Этапы системного анализа

Системный анализ: лекции и учебные пособия. «Основы теории систем и системного анализа» (Г. И. Корнилов)

Этапы системного анализа

Г. И. Корнилов

Глава 2, «Основные понятия математической статистики»От автора

3.1 Общие положения

В большинстве случаев практического применения системного анализа для исследования свойств и последующего оптимального управления системой можно выделить следующие основные этапы:

  • Содержательная постановка задачи
  • Построение модели изучаемой системы
  • Отыскание решения задачи с помощью модели
  • Проверка решения с помощью модели
  • Подстройка решения под внешние условия
  • Осуществление решения

Остановимся вкратце на каждом из этих этапов. Будем выделять наиболее сложные в понимании этапы и пытаться усвоить методы их осуществления на конкретных примерах.

Но уже сейчас отметим, что в каждом конкретном случае этапы системного занимают различный «удельный вес» в общем объеме работ по временным, затратным и интеллектуальным показателям. Очень часто трудно провести четкие границы — указать, где оканчивается данный этап и начинается очередной.

3.2 Содержательная постановка задачи

Уже упоминалось, что в постановке задачи системного анализа обязательно участие двух сторон: заказчика (ЛПР) и исполнителя данного системного проекта.

При этом участие заказчика не ограничивается финансированием работы − от него требуется (для пользы дела) произвести анализ системы, которой он управляет, сформулированы цели и оговорены возможные варианты действий.

Так, — в упомянутом ранее примере системы управления учебным процессом одной из причин тихой кончины ее была та, что одна из подсистем руководство Вузом практически не обладала свободой действий по отношению к подсистеме обучаемых.

Конечно же, на этом этапе должны быть установлены и зафиксированы понятия эффективности деятельности системы. При этом в соответствии с принципами системного подхода необходимо учесть максимальное число связей как между элементами системы, так и по отношению к внешней среде.

Ясно, что исполнитель−разработчик не всегда может, да и не должен иметь профессиональные знания именно тех процессов, которые имеют место в системе или, по крайней мере, являются главными. С другой стороны совершенно обязательно наличие таких знаний у заказчика — руководителя или администратора системы.

Заказчик должен знать что надо сделать, а исполнитель — специалист в области системного анализа — как это сделать.

Обращаясь к будущей вашей профессии можно понять, что вам надо научиться и тому и другому. Если вы окажетесь в роли администратора, то к профессиональным знаниям по учету и аудиту весьма уместно иметь знания в области системного анализа — грамотная постановка задачи, с учетом технологии решения на современном уровне будет гарантией успеха.

Если же вы окажетесь в другой категории — разработчиков, то вам не обойтись без «технологических» знаний в области учета и аудита. Работа по системному анализу в экономических системах вряд ли окажется эффективной без специальных знаний в области экономики.

Разумеется, наш курс затронет только одну сторону — как использовать системный подход в управлении экономикой.

3.3 Построение модели изучаемой системы в общем случае

Модель изучаемой системы в самом лаконичном виде можно представить в виде зависимости:

где:

  • E — некоторый количественный показатель эффективности системы в плане достижения цели ее существования T, будем называть его — критерий эффективности.
  • X — управляемые переменные системы — те, на которые мы можем воздействовать или управляющие воздействия;
  • Y — неуправляемые, внешние по отношению к системе воздействия; их иногда называют состояниями природы.

Заметим, прежде всего, что возможны ситуации, в которых нет никакой необходимости учитывать состояния природы. Так, например, решается стандартная задача размещения запасов нескольких видов продукции и при этом можем найти E вполне однозначно, если известны значения Xi и, кроме того, некоторая информация о свойствах анализируемой системы.

В таком случае принято говорить о принятии управляющих решенийили о стратегии управления в условиях определенности.

Если же с воздействиями окружающей среды, с состояниями природы мы вынуждены считаться, то приходится управлять системой в условиях неопределенности или, еще хуже — при наличии противодействия. Рассмотрим первую, на непросвещенный взгляд — самую простую, ситуацию.

3.4 Моделирование в условиях определенности

Классическим примером простейшей задачи системного анализа в условиях определенности может служить задача производства и поставок товара. Пусть некоторая фирма должна производить и поставлять продукцию клиентам равномерными партиями в количестве N =24000 единиц в год. Срыв поставок недопустим, так как штраф за это можно считать бесконечно большим.

Запускать в производство приходится сразу всю партию, таковы условия технологии. Стоимость хранения единицы продукции Cx = 10 копеек в месяц, а стоимость запуска одной партии в производство (независимо от ее объема) составляет Cp = 400 гривен.

Таким образом, запускать в год много партий явно невыгодно, но невыгодно и выпустить всего 2 партии в год — слишком велики затраты на хранение! Где же «золотая середина», сколько партий в год лучше всего выпускать?

Будем строить модель такой системы. Обозначим через n размер партии и найдем количество партий за год: p = N / n = 24000 / n.

Получается, что интервал времени между партиями составляет

t = 12 / p (месяцев), а средний запас изделий на складе — n / 2 штук.

Сколько же нам будет стоить выпуск партии в n штук за один раз?

Сосчитать нетрудно — 0.1 • 12 • n / 2 гривен на складские расходы в год и 400 • p гривен за запуск партий по n штук изделий в каждой.

В общем виде годовые затраты составляют

E = Cx • T • n / 2 + Cp • N / n{3.2}

где T = 12 — полное время наблюдения в месяцах.

Перед нами типичная вариационная задача: найти такое n0, при котором сумма E достигает минимума.

Решение этой задачи найти совсем просто, надо взять производную по n и приравнять эту производную нулю. Это дает:

n0 = √ (2 • n • Cp / (T • Cx)){3.3}

что для нашего примера составляет 4000 единиц в одной партии и соответствует интервалу выпуска партий величиной в 2 месяца.

Затраты при этом минимальны и определяются как

E0 = √ (2 • n • T • Cx • Cp){3.4}

что для нашего примера составляет 4800 гривен в год.

Сопоставим эту сумму с затратами при выпуске 2000 изделий в партии или выпуске партии один раз в месяц (в духе недобрых традиций социалистического планового хозяйства):

E1 = 0.1 • 12 • 2000 / 2 + 400 &bull 24000 / 2000 = 6000 гривен в год.

Источник: http://victor-safronov.ru/systems-analysis/lectures/kornilov/02.html

Этапы системного анализа

Этапы системного анализа

Обобщённо системный анализ можно разбить на следующие этапы:

  1. Формулировка задачи.
  2. Построение структуры объекта его проблематики.
  3. Моделирование, изучение построенной модели для дальнейшей разработки методов совершенствования системы.

Надо заметить, что различные учёные не одинаково определяют основные этапы системного анализа при их более детальной расшифровке. Например, есть такая трактовка:

  1. выявление конфигурации;
  2. выявление проблемных вопросов;
  3. определение цели;
  4. формулирование критериев;
  5. нахождение альтернативных методов;
  6. разработка и изучение модели;
  7. поиск оптимальных решений;
  8. выполнение декомпозиции;
  9. выполнение агрегатирования.

Другие учёные предлагают следующую формулировку очерёдности:

  1. определение объекта анализа;
  2. структурирование системы;
  3. определение функциональных особенностей системы управления;
  4. исследование информационных характеристик системы;
  5. определение количественных и качественных показателей системы управления;
  6. оценивание и оценка эффективности системы управления;

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Но очевидно, что основные этапы, перечисленные в начале статьи, всё равно прослеживаются у всех учёных.

Формулировка или постановка задачи

Формулировка или постановка задачи –это самый важный этап выполнения работ, поскольку он определяет все дальнейшие процедуры по исследованию и проектированию. В качестве первого этапа системного анализа, этот этап не совпадает полностью с математическим смыслом, который подразумевает формальное описание её сути.

Хотя в дальнейшем при постановке задач для отдельных элементов системы применяется именно математический смысл формулирования задачи. Но на первом этапе системного анализа задача ставится именно в расширенном смысле.

И в первую очередь необходимо определить для чего собственно проводится исследование данной системы управления, так как это определяет структуру и смысл следующих этапов. То есть надо выяснить причину решения о проведении именно этого исследования.

Было ли это вызвано неудовлетворённостью, не правильной работой действующей системы или её составных частей? Чем конкретно вызвана эта неудовлетворённость, кто её обнаружил и как сформулировал? Как предполагается решать проблему, радикальными решениями, которые приведут к очень существенной реконструкции, в принципе поменяют основы существующей системы, или имеется ввиду просто улучшение её работы исходя из уже имеющихся возможностей? По какой причине реконструкция так уж необходима? Какой конечный итог желательно получить в финале? Какие причины не позволяют поменять работу системы в необходимом направлении без выполнения этих исследований? Каким образом может быть оценена эффективность внесённых изменений, если их выполнить?

Развёрнутые ответы на все возникающие вопросы могут дать специалисты рассматриваемой, а также вышестоящей системы. Они имеют долголетний опыт работы с системой где они выполняют работы и, следовательно, лучше всех знают трудности, помехи, ограничения и конечно к какой цели надо стремиться.

Но с другой стороны часто получается, что сформулированные ими проблемы, выражены в весьма обобщённых, не конкретизированных выражениях, или же напротив, они ставят очень ограниченные, конкретные проблемы, которые не отражают всю глубину общих проблем.

Это можно объяснить психологией человека, он почти всегда считает свои решения верными, даже если кому-то видна их ошибочность. Если решения были приняты в очень сложных ситуациях, то они далеко не всегда оптимальны.

Таким образом очень часто специалисты, которые работают в исследуемой системе, при формулировании задачи не могут учесть всё разнообразие разных факторов и связей в системе и окружающей её среде. Поэтому часто случается, формулировки задач этих специалистов, уже на начальном, первом этапе системного анализа подвергаются существенным изменениям.

Замечание 1

Постановка задачи, как мы выяснили, очень важный этап для дальнейшей работы, но при этом он фактически не может быть формализован.

Успешность этапа полностью зависит от опыта и возможностей специалиста по системному анализу, того, насколько глубоко он понимает систему, которую исследует, умеет работать в контакте с участниками исследуемой системы.

Наиболее эффективно формирование совместной группы, в которую входят и системный аналитик и специалисты(участники) системы.

Построение структуры объекта

Формирование структуры –это второй этап системного анализа. Сначала необходимо определить чёткие границы проблем и системы, а также вычленить в какой внешней среде они находятся. Это требует определение набора связанных с поставленной на предыдущем этапе задачей, элементов и выполнить подразделение их на два класса:

  • система, которую исследуют;
  • окружающую(внешнюю) среду;

Это подразделение очень сильно зависимо от сформулированной задачи. Если она меняется, то изменяются и границы как проблем, так и системы, а также окружающая среда. Бывает, что изменяется и изначальный набор элементов. Основным признаком деления разных проблем на классы, обычно бывает уровень допустимой возможности их познания. По этому критерию все проблемы можно разделить на три класса:

  1. С хорошей структурой.
  2. Без структуры.
  3. Со слабой структурой.

К первой группе относятся проблемы с чётко определёнными зависимостями, которые могут представляться численно или с помощью символов (количественно выраженные).

Вторая группа объединяет проблемы, описанные качественными признаками и характеристиками. Они не могут быть выражены в числовой форме.

И наконец к проблемам со слабой структурой (третья группа) можно отнести те из них, которые имеют в своём составе и качественные и количественные составляющие.

Моделирование

Изготовление модели, или моделирование, это третий из этапов системного анализа, который используется для исследования и анализа различных сложных систем, явлений и объектов.

Модель — это примерное, упрощенное представление процесса или объекта.

Собственно, исследование модели заключается в том, что имеется возможность увидеть и понять работу системы, её характеристики и различные особенности.

Источник: https://spravochnick.ru/informacionnye_tehnologii/etapy_sistemnogo_analiza/

Основные этапы системного анализа. Выбор проблемы. Постановка задачи и ограничение степени ее сложности. Установление иерархии целей и задач. Выбор путей решения задач. Моделирование

Этапы системного анализа

Учебники для вузов

Раздел: Экономика

12.2. Основные этапы системного анализа

Обсудим кратко каждый из этих этапов.

1. Выбор проблемы

Данный этап предусматривает выбор правильного метода исследования для решения актуальной экологической проблемы.

Как показывает опыт, на практике часто не учитываются существенные практические аспекты экологии, с одной стороны; а с другой – ряд представлений об экологических процессах настолько широко распространен, что их можно использовать без дополнительных обоснований.

Поэтому, с одной стороны, можно взяться за решение проблемы, не поддающейся системному анализу, а с другой – выбрать проблему, которую можно более экономно решить, не используя всю мощь методов системного анализа. Такая двойственность первого этапа делает его критическим для успеха (или неудачи) всего исследования.

2. Постановка задачи и ограничение степени ее сложности

Как только существование проблемы осознано, требуется упростить задачу настолько, чтобы она имела по возможности аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые допускают содержательную практическую интерпретацию.

Это тоже критический этап, характерный для любого системного исследования, на котором успех или неудача во многом зависят от тонкого равновесия между упрощением и усложнением – равновесия, при котором сохранены все существенные связи с исходной проблемой и при этом можно получить решение, поддающееся качественному анализу и имеющее наглядную интерпретацию.

3. Установление иерархии целей и задач

После постановки задачи и ограничения степени ее сложности (как правило, разумного упрощения) можно приступать к установлению целей и задач исследования.

Обычно цели и задачи выстраивают в некоторую цепочку (образуют иерархию) по степени их возможности; при этом производят подразделение (декомпозицию) [44] основных задач на ряд более простых (второстепенных).

Однако здесь следует иметь в виду, что задачи, важные с точки зрения получения научной информации, в ряде случаев довольно слабо влияют на вид решений, принимаемых относительно воздействия на экосистему и управления ею.

Поэтому установление приоритетности тех или иных задач в иерархической цепочке – одна из центральных проблем системного анализа. Особенно это проявляется в ситуации, когда исследователь заведомо ограничен определенными формами управления и концентрирует максимум усилий на задачах, непосредственно связанных с самими экологическими процессами.

4. Выбор путей решения задач

На данном этапе можно выбрать несколько путей решения проблемы. В общем случае естественно искать наиболее общее аналитическое решение, поскольку это позволит максимально использовать результаты исследования аналогичных задач и соответствующий математический аппарат.

При этом выбор семейства, в рамках которого проводится поиск аналитического решения, во многом зависит от специалиста по системному анализу.

Как правило, аналитик разрабатывает несколько альтернативных решений и выбирает из них то, которое лучше подходит для исследуемой задачи.

5. Моделирование

После того как проанализированы подходящие альтернативы, приступают к важному этапу моделирования сложных динамических взаимосвязей между различными аспектами проблемы. Здесь следует отметить, что моделируемым процессам, а также механизмам обратной связи присуща внутренняя неопределенность, что значительно усложняет понимание как самой системы, так и возможностей ее управляемости.

6. Оценка возможных стратегий

Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно (по крайней мере, предварительно) использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели.

В ходе оценки исследуется чувствительность результатов к допущениям, сделанным при построении модели.

Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно, придется вернуться к этапу моделирования и скорректировать модель.

Обычно это связано с исследованием модели на «чувствительность» к тем аспектам проблемы, которые были исключены из формального анализа на втором этапе, когда ставилась задача и ограничивалась степень ее сложности.

7. Внедрение результатов

Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, полученных на предыдущих этапах.

Если исследование проводилось по описанной выше схеме, то шаги, которые для этого необходимо предпринять, будут достаточно очевидны.

В то же время как раз на последнем этапе может выявиться неполнота тех или иных стадий или необходимость их пересмотра, в результате чего придется скорректировать модель и снова пройти какие-то из уже завершенных этапов.

К содержанию книги:  Экология и безопасность жизнедеятельности

Экологическое право. Вопросы и аспекты  «Экологическое право. Право окружающей среды»   «Экологическое право»   «Экологическое право»

Цены и ценообразование   Цены и ценообразование  «Финансовое право»   «Хозяйственное право»

ЭКОЛОГИЯ — наука, изучающая условия существования живых организмов …

Впервые термин «экология» был использован нем. биологом Э. Геккелем в 1866 г., однако наиболее активное развитие Э. началось лишь в 30-х гг. 20 в. …
www.bibliotekar.ru/624-7/67.htm

Экономические основы решения экологического, сырьевого и …

На уже функционирующие международные и региональные экологические организации … Экология в последнее время стала постоянным объектом. …
www.bibliotekar.ru/biznes-38/87.htm

Влияние урбанизированной жилой среды на условия проживания и …

Рассмотрение экологических проблем с современных позиций позволяет утверждать, что ухудшение окружающей природной среды не является…
www.bibliotekar.ru/zhilishe/2.htm

Оценка общей экономической ценности природных территорий

Экологические системы и особо охраняемые природные территории …. с определением хозяйственной и экологической ценности природных ресурсов. …
www.bibliotekar.ru/biznes-8/85.htm

Источник: http://www.bibliotekar.ru/ecologia-5/81.htm

Booksm
Добавить комментарий