Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Финансовая разведка. Учебное пособие
.pdf
Теоретические основы системного анализа
определенный документ. Если документ представляет собой результат выполнения какой-либо работы, он является
конечным; если же он будет использоваться в дальнейшем
ходе выполнения работ, такой документ будет начальным.
Под работой понимается определенная задача или функция,
выполняемая элементом органа управления.
Графоаналитический метод основан на анализе матрицы
смежности информационного графа. В данном случае исходными для анализа информационных потоков являются
данные о парных отношениях между наборами информационных элементов, формализуемые в виде матрицы смежности.
Под информационными элементами понимают различные
типы входных, промежуточных и выходных данных. Матрица
смежности — квадратная бинарная матрица с количеством
строк (и столбцов), равным количеству информационных
элементов. В каждой позиции матрицы смежности записывают единицу, если между соответствующими элементами
матрицы существует отношение, т.е. информация одного
документа используется при формировании другого, и в
соответствующей позиции ставится ноль, если отношения
нет. Далее матрице смежности ставится в соответствие граф
информационных взаимосвязей. Множеством вершин графа
является множество информационных элементов, дуги отражают взаимосвязи между элементами. Дуга присутствует, если
в матрице смежности отношение между элементами отмечено
единицей, и отсутствует в противном случае. Анализ графа
позволяет выявить информационную зависимость между
входными, промежуточными и выходными документами,
характер зависимости, установить направление движения
информации. Графоаналитический метод является развитием
метода с использованием сетевой модели и позволяет проводить более детальный анализ информационных потоков.
Метод с использованием графов типа «дерево» применяют
для описания системы потоков информации. Строятся граф
взаимосвязи показателей и так называемые графы расчетов,
описывающие преобразование информации в процессе формирования отдельных показателей. При построении дерева
взаимосвязи показателей ребра ориентируют с учетом иерархии от исходных к результирующим. Такой подход позволяет строить графы с более высокой степенью укрупнения.
Полученный комплекс графов отражает процесс движения
и преобразования информации в системе.
111
Глава 4
4.5. Моделирование сложных систем
На основании изложенных в предыдущих параграфах
методов и подходов решаются задачи этапов изучения структуры системы, выявления параметров, характеризующих
функционирование системы и влияющих на эффективность
и качество ее работы, анализа информационных потоков,
циркулирующих в системе. Данные этапы работы являются
предварительными при построении модели системы; цель
этих этапов — выявление основных структурных элементов,
динамических и информационных компонентов системы. После выяснения этих вопросов переходят к решению основной
задачи — построению модели системы.
Моделью называют некий объект, который в определенных условиях может заменять оригинал, воспроизводя
интересующие свойства и характеристики оригинала. Модели бывают материальные и абстрактные. Разновидностью
абстрактных моделей являются математические модели. Они
и будут объектом дальнейшего рассмотрения.
Построение математической модели системы есть процесс формализации определенных сторон существования,
жизнедеятельности системы, ее поведения с точки зрения
конкретной решаемой задачи. Различают статические и динамические модели. Статическая модель отражает конкретное
состояние объекта. Примером статической модели является
структурная схема системы. Динамическая модель описывает процесс изменения состояний системы. При решении
задач системного анализа цели исследования заключаются
в изучении характеристик системы, прогнозировании путей
развития системы, сравнении вариантов развития и т.п.,
т.е. интересуются в основном вопросами динамического
поведения систем. Следовательно, можно сказать, что динамические модели находят более широкое применение, чем
статические.
Следующий вопрос, на котором необходимо остановиться
при обсуждении подходов к построению математической модели, — это целевое предназначение модели. Перед тем как
приступать к созданию математической модели, необходимо
уяснить существо решаемой задачи, для которой создается
данная модель. Ошибочным будет разработка модели системы, описывающая все стороны, все аспекты существования
112
Теоретические основы системного анализа
и развития системы. Такая модель будет излишне громоздка и,
скорее всего, не пригодна для проведения каких-либо серьезных исследований. Модель всегда должна быть конкретной,
нацеленной на решение поставленной задачи. Для оценки
характеристик надежности системы необходимо строить
модель надежностную, для решения задач прогнозирования
развития производственных процессов — производственную
модель, для решения экономических задач — экономическую
модель. Если перед системными аналитиками ставится задача
исследования ряда аспектов, то целесообразнее создавать несколько моделей, а не пытаться разрабатывать одну всеобъемлющую модель. Правда, в этом случае необходимо, чтобы
разные модели, отражающие различные аспекты существования и развития системы, были взаимосвязаны по входным
и выходным параметрам и характеристикам системы.
Такая взаимосвязь достигается путем проведения итеративных расчетов на моделях, т.е. осуществляется последовательный расчет моделей. Те параметры, которые известны до
проведения расчетов, задаются в качестве входных в каждой
из моделей, где их присутствие необходимо. Недостающие
параметры получают расчетным путем и последовательно
включают в модели от первой к последующим по мере проведения расчетов. На начальном этапе эти параметры заменяют оценками, принадлежащими области определения
параметра. По мере получения результатов модели должны
уточняться, и процесс расчетов по уточненным моделям
должен повторяться. В этом заключается итеративность процесса. Расчеты прекращаются, когда исследователь отмечает
сходимость процессов уточнения параметров.
Выделяют два класса математических моделей: аналити-
ческие и имитационные. В аналитических моделях поведение
сложной системы записывается в виде некоторых функциональных соотношений или логических условий. Наиболее
полное исследование удается провести в том случае, когда получены явные зависимости, связывающие искомые величины
с параметрами сложной системы и начальными условиями ее
изучения. Однако это удается выполнить только для сравнительно простых систем. Для сложных систем исследователю
приходится идти на упрощение реальных явлений, дающее
возможность описать их поведение и представить взаимодействия между компонентами сложной системы. Это позволяет
изучить хотя бы некоторые общие свойства сложной системы,
113
Глава 4
например, оценить устойчивость системы, характеристики
надежности и т.п. Для построения математических моделей
имеется мощный математический аппарат (функциональный анализ, исследование операций, теория вероятностей,
математическая статистика, теория массового обслуживания
и т.д.). Наличие математического аппарата и относительная
быстрота и легкость получения информации о поведении
сложной системы способствовало повсеместному и успешному распространению аналитических моделей при анализе
характеристик сложных систем.
Когда явления в сложной системе настолько сложны
и многообразны, что аналитическая модель становится слишком грубым приближением к действительности, системный
аналитик вынужден использовать имитационное моделирование. В имитационной модели поведение компонентов
сложной системы описывается набором алгоритмов, которые
затем реализуют ситуации, возникающие в реальной системе.
Моделирующие алгоритмы позволяют по исходным данным,
содержащим сведения о начальном состоянии сложной системы, и фактическим значениям параметров системы отобразить реальные явления в системе и получить сведения о возможном поведении сложной системы для данной конкретной
ситуации. На основании этой информации аналитик может
принять соответствующие решения. Отмечается, что предсказательные возможности имитационного моделирования
значительно меньше, чем у аналитических моделей.
Вопрос о том, какой модели следует отдать предпочтение
при проведении исследований характеристик системы, не
является очевидным. Аналитическая модель имеет некоторые
преимущества по сравнению с имитационной моделью: вопервых, она дает решение поставленной задачи в законченной форме; во-вторых, применение аналитической модели
обеспечивает глубину анализа. С помощью аналитических
моделей можно проводить исследование характеристик
в некоторой области определения параметров, в которой
модель адекватна описываемым явлениям или процессам.
Применение аналитических моделей позволяет получить
решение в виде функциональной зависимости исследуемых
характеристик от параметров модели.
Имитационная модель за один цикл ее применения производит расчет характеристик в одной точке. Для получения
114
Теоретические основы системного анализа
функциональной зависимости выходной характеристики от
параметров модели необходимо провести многократные расчеты на имитационной модели, построить аналитическую
модель для сложной системы очень трудно. При таком построении требуется принимать существенные упрощающие
предположения, которые могут привести к тому, что построенная модель будет неадекватна описываемым процессам
или явлениям. В этом смысле имитационные модели имеют
преимущества, так как они могут быть построены в самых
общих предположениях о функционировании системы.
Следовательно, имитационные модели могут быть более
адекватны. К недостаткам аналитических моделей относится
также и то, что простая модификация проекта или изменение
предположений о функционировании элементов структуры
может потребовать коренной перестройки модели, в то время
как у имитационной модели следует изменить лишь входную
информацию.
Рассмотрим простой пример. Пусть необходимо оценить
характеристики надежности системы, структура которой
известна. Если проводить расчеты в предположении об
отсутствии восстановительных мероприятий после отказов
элементов, то аналитическая модель для такого расчета
строится с использованием логико-вероятностного подхода.
Если изменить предположения и считать, что после отказа
элементов осуществляется восстановление и потоки отказов
и восстановлений пуассоновские, то для расчета надежности
используются уравнения Колмогорова-Чепмена. Если же
будем предполагать восстановление элементов, но потоки
отказов или восстановлений описывать не пуассоновским,
а каким-нибудь другим распределением, то для построения
моделей расчета надежности необходимо использовать аппарат теории восстановления. В имитационной модели в этом
случае меняются лишь входные данные.
Таким образом, на основании сказанного нельзя однозначно решить, какая модель лучше. Обе модели являются
полезным инструментом исследования, и об их соответствии
решаемым проблемам надо судить в контексте конкретного
применения. В задачах системного анализа целесообразно
проводить комбинированные исследования, использующие
как аналитические, так и имитационные модели.
115
Глава 4
4.6. Определение целей системного анализа
Для традиционных наук начальный этап работы заключается в постановке формальной задачи, которую надо решать.
В исследовании сложной системы это промежуточный результат, которому предшествует длительная работа по структурированию исходной проблемы. Начальный пункт определения
целей в системном анализе связан с формулированием проблемы. Необходимость системного анализа возникает тогда,
когда заказчик уже сформулировал свою проблему, т.е. проблема не только существует, но и требует решения. Однако
системный аналитик должен отдавать себе отчет в том, что
сформулированная заказчиком проблема представляет собой
приблизительный рабочий вариант.
Причины, по которым исходную формулировку проблемы
необходимо считать в качестве первого приближения, состоят в следующем. Система, для которой формулируется цель
проведения системного анализа, не является изолированной.
Она связана с другими системами, входит как часть в состав
некоторой надсистемы. И поэтому, формулируя проблему
для рассматриваемой системы, необходимо учитывать, как
решение данной проблемы отразится на системах, с которыми
связана данная система. Неизбежно планируемые изменения
затронут и подсистемы, входящие в состав данной системы,
и надсистему, содержащую данную систему. Таким образом,
к любой реальной проблеме следует относиться не как к отдельно взятой, а как к объекту из числа взаимосвязанных
проблем.
Другая причина того, что к сформулированной заказчиком
проблеме следует относиться как к первоначальному рабочему варианту, состоит в том, что она (проблема) является его
рабочей моделью, его взглядом на проблемную ситуацию.
В реальной жизни необходимо учитывать позиции всех заинтересованных сторон. Учет мнений всех заинтересованных
сторон приводит к дополнениям, уточнениям первоначального варианта описанной проблемы. Следовательно, системное
исследование проблемы должно начинаться с ее расширения
до системы проблем, связанных с исследуемой, без учета
которых она не может быть решена. Это расширение должно происходить как с учетом связей данной системы с нади подсистемами, так и с точки зрения углубления данной
проблемы, ее детализации.
116
Теоретические основы системного анализа
Для формулирования системы проблем необходимо сформировать перечень заинтересованных лиц, так или иначе
связанных с работами по системному анализу. В данный
перечень следует включать, во-первых, клиента, который
ставит проблему, заказывает и оплачивает системный анализ. Именно заказчик формулирует исходную проблему
системного анализа. Далее включаются лица, принимающие
решения, от полномочий которых зависит решение проблемы. Необходимо учитывать мнения активных участников
решения проблемы, поскольку они будут осуществлять основные работы по реализации принятых решений. Следующий
контингент — пассивные участники, те, на ком скажутся
последствия решения проблемы. На этапе формулирования проблемы необходимо учитывать, к каким изменениям
приведут внедрения мероприятий проведенного системного
анализа и как это отразится на пассивных участниках. И,
наконец, требуется включать в перечень самого системного
аналитика и его сотрудников главным образом для того, чтобы
предусмотреть возможность минимизации его влияния на
остальных заинтересованных лиц.
При формулировании системы проблем системный аналитик должен следовать некоторым рекомендациям. Во-первых,
за основу должно браться мнение заказчика. Как правило,
в качестве такового выступает руководитель организации, для
которой проводится системный анализ. Именно он генерирует исходную формулировку проблемы. Далее системный
аналитик, ознакомившись со сформулированной проблемой,
должен уяснить задачи, которые были поставлены перед
руководителем, ограничения и обстоятельства, влияющие
на поведение руководителя, противоречивые цели, между
которыми он старается найти компромисс. Насколько это
возможно, следует выяснить личные качества руководителя,
его склонности и предубеждения.
Далее системный аналитик должен изучить организацию,
для которой проводится системный анализ. Необходимо
тщательно ознакомиться с существующей иерархией управления, функциями различных групп, а также предыдущими
исследованиями соответствующих вопросов, если таковые
проводились. Аналитик должен воздерживаться от высказывания своего мнения о проблеме и от попыток втиснуть
ее в рамки своих прежних представлений ради того, чтобы
117
Глава 4
использовать желательный для себя подход к ее решению.
Наконец, аналитик не должен оставлять непроверенными
утверждения и замечания руководителя. Как уже отмечалось,
проблему, сформулированную руководителем, необходимо,
во-первых, расширять до комплекса проблем, согласованных
с над- и подсистемами, и, во-вторых, согласовывать ее со
всеми заинтересованными лицами.
Следует также отметить, что каждая из заинтересованных
сторон имеет свое видение проблемы, отношение к ней. Поэтому при формулировании комплекса проблем необходимо
учитывать, какие изменения и почему хочет внести та или
другая сторона. Кроме того, проблему необходимо рассматривать всесторонне, в том числе и во временном, историческом плане. Требуется предвидеть, как сформулированные
проблемы могут измениться с течением времени или в связи
с тем, что исследование заинтересует руководителей другого
уровня. Формулируя комплекс проблем, системный аналитик
должен дать развернутую картину того, кто заинтересован
в том или ином решении.
После того, как сформулирована проблема, которую
требуется решить в ходе выполнения системного анализа,
переходят к определению цели. Определить цель системного
анализа — это означает ответить на вопрос, что надо сделать
для снятия проблемы. Сформулировать цель — значит указать
направление, в котором следует двигаться, чтобы разрешить
существующую проблему, показать пути, которые уводят от
существующей проблемной ситуации.
В определении цели было отражено, что цель — это желаемый результат развития системы. Таким образом, сформулированная цель системного анализа будет определять весь
дальнейший комплекс работ. Следовательно, цели должны
быть реалистичны. Задание реалистичных целей направит
всю деятельность по выполнению системного анализа на
получение определенного полезного результата. Важно также отметить, что представление о цели зависит от стадии
познания объекта, и по мере развития представлений о нем
цель может быть переформулирована. Изменение целей во
времени может происходить не только по форме (в силу все
лучшего понимания сути явлений, происходящих в исследуемой системе), но и по содержанию (вследствие изменения
объективных условий и субъективных установок, влияющих
118
Теоретические основы системного анализа
на выбор целей). Сроки изменения представлений о целях,
старения целей различны и зависят от уровня иерархии рассмотрения объекта. Цели более высоких уровней долговечнее. Динамичность целей должна учитываться в системном
анализе.
При формулировании цели нужно учитывать, что на цель
оказывают влияние как внешние по отношению к системе
факторы, так и внутренние. При этом внутренние факторы
являются такими же объективно влияющими на процесс
формирования цели факторами, как и внешние.
Далее следует отметить, что даже на самом верхнем уровне иерархии системы имеет место множественность целей.
Анализируя проблему, необходимо учитывать цели всех заинтересованных сторон. Среди множества целей желательно
попытаться найти или сформировать глобальную цель. Если
этого сделать не удается, следует проранжировать цели в порядке их предпочтения для снятия проблемы в анализируемой
системе.
Исследование целей заинтересованных в проблеме лиц
должно предусматривать возможность их уточнения, расширения или даже замены. Это обстоятельство является
основной причиной итеративности системного анализа.
4.7. Особенности процесса формирования критериев
и генерирования альтернатив
Критерий — это мерило оценки, способ сравнения альтернатив. Необходимо различать понятия «критерий» и «критериальная функция». Критерием альтернативы может служить
любой ее признак, значение которого можно зафиксировать
в порядковой или более сильной шкале. После того как
критерий сформирован, т.е. найдена характеристика, оценки
которой будут положены в основу сравнения альтернатив,
появляется возможность на их основе ставить задачи выбора
и оптимизации.
Задача формирования критериев решается непосредственно после того, как сформулированы цели системного
анализа. Ситуация становится понятной, если к критериям
относиться как к количественным моделям качественных
целей. Задача системного аналитика состоит в том, чтобы
формализовать проблемную ситуацию, возникающую в ходе
119
Глава 4
системного анализа. Этой цели как раз и служит этап формирования критериев. Сформированные критерии в некотором
смысле должны заменять цели. От критериев требуется как
можно большее сходство с целями, чтобы оптимизация по
критериям соответствовала максимальному приближению
к целям. Выполняя данный этап, необходимо сознавать, что
критерии не могут полностью совпадать с целями. Одной из
причин этого является то, что критерии и цели формулируются в разных шкалах: цели — в номинальных, критерии —
в более сильных, допускающих упорядочение. Критерий
является отображением ценностей, воплощенных в целях,
на параметры альтернатив, допускающие упорядочение.
Определение значения критерия для данной альтернативы
является косвенным измерением степени ее пригодности как
средства достижения цели.
Формирование критериев — это достаточно трудная и серьезная задача. Редко бывает так, что решение лежит на поверхности. Зачастую для формирования хорошего критерия,
адекватно отражающего цель системного анализа, приходится
прибегать к неформализуемым процедурам. Неформализуемые, творческие, эвристические этапы играют важную роль
в процессе формирования критериев. При решении задач
системного анализа возникает ситуация, когда невозможно
предложить один критерий, адекватно отражающий цель исследования: даже одну цель редко удается выразить одним
критерием, хотя к этому необходимо стремиться. Критерий,
как и всякая модель, лишь приближенно отображает цель;
адекватность одного критерия может оказаться недостаточной. Поэтому решение может состоять не обязательно в поиске более адекватного критерия, оно может выражаться
в использовании нескольких критериев, описывающих одну
цель по-разному и дополняющих друг друга.
Задача усложняется, когда сформулировано несколько
целей системного анализа, отражающих разные системы
ценностей. В этом случае исследователь тем более вынужден
формировать несколько критериев и в последующем решать
многокритериальную задачу. Таким образом, можно отметить,
что многокритериальность является способом повышения
адекватности описания цели. Однако введение многокритериальности в задачах системного анализа не должно быть
самоцелью. Качество постановки задачи заключается не
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]