этапы системного анализа

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

Кафедра экономики и финансов

Реферат

по дисциплине:

«Системный анализ»

на тему:

«Этапы системного анализа»

Выполнил:

студент гр. ПМ2-113-ОБ

Васильева О.Ю.

Проверил: Шанин И.И.

Воронеж 2013

Содержание

Введение

Глава 1.Основные этапы СА

1.1 Формулировка проблемы

1.2 Формулировка цели. Основные трудности

Глава 2. Применение системного анализа

Заключение

Список использованной литературы

Введение

«Исследователь ощущает свое невежество тем больше, чем больше он знает…» — это парадоксальное замечание крупнейшего физика нашего времени Р. Оппенгеймера как нельзя более точно характеризует парадоксальную ситуацию в современной науке. Если еще недавно ученый буквально гонялся за фактами, то сегодня он не в силах справиться с их половодьем. Аналитические методы, столь эффективные при изучении частных процессов, уже не работают. Нужен новый, более действенный принцип, который помог бы разобраться в логических связях между отдельными фактами. Такой принцип был найден и получил название принцип системного движения или системного подхода (СП).

Этот принцип определяет не только новые задачи, но и характер всей управленческой деятельности, научное, техническое, технологическое и организационное совершенствование которой обусловлено самой природой крупного общественного и частного производства.

Многообразие и возрастающий объем стоящих перед нами задач хозяйственного строительства требует их взаимной увязки, обеспечения общей целенаправленности. Но этого трудно достичь, если не учитывать сложной зависимости между отдельными районами страны, между отраслями народного хозяйства, между всеми сферами общественной жизни страны. Более конкретно, 40% информации специалисту необходимо черпать из смежных областей, а подчас и отдаленных.

Уже сегодня системный подход используют во всех областях знания, хотя в ее различных областях он проявляется по-разному. Так, в технических науках речь идет о системотехнике, в кибернетике — о системах управления, в биологии — о биосистемах и их структурных уровнях, в социологии — о возможностях структурно-функционального подхода, в медицине — о системном лечении сложных болезней терапевтами широкого профиля (врачами-системщиками).

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создаёт основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Системный анализ — это научный, всесторонний подход к принятию решений. Вся проблема изучается в целом, определяются цели развития объекта управления и различные пути их реализации в свете возможных последствий. При этом возникает необходимость согласования работы различных частей объекта управления, отдельных исполнителей, с тем, чтобы направить их на достижение общей цели.

Глава 1. Основные этапы СА.

Все этапы системного анализа можно изобразить на рисунке.

Этапы системного подхода в системном анализе

Рисунок. Этапы системного анализа

1. Определение конфигуратора.

2. Постановка проблемы – отправной момент исследования. В исследовании системы ему предшествует работа по структурированию проблемы.

3. Расширение проблемы до проблематики, т.е. нахождение системы проблем или задач, существенно связанных с исследуемой проблемой, без учета которых она не может быть решена.

4. Выявление целей: цели указывают направление, в котором надо двигаться, чтобы поэтапно решить проблему.

5. Формирование критериев. Критерий – это количественное отражение степени достижения системой поставленных перед ней целей. Критерий – это правило выбора предпочтительного варианта решения из ряда альтернативных. Критериев может быть несколько. Многокритериальность является способом повышения адекватности описания цели. Критерии должны описать по возможности все важные аспекты цели, но при этом необходимо минимизировать число необходимых критериев.

6. Агрегирование критериев. Выявленные критерии могут быть объединены либо в группы, либо заменены обобщающим критерием.

7. Генерирование альтернатив и выбор с использованием критериев наилучшей из них. Формирование множества альтернатив является творческим этапом системного анализа.

Генерирование альтернатив осуществляют с помощью метода мозговой атаки, получившим 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 этого типа известны также под названиями мозгового штурма, конференций идей, коллективной генерации идей (КГИ). Обычно при проведении мозговой атаки, или сессий КГИ, стараются выполнить определенные правила, суть которых сводится к тому, чтобы обеспечить как можно большую свободу мышления участников КГИ и высказывания ими новых идей; для этого рекомендуется приветствовать любые идеи, даже если они вначале кажутся сомнительными или абсурдными (обсуждение и оценка идей проводится позднее), не допускается критика, не объявляется ложной идея и не прекращается обсуждение ни одной идеи. Требуется высказывать как можно больше идей (желательно нетривиальных), стараться создавать как бы цепные реакции идей.

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.

8. Исследование ресурсных возможностей, включая информационные потоки и ресурсы.

9. Выбор формализации (построение и использование моделей и ограничений) для решения проблемы.

10. Оптимизация (для простых систем).

11. Декомпозиция.

12. Наблюдение и эксперименты над исследуемой системой.

13. Построение системы.

14. Использование результатов проведенного системного исследования.

1.1 Формулировка проблемы

Проблемой называется ситуация, характеризующаяся различием между необходимым (желаемым) выходом и существующим выходом. Выход является необходимым, если его отсутствие создает угрозу существованию или развитию системы. Существующий выход обеспечивается существующей системой. Желаемый выход обеспечивается желаемой системой. Проблема есть разница между существующей и желаемой системой. Проблема может заключаться в предотвращении уменьшения выхода или же в увеличении выхода. Условие проблемы представляет существующую систему («известное»). Требование представляет желаемую систему.

Решение проблемы есть — то, что заполняет промежуток между существующей и желаемой системами. Система, заполняющая промежуток, является объектом конструирования и называется решением проблемы.

Проблемы могут проявляться в симптомах. Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию. Обнаружение проблемы есть результат процесса идентификаций симптомов. Идентификация возможна при условии знания нормы или желательного поведения системы. За обнаружением проблемы следует прогнозирование ее развития и оценка актуальности ее решения, т.е. состояния системы при нерешенной проблеме. Оценка актуальности решения проблемы позволяет определить необходимость ее решения.

Процесс нахождения решения концентрируется вокруг итеративно выполняемых операций идентификации условия, цели и возможностей для решения проблемы. Результатом идентификации является описание условия, цели и возможностей в терминах системных объектов (входа, процесса, выхода, обратной связи и ограничения), свойств и связей, т. е. в терминах структур и входящих в них элементов. Если структуры и элементы условия, цели и возможностей данной проблемы известны, идентификация имеет характер определения количественных отношений, а проблема называется количественной. Если структура и элементы условия, цели и возможностей известны частично, идентификация имеет качественный характер, а проблема называется качественной или слабоструктуризованной. Как методология решения проблем системный анализ указывает принципиально необходимую последовательность взаимосвязанных операций, которая (в самых общих чертах) состоит из выявления проблемы, конструирования решения проблемы и реализации этого решения. Процесс решения представляет собой конструирование, оценку и отбор альтернатив систем по критериям стоимости, времени, эффективности и риска с учетом отношений между предельными значениями приращений этих величин (маргинальных отношений). Выбор границ этого процесса определяется условием, целью и возможностями его реализации.

1.2 Формулировка цели. Основные трудности

Современные представления о расхождении целей и результатов деятельности связаны с именем российского философа Н.Н. Трубникова, который утверждал, что их причиной является “двойственность” используемых средств. Действительно, когда средства подбираются для реализации намеченной цели, например, определенная структура, технология, персонал и т.д., то, будучи еще не опробованными в реальной деятельности, они представляют собой идеальные средства, т.е. средства, лишь мысленно подходящие для достижения целей. А на практике они начинают проявлять себя как реальные предметы с такими свойствами, многие из которых заранее познать было невозможно. Ведь эти свойства проявляются лишь во взаимодействии с другими предметами; поэтому пока этого взаимодействия не было, пока средства не были “встроены” в реальные системы, они оставались абстрактными, идеальными, мысленными средствами. И как идеальные средства они, казалось, способны были бы обеспечить реализацию запланированных целей. Но когда они становятся реальными средствами, то дают результат, в чем-то не совпадающий с целями.

Каков же выход? Ставить лишь такие цели, для достижения которых используются лишь привычные средства в привычных сочетаниях? Но такие цели рассчитаны на скромный результат, не свойственный современному рынку, да и в целом, человечеству, рвущемуся к прогрессу. Если же делать ставку на совершенно новые средства, то результаты практически невозможно прогнозировать, в чем легко убедиться, вспомнив многие проблемы человечества в сфере политики, экономики, экологии и т.д.

Следует признать, что оптимален подход, синтезирующий, объединяющий оба. Не вдаваясь в детальное обоснование, опишем лишь конкретную методологию, позволяющую использовать изложенные представления на практике.

Глава 2. Применение системного анализа

Системный анализ возник в США и, прежде всего в недрах ВПК. Кроме того, в США системный анализ изучался во многих государственных организациях. Он считался наиболее ценным побочным достижением в области обороны и изучения космического пространства. В обеих палатах конгресса США в 60-е гг. прошлого века были внесены законопроекты «о мобилизации и использовании научно-технических сил страны для применения системного анализа и системотехники в целях наиболее полного использования людских ресурсов для решения национальных проблем».

Системный анализ использовался также руководителями и инженерами в крупных предприятиях промышленности. Цель применения методов системного анализа в промышленности и в коммерческой области — изыскание путей получения высокой прибыли.

Примером использования методов системного анализа в США может служить система программного планирования, известная под названием «планирование — программирование — разработка бюджета» (ППБ), или сокращенно «программное финансирование».

Помимо применения системы ППБ в США используется целый ряд систем прогнозирования и планирования, в основе которых лежат методы системного анализа. В частности, для прогнозирования и планирования НИОКР применялась информационная система «ПАТТЕРН», для руководства космическим проектом «Аполлон» на всех этапах его разработки использовалась автоматизированная информационная система «ФЕЙМ», с помощью системы «КВЕСТ» достигалась количественная взаимосвязь между военными задачами и целями и научно-техническими средствами, необходимыми для их реализации, для тех же целей в промышленности служила система «СКОР».

Главной методической особенностью этих систем являлся принцип последовательного расчленения каждой проблемы на несколько задач более низкого уровня с целью построения «дерева целей».

Рассматриваемые системы позволяли определить сроки решения научных и технических проблем и взаимную полезность работ, способствовали повышению качества принимаемых решений за счет преодоления узковедомственного подхода к их принятию, отказа от интуитивных и волевых решений а также от работ, которые не могут быть выполнены в установленные сроки.



Вместе с тем практика управления в США последних десятилетий показывает, что термин «системный анализ» не так часто применяется, как это имело место ранее. Многие подходы к обоснованию сложных решений, которые с ним связывались, продолжали использоваться и развиваться достаточно интенсивно уже под новыми названиями — «программный анализ», «анализ политики», «анализ последствий» и т.д. В то же время «новизна» названных видов анализа заключается скорее в их названиях. Методологической и методической их основой продолжает оставаться системный анализ, идеология системного подхода.

Заключение

Как-то академик С.Г. Струмилин вычислил, что полное отрезвление нашего общества позволило бы поднять производительность труда на 10%. Но столь же неотложно требуется нам отрезвление и от наивного представления о способах разработки новой техники без применения системного подхода.



Системная проблематика, по существу, сводится к ограничению аналитических процедур в науке, технике, технологии и образовании. Специализация сделала возможным быстрое увеличение знания, но ценой ослабления связей между учеными различных специальностей. Углубление исследований влечет за собой создание специальных приемов исследовательской техники и языков. Этот процесс привел к тому, что «мы оказались перед лицом такого же краха, как и строители Вавилонской башни, ибо наука перестала быть благородным поприщем, участники которого объединены в общих поисках истины, и превратились в пчелиные соты с изолированными одна от другой ячейками, каждая из которых занята лишь небольшим числом жильцов, способных понимать лишь друг друга».

Применение аналитических процедур как массового явления в современной науке требует выполнения двух условий:

— необходимо, чтобы взаимодействие между частями данного явления отсутствовало или было бы пренебрежимо мало для некоторой исследовательской цели; только при этом условии части можно реально математически или логически извлекать из целого, а затем собирать;

— отношение, описывающее поведение частей, должно быть линейным; только в этом случае имеет место отношение суммативности, т.е. форма уравнения, описывающего поведение целого, такова же, как и форма уравнения, описывающего поведение частей; наложение друг на друга частных процессов позволяет получить процесс в целом.

Для образований, называемых системами, т.е. состоящих из взаимодействующих частей, это условие не выполняется. Прототипом описания систем являются системы дифференциальных уравнений, в общем случае нелинейных. Методологическая задача теории систем состоит, таким образом, в решении проблем, которые носят более общий характер, чем аналитическо-суммативные проблемы классической науки. Системный метод — это метод восхождения от абстрактного к конкретному, это один из важнейших методов современного теоретического исследования.

Ещё раз, о содержании и значении системной проблематики в общем контексте. Другая ее сторона — необходимость принятия решений. Ведь личность человека характеризуется не только тем, что она делает, но и тем, как она это делает. В связи с этим исключительно важным становится умение принимать оптимальные решения, особенно в нестандартных ситуациях. При этом самое интересное заключается в том, что невозможно принять оптимальное решение в предметном знании. И в то же время наша высшая школа продолжает готовить только специалистов-предметников. Поэтому мы всегда жили и живем в обстановке совершенно некомпетентных решений, принимаемых некомпетентными людьми… Решать труднее, чем не решать. Поэтому решают далеко не все.

Продолжая подобную классификацию, можно и нужно рассмотреть довольно большое количество уровней и, следовательно, конкретных объектов и предметов исследования. Для каждого из них, соответствующего определенному конструкторско-технологическому ряду систем, подсистем и т.д., рекомендуется разрабатывать свои специфические системные (подсистемные) модели критерии и стремиться к их стандартизации, созданию предметных информационных баз. Только такое решение поставленных проблем позволит значительно повысить эффективность ПЖЦ ТС, а следовательно, и ускорить темпы НТП — глобальной задачи любой передовой в социально-экономическом развитии страны, отрасли, фирмы.

Таблица. Некоторые ключевые понятия СА

Что такое СА?

В широком смысле:

• это область исследований, где нет общепринятой терми-нологии и единства мнений теоретиков и практиков по многим принципиальным вопросам;

• это область исследований, где нет общепринятой терминологии и единства мнений теоретиков и практиков по многим принципиальным вопросам;

• это очень широкая область с большим разнообразием постановок задач, а следовательно, методов их решения; она лежит на стыке ряда отраслей науки и сфер человеческой деятельности;

• это методология уяснения (понимания) или упорядочения (структуризации) проблемы, которая может быть решена без ЭВМ и математики.

• это ограничение применения аналитических процедур; синтез должен стать господствующим, а анализ — соподчиненным.

Суть

упорядочения

Упорядочение — расположение элементов в определенной последовательности в зависимости от некоторых их признаков.

Суть структуризации

Структура — частичное упорядочение элементов и отношений между ними по какому-либо одному признаку. Структуризация направлена на:

• выяснение реальных целей системы;

• выяснение альтернативных путей достижения этих целей;

• достижение взаимосвязей между элементами;

• понимание внешних условий, в которых возникла проблема; отсюда ограничения и последствия того или иного курса действий.

Средство первичного упорядочивания

Это метод сценариев. Сценарий — преимущественно качественное описание возможных вариантов развития ОИ при различных сочетаниях определенных условий.

Метод

Дельфи

В отличие от метода сценариев, он предполагает предварительное ознакомление экспертов с ситуацией с помощью какой-либо модели.

Дерево целей

Это основная форма модели в СА. ДЦ — связной граф, вершины которого интерпретируются как цели, а ребра или дуги — как связи между целями.

Проблемы СА

по степени структуризации

Проблемы различают по признакам:

• ясность, осознанность постановки;

• степень детализации элементов и их взаимосвязей;

• соотношение количественных и качественных

факторов, отмечаемых в постановке.

Таким образом, выделяют три класса проблем:

• хорошо структуризованные, или количественно сформулированные;

• неструктуризованные, или качественно выраженные;

• слабо структуризованные, или смешанные, содержащие качественные и количественны элементы.

Структура системы

В СА наблюдатель фиксирует только видимые структуры и путем преобразования системы выявляет скрытые структуры, за которым скрывается новое качество, которое нужно выявить для решения задач. Структура системы — это дальнейшая абстракция, это способ связи.

Структура коллектива

Она будет различной в зависимости от того, по какому признаку «ранжируются» члены коллектива: по профессии, квалификации, стажу, заработку, должности и т.д.

Структура ТС

ТС различают по составу, назначению (функциям), принципу действия, качеству (надежности), экономичности, габаритным размерам и массе, компоновке, степени дублирования, эффективности, сложности, связям, организации…

Основные задачи СА

• Правильно и с возможно большей четкостью сформулировать проблему, перевести ее из неструктуризованного класса в слабо структуризованный;

• собрать информацию по проблеме для разработки мероприятий ее исследования;

• выявить назначение системы, решающей проблему, с тем чтобы определить ее состав, методы взаимодействия с другими системами;

• разработать несколько вариантов развития ТС при различных условиях;

• выбрать единственный наилучший курс развития системы;

• выявить основные цели развития системы;

• выявить критерии эффективности деятельности системы;

• установить взаимосвязь целей данной ТС со средствами их достижения;

• разработать программу развития системы;

• проверить эффективность взаимодействия подсистем, выявить узкие места и устранить их;

• выявить эффективность организации управления, функции и структуру органов управления;

• разработать конкретные показатели управления

(прогнозирования);

• сформулировать цели создания системы и т. д. и т. п.

Особенность

СА

Как уже отмечалось, использование математического аппарата

и ЭВМ не обязательно может быть необходимым. Иногда может быть достаточно серьезного размышления над проблемой. Но в любом СА присутствуют пять обязательных элементов:

• цель или ряд целей;

• альтернативные средства, с помощью которых может быть достигнута цель;

• затраты ресурсов, требуемых для каждой системы;

•логическая и математическая модели, т. е. система связей между целями, альтернативными средствами их достижения, окружающей средой и требованиями на ресурсы;

• критерий выбора предпочтительных альтернатив; с его помощью сопоставляются цели и затраты и пр.

Главное в СА



Как сложное превратить в простое, как труднопонимаемую проблему превратить в серию задач, имеющих метод решения; поиск эффективных средств исследования и управления сложными объектами.

Самое

ценное в СА

Правильная постановка целей и составление программы их достижения — это важнейший ресурс государства, залог неуклонного повышения эффективности обществ и частного производства.

Область

применения СА

Для решения крупных проблем, связанных с деятельностью многих людей, с большими материальными затратами.

Человеческую деятельность можно условно разделить на две области;

• область рутинной деятельности, т. е. регулярных, повседневно решаемых задач;

• область решения новых, впервые возникающих задач.

В первой из них способы решения задач обычно хорошо отработаны и почвы для СА не представляется, хотя само наличие рутины в некоторых случаях составляют проблему (например, тенденция к постоянному увеличению работников аппарата управления). Во второй области (перспективном планировании, науке) методы СА применимы почти повсеместно.

В каких ситуациях

возникает

потребность

в СА?

• При решении новых проблем, когда с помощью СА формулируется проблема, определяется, что и о чем нужно знать и понимать, кто должен знать и понимать;

• если решение проблемы предусматривает увязку цели со множеством средств ее достижения;

• если проблема имеет разветвленные связи, вызывающие отдаленные последствия в разных отраслях народного хозяйства, и ПР по ним требует учета полных эффективности и затрат;

• при решении проблем, где существуют трудно сравниваемые варианты решений или достижения комплекса целей;

• во всех случаях, когда создаются совершенно новые системы;

• в случаях, когда осуществляется улучшение производства или экономических отношений;

• во всех проблемах, связанных с автоматизацией производства, созданием АСУ, АСТПП;

• если принимаемые на будущее решения должны учитывать факторы неопределенности и риска;

• когда выработка ответственных решений принимается на определенную перспективу (15―20 лет);

• везде, где требуется выработка критериев оптимальности с учетом целей развития и функционирования системы.

Список литературы

1. Анфилатов В.С. и др. Системный анализ в управлении. М., 2009.

2. Архипова Н.И. и др. Исследование систем управления. М., 2012.

3. Волкова В.Н., Денисов А.А Основы теории систем и системного анализа. Спб.: изд.СПбГТУ, 2008

4. Дрогобыцкий И.Н. Системный анализ в экономике. М., 2007.

5. Дроздов Н.Д. Основы системного анализа. М., 2010.

6. Игнатьева А.В., Максимцов М.М. Исследование систем управления. М., 2002.

7. Лямец В.И., Тевяшев А.Д. Системный анализ. – Харьков: ХТУРЭ, 2007

8. Мухин В.И. Исследование систем управления. М., 2012.

9. Мыльник В.В., Волочиенко В.А., Титаренко Б.П. Системы управления. М., 2002.

10. Попов В.Н. Системный анализ в менеджменте. М., 2007.

11. Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие. — СПб.: «Изд. дом «Бизнесс-пресса», 2010 г. — 326 с.

12. Тимченко Т.Н. Системный анализ в управлении. М., 2007

13. www.I-U.ru