ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

« СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ »

Направление подготовки: 220100 «СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ»

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Формы обучения: очная

Составитель: проф. В. Н. Романов

Санкт-Петербург

Рабочая программа составлена с учетом требований ФГОС ВПО к содержанию и уровню подготовки выпускника по направлению подготовки 220100 № 000 от 01.01.2001 г. и в соответствии с рабочими учебными планами направления подготовки, утвержденными ректором Университета.

Составитель и научный редактор: профессор В. Н. Романов

1 Цели и задачи дисциплины.. 3

2 Место дисциплины в структуре ООП: 4

3 Требования к результатам освоения дисциплины: 5

4 Объем дисциплины и виды учебной работы.. 7

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами. 9

5.3 Разделы дисциплин и виды занятий. 11

6 Лабораторный практикум.. 11

7 Практические занятия (семинары) 12

Сборники задач. 14

б) Дополнительная литература. 14

в) Программное обеспечение. 15

г) Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы.. 15

10 Материально-техническое обеспечение дисциплины.. 16

1. Цели и задачи дисциплины:

Целью изучения дисциплины ознакомление магистрантов с современными проблемами системного анализа и управления и подготовка их к самостоятельной исследовательской работе по специальности.

Задачи курса – приобретение и развитие компетентности, умения свободно ориентироваться в проблемах системного анализа и управления, способности к самостоятельному мышлению, возможности самостоятельного изучения современной научной литературы по избранной специальности.

2. Место дисциплины в учебном процессе:

Дисциплина «Современные проблемы системного анализа и управления» является одной из основных дисциплин фундаментального цикла в структуре ООП магистра, обеспечивает профессиональную эрудицию и формирует навыки самостоятельного научного исследования, является базой при изучении последующих дисциплин, связанных с анализом и моделированием систем.

Дисциплина изучается магистрантами в течение первого и второго семестров. Она создает основу для знакомства с современными научными проблемами в области системного анализа и управления и методами их решения.

Для изучения дисциплины необходимы знания из курсов высшей математики, физики, информатики (математический анализ, функциональный анализ, теория матриц, статистика, логика, системный анализ и принятие решений, знание основных физических законов, статистической физики, квантовой механики, специальной и общей теории относительности, общей картины мира, знание современных компьютерных технологий). Входные знания магистрантов должны соответствовать общекультурной компетентности в объеме ОК-1, 2, 3, 4, 5 и профессиональной компетентности в объеме ПК-1, 2, 3, 4 .

Знание современных проблем системного анализа и управления составляет фундамент избранной специальности, без которого невозможна успешная деятельность выпускника вуза в специальных областях технических наук, организации и управления большими системами.

3.Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на приобретение и развитие компетентности в общекультурной и профессиональной сфере. В частности, в сфере общей культуры – в объеме ОК-1, ОК-2, ОК-3, ОК-4 , ОК-6, ОК-7, ОК-8 . В профессиональной сфере – в объеме ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-13.

В результате изучения дисциплины магистрант должен:

Иметь представление:

О взаимосвязи современных проблем системного анализа и управления с проблемами других научных областей.

Знать :

Методы анализа связности систем;

Методы анализа устойчивости и адаптивности систем;

Методы анализа сложности систем,

Методы принятия решений в системах в условиях неопределенности.

Методы решения многокритериальных задач оптимального управления.

Уметь:

Применять методы анализа и принятия решений в реальных ситуациях;

Решать прикладные задачи многокритериальной оптимизации и управления в конкретных условиях;

Формулировать системные задачи и находить методы их решения

Владеть:

Навыками системного мышления при решении научно-исследовательских и практических задач.

4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет __5__ зачетных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры

Аудиторные занятия (всего)
В том числе:

Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы (РГР)

Другие виды самостоятельной работы:

Домашнее задание
Подготовка к зачету и экзамену (всего) в том числе:
самостоятельное изучение теории и методов решения задач системного анализа и управления
изучение теории и методов при выполнении домашнего задания
изучение теории и методов при подготовке к защите РГР
изучение теории и методов при подготовке к практическим занятиям
изучение теории и методов при подготовке к защитам лабораторных работ
изучение теории и методов при подготовке к курсовому проектированию
работа со справочной научно-технической литературой


Общая трудоемкость час

4.2. Содержание дисциплины

4.3. Содержание разделов дисциплины

	Наименование раздела дисциплины
	Математическое описание системы и ее свойств.	Внешнее и внутреннее описание систем. Задача реализации. Описание на языке теории множеств и языке состояний. Связь «вход-выход». Системы с конечным числом состояний. Выбор удобного описания. Класс автоматов. Описание на языке энтропии и потенциальных функций. Стохастические системы. Идентификация. Роль ограничений в системе. Понятие нечеткого множества и его применение для описания систем, основные операции на нечетком множестве, функция принадлежности и ее определение. Нечеткая арифметика. Нечеткие множества высшего порядка. Глобальные свойства больших систем: размерность, сложность, связность, устойчивость, непредсказуемость поведения. Структурная устойчивость систем. Катастрофы и адаптируемость систем. Типы сложности систем и способы определения. Структурная, динамическая и вычислительная сложность. Связь между структурной и динамической сложностью. Аксиомы сложности. Классификация системных задач по вычислительной сложности. Машина Тьюринга.
	Методы анализа связности и сложности систем.	Связность структуры больших систем. Описание связности с помощью графа. Симплексы, комплексы и многомерные связи. Эксцентриситет. Понятие гомотопии. Дыры и препятствия. Цепи и границы. Расширение понятия топологической связности. Покрытия, разбиения и иерархия. Построение разрешающих форм. Алгебраическая связность. Линейные и нелинейные системы. Полугруппы и узловые соединения. Теорема декомпозиции Крона – Роудза и ее применение. Декомпозиция аналитических систем. Структурная сложность и иерархия. Схема связности. Понятие многообразия. Уровни взаимодействия. Динамическая сложность и проблема различных шкал времени. Сложность автоматов. Эволюционная сложность. Топологическая сложность. Сложность и теория информации.
	Методы анализа устойчивости и адаптивности систем.	Использование внешнего и внутреннего описания для анализа устойчивости систем. Структурная устойчивость. Связная устойчивость и адаптивность. Графы и процессы распространения возмущений в системе. Устойчивость системы «черный ящик» с обратной связью. Внутренние модели и устойчивость. Бифуркация Хопфа. Структурно-устойчивые динамические системы. Теория катастроф и ее использование при решении системных задач. Типы особенностей. Катастрофа типа сборки. Устойчивость по возмущению и по начальному значению. Адаптивность динамических процессов. Адаптивность и катастрофы. Системы Морса – Смейла и адаптивность.
	Проблемы управления и принятия решений.	Основные задачи системного анализа в управлении. Активное и пассивное управление. Эволюционные системы. Управляемые и неуправляемые системы. Область достижимости. Особенности границы достижимости. Устойчивость управления и обратная связь. Устойчивость по Ляпунову. Управление бифуркацией . Управляемая адаптивность. Понятие об управлении сингулярными распределенными системами. Проблема оптимизации в принятии решений. Проблема выбора и сложность. Одноцелевые и многоцелевые модели принятия решений. Полезность вариантов решений. Риск и его оценка. Эвристические методы поиска решения. Применение теории нечетких множеств к решению задач оптимального выбора. Функциональный подход, основанный на введении нечеткой меры расстояния. Нечеткая классификация, нечеткая логика. Задачи оптимального управления при многих критериях. Дискретные многокритериальные задачи и задачи с непрерывным временем. Марковские модели принятия решений.

4.4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин


	Структурный анализ и синтез систем
	Основы экспертизы систем на основе анализа данных

	Методы многокритериальной оптимизации
	Программное обеспечение теории моделирования и принятия решений
	Теория принятия решений
	Управление в системах диагностики
	Методы системного анализа данных
	Теория и методы учета неопределенности функционирования сложных систем
	Современные компьютерные технологии в науке
	Основы теории эффективности сложных систем
	Методы научных исследований технических и социально-экономических систем
	Научно-исследовательская работа
	Научно-исследовательская практика
	Педагогическая практика

5.3.1. Разделы дисциплины и виды занятий

6.1. Лабораторный практикум в компьютерном классе

№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудо-емкость
1.Математическое описание системы и ее свойств	Математическое моделирование систем
2. Методы анализа связности и сложности систем	Определение связности и сложности систем
3. Методы анализа устойчивости и адаптивности систем	Определение устойчивости и адаптивности линейных систем
	Исследование моделей управления с обратной связью
4. Проблемы управления и принятия решений	Принятие решений методом собственных значений в условиях неопределенности
4. Проблемы управления и принятия решений	Выбор решающего правила в нечеткой классификации

7.1. Практические занятия (семинары)

№ раздела дисциплины	Тематика практических занятий (семинаров)	Трудо-емкость
	Теоретико-множественное описание систем
	Системы с конечным числом состояний
	Нечеткие модели описания систем
	Типы сложности систем и способы их определения
	Описание связности с помощью графа
	Топологический анализ систем
	Покрытия, разбиения и иерархия
	Анализ устойчивости систем
	Анализ адаптивности систем
	Управление с обратной связью
	Выбор критериев оптимальности при принятии решений в условиях неопределенности
	Нечеткие модели принятия решений
	Нечеткая классификация
	Нечеткая логика

8. Курсовая работа не предусмотрена учебным планом

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а). Основная литература

1. Н. Техника анализа сложных систем: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.

2. Н. Основы системного анализа: Учебно-методический комплекс. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.

3. Н. Нечеткие системы. СПб.: Издательство «ЛЕМА», 2009.

4. Элементарная теория устойчивости и бифуркаций / М.: Мир, 1983.

5. Касти Дж. Большие системы. М.: Мир, 1982.

7. Макаров И. М. Теория выбора и принятия решений / И. М. Макаров, Т. М. Виноградская, А. А. Рубчинский. М.: Наука, 1983.

б). Дополнительная литература

8. Айзерман М. А. Выбор вариантов. Основы теории / М. А. Айзерман, Ф. Т. Алескеров. М.: Наука, 1990.

9. Беллман Р. Принятие решений в расплывчатых условиях / Р. Беллман, Л. Заде // Вопросы анализа и процедуры принятия решений: Сб. переводов. Под ред. И. Ф. Шахнова. М.: Мир., 1976.

10. Борисов A. M. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / A. M. Борисов, А. Б. Алексеев, Г. В. Меркурьева. М.: Радио и связь, 1989.

11. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1989.

12. Волкова В. Н. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В. Н. Волкова, В. А. Воронков, А. А. Денисов. М.: Радио и связь, 1983.

13. Гиг Дж., ван. Прикладная общая теория систем: В 2-х книгах. М.: Мир, 1981.

14. Глушков В. М. Моделирование развивающихся систем / В. М. Глушков, В. В. Иванов, В. М. Яненко. М.: Наука, 1983.

15. А. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем / Ю. А. Дубов, С. И. Травкин, В. Н. Якимец. М.: Наука, 1986.

16. Дюбуа Д . Теория возможностей / Д. Дюбуа, Д. М. Прад. Радио и связь, 1990.

17. Г. Сложные технические системы. М.: Высшая школа, 1984.

18. Калман Р. Очерки по математической теории систем / Р. Калман, П. Фалб, М. Арбиб. М.: Мир, 1971.

19. Квейд Э. Анализ сложных систем. М.: Сов. Радио, 1969.

20. Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / Р. Л. Кини, X. Райфа. М.: Радио и связь, 1981.

21. Системный анализ и целевое управление / Д. Клиланд, В. Кинг. М.: Сов. Радио, 1974.

22. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь, 1990.

23. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982.

24. И. Объективные модели и субъективные решения. М.: Наука, 1987.

25. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.

26. Мелентьев Л. А. Системные исследования в энергетике. М.: Наука, 1987.

27. Месарович М. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара. М.: Мир, 1973.

28. Месарович М. Общая теория систем: Математические основы / М. Месарович, И. Такахара. М.: Мир, 1976.

29. Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.

30. Методы принятия технических решений / Э. Мушик, П. Мюллер. М.: Мир, 1990.

31. Науман Э. Принять решение − но как? М.: Мир, 1987.

32. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления. М.: Мир, 1981.

33. Нечеткие множества и теория возможностей. Сб. переводов. Под ред. Р. Ягера. М.: Радио и связь, 1986.

34. Нечипоренко В. И. Структурный анализ систем. М.: Сов. Радио, 1977.

35. Оптнер С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М.: Сов. радио, 1969.

36. Орловский С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981.

37. Пантл А. Методы системного анализа окружающей среды. М.: Мир, 1979.

38. Перегудов Ф. И. Введение в системный анализ / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. М.: Высшая школа, 1989.

39. Подиновский В. В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач / В. В. Подиновский, В. Д. Ногин. М.: Наука, 1982.

40. Прикладные нечеткие системы. Сб. переводов. Под ред. Т. Терано. М.: Мир, 1993.

41. Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. СПб.: СЗПИ, 1996.

42. Н. Системный анализ. СПб.: СЗТУ, 2005.

43. Н. Системный анализ для инженеров. СПб.: СПб. государственный университет, 1998.

44. Романов В. Н. Интеллектуальные средства измерений / В. Н. Романов, B. C. Соболев, Э. И. Цветков. М.: РИЦ "Татьянин день", 1994.

45. Росс Введение в кибернетику. М.: ИЛ, 1959.

46. Саати Т. Аналитическое планирование. Организация систем / Т. Сааати, К. Кернс. М.: Радио и связь, 1991.

47. Н. Основания общей теории систем. М.: Наука, 1974.

48. Саркисян С. А. Анализ и прогноз развития больших технических систем / С. А. Саркисян, В. М. Ахундов, Э. С. Минаев. М.: Наука, 1983.

49. Современные методы идентификации систем. Под ред. Эйкхоффа. − М.: Мир. − 1983.

50. Н. Транспортно-производственные системы. Киев: Наукова думка, 1986.

51. Ю. Анализ данных методами многомерного шкалирования. М.: Наука, 1986.

52. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978.

53. С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. М.: Сов. Радио, 1971.

54. Форрестер Дж. Мировая динамика. М.: Мир, 1978.

55. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия. М.: Прогресс, 1971.

56. Теория гомологий / П. Хилтон, С. Уайли. М.: Мир, 1966.

57. А. Методы синтеза систем в целевых программах . М.: Наука, 1987.

58. Многокритериальная оптимизация. М.: Радио и связь, 1992.

59. Экспертные системы. Сб. переводов. Под ред. Р. Форсайта. М.: Мир, 1966.

в). Программное обеспечение

г). Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

электронная база данных учебно-методической литературы кафедры общей и технической физики (ОТФ) СПГГУ;

· электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе, на внутрисетевом сервере http://www. spmi. ru/;

научная Электронная Библиотека http://www. e-library. ru;. информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» (http://window. edu. ru/); рекомендуемые поисковые системы http://www. yandex. ru/, http://www. google. ru/, http://www. google. сom/ и др. личный сайт автора http://www. vadim-romanov. ucoz. ru

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

1. Аудитории, оснащенные компьютером и мультимедийным оборудованием для проведения лекционных и практических занятий.

2. Для проведения лабораторных занятий необходима специализированная лаборатория, оснащенная специализированными программами по системному анализу с возможностью: проводить виртуальные компьютерные исследования, работать с электронными изданиями вуза и доступа в Интернет, оборудованная необходимым количеством рабочих мест и доступностью сетей Internet не менее 12 час/нед.

3. Необходимое современное оборудование и измерительные приборы для оснащения лаборатории в соответствии с рекомендациями УМО вузов, контролирующего данное направление.

4. Электронные и технические средства Lab Works Supervisor Workplace 1.2 для выполнения работ и компьютеризации лабораторного практикума.

Последовательность изложения вопросов и их глубина может быть различной в зависимости от состава аудитории и уровня подготовки студентов. Кроме того, преподаватель имеет право выбора способа изложения того или иного вопроса наиболее адекватного составу слушателей. Лекционный курс рекомендуется излагать с использованием мультимедийных средств.

Основные приемы изучения дисциплины и используемый соответствующий методический материал рассмотрены в учебниках и учебных пособиях (приведены в списках основной и дополнительной литературы):

1 Образовательные технологии: программно – целевой метод обучения (последовательное и ясное изложение материала, разумное сочетание абстрактного и конкретного, обучение по примерам; на практических занятиях для развития самостоятельного мышления и умения рассуждать рекомендуется применение исследовательского и эвристического методов); самостоятельное чтение студентами учебной, учебно-методической и справочной литературы и последующее обсуждение в виде выступлений по освоенному ими материалу на семинарских занятиях ; использование иллюстративных анимационных и видеоматериалов (видеофильмы, фотографии, аудиозаписи, компьютерные презентации), демонстрируемых на современном оборудовании.

2 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации: конкретные формы и процедуры текущего, промежуточного и итогового контроля знаний доводятся до сведения обучающихся в течение первого месяца обучения. Для организации изучения дисциплины рекомендуются разработанные автором и утверждённые вузом фонды оценочных средств , включающие домашние задания, контрольные работы , курсовой проект, тесты и методы контроля (защита, коллоквиум, зачёт, и др.), позволяющие оценить знания, умения и уровень компетентности студентов.

Контроль приобретенных навыков практической работы в лабораториях кафедры осуществляется в два этапа: при выполнении лабораторных работ и при защите теоретической части работы, результатов моделирования и оценки их достоверности.

Ежемесячно проводится оценка текущей успеваемости в форме аттестации студента и сведения передаются в деканат.

3 Итоговый контроль осуществляется защитой контрольной работы, приемом зачета и экзамена в виде тестирования. Экзаменационные тесты, разработанные автором и утверждённые вузом, должны строго соответствовать содержанию курса читаемых разделов дисциплины в данном семестре. Студенты допускаются к сдаче экзамена при наличии положительных результатов по: контрольным работам; выполненным и защищенным заданиям на семинарских занятиях, домашних заданий и зачетов.

В семестре во время изучения дисциплины студент очной формы обучения должен выполнить 14 практических работ в соответствии с методическими указаниями к каждой работе, согласно календарному учебному плану и индивидуальному графику. Индивидуальный график работ является общим для всех студентов СПГГУ, в нем темы работ очередного занятия распределены на каждого студента согласно его порядковому номеру в журнале группы (журнал находится у старосты группы).

По выполненным работам студент составляет отчеты. Отчёт оформляется в печатном виде на листах формата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми кафедрой. Обязательная защита отчетов происходит публично на аудиторном занятии преподавателю, ведущему занятия, либо комиссии.

В соответствии с рабочей программой необходимо выполнить две контрольные работы в семестре, одна из которых домашняя, вторая – аудиторная. Контрольные работы выполняются по заданиям, аналогичным тем, что приведены в указанных выше методических пособиях, разработанных на кафедре СПГГУ и других вузов. В контрольных работах даются задачи, аналогичные типовым задачам, разобранным в учебных пособиях, приведенных в основной и дополнительной литературе.

Вся информация по организации учебного процесса продублирована на кафедральных информационных стендах.

Разработчик:

Системный анализ как методология решения проблем 1. 2. 3. 4. Сущность и назначение метода. Классификация методов Характеристика Основные этапы проведения

Место СА в научном исследовании Системность не должна казаться неким нововведением, последним достижением науки. Системность есть всеобщее свойство материи, форма ее существования, а значит, и неотъемлемое свойство человеческой практики, включая мышление. Всякая деятельность может быть менее или более системной. Появление проблемы - признак недостаточной системности; решение проблемы - результат повышения системности. Теоретическая мысль на разных уровнях абстракции отражала системность мира вообще и системность человеческого познания и практики. На философском уровне - это диалектический материализм, на общенаучном - системология и общая теория систем, теория организации; на естественно-научном - кибернетика. С развитием вычислительной техники возникли информатика и искусственный интеллект.

Место СА в научном исследовании В начале 80 -х годов стало очевидным, что все эти теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, «системное движение» . Системность становится не только теоретической категорией, но и осознанным аспектом практической деятельности. Поскольку большие и сложные системы по необходимости стали предметом изучения, управления и проектирования, потребовалось обобщение методов исследования систем и методов воздействия на них. Возникла некая прикладная наука, являющаяся «мостом» между абстрактными теориями системности и живой системной практикой. Сначала, в различных областях и под разными названиями, а в последующие годы сформировалась в науку, которая получила название «системный анализ» .

Системный подход представляет собой совокупность методов и средств, позволяющих исследовать свойства, структуру и функции объектов и процессов в целом, представив их в качестве систем со сложными межэлементными взаимосвязями, взаимовлиянием самой системы на ее структурные элементы. Системный подход заключается в рассмотрении элементов системы как взаимосвязанных и взаимодействующих для достижения глобальной цели функционирования системы.

Основные преимущества системного подхода Высвечивается то общее в различных объектах и процессах, что затеняется различными деталями и трудно обнаруживается, пока не отброшены частности. Методы принятия решений переносятся из одних функциональных областей в другие; Не допускается переоценка возможностей отдельных методов принятии решений, например, только математического моделирования в ущерб экспертным оценкам; Осуществляется синтез знаний из различных наук.

Принципы системного подхода: Единства – совместное рассмотрение системы как единого целого и как совокупность частей; Развития – учет изменяемости системы, ее способности к развитию, накапливанию информации с учетом динамики среды; Глобальной цели – ответственность за выбор глобальной цели, оптимум подсистем не является оптимумом всей системы; Функциональности – совместное рассмотрение структуры системы и функций; Сочетания децентрализации и централизации; Иерархии – учет соподчинения и ранжирования частей;

Сущность и назначение Курс системного анализа - типично меж- и наддисциплинарный курс, обобщающий методологию исследования сложных технических, природных и социальных систем. В результате проявления интегративной тенденции появилась новая область научной деятельности: системные исследования, которые направлены на решение комплексных крупномасштабных проблем большой сложности.

Сущность и назначение Системный анализ разрабатывает системную методологию решения сложных прикладных проблем, опираясь на принципы системного подхода и общей теории систем, развивая и методологически обобщая концептуальный (идейный) и математический аппарат кибернетики, исследования операций и системотехники. Системный анализ представляет собой новое научное направление интеграционного типа, которое разрабатывает системную методологию принятия решений и занимает важное место в структуре современных исследований.

Классификация проблем по степени их структуризации Согласно классификации, предложенной Саймоном и Ньюэллом, все множество проблем в зависимости от глубины их познания подразделяется на 3 класса: 1. хорошо структурированные или количественно выраженные проблемы, которые поддаются математической формализации и решаются с использованием формальных методов; 2. неструктурированные или качественно выраженные проблемы, которые описываются лишь на содержательном уровне и решаются с использованием неформальных процедур; 3. слабоструктурированные (смешанные проблемы), которые содержат количественные и качественные проблемы, причем качественные, малоизвестные и неопределенные стороны проблем имеют тенденцию доминирования.

Принципы решения неструктурированных проблем Для решения проблем первого класса широко используются математические методы исследования операций. Для решения проблем второго класса целесообразно использовать методы экспертных оценок. Методы экспертных оценок применяются в тех случаях, когда математическая формализация проблем либо невозможна в силу их новизны и сложности, либо требует больших затрат времени и средств. Для решения проблем третьего класса целесообразно использовать методы сист. анализа

Основные этапы и методы СА Системный анализ представляет собой многошаговый итеративный процесс, причем исходным моментом этого процесса является формулировка проблемы в некоторой первоначальной форме. При формулировке проблемы необходимо учитывать два противоречивых требования: 1. проблема должна формулироваться достаточно широко, чтобы ничего существенного не упустить; 2. проблема должна формироваться т. о. , чтобы она была обозримой и могла быть структурирована. В ходе системного анализа степень структуризации проблемы повышается, т. е. проблема формулируется все более четко и исчерпывающе.

Определения 1. Система – это обособленная часть, фрагмент мира, обладающий эмерджентностью и относительной самодостаточностью. 2. Система –это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих целостность или органическое единство. 3. Система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определенную целостность, единство. С учетом общепринятых утверждений о том, что система – всегда целое, а целое указывает на связанность частей, при системном рассмотрении объекта прежде всего определяют его состав и внутренние связи. Как показывают многовековые наблюдения в системном объекте наряду с элементами имеют место более крупные составляющие – подсистемы.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ СИСТЕМА ЦЕЛОСТНОСТЬ СЛОЖНОСТЬ ОРГАНИЗОВАННОСТЬ Внутреннее единство объекта, система выступает и воспринимается относительно окружающей среды как нечто целое. Максимальная сосредоточенность на действии, которое в данный момент производится. Любые воздействия на систему в общем случае однозначно не определяют те процессы, которые происходят внутри системы. Преобразования, которые система претерпевает, вызываются взаимодействием внешних и внутренних факторов.

Определения Организованность, взаимосвязанность и целостность рассматривают в качестве основных свойств систем многочисленные определения, встречающиеся в современной науке. Понятие системы - это способ найти простое в сложном в целях упрощения анализа. Системные свойства Эмерджентность – свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы. Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.

Системные свойства Организованность – сложное свойство систем, заключающиеся в наличии структуры и функционирования (поведения). Функциональность – это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Структурность – это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Свойство роста (развития). Фундаментальным свойством систем является устойчивость. Надежность – свойство сохранения структуры систем. Адаптируемость – свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды.

Определения Подсистема – относительно самостоятельная составляющая изучаемой системы, которая, в свою очередь, рассматривается как система. Элемент (от лат. elementum – первоначальное вещество) – составляющая изучаемой системы, рассматриваемая как неделимая вследствие несущественного влияния ее внутренних взаимосвязей и взаимодействий на свойства системы. Для подсистемы и элемента используют общий термин «компонент» . Окружающая среда (далее среда) – это совокупность объектов, не вошедших в исследуемую систему, но оказывающих на нее влияние и/или подверженных влиянию со стороны системы.

Определения Качество – свойство объекта, означающее его пригодность для использования по тому или другому назначению. Отношения здесь рассматриваются в общепринятом смысле, а связь как n- арное отношение (n ≥ 2, где n – объекты, на которых оно определено), характеризующееся наличием физического обменного канала между n объектами. Связи классифицируют по физической природе, мощности, направленности, наличию элементов-посредников.

Классификация связей По ф и з и ч е с к о й п р и р о д е различают вещественные, энергетические, информационные, а также другие, в том числе смешанные связи. По м о щ н о с т и связей различают сильную и слабую связанность. Под мощностью связей обычно понимается их число. По н а п р а в л е н н о с т и различают направленные и ненаправленные (нейтральные) связи, а среди направленных – прямые, направленные от входа к выходу системы (и от начальной к конечным вершинам базовой структуры системы), и обратные, имеющие противоположное направление.

Определения Целостность системного объекта имеет два смысловых аспекта: -обособленность от окружающей среды; -определенность строения. Единство системного объекта имеет следующие смысловые аспекты: системы и окружающей среды; компонентов системы, ее взаимоисключающих сторон.

Определения Для распознавания систем используются системные признаки, а для описания – характеристики систем. Признак – свойство (или совокупность свойств), по которому осуществляют классификацию или идентификацию объектов либо определяют их состояние. В качестве признаков системного объекта будем использовать: членимость, связанность; целостность, единство; эмерджентность. Характеристика – существенное отличительное свойство объекта.

Эмерджентность означает несводимость свойств/закономерностей системы к свойствам/закономерностям ее компонентов и невыводимость системных свойств/ закономерностей из свойств/ закономерностей компонентов. Данный признак отличает системные объекты от несистемных, таких как стакан воды или мешок картофеля, между частями которых нет устойчивых и сильных (структурных) связей (не обладают эмерджентными свойствами).

Характеристики системы Основными характеристиками системы являются: состав компонентов; структуры и организация; свойства; состояние и поведение. Изучение, создание и изменение, а также управление любой системой (даже природной) различными лицами осуществляются по-разному в силу сложности систем, непредсказуемости их поведения и многих других факторов.

Системный анализ 1. системные исследования 2. системный подход 3. конкретные системные концепции 4. общая теория систем (метатеория) 5. диалектический материализм (философские проблемы системных исследований) 6. научные системные теории и модели (учение о биосфере земли; теория вероятностей; кибернетика и др.) 7. технические системные теории и разработки - исследование операций; системотехника, системный анализ и др. 8. частные теории системы.

Область применения СА Проблемы, решаемые с помощью системного анализа, имеют ряд характерных особенностей: принимаемое решение относится к будущему (завод, которого пока нет) имеется широкий диапазон альтернатив решения зависят от текущей неполноты технологических достижений принимаемые решения требуют больших вложений ресурсов и содержат элементы риска не полностью определены требования, относящиеся к стоимости и времени решения проблемы проблема внутренне сложна вследствие того, что для ее решения необходимо комбинирование различных ресурсов.

Основные положения концепции системного анализа 1. Процесс решения проблемы должен начинаться с выявления и обоснования конечной цели, которой хотят достичь в той или иной области и уже на этом основании определяются промежуточные цели и задачи. 2. К любой проблеме необходимо подходить, как к сложной системе, выявляя при этом все возможные подпроблемы и взаимосвязи, а также последствия тех или иных решений 3. В процессе решения проблемы осуществляется формирование множества альтернатив достижения цели; оценка этих альтернатив с помощью соответствующих критериев и выбор предпочтительной альтернативы. 4. Организационная структура механизма решения проблемы должна подчиняться цели или ряду целей, а не наоборот.

Основные этапы и методы СА СА предусматривает разработку системного метода решения проблемы, т. е. логически и процедурно организованную последовательность операций, направленных на выбор предпочтительной альтернативы решения. СА реализуется практически в несколько этапов, однако в отношении их числа и содержания пока еще нет единства, т. к. существует большое разнообразие прикладных проблем.

Основные этапы системного анализа По Ф. Хансману ФРГ, 1978 год По Д. Джеферсу США, 1981 год По В. В. Дружинину СССР, 1988 год 1. Общая ориентация в проблеме (эскизная постановка проблемы) 1. Выделение проблемы 2. Выбор соответствующих 1. Выбор проблемы критериев 2. Описание 3. Формирование альтернативных решений 2. Постановка задачи и ограничение степени ее сложности 3. Установление критериев 4. Выделение существенных факторов внешней среды 3. Установление иерархии, 4. Идеализация целей и задач (предельное упрощение, попытка построения модели)

Основные этапы системного анализа По Ф. Хансману ФРГ, 1978 год По Д. Джеферсу США, 1981 год По В. В. Дружинину СССР, 1988 год 5. Построение модели и ее проверка 5. Моделирование 5. Декомпозиция (разбивка и нахождение решений по частям) 6. Оценка и прогноз параметров модели 6. Оценка возможных стратегий 6. Композиция («склеивание» частей вместе) 7. Получение информации 7. Внедрение результатов 7. Принятие наилучшего на основе модели решения 8. Подготовка к выбору решения 9. Реализация и контроль

В научный инструментарий СА входят следующие методы: метод сценариев (попытка дать описание системы) метод дерева целей (т. е. декомпозиция до задач, которые можно решить) метод морфологического анализа (для изобретений) методы экспертных оценок вероятностно-статистические методы (теория МО, игр и т. д.) кибернетические методы (объект в виде черного ящика) методы ИО (скалярная opt) методы векторной оптимизации методы имитационного моделирования (например, GPSS) сетевые методы матричные методы методы экономического анализа и др.

Место СА в научном исследовании В процессе СА на разных его уровнях применяются различные методы, в которых эвристика сочетается с формализацией. СА выполняет роль методологического каркаса, объединяющего все необходимые методы, исследовательские приемы, мероприятия и ресурсы для решения проблем. Современный системный анализ является прикладной наукой, нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения.

Место СА в научном исследовании Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований - математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.

Очевидные признаки системности структурированность системы; взаимосвязанность составляющих ее частей; подчиненность организации всей системы определенной цели. Системность практической деятельности Всякое наше осознанное действие преследует вполне определенную цель; во всяком действии легко увидеть его составные части, которые выполняются в определенной последовательности. Системность познавательной деятельности Одна из особенностей познания - наличие аналитического и синтетического образов мышления. Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонент. Но чтобы познать целое, сложное, необходим и обратный процесс - синтез. Это относится не только к индивидуальному мышлению, но и к общечеловеческому знанию. Скажем так, расчлененность мышления на анализ и синтез и взаимосвязанность этих частей являются важнейшим признаком системности познания. Системность нашего мышления вытекает из системности мира. Современные научные данные и современные системные представления позволяют говорить о мире как о бесконечной иерархической системе систем, находящихся в развитии и на разных стадиях развития, на разных уровнях системной иерархии.

Области применения системного анализа На общегосударст венном уровне при разработке Комплексные программы нучно технического прогресса Основные направления экономического и социального развития Целевые комплексные программы Совершенствован ие структур экономики На уровне отрасли при разработке Прогнозы развития отрасли Отраслевые основные направления развития Отраслевые краткосрочные планы Отраслевые комплексные программы Совершенствов ание структуры отрасли и системы управления Отраслевые программы информатизации На уровне регионов при разработке Комплексные программы развития региона Основные направления развития региона Планы регионов на краткосрочную перспективу Межотраслевые региональные комплексные программы Структуры управления в регионе Региональные программы информатизации На уровне предприятий при разработке Концепции развития предприятия Основные направления деятельности предприятий Годовые производственные планы При организации оперативного управления производством Производственная и организационная структуры предприятия Информационные системы управления производством

Задание 1. Провести классификацию системы с учетом основных классификационных признаков. Объект - КГТУ Признак классификации По степени организованности По взаимодействию с внешней средой По структуре По характеру связи между элементами По характеру функций По характеру развития По степени организованности По сложности поведения По назначению Класс объекта по признаку Хорошо организованная Обоснование Действует по установленным законам

Системный анализ с практической точки зрения представляет собой универсальную методику решения сложных проблем произвольной природы. Ключевым понятием в данном случае является понятие «проблемы», которое можно определить как «субъективное отрицательное отношение субъекта к реальности». Соответственно этап выявления и диагностики проблемы в сложных системах является наиболее важными, т. к. определяет цели и задачи проведения системного анализа, а также методы и алгоритмы, которые будут применяться в дальнейшем при поддержке принятия решений. В тоже время этот этап является наиболее сложным и наименее формализованным.

Анализ русскоязычных трудов по системному анализу позволяет выделить два наиболее крупных направления в данной области, которые можно условно назвать рациональный и объективно-субъективный подходы.

Первое направление (рациональный подход) рассматривает системный анализ как набор методов, и в том числе методов, основанных на использовании ЭВМ, ориентированных на исследование сложных систем. При таком подходе наибольшее внимание уделяется формальным методам построения моделей систем и математическим методам исследования системы. Понятия «субъект» и «проблема» как таковые не рассматриваются, а вот понятие «типовых» систем и проблем как раз встречается часто (система управления - проблема управления, финансовая система - финансовые проблемы и др.).

При таком подходе «проблема» определяется как несоответствие действительного желаемому, т. е. несоответствие между реально наблюдаемой системой и «идеальной» моделью системы. Важно отметить, что в данном случае система определяется исключительно как та часть объективной реальности, которую необходимо сравнить с эталонной моделью.

Если опираться на понятие «проблемы», то можно сделать заключение, что при рациональном подходе проблема возникает только у системного аналитика, который имеет некую формальную модель некоторой системы, находит данную систему и обнаруживает несоответствие модели и реальной системы, что и вызывает его «отрицательное отношение к реальности». Волкова, В.Н. Системный анализ и его применение в АСУ / В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - Л.: ЛПИ, 2008. - 83 с.

Очевидно, что существуют системы, организация и поведение которых строго регламентирована и признана всеми субъектами - это, например, юридические законы. Несоответствие модели (закона) и действительности в данном случае является проблемой (правонарушением), которую нужно решить. Однако для большинства искусственных систем строгих регламентов не существует, а субъекты имеют свои личные цели по отношению к подобным системам, редко совпадающие с целями других субъектов. Более того, конкретный субъект имеет свое собственное представление о том, частью какой системы он является, с какими системами он взаимодействует. Понятия, которыми оперирует субъект, могут кардинально отличаться от «рациональных» общепринятых. Например, субъект может вообще не выделять из окружающей среды систему управления, а использовать некую только ему понятную и удобную модель взаимодействия с миром. Получается, что навязывание общепринятых (даже если и рациональных) моделей может привести к возникновению «отрицательного отношения» у субъекта, а значит к появлению новых проблем, что в корне противоречит самой сути системного анализа, который предполагает улучшающее воздействие - когда хотя бы одному участнику проблемы станет лучше и никому не станет хуже.

Очень часто постановку задачи системного анализа в рациональном подходе выражают в терминах задачи оптимизации, т. е. идеализируют проблемную ситуацию до уровня, позволяющего использовать математические модели и количественные критерии для определения наилучшего варианта разрешения проблемы.

Как известно для системной проблемы не существует какой-либо модели, исчерпывающе устанавливающей причинно-следственные связи между ее компонентами, потому оптимизационный подход кажется не вполне конструктивным: «…теория системного анализа исходит из отсутствия оптимального, абсолютно лучшего варианта разрешения проблем любой природы… предлагается итеративный поиск реально достижимого (компромиссного) варианта разрешения проблемы, когда желаемым можно поступиться в угоду возможному, а границы возможного могут быть существенно расширены за счет стремления достичь желаемого. Тем самым предполагается использование ситуативных критериев предпочтительности, т. е. критериев, которые не являются исходными установками, а вырабатываются в ходе проведения исследования…».

Другое направление системного анализа - объективно-субъективный подход, основанное на работах Акоффа, ставит понятие субъекта и проблемы во главу системного анализа. По сути, в данном подходе мы включаем субъекта в определение существующей и идеальной системы, т.е. с одной стороны системный анализ исходит из интересов людей - вносит субъективную составляющую проблемы, с другой стороны исследует объективно наблюдаемые факты и закономерности.

Вернемся к определению «проблемы». Из него, в частности, следует, что когда мы наблюдаем нерациональное (в общепринятом смысле) поведение субъекта, и субъект не имеет отрицательного отношения к происходящему, то нет и проблемы, которую нужно было бы решать. Данный факт хотя и не противоречит понятию «проблемы», но в определенных ситуациях исключать возможность существования объективной составляющей проблемы нельзя.

Системный анализ имеет в своем арсенале следующие возможности решить проблему субъекта:

* вмешаться в объективную реальность и, устранив объективную часть проблемы, изменить субъективное отрицательное отношение субъекта,

* изменить субъективное отношение субъекта, не вмешиваясь в реальность,

* одновременно вмешаться в объективную реальность и изменить субъективное отношение субъекта.

Очевидно, что второй способ не решает проблему, а всего лишь устраняет ее влияние на субъект, а значит объективная составляющая проблемы остается. Справедлива и обратная ситуация, когда объективная составляющая проблемы уже проявилась, но субъективное отношение еще не сформировано, либо по ряду причин оно пока не стало отрицательным.

Вот несколько причин, почему у субъекта может отсутствовать «отрицательное отношение к реальности»: Директор, С. Введение в теорию систем / С. Директор, Д. Рорар. - М.: Мир, 2009. - 286 с.

* имеет не полную информацию о системе или использует ее не полностью;

* меняет оценку взаимоотношений с окружающей средой на психическом уровне;

* прерывает взаимоотношение с окружающей средой, которая вызывала «отрицательное отношение»;

* не верит информации о существовании проблем и их сущности, т.к. полагает, что сообщающие ее люди очерняют его деятельность или преследуют свои корыстные интересы, а может быть и потому, что просто лично не любит этих людей.

Следует помнить о том, что при отсутствии отрицательного отношения субъекта объективная составляющая проблемы остается и в той или иной степени продолжает влиять на субъект, либо проблема может существенно обостриться в будущем.

Поскольку выявление проблемы требует анализа субъективного отношения, то этот этап относится к неформализуемым этапам системного анализа.

Каких-либо эффективных алгоритмов или приемов на настоящий момент не предложено, чаще всего авторы работ по системному анализу полагаются на опыт и интуицию аналитика и предлагают ему полную свободу действий.

Системный аналитик должен обладать достаточным набором инструментов для описания и анализа той части объективной реальности, с которой взаимодействует или может взаимодействовать субъект. Инструменты могут включать методы экспериментального исследования систем и их моделирования. С повсеместным внедрением современных информационных технологий в организациях (коммерческих, научных, медицинских и др.) почти каждый аспект их деятельности регистрируется и сохраняется в базах данных, которые уже сегодня имеют очень большие объемы. Информация в подобных базах данных содержит детальное описание, как самих систем, так и истории их (систем) развития и жизни. Можно сказать, что сегодня при анализе большинства искусственных систем аналитик вероятнее столкнется с недостатком эффективных методов исследования систем, нежели с недостатком информации о системе.

Однако субъективное отношение должен сформулировать именно субъект, а он может не обладать специальными знаниями и потому не способен адекватно интерпретировать результаты исследования, проведенного аналитиком. Поэтому знания о системе и прогнозные модели, которые в итоге получит аналитик, должны быть представлены в явном, доступном к интерпретации виде (возможно на естественном языке). Такое представление можно назвать знаниями об исследуемой системе.

К сожалению эффективных методов получения знаний о системе на текущий момент не предложено. Наибольший интерес представляют модели и алгоритмы Data Mining (интеллектуальные анализ данных), которые в частных приложениях используются для извлечения знаний из «сырых» данных. Стоит отметить, что Data Mining является эволюцией теории управления баз данными и оперативного анализа данных (OLAP), основанной на использовании идеи многомерного концептуального представления.

Но в последние годы в связи с нарастающей проблемой «перегрузки информацией», все больше исследователей используют и совершенствуют методы Data Mining для решения задач извлечения знаний.

Широкое применение методов извлечения знаний весьма затруднено, что с одной стороны связано с недостаточной эффективностью большинства известных подходов, которые базируется на достаточно формальных математических и статистических методах, а с другой - с трудностью использования эффективных методов интеллектуальных технологий, которые не имеют достаточного формального описания и требуют привлечения дорогих специалистов. Последнее можно преодолеть, используя перспективный подход к построению эффективной системы анализа данных и извлечения знаний о системе, основанный на автоматизированном генерировании и настройке интеллектуальных информационных технологий. Такой подход позволит, во-первых, за счет применения передовых интеллектуальных технологий существенно повысить эффективность решения задачи извлечения знаний, которые будут предъявляться субъекту на этапе выявления проблемы при системном анализе. Во-вторых, исключить потребность в специалисте по настройке и использования интеллектуальных технологий, т. к. последние будут генерироваться, и настраиваться в автоматическом режиме. Берталанфи Л. Фон. История и статус общей теории систем / Берталанфи Л. Фон // Системные исследования: ежегодник. - М.: Наука, 2010. - C. 20 - 37.

Исследование проблемы

Что же такое «проблема» и как необходимо ее решать?

Человек в процессе своей практической деятельности постоянно взаимодействует с внешней средой. Это взаимодействие носит пассивный и активный характер и выражается:

· В познании среды;

· В адаптации к среде;

· В воздействии на среду;

· В управлении средой.

Состояние системы и окружающей ее среды на какой-то момент или отрезок времени называется ситуацией . В качестве модели ситуации можно рассматривать определенное сочетание свойств системы и среды, которые можно охарактеризовать совокупностью контролируемых переменных (показателей).

В том случае, когда значения этих показателей (выраженных в некоторых шкалах, желательно в сильных) находятся в допустимых по какому-то критерию пределах, ситуация оценивается как благоприятная. В противном случае можно говорить о неблагоприятной ситуации. Такая ситуация часто называется проблемной.

Проблемная ситуация – это такое состояние системы и среды, при котором неудовлетворенность существующим положением осознана определенным лицом, но не ясно, что следует предпринять для ее изменения. Такая ситуация порождает проблему.

Неудовлетворенность ситуацией носит двойственный характер. С одной стороны, это отрицательное отношение к тому, что имеет место, и, по мнению конкретного лица(группы лиц или организации), не имеет право на дальнейшее существование. Так возникают проблемы борьбы с загрязнением окружающей среды, эпидемиями или таким негативным социальным явлением как безработица. Проблемы подобного типа иногда называют негативными .

Проблемы другого типа возникают, когда неудовлетворенность ситуацией основывается на стремлении человека получить нечто желаемое, то, что еще не существует, но, по его мнению, должно быть. Эти проблемы можно назвать позитивными . К таким проблемам относятся проблемы экономического и политического развития государства, развития науки и техники, совершенствования системы здравоохранения, изменения социального статуса научного работника и т.п. Эти проблемы возникают, когда стремятся изменить существующую реальность под некоторую прагматическую (нормативную) модель, которая адекватно отражает желаемую ситуацию.

Системный подход к понятию «проблема» отражен в приведенных ниже формулировках, отличающихся различным уровнем формализации и дающих возможность взглянуть на проблему с разных точек зрения.

1. Проблема (гр. Problema – задача) – это сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения и решения.

2. Проблема – это осознание субъектом невозможности разрешить трудности и противоречия, возникающие в данной ситуации, средствами наличного знания и опыта. Проблема осознается как такая противоречивая ситуация, в которой имеют место противоположные позиции при объяснении одних и тех же объектов, явлений и процессов или отношений между ними.

3. Проблема – это неблагополучное положение в какой-либо области человеческой деятельности, т.е. расхождение между требуемым(ожидаемым, желаемым) и фактическим состоянием системы или результатами ее функционирования.

4. Проблема – это осознание одним человеком или группой людей неудовлетворенностей в отношениях к состоянию некоторой системы и окружающей ее среды. Эти неудовлетворенности могут проявляться в трех основных формах:

· Неудовлетворенности от воздействия внешней среды на систему (неудовлетворенности по входу системы);

· Неудовлетворенности от воздействия системы на внешнюю среду (неудовлетворенности по выходу системы);

· Неудовлетворенности внутренним состоянием системы (неудовлетворенности по элементному составу, структуре, функциям, процессам и т.д.).

Этап осознания проблемы как некоторой иерархии неудовлетворенностей должен

заканчиваться формулировкой проблемы, т.е. вербальной моделью проблемы.

При формулировке проблемы полезно предварительно получить ответы на следующие системные вопросы.

1. Кто (конкретное лицо, организация или другой системный объект) неудовлетворен существующей ситуацией?

2. Что именно не удовлетворяет, и каковы иерархическая структура и ранжированная значимость этих неудовлетворенностей?

3. В какой среде осознается эта неудовлетворенность? Что представляет собой эта среда (какой ее состав и структура, какие процессы в ней протекают и какие релевантные факторы определяют ситуационное состояние среды)?

4. Как констатируемые неудовлетворенности соотносятся с общепринятой в данной культурной среде системой ценностей и с системой ценностей лица, формулирующего проблему?

5. Каковы пространственные и временные границы распространения этих неудовлетворенностей?

6. Выявлены ли эти неудовлетворенности в результате системного анализа или являются быстрой реакцией на какую-то ситуацию, т.е. каково соотношение объективного и субъективного при формулировке неудовлетворенностей?

7. Каковы возможные последствия сложившейся ситуации, если не принимать меры по ее нормализации?

На пути построения модели проблемы как объекта системного анализа существует много серьезных сложностей, некоторые из которых будут рассмотрены ниже.

Как уже отмечалось, проблема зарождается в недрах некоторой системы, которую в системном анализе называют проблемосодержащей системой (ПС - системой), в отличие от системы, которая эту проблему будет решать и которую называют проблеморазрешающей системой (ПР - системой).

В соответствии с системной методологией любая проблемосодержащая система является подсистемой системы более высокого иерархического уровня, называемой метасистемой, которая включает множество различных связанных между собой системных объектов.

Естественно, что все эти системы в той или иной мере взаимодействуют с рассматриваемой ПС - системой и число этих взаимодействий велико и разнообразно.

Системный аналитик подходит к исследованию проблемы с несколькими допущениями.

1. Проблемы взаимосвязаны и к их решению следует подходить холистически (гр – холизм. – философия целостности).

2. Проблемы не существуют сами по себе, а являются отражением суждения субъекта анализа о его взаимодействии с окружающей средой. Другими словами, проблемы, по существу, носят субъективный характер, т.к. они зависят от субъективных интерпретаций тех, кто их определяет.

3. Проблемы динамичны, во-первых, потому, что может быть столько формулировок проблем, сколько независимых субъектов занимаются ее анализом, а во-вторых, воздействует фактор времени и изменяется сама среда, в которой проблема зародилась, т.е. изменяется проблемосодержащая система.

Таким образом, основное предположение системного аналитика состоит в том, что проблема концептуально плохо структурирована. И это тем более верно, чем более тщательно и разносторонне изучается проблемная ситуация.

Очень хорошо эту мысль выразил писатель-фантаст П. Андерсон, сказав, что «проблема, сколь бы сложной она ни была, станет еще сложнее, если на нее правильно посмотреть ».

Различают структурную и неструктурную сложности.

Структурная сложность определяется большим числом элементов системы и связей между ними (например, структура такой системы как атомная электростанция, ракетный комплекс, спутниковая навигационная система и т.п.).

Неструктурная сложность определяется качеством отношения между объектом и субъектом исследования (например, оценка состояния экономического и социально-психологического состояния общества, экологическая обстановка в регионе и т.п.).

Основное различие этих сложностей в том, что в первом случае приходится иметь дело хотя и с большим числом свойств и параметров, но которые выражаются в сильных квалиметрических шкалах (их можно измерить количественно), а во втором случае – эти свойства слабоструктурированы и либо вообще пока не измеримы, либо измеримы в слабых шкалах (шкалы наименований или порядка).

Различают также объективную и субъективную сложности системных объектов.

Объективная сложность связана с сущностными свойствами анализируемого системного объекта, а субъективная сложность определяется особенностями субъекта анализа проблемы.

Формулировка проблемы должна в доступной форме попытаться ответить на следующий комплексный вопрос:

Какие факторы, под воздействием каких сил и обстоятельств, управляемые какими людьми или организациям, преследующими какие цели, приводят к ситуации, которую определенные субъекты деятельности воспринимают (классифицируют) как неудовлетворенность определенной степени, т.е. как проблему.

Полученная таким образом новая версия вербальной модели проблемы в обязательном порядке согласовывается с заказчиком или лицом, принимающим решение (ЛПР) по ликвидации или локализации проблемы.

1 | | | | | | |

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
РАЗВИТИЕ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗАЦИИ
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
МЕТОД

Системный анализ представляет собой комплекс исследований, направленных на выявление общих тенденций и факторов развития организации и развития деятельности по улучшению системы управления и всей производственной и хозяйственной деятельности организации. Системный анализ позволяет выявить целесообразность создания или совершенствования организации. В данной статье отражена конечная практическая цель системного анализа - разработка и внедрение выбранной эталонной модели системы управления.

Профессиональная мотивация как фактор повышения эффективности системы управления персоналом
Подходы к оптимальному выбору пути профессионального развития

Термин «система», определяемый в философском плане как целое, состоящее из частей, которое используется для формирования оценок для принятия решений в условиях определенности, а также в условиях неопределенности. Понятие «системный анализ» (в ряде случаев - «анализ систем») в настоящее время широко используется в теории и практике научных исследований. Это совокупность методов и средств, используемых при исследовании и конструировании сложных и сверхсложных объектов, прежде всего методов выработки, принятия и обоснования решений при проектировании, создании и управлении социальными, экономическими, человеко-машинными и техническими системами.

Системный анализ как дисциплина сложился в результате потребности изучать и проектировать большие (крупномасштабные) и трудные системы, управлять ими в критериях неполноты информации, нехватки ресурсов и недостатка времени. В системном анализе рассматриваются не всевозможные, а как раз большие и трудные системы. Общепризнанной границы, делящей большие и трудные системы, нет. Отмечается, что термин «большая система» характеризует многокомпонентные системы, включающие важное количество составляющих с однотипными многоуровневыми связями. Большие системы - это пространственно-распределённые системы высочайшей степени трудности, в которых подсистемы (их составные части) еще относятся к категориям трудных. Дополнительными признаками, характеризующими большую систему, являются:

большие размеры;
сложная иерархическая структура;
циркуляция в системе больших информационных, энергетических и материальных потоков;
высокий уровень неопределённости в описании системы.

В собственную очередность, слово «сложная система» определяет структурно и функционально трудные многокомпонентные концепции с огромным количеством взаимозависимых и взаимодействующих составляющих разного вида и с множественными и неоднородными взаимосвязями среди них. Непростые концепции различаются многомерностью, разнородностью текстуры, разнообразием природы компонентов и взаимосвязей, организационной разносопротивляемостью и разночувствительностью к влияниям, асимметричностью возможных возможностей реализации многофункциональных и дисфункциональных перемен. При этом каждый из компонентов такой системы способен быть в виде системы (подсистемы). К сложной можно отнести систему, обладающую по крайней мере одним из следующих признаков:

система в целом обладает свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих её элементов;
систему можно разделить на подсистемы и изучать каждую из них отдельно;
система функционирует в условиях существенной неопределённости и воздействия среды на неё, что обусловливает случайный характер изменения её показателей;
система осуществляет целенаправленный выбор своего поведения.

Вопрос управления трудными концепциями и является главное содержание задач системного анализа. С целью этого для того чтобы успешно справиться с данной задачей, следует исследовать предмет управления - в таком случае имеется сама концепция, а кроме того определить цель управления - узнать нужное положение концепции, в таком случае имеется положение, к который она обязана стремиться. Способы и операции целого рассмотрения ориентированы в выявление целей, вынесение других альтернатив решения проблем, выявление масштабов неопределённости согласно любому с вариантов и сравнение вариантов согласно этим либо другим аспектам эффективности, а кроме того связанных организационных задач.

Основной проблемой системного анализа считается решение проблемных ситуации, появившихся перед объектом проводимого системного изучения. Системный анализ занимается исследованием проблематичной ситуации, выяснением ее факторов, выработкой вариантов ее устранения, принятием решения и системой последующего функционирования концепции, позволяющего проблематичную обстановку. Первоначальным этапом каждого целого изучения считается исследование предмета проводимого системного анализа с дальнейшей его формализацией. На данном этапе образуются проблемы, в корне отличающие методологию системных изучений с методологии прочих дисциплин, а непосредственно, в системном анализе принимается решение двуединая цель. С одной стороны, следует формализовать объект системного изучения, с другой стороны, формализации подлежит процедура исследования системы, процесс постановки и решения проблемы.

Следующей важной задачей системного анализа является проблема принятия решения. Применительно к задачам исследования, проектирования и управления сложными системами, включающими в себя большое количество элементов и подсистем, проблема принятия решения связана с выбором определённой альтернативы развития системы в условиях различного рода неопределённости. Неопределённость может быть обусловлена наличием множества факторов, не поддающихся точной оценке - воздействием на систему неизвестных факторов, многокритериальностью задач оптимизации, недостаточной определённостью целей развития систем, неоднозначностью сценариев развития системы, недостаточностью априорной информации о системе, воздействием случайных факторов в ходе динамического развития системы и прочими условиями.

Иной значимой проблемой системного анализа считается изучение, исследование и создание целей (формулирование, структуризация либо декомпозиция целевых строений, программ и планов, а кроме того взаимосвязей среди ними). Данное часто оказалось наиболее сложной проблемой, нежели дальнейший подбор наилучшего постановления. В данном значении системный анализ в некоторых случаях устанавливают равно как методологию изучения направленных систем. Построение цели при постановлении вопросов целого рассмотрения считается одной с основных процедур, вследствие того то что задача считается предметом, характеризующим постановку задачи системных исследований.

Важное место в системном анализе занимают и задачи организации, в том числе проблемы управления в иерархических системах, выбор оптимальной структуры, оптимальных режимов функционирования, оптимальной организации взаимодействия между подсистемами и элементами и другие организационные задачи. Выявление и решение подобных проблем может быть успешно решено при совместной работе системных аналитиков и специалистов в соответствующей отрасли исследования.

В системном анализе используется нынешний математический аппарат и вычислительные системы, но с целью отображения сложных систем, в этом количестве прогнозирования их поведения, как оказалось невозможным ссылаться только лишь в строгие точные способы. По этой причине в целом рассмотрении обширно применяются неофициальные операции, при этом одной с центральных методологических трудностей целого рассмотрения, образующейся при исследовании сложных систем, считается соединение формальных и неформальных способов рассмотрения и синтеза. Главным инструментом, обеспечивающим данное объединение, считаются имитационные модели, созданные присутствие помощи методов компьютерного прогнозирования.

Современный системный анализ:

устанавливает причинно-следственные связи, которые повлияли на возникновение проблемы;
анализирует варианты разрешения системных проблем с учетом ограничений, рисков, неопределенных условий среды;
организует междисциплинарные научные и прикладные исследования;
дает обоснованные рекомендации по оптимальному выбору или рациональной линии поведения в сложных управленческих ситуациях;
использует методы моделирования для изучения проблем.

Системный анализ применяется, главным образом, к исследованию искусственных систем (социальных, экономических, организационных, технических, человеко-машинных и тому подобных), причём в таких системах важная роль принадлежит деятельности человека. Наиболее широкое распространение системный анализ получил в теории и практике управления - при выработке, принятии и обосновании решений, связанных с проектированием, созданием и управлением сложными, многоуровневыми и многокомпонентными искусственными системами.

Методы системного анализа направлены на формулирование проблемы, выявление целей, выдвижение альтернативных вариантов решения проблем, выявление масштабов неопределённости по каждому из вариантов и сопоставление вариантов по тем или иным критериям эффективности, а также принятия решений и связанных организационных задач. В общем случае при рассмотрении существующей системы и процесса её функционирования выявляется проблемная ситуация как несоответствие существующего положения дел требуемому. Для разрешения проблемной ситуации проводится системное исследование при помощи методов декомпозиции , анализа и синтеза системы. Моделирование системы, то есть реализация системы в виде модели, позволяет провести оценку степени снятия проблемной ситуации. Общий подход к разрешению проблемных ситуаций, применяемый в рамках системного анализа, представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Системный подход к решению проблемы

И так, системный анализ используют для выяснения причин существующих сложностей, постановки целей, выработки методов и вариантов устранения проблем. Он выступает в роли организатора и координатора. Опирается на междисциплинарный подход, с помощью которого эффективно объединяет и концентрирует усилия группы специалистов на решении конкретной проблемы. Системное объединение достижений различных областей знаний, позволяет решать такие проблемы, которые не могут быть разрешены в рамках отдельных дисциплин и частных подходов.

Список литературы

Демидова, Л. А. Принятие решений в условиях неопределенности / Л. А. Демидова, В. В. Кираковский, А. Н. Пылькин. - 2-е изд., перераб. - М. : Горячая линия-Телеком, 2015. - 283 с. : ил.
Митрофанова Я. С. Управление информационной системой предприятия на основе модели ITIL/ITSM // Вестник Поволжского государственного университета сервиса. Серия Экономика. №3(17). - Тольятти: Изд-во ПВГУС, 2011. - С. 134-138.
Митрофанова Я.С. Моделирование системы управления информатизацией учебного процесса в вузе // Материалы II Международной научно-практической конференции «Информационные технологии в гуманитарном образовании». – Пятигорск, 2009. – С. 315-321.
Митрофанова Я.С. Управление информационными рисками предприятия // Вестник Поволжского государственного университета сервиса. Серия: Экономика. - 2013. - № 4 (30). – С.132-135. – Тольятти: ПВГУС.
Обзор методов принятия решений при разработке сложных технических систем / С. С. Семенов [и др.] // Надежность. - 2014. - № 3. - С. 72-84.

Открытие бизнеса