Диагностика системы как метод системного анализа

Центральной процедурой в системном анализе является построение обобщённой модели (или моделей), отображающей все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в процессе осуществления решения. Полученная модель исследуется с целью выяснения близости результата применения того или иного из альтернативных вариантов действий к желаемому, сравнительных затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным нежелательным внешним воздействиям. Системный анализ опирается на ряд прикладных математических дисциплин и методов, широко используемых в современной деятельности управления: исследование операций, метод экспертных оценок, метод критического пути, теорию очередей и т. п. Техническая основа системного анализа — современные вычислительные машины и информационные системы.

Методологические средства, применяемые при решении проблем с помощью системного анализа, определяются в зависимости от того, преследуется ли единственная цель или некоторая совокупность целей, принимает ли решение одно лицо или несколько и т. д. Когда имеется одна достаточно четко выраженная цель, степень достижения которой можно оценить на основе одного критерия, используются методы математического программирования. Если степень достижения цели должна оцениваться на основе нескольких критериев, применяют аппарат теории полезности, с помощью которого проводится упорядочение критериев и определение важности каждого из них. Когда развитие событий определяется взаимодействием нескольких лиц или систем, из которых каждая преследует свои цели и принимает свои решения, используются методы теории игр.

Эффективность исследования систем управления во многом определяется выбранными и использованными методами исследования. Чтобы облегчить выбор методов в реальных условиях принятия решения, необходимо разделить методы на группы, охарактеризовать особенности этих групп и дать рекомендации по их использованию при разработке моделей и методик системного анализа.[4]

Всю совокупность методов исследования можно разбить на три большие группы: методы, основанные на использовании знаний и интуиции специалистов; методы формализованного представления систем управления (методы формального моделирования исследуемых процессов) и комплексированные методы.

Как уже отмечалось, специфической особенностью системного анализа является сочетание качественных и формальных методов. Такое сочетание составляет основу любой используемой методики. Рассмотрим основные методы, направленные на использование интуиции и опыта специалистов, а также методы формализованного представления систем.

Методы, основанные на выявлении и обобщении мнений опытных специалистов-экспертов, использовании их опыта и нетрадиционных подходов к анализу деятельности организации включают: метод «Мозговой атаки», метод типа «сценариев», метод экспертных оценок (включая SWOT-анализ), метод типа «Дельфи», методы типа «дерева целей», «деловой игры», морфологические методы и ряд других методов. [4]

Перечисленные термины характеризуют тот или иной подход к активизации выявления и обобщению мнений опытных специалистов-экспертов (термин «эксперт» в переводе с латинского означает «опытный»). Иногда все эти методы называют «экспертными». Однако есть и особый класс методов, связанных непосредственно с опросом экспертов, так называемый метод экспертных оценок (так как при опросах принято проставлять оценки в баллах и рангах), поэтому названные и подобные им подходы иногда объединяют термином «качественные» (оговаривая условность этого названия, так как при обработке мнений, полученных от специалистов, могут использоваться и количественные методы). Этот термин (хотя и несколько громоздкий) в большей мере, чем другие отражает суть методов, к которым вынуждены прибегать специалисты, когда они не только не могут сразу описать рассматриваемую проблему аналитическими зависимостями, но и не видят, какие из рассмотренных выше методов формализованного представления систем могли бы помочь получить модель.

Методы типа «мозговой атаки». Концепция мозговой атаки получила широкое распространение с начала 50-х годов как «метод систематической тренировки творческого мышления», направленный на «открытие новых идей и достижение согласия группы людей на основе интуитивного мышления».

Методы данного типа преследуют основную цель — поиск новых идей, их широкое обсуждение и конструктивную критику. Основная гипотеза заключается в предположении, что среди большого числа идей имеются, по меньшей мере, несколько хороших. В зависимости от принятых правил и жесткости их выполнения различают прямую мозговую атаку, метод обмена мнениями, методы типа комиссий, судов (когда одна группа вносит как можно больше предложений, а вторая — старается их максимально критиковать) и т.п. В последнее время иногда мозговую атаку проводят в форме деловой игры.[4]

Методы типа «сценариев». Методы подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенных в письменном виде, получили название сценариев. Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени. Однако позднее обязательное требование временных координат было снято, и сценарием стали называть любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы и предложения по ее решению или по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен. Как правило, на практике предложения для подготовки подобных документов пишутся экспертами вначале индивидуально, а затем формируется согласованный текст.

Роль специалистов по системному анализу при подготовке сценария — помочь привлекаемым ведущим специалистам соответствующих областей знаний выявить общие закономерности системы; проанализировать внешние и внутренние факторы, влияющие на ее развитие и формирование целей; определить источники этих факторов; проанализировать высказывания ведущих специалистов в периодической печати, научных публикациях и других источниках научно-технической информации; создать вспомогательные информационные фонды (лучше автоматизированные), способствующие решению соответствующей проблемы.[4]

Сценарий позволяет создать предварительное представление о проблеме (системе) в ситуациях, когда не удается сразу отобразить ее формальной моделью. Но все же сценарий — это текст со всеми вытекающими последствиями (синонимия, омонимия, парадоксы), связанными с возможностью неоднозначного его толкования разными специалистами. Поэтому такой текст следует рассматривать как основу для разработки более формализованного представления о будущей системе или решаемой проблеме.[4]

Методы экспертных оценок. Основа этих методов — различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности базируется на том, что неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. [4]

При этом предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Наиболее спорным моментом в данных методиках является установление весовых коэффициентов по высказываемым экспертами оценкам и приведение противоречивых оценок к некоторой средней величине. [4]

Экспертный опрос — это не одноразовая процедура. Такой способ получения информации о сложной проблеме, характеризующейся большой степенью неопределенности, должен стать своего рода «механизмом» в сложной системе, т.е. необходимо создать регулярную систему работы с экспертами.[4]

Одной из разновидностей экспертного метода является метод изучения сильных и слабых сторон организации, возможностей и угроз ее деятельности — метод SWOT-анализа.

Данная группа методов находит широкое применение в социально-экономических исследованиях.

Методы типа «Делъфи». Первоначально метод «Дельфи» был предложен как одна из процедур при проведении мозговой атаки и должен помочь снизить влияние психологических факторов и повысить объективность оценок экспертов. Затем метод стал использоваться самостоятельно. Его основа — обратная связь, ознакомление экспертов с результатами предшествующего тура и учет этих результатов при оценке значимости экспертов.[4]

В конкретных методиках, реализующих процедуру «Дельфи», это средство используется в разной степени. Так, в упрощенном виде организуется последовательность итеративных циклов мозговой атаки. В более сложном варианте разрабатывается программа последовательных индивидуальных опросов с помощью анкет-вопросников, исключающих контакты между экспертами, но предусматривающих ознакомление их с мнениями друг друга между турами. Вопросники от тура к туру могут уточняться. Для снижения таких факторов, как внушение или приспособление к мнению большинства иногда требуется, чтобы эксперты обосновали свою точку зрения, но это не всегда приводит к желаемому результату, а напротив, может усилить эффект приспособляемости. В наиболее развитых методиках экспертам присваивают весовые коэффициенты значимости их мнений, вычисляемые на основе предшествующих опросов, уточняемые от тура к туру и учитываемые при получении обобщенных результатов оценок.[4]

Методы типа «дерева целей». Термин «дерево» предполагает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие, которые можно называть подцелями нижележащих уровней или, начиная с некоторого уровня, — функциями.[4]

Метод «дерева целей» ориентирован на получение относительно устойчивой структуры целей проблем, направлений, т.е. такой структуры, которая на протяжении какого-то периода времени мало изменялась при неизбежных изменениях, происходящих в любой развивающейся системе.[4]

Для достижения этого при построении первоначального варианта структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы формирования иерархических структур.

Морфологические методы. Основная идея морфологического подхода — систематически находить все возможные варианты решения проблемы путем комбинирования выделенных элементов или их признаков. В систематизированном виде метод морфологического анализа был впервые предложен швейцарским астрономом Ф. Цвикки и часто так и называется «метод Цвикки». [4]

Деловые игры — метод имитации выработан для принятия управленческих решений в различных ситуациях путем игры по заданным правилам группы людей или человека и компьютера. Деловые игры позволяют с помощью моделирования и имитации процессов выйти на анализ, решение сложных практических задач, обеспечить формирование мыслительной культуры, управления, мастерства общения, принятия решений, инструментальное расширение управленческих навыков.[4]

Деловые игры выступают как средства анализа систем управления и подготовки специалистов.

Для описания систем управления на практике используется ряд формализованных методов, которые в разной степени обеспечивают изучение функционирования систем во времени, изучение схем управления, состава подразделений, их подчиненности и т.д., с целью создания нормальных условий работы аппарата управления, персонализации и четкого информационного обеспечения управления

Одна из наиболее полных классификаций, базирующаяся на формализованном представлении систем, т.е. на математической основе, включает следующие методы:

• — аналитические (методы как классической математики, так и математического программирования);
• — статистические (математическая статистика, теория вероятностей, теория массового обслуживания);
• — теоретико-множественные, логические, лингвистические, семиотические (рассматриваемые как разделы дискретной математики);

графические (теория графов и пр.).

Классу плохо организованных систем соответствует в данной классификации статистические представления. Для класса самоорганизующихся систем наиболее подходящими являются модели дискретной математики и графические модели, а также их комбинации.

Прикладные классификации ориентированы на экономико-математические методы и модели и в основном определяются функциональным набором задач, решаемых системой.[4]

Рассмотрим примеры системного анализа:

Пример. Рассмотрим простую задачу — пойти утром на занятия в вуз. Эта часто решаемая студентом задача имеет все аспекты:

• — материальный, физический аспект — студенту необходимо переместить некоторую массу, например, учебников и тетрадей на нужное расстояние;
• — энергетический аспект — студенту необходимо иметь и затратить конкретное количество энергии на перемещение;
• — информационный аспект — необходима информация о маршруте движения и месторасположении вуза и ее нужно обрабатывать по пути своего движения;
• — человеческий аспект — перемещение, в частности, передвижение на автобусе невозможно без человека, например, без водителя автобуса;
• — организационный аспект — необходимы подходящие транспортные сети и маршруты, остановки и т.д.;
• — пространственный аспект — перемещение на определенное расстояние;
• — временной аспект — на данное перемещение будет затрачено время (за которое произойдут соответствующие необратимые изменения в среде, в отношениях, в связях).

Все типы ресурсов тесно связаны и сплетены. Более того, они невозможны друг без друга, актуализация одного из них ведет к актуализации другого.[5]

Особый тип мышления — системный, присущий аналитику, который хочет не только понять суть процесса, явления, но и управлять им. Иногда его отождествляют с аналитическим мышлением, но это отождествление не полное. Аналитическим может быть склад ума, а системный подход есть методология, основанная на теории систем.

Предметное (предметно-ориентированное) мышление — это метод (принцип), с помощью которого можно целенаправленно (как правило, с целью изучения) выявить и актуализировать, познать причинно-следственные связи и закономерности в ряду частных и общих событий и явлений. Часто это методика и технология исследования систем.

Системное (системно-ориентированное) мышление — это метод (принцип), с помощью которого можно целенаправленно (как правило, с целью управления) выявить и актуализировать, познать причинно-следственные связи и закономерности в ряду общих и всеобщих событий и явлений. Часто это методология исследования систем.

При системном мышлении совокупность событий, явлений (которые могут состоять из различных составляющих элементов) актуализируется, исследуется как целое, как одно организованное по общим правилам событие, явление, поведение которого можно предсказать, прогнозировать (как правило) без выяснения не только поведения составляющих элементов, но и качества и количества их самих. Пока не будет понятно, как функционирует или развивается система как целое, никакие знания о ее частях не дадут полной картины этого развития.[5]

источник

Системный анализ – это методология теории систем, заключающаяся в исследовании любых объектов, представляемых в качестве систем, проведения их структуризации и последующего анализа. Главная особенность системного анализа заключается в том, что он включает в себя не только метод анализа (от греч. analysis – расчленение объекта на элементы), но и метод синтеза (от греч. synthesis – соединение элементов в единое целое).

Системный анализ принято рассматривать в двух аспектах как:

1. Научную дисциплину, разрабатывающую общие принципы исследования сложных объектов с учетом их системного характера.

2. Методологию исследования (анализ) любого объекта в качестве системы и конструирования (синтез) новой системы в соответствии с определенными целями.

В первом случае системный анализ выступает в качестве универсальной научной теории исследования объектов — систем. Как научная дисциплина системный анализ развивает идею кибернетики, т.е. исследует категории общие для многих дисциплин и относящиеся к понятию «система», которое изучается в любой научной отрасли знаний.

Например, любой экономический объект, и экономику в целом, можно исследовать с системных позиций с трех позиций:

· генетической, т.е. историческое развитие системы;

· организационной, т.е. изучение структуры строения системы;

· функциональной, т.е. изучения процессов ее функционирования.

Во втором случае системный анализ рассматривается в качестве прикладных научных средств исследования и проектирования систем с заданными характеристиками. В этом аспекте системный анализ представляет собой эффективное средство решения сложных, недостаточно четко сформулированных проблем в науке, производстве и других предметных областях.

Главная цель системного анализа — обнаружить и устранить неопределенность при решении сложной проблемы на основе поиска наилучшего решения из существующих альтернатив.

Следовательно, системный анализ — это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного и технического характера, вызванных наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке. Он опирается на системный подход, а также на ряд математических дисциплин, современных методов управления и информационных технологий.

В основе методологии системного анализа лежат операции количественного сравнения и выбора альтернатив в процессе принятия решения, подлежащего реализации. Если требование заданного качества альтернатив выполнено, то могут быть получены их количественные оценки. Для того чтобы количественные оценки позволяли вести сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении свойства альтернатив (результат, эффективность, стоимость и другие).

В системном анализе решение проблемы определяется как деятельность, которая сохраняет или улучшает характеристики системы, или создает новую систему с заданными качествами. Приемы и методы системного анализа направлены на разработку альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределенности по каждому варианту и сопоставление вариантов по их эффективности (критериям).

Поэтому, системный анализ можно представить в виде совокупности основных логических элементов:

· цель исследования – решение проблемы и получение результата;

· ресурсы – научные средства решения проблемы (методы);

· альтернативы – варианты решений и необходимость выбора одного из нескольких решений;

· критерии – средство (признак) оценки решаемости проблемы;

· модель создания новой системы.

Проблема – это сложный теоретический или практический вопрос, требующий разрешения, изучения, исследования. Проблема – это всегда наличие какого-либо противоречия между реальной системой и требованиями к ней внешней среды.

Например, проблема возникает тогда, когда состояние системы уже не соответствует реальным условиям существования ее в прежнем виде. Разрешение проблемы может осуществляться в процессе принятия решений по ее изменению на основе выявления причинно-следственных связей между ее прежними параметрами и требованиями к ее изменению в новых условиях.

Выявление проблемных ситуаций – это и есть проблема принятия решений. Процесс принятия решений должен завершаться конкретными результатами. Такими результатами становятся решение конкретных задач.

Поэтому проблема принятия решений разбивается на ряд обязательных этапов:

· определение цели исследования или определение системы целей;

· определение критериев их достижения;

· формулировка конкретных задач;

· выбор способов, приемов, методов и научных средств для решения поставленных задач.

Основными задачами системного анализа являются:

· задача декомпозиции означает представление системы (проблемы) в виде подсистем (задач), состоящих из более мелких элементов;

· задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы, элементов и определения границ окружающей среды с целью определения закономерностей ее поведения;

· задача синтеза состоит в том, чтобы на основе знаний о системе, полученных при решении первых двух задач, создать новую модель системы, определить ее структуру, параметры, обеспечивающие эффективное функционирование системы, решение задач и достижение поставленной цели исследования.

Общая структура системного анализа представлена в таблице 3.1.

Таблица 1 — Основные задачи и функции системного анализа

В концепции системного анализа процесс решения любой сложной проблемы рассматривается в качестве решения системы взаимосвязанных задач, каждая из которых решается своими предметными методами, а затем производится синтез этих решений, оцениваемый критерием (или критериями) достижения решаемости данной проблемы. Логическая структура процесса принятия решений в рамках системного анализа представлена на рисунке. 1.

В методике системного анализа главное — процесс постановки цели. В экономике не нужна готовая модель объекта или процесса принятия решения (математический метод), нужна методика, позволяющая постепенно формировать модель решения, обосновывая ее адекватность на каждом шаге формирования эффективного решения, с участием лица принимающего решение (ЛПР).

Рисунок 1. Схема процесса решения проблемы

Проблемы (задачи), решение которых ранее были основаны на интуиции (проблема управления разработками организационных структур), теперь не могут решаться без системного анализа, т.к. чаще всего они имеют системный характер. Для принятия «взвешенных» проектных, управленческих, социально-экономических и других решений необходим широкий охват и всесторонний анализ факторов, существенно влияющих на решаемую проблему. Необходимо использовать системный подход при изучении проблемной ситуации и привлекать средства системного анализа для решения этой проблемы. Особенно полезно использовать методологию системного подхода и системного анализа при решении сложных проблем — выдвижении и выборе концепции (гипотезы, идеи) стратегии развития фирмы, разработке качественно новых рынков сбыта продукции, совершенствование и приведение в соответствие с новыми условиями рынка внутренней среды фирмы и т.д.

Системный анализ основывается на множестве принципов, которые определяют его основное содержание и отличие от других видов анализа.

К ним относятся следующие принципы:

· Конечной цели, формулирование цели исследования, определение основных свойств функционирующей системы, ее назначение (целеполагание), показатели качества и критерии оценки достижения цели;

· Измерения, суть этого принципа в сопоставимости ее параметров с параметрами системы высшего уровня, т.е. внешней среды. О качестве функционирования какой-либо системы можно судить только применительно ее результатов к надсистеме, т.е. для определения эффективности функционирования исследуемой системы надо представить ее в качестве части системы высшего уровня и проводить оценку ее результатов относительно целей и задач надсистемы или окружающей среды;

· Эквифинальности – определение формы устойчивого развития системы по отношению к начальным и граничным условиям, т.е. определение ее потенциальных возможностей Система может достигнуть требуемого конечного состояния, независимо от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями;

· Единства – рассмотрение системы как целого и совокупности взаимосвязанных элементов. Принцип ориентирован на «взгляд внутрь» системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе;

· Взаимосвязи – процедуры определения связей, как внутри самой системы (между элементами), так и с внешней средой (с другими системами). В соответствии с этим принципом исследуемую систему, в первую очередь, следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой надсистемой;

· Модульного построения – выделение функциональных моделей и описание совокупности их входных и выходных параметров, что позволяет избежать излишней детализации для создания абстрактной модели системы. Выделение модулей в системе позволяет рассматривать ее как совокупность модулей;

· Иерархии – определение иерархии функционально-структурных частей системы и их ранжирование, что упрощает разработку новой системы и устанавливает порядок ее рассмотрения (исследования);

· Функциональности – совместное рассмотрение структуры и функций системы. В случае внесения новых функций в систему, следует разрабатывать и новую структуру, а не включать новые функции в старую структуру. Функции связаны с процессами, которые требуют анализа различных потоков (материальных, энергии, информации), что в сою очередь отражается на состоянии элементов системы и самой системы в целом. Структура всегда ограничивает потоки в пространстве и во времени;

· Развития – определение закономерностей ее функционирования и потенциала к развитию (или росту), адаптации к изменениям, расширению, усовершенствованию, встраивание новых модулей на основе единства целей развития;

· Децентрализации – сочетание функций централизации и децентрализации в системе управления;

· Неопределенности – учет факторов неопределенности и случайных факторов воздействия, как в самой системе, так и со стороны внешней среды. Идентификация факторов неопределенности в качестве факторов риска позволяет их анализировать и создавать систему управления рисками.

Принцип конечной цели определяет абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели в процессе проведения системного анализа.

Этот принцип диктует следующие правила:

· в первую очередь, сформулировать цели исследования;

· анализ следует вести на базе первоочередного уяснения основной цели (функции основного назначения) системы, что позволит определить ее основные существенные свойства, показатели качества и критерии оценки;

· при синтезе решений любая попытка изменения должна оцениваться относительно того, помогает или мешает оно достижению конечной цели;

· цель функционирования искусственной системы задается, как правило, надсистемой, в которой исследуемая система является составной частью.

Понять, что ситуация требует исследования, есть первый шаг исследователя.Этот этап творчества непосредственно связан с фундаментальным философским понятием «цель», т.е. мысленным предвосхищением результата деятельности.

Цель регулирует и направляет человеческую деятельность, которая состоит из следующих основных элементов:

Из всех этих элементов (задач) определение цели стоит на первом месте. Сформулировать цель значительно труднее, чем следовать принятой цели. Цель конкретизируется и трансформируется применительно к исполнителям и условиям. Цель более высокого порядка всегда содержит исходную неопределенность, которую необходимо учитывать. Несмотря на это, цель должна быть определенной и однозначной. Ее постановка должна допускать инициативу исполнителей. «Гораздо важнее выбрать «правильную» цель, чем «правильную» систему», — указал Холл, автор книги по системотехнике; выбрать не ту цель — значит решить не ту задачу; а выбрать не ту систему — значит просто выбрать неоптимальную систему.

Следовательно, формулировка цели исследования играет определяющую роль в системном анализе, т.к. предопределяет его эффективность проведения, а, следовательно, и качество результата. Процесс формулирования цели должен состоять не только в определении желаемого результата, но и определения тех средств (ресурсов) с помощью которых она может быть достигнута. Необходимо помнить, что если ресурсов не достаточно для достижения сформулированной цели, то можно получить результат, но он будет не желаемого качества. Ресурсы (средства достижения цели), в данном случае, могут стать мерилом эффективности достигаемой цели, т.е. заданного качества результата.

Цель — это желаемое состояние системы или конечный результат деятельности. Первая и одна из важнейших задач специалиста по системному анализу состоит в раскрытии целей лицу, принимающему решение (ЛПР). Процесс раскрытия целей в системном анализе осуществляется методом итерации и выполняется совместно специалистом по системному анализу и ЛПР.

Определение целей — есть зеркальное отражение формулирования проблемы, поскольку проблема – это несоответствие между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел. Правильная постановка целей может быть равносильна «половине» решения проблемы. Все усилия подчиненных, отличная организация работ и самая современная техника не приведут к успеху, если цель системного анализа выбрана ошибочно.

Цели тесно связаны с проблемами: с одной стороны, поставленная цель порождает проблему ее достижения, а с другой для решения проблемы ставится цель как путь ее решения. При этом проблемы могут иметь объективный или субъективный характер, а цели могут носить характер желания или направления деятельности.

Например, руководитель фирмы с целью совершенствования системы управления желает создать современную информационную систему. Данная цель порождает ряд проблем: недостаточность финансовых средств, отсутствие требуемых помещений, отсутствие соответствующих квалифицированных кадров для ее внедрения и эксплуатации и, наконец, проблема выбора технических и программных средств. Для конкретизации цели руководство должно определиться не только с потенциальными ресурсами для ее реализации, но и уточнить какую именно информационную систему нужно создать, для каких целей.

В ряде случаев подобное исследование приводит к выводу, что проблема таковой не является, либо была первоначально сформулирована неверно и требует уточнений.

Например, нельзя одновременно стремиться увеличить общий объем продукции, улучшить ее качество и уменьшить эксплуатационные расходы, поскольку данные цели несовместимы, они носят противоречивый характер. Увеличение объема продукции требуют дополнительных затрат. Поэтому было бы целесообразно установить некоторые пределы росту продукции путем определения его как «наивысшего роста продукции при плановом объеме затрат». Возможно, что если бы «уменьшению эксплуатационных расходов» придавался смысл «уменьшение эксплуатационных расходов, согласованное с приемлемым качеством, существующим оборудованием, инструментом и персоналом», то эта цель была бы достижимой.

Основные методы системного анализа представляют совокупность количественных и качественных методов, которые можно представить в виде таблицы 2.

Таблица 2 – Методы системного анализа

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Принципиальной особенностью системного анализа является использование методов двух типов — формальных и неформальных (качественных, содержательных).

Методика системного анализа разрабатывается и применяется в тех случаях, когда у лиц, принимающих решения, на начальном этапе нет достаточных сведений о проблемной ситуации, позволяющих выбрать метод ее формализованного представления, сформировать математическую модель или применить один из новых подходов к моделированию, сочетающих качественные и количественные приемы. В таких условиях может помочь представление объектов в виде систем, организация процесса принятия решения с использованием разных методов моделирования.

Для того чтобы организовать такой процесс, нужно определить последовательность этапов, рекомендовать методы для выполнения этих этапов, предусмотреть при необходимости возврат к предыдущим этапам. Такая последовательность определенным образом выделенных и упорядоченных этапов с рекомендованными методами или приемами их выполнения представляет собой методику системного анализа.

Таким образом, методика системного анализа разрабатывается для того, чтобы организовать процесс принятия решения в сложных проблемных ситуациях. Она должна ориентироваться на необходимость обоснования полноты анализа, формирование модели принятия решения, адекватно отображать рассматриваемый процесс или объект.

Одной из принципиальных особенностей системного анализа, отличающей его от других направлений системных исследований, является разработка и использование средств, облегчающих формирование и сравнительный анализ целей и функций систем управления. Вначале методики формирования и исследования структур целей базировались на сборе и обобщении опыта специалистов, накапливающих этот опыт на конкретных примерах.

Таким образом, основной особенностью методик системного анализа является сочетание в них формальных методов и неформализованного (экспертного) знания. Последнее помогает найти новые пути решения проблемы, не содержащиеся в формальной модели, и таким образом непрерывно развивать модель и процесс принятия решения, но одновременно быть источником противоречий, парадоксов, которые иногда трудно разрешить. Поэтому исследования по системному анализу начинают все больше опираться на методологию прикладной диалектики.

Методы системного анализа

Арсенал методов системного анализа достаточно большой, каждый из методов имеет свои достоинства и недостатки, а также область применения по отношению как к типу объекта, так и к этапу его исследования.

Основными методами системного анализа являются следующие методы:

• неформальные методы: методы «мозговой атаки», метод экспертных оценок, метод «Дельфи», диагностические методы, морфологические методы, метод дерева целей;
• формализованные методы:

o графические: матричные методы, сетевые методы;

o статистические: математическая статистика, теория вероятностей, теория массового обслуживания;

o аналитические: методы как классической математики, так и математического программирования.

Неформальные методы

Методы «мозговой атаки». Методы данного типа преследуют основную цель — поиск новых идей, их широкое обсуждение и конструктивную критику. Основная гипотеза заключается в предположении, что среди большого числа идей имеются, по меньшей мере, несколько хороших. При проведении обсуждений по исследуемой проблеме применяются следующие правила:

· сформулировать проблему в основных терминах, выделив центральный единственный пункт;

· не объявлять ложной и не прекращать исследование ни одной идеи;

· поддерживать идею любого рода, даже если ее уместность кажется вам в данное время сомнительной;

· оказывать поддержку и поощрение, чтобы освободить участников обсуждения от скованности.

При всей кажущейся простоте данные обсуждения дают неплохие результаты.

Методы экспертных оценок. Основа этих методов — различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности базируется на том, что неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. При этом предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Наиболее спорным моментом в данных методиках является установление весовых коэффициентов по высказываемым экспертами оценкам и приведение противоречивых оценок к некоторой средней величине. Данная группа методов находит широкое применение в социально-экономических исследованиях.

2. разработка процедуры экспертизы;

3. формирование группы экспертов;

5. анализ и обработка информации.

При обработке материалов коллективной экспертной оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации, который позволяет оценить, насколько согласованы между собой ряды предпочтительности, построенные каждым экспертом. Для наглядности представления степени согласованности мнений двух любых экспертов служит коэффициент парной ранговой корреляции. Тип используемых процедур экспертизы зависит от задачи оценивания. К наиболее употребительным процедурам экспертных измерений относятся:

· метод фон Неймана-Моргенштерна.

Целесообразность применения того или иного метода во многом определяется характером анализируемой информации. Если оправданы лишь качественные оценки объектов по некоторым качественным признакам, то используются методы ранжирования, парного и множественного сравнения.

Если характер анализируемой информации таков, что целесообразно получить численные оценки объектов, то можно использовать какой-либо метод численной оценки, начиная от непосредственных численных оценок и кончая более тонкими методами Терстоуна и фон Неймана-Моргенштерна.

Метод «Дельфи». Первоначально метод «Дельфи» был предложен как одна из процедур при проведении мозговой атаки и должен помочь снизить влияние психологических факторов и повысить объективность оценок экспертов. Затем метод стал использоваться самостоятельно. Его основа — обратная связь, ознакомление экспертов с результатами предшествующего тура и учет этих результатов при оценке значимости экспертов.

Диагностические методы представляют собой приемы обследования системы, ее подсистем с целью усовершенствования форм и методов ее работы. Диагностические методы применяются на этапе диагностики обследуемого объекта и могут применяться также и на других этапах для получения необходимой информации, в частности, на этапе формулирования проблемы, этапе анализа структуры системы.

Цель использования диагностических методов – это установление и изучение признаков, характеризующих состояние систем для предсказания возможных отклонений и предотвращения нарушения нормального режима функционирования системы.

Морфологические методы.Основная идея морфологических методов – систематически находить все мыслимые варианты решения проблемы или реализации системы путем комбинирования выделенных элементов или признаков. Этот подход был разработан и применен швейцарским астрономом Ф. Цвикки и долгое время был известен как метод Цвикки.

Наиболее известными разновидностями метода являются:

· Метод систематического покрытия поля (МСПП). Основан на выделении так называемых опорных пунктов знания в любой исследуемой области и использовании для заполнения поля некоторых сформулированных принципов мышления.

· Метод отрицания и конструирования (МОК), заключающийся в том, что на пути конструктивного прогресса стоят догмы и компромиссные ограничения, которые есть смысл отрицать, и следовательно, сформулировав некоторые положения, полезно заменить из затем на противоположные и использовать при проведении анализа.

· Метод морфологического ящика (ММЯ), нашедший наиболее широкое распространение. Идея ММЯ состоит в том, чтобы определить все мыслимые параметры, от которых может зависеть решение проблемы, представить их в виде матриц-строк, а затем определить в этом морфологическом матрице-ящике все возможные сочетания параметров по одному из каждой строки. Полученные таким образом варианты могут снова подвергаться оценке и анализу в целях выбора наилучшего. Морфологический ящик может быть не только двумерным.

Метод дерева целей. Термин «дерево целей» подразумевает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели, а их в свою очередь, на более детальные составляющие.

Дерево целей представляет собой связный граф, вершины которого интерпретируются как цели, а ребра или дуги как связи между целями.

Основным требованием к дереву целей является отсутствие циклов. Дерево целей представляет собой главный инструмент увязки целей высшего уровня с конкретными средствами их достижения на низшем уровне через ряд промежуточных звеньев. При этом в понятие целей на разных уровнях вкладывается различное содержание: от объективных народохозяйственных потребностей и желаемых направлений развития на верхнем уровне до решения задач и осуществления отдельных мероприятий на нижних уровнях.

Метод дерева целей используется для:

· структуризации и анализа проблемы;

· декомпозиции критериев оптимальности;

Формализованные методы

Матричные методы.Матричные формы представления и анализа информации не являются специфическим инструментом системного анализа, однако широко используются на различных его этапах в качестве вспомогательного средства. Матрица является не только наглядной формой представления информации, но и формой, которая во многих случаях раскрывает внутренние связи между элементами, помогает выяснить и проанализировать наблюдаемые части структуры. Примером использования свойств матрицы является таблица Менделеева.

Матрицы используются для представления и анализа систем и их структур. Перестроение дерева целей в матрицу бывает удобно для анализа структуры дерева целей, для выявления взаимосвязей и отношений между целями на этапе отбора вариантов и усечения целей.

Сетевые методы.Сетевые методы являются наиболее наглядным и удобным средством отражения динамических, развивающихся во времени процессов, их анализа и планирования с включением элементов оптимизации. Используются главным образом на этапе построения программ развития. Элементы нижних уровней дерева целей, перегруппированные по признаку временных логических взаимосвязей, можно преобразовать в сеть. Анализ этих сетей может послужить для дальнейшей корректировки деревьев целей. Более сложные многомерные сети используются для распределения сфер ответственности, распределения работ по конкретным исполнителям в организациях, ориентированных на цель.

Статистические методы.Величины, которые могут принимать различные значения в зависимости от внешних по отношению к ним условий, принято называть случайными (стохастичнымипо природе). Так, например: пол встреченного нами человека может быть женским или мужским (дискретная случайная величина); его рост также может быть различным, но это уже непрерывная случайная величина — с тем или иным количеством возможных значений (в зависимости от единицы измерения).

Для случайных величин приходится использовать особые, статистические методы их описания. В зависимости от типа самой случайной величины — дискретная или непрерывная это делается по разному.

Дискретное описание заключается в том, что указываются все возможные значения данной величины (например — 7 цветов обычного спектра) и для каждой из них указывается вероятность или частота наблюдений именного этого значения при бесконечно большом числе всех наблюдений.

Можно доказать, что при увеличении числа наблюдений в определенных условиях за значениями некоторой дискретной величины частота повторений данного значения будет все больше приближаться к некоторому фиксированному значению — которое и есть вероятность этого значения.

К понятию вероятности значения дискретной случайной величины можно подойти и иным путем — через случайные события. Это наиболее простое понятие в теории вероятностей и математической статистике — событие с вероятностью 0,5 или 50% в 50 случаях из 100 может произойти или не произойти, если же его вероятность более 0,5 — оно чаще происходит, чем не происходит. События с вероятностью 1 называют достоверными, а с вероятностью 0 — невозможными.

Отсюда простое правило: для случайного события X вероятности P(X) (событие происходит) и P(X) (событие не происходит), в сумме для простого события дают 1.

В ряде ситуаций приходится иметь дело с непрерывно распределенными случайными величинами — весами, расстояниями и т. п. Для них идея оценки среднего значения (математического ожидания) и меры рассеяния (дисперсии) остается той же, что и для дискретных случайных величин. Приходится только вместо соответствующих сумм вычислять интегралы. Второе отличие — для непрерывной случайной величины вопрос о том какова вероятность принятия ею конкретного значения обычно не имеет смысла — как проверить, что вес товара составляет точно 242 кг — не больше и не меньше?

Для всех случайных величин — дискретных и непрерывно распределенных, имеет очень большой смысл вопрос о диапазоне значений. В самом деле, иногда знание вероятности того события, что случайная величина не превзойдет заданный рубеж, является единственным способом использовать имеющуюся информацию для системного анализа и системного подхода к управлению. Правило определения вероятности попадания в диапазон очень просто — надо просуммировать вероятности отдельных дискретных значений диапазона или проинтегрировать кривую распределения на этом диапазоне.

Математическое программирование («планирование») — это раздел математики, занимающийся разработкой методов отыскания экстремальных значений функции, на аргументы которой наложены ограничения. Методы математического программирования используются в экономических, организационных, военных и др. системах для решения так называемых распределительных задач. Распределительные задачи возникают в случае, когда имеющихся в наличии ресурсов не хватает для выполнения каждой из намеченных работ эффективным образом и необходимо наилучшим образом распределить ресурсы по работам в соответствии с выбранным критерием оптимальности.

В зависимости от вида целевой функции и ограничений выделяют следующие методы математического программирования:

Линейное программирование, используется если целевая функция линейна и система ограничений также линейна.

Если решения задачи линейного программирования должны быть целыми числами, то это задача целочисленного линейного программирования.

Если целевая функция и система ограничений не линейны, то это задача нелинейного программирования.

В том случае, если в задаче математического программирования имеется переменная времени и целевая функция выражается не в явном виде, как функция переменных, а косвенно, через уравнение, описывающее протекание операции во времени, то такая задача является задачей динамического программирования.
Если целевая функция и система ограничений задаются формулами вида:

,то это задача геометрического программирования.

В задачах параметрического программированияцелевая функция и система ограничений зависят от параметров.

Если в целевой функции и системе ограничений определяется область возможного изменения переменных, содержатся случайные величины, то такая задача относится к задачам стохастического программирования.

Если точный оптимум найти алгоритмическим путем невозможно, из-за большого числа вариантов решения, то используются методы эвристического программирования.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные особенности системного анализа.

2. Для каких целей разрабатывается методика системного анализа и в каких случаях она применяется?

3. Опишите метод «мозговой атаки».

4. Опишите методы экспертных оценок.

6. Опишите диагностические методы.

7. Опишите морфологические методы.

8. Опишите метод дерева целей.

9. Опишите матричные методы.

10. Опишите сетевые методы.

11. Опишите статистические методы.

12. Опишите методы математического программирования.

Тема№8
Применение системного анализа в экономике и управлении

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы

источник

6.1.1. Особенности системного анализа. После изучения понятия «система», принципов функционирования сложных систем, подходов к их моделированию и измерению, появляется возможность рассмотреть системный анализ как метод для получения новых знаний о сложных системах. В этой роли системный анализ представляет собой достаточно формализованную технологию рассмотрения сложного объекта, включающую определённый набор конкретных этапов и шагов. При исследовании сложных систем принято использовать два подхода (рис.61), акцентируя один из них в зависимости от требований ситуации:

— Индукцию («от простого к сложному»). Сначала изучаются свойства отдельных частей системы – элементов, а уже на основе знания об их свойствах делается вывод о свойствах системы.

— Дедукцию («от сложного к простому»). Сначала изучаются свойства всей системы, уже на основе этого знания делаются выводы о свойствах элементов.

Рис.61. Подходы к исследованию

Эффективность системного анализа повышается в зависимости от увеличения сложности исследуемой системы, но при условии четкой формулировки единых системных целей при взаимосвязанном рассмотрении важных сторон системы. Системный анализ основывается на поиске конкретных механизмов целостности объекта и выявлении пространственного и логического размещения его связей.

Характеристика основных подходов, используемых в системном анализе

В системном анализе используются следующие основные подходы:

1. Системный подход – направление методологий исследования, предполагающее рассмотрение объекта как множества элементов в совокупности отношений и связей между ними с учётом свойства целостности.

Основными характеристиками системного подхода являются целостность, иерархичность строения, структуризация, множественность и системность, рассмотренные выше.

2. Структурный подход – направлениие методологий исследования, предполагающее изучение структуры и функций системы с учётом зависимости между ними.

3. Интегральный подход – направление методологий исследования, предполагающее многоаспектный анализ сторон, свойств, функций, структуры и внешних взаимосвязей системы и выявление наиболее значимых из них.

4. Конструктивный подход – направление методологий исследования, предполагающее рассмотрение системы в виде объекта, преобразующего входы в выходы по некоторым законам

5. Проблемный подход – направление методологий исследования, опирающееся на понятие проблемы, как противоречия между целями, свойствами, функциями или состояниями системы и методы разрешения подобных проблем.

6. Ситуационный подход – направление методологий исследования, основанное на методах планирования типовых ситуаций и сценариев управления ими, а также методов определения прчинно-следственных связей.

7. Морфологический подход – направление методологий исследования, предполагающее точное формальное определение некоторой проблемы с выявлением множества его решений и основанное на применении методов морфологического моделирования

8. Инновационный подход – направление методологий исследования, предполагающее выявление экономически значимых новшеств и внедрение их в реальные бизнес-процессы организаций с целью повышения их эффективности (как правило, речь идёт об экономической эффективности).

9. Целеориентированный подход – направление методологий исследования, предполагающее структурную декомпозицию целей системы для выяснения целей и задач отдельных подсистем и элементов системы.

10. Нормативный подход – направление методологий исследования, основанных на рационализации и унификации применяющихся методов и технологий, а также на управлении требованиями к системам и процессам.

6.1.3. Принципы (закономерности) системного анализа. Системный анализ предоставляет исследователю удобную и эффективную схему решения проблемы практики за счёт всестороннего изучения объекта исследования как системы. Для использования этой схемы исследования необходимо руководствоваться следующими принципами:

1) Принцип конечной цели утверждает приоритет конечной (глобальной) цели системы. Он утверждает, что цель системы – это система целей её подсистем и элементов: сначала основная цель определяет подцели, а затем их достижение обеспечивает достижение основной цели (рис.62).

Рис.62. Схема формирования основной цели

Например, сначала заведующий кафедрой формирует план работы кафедры, направленный на достижение целей вуза (системы), а преподаватели выполняют этот план, способствуя достижению целей кафедры (подсистемы).

Принцип раскрывается через следующие правила:

— перед проведением системного анализа необходимо сформулировать цель исследования;

— анализ следует вести после выяснения основной цели, функции или основного назначения исследуемой системы;

— при исследовании любые изменения системы должны оцениваться относительно того способствуют или препятствуют они достижению конечной цели;

— цель функционирования искусственной системы задается системой, для которой исследуемая система является элементом.

Примечание – нижестоящие цели подчиняются вышестоящим.

2) Принцип измерения. Измерять параметры функционирования системы можно только на основе сопоставления их с параметрами системы более высокого порядка, выступающей в роли шкалы.

Рис.63. Измерение эффективности подсистемы на примере автомобиля

Для определения эффективности функционирования системы надо представить её как часть более общей и проводить оценку общих свойств исследуемой системы относительно целей и задач данной надсистемы (рис.63).

Например, для оценки достижений кафедры необходимо измерить их по шкале, сформированной для многих кафедр вуза (определить рейтинг) и определить место кафедры на шкале заслуг.

Признак, по которому производится сравнение, называется мерой.

— в ряде случаев, в частности в физике, метрологии и т.д., измерение параметров производится при помощи сравнения с эталонами;

— при научных исследованиях сравнение нового знания (методик, моделей и т.д.) производится с уже известными, нашедшими подтверждение на практике.

Данный принцип можно считать эквивалентным утверждению, что «всё познаётся в сравнении».

3) Принцип эквифинальности. Система может достигнуть требуемого конечного состояния, не зависящего от времени и определяемого собственными характеристиками системы при различных начальных и граничных условиях, различными путями. Это свойство означает сохранение устойчивости системы в течение определённого времени в определённом пространстве (рис.64).

Рис.64. Способы достижения одного результата

Например, по одному и тому же профилю можно обучаться и очно, и заочно, и на очно-заочной форме обучения.

4) Принцип единства означает совместное рассмотрение системы, и как целого, и как совокупности её элементов.

Например, учебная группа с одной стороны является самостоятельной единицей (целостностью), а с другой – объектом, состоящим из студентов (элементов).

5) Принцип связности. Рассмотрение любой части системы совместно с её окружением подразумевает проведение процедуры выявления связей между элементами системы и выявление связей с внешней средой (учет внешней среды) (рис.65).

Рис.65. Рассмотрение системы совместно с её окружением

Например, «лаборатория», как часть системы «кафедра», связана, помимо элементов системы, с такими сущностями внешней среды как «источники электроэнергии», «сервера университета» и т.д.

6) Принцип модульного построения утверждает, что полезно выделение модулей (подсистем) в системе и рассмотрение её как совокупность этих модулей (подсистем) (рис.66). Принцип указывает на возможность исследования части системы с учётом совокупности её входных и выходных связей с выходными модулями (подсистемами).

В этом случае можно исследовать свойства модулей (подсистем) через свойства элементов, входящих в неё.

Модули (подсистемы) экономической информационной системы можно поделить на следующие типы:

— средства производства (основные фонды);

— предметы труда (оборотные средства предприятия);

— производительные силы (кадровый ресурс);

Рис.66. Модульная схема самолёта

Например, система «факультет» состоит из подсистем «кафедр», а «кафедры», в свою очередь, состоят из «лабораторий» и т.д.

7) Принцип иерархии гласит, что полезно введение иерархии частей и их ранжирование, поскольку это упрощает разработку системы и устанавливает порядок рассмотрения частей. Кроме того, появляется возможность исследовать общие свойства связей между уровнями (вертикальные связи) и между элементами, находящимися на одном уровне (горизонтальные связи). Иерархия позволяет решать проблемы перехода количественных изменений в качественные за счёт определения границ между уровнями (рис.67).

Понятие «иерархии» связано с понятием «декомпозиции», т.е. с разделением системы на элементы, при котором полученные элементы несут часть целостных свойств декомпозируемой системы.

Рис.67. Уровни иерархии на примере физического строения вещества

Например, уровни иерархии вуза или любой другой организации.

8) Принцип функциональности состоит в том, что цель искусственной системы достигается через её функционирование, т.е. цель определяет функциональное назначение системы, а структура и элементы определяют функции и функционирование системы (рис.68).

Рис.68. Схема принципа функциональности

Помимо структурных моделей системы существуют функциональные модели, позволяющие оценивать её функциональность. Нередко эти модели объединяются в одну – структурно-функциональную модель.

Например, для достижения цели, связанной с получением новых знаний, студенту необходимо принять участие в функционировании учебного процесса.

9) Принцип развития указывает на свойство изменчивости систем со временем. Такие изменения могут происходить в сторону улучшения показателей эффективности системы. В этом случае система называется развивающейся. Если же изменение показателей системы происходит в сторону ухудшения, то её называют деградирующей. Любые системы обладают жизненным циклом, в ходе которого они зарождаются, развиваются, деградируют и разрушаются (рис.69). Для систем свойственен этап стабильного функционирования, когда процессы развития и деградации уравновешиваются.

Рис.69. Жизненный цикл искусственной системы

Например, технические специальности зарождаются по мере появления новых технических систем, развиваются и на определённом этапе могут быть закрыты в связи с отказом от таких систем, т.е. погибнуть.

10) Принцип децентрализации указывает на то, что при сочетании в сложных системах централизованного и децентрализованного управления степень централизации должна стремиться к минимальной, но быть достаточной для обеспечения выполнения поставленной цели. Следовательно, система более эффективна при минимально необходимой для достижения цели степени централизации (рис.70)

Рис.70. Зависимость эффективности управления от централизации

Например, рациональная степень централизации для кафедры вуза ближе к минимуму, чем к максимуму, а для военной части постоянной готовности – наоборот.

11) Принцип неопределенности заключается в учете неопределенностей и случайностей в системе. Принцип утверждает, что в системе могут быть определены не все структурные связи и элементы, функции или внешние воздействия, но при этом она может достигать своей цели.

Человек может приходить к верному решению, не располагая всеми знаниями в предметной области. Любое исследование позволяет собрать лишь некоторый, обычно небольшой процент информации об его объекте. Тем не менее, это не мешает человеку выявлять объективные законы вселенной.

Например, ни один студент не может полностью владеть всеми знаниями о предметной области, но может успешно сдавать экзамены, демонстрируя удовлетворяющие преподавателя знания.

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 433 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

источник