Основные этапы системного анализа и их характеристика

Система – совокупность объектов, свойства которых определяются отношением между этими объектами.

Свойства системы:

- целевая предназначенность;

- целостность;

- обособленность от среды;

- эмерджентность (система обладает свойствами, которые не владеют составляющие системы).

Структура системы – относительно устойчивый порядок внутренних связей между элементами системы и их взаимодействие с внешней средой.

Виды связей:

- направленные, ненаправленные;

- односторонние, двухсторонние;

- внешние, внутренние;

- постоянные, временные;

- детерминированные, стохастические.

Системный анализ (СА) – комплексная методология исследования и решения сложных проблем на основе системного подхода.

Основные этапы СА:

1. Формулирование проблемы. Поставленную проблему разбирают и получают совокупность взаимосвязанных проблем. С таким подходом проще проводить дальнейший анализ и осуществлять поиск решения, потому что легче найти решение для небольшой проблемы, чем для включающей в себя множество задач.

2. Постановка целей. После определения проблем, которые необходимо решить необходимо определить, что нужно сделать. Для этого строится дерево целей. При построении дерева целей в него стараются включить максимально возможное количество целей, указать плюсы и минусы цели. Рекомендуется включать двойственные цели, например максимальная прибыль, минимальные затраты.

Нельзя путать средства и цели в зависимости от контекста.

3. Относительно нижележащего уровня – цель, а вышележащего – методы (средства). Определение критериев соответствующих целей. Каждой цели может принадлежать несколько критериев. Критерий есть тот показатель, который характеризует (оценивает) эффективность решений с точки зрения достижения цели, а следовательно, позволяет выбрать среди них наилучшее. Таким образом, решение может быть оптимальным только в смысле конкретного критерия в пределах адекватности используемой модели.

К критерию предъявляются определенные требования

- Критерий должен быть количественной и неслучайной величиной.

- Критерий должен правильно и полно отражать поставленную цель. Его можно рассматривать как количественную модель качественной цели.

- Критерий должен иметь простой и понятный ЛПР физический смысл.

- Критерий должен быть чувствителен к управляемым (искомым) переменным.

При исследовании действующих систем к критерию могут предъявляться дополнительные требования, такие как измеримость, статистическая однозначность, статистическая эффективность и др. Множество показателей, которые в ИСО используются в качестве критериев, можно условно разделить на ряд групп: социальные (среднедушевой доход, обеспеченность жильем и т.п.), экономические (прибыль, рентабельность, себестоимость и др.), технико-экономические (производительность, урожайность и др.), технико-технологические (прочность, чистота материала, другие физические или химические показатели), прочие. Однако во многих случаях не удается полностью отразить поставленную цель одним критерием и тем более это невозможно, когда в операции преследуется более одной цели. В таких ситуациях вводится несколько показателей, характеризующих достижение цели. Задачи, в которых приходится определять наилучшее решение по нескольким критериям, называются многокритериальными или задачами векторной оптимизации.

4. Генерирование альтернатив или решений. Определить все возможные решения данной проблематики. Для этого существует ряд методов:

- Мозговой штурм

- Сенектика – ассоциативное мышление

- Разработка сценариев

- Деловые игры

5. Морфологический анализ. Выделяем по определенным признакам части системы, затем по каждой составляющей определяем все возможные варианты реализации решений, получаем морфологическую таблицу, все элементы которой составляют морфологическое множество.

6. Построение моделей. Существует множество моделей, которые позволяют определенным образом рассмотреть решение. На моделях легче определить наилучшее решение проблемы. Математические модели исследования операций отличаются своей направленностью, которая отражается в структуре модели. Математическая модель в ИСО включает:

- зависимость критерия от управляемых и неуправляемых переменных;

- уравнения, отражающие связи между переменными, например, уравнения на основе материально-энергетических балансов;

- ограничения, обусловленные реальными условиями и требованиями к показателям и переменным (неотрицательность, целочисленность, комплектность, допустимые и/или директивные значения и т.п.). В конкретных задачах могут отсутствовать отдельные составляющие модели полностью или частично за исключением критериальной функции, которая должна быть в модели обязательно. Модель представляет собой формализованную гипотезу исследователя о реальных взаимосвязях и поведении системы. Поэтому прежде чем использовать модель для прогнозирования последствий и выбора решений, необходимо убедиться в ее адекватности системе или операции с точки зрения поставленной цели исследования. При обнаружении неадекватности модель корректируется: при качественном совпадении повысить количественную адекватность можно путем уточнения коэффициентов модели, при более серьезных расхождениях может потребоваться изменение и/или добавление ограничений и уравнений или даже построение другого вида модели.

7. Реализация. Здесь главное требование состоит в необходимости непосредственного участия разработчиков на всех стадиях реализации предлагаемых решений.