
- •Прикладной системный анализ
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Возникновение и развитие системных представлений
- •1.1. Роль системных представлений в практической деятельности
- •1.2. История развития системных представлений
- •1.3. Контрольные вопросы
- •2. Модели и моделирование
- •2.1. Моделирование – неотъемлемый этап любой человеческой деятельности
- •2.2. Способы воплощения моделей
- •2.3. Соответствие между моделью и реальностью: различия
- •2.4. Соответствие между моделью и реальностью: сходство
- •2.5. Контрольные вопросы
- •3. Системы. Модели систем
- •3.1. Первое определение системы
- •3.2. Модель черного ящика
- •3.3. Модель состава системы
- •3.4. Модель структуры системы
- •3.5. Второе определение системы. Структурная схема системы.
- •Графы, соответствующие различным структурам: а) линейная структура; б) древовидная структура; в) матричная структура; г) сетевая структура.
- •3.6. Динамические модели систем
- •Большие и сложные системы
- •Искусственные и естественные системы
- •Контрольные вопросы
- •Роль измерений в создании моделей систем
- •Эксперимент и модель
- •Измерительные шкалы
- •Контрольные вопросы
- •Выбор. Принятие решений
- •5.1. Многообразие задач выбора
- •Критериальный язык описания выбора
- •Групповой выбор
- •Выбор в условиях неопределенности
- •Достоинства и недостатки идеи оптимальности
- •Выбор и отбор
- •Контрольные вопросы
- •Декомпозиция и агрегатирование – процедуры системного анализа
- •6.1. Анализ и синтез в системных исследованиях
- •Модели систем как основания декомпозиции
- •Алгоритмизация процесса декомпозиции
- •Агрегатирование, эмерджентность, внутренняя целостность систем
- •Виды агрегатирования
- •Контрольные вопросы
- •О неформализуемых этапах системного анализа
- •7.1. Что такое системный анализ?
- •Формулирование проблемы
- •Выявление целей
- •Формирование критериев
- •Генерирование альтернатив
- •Алгоритмы проведения системного анализа
- •7.7. Рабочие этапы реализации системного анализа.
- •7.8. Некоторые практические результаты применения системного анализа
- •7.9. Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Некоторые мысли о ключевых понятиях са
- •Литература
- •Содержание ргр
- •Образец ргр
- •1. Система: ручная граната ргд-5 Модель «черного ящика»
- •Модель состава
- •Модель структуры
- •2. Перечень параметров и измерительные шкалы, которые должны быть использованы при измерении их величин в данной системе
- •3. Агрегатирование
- •Алгоритм для решения проблемы
- •5. Формальный алгоритм
- •Вопросы к зачету по курсу
Алгоритмы проведения системного анализа
Совершенствование любой деятельности состоит в ее алгоритмизации, т.е. в совершенствовании технологии. Ранее мы рассмотрели несколько вариантов алгоритма системного анализа. Системный аналитик может пользоваться той или иной последовательностью действий, в зависимости от типа решаемой проблемы. Перечислим основные средства исследования систем (этапы системного анализа), т.е. блоки, из которых может состоять процедура анализа конкретной системы:
Определение конфигуратора.
Определение проблемы и проблематики
Выявление целей.
Формирование критериев.
Генерирование альтернатив
Построение и использование моделей.
Оптимизация.
Выбор.
Декомпозиция.
Агрегатирование.
Исследование информационных потоков.
Исследование ресурсных возможностей.
Наблюдения и эксперименты над исследуемой системой.
Реализация, внедрение результатов системного анализа.
Итак, исследование каждой системы проводится с использованием любых необходимых методов и операций системного анализа, а их конкретная последовательность определяется ведущим исследование системным аналитиком и во многом носит приспособленный именно к данному случаю характер. Поэтому, в системном анализе переплетаются особенности, присущие как науке, так и искусству.
7.7. Рабочие этапы реализации системного анализа.
Первоначально целесообразно установить принципиальную последовательность этапов системного анализа (СА). Каждый автор предлагает свою классификацию, отражающую сферы его деятельности. При рассмотрении авторских классификаций выявляются большая общность воззрений и принципиальное единство подходов к разделению СА на этапы. В табл. 7.1 представлены классификации советско-российских и американских исследователей, представляющих различные школы СА.
В табл. 7.2 предлагается более углубленная и принципиальная последовательность работ системного анализа
Таблица 7.1
Сравнительная классификация этапов СА
По С.Л. Оптнеру |
По С. Янгу |
По Н.П. Федоренко |
По С. П. Никанорову |
Школа и объекты ее изучения | |||
Классическая американская школа СА, занимающаяся оценкой и выбором систем вооружения, промышленных систем и капиталовложений (Б. Радвиг, 3. Квейд) |
Школа системного проектирования и управления организациями
|
Советско-российская экономико-математическая школа, представители которой работают на высших уровнях планирования народного хозяйства |
Советско-российская школа, представители которой работают на отраслевом уровне и связаны с разработкой АСУ и пр.
|
Основные этапы СА | |||
Определение актуальности проблемы; определение целей; определение структуры ТС и ее дефектов; определение возможностей; нахождение альтернатив; оценка альтернатив; выработка решения; признание решения; запуск решения; управление реализацией решения; оценка реализации и ее последствий
|
Определение целей организации; выявление проблемы; диагностика (определение, распознавание); поиск решения; оценка и выбор альтернатив; согласование решения; утверждение решения; подготовка к вводу в действие; управление применением решения; проверка эффективности |
Формулирование проблемы; определение целей; сбор информации; разработка максимального количества альтернатив; отбор альтернатив; построение модели в виде уравнений, программ или сценария; оценка затрат; испытание чувствительности решения (параметрическое исследование)
|
Обнаружение проблемы; оценка актуальности проблемы; анализ ограничений проблемы; определение критериев; анализ существующей системы; поиск возможностей (альтернатив); выбор альтернативы; обеспечение признания; принятие решения (принятие формальной ответственности); реализация решения; определение результатов решения |
Таблица 7.2.
Этапы |
Научные инструменты |
I. Анализ проблемы | |
1. Обнаружение проблемы 2. Точное формулирование проблемы. 3. Анализ развития проблемы (в прошлом и в будущем). 4.Определение внешних связей проблемы (с другими проблемами). 5.Выявление принципиальной разрешимости проблемы |
Методы: сценариев, диагностический, деревьев целей, экономического анализа кибернетические модели
|
II. Определение системы | |
1. Специфика задачи. 2. Определение позиции наблюдателя. 3. Определение объекта. 4. Выделение элементов (определение границ разбиения системы). 5. Определение подсистем. 6. Определение среды |
Методы: матричные, кибернетические модели
|
III. Анализ структуры системы | |
1. Определение уровней иерархии (в ВС). 2. Определение аспектов и языков (в СС). 3. Определение процессов функций (в ДС). 4. Определение и спецификация процессов управления и каналов информации (в УС). 5. Спецификация подсистем. 6. Спецификация процессов, функций текущей деятельности (рутинных) и развития (целевых) |
Методы: диагностические, матричные, сетевые, морфологические, кибернетические модели
|
IV. Формулирование общей цели и критерия системы | |
1. Определение целей, требований надсистемы. 2. Определение целей и ограничений среды. 3. Формулирование общей цели. 4. Определение критерия. 5. Декомпозиция целей и критериев по подсистемам. 6. Композиция общего критерия из критериев подсистем |
Методы: экспертных оценок («Дельфи»), деревьев целей, экономического анализа, морфологический, кибернетические модели, нормативные операционные модели (оптимизационные, игровые, имитационные).
|
V. Декомпозиция цели, выявление потребностей в ресурсах и процессах | |
1. Формулирование целей — верхнего ранга. 2. Формулирование целей — текущих процессов. 3. Формулирование целей — эффективности. 4. Формулирование целей — развития. 5. Формулирование внешних целей и ограничений. 6. Выявление потребностей в ресурсах и процессах |
Методы: деревьев целей, сетевые, описательные модели, моделирования
|
VI. Выявление ресурсов и процессов, композиция целей | |
1. Оценка существующих технологии и мощностей. 2. Оценка современного состояния ресурсов. 3. Оценка реализуемых и запланированных проектов. 4. Оценка возможностей взаимодействия с другими системами. 5. Оценка социальных факторов. 6. Композиция целей |
Методы: экспертных оценок («Дельфи»), деревьев целей, экономического анализа
|
VII. Прогноз и анализ будущих условий | |
1. Анализ устойчивых тенденций развития системы. 2. Прогноз развития и изменения среды. 3. Предсказание появления новых факторов, оказывающих сильное влияние на развитие системы. 4. Анализ ресурсов будущего. 5. Комплексный анализ взаимодействия факторов будущего развития. 6. Анализ возможных сдвигов целей и критериев |
Методы; сценариев, экспертных оценок («Дельфи»), деревьев целей, сетевые, экономического анализа, статистический, описательные модели
|
VIII. Оценка целей и средств | |
1. Вычисление оценок по критерию. 2. Оценка взаимозависимости целей. 3. Оценка относительной важности целей. 4. Оценка дефицитности и стоимости ресурсов. 5. Оценка влияния внешних факторов, 6. Вычисление комплексных расчетных оценок |
Методы: экспертных оценок («Дельфи»), экономического анализа, морфологический метод
|
IX. Отбор вариантов | |
1. Анализ целей на совместимость и входимость. 2. Проверка целей на полноту. 3. Отсечение избыточных целей. 4. Планирование вариантов достижения отдельных целей. 5. Оценка и сравнение вариантов. 6. Совмещение комплекса взаимосвязанных вариантов |
Методы: деревьев целей, матричные, экономического анализа, морфологический
|
X. Диагноз существующей системы | |
1. Моделирование технологического и экономического процессов. 2. Расчет потенциальной и фактической мощностей. 3. Анализ потерь мощности. 4. Выявление недостатков организации производства и управления. 5. Выявление и анализ мероприятий по совершенствованию организации |
Методы: диагностические, матричные, экономического анализа, кибернетические модели
|
XI. Построение комплексной программы развития | |
1. Формулирование мероприятий, проектов и программ. 2. Определение очередности целей и мероприятий по их достижению. 3. Распределение сфер деятельности. 4. Распределение сфер компетенции. 5. Разработка комплексного плана мероприятий в рамках ограничений по ресурсам во времени. 6. Распределение по ответственным организациям, руководителям и исполнителям |
Методы: матричные, сетевые, экономического анализа, описательные модели, нормативные операционные модели
|
XII. Проектирование организации для достижения целей | |
1. Назначение целей организации. 2.Формулирование функций организации. 3. Проектирование организационной структуры. 4. Проектирование информационных механизмов. 5. Проектирование режимов работы. 6. Проектирование механизмов материального и морального стимулирования |
Методы: диагностические, деревьев целей, матричные, сетевые методы, кибернетические модели
|
Примечание. Неформальные методы: метод сценариев, метод экспертных оценок («Дельфи»), диагностические методы: графические методы: метод деревьев целей, матричные методы, сетевые методы; количественные методы: методы экономического анализа, морфологические методы, статистические методы; методы моделирования: кибернетические модели, описательные модели, нормативные операционные модели (оптимизационные, имитационные, игровые). |
Дадим комментарий ко всем 12 этапам СА.
I. 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.
II. Чтобы построить систему, проблему надо разложить на комплекс четко сформулированных задач. Позиция наблюдателя определяет критерий решения проблемы. В некоторых случаях определение объекта составляет наибольшую трудность для исследователя (так же как и определение народнохозяйственной системы и среды).
III. Произвол в выделении подсистем и реализуемых в них процессов неизбежно обрекает СА на неудачу. Выявление целей и процессов развития требует не только строгости логического мышления, но и умения найти контакт с работниками управления.
IV. Формировать общие цели организации и особенно конструировать критерий эффективности системы никоим образом нельзя, основываясь лишь на общественном мнении.
V. Цели системы могут быть настолько отдалены от конкретных средств их достижения, что выбор решения требует большой трудоемкости по увязке цели со средствами ее реализации путем декомпозиции целей. Это важная работа является центральной в СА. Она породила метод дерева целей, который является главным, если не единственным достижением СА.
VI. В системах непроизводственных (образование, здравоохранение и пр.) 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.
VII. СА, как правило, имеет дело с перспективой развития. Поэтому максимальный интерес представляет любая информация о будущем — ситуациях, ресурсах, открытиях и изобретениях. Поэтому прогнозирование есть важнейшая и сложнейшая часть СА.
VIII. Целый ряд социальных, политических, моральных, эстетических и других факторов, которые нельзя не принимать во внимание в СА (они иногда решающие) не исчисляются количественно. Единственный способ их учета — это получение субъективных оценок экспертов. Поскольку СА, как правило, имеет дело с неструктуризованными или слабо структуризованными, т.е. лишенными количественных оценок, то получение оценок специалистов и их обработка представляются необходимым этапом СА большинства проблем.
IX. 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 СА является усечение целей — отсечение тех целей, которые признаны малозначащими или не имеющими средств для достижения, и отбор конкретных. В СА «инженерного» типа отбор альтернатив считается самой важной, если не единственной задачей СА!
X. Проблемы народнохозяйственного управления, решаемые методами СА, возникают в реально существующих органах управления. Задачей СА 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.
XI. Результаты СА получаются в рамках системных понятий. Для практического планирования они должны быть переведены на язык социально-экономических категорий. В результате решения задач СА крупных народнохозяйственных проблем создаются комплексные программы развития.
XII. СА 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 СA и использовалось самостоятельно. Однако в ряде случаев системная методология позволяет более точно очертить круг задач, наиболее эффективно решаемых каждым методом. В отношении некоторых методов СА позволил несколько переоценить и переосмыслить их значение, границы применимости, найти типовые постановки задач, решаемых данным методом.