- •Тема 1. Система управления, как объект исследования
- •Системы и их классификация
- •По происхождению
- •По месту в иерархии систем
- •1.2. Социально-экономические системы и их особенности
- •1.3. Свойства больших систем
- •1.4. Состав и структура системы управления
- •1.5. Цели и задачи управления. Законы управления
- •Тема 2. Исследования в экономических системах
- •2.1. Понятие исследования. Объект, предмет, цель и задачи исследования
- •2.2. Диалектический подход к исследованию
- •2.3. Гипотеза и ее роль в исследовании систем управления
- •Анализ известных законов и теорий
- •Формулировка научной гипотезы
- •Новые теории, законы, закономерности
- •2.4. Структура процесса исследования систем управления
- •2.5. Структурный анализ и его особенности
- •2.6. Функциональный анализ и его особенности
- •2.7. Информационный анализ и его особенности.
- •2.8. Параметрический анализ и его особенности.
- •2.9. Роль исследования в научной и практической деятельности человека
- •Тема 3. Системный анализ в исследовании систем управления
- •3.1. Системный анализ и его место среди других научных направлений
- •Системный анализ
- •3.2. Области применения системного анализа в экономике
- •3.3. Основные понятия системного анализа
- •3.4. Классификация методов системного анализа
- •Методика системного анализа
- •Последовательность работ системного анализа
- •Продолжение табл.1
- •Окончание табл.1
- •Тема 4. Социологические методы исследования систем управления
- •4.1. Виды социологических исследований
- •Виды социологических исследований
- •4.2. Методы социологических исследований
- •По форме общения
- •Виды анкетирования
- •По целевому назначению
- •4.3. Программа и методы организации социологических исследований
- •Тема 5. Логические методы исследования систем управления
- •Классификация логических методов исследования
- •5.2. Индукция как метод исследования
- •5.3. Дедукция как метод исследования
- •5.4. Логический анализ и синтез как методы исследования
- •Тема 6. Методы экспертной оценки в исследовании систем управления
- •6.1. Характеристика методов экспертных оценок
- •5. 3. Основные этапы экспертного оценивания.
- •Лицо, принимающее решение
- •Группа управления
- •6.4. Статистические методы обработки экспертной информации
- •Ранги оцениваемых объектов
- •Тема 7. Эмпирико – теоретические методы исследования систем
- •7.1. Наблюдение и эксперимент
- •7.2. Измерение, сравнение и описание.
- •Тема 8. Моделирование в исследовании систем управления
- •8.1. Модели, применяемые в исследовании экономических систем управления и их классификация.
- •Модели экономики
- •Алгоритм разработки модели.
- •Постановка задачи
- •Планирование эксперимента
- •Свойства моделей применяемых в исследовании систем управления.
- •1. Существенность сходства и несущественность различий.
- •Тема 9. Организационные и методические основы исследования
- •9.1. Программа исследования: структура, разработка и содержание
- •9. 2. Планирование исследования систем управления.
- •9.3. Алгоритм проведения исследования
- •Тема 10. Диагностика систем управления
- •Цель, задачи и роль диагностики в системе управления.
- •Рассмотрим роль диагностики на различных этапах процесса управления.
- •10.2. Виды диагностики и их особенности
- •Свойства диагностики.
- •10. 4. Диагностический подход к анализу систем управления
- •Тема 11. Эффективность исследования систем управления
- •11.2. Показатели эффективности
- •Тогда эффективность (Эф) можно определить
Системный анализ
Системотехника
Кибернетика
Исследование операций
Специальные дисциплины
Системный анализ расположен в середине этого перечня, так как он использует примерно в одинаковых пропорциях философско-методологические представления (философия и теория систем) и формализованные методы и модели специальных дисциплин. Системология и теория систем по сравнению с системным анализом больше пользуются философскими понятиями и качественными представлениями и ближе к философии. Исследование операций, системотехника и кибернетика, напротив, имеют более развитый формальный аппарат, но менее развитые средства качественного анализа и постановки сложных задач с большой неопределенностью и с активными элементами.
Рассматриваемые направления имеют много общего. Необходимость в их применении возникает в тех случаях, когда проблема (задача) не может быть решена отдельными методами математики или узкоспециальных дисциплин.
3.2. Области применения системного анализа в экономике
уровень
направление |
общегосударственный |
отрасль |
регион |
Предприятие (организация) |
целеобразование |
Комплексные программы и планы |
Прогноз развития Комплексные программы и планы |
Комплексные программы и планы развития |
Концепция развития и направления деятельности Перспективные и текущие планы и программы |
Разработка и совершенствование структур |
Структура народного хозяйства |
Структура отрасли и системы управления ею |
Структура специализации и кооперирования |
Производственная и организационная структуры |
проектирование |
Автоматизированная система сбора и обработки информации |
Отраслевая АСУ |
Региональная (территориальная) АСУ |
АСУ предприятием |
3.3. Основные понятия системного анализа
Общее число понятий, специфических для системных исследований, чрезвычайно велико. Поэтому ограничимся лишь наиболее важными из них.
Система. Термин “система” используется в тех случаях, когда хотят охарактеризовать исследуемый или проектируемый объект как нечто целое (единое), сложное, о котором невозможно сразу дать представление, показав его, изобразив графически или описав математическим выражением.
Система (греч. – “составленное из частей”, “соединение”) – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе (БСЭ, Т. 39, с. 158).
Как и всякое фундаментальное понятие, этот термин лучше всего определяется в процессе рассмотрения его основных свойств. Таких свойств можно выделить четыре.
Система есть прежде всего совокупность элементов. При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.
Наличие существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящие по силе (мощности) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему. Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.
Наличие определенной организации, что проявляется в снижении неопределенности системы.
Существование интегративных свойств, т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. А это значит, что система не сводится к простой совокупности элементов, и проводя декомпозицию системы, нельзя познать все свойства системы в целом.
Таким образом, в самом общем случае понятие “система” характеризуется: наличием множества элементов; наличием связей между ними; целостным характером данного множества элементов или просессов.
Обобщая различные определения системы, можно записать следующее формальное определение системы:
S = < A, R, Z, N, G >,
где A = ai - множество элементов системы;
R = rij - множество связей (отношений) между элементами;
Z = zj - множество целей системы;
N – наблюдатель (исследователь) – лицо, исследующее систему или принимающее решение;
G – метод моделирования, с помощью которого наблюдатель описывает систему или процесс принятия решения в ней.
Рассмотрим основные понятия, позволяющие описывать систему.
Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Однако ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным.
Поэтому примем следующее определение: элемент — это предел членения системы, с точки зрения аспекта рассмотрения системы, решения конкретной задачи, поставленной цели.
Систему можно расчленять на элементы различными способами в зависимости от формулировки задачи, цели и ее уточнения в процессе системного анализа. При необходимости можно изменять принцип расчленения, выделять другие элементы системы и получать с помощью этого нового расчленения более адекватное представление об анализируемом объекте или проблемной ситуации.
Иногда термин элемент используют и в более широком смысле, даже в тех случаях, когда система не может быть расчленена сразу на составляющие, являющиеся пределом ее членения. Однако при многоуровневом членении системы лучше использовать другие термины, предусмотренные в теории систем: сложные системы принято вначале делить на подсистемы, а если последние также сразу трудно разделить на элементы, то составляющие промежуточных уровней (если неизвестен их характер) называют компонентами системы.
Названием подсистема подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Этим подсистема отличается от группы элементов, для которых не определена подцель и не выполняется свойство целостности. Для таких групп используется понятие компонентов.
Расчленяя систему на подсистемы, следует иметь в виду, что так же, как и при расчленении на элементы, выделение подсистем зависит от цели и поможет меняться по мере ее уточнения и развития представлений исследователя об анализируемом объекте или проблемной ситуации.
Связь. Понятие связь входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение целостных ее свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Связь определяют как ограничение степени свободы элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.
Связи можно охарактеризовать (рис.10) направлением, силой, характером (или видом). По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные. По второму — на сильные и слабые. По характеру различают связи подчинения, связи порождения, равноправные (связи координации), связи управления. Некоторые из этих классов можно разделить более детально: например, связи подчинения могут быть типа «род— вид», «часть—целое», связи порождения — типа «причина—следствие». Связи можно разделить также по месту приложения (на внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные) и по некоторым более частным признакам.
Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.
Очень важную роль в моделировании систем играет понятие обратной связи. Обратная связь может быть положительной,— сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра, и отрицательной, — противодействующей тенденциям изменения выходного параметра, т. е. направленной на сохранение требуемого значения этого параметра. Например. Положительная обратная связь: при низкой собираемости налогов увеличивать налоговое бремя, стимулируя дальнейшее снижение собираемости. Отрицательная обратная связь: при низкой собираемости налогов снизить налоговое бремя, создать стимулы для уплаты налогов и этим повысить их собираемость.
Виды связей
по направлению
по силе
по характеру
по месту приложения
по направленности
подчинения
прямые
направленные
сильные
порождения
внутренние
ненаправленные
слабые
внешние
обратные
равноправные
положительные
управления
отрицательные
Рис.10. Классификация видов связей
А можно ли связь выразить количественно? Количество связей, определяемое числом возможных сочетаний между элементами, может быть найдено по формуле C = n (n – 1),
где n – количество элементов, входящих в систему.
Цель. Понятие цель и связанные с ним понятия целесообразности, целенаправленности лежат в основе развития системы.
Анализ определений цели и связанных с ней понятий показывает, что в зависимости от стадии познания объекта, этапа системного анализа в понятие цель вкладывают различные оттенки — от идеальных устремлений до конкретных целей-результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени, формулируемых иногда даже в терминах конечного продукта деятельности.
Для того чтобы отразить диалектическое противоречие, заключенное в понятии цель, в Энциклопедическом словаре дается следующее определение: цель - «заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека», воплощение замысла; подчеркивается также, что понятие цели связано с человеком, его деятельностью, сознанием.
Структура (от латинского «structure», означающего строение, расположение, порядок) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение).
Обычно понятие структура связывают с графическим отображением. Однако это не обязательно. Структура может быть также представлена в матричной форме, в форме теоретико-множественных описаний, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем.
Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объекта или процесса аспекта их рассмотрения, цели создания. При этом в процессе исследования или проектирования структура системы может изменяться.
Различные виды структур имеют специфические особенности и могут рассматриваться как самостоятельные понятия теории систем и системного анализа. Кратко охарактеризуем основные из них.
1
вершины
. Сетевая структура или сеть представляет собой декомпозицию системы во времени.
путь
ребра
Например, сетевая структура может отображать порядок действия технической системы, этапы деятельности человека (при производстве продукции — сетевой график, при проектировании - сетевая модель, при планировании — сетевой план и т. д.).
При применении сетевых структур пользуются определенной терминологией: вершина, ребро, путь, критический путь и т. д. Элементы сети могут быть расположены последовательно и параллельно. Сети бывают разные. Наиболее распространены и удобны для анализа однонаправленные сети. Но могут быть и сети с обратными связями. Для анализа сложных сетей существует математический аппарат теории графов, прикладная теория сетевого планирования и управления, что обусловливает их широкую распространенность при представлении процессов организации производства и управления предприятиями в целом.
2. Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все вершины (узлы) и связи (дуги, ребра) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени).
Структуры типа а, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышележащего (это справедливо для всех уровней иерархии), называют иерархическими структурами с «сильными» связями, структурами типа дерева.
Структура типа б, где элемент нижележащего уровня (один или несколько) может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышележащего, называют иерархическими структурами со “слабыми” связями. В последнем случае отношения, имеющие вид слабых связей между уровнями, подобны отношениям в матрице, образованной из составляющих этих двух уровней.
а
б
Смешанные иерархические структуры (типа в) с вертикальными и горизонтальными связями, могут иметь как вертикальные связи разной силы (управление), так и горизонтальные связи взаимодействия (координация).
в
3. Структуры с произвольными связями – используются на начальном этапе познания системы, когда не известен характер взаимодействий между элементами и распределение элементов по уровням иерархии.
4. Матричные структуры – соответствуют взаимоотношениям между двумя смежными уровнями иерархической структуры со “слабыми” связями. Матричные структуры могут быть и многомерными.
|
|
1 |
|
|
1.1 |
|
1.2 |
|
1.3 |
2 |
|
|
2.1 |
|
2.2 |
|
1 |
2 |
1.1 |
+ |
+ |
1.2 |
+ |
|
1.3 |
+ |
|
2.1 |
+ |
+ |
2.2 |
|
+ |
Состояние. Понятием состояние обычно характеризуют мгновенную фотографию, ”срез” системы, остановку в ее развитии.
Если, рассматривая элементы ε (компоненты, функциональные блоки), учесть, что “входы” можно разделить на управляющие у и возмущающие x (неконтролируемые) и что «выходы» (выходные результаты) зависят от ε, у и x, т. е. g = f (ε, у, х), то в зависимости от задачи состояние может быть определено как {ε, у} (управляющая система), {ε, у, g} (процесс управления) или {ε, у. х, g} (система).
y
ε
g
x
П оведение. Если система способна переходить из одного состояния в другие (например, s1 s2 s3) то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности (правила) перехода из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его характер, алгоритм. С учетом введенных обозначений поведение можно представить как функцию S t = f (s t-1, y t, x t).
Равновесие. Понятие равновесие определяют как способность системы в отсутствии внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое поведение сколь угодно долго.
Устойчивость. Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий (например, внешних, экономических или социальных конфликтов). Эта способность обычно присуща системам при постоянном у только тогда, когда отклонения не превышают некоторого предела.
Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия. Возврат в это состояние может сопровождаться колебательным процессом. Соответственно в сложных системах возможны неустойчивые состояния равновесия.