скептических улыбок, мимики, жестов и т. д. В ходе штурма между участниками должны быть установлены свободные и доброжелательные отношения. Надо, чтобы идея, выдвинутая одним участником штурма, подхватывалась и развивалась другим. Рекомендуется приглашать на штурм людей разных специальностей и разного уровня образования.

Нежелательно включать в одну группу людей, присутствие которых

может в какой-то степени стеснять других, например, руководителей и подчиненных.

4. Экспертизу и отбор идей после окончания процесса генерирования следует проводить очень внимательно. При их оценке надо тщательно продумывать все идеи, даже те, которые считаются несерьезными, нереальными или абсурдными.

5. Процессом решения задачи управляет руководитель «штурма», который обеспечивает соблюдение всех условий и правил.

Руководитель должен выполнять свои обязанности без приказаний и

критики, направлять работу в нужное русло. Он задает различные вопросы, иногда что-то подсказывает или уточняет, не допуская при этом перерывов

1.2. Методы качественного оценивания систем

в беседе. Кроме того, ему нужно следить за тем, чтобы высказывание идей не происходило только в рациональном направлении. В противном случае руководитель должен сам высказать заведомо фантастическую идею или объявить «пятиминутку» для высказывания только непрактичных идей.

6. Если задача не решена в ходе штурма, можно повторить процесс решения (однако лучше это сделать с другим коллективом). Когда же повторная сессия проводится с тем же коллективом, проблему нужно обсудить в ином аспекте или в более широкой формулировке, что делает старую задачу неузнаваемой. Участники штурма воспринимают ее как новую, и это способствует движению мыслей по другому руслу.

Позже появился целый ряд разновидностей метода мозгового штурма: индивидуальный, обратный, парный и массовый, двухступенчатый, с оценкой идей, «конференция идей», с дополнительным сбором предложений и т. д.

Мозговой штурм может проводиться и индивидуально, одним человеком путем последовательного генерирования идей и последующим их оцениванием.

В обратном мозговом штурме основное значение придают критике. Задачу подбирают не общего характера, а более конкретную. Особенность метода и его эффективность заключаются в раскрытии противоречий, дефектов, недостатков и ограничений технического объекта или высказанной идеи, которые надо усовершенствовать.

Появилось также много различных модификаций этого метода. Так, предложенная американцем Дж. Филипсом массовая мозговая атака, предназначена для увеличения эффективности генерирования новых идей в большой аудитории. Всех участников делят на оперативные группы по 5–7 человек. Руководители групп за 2–3 дня предупреждаются о предстоящей сессии, знакомятся с порядком ее проведения и с задачей, которую нужно решать. Сессия начинается с прямых коллективных мозговых атак в оперативных группах. Задача формулируется как личная. Например, «Как увеличить надежность системы выявления дефектов в металлических деталях, с которой каждый из вас имеет дело?» Задание, поставленное таким образом, стимулирует творческую активность. Оптимальное время работы оперативных групп 15 мин. После этого руководители групп в течение 5–7 мин оценивают полученные идеи и выбирают из них по 3–4 для сооб-

1. Качественные методы оценки сложных систем

щения массовой аудитории. Затем обсуждение продолжается с большой аудиторией.

Мозговой штурм с оценкой идей, разработанный в подразделениях фирмы «Дженерал Электрик», предназначен для решения сложных конструкторских задач, когда желательно использовать знания и опыт творческого коллектива. Решение осуществляется путем последовательного выполнения следующих основных шагов: постановки задачи, прямого «мозгового штурма», предварительной оценки идей, сбора предложений, окончательной оценки идей, группового просмотра идей, обобщающего доклада, сбора и обобщения комментариев по докладу.

Установлено, что чем сложнее проблема, тем продолжительнее реакция на поставленную задачу, дающая положительный эффект. Так, например, в ходе одного мозгового штурма за 44 мин получили 105 предложений, а на следующий день было подано еще 23 дополнительных предложения, четыре из которых оказались лучше любого из первых 105. В связи с этим в СССР предложено на следующий день после мозгового штурма производить дополнительный сбор предложений.

В бывшей ГДР мозговой штурм получил дальнейшее развитие в виде метода конференции идей, более приспособленного к условиям социалистического строя.

Наилучшие результаты метод дает при рассмотрении проблем организационного характера (например, найти новое применение выпускаемой продукции, найти новую форму рекламы и т. д.) и при решении относительно несложных изобретательских задач.

Наряду с общепризнанной популярностью мозгового штурма появились исследования, опровергающие его эффективность. В 1963 г. по идее профессора психологии университета штата Миннесота Марвина Даннетта был проведен эксперимент по сравнению количества и качества идей, полученных по методу мозгового штурма и в процессе индивидуального осмысливания проблемы. Эксперимент проводился в компании Minnesota Mining and Manufacturing. В нём участвовали как учёные-исследователи компании, так и менеджеры по рекламе.

Самый главный результат этих исследований: эффективность процесса мозгового штурма снижается по мере увеличения численности группы. В пределе идеальное количество участников в группе – один.

1 / 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]