Учебник системный анализ - Антонов
.pdfПри любом из этих вариантов подразумевается отказ от ПРИнятия
решения, если ни одна из альтернатив не получила необходимого п 0-
цeнт~голосов. Поскольку в реальной жизни отказ отдальнейшихд~й
~:::~ ~:едующих!а решением, бывает недопустим, а переход к при-
групповои выбор выбора отдельного лица (диктатора) неже лательным~разрабатываются различные приемы, сокращающие чис
ло ситуации, ПРИводящих К отказу отдальнейших действий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Системный анализ как наука проходит этап становления. В настоя щее время отсутствуют работы, в которых были бы проанализированы и обобщены подходы и концепции разных авторов по процедурам про ведения системных исследований, дано обобщенное представление о
развиваемых методах и применяемых моделях, даны рекомендации по
выбору подхода к организации и проведения исследований в конкрет
ных условиях.
Характеризуя современное состояние системных исследований,
следует отметить, что они включают три вида деятельности:
•научное исследование вопросов, связанных с проблемой;
•формирование способов разрешения проблемной ситуации;
•внедрение в практику результатов, полученных в ходе исследова~
ний.
Всистемном анализе находят органичное объединение теория и практика, наука и искусство, творческий подход и алгоритмичность действий, формализация и эвристика. В конкретном исследовании со
отношение между этими компонентами может быть самым различным.
Системный аналитик должен быть готов привлечь к разрешению про блемной ситуации любые необходимые знания и методы. В случае, если он сам не владеет какими-то процедурами, он должен найти исполни
теля и выступать в качестве организатора исследования, носителя цели
и методологии выполнения всех работ.
Предметом системных исследований являются три типа систем: технические, природные и социотехнические. Наибольшую трудность для анализа представляют собой системы третьего типа. Это обуслов лено преобладанием в них субъективного над объективным, эвристи ческого над формальным. Важным отличием данных систем от сис
тем других типов является ярковыраженная зависимость их от време
ни, подверженность влиянию под воздействием процедур проводимого
анализа, их видоизменение в процессе проведения исследований. Про
цедуры, лежащие в основе системного анализа, помогают создать ди
намическую модель системы и с ее помощью спланировать и органи
зовать действия всех участников анализа, направленные на достиже ние конечной цели исследования.
29' |
443 |
" '
[ "
1
,\
,
il'
l'
l'
!
Системный анализ - дисциплина синтетическая. Она использует ме тоды, модели и результаты различных теоретических курсов. Но, не
смотря на использование в своем арсенале самых современных мето
дических разработок имеется ряд проблем, которые до сих пор не на шли своего разрешения. Это является следствием того, что объектом системных исследований являются сложные системы. Остановимся на
некоторых направлениях, которым уделяется повышенное внимание
исследователей, и которые требуют дальнейшей проработки. Бо-первых, отметим такую проблему как построение динамичес
ких моделей сложных систем. Необходимость учета особенностей фун кционирования сложных систем требует привлечения самых современ Hыx достижений математических дисциплин. Например, для того что бы учесть профилактическое обслуживание и возможность восстанов ления работоспособности системы, приходится привлекать методы
теории восстановления и решать интегральные уравнения Больтерра 2-
го рода. для описания использования запасных частей в работе отдель
ных элементов и подсистем применяются методы теории массового
обслуживания. Следует также отметить, что изменение предположений о
характере происходящих процессов в системе может привесm к измене
нию математического аппарата, привлекаемого к формированию модели.
Бторое направление связано с обработкой информации и подготов кой исходных данных и параметров разрабатываемых моделей. Б ка
честве исходной информации для формирования входных параметров
модели используется информация, получаемая в процессе функциони рования систем. Эти данные, как правило, представляют собой либо данные стаmстической природы, либо нечисловой природы. Последнее особенно характерно для социотехнических систем. Б итоге возникает необходимость в разработке методов обработки результатов наблюде
ний указанного типа. для анализа данных нечисловой природы исполь
зуются процедуры теории нечетких множеств. Для анализа статисти ческих данных находят применение робастные методы и непарамет
рические методы оценивания.
Б качестве еще одного направления исследования, требующего вни мания системных аналитиков, отметим разработку эвристических про цедур на этапе анализа и прогнозирования развития проблемной ситуа
ции или поведения системы под воздействием самой процедуры сис
темного анализа.
Отмеченные направления не охватывают всех проблемных вопро сов, но на взгляд автора являются наиболее актуальными на сегодняш
нийдень.
444
"I '
! ),
i
Подводя окончательный итог, отметим, что с практической сторо
ны системный анализ есть теория и практика улучшающего вмешатель
ства в проблемную ситуацию, с методологической стороны он имеет
прикладную направленность, ориенmpованную на изменение окружаю-
щей действительности.
ЛИТЕРАТУРА
1.Перегудов Ф.и., Тарасенко Ф.л. Введение в системный анализ. - М.: Высшая
школа,1989.-367 с.
2.Альтшулер Г.С Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий, 1973.
3.Зариnов Р.Х Машинный поиск вариантов при моделировании творческого процесса.-М.: Наука, 1983.
4.Богданов А.А. Всеобщая организационная наука (тектология) В 3-х т. - М.,
1905-1924. Т.3.
5.Bertalanffy L. An Outline ofGeneral System Theory/lВritish J. For Phil. ofSci.- 1950.- У.l.- N!!2.-P. 134-165.
6.ВинерН Кибернетика.-М.: Сов.радио, 1968.
7.Винер Н Кибернетика и общество. - М.: ИЛ,1958.
8.Прuгожин и., СтенгерсИ. Порядок из хаоса. - М.: Прогресс, 1986.
9.МоисеевНН Математические задачи системного анализа. - М.: Наука. 1981.
-488с.
1О.ДегтяревЮ.и. Системный анализ и исследование операций. - М.: Высшая
школа, 1996.-335 с.
11.АнтоновА.В. Проектирование систем. --Обнинск: ИАТЭ, 1996. - 157 с.
12.Методологические проблемы кибернетики: В 2-х т. - М.: МГУ, 1970.
13.Саати Т. Математические методы исследования операций. - М.: МО, 1963.
14.Исследование операций. Методологические основы и математические ме
тоды. Пер. с англ.lПод ред. Дж. Моудера, С Элмаграби. - М.: Мир, 1981.
-712с.
15.Исследование операций. Модели и применения.lПер. с англ. под ред. Дж. Моудера, С Элмаграби. -М.: Мир, 1981.-677 с.
16.Острейковскuй В.А. Теория систем. - М.: Высшая школа, 1997. - 240 с.
17.Волкова В.Н, ДенисовА.А. Основы теории систем и системного анализа. - СПб.: Изд-воСПБГГУ, 1997.-510 с.
18.Зинченко В.л. Человеческий интеллект и технократическое мышление.!/Ком
мунист.- 1988.- N!!3.-C. 96-104.
19.ХОJLII А. Опыт методологии для системотехники. - М.: Сов. Радио, 1975.
20.МамиконовА.Г Проектирование АСУ. - М.: Высшая школа, 1987. - 303 с.
21.Максимей и.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1988.-232с.
22.БаРЗWlович Е.Ю., Каштанов В.А. Некоторые математические вопросы тео
рии обслуживания сложных систем. - М.: Радио и связь, 1971.
23.Ackoff R./. Тhe mismatch between educational systems and requirements for
successful management. //Wharton Alumni Magazine. - Spring, 1986. - Р. 10 -12.
446
l'
I
.1
24. Checkland Р. Rethinking а System Approach. In: Tomlison R., Kiss 1. (Eds.) «Rethinking the Process of Operation and System Analysis». - Pergamon Press,
1984.-Р43-66.
25. Gharajedaghi J., AckoffR.L. Toward Systemic Education ofSystem Scientists.l
/Systems Reseach. -1985. - У. 2.-N!! 1. -Р. 21-27.
26. Электронные вычислительные машины: В 8 кн. Кн. 8. Решение прикладных
задач: Практ. пособиеДЛЯ вузов/А.ГДьячко, НМ Когдов; Подред. АЯ. Савель
ева. -М.: Высшая школа, 1993.-158 с.
27. Вентцель Е.С, Овчаровл.А. Теория случайных процессов и ее инженерные
приложения. - М.: Наука, 1991. - 384 с.
28. Левин В.и. Логическая теория надежности сложных систем. - М.: Энерго-
атомиздат, 1985.-129с.
29. Надежностьи эффективность втехнике: Справочник: В 1От. Т. 4: Методы по-
добия в надежности/Под общ. Ред. В.А. Мельникова, НА. Северцева- М.: Ма
шиностроение, 1987.-280с.
30. АнтоновА.В., Острейковский В.А. оценивание характеристик надежности
элементов и систем ЯЭУ комбинированными методами. - М.: Энергоатомиз-
дат, 1993.-368с.
31. АнтоновА.В. Об одном методе проверки однородности информации в случае параметрического оценивания характеристик надежности.//Надежность и
контролькачества.-1993-N!! 10.-С. 20-32.
32.Крамер Г Математическиеметоды статистики.- М.: Мир, 1975
33.Егиnко В.М. Организация и проектирование систем автоматизации научно
технических экспериментов.- Киев: Наукова думка, 1978.
34.Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к приня-
тию приближенных решений. М.: Мир, 1976. - 168 с.
35. АнтоновА.В., ЧеnуркоВ.А. Планированиеэксперимента: Учеб. пособие.-
Обнинск: ИАТЭ, 1999. - 100 с.
36. Мостеллер Ф., ТьюкuДж. Анализ данных и регрессия. Вью. 1. - М.: Финан-
сы и статистика, 1982.-315 с.
37. ШаракшанэА.С, Железнови.Г, ИвницкuйВ.А. Сложныесистемы.- М.: Выс-
шаяшкола, 1977.-261 с.
38. СкрипникВ.М., НазинА.Е., ПрuxодькоЮ.Г, БлаговещенскийЮ.к. Анализ
надежности технических систем по цензурированным выборкам.- М.: Радио и
связь, 1988.-184с.
39. ЗаксШ. ТеориястатистичеСКflХ вывоДов.-М.: Мир, 1975-776 с.
40. ХэЙДж. Введениевметоды байесовского статистическоговывода.- М.: Фи-
нансыистатистика, 1987.-335с.
41.ДеГроотМ. Оптимальныестатистическиерешения.- М.: Мир, 1974. -492 c~
42. АнтоновА.В., Острейковский В.А., ПетренкоА.А. Метод учета априорнои информации при определении надежносТИ оборудования ядерных энергетичес
кихустановок. ПрепринтФЭИ-1280.- Обнинск: ФЭИ, 1982. - 12 с.
43. Моррис У. Наука об управлении. Байесовский подход. - М.: Мир, 1971.-
304с.
447
44.Parzen Е. Оп estimation of а probability density function and mode//Annals of Mathematical Statistics. -1962. -33. - Р.I065 -1076.
45.Rozenblatt М. Remark оп some nonparametric estimates of а density function// Annals ofMathematical Statistics. - 1956. - 27. - Р. 832 - 837.
46.ДевройЛ, ДъерфиЛ Непараметрическое оцениваиие плотности. Ll-подход:
Пер.с aнrл. - М.: Мир, 1988. -408 с. |
47.Ченцов нн Оценка неизвестной плотности распределения по наблюдени ям// Докл. АНСССР.-т.147.-С.45-48.
48.Островский Е.И Экспоненциальные оценки для случайных полей и их при менения. - Обнинск: ИАТЭ, 1999. - 350 с.
49.Ивченко г.и, Каштанов В.А., Коваленко ин. Теория массового обслужи вания. - М.: Высшая школа, 1982. - 256 с.
50.БандиБ. Методы оптимизации. Вводный курс lПер. с aнrn. - М.: Радио и связь, 1988.-128с.
51.Проблемы методологии системного исследования. - М.: Мысль, 1970. - 456
с.
52. Системные исследования. Методологические проблемы. - М.: Наука, 1979.-
384с.
53. Системные исследования. Методологическиепроблемы.-М.: Наука, 1981.-
384с.
54.Системные исследования. Методологические проблемы. - М.: Наука, 1985.-
360с.
55.Системные исследования. Методологические проблемы. - М.: Наука, 1987.-
495с.
56.АнтоновА.В. Системный анализ. Методология. Построение моделей: Учеб.
пособие по курсу «Системный анализ». - Обнинск: ИАТЭ, 2001. - 272 с.
57.Антонов А.В. Системный анализ. Математические модели и методы: Учеб. пособие по курсу «Системный анализ». - Обнинск: ИАТЭ, 2002. - 114 с.
58.Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений: Пер.с нем.
М.:Мир, 1990.-208с.
59.Вентцель Е. с., ОвчаровЛА. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения.-М.: Наука, 1991.
60.Оптимизация числазапасных элементов оборудования, важных для безопас
ности АЭС /Антонов А.В., Пляскин А.В., Чеnурко В.А. // Методы менеджмента качества. -2001.-N2 8. -С. 27 -30.
61.Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Матема
тический подход. - М.: Радио и связь, 1988. - 392 с.
62.Мак-Кракенд, Дорн У. Численные методы и программирование на фоprpа he.-М.:Мир, 1977.-584с.
63.Хемминг Р.В. Численные методы. - М.: Наука, 1972. - 400 с.
64.Бахвалов Н с., Жидков нп., Кобельков г.М. Численные методы. - М.: Лабо
ратория Базовых Знаний, 2001. - 632 с.
65.ВаСШlьев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. -М.: На
ука, 1988.-552с.
66. Коnченова НВ., Марон ИА. Вычислительная математика в примерах и зада
чах.-М.: Наука, 1972.-367 с.
67.Надежностьи эффективность втехнике: Справочник. т.8: Эксплуатация ире
монт./Подред. В.ИКузнецова и Е.Ю.БаРЗWlовича. - М.: Машиностроение, 1990.
68.БарлоуР., Прошан Ф. Статистическаятеория надежности и испытания набе
зотказностыпр.. с англ. - М.: Наука, 1984.
448
ОfЛAВJIEНИЕ
Предисловие ................................................................................................... |
|
|
3 |
Введение .......................................................................................................... |
|
|
5 |
Глава 1. Определения системного анализа ............................................... |
|
8 |
|
1.1. Системность - общее свойство материи.............................................. |
|
8 |
|
1.2. Развитие системных представлений. Становление системного |
|
||
анализа ..................................................................................................... |
|
|
12 |
1.3. Определения системного анализа ........................................................ |
|
15 |
|
1.4. Понятие сложной системы .................................................................... |
|
18 |
|
1.5. Характеристика задач системнОГО анализа ............................... |
' |
......... 23 |
|
1.6. Особенности задач системного анализа .............................................. |
|
26 |
|
1.7. Развитие систем или процессов. |
|
|
|
Прогнозирование и планирование ......................................................... |
|
32 |
|
1.8. Типовые постановки задач системного анализа.')'.............................. |
|
37 |
|
Глава 2. Характеристика этапов системного анализа ............................ |
|
61 |
|
2.1. Процедуры системного анализа ........................................................... |
|
61 |
|
2.2. Анализ структуры системы ................................................................... |
|
63 |
|
2.3. Сбор данных о функционировании системы. |
|
|
|
Исследование информационных потоков ............................................. |
|
б8 |
|
2.4. Построение моделей систем ................................................................. |
|
73 |
|
2.5. Проверка адекватности моделей, анализ неопределенности |
|
|
|
и чувствительности.................................................................................. |
|
76 |
|
2.6. Исследование ресурсных ВОзмОЖНостей ............................................ |
|
81 |
|
2.7. Определение целей системного анализа ............................................. |
|
83 |
|
2.8. Формирование критериев ..................................................................... |
|
87 |
|
2.9. Генерирование альтернатив .................................................................. |
|
89 |
|
2.10. Реализация выбора и принятия решений .......................................... |
|
95 |
|
2.11. Внедрение результатов анализа .......................................................... |
|
98 |
|
Глава 3. Построение моделей СнСтем ...................................................... |
|
101 |
|
3.1. Понятие модели системы .................................................................... |
|
101 |
|
3.2. Способы описания систем .................................................................. |
|
103 |
|
3.3. Анализ и синтез - методы исследования систем .............................. |
|
111 |
|
3.4. Декомпозиция - |
метод математического описания систем ........... |
|
114 |
3.5. Агрегирование - |
метод обобщения моделей ................................... |
|
118 |
450
:
,
:,'
~:\.
j
Глава 4. Имитациониое моделирование - метод проведении
системных исследоваиий |
.................................................................. |
125 |
4.1. Сущность имитационного моделирования ....................................... |
125 |
|
4.2. Композиция дискретных систем ......................................................... |
127 |
|
4.3. Содержательное описание СЛОЖНОй системы .................................. |
132 |
|
4.4. Пример построения имитационной модели |
|
|
анализа надежности сложной системы .............................................. |
136 |
|
Глава 5. Теория подобия - методология обосиоваиия применеиия |
|
|
моделей .............................. |
:.................................................................. |
140 |
5.1. Модели и виды подобия ....................................................................... |
|
140 |
5.2. Основные понятия физического подобия ......................................... |
144 |
|
5.3. Формирование критериев физического подобия ............................ |
147 |
|
5.4. Элементы стагистической теории подобия ....................................... |
151 |
|
Глава 6. Эксперимент - средство построеиия модели ......................... |
163 |
|
6.1. Характеристика эксперимента............................................................ |
163 |
|
6.2. Классификация экспериментальных исследований ......................... |
168 |
|
6.3. Обработка экспериментальных данных ............................................. |
173 |
|
6.4. Вероятностное описание событий и процессов............................... |
176 |
|
6.5. Описание ситуаций с помощью нечетких моделей ......................... |
179 |
|
6.6. Характеристика и классификация стагистической информации ... |
182 |
|
Глава 7. Параметрические методы обработки эксперимеитальной . |
|
|
информации .......................................................................................... |
|
188 |
7.1. Оценивание показателей систем и определение их точности ......... |
188 |
|
7.2. Использование метода максималЬНОгО правдоподобия |
|
|
для оценивания параметров законов распределения ......................... |
200 |
|
7.3. Оценка вероятностных показателей систем путем обработки |
|
|
цензурированных данных ..................................................................... |
|
205 |
7.4. Оценивание показателей систем по группированным данным ..... |
209 |
|
7.5. Примеры оценки показагелей законов распределения ................... |
212 |
|
Глава 8. Повышение достоверности оцеииваиия |
|
|
за счет использоваиия априорной ииформации ............................. |
233 |
|
8.1. Формулировка теоремы Байеса для событий ................................... |
233 |
|
8.2. Теорема Байеса для непрерывных случайных величин .................. |
238 |
|
8.3. Вычисление апостериорной плотности при последовательном |
|
|
накоплении информации....................................................................... |
|
243 |
8.4. Байесовское оценивание инесобственная |
|
|
плотность распределения ...................................................................... |
|
244 |
8.5. Достаточные статистики ...................................................................... |
|
248 |
8.6. Сопряженные распределения ............................................................. |
251 |
451
8.7. Формирование априорной плотности распределения
оцениваемого параметра ...................................................................... |
|
254 |
8.8. Оценивание параметров нормального закона распределения ....... |
261 |
|
8.9. Оценивание параметров семейства гамма-распределений ............ |
268 |
|
8.10. Байесовское оценивание параметров по многократно |
|
|
цензурированным данным .................................................................. |
|
2ffJ |
8.11. Байесовское оценивание вероятностных показагелей |
2n |
|
сложных систем .................................................................................... |
|
|
8.12. Оценивание вероятности отказа объеIcrОВ при биномиальном |
|
|
расnpеделении результaroв испытаний ............................................... |
279 |
|
Глава 9. Непараметрические методы аиализа статистической |
|
|
ииформации ......................................................................................... |
|
282 |
9.1. Общие замечания ................................................................................. |
|
282 |
9.2. Гистограммный метод восстановления плотности |
|
|
расnpеделения ....................................................................................... |
|
283 |
9.3. Построение эмпирической функции распределения |
|
|
по цензурированной выборке ............................................................. |
287 |
|
9.4. Ядерная оценка плотности .................................................................. |
|
291 |
9.5. Проекционное оценивание плотности распределения.................... |
296 |
|
Глава 10. Математическое программироваиие ..................................... |
299 |
|
10.1. Магемагические постановки задач, приводящие к моделям |
|
|
линейного npограммирования ........................................................... |
299 |
|
10.2. Задача линейного программирования ............................................. |
304 |
|
10.3. Решение задач линейного программирования |
|
|
симплекс-методом ................. |
'" ............................................................ |
308 |
10.4. Двойственная задача линейного программирования .................... |
319 |
|
10.5. Метод искусственных переменных .................................................. |
322 |
|
10.6. Дискретное программирование ....................................................... |
326 |
|
10.7. Нелинейное программирование ...................................................... |
334 |
|
Глава 11. Системиый аиализ и модели теории массового |
|
|
обслуживаиия ..................................................................................... |
|
344 |
11.1. Постановки задач, приводящие к 'моделям теории массового |
|
|
обслуживания ...................................................................................... |
|
344 |
11.2. Характеристика входящего потока требований .............................. |
347 |
|
11.3. Система массового обслуживания с ожиданием ........................... |
352 |
|
11.4. Замкнутые системы с ожиданием .................................................... |
360 |
|
11.5. Пример расчета надежности системы с ограниченным |
|
|
количеством запасых элементов ......................................................... |
364 |
|
Глава 12. Числеииые методы в системном аиализе ............................ |
372 |
|
12.1. Организация вычислительного процесса ........................................ |
3n |
|
12.2. Метод последовательных приближений .......................................... |
376 |
|
12.3. Численное интегрирование ............................................................... |
379 |
|
12.4. Методы поиска Оптимального значения функции ......................... |
387 |
|
12.5. Методы прямого поиска решений уравнений ............................... |
390 |
|
Глава 13. Выбор или прииятие решеиий ................................................ |
393 |
|
13.1. Характеристика задач принятия решений ....................................... |
393 |
|
13 .2. Критериальный способ описания выбора ...................................... |
396 |
|
13.3. Выбор в условиях неопределенности .............................................. |
403 |
|
13 .4. Концепция риска в задачах системного анализа ............................. |
411 |
, |
13.5. Принятие решений в условиях стохастической |
|
|
неопределенности ................................................................................ |
417 |
I |
13 .6. Выбор при нечеткой исходной информации .................................. |
426 |
I |
13.7. Проблема оптимизации и экспертные метОды |
|
|
npинятия решений ............................................................................... |
434 |
|
13.8. Коллективный или групповой выбор .............................................. . |
437 |
|
Заключение ................................................................................................... |
443 |
|
Литература ................................................................................................ |
446 |