
- •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
Некоторые мысли о ключевых понятиях са
Что такое СА?
|
В широком смысле: |
• это область исследований, где нет общепринятой терминологии и единства мнений теоретиков и практиков по многим принципиальным вопросам; | |
• это очень широкая область с большим разнообразием постановок задач, а следовательно, методов их решения; она лежит на стыке ряда отраслей науки и сфер человеческой деятельности; | |
• это методология уяснения (понимания) или упорядочения (структуризации) проблемы, которая может быть решена без ЭВМ и математики. | |
• это ограничение применения аналитических процедур; синтез должен стать господствующим, а анализ — соподчиненным. | |
Суть упорядочения |
Упорядочение — расположение элементов в определенной последовательности в зависимости от некоторых их признаков. |
Суть структуризации
|
Структура — частичное упорядочение элементов и отношений между ними по какому-либо одному признаку. Структуризация направлена на: |
• выяснение реальных целей системы; | |
• выяснение альтернативных путей достижения этих целей; | |
• достижение взаимосвязей между элементами; | |
• понимание внешних условий, в которых возникла проблема; отсюда ограничения и последствия того или иного курса действий. | |
Средство первичного упорядочивания |
Это метод сценариев. Сценарий — преимущественно качественное описание возможных вариантов развития ситуации при различных сочетаниях определенных условий. |
Метод Дельфи |
В отличие от метода сценариев, он предполагает предварительное ознакомление экспертов с ситуацией с помощью какой-либо модели. |
Дерево целей
|
Это основная форма модели в СА. ДЦ — связной граф, вершины которого интерпретируются как цели, а ребра или дуги — как связи между целями. |
Проблемы СА по степени структуризации |
Проблемы различают по признакам: |
• ясность, осознанность постановки; | |
• степень детализации элементов и их взаимосвязей; | |
• соотношение количественных и качественных факторов, отмечаемых в постановке. | |
Таким образом, выделяют три класса проблем: | |
• хорошо структурированные, или количественно сформулированные; | |
• неструктурированные, или качественно выраженные; | |
• слабо структурированные, или смешанные, содержащие качественные и количественны элементы. | |
Структура системы
|
В СА наблюдатель фиксирует только видимые структуры и путем преобразования системы выявляет скрытые структуры, за которым скрывается новое качество, которое нужно выявить для решения задач. Структура системы — это дальнейшая абстракция, это способ связи. |
Структура коллектива |
Она будет различной в зависимости от того, по какому признаку «ранжируются» члены коллектива: по профессии, квалификации, стажу, заработку, должности и т.д. |
Структура технической системы |
ТС различают по составу, назначению (функциям), принципу действия, качеству (надежности), экономичности, габаритным размерам и массе, компоновке, степени дублирования, эффективности, сложности, связям, организации. |
Основные задачи СА
|
• Правильно и с возможно большей четкостью сформулировать проблему, перевести ее из неструктурированного класса в слабо структурированный; |
• собрать информацию по проблеме для разработки мероприятий ее исследования; | |
• выявить назначение системы, решающей проблему, с тем чтобы определить ее состав, методы взаимодействия с другими системами; | |
• разработать несколько вариантов развития ТС при различных условиях; | |
• выбрать единственный наилучший курс развития системы; | |
• выявить основные цели развития системы; | |
• выявить критерии эффективности деятельности системы; | |
• установить взаимосвязь целей данной системы со средствами их достижения; | |
• разработать программу развития системы; | |
• проверить эффективность взаимодействия подсистем, выявить узкие места и устранить их; | |
• выявить эффективность организации управления, функции и структуру органов управления; | |
• разработать конкретные показатели управления (прогнозирования); | |
• сформулировать цели создания системы и т. д. и т. п. | |
Особенность СА
|
Как уже отмечалось, использование математического аппарата и ЭВМ не обязательно может быть необходимым. Иногда может быть достаточно серьезного размышления над проблемой. Но в любом СА присутствуют пять обязательных элементов: |
• цель или ряд целей; | |
• альтернативные средства, с помощью которых может быть достигнута цель; | |
• затраты ресурсов, требуемых для каждой системы; | |
• логическая и математическая модели, т. е. система связей между целями, альтернативными средствами их достижения, окружающей средой и требованиями на ресурсы; | |
• критерий выбора предпочтительных альтернатив; с его помощью сопоставляются цели и затраты и пр. | |
Главное в СА
|
Как сложное превратить в простое, как труднопонимаемую проблему превратить в серию задач, имеющих метод решения; поиск эффективных средств исследования и управления сложными объектами. |
Самое ценное в СА
|
Правильная постановка целей и составление программы их достижения — это важнейший ресурс государства, залог неуклонного повышения эффективности общественного и частного производства. |
Область применения СА |
Для решения крупных проблем, связанных с деятельностью многих людей, с большими материальными затратами. |
Человеческую деятельность можно условно разделить на две области; | |
• область рутинной деятельности, т. е. регулярных, повседневно решаемых задач; | |
• область решения новых, впервые возникающих задач. | |
В первой из них способы решения задач обычно хорошо отработаны и почвы для СА не представляется, хотя само наличие рутины в некоторых случаях составляют проблему (например, тенденция к постоянному увеличению работников аппарата управления). Во второй области (перспективном планировании, науке) методы СА применимы почти повсеместно. | |
В каких ситуациях возникает потребность в СА?
|
• При решении новых проблем, когда с помощью СА формулируется проблема, определяется, что и о чем нужно знать и понимать, кто должен знать и понимать; |
• если решение проблемы предусматривает увязку цели со множеством средств ее достижения; | |
• если проблема имеет разветвленные связи, вызывающие отдаленные последствия в разных отраслях народного хозяйства, и ПР по ним требует учета полных эффективности и затрат; | |
• при решении проблем, где существуют трудно сравниваемые варианты решений или достижения комплекса целей; | |
• во всех случаях, когда создаются совершенно новые системы; | |
• в случаях, когда осуществляется улучшение производства или экономических отношений; | |
• во всех проблемах, связанных с автоматизацией производства, созданием АСУ, АСТПП; | |
• если принимаемые на будущее решения должны учитывать факторы неопределенности и риска; | |
• когда выработка ответственных решений принимается на определенную перспективу (15―20 лет); | |
• везде, где требуется выработка критериев оптимальности с учетом целей развития и функционирования системы. |