Методологические процедуры системного анализа

 

 

Новосибирск 2013

Оглавление

 

Введение 2

1. Методологические принципы системного анализа 5

2. Этапы системного анализа 8

2.1. Постановка задачи. 9

2. 2. Структуризация 11

2.3. Моделирование 12

2.4. Исследование модели 16

Заключение 18

Список литературы 19

 

 

 

Введение

 

Дисциплина, именуемая «системный анализ», родилась в силу возникшей  необходимости вести исследования междисциплинарного характера. Создание сложных технических систем, проектирование сложных народнохозяйственных комплексов и управление ими, анализ экологических  ситуаций и многие другие направления  инженерной, научной и хозяйственной  деятельности требовали организации  исследований, которые носили бы нетрадиционный характер. Они требовали объединение  усилий специалистов разных научных  профилей, унификации и согласования информации, получаемой в результате исследований конкретного характера. Успешное развитие подобных системных  исследований во многом обязано тем  возможностям обработки информации, использованию математических методов, которые появились вместе с электронной  вычислительной техникой и дали одновременно не только инструмент, но и язык высокой  степени универсальности. Сам термин «системный анализ» подразумевает  совокупность методов, основанных на использовании  СВТ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т. д. В результате этих исследований должно возникать  не просто новое знание. Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т. д. [1] Иногда говорят, что системный анализ – это методика улучшающего вмешательства в проблемную ситуацию.[2] Таким образом, системный анализ - это дисциплина, занимающаяся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы. Поэтому истоки системного анализа, его методических концепций лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений, теории исследования операций и общей теории управления.

Становление новой дисциплины следует датировать концом XIX и началом XX века, когда появились первые работы по теории регулирования, когда в  экономике начали впервые говорить об оптимальных решениях, то есть когда  появились первые представления  о функции цели (полезности). Развитие теории определялось, с одной стороны, развитием математического аппарата, появлением приемов формализации, а  с другой - новыми задачами, возникавшими в промышленности, военном деле, экономике. Особенно бурное развитие теория системного анализа получила после  пятидесятых годов, когда на основе теории эффективности, теории игр, теории массового обслуживания появилась  синтетическая дисциплина - «исследование  операций». Она затем постепенно переросла в системный анализ, который явился синтезом исследования операций и теории управления.

Современный системный анализ имеет обширный инструментарий, включающий в себя развитый математический аппарат  и современные вычислительные системы.[3]

В общем виде под системным  анализом понимают всестороннее, систематизированное, т.е. построенное на основе определенного  набора правил, исследование сложного объекта в целом, вместе со всей совокупностью  его сложных внешних и внутренних связей, проводимое для выяснения  возможностей повышения эффективности функционирования этого объекта путем выбора определенной альтернативы.[4]

На современном уровне развития системный анализ не является научным методом в строгом  смысле, поскольку для ряда его  этапов формальный аппарат пока не существует и эти этапы выполняются на содержательном уровне на основе логики, здравого смысла, опыта и интуиции. Однако научная мысль интенсивно работает в данном направлении.

Большинство авторов предлагают свое видение методологии системного анализа, как правило, несущее на себе заметный отпечаток той предметной сферы, в которой они работают. В основном в состав этой общей теории включают принципы системного анализа и общую последовательность этапов системного анализа; методология и методы рассматриваются обособленно. Так, например, Н.Д. Дроздов полагает, что методология системного анализа включает определение используемых понятий, общую характеристику проблемы системных исследований, системный подход, этапы системного анализа.[5] Представляется, что в качестве основного процедурного элемента можно рассматривать этапы (процедуры) системного анализа, базирующиеся на целях и принципах системного анализа.

 

Проблема: Слабо изученные  методологические процедуры системного анализа.

Объект: Системный анализ.

Предмет: Методологические процедуры системного анализа.

Цель: Изучение методологических процедур системного анализа.

Задачи: Изучить сущность, принципы и этапы системного анализа.

 

 

1. Методологические принципы системного анализа

 

Методология системного анализа  включает определение понятийного (терминологического) аппарата, общую  характеристику проблемы системных  исследований и системный подход - наиболее общую часть методологии  прикладных исследований, ее основу.

Целью анализа системы  управления является:

• детальное изучение системы управления для более эффективного использования и принятия решения по ее дальнейшему совершенствованию или замене;
• исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы управления с целью выбора наилучшего варианта.[6]

Опыт исследования объектов различного состава, содержания и области  применения (общественных, физических, технических, эрратических, биологических, мыслительных конструкций и т.д.) позволяет сформулировать три основных принципа системного подхода, которые  можно положить в основу исследования сложных систем управления:

• принцип физичности;
• принцип моделируемости;
• принцип целенаправленности.[7]

Игнатьева А.В. и Максимцов М.М. выделяют такие принципы системного анализа:

• целостность;
• иерархичность строения;
• структуризация;
• множественность.[8]

Приведенные выше общие положения  системного подхода представляются (конкретизируются) в виде перечня  принципов (подходов), применяемых при  исследовании систем. Перечислим эти принципы. [4]:

1) Принцип единства: совместное  рассмотрение системы как единого  целого и как совокупности  частей (элементов).

2) Принцип связности: рассмотрение  любой части системы совместно  с её связями с другими частями  и с окружающей средой.

3) Принцип развития: учёт  изменяемости системы, её способности  к развитию, замене частей, накапливанию  информации, при этом учитывается  и динамика внешней среды, изменение  взаимодействия системы с внешней  средой.

Следующие принципы системного подхода определяют рациональный, целенаправленный подход к рассмотрению структуры  и функционирования системы.

4) Принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры  системы и функций с приоритетом  функций над структурой — изменение  функций влечет изменение структуры.

5) Принцип децентрализации:  сочетание децентрализации и  централизации.

6) Принцип модульного  построения: выделение модулей и  рассмотрение системы как совокупности  модулей.

7) Принцип иерархии. Иерархия  свойственна всем сложным системам.

8) Принцип свертки информации: информация свертывается, укрупняется  при движении по ступеням иерархии  снизу вверх.

9) Принцип неопределенности.

10) Принцип организованности: решения, выводы, действия должны  соответствовать степени детализации  системы, ее определенности, организованности.[9]

Указанный список мнений исследователей по поводу принципов системного анализа  можно было бы продолжить, поскольку  в литературе эти принципы разнятся практически у всех исследователей.

 

2. Этапы системного анализа

 

Укрупнено системный анализ состоит из следующих этапов: постановки задачи; структуризации системы и  ее проблем; построения и исследования модели с последующей выработкой рекомендаций по совершенствованию  системы.

Разные исследователи  по-разному подходят к определению  основных этапов системного исследования. К примеру, Мыльник В.В., Волочиенко В.А., Титаренко Б.П выделяют такие процедуры: определение конфигуратора; определение проблемы и проблематики; выявление целей; формирование критериев; генерирование альтернатив; построение и использование моделей; оптимизация; декомпозиция; агрегирование.[10]

В.И. Мухин выделяет такие  этапы:

• определение объекта анализа;
• структурирование системы;
• определение функциональных особенностей системы управления;
• исследование информационных характеристик системы;
• определение количественных и качественных показателей системы управления;
• оценивание и оценка эффективности системы управления;
• обобщение и оформление результатов анализа.[11]

Как видно, самые главные  этапы у всех исследователей повторяются (постановка задачи – определение  проблемы плюс выявление целей; моделирование  – построение моделей; структуризация – структурирование системы и  т.д.).

 

2.1. Постановка задачи.

 Этот этап работы  является наиболее важным, т.к.  от него зависит весь ход  проведения исследований.[12] Как  первоначальный этап системного  анализа, постановка задачи отличается  от постановки задачи в математическом  смысле как формального способа  записи ее существа. В этом  относительно узком смысле постановка  задачи рассматривается позднее  для конкретных задач, решаемых  системой или ее элементами  в процессе функционирования. На  начальном этапе системного анализа  постановку задачи рассматривают  в широком смысле.

Применительно к системам управления прежде всего следует выяснить само назначение проводимого исследования, ибо от этого существенно зависит направление и содержание последующих этапов. Важно определить, что послужило причиной, вызвавшей решение о начале данного исследования.

Вызвано ли это решение  недовольством, неудовлетворенностью деятельностью существующей системы  или ее подсистем, чем вызвана  эта неудовлетворенность, кто ее выражает и как она сформулирована?

Предполагаются ли радикальные  решения, связанные с коренной реконструкцией, принципиальным видоизменением действующей  системы, или хотелось бы улучшить ее работу на базе существующих возможностей?

Почему изменения представляются необходимыми?

Что хотелось бы получить в  результате этих изменений?

Что мешает изменить систему  в нужном направлении без проведения специальных исследований?

Как оценить эффективность  изменений, если они будут сделаны? Ответы на подобные вопросы легко могут быть получены у специалистов рассматриваемой и вышестоящей систем. Их многолетний опыт, детальное знание той системы, в которой они работают, позволяют считать, что никто лучше их не знает, какие они испытывают трудности, какие ограничения им мешают, чего они хотят добиться.

Однако почти всегда оказывается, что задачи формулируются этими  специалистами либо в весьма общих, трудно поддающихся конкретизации  выражениях, либо, наоборот, ставятся узкие  конкретные задачи, не охватывающие проблему в целом. Это объясняется не тем, что они недостаточно глубоко  знают свою систему или у них  отсутствуют специальные знания и навыки в области системного анализа. Психологически человек всегда убежден в правильности своих  решений, даже когда другим очевидна их ошибочность, - иначе он бы такое  решение просто не принимал. Ему  кажется, что он учел все влияющие на решение факторы, предусмотрел последствия, взвесил все обстоятельства.

Принимаемые в сложных  ситуациях решения, как правило, весьма далеки от оптимальных. Именно поэтому формулировки задач специалистами, работающими в исследуемой системе, в большинстве случаев односторонни, выхватывают какой-либо один аспект деятельности системы, не учитывая многообразия и взаимосвязи различных факторов в системе и ее внешней среде. Именно поэтому иногда бывает, что сформулированные этими специалистами задачи в результате уже первого этапа системного анализа меняются коренным образом.

Первый этап - этап постановки задачи - весьма важен для последующей  работы, от него существенно зависит, какие будут получены результаты. В то же время этот этап практически  не поддается формализации. Успех  определяется искусством и опытом специалиста  по системному анализу, глубиной понимания  им исследуемой системы, умением  установить тесный контакт со специалистами, работающими в исследуемой системе, проведением всех исследований совместно. Наибольший эффект дает создание единой группы, в которую входят эти специалисты.