Existujú rôzne pohľady na obsah pojmu „systémová analýza“ a rozsah jeho aplikácie. Štúdium rôznych definícií systémovej analýzy nám umožňuje rozlíšiť štyri jej interpretácie.
Prvý výklad považuje systémovú analýzu za jednu zo špecifických metód na výber najlepšieho riešenia vzniknutého problému, pričom ho identifikuje napríklad analýzou podľa kritéria nákladovej efektívnosti.
Takáto interpretácia systémovej analýzy charakterizuje pokusy zovšeobecniť najrozumnejšie metódy akejkoľvek analýzy (napríklad vojenskej alebo ekonomickej), aby sa určili všeobecné vzorce jej implementácie.
V prvej interpretácii je systémová analýza skôr „analýzou systémov“, keďže dôraz sa kladie na predmet skúmania (systém), a nie na systematické zvažovanie (berúc do úvahy všetky najdôležitejšie faktory a vzťahy, ktoré ovplyvňujú riešenie problému, použitie určitej logiky na nájdenie najlepšieho riešenia atď.)
V mnohých prácach pokrývajúcich určité problémy systémovej analýzy sa slovo „analýza“ používa s takými prídavnými menami ako kvantitatívna, ekonomická, zdrojová a výraz „systémová analýza“ sa používa oveľa menej často.
Podľa druhého výkladu je systémová analýza špecifickou metódou poznávania (opak syntézy).
Tretí výklad považuje systémovú analýzu za akúkoľvek analýzu akýchkoľvek systémov (niekedy sa pridáva aj analýza založená na systémovej metodológii) bez akýchkoľvek dodatočných obmedzení rozsahu jej aplikácie a použitých metód.
Podľa štvrtého výkladu je systémová analýza veľmi špecifická teoretická a aplikovaná oblasť výskumu založená na systémovej metodológii a charakterizovaná určitými princípmi, metódami a rozsahom. Zahŕňa metódy analýzy aj metódy syntézy.
Zdá sa nám, že správna je štvrtá interpretácia, ktorá najprimeranejšie odráža smer systémovej analýzy a kombináciu metód, ktoré používa.
Systémová analýza je teda súbor určitých vedeckých metód a praktických techník na riešenie rôznych problémov, ktoré vznikajú vo všetkých oblastiach cieľavedomej činnosti spoločnosti, založených na systematickom prístupe a prezentovaní predmetu štúdia vo forme systému. Charakteristické pre systémovú analýzu je, že hľadanie najlepšieho riešenia problému začína definovaním a usporiadaním cieľov systému, pri fungovaní ktorého problém vznikol. Zároveň sa vytvára súlad medzi týmito cieľmi, možnými spôsobmi riešenia vzniknutého problému a zdrojmi, ktoré sú na to potrebné.
Systémová analýza sa vyznačuje najmä usporiadaným, logicky založeným prístupom k štúdiu problémov a využívaním existujúcich metód na ich riešenie, ktoré je možné rozvíjať v rámci iných vied.
Účelom systémovej analýzy je úplne a komplexne otestovať rôzne možnosti činnosti z hľadiska kvantitatívneho a kvalitatívneho porovnania vynaložených zdrojov s dosiahnutým účinkom.
Systémová analýza je v podstate prostriedkom na vytvorenie rámca pre systematické a efektívnejšie využívanie znalostí, úsudku a intuície odborníkov; zaväzuje k určitej disciplíne myslenia.
Inými slovami, systémová analýza je systematizovaná metóda, ktorá pomáha rozhodovateľovi pri výbere postupu skúmaním celého problému, identifikáciou konečných cieľov a rôznych spôsobov ich dosiahnutia, pričom sa zohľadňujú možné dôsledky. Na získanie kvalifikovaného úsudku o problémoch sa používajú vhodné metódy.
Jednou z úloh systémovej analýzy je odhaliť obsah problémov, ktorým čelia osoby s rozhodovacou právomocou, aby si uvedomili všetky hlavné dôsledky rozhodnutí a mohli ich zohľadniť vo svojom konaní. Systémová analýza pomáha osobe zodpovednej za rozhodovanie dôslednejšie posúdiť možné možnosti konania a vybrať z nich tú najlepšiu, berúc do úvahy ďalšie neformalizovateľné faktory a body, ktoré môžu byť odborníkom pripravujúcim rozhodnutie neznáme.
Stručne charakterizujme metodológiu systémovej analýzy pomocou definície metodológie vedy.
„Metodológia vedy charakterizuje zložky vedeckého výskumu, jeho predmet, predmet analýzy, výskumnú úlohu (alebo problém), súhrn výskumných nástrojov potrebných na vyriešenie daného typu problému a tiež tvorí predstavu o postupnosti. výskumného hnutia v procese riešenia problémov“.
Najprv si definujme obsah objektu systémovej analýzy, t.j. zistiť jeho špecifiká a miesto medzi ostatnými príbuznými vednými oblasťami.
Predmetom systémovej analýzy v teoretickej rovine je proces prípravy a rozhodovania; v aplikovanom aspekte - rôzne špecifické problémy, ktoré vznikajú pri tvorbe a prevádzke systémov.
Z teoretického hľadiska ide v prvom rade o všeobecné vzorce výskumu zameraného na hľadanie najlepších riešení rôznych problémov na základe systematického prístupu (obsah jednotlivých etáp systémovej analýzy, vzťahy, ktoré medzi nimi existujú a pod.) .
Po druhé, špecifické vedecké metódy výskumu - definícia cieľov a ich klasifikácia, dezagregácia problémov (systémov) na ich základné prvky, určenie vzťahov, ktoré existujú medzi prvkami systému a medzi systémom a vonkajším prostredím. , atď.
Po tretie, princípy integrácie rôznych výskumných metód a techník (matematických a heuristických) sa vyvinuli tak v rámci systémovej analýzy, ako aj v rámci iných vedných oblastí a disciplín do koherentného, vzájomne závislého súboru metód systémovej analýzy.
Teoretické základy pre vývoj, prijímanie a implementáciu rozhodnutí“
Rozhodovanie je neoddeliteľnou súčasťou ľudskej činnosti v akejkoľvek oblasti: politickej, ekonomickej, kultúrnej, osobnom živote atď.
Možné dôsledky rozhodnutí môžu ovplyvniť záujmy nielen jednej osoby alebo viacerých, ale aj veľkých tímov, regiónov a celej spoločnosti. Preto, aby sme sa vyhli morálnym a materiálnym nákladom, je dôležité poznať teóriu a prax rozhodovania.
Nevyhnutné punc rozhodnutie manažmentu je, že sa prijíma v prípade naliehavého problému. A keďže takéto problémy vznikajú pri riadení akéhokoľvek objektu (priemyselný podnik, banka alebo vládna agentúra) neustále, funkcia rozhodovania spočíva v neustálom riešení konkrétnej úlohy v procese riadenia.
Rozhodovacia úloha je zameraná na určenie najlepšia cesta(možnosť) akcií na dosiahnutie stanovených cieľov.
Cieľ je ideálna reprezentácia požadovaného stavu objektu kontroly alebo výsledku činnosti.
Ak sa skutočný stav nezhoduje s požadovaným, nastáva problém.
Vypracovanie akčného plánu na vyriešenie problému je podstatou rozhodovacej úlohy.
Problémy môžu nastať, ak fungovanie systému (objektu a jeho riadiaceho systému) v tento moment nezabezpečuje dosiahnutie cieľov; fungovanie systému v budúcnosti nezabezpečí dosiahnutie stanovených cieľov; je potrebná zmena cieľov systému.
Problém je vždy generovaný určitými podmienkami, ktoré sa všeobecne nazývajú situácia.
Kombinácia problému a situácie tvorí problémovú situáciu.
Problém, ktorý si vyžaduje rozhodnutie, sa teda zvyčajne nazýva situácia charakterizovaná takým rozdielom medzi nevyhnutným (žiaducim) a skutočným stavom systému, ktorý bráni jeho rozvoju alebo normálnemu fungovaniu.
Problém môže byť akútny alebo kritický, ak problémová situácia ohrozuje samotnú existenciu objektu a (alebo) systému jeho riadenia.
Manažérske rozhodnutie teda slúži ako prostriedok riešenia problému. V zovšeobecnenej podobe je to predpis na činnosť, zoznam opatrení, ktoré umožňujú uviesť systém do požadovaného stavu alebo sám požadovaný stav zmeniť. Rozhodnutie je prístup k racionálnemu výberu aspoň dvoch možností.
Rozhodovanie je podfunkciou riadiacej funkcie. Ide o proces, ktorý začína vznikom problémovej situácie a končí voľbou riešenia – úkonom na odstránenie problémovej situácie.
Aké je miesto manažérskeho rozhodnutia v procese riadenia?
Z vecného hľadiska je manažment cyklicky sa opakujúci proces vykonávania určitých druhov činností, ktoré sa nazývajú riadiace funkcie. Ich zloženie a obsah charakterizujú funkčnú štruktúru procesu riadenia. Na druhej strane, výkon riadiacich funkcií môže byť reprezentovaný ako postupné fázy akcií:
zber, spracovanie a analýza informácií o stave riadiaceho objektu a jeho riadiaceho systému;
· vymedzenie účelu fungovania a vývoja správneho rozhodnutia;
doručenie rozhodnutia dodávateľovi;
implementáciu riešenia a zmeny v systéme.
Postupná implementácia logicky na seba nadväzujúcich etáp subjektom riadenia predstavuje cyklus riadenia, ktorý charakterizuje organizačnú a technologickú štruktúru procesu riadenia (obr. 1.1).
Ryža. 1.1. Štruktúra cyklu riadenia
V rôznych technických a sociálno-ekonomických systémoch je štruktúra cyklov riadenia odlišná. Avšak bez ohľadu na to, aký typ cyklu riadenia zvolíme, ústredné miesto v ktoromkoľvek z nich zaujíma manažérske rozhodnutie. Všetky fázy manažérskeho cyklu sú priamo zamerané buď na prípravu rozhodnutia alebo na jeho realizáciu. Manažérske rozhodnutie teda preniká celým manažérskym cyklom.
V dôsledku toho je proces rozvoja a prijímania manažérskych rozhodnutí najdôležitejšou charakteristikou organizačnej a technologickej štruktúry procesu riadenia.
Manažérske rozhodnutie je súčasťou riadiaceho procesu.
Centrálnym postupom v systémovej analýze je konštrukcia zovšeobecneného modelu (alebo modelov), ktorý odráža všetky faktory a vzťahy reálnej situácie, ktoré sa môžu objaviť v procese implementácie rozhodnutia. Výsledný model sa skúma, aby sa zistila blízkosť výsledku aplikácie jednej alebo druhej z alternatívnych možností akcie k požadovanej, porovnateľné náklady na zdroje pre každú z možností, stupeň citlivosti modelu na rôzne nežiaduce vonkajšie vplyvy. Systémová analýza je založená na množstve aplikovaných matematických disciplín a metód široko používaných v moderné aktivity manažment: operačný výskum, metóda vzájomného hodnotenia, metóda kritickej cesty, teória radenia atď. Technický základ systémovej analýzy je moderný počítacie stroje a informačných systémov.
Metodické prostriedky používané pri riešení problémov pomocou systémovej analýzy sa určujú v závislosti od toho, či sa sleduje jeden cieľ alebo určitý súbor cieľov, či sa rozhoduje jedna osoba alebo niekoľko ľudí atď. Keď existuje jeden pomerne jasne definovaný cieľ , ktorých stupeň dosiahnutia možno hodnotiť na základe jedného kritéria, sa využívajú metódy matematického programovania. Ak je potrebné mieru dosiahnutia cieľa posudzovať na základe viacerých kritérií, využíva sa aparát teórie úžitku, pomocou ktorého sa kritériá zoraďujú a určuje sa dôležitosť každého z nich. Keď je vývoj udalostí determinovaný interakciou niekoľkých osôb alebo systémov, z ktorých každý sleduje svoje vlastné ciele a robí vlastné rozhodnutia, používajú sa metódy teórie hier.
Efektívnosť štúdia systémov riadenia je do značnej miery determinovaná zvolenými a použitými metódami výskumu. Na uľahčenie výberu metód v reálnych podmienkach pri rozhodovaní je potrebné rozdeliť metódy do skupín, charakterizovať vlastnosti týchto skupín a dať odporúčania na ich použitie pri vývoji modelov a metód systémovej analýzy.
Celý súbor výskumných metód možno rozdeliť do troch veľké skupiny: metódy založené na využívaní vedomostí a intuície špecialistov; metódy formalizovanej reprezentácie riadiacich systémov (metódy formálneho modelovania skúmaných procesov) a integrované metódy.
Ako už bolo uvedené, špecifickou črtou systémovej analýzy je kombinácia kvalitatívnych a formálnych metód. Táto kombinácia tvorí základ každej použitej techniky. Zoberme si hlavné metódy zamerané na využitie intuície a skúseností špecialistov, ako aj metódy formalizovanej reprezentácie systémov.
Medzi metódy založené na identifikácii a zovšeobecňovaní názorov skúsených odborníkov, využívaní ich skúseností a netradičných prístupoch k rozboru činnosti organizácie patria: metóda „Brainstorming“, metóda typu „scenarios“, metóda experta hodnotenia (vrátane SWOT analýzy), „Delphi“, metódy ako „strom cieľov“, „obchodná hra“, morfologické metódy a množstvo ďalších metód.
Vyššie uvedené pojmy charakterizujú ten či onen prístup k zlepšovaniu identifikácie a zovšeobecňovania názorov skúsených odborníkov (výraz „expert“ v latinčine znamená „skúsený“). Niekedy sa všetkým týmto metódam hovorí „expert“. Existuje však aj špeciálna trieda metód, ktoré priamo súvisia s výsluchom znalcov, takzvaná metóda znaleckých posudkov (keďže je zvykom zapisovať body a poradie v anketách), preto tieto a podobné prístupy sa niekedy kombinujú s pojmom „kvalitatívne“ (špecifikuje konvenciu tohto názvu, pretože pri spracovaní názorov získaných od špecialistov možno použiť aj kvantitatívne metódy). Tento výraz (hoci trochu ťažkopádny) viac ako iné odráža podstatu metód, ku ktorým sú špecialisti nútení uchýliť sa, keď nielenže nedokážu okamžite opísať uvažovaný problém analytickými závislosťami, ale tiež nevidia, ktorá z metód formalizovanej reprezentácie z vyššie uvedených systémov by mohli pomôcť získať model.
Metódy brainstormingu. Koncept brainstormingu sa rozšíril od začiatku 50. rokov 20. storočia ako „metóda systematického tréningu kreatívneho myslenia“ zameraná na „objavovanie nových nápadov a dosiahnutie dohody medzi skupinou ľudí založenú na intuitívnom myslení“.
Metódy tohto typu sledujú hlavný cieľ – hľadanie nových myšlienok, ich široká diskusia a konštruktívna kritika. Hlavnou hypotézou je, že medzi Vysoké číslo existuje aspoň pár dobrých nápadov. V závislosti od prijatých pravidiel a rigidity ich implementácie existujú priame brainstormingy, metóda výmeny názorov, metódy ako komisie, súdy (keď jedna skupina podáva čo najviac návrhov a druhá sa ich snaží čo najviac kritizovať). ako je to možné) atď. V poslednej dobe sa niekedy brainstorming uskutočňuje vo forme obchodnej hry.
Metódy typu scenára. Metódy na prípravu a koordináciu myšlienok o probléme alebo analyzovanom objekte, popísané v písomnej forme, sa nazývajú scenáre. Spočiatku tento spôsob zahŕňal prípravu textu obsahujúceho logický sled udalostí resp možné možnosti riešenia problémov v priebehu času. Avšak neskôr povinná požiadavka boli odstránené časové súradnice a každý dokument obsahujúci rozbor uvažovaného problému a návrhy na jeho riešenie alebo vývoj systému sa začal nazývať scenárom bez ohľadu na formu, v akej je prezentovaný. Spravidla v praxi návrhy na vypracovanie takýchto dokumentov najskôr napíšu odborníci jednotlivo a potom sa vytvorí dohodnutý text.
Úlohou systémových analytikov pri príprave scenára je pomôcť popredným odborníkom z príslušných oblastí znalostí zapojiť sa do identifikácie všeobecných vzorcov systému; analyzovať vonkajšie a vnútorné faktory ovplyvňujúce jeho rozvoj a formovanie cieľov; identifikovať zdroje týchto faktorov; analyzovať vyjadrenia popredných odborníkov v periodickej tlači, vedeckých publikáciách a iných zdrojoch vedeckých a technických informácií; vytvárať pomocné informačné fondy (lepšie automatizované), ktoré prispievajú k riešeniu príslušného problému.
Scenár vám umožňuje vytvoriť predbežnú predstavu o probléme (systéme) v situáciách, keď ho nie je možné okamžite zobraziť pomocou formálneho modelu. Napriek tomu je scenár textom so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami (synonymia, homonymia, paradoxy) spojenými s možnosťou jeho nejednoznačného výkladu rôznymi odborníkmi. Preto by sa takýto text mal považovať za základ pre vypracovanie formalizovanejšieho pohľadu na budúci systém alebo riešený problém.
Metódy znaleckého posudku. Základom týchto metód sú rôzne formy expertného prieskumu, po ktorom nasleduje vyhodnotenie a výber najvýhodnejšej možnosti. Možnosť využitia odborných posudkov, zdôvodnenie ich objektivity vychádza zo skutočnosti, že neznáma charakteristika skúmaného javu je interpretovaná ako náhodná veličina, ktorej odrazom distribučného zákona je individuálne posúdenie znalca na spoľahlivosť a význam udalosti.
Predpokladá sa, že skutočná hodnota sledovanej charakteristiky je v rozmedzí odhadov získaných od skupiny expertov a že zovšeobecnený kolektívny názor je spoľahlivý. Najkontroverznejším bodom týchto metód je stanovenie váhových koeficientov podľa odhadov vyjadrených odborníkmi a redukcia protichodných odhadov na nejakú priemernú hodnotu.
Odborný prieskum Nejde o jednorazový postup. Tento spôsob získavania informácií o zložitom probléme, vyznačujúci sa vysokou mierou neurčitosti, by sa mal stať akýmsi „mechanizmom“ v zložitom systéme, t.j. je potrebné vytvoriť pravidelný systém práce s odborníkmi.
Jednou z odrôd expertnej metódy je metóda štúdia silných stránok a slabiny organizácie, príležitosti a ohrozenia jej činnosti - metóda SWOT analýzy.
Táto skupina metód je široko používaná v sociálno-ekonomickom výskume.
Metódy typu Delphi. Pôvodne bola metóda Delphi navrhovaná ako jeden z brainstormingových postupov a mala pomôcť znížiť vplyv psychologických faktorov a zvýšiť objektivitu odborných posudkov. Potom sa metóda začala používať nezávisle. Je založená na spätnej väzbe, oboznamovaní expertov s výsledkami predchádzajúceho kola a zohľadňovaní týchto výsledkov pri hodnotení významnosti expertov.
V špecifických metódach, ktoré implementujú postup "Delphi", sa tento nástroj používa v rôznej miere. Takže v zjednodušenej forme je organizovaná postupnosť iteračných cyklov brainstormingu. V komplexnejšej verzii je vyvinutý program sekvenčných individuálnych prieskumov s využitím dotazníkov, ktoré vylučujú kontakty medzi odborníkmi, ale umožňujú ich vzájomné oboznámenie sa s názormi medzi kolami. Dotazníky z turné na turné je možné aktualizovať. Na redukciu faktorov, ako je sugescia alebo prispôsobenie sa názoru väčšiny, sa niekedy vyžaduje, aby odborníci svoje stanovisko zdôvodnili, čo však nie vždy vedie k želanému výsledku, ale naopak môže zvýšiť účinok úpravy. . V najpokročilejších metódach sú odborníkom priradené váhové koeficienty významnosti ich názorov, vypočítané na základe predchádzajúcich prieskumov, spresnené z kola na kolo a zohľadnené pri získavaní zovšeobecnených výsledkov hodnotenia.
Metódy typu "strom cieľov". Pojem „strom“ znamená použitie hierarchickej štruktúry získanej rozdelením všeobecného cieľa na čiastkové ciele a tie zase na podrobnejšie zložky, ktoré možno nazvať čiastkové ciele nižších úrovní alebo od určitej úrovne funkcie.
Metóda „stromu cieľov“ je zameraná na získanie relatívne stabilnej štruktúry cieľov problémov, smerov, t.j. štruktúra, ktorá sa v priebehu času len málo zmenila s nevyhnutnými zmenami, ku ktorým dochádza v akomkoľvek vyvíjajúcom sa systéme.
Aby sa to dosiahlo, pri konštrukcii počiatočnej verzie štruktúry je potrebné vziať do úvahy vzorce formovania cieľov a použiť princípy formovania hierarchických štruktúr.
Morfologické metódy. Hlavnou myšlienkou morfologického prístupu je systematicky hľadať všetky možné riešenia problému kombináciou vybraných prvkov alebo ich vlastností. V systematickej forme bola metóda morfologickej analýzy prvýkrát navrhnutá švajčiarskym astronómom F. Zwickym a často sa nazýva "metóda Zwicky".
obchodné hry- metóda simulácie bola vyvinutá na prijímanie manažérskych rozhodnutí v rôznych situáciách hraním skupiny ľudí alebo osoby a počítača podľa daných pravidiel. Obchodné hry umožňujú pomocou modelovania a napodobňovania procesov analyzovať, riešiť zložité praktické problémy, zabezpečiť formovanie kultúry myslenia, riadenia, komunikačných schopností, rozhodovania, inštrumentálne rozširovanie manažérskych zručností.
Obchodné hry fungujú ako prostriedok na analýzu systémov riadenia a školenia špecialistov.
Na popis systémov riadenia v praxi sa používa množstvo formalizovaných metód, ktoré v rôznej miere poskytujú štúdium fungovania systémov v čase, štúdium schém riadenia, zloženia jednotiek, ich podriadenosti a pod. príkaz na vytvorenie normálnych podmienkach obsluha riadiaceho aparátu, personalizácia a prehľadná informačná podpora riadenia
Jedna z najkompletnejších klasifikácií založená na formalizovanej reprezentácii systémov, t.j. na matematickom základe zahŕňa tieto metódy:
grafické (teória grafov a pod.).
Trieda je zlá organizované systémy zodpovedá v tejto klasifikácii štatistickým zobrazeniam. Pre triedu samoorganizujúcich sa systémov sú najvhodnejšie modely diskrétnej matematiky a grafické modely, ako aj ich kombinácie.
Aplikované klasifikácie sú zamerané na ekonomické a matematické metódy a modely a sú určené najmä funkčným súborom úloh riešených systémom.
Zvážte príklady systémovej analýzy:
Príklad . Zoberme si jednoduchú úlohu - ísť ráno na hodiny na univerzite. Tento problém, ktorý často rieši študent, má všetky aspekty:
Všetky druhy zdrojov spolu úzko súvisia a vzájomne sa prelínajú. Navyše sú bez seba nemožné, aktualizácia jedného z nich vedie k aktualizácii druhého.
Typy myslenia
Osobitným typom myslenia je systémové myslenie, ktoré je vlastné analytikovi, ktorý chce nielen pochopiť podstatu procesu, javu, ale ho aj riadiť. Niekedy sa stotožňuje s analytickým myslením, ale táto identifikácia nie je úplná. Analytické myslenie môže byť a systémový prístup je metodológia založená na teórii systémov.
Predmetové (predmetovo orientované) myslenie je metóda (princíp), pomocou ktorej je možné cielene (zvyčajne za účelom štúdia) identifikovať a aktualizovať, osvojiť si vzťahy a vzorce príčin a následkov v množstve súkromných a všeobecné udalosti a javy. Často ide o techniku a technológiu na štúdium systémov.
Systémové (systémovo orientované) myslenie je metóda (princíp), pomocou ktorej je možné cielene (zvyčajne za účelom riadenia) identifikovať a aktualizovať, osvojiť si vzťahy a vzorce príčin a následkov v množstve všeobecných a univerzálne udalosti a javy. Často ide o metodológiu systémového výskumu.
V systémovom myslení sa súbor udalostí, javov (ktoré môžu pozostávať z rôznych základných prvkov) aktualizuje, študuje ako celok, ako jedna udalosť organizovaná podľa všeobecných pravidiel, jav, ktorého správanie možno predvídať, predvídať (spravidla) bez objasnenia nielen správania jednotlivých prvkov, ale aj ich kvality a kvantity. Kým sa nepochopí, ako systém ako celok funguje alebo sa vyvíja, žiadna znalosť jeho častí neposkytne úplný obraz o tomto vývoji.
Systémová analýza zahŕňa množstvo etáp (postupov), ktorých cieľom je dôsledne sa približovať k požadovaným výsledkom.
1. Vyjadrenie problému. Stanovia sa konečné ciele a okruh problémov, ktoré je potrebné riešiť; analyzujú sa prevádzkové podmienky systému; sú stanovené obmedzenia kladené na podmienky fungovania systému.
2. Výskum. V tejto fáze prebieha definícia, analýza a zovšeobecnenie údajov potrebných na vyriešenie problému; študuje sa štruktúra analyzovaného systému (problém); sú vytvorené spojenia a možné programy na dosiahnutie cieľovej funkcie vykonávanej analýzy. Treba mať na pamäti, že zvyčajne existuje niekoľko rôznych možností na dosiahnutie cieľov. Je dôležité vziať do úvahy existujúce uhly pohľadu na riešený problém, aby sa vylúčili zjavne iracionálne činy.
Uvažované štádiá sú najmenej formalizované. Pri určovaní cieľov činností a spôsobov ich dosiahnutia zohráva hlavnú úlohu schopnosť tvorivého myslenia špecialistov, intuícia atď.
3. Analýza. Tento postup zahŕňa konštrukciu modelov, výber výkonnostných kritérií a ich použitie na predpovedanie dôsledkov možných akcií, porovnanie rôznych riešení z hľadiska dôsledkov určitých akcií. Použitý matematický aparát (metódy a modely) má, samozrejme, veľký potenciál. Mal by sa však používať v spojení s neformálnymi metódami systémovej analýzy. V opačnom prípade môže úloha v dôsledku zbytočných zjednodušení alebo dokonca skreslení stratiť svoju praktickú hodnotu. Je potrebné mať na pamäti, že niektoré úlohy možno vyriešiť iba neformálnymi metódami. Kvalitatívny slovný popis je dôležitou podmienkou pre analýzu systému.
Na základe komparatívna analýza rôzne možnosti riešenia vzniknutých problémov sú vypracované odporúčania pre osoby s rozhodovacou právomocou. V skutočnosti sú produktom systémovej analýzy. Nasledujúce fázy procesu systémovej analýzy sú zamerané na uvedenie prijatých odporúčaní do praxe.
4. Predbežný rozsudok (dohoda). Na základe prijatých údajov a dodatočných informácií (ak existujú) sa vykoná výber najlepšie spôsoby dosiahnutie cieľov, vypracovanie záverov a odporúčaní o vhodnom postupe.
5. Potvrdenie (experimentálne overenie) prijatých rozhodnutí.
6. Konečný úsudok (konečný výber najlepšieho riešenia).
7. Implementácia prijatého rozhodnutia.
Proces systémovej analýzy je prezentovaný vo forme diagramu, podľa ktorého sa postupnosť etáp analýzy zvyčajne neobmedzuje len na ich jednorazovú reprodukciu a je možné sa z ktorejkoľvek fázy vrátiť k predchádzajúcim (linky spätnej väzby). , tj systémová analýza je iteratívny (lat. iteratio - opakovanie) proces.
V kontexte zvažovanej problematiky je potrebné upozorniť na poznámku ES Kveyda (Analýza komplexných rozhodnutí, 1969), ktorý píše, že systémová analýza neznamená, že robíme niečo úplne nové, ale robíme to lepšie ako pred , systematicky uplatňovať nové metódy vrátane matematických, elektronických výpočtov a expertných hodnotení, venovať väčšiu pozornosť neistote a overovaniu získaných výsledkov v závislosti od zmien podmienok, ktoré určujú fungovanie systému.
Špecifiká systémovej analýzy (I. V. Blauberg so spoluautormi):
1. Pri štúdiu objektu ako systému nie je popis prvkov sebestačný, pretože prvok sa nepovažuje za „ako taký“, ale berie do úvahy jeho „miesto“ ako celok.
2. V systematickej štúdii má ten istý „materiál“, látka, súčasne rôzne charakteristiky, parametre, funkcie a dokonca aj štrukturálne princípy. Prejavuje sa to napríklad v hierarchickej štruktúre systémov.
3. Štúdium systému je spravidla neoddeliteľné od skúmania podmienok jeho existencie.
4. Pre systémový prístup je špecifický problém vytvárania vlastností celku z vlastností prvkov a naopak.
5. V systematickom štúdiu sú čisto kauzálne (v užšom zmysle slova) vysvetlenia fungovania a vývoja objektu spravidla nedostatočné. Áno, pre veľká trieda systémy sa vyznačujú účelnosťou ako integrálnou črtou ich správania, hoci účelové správanie nie vždy zapadá do rámca kauzálnej schémy.
6. Zdroj transformácií systému alebo jeho funkcií je zvyčajne v systéme samotnom. Keďže to súvisí s účelnosťou správania systémov, najdôležitejšou črtou množstva systémových objektov je samoorganizácia. Z toho vyplýva povinný predpoklad systému (alebo jeho prvkov) určitého súboru individuálnych charakteristík a stupňov voľnosti.
Na záver, s odvolaním sa na úsudky J. Jeffersa (1981), je vhodné zdôrazniť, že systémová analýza ako široká stratégia vedeckého výskumu organizuje naše poznatky o objekte tak, aby pomohla zvoliť správnu stratégiu resp. predpovedať výsledky jednej alebo viacerých stratégií, ktoré sa zdajú vhodné.tí, ktorí musia rozhodovať. V dostatočne priaznivých prípadoch je stratégia zvolená prostredníctvom systémovej analýzy v určitom zmysle „najlepšia“.
Systémová analýza- usporiadané a logické usporiadanie údajov a informácií vo forme modelov, sprevádzané prísnym testovaním a analýzou samotných modelov. Zároveň sa matematický aparát a matematické pojmy využívajú ako súčasť systematického vedeckého prístupu k riešeniu zložitých problémov.
Prednáška 6.VÝSKUMNÉ METÓDY. EMPIRICKO-ŠTATISTICKÉ MODELY
1. Podstata, definície, klasifikácia
Empiricko-štatistické modely kombinujú takmer všetky biometrické metódy primárneho spracovania experimentálnych informácií. Hlavným účelom vytvárania týchto modelov je:
objednávanie alebo zhromažďovanie informácií o životnom prostredí;
Hľadanie, kvantitatívne hodnotenie a zmysluplná interpretácia vzťahov príčin a následkov medzi premennými ekosystému;
hodnotenie spoľahlivosti a produktivity rôznych hypotéz o vzájomnom ovplyvňovaní sledovaných javov a ovplyvňujúcich faktorov;
· Identifikácia parametrov výpočtových rovníc na rôzne účely.
Empiricko-štatistické modely sú často „surovinou“ a zdôvodnením prístupov ku konštrukcii iných typov modelov (v prvom rade simulácia).
Dôležitou metodologickou otázkou je definícia charakter závislosti medzi faktormi a ukazovateľmi výkonnosti: funkčné alebo stochastické, priame alebo inverzné, priamočiare alebo krivočiare atď. Využíva teoretické a štatistické kritériá, praktické skúsenosti, ako aj metódy porovnávania paralelných a dynamických radov, analytické zoskupenia východiskových informácií, grafické metódy a pod.
Deterministická analýza je metodika skúmania vplyvu faktorov, ktorých vzťah s ukazovateľom výkonnosti má jednoznačne funkčný charakter, t.j. keď je ukazovateľ výkonnosti prezentovaný ako súčin, kvocient alebo algebraický súčet počiatočných faktorov. V týchto prípadoch sám výskumník preberá zodpovednosť za:
príčinná súvislosť medzi skúmanými javmi skutočne existuje;
Tento vzťah je práve postulovaný funkčný charakter (aditívny, multiplikatívny, viacnásobný alebo zmiešaný s vopred zvolenými koeficientmi, ktoré odrážajú subjektívnu skúsenosť vývojára).
Stochastická analýza predstavuje rozsiahlu triedu metód založených na pravdepodobnostno-teoretických reprezentáciách, vetách, kritériách a metódach parametrickej a neparametrickej štatistiky.
Zdrojový objekt v akomkoľvek systéme spracovania údajov − je empirická séria pozorovaní alebo vzorka. Vzorky popisujúce javy a procesy v ekosystéme sú vzájomne prepojené, vzájomne závislé a podmienené. Navyše každý jav možno považovať za príčinu aj za následok. Niektoré vzorky môžu spolu priamo súvisieť a vytvárať podskupiny konjugovaných údajov, zatiaľ čo iné môžu súvisieť navzájom nepriamo.
Podľa klasifikácie štatistických metód prijatej v [Applied Statistics.., 1987; Orlov, URL,b] je aplikovaná štatistika rozdelená do nasledujúcich štyroch oblastí:
o štatistika (numerických) náhodných premenných;
o viacrozmerná štatistická analýza;
o štatistiky časových radov a náhodné procesy;
o štatistiky nečíselných objektov.
V pravdepodobnostnej teórii štatistiky vzorka je súbor nezávislých identicky rozdelených náhodných prvkov. Povaha týchto prvkov môže byť odlišná. V klasickej matematickej štatistike (druh, ktorý sa zvyčajne učia študenti) sú prvky vzorky čísla. Viacrozmerná štatistická analýza pracuje s vektormi a maticami údajov. V nenumerickej štatistike sú prvky vzorky objekty nenumerickej povahy, ktoré nemožno sčítať a vynásobiť číslami (inými slovami, objekty nenumerickej povahy ležia v priestoroch, ktoré nemajú formálnu vektorovú štruktúru).
Je potrebné poznamenať, že neexistuje jednoznačná klasifikácia empiricko-štatistických metód. Napríklad široká škála metód zhlukovej analýzy, rozpoznávania vzorov, analýzy expertných hodnotení atď., ktoré sú podrobne opísané v časti 3, zaujímajú medziľahlú pozíciu: pomocou niektorých teorémov klasickej teórie pravdepodobnosti majú zásadne deterministické mechanizmy vyhľadávania a sú založené na heuristických algoritmoch.
Systémová analýza - vedecká metóda znalosti, čo je postupnosť akcií na vytvorenie štrukturálnych vzťahov medzi premennými alebo prvkami skúmaného systému. Vychádza z komplexu všeobecných vedeckých, experimentálnych, prírodovedných, štatistických, matematické metódy.
Na riešenie dobre štruktúrovaných kvantifikovateľných problémov sa používa známa metodika operačného výskumu, ktorá spočíva v zostavení adekvátneho matematického modelu (napríklad úlohy lineárneho, nelineárneho, dynamického programovania, úlohy teórie radenia, teórie hier a pod.) a aplikácia metód na nájdenie optimálnej stratégie riadenia cielených akcií.
Systémová analýza poskytuje nasledujúce systémové metódy a postupy na použitie v rôznych vedách, systémoch:
abstrakcia a špecifikácia
analýza a syntéza, indukcia a dedukcia
Formalizácia a konkretizácia
zloženie a rozklad
Linearizácia a výber nelineárnych komponentov
Štruktúrovanie a reštrukturalizácia
· prototypovanie
reengineering
algoritmizácia
simulácia a experiment
softvérové ovládanie a regulácia
Rozpoznanie a identifikácia
zhlukovanie a klasifikácia
odborné hodnotenie a testovanie
overenie
a ďalšie metódy a postupy.
Treba poznamenať úlohy štúdia systému interakcií analyzovaných objektov s prostredím. Riešenie tohto problému zahŕňa:
- vytýčenie hranice medzi skúmaným systémom a prostredím, ktorá určuje maximálnu hĺbku
vplyv uvažovaných interakcií, na ktoré je posudzovanie obmedzené;
- určenie skutočných zdrojov takejto interakcie;
– zváženie interakcií skúmaného systému so systémom vyššej úrovne.
Úlohy nasledujúceho typu sú spojené s návrhom alternatív pre túto interakciu, alternatív vývoja systému v čase a priestore. Dôležitý smer vo vývoji metód systémovej analýzy je spojený s pokusmi o vytváranie nových možností pre konštrukciu originálnych alternatív riešení, neočakávaných stratégií, neobvyklých nápadov a skrytých štruktúr. Inými slovami, reč tu o vývoji metód a prostriedkov posilňovanie induktívnych možností ľudského myslenia, na rozdiel od jeho deduktívnych možností, ku ktorým v skutočnosti smeruje rozvoj formálnych logických prostriedkov. Výskum v tomto smere sa začal len pomerne nedávno a stále v nich neexistuje jednotný pojmový aparát. Napriek tomu sa tu dá rozlíšiť niekoľko dôležitých oblastí, ako napríklad rozvoj formálny aparát induktívnej logiky, metódy morfologickej analýzy a iné štrukturálne a syntaktické metódy na konštruovanie nových alternatív, syntaktické metódy a organizácia skupinovej interakcie pri riešení tvorivých problémov, ako aj štúdium hlavných paradigiem hľadačského myslenia.
Úlohy tretieho typu spočívajú v zostrojení množiny simulačné modely opisujúci vplyv jednej alebo druhej interakcie na správanie predmetu štúdia. Treba poznamenať, že systémové štúdie nesledujú cieľ vytvorenia nejakého supermodelu. Hovoríme o vývoji súkromných modelov, z ktorých každý rieši svoje špecifické problémy.
Aj po vytvorení a preštudovaní takýchto simulačných modelov zostáva otázka spojenia rôznych aspektov správania systému do jednej schémy otvorená. Dá sa a má sa to však riešiť nie stavbou supermodelu, ale rozborom reakcií na pozorované správanie iných interagujúcich objektov, t.j. štúdiom správania objektov - analógov a prenesením výsledkov týchto štúdií do objektu systémovej analýzy. Takáto štúdia poskytuje základ pre zmysluplné pochopenie situácií interakcie a štruktúry vzťahov, ktoré určujú miesto skúmaného systému v štruktúre supersystému, ktorého je súčasťou.
Úlohy štvrtého typu sú spojené s dizajnom modely rozhodovania. Akákoľvek systémová štúdia je spojená so štúdiom rôznych alternatív rozvoja systému. Úlohou systémových analytikov je vybrať a zdôvodniť najlepšiu alternatívu vývoja. V štádiu vývoja a rozhodovania je potrebné brať do úvahy interakciu systému s jeho subsystémami, kombinovať ciele systému s cieľmi subsystémov a vyčleniť globálne a sekundárne ciele.
Najrozvinutejšia a zároveň najšpecifickejšia oblasť vedeckej tvorivosti spojené s rozvojom teórie rozhodovania a formovaním cieľových štruktúr, programov a plánov. Nechýba tu práca a aktívne pracujúci výskumníci. Priveľa výsledkov je však v tomto prípade na úrovni nepotvrdených výmyslov a nezrovnalostí v chápaní tak podstaty úloh, ako aj prostriedkov na ich riešenie. Výskum v tejto oblasti zahŕňa:
a) vybudovanie teórie na hodnotenie účinnosti prijatých rozhodnutí alebo vytvorených plánov a programov;
b) riešenie problému viacerých kritérií pri hodnotení alternatív rozhodovania alebo plánovania;
c) štúdium problému neistoty spojenej najmä nie so štatistickými faktormi, ale s neistotou odborných úsudkov a zámerne vytváranou neistotou spojenou so zjednodušovaním predstáv o správaní systému;
d) vývoj problému agregácie individuálnych preferencií v rozhodnutiach ovplyvňujúcich záujmy viacerých strán, ktoré ovplyvňujú správanie systému;
e) štúdium špecifík sociálno-ekonomických kritérií efektívnosti;
f) vytvorenie metód na kontrolu logickej konzistentnosti cieľových štruktúr a plánov a vytvorenie potrebnej rovnováhy medzi predurčením akčného programu a jeho pripravenosťou na reštrukturalizáciu, keď príde nový
informácie o vonkajšie udalosti a meniace sa predstavy o implementácii tohto programu.
Posledné smerovanie si vyžaduje nové uvedomenie si skutočných funkcií cieľových štruktúr, plánov, programov a definovanie tých, ktoré by mali vykonávať, ako aj väzieb medzi nimi.
Uvažované úlohy systémovej analýzy nepokrývajú úplný zoznam úloh. Tu sú uvedené tie, ktoré predstavujú najväčšie ťažkosti pri ich riešení. Je potrebné poznamenať, že všetky úlohy systémového výskumu sú navzájom úzko prepojené, nemožno ich izolovať a riešiť oddelene, a to časovo aj z hľadiska skladby účinkujúcich. Navyše, na vyriešenie všetkých týchto problémov musí mať výskumník široký rozhľad a disponovať bohatým arzenálom metód a prostriedkov vedeckého výskumu.
ANALYTICKÉ A ŠTATISTICKÉ METÓDY. Tieto skupiny metód sa najviac využívajú v praxi projektovania a manažmentu. Je pravda, že grafické znázornenia (grafy, diagramy atď.) sa široko používajú na prezentáciu medziproduktov a konečných výsledkov modelovania. Tieto sú však pomocné; základom modelu, dôkazom jeho adekvátnosti, sú tie alebo iné smery analytických a štatistických reprezentácií. Preto aj napriek tomu, že na univerzitách prebiehajú samostatné kurzy prednášok v hlavných oblastiach týchto dvoch tried metód, ešte stručne charakterizujeme ich vlastnosti, výhody a nevýhody z pohľadu možnosti ich využitia pri modelovaní systémov. .
Analytický v posudzovanej klasifikácii sú pomenované metódy, ktoré zobrazujú skutočné objekty a procesy vo forme bodov (bezrozmerných v prísnych matematických dôkazoch), ktoré vykonávajú akékoľvek pohyby v priestore alebo navzájom interagujú. Základom pojmového (terminologického) aparátu týchto zobrazení sú pojmy klasickej matematiky (hodnota, vzorec, funkcia, rovnica, sústava rovníc, logaritmus, diferenciál, integrál atď.).
Analytické reprezentácie majú dlhú históriu vývoja a vyznačujú sa nielen túžbou po prísnosti terminológie, ale aj priraďovaním určitých písmen k niektorým špeciálnym veličinám (napríklad zdvojnásobenie pomeru plochy kruhu k plocha štvorca do nej vpísaného p» 3.14; základňa prirodzeného logaritmu – e» 2.7 atď.).
Na základe analytických reprezentácií vznikali a rozvíjajú sa matematické teórie rôznej zložitosti - od aparátu klasickej matematickej analýzy (metódy skúmania funkcií, ich typ, metódy reprezentácie, hľadanie extrémov funkcií a pod.) až po takéto nové úseky modernej matematiky ako matematické programovanie (lineárne, nelineárne, dynamické atď.), teória hier (maticové hry s čistými stratégiami, diferenciálne hry atď.).
Tieto teoretické smery sa stali základom mnohých aplikovaných, vrátane teórie automatické ovládanie, teória optimálnych riešení a pod.
Pri modelovaní systémov sa používa široká škála symbolických zobrazení, pričom sa používa „jazyk“ klasickej matematiky. Tieto symbolické reprezentácie však nie vždy adekvátne odrážajú skutočné komplexné procesy a v týchto prípadoch ich vo všeobecnosti nemožno považovať za prísne matematické modely.
Väčšina oblastí matematiky neobsahuje prostriedky na stanovenie problému a preukázanie primeranosti modelu. To posledné dokazuje experiment, ktorý so stále komplexnejšími problémami sa stáva aj zložitejším, nákladnejším, nie vždy nespochybniteľným a realizovateľným.
Zároveň táto trieda metód zahŕňa relatívne novú oblasť matematiky - matematické programovanie, ktoré obsahuje prostriedky na stanovenie problému a rozširuje možnosti dokazovania primeranosti modelov.
Štatistické myšlienky sa sformovali ako samostatný vedecký smer v polovici minulého storočia (hoci vznikli oveľa skôr). Sú založené na zobrazovaní javov a procesov pomocou náhodných (stochastických) udalostí a ich správania, ktoré sú popísané príslušnými pravdepodobnostnými (štatistickými) charakteristikami a štatistickými vzormi. Štatistické zobrazenia systému vo všeobecnom prípade (analogicky s analytickými) môžu byť reprezentované akoby vo forme „rozmazaného“ bodu (fuzzy oblasti) v n-rozmernom priestore, do ktorého systém (vzhľadom na jeho vlastnosti v modeli) prenáša operátor F. „Rozmazaný“ bod treba chápať ako určitú oblasť charakterizujúcu pohyb systému (jeho správanie); v tomto prípade sú hranice oblasti dané s určitou pravdepodobnosťou p („rozmazané“) a pohyb bodu je opísaný nejakou náhodnou funkciou.
Opravením všetkých parametrov tejto oblasti, okrem jedného, môžete získať rez pozdĺž čiary a - b, ktorého význam je vplyv tohto parametra na správanie systému, ktorý možno opísať štatistickým rozdelením pre tento parameter. Podobne môžete získať dvojrozmerné, trojrozmerné atď. štatistické distribučné vzorce. Štatistické zákonitosti môžu byť reprezentované ako diskrétne náhodné premenné a ich pravdepodobnosti, alebo ako spojité závislosti rozloženia udalostí a procesov.
Pre diskrétne udalosti, vzťah medzi možnými hodnotami náhodná premenná xi a ich pravdepodobnosti pi sa nazývajú distribučný zákon.
Metóda brainstormingu
Skupina výskumníkov (expertov) vyvíja spôsoby riešenia problému, pričom do počtu zvažovaných je zahrnutá akákoľvek metóda (akákoľvek myšlienka vyslovená nahlas), čím viac nápadov, tým lepšie. Na predbežná fáza kvalita navrhovaných metód sa neberie do úvahy, to znamená, že predmetom hľadania je vytvorenie možného viac možnosti riešenia problémov. Aby ste však uspeli, musia byť splnené nasledujúce podmienky:
prítomnosť inšpirátora nápadov;
· skupina odborníkov nepresahuje 5-6 osôb;
· potenciál výskumníkov je porovnateľný;
prostredie je pokojné;
pozorované Rovnaké práva, je možné navrhnúť akékoľvek riešenie, kritika nápadov nie je povolená;
· Trvanie práce nie viac ako 1 hodinu.
Po zastavení „toku nápadov“ odborníci vykonajú kritický výber návrhov, pričom zohľadnia organizačné a ekonomické obmedzenia. Výber najlepšieho nápadu sa môže uskutočniť podľa niekoľkých kritérií.
Táto metóda je najproduktívnejšia vo fáze vývoja riešenia na realizáciu cieľa, pri odhaľovaní mechanizmu fungovania systému, pri výbere kritéria na riešenie problému.
Metóda „sústredenia pozornosti na ciele problému“
Táto metóda spočíva vo výbere jedného z objektov (prvkov, konceptov) spojených s riešeným problémom. Zároveň je známe, že objekt prijatý na posúdenie priamo súvisí s konečnými cieľmi tohto problému. Potom sa skúma spojenie medzi týmto objektom a nejakým iným, náhodne vybraným. Ďalej sa náhodne vyberie tretí prvok a preskúma sa jeho vzťah k prvým dvom atď. Vzniká tak určitý reťazec vzájomne prepojených predmetov, prvkov či konceptov. Ak sa reťaz pretrhne, proces sa obnoví, vytvorí sa druhý reťazec atď. Takto sa skúma systém.
Metóda "vstupy-výstupy systému"
Skúmaný systém sa nevyhnutne zvažuje spolu s prostredím. Zároveň sa osobitná pozornosť venuje obmedzeniam, ktoré na systém kladie vonkajšie prostredie, ako aj obmedzeniam, ktoré sú vlastnému systému vlastné.
V prvej fáze štúdia systému sa zvažujú možné výstupy systému a výsledky jeho fungovania sa vyhodnocujú podľa zmien životné prostredie. Potom sa skúmajú možné vstupy systému a ich parametre, ktoré umožňujú systému fungovať v medziach akceptovaných obmedzení. A nakoniec, v tretej fáze sa vyberú prijateľné vstupy, ktoré nenarúšajú obmedzenia systému a neprivádzajú ho do konfliktu s cieľmi prostredia.
Táto metóda je najúčinnejšia vo fázach pochopenia mechanizmu fungovania systému a rozhodovania.
Metóda scenára
Zvláštnosťou metódy je, že skupina vysokokvalifikovaných špecialistov v deskriptívnej forme predstavuje možný priebeh udalostí v konkrétnom systéme - počnúc aktuálnou situáciou a končiac nejakou výslednou situáciou. Zároveň sa dodržiavajú umelo vybudované, ale v skutočnom živote vznikajúce obmedzenia na vstupe a výstupe systému (v oblasti surovín, energetických zdrojov, financií atď.).
Hlavnou myšlienkou tejto metódy je identifikovať prepojenia rôznych prvkov systému, ktoré sa prejavujú v konkrétnej udalosti alebo obmedzení. Výsledkom takejto štúdie je súbor scenárov - možných smerov riešenia problému, z ktorých by sa porovnaním podľa nejakého kritéria dali vybrať tie najprijateľnejšie.
Morfologická metóda
Táto metóda hľadá všetkých možné riešenia problémov prostredníctvom vyčerpávajúceho súpisu týchto riešení. Napríklad F. R. Matveev identifikuje šesť fáz implementácie tejto metódy:
formulácia a definícia obmedzení problému;
hľadať možné parametre rozhodovania a možné variácie týchto parametrov;
Nájdenie všetkých možných kombinácií týchto parametrov vo výsledných riešeniach;
Porovnanie rozhodnutí z hľadiska sledovaných cieľov;
Výber riešení
· hĺbkové štúdium vybraných riešení.
Metódy modelovania
Model je systém vytvorený s cieľom prezentovať komplexnú realitu v zjednodušenej a zrozumiteľnej forme, inými slovami, model je imitáciou tejto reality.
Problémov, ktoré modely riešia, je mnoho a sú rôznorodé. Najdôležitejšie z nich:
· pomocou modelov sa výskumníci snažia lepšie pochopiť priebeh zložitého procesu;
· pomocou modelov sa experimentuje v prípade, keď to nie je možné na reálnom objekte;
· pomocou modelov sa hodnotí možnosť realizácie rôznych alternatívnych riešení.
Okrem toho majú modely také cenné vlastnosti, ako sú:
reprodukovateľnosť nezávislými experimentátormi;
· variabilita a možnosť zlepšenia zavedením nových údajov do modelu alebo úpravou vzťahov v rámci modelu.
Medzi hlavné typy modelov patria symbolické a matematických modelov.
Symbolické modely - diagramy, diagramy, grafy, vývojové diagramy atď.
Matematické modely sú abstraktné konštrukcie, ktoré matematickou formou opisujú súvislosti, vzťahy medzi prvkami systému.
Pri zostavovaní modelov je potrebné dodržiavať nasledujúce podmienky:
mať dostatočne veľké množstvo informácií o správaní systému;
Štylizácia mechanizmov fungovania systému by mala prebiehať v takých medziach, aby bolo možné presne odzrkadľovať počet a povahu vzťahov a súvislostí existujúcich v systéme;
Použitie metód automatického spracovania informácií, najmä ak je množstvo údajov veľké alebo povaha vzťahu medzi prvkami systému je veľmi zložitá.
Matematické modely však majú určité nevýhody:
túžba odrážať skúmaný proces vo forme podmienok vedie k modelu, ktorý môže pochopiť iba jeho vývojár;
Na druhej strane zjednodušenie vedie k obmedzeniu počtu faktorov zahrnutých v modeli; následne dochádza k nepresnosti v odraze reality;
· autor po vytvorení modelu „zabúda“, že neberie do úvahy pôsobenie mnohých, možno nepodstatných faktorov. Ale kombinovaný účinok týchto faktorov na systém je taký, že konečné výsledky nemožno dosiahnuť na tomto modeli.
Na vyrovnanie týchto nedostatkov je potrebné skontrolovať model:
Ako realisticky a uspokojivo odráža skutočný proces?
· či zmena parametrov spôsobí zodpovedajúcu zmenu vo výsledkoch.
Komplexné systémy v dôsledku prítomnosti mnohých diskrétne fungujúcich subsystémov spravidla nemožno adekvátne popísať iba pomocou matematických modelov, takže sa rozšírilo simulačné modelovanie. Simulačné modely sa rozšírili z dvoch dôvodov: po prvé tieto modely umožňujú využívať všetky dostupné informácie (grafické, verbálne, matematické modely...) a po druhé preto, že tieto modely nekladú prísne obmedzenia na používané vstupné údaje. Simulačné modely teda umožňujú kreatívne využívať všetky dostupné informácie o predmete štúdia.
Systémová analýza - ide o metodológiu systémovej teórie, ktorá spočíva v štúdiu akýchkoľvek objektov reprezentovaných ako systémy, ich štruktúrovaní a následnej analýze. Hlavná prednosť
systémová analýza spočíva v tom, že zahŕňa nielen metódy analýzy (z gr. analýza - rozkúskovaním predmetu na prvky), ale aj metódami syntézy (z gréc. syntéza - spojenie prvkov do jedného celku).
Hlavným cieľom systémovej analýzy je odhaliť a odstrániť neistotu pri riešení zložitého problému na základe hľadania najlepšieho riešenia z existujúcich alternatív.
Problém v systémovej analýze je zložitý teoretický alebo praktický problém, ktorý je potrebné vyriešiť. Jadrom každého problému je vyriešenie nejakého rozporu. Určitým problémom je napríklad výber inovatívneho projektu, ktorý by spĺňal strategické ciele podniku a jeho schopnosti. Preto by sa hľadanie najlepších riešení pri výbere inovačných stratégií a taktiky inovačnej činnosti malo uskutočňovať na základe systémovej analýzy. Realizácia inovatívnych projektov a inovačných aktivít je vždy spojená s prvkami neistoty, ktoré vznikajú v procese nelineárneho rozvoja, a to ako týchto systémov samotných, tak aj systémov životného prostredia.
Metodológia systémovej analýzy je založená na operáciách kvantitatívneho porovnávania a výberu alternatív v procese rozhodovania, ktoré sa má implementovať. Ak je splnená požiadavka kvalitatívnych kritérií pre alternatívy, je možné získať ich kvantitatívne odhady. Aby kvantitatívne odhady umožnili porovnanie alternatív, musia odrážať kritériá výberu alternatív zahrnutých do porovnávania (výsledok, efektívnosť, náklady atď.).
V systémovej analýze je riešenie problémov definované ako činnosť, ktorá udržiava alebo zlepšuje vlastnosti systému alebo vytvára nový systém s požadovanými vlastnosťami. Techniky a metódy systémovej analýzy sú zamerané na vývoj alternatívnych riešení problému, identifikáciu rozsahu neistoty pre každú možnosť a porovnanie možností podľa ich účinnosti (kritérií). Okrem toho sú kritériá postavené na prioritnom základe. Systémová analýza môže byť reprezentovaná ako súbor základných logických prvky:
Navyše formulácia cieľa systémovej analýzy zohráva rozhodujúcu úlohu, pretože poskytuje zrkadlový obraz existujúceho problému, požadovaný výsledok jeho riešenia a popis zdrojov, s ktorými je možné tento výsledok dosiahnuť (obr. 4.2). .
Ryža. 4.2.
Cieľ sa konkretizuje a transformuje vo vzťahu k interpretom a podmienkam. Cieľ vyššieho rádu vždy obsahuje počiatočnú neistotu, ktorú je potrebné vziať do úvahy. Napriek tomu musí byť cieľ konkrétny a jednoznačný. Jeho inscenácia by mala umožniť iniciatívu účinkujúcich. „Je oveľa dôležitejšie vybrať si ‚správny‘ cieľ ako ‚správny‘ systém,“ povedal Hall, autor knihy o systémovom inžinierstve; "Výber nesprávneho cieľa znamená vyriešenie nesprávneho problému a výber nesprávneho systému je jednoducho výber suboptimálneho systému."
Ak dostupné zdroje nedokážu zabezpečiť dosiahnutie stanoveného cieľa, potom sa dočkáme neplánovaných výsledkov. Cieľom je požadovaný výsledok. Na dosiahnutie cieľov je preto potrebné zvoliť vhodné zdroje. Ak sú zdroje obmedzené, tak je potrebné upraviť cieľ, t.j. plánovať výsledky, ktoré možno dosiahnuť s daným súborom zdrojov. Preto by formulácia cieľov v inovačnej činnosti mala mať špecifické parametre.
Hlavný úlohy systémová analýza:
Všeobecná štruktúra systémovej analýzy je uvedená v tabuľke. 4.1.
Tabuľka 4.1
Hlavné úlohy a funkcie systémovej analýzy
|
Štruktúra systémovej analýzy |
||
|
rozklad |
||
|
Definícia a rozklad spoločného cieľa, hlavná funkcia |
Funkčná štrukturálna analýza |
Vývoj nového modelu systému |
|
Oddelenie systému od prostredia |
Morfologická analýza (analýza vzťahu komponentov) |
Štrukturálna syntéza |
|
Popis ovplyvňujúcich faktorov |
Genetická analýza (analýza pozadia, trendov, prognóz) |
Parametrická syntéza |
|
Popis vývojových trendov, neistoty |
Analýza analógov |
Hodnotenie nového systému |
|
Popis ako "čierna skrinka" |
Analýza výkonnosti |
|
|
Funkčný, komponentný a štrukturálny rozklad |
Formovanie požiadaviek na vytváraný systém |
|
V koncepcii systémovej analýzy sa proces riešenia akéhokoľvek zložitého problému považuje za riešenie systému vzájomne súvisiacich problémov, z ktorých každý je riešený vlastnými predmetnými metódami, a potom sa urobí syntéza týchto riešení, ktorú vyhodnotí kritérium (alebo kritériá) na dosiahnutie riešiteľnosti tohto problému. Logická štruktúra rozhodovacieho procesu v rámci systémovej analýzy je znázornená na obr. 4.3.
Ryža. 4.3.
V inovačnej činnosti to tak nemôže byť hotové modely riešenia, keďže podmienky zavádzania inovácií sa môžu meniť, potrebujeme metodiku, ktorá v určitej fáze umožní zostaviť model riešenia adekvátny existujúcim podmienkam.
Na prijímanie „vážených“ rozhodnutí v oblasti dizajnu, riadenia, sociálnych, ekonomických a iných rozhodnutí je potrebné široké pokrytie a komplexná analýza faktorov, ktoré významne ovplyvňujú riešený problém.
Systémová analýza je založená na súbore princípov, ktoré určujú jej hlavný obsah a odlišnosť od iných typov analýz. Toto je potrebné poznať, pochopiť a aplikovať v procese implementácie systémovej analýzy inovačnej aktivity.
Patria sem nasledujúce zásady :
Princíp konečného cieľa slúži na určenie absolútnej priority konečného (globálneho) cieľa v procese vykonávania systémovej analýzy. Tento princíp určuje nasledovné predpisy:
Proces implementácie systémovej analýzy pri riešení akéhokoľvek problému možno charakterizovať ako postupnosť hlavných etáp (obr. 4.4).
Ryža. 4.4.
Na javisku rozklad vykonaná:
Úroveň rozkladu sa určuje na základe cieľa štúdie. Rozklad sa uskutočňuje vo forme podsystémov, ktorými môže byť sériové (kaskádové) spojenie prvkov, paralelné spojenie prvkov a spojenie prvkov so spätnou väzbou.
Na javisku analýza Vykonáva sa podrobná štúdia systému, ktorá zahŕňa:
V procese analýzy sa používajú rôzne metódy riešenia problémov.
Na javisku syntéza :
Pokiaľ ide o metódy systémovej analýzy, mali by sa zvážiť podrobnejšie, pretože ich počet je pomerne veľký a znamená možnosť ich použitia pri riešení konkrétnych problémov v procese rozkladu problémov. Osobitné miesto v systémovej analýze má metóda modelovania, ktorá implementuje princíp primeranosti v teórii systémov, t.j. popis systému ako adekvátneho modelu. Model - toto je zjednodušená podoba komplexného objektového systému, v ktorom sú zachované jeho charakteristické vlastnosti.
V systémovej analýze hrá rozhodujúcu úlohu metóda modelovania, pretože každý skutočný komplexný systém vo výskume a dizajne môže byť reprezentovaný iba špecifickým modelom (konceptuálnym, matematickým, štrukturálnym atď.).
V systémovej analýze, špeciálne metódy simulácia:
Okrem toho sa v systémovej analýze široko používajú metódy indukčného a redukčného modelovania.
Indukčné modelovanie sa vykonáva s cieľom získať informácie o špecifikách objektového systému, jeho štruktúre a prvkoch, spôsoboch ich interakcie na základe analýzy konkrétneho a priviesť tieto informácie do všeobecný popis. Induktívna metóda modelovania zložitých systémov sa používa vtedy, keď nie je možné adekvátne reprezentovať model vnútorná štruktúra objekt. Táto metóda umožňuje vytvoriť zovšeobecnený model objektového systému so zachovaním špecifík organizačných vlastností, vzťahov a vzťahov medzi prvkami, čím sa odlišuje od iného systému. Pri konštrukcii takéhoto modelu sa často využívajú metódy logiky teórie pravdepodobnosti, t.j. takýto model sa stáva logickým alebo hypotetickým. Potom sa pomocou metód analytickej a matematickej logiky určia zovšeobecnené parametre štrukturálnej a funkčnej organizácie systému a popíšu sa ich zákonitosti.
Redukčné modelovanie sa používa na získanie informácií o zákonitostiach a vzorcoch interakcie v systéme rôznych prvkov s cieľom zachovať celý štruktúrny útvar.
Pri tejto metóde výskumu sú samotné prvky nahradené popisom ich vonkajších vlastností. Použitie metódy redukčného modelovania umožňuje riešiť problémy určovania vlastností prvkov, vlastností ich vzájomného pôsobenia a vlastností štruktúry samotného systému, v súlade s princípmi celej formácie. Táto metóda sa používa na hľadanie metód na rozklad prvkov a zmenu štruktúry, čím systém ako celok získa nové kvality. Táto metóda spĺňa ciele syntézy vlastností systému na základe štúdia vnútorného potenciálu zmeny. Praktickým výsledkom použitia metódy syntézy v redukčnom modelovaní je matematický algoritmus na popis procesov interakcie prvkov v celom útvare.
Hlavné metódy systémovej analýzy sú súborom kvantitatívnych a kvalitatívnych metód, ktoré môžu byť prezentované vo forme tabuľky. 4.2. Podľa klasifikácie V. N. Volkovej a A. A. Denisova možno všetky metódy rozdeliť do dvoch hlavných typov: metódy formálnej reprezentácie systémov (MFPS) a metódy a metódy na aktiváciu intuície špecialistov (MAIS).
Tabuľka 4.2
Metódy systémovej analýzy
Zvážte obsah hlavného metódy formálnej reprezentácie systémov ktoré využívajú matematické nástroje.
analytické metódy, vrátane metód klasickej matematiky: integrálny a diferenciálny počet, hľadanie extrémov funkcií, variačný počet; matematické programovanie; metódy teórie hier, teória algoritmov, teória rizík atď. Tieto metódy umožňujú popísať množstvo vlastností viacrozmerného a viacnásobne prepojeného systému, ktorý sa zobrazuje ako jeden bod pohybujúci sa v n -rozmerný priestor. Toto mapovanie sa vykonáva pomocou funkcie f (s ) alebo prostredníctvom operátora (funkčného) F (S ). Je tiež možné zobraziť dva systémy alebo viac alebo ich časti bodkami a zvážiť interakciu týchto bodiek. Každý z týchto bodov sa pohybuje a má svoje vlastné správanie n -rozmerný priestor. Toto správanie sa bodov v priestore a ich interakcia sú opísané analytickými vzormi a môžu byť reprezentované ako veličiny, funkcie, rovnice alebo sústava rovníc.
Použitie analytických metód je opodstatnené len vtedy, keď všetky vlastnosti systému môžu byť reprezentované vo forme deterministických parametrov alebo závislostí medzi nimi. Nie vždy je možné získať takéto parametre v prípade viaczložkových, multikriteriálnych systémov. Na tento účel je potrebné najprv stanoviť stupeň primeranosti popisu podobný systém pomocou analytických metód. To si zase vyžaduje použitie prechodných, abstraktných modelov, ktoré možno skúmať analytickými metódami, alebo vývoj úplne nových systémových metód analýzy.
Štatistické metódy sú základom nasledujúcich teórií: pravdepodobnosti, matematická štatistika, operačný výskum, štatistická simulácia, radenie, vrátane metódy Monte Carlo atď. Štatistické metódy umožňujú zobraziť systém pomocou náhodných (stochastických) udalostí, procesov, ktoré sú popísané tzv. zodpovedajúce pravdepodobnostné (štatistické) charakteristiky a štatistické zákonitosti. Štatistické metódy sa používajú na štúdium zložitých nedeterministických (samorozvíjajúcich sa, samoriadiacich) systémov.
metódy teórie množín, podľa M. Mesaroviča slúžia ako základ pre vytvorenie všeobecnej teórie systémov. Pomocou takýchto metód možno systém opísať univerzálnymi pojmami (množina, prvok množiny atď.). Pri popisovaní je možné zaviesť akýkoľvek vzťah medzi prvkami, riadený matematickou logikou, ktorá sa používa ako formálny popisný jazyk vzťahov medzi prvkami rôznych množín. Metódy teórie množín umožňujú popísať zložité systémy vo formálnom modelovacom jazyku.
Takéto metódy je účelné použiť v prípadoch, keď zložité systémy nemožno popísať metódami jednej tematickej oblasti. Množinové teoretické metódy systémovej analýzy sú základom pre tvorbu a vývoj nových programovacích jazykov a vytváranie počítačovo podporovaných konštrukčných systémov.
Booleovské metódy sú jazykom na popis systémov z hľadiska algebry logiky. Logické metódy sa najčastejšie používajú pod názvom Booleovská algebra ako binárne znázornenie stavu obvodov prvkov počítača. Logické metódy umožňujú opísať systém vo forme zjednodušených štruktúr založených na zákonoch matematickej logiky. Na základe takýchto metód sa vyvíjajú nové teórie formálneho popisu systémov v teóriách logickej analýzy a automatoch. Všetky tieto metódy rozširujú možnosti využitia systémovej analýzy a syntézy v aplikovanej informatike. Tieto metódy sa používajú na vytváranie modelov zložitých systémov, ktoré sú adekvátne zákonom matematickej logiky na budovanie stabilných štruktúr.
lingvistické metódy. S ich pomocou sa vytvárajú špeciálne jazyky, ktoré popisujú systémy vo forme konceptov tezauru. Tezaurus je súbor sémantických jednotiek určitého jazyka, na ktorom je daný systém sémantických vzťahov. Takéto metódy našli uplatnenie v aplikovanej informatike.
Semiotické metódy vychádzajú z pojmov: symbol (znak), znakový systém, znaková situácia, t.j. používané na symbolický popis obsahu v informačných systémoch.
Lingvistické a semiotické metódy sa stali široko používanými, keď nie je možné formalizovať rozhodovanie v zle formalizovaných situáciách pre prvú fázu štúdie a nemožno použiť analytické a štatistické metódy. Tieto metódy sú základom pre vývoj programovacích jazykov, modelovanie, automatizáciu návrhu systémov rôznej zložitosti.
Grafické metódy. Používajú sa na zobrazenie objektov vo forme obrazu systému a tiež umožňujú zobraziť systémové štruktúry a vzťahy v zovšeobecnenej forme. Grafické metódy sú objemové a lineárne-rovinné. Používajú sa najmä vo forme Ganttovho diagramu, stĺpcových diagramov, grafov, diagramov a kresieb. Takéto metódy a s ich pomocou získaná reprezentácia umožňujú vizualizovať situáciu alebo rozhodovací proces v meniacich sa podmienkach.
Alekseeva M. B. Systémový prístup a systémová analýza v ekonómii.
