Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таврический Федеральный Университет им. В.И. Вернадского

Факультет математики и информатики

Реферат на тему:

«Системный анализ»

Выполнил студент 3 курса, 302группы

Таганов Александр

Научный руководитель

Стонякин Фёдор Сергеевич

План

1. Определение системного анализа

1.1 Построение модели

1.2 Постановка задачи исследования

1.3 Решение поставленной математической задачи

1.4 Характеристика задач системного анализа

2.

3. Процедуры системного анализа

4.

4.1 Формирование проблемы

4.2 Определение целей

5. Генерирование альтернатив

6.

Вывод

Список литературы

1. Определения системного анализа

Системный анализ как дисциплина сформировался в результате возникновения необходимости исследовать и проектировать сложные системы, управлять ими в условиях неполноты информации, ограниченности ресурсов и дефицита времени. Системный анализ является дальнейшим развитием целого ряда дисциплин, таких как исследование операций, теория оптимального управления, теория принятия решений, экспертный анализ, теория организации эксплуатации систем и т.д. Для успешного решения поставленных задач системный анализ использует всю совокупность формальных и неформальных процедур. Перечисленные теоретические дисциплины являются базой и методологической основой системного анализа. Таким образом, системный анализ - междисциплинарный курс, обобщающий методологию исследования сложных технических, природных и социальных систем. Широкое распространение идей и методов системного анализа, а главное - успешное их применение на практике стало возможным только с внедрением и повсеместным использованием ЭВМ. Именно применение ЭВМ как инструмента решения сложных задач позволило перейти от построения теоретических моделей систем к широкому их практическому применению. В связи с этим Н.Н. Моисеев пишет, что системный анализ - это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т.д. Центральной проблемой системного анализа является проблема принятия решения. Применительно к задачам исследования, проектирования и управления сложными системами проблема принятия решения связана с выбором определённой альтернативы в условиях различного рода неопределённости. Неопределённость обусловлена многокритериальностью задач оптимизации, неопределённостью целей развития систем, неоднозначностью сценариев развития системы, недостаточностью априорной информации о системе, воздействием случайных факторов в ходе динамического развития системы и прочими условиями. Учитывая данные обстоятельства, системный анализ можно определить как дисциплину, занимающуюся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы.

Системный анализ является дисциплиной синтетической. В нём можно выделить три главных направления. Эти три направления соответствуют трём этапам, которые всегда присутствуют в исследовании сложных систем:

1)построение модели исследуемого объекта;

2)постановка задачи исследования;

3)решение поставленной математической задачи. Рассмотрим данные этапы.

системный математический генерирование

1.1 Построение модели

Построение модели (формализация изучаемой системы, процесса или явления) есть описание процесса на языке математики. При построении модели осуществляется математическое описание явлений и процессов, происходящих в системе. Поскольку знание всегда относительно, описание на любом языке отражает лишь некоторые стороны происходящих процессов и никогда не является абсолютно полным. С другой стороны, следует отметить, что при построении модели необходимо уделять основное внимание тем сторонам изучаемого процесса, которые интересуют исследователя. Глубоко ошибочным является желание при построении модели системы отразить все стороны существования системы. При проведении системного анализа, как правило, интересуются динамическим поведением системы, причём при описании динамики с точки зрения проводимого исследования есть первостепенные параметры и взаимодействия, а есть несущественные в данном исследовании параметры. Таким образом, качество модели определяется соответствием выполненного описания тем требованиям, которые предъявляются к исследованию, соответствием получаемых с помощью модели результатов ходу наблюдаемого процесса или явления. Построение математической модели есть основа всего системного анализа, центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит результат всего системного анализа.

1.2 Постановка задачи исследования

На данном этапе формулируется цель анализа. Цель исследования предполагается внешним фактором по отношению к системе. Таким образом, цель становится самостоятельным объектом исследования. Цель должна быть формализована. Задача системного анализа состоит в проведении необходимого анализа неопределённостей, ограничений и формулировании, в конечном счёте, некоторой оптимизационной задачи.

Здесь х - элемент некоторого нормированного пространства G , определяемого природой модели, , где Е - множество, которое может иметь сколь угодно сложную природу, определяемую структурой модели и особенностями исследуемой системы. Таким образом, задача системного анализа на этом этапе трактуется как некоторая оптимизационная проблема. Анализируя требования к системе, т.е. цели, которые предполагает достигнуть исследователь, и те неопределённости, которые при этом неизбежно присутствуют, исследователь должен сформулировать цель анализа на языке математики. Язык оптимизации оказывается здесь естественным и удобным, но вовсе не единственно возможным.

1.3 Решение поставленной математической задачи

Только этот третий этап анализа можно отнести собственно к этапу, использующему в полной степени математические методы. Хотя без знания математики и возможностей её аппарата успешное выполнение двух первых этапов невозможно, так как и при построении модели системы, и при формулировании цели и задач анализа широкое применение должны находить методы формализации. Однако отметим, что именно на завершающем этапе системного анализа могут потребоваться тонкие математические методы. Но следует иметь в виду, что задачи системного анализа могут иметь ряд особенностей, которые приводят к необходимости применения наряду с формальными процедурами эвристических подходов. Причины, по которым обращаются к эвристическим методам, в первую очередь связаны с недостатком априорной информации о процессах, происходящих в анализируемой системе. Также к таковым причинам можно отнести большую размерность вектора х и сложность структуры множества G . В данном случае трудности, возникающие в результате необходимости применения неформальных процедур анализа, зачастую являются определяющими. Успешное решение задач системного анализа требует использования на каждом этапе исследования неформальных рассуждений. Ввиду этого проверка качества решения, его соответствие исходной цели исследования превращается в важнейшую теоретическую проблему.

1.4 Характеристика задач системного анализа

Системный анализ в настоящее время вынесен на самое остриё научных исследований. Он призван дать научный аппарат для анализа и изучения сложных систем. Лидирующая роль системного анализа обусловлена тем, что развитие науки привело к постановке тех задач, которые призван решать системный анализ. Особенность текущего этапа состоит в том, что системный анализ, ещё не успев сформироваться в полноценную научную дисциплину, вынужден существовать и развиваться в условиях, когда общество начинает ощущать потребность в применении ещё недостаточно разработанных и апробированных методов и результатов и не в состоянии отложить решение связанных с ними задач на завтра. В этом источник, как силы, так и слабости системного анализа: силы - потому, что он постоянно ощущает воздействие потребности практики, вынужден непрерывно расширять круг объектов исследования и не имеет возможности абстрагироваться от реальных потребностей общества; слабости - потому, что нередко применение «сырых», недостаточно проработанных методов системных исследований ведёт к принятию скороспелых решений, пренебрежению реальными трудностями.

Рассмотрим основные задачи, на решение которых направлены усилия специалистов и которые нуждаются в дальней- шей разработке. Во-первых, следует отметить задачи исследования системы взаимодействий анализируемых объектов с окружающей средой. Решение данной задачи предполагает:

· проведение границы между исследуемой системой и окружающей средой, предопределяющей предельную глубину влияния рассматриваемых взаимодействий, которыми ограничивается рассмотрение;

· определение реальных ресурсов такого взаимодействия;

рассмотрение взаимодействий исследуемой системы с системой более высокого уровня.

Задачи следующего типа связаны с конструированием альтернатив этого взаимодействия, альтернатив развития системы во времени и в пространстве.

Важное направление развития методов системного анализа связано с попытками создания новых возможностей конструирования оригинальных альтернатив решения, неожиданных стратегий, непривычных представлений и скрытых структур. Другими словами, речь здесь идёт о разработке методов и средств усиления индуктивных возможностей человеческого мышления в отличие от его дедуктивных возможностей, на усиление которых, по сути дела, направлена разработка формальных логических средств. Исследования в этом направлении начаты лишь совсем недавно, и единый концептуальный аппарат в них пока отсутствует. Тем не менее, и здесь можно выделить несколько важных направлений - таких, как разработка формального аппарата индуктивной логики, методов морфологического анализа и других структурно-синтаксических методов конструирования новых альтернатив, методов синтактики и организации группового взаимодействия при решении творческих задач, а также изучение основных парадигм поискового мышления.

Задачи третьего типа заключаются в конструировании множества имитационных моделей, описывающих влияние того или иного взаимодействия на поведение объекта исследования. Отметим, что в системных исследованиях не преследуется цель создания некой супермодели. Речь идёт о разработке частных моделей, каждая из которых решает свои специфические вопросы.

Даже после того как подобные имитационные модели созданы и исследованы, вопрос о сведении различных аспектов поведения системы в некую единую схему остается открытым. Однако решить его можно и нужно не посредством построения супермодели, а анализируя реакции на наблюдаемое поведение других взаимодействующих объектов, т.е. путём исследования поведения объектов - аналогов и перенесения результатов этих исследований на объект системного анализа. Такое исследование даёт основание для содержательного понимания ситуаций взаимодействия и структуры взаимосвязей, определяющих место исследуемой системы в структуре суперсистемы, компонентом которой она является.

Задачи четвёртого типа связаны с конструированием моделей принятия решений. Всякое системное исследование связано с исследованием различных альтернатив развития системы. Задача системных аналитиков - выбрать и обосновать наилучшую альтернативу развития. На этапе выработки и принятия решений необходимо учитывать взаимодействие системы с её подсистемами, сочетать цели системы с целями подсистем, выделять глобальные и второстепенные цели.

Наиболее развитая и в то же время наиболее специфическая область научного творчества связана с развитием теории принятия решений и формированием целевых структур, программ и планов. Здесь не ощущается недостатка и в работах, и в активно работающих исследователях. Однако и в данном случае слишком многие результаты находятся на уровне неподтверждённого изобретательства и разночтений в понимании, как существа стоящих задач, так и средств их решения. Исследования в этой области включают:

a) построение теории оценки эффективности принятых решений или сформированных планов и программ; б)решение проблемы многокритериальности в оценках альтернатив решения или планирования;

b) исследования проблемы неопределённости, особенно связанной не с факторами статистического характера, а с неопределённостью экспертных суждений и преднамеренно создаваемой неопределённостью, связанной с упрощением представлений о поведении системы;

c) разработка проблемы агрегирования индивидуальных предпочтений на решениях, затрагивающих интересы нескольких сторон, которые влияют на поведение системы;

d) изучение специфических особенностей социально-экономических критериев эффективности;

e) создание методов проверки логической согласованности целевых структур и планов и установления необходимого баланса между предопределённостью программы действий и её подготовленностью к перестройке при поступлении новой информации, как о внешних событиях, так и изменении представлений о выполнении этой программы.

Для последнего направления требуется новое осознание реальных функций целевых структур, планов, программ и определение тех, которые они должны выполнять, а также связей между ними.

Рассмотренные задачи системного анализа не охватывают полного перечня задач. Здесь перечислены те, которые представляют наибольшую сложность при их решении. Следует отметить, что все задачи системных исследований тесно взаимосвязаны друг с другом, не могут быть изолированы и решаться отдельно как по времени, так и по составу исполнителей. Более того, чтобы решать все эти задачи, исследователь должен обладать широким кругозором и владеть богатым арсеналом методов и средств научного исследования.

2. Особенности задач системного анализа

Конечной целью системного анализа является разрешение проблемной ситуации, возникшей перед объектом проводимого системного исследования (обычно это конкретная организация, коллектив, предприятие, отдельный регион, социальная структура и т.п.). Системный анализ занимается изучением проблемной ситуации, выяснением её причин, выработкой вариантов её устранения, принятием решения и организацией дальнейшего функционирования системы, разрешающего проблемную ситуацию. Начальным этапом любого системного исследования является изучение объекта проводимого системного анализа с последующей его формализацией. На этом этапе возникают задачи, в корне отличающие методологию системных исследований от методологии других дисциплин, а именно, в системном анализе решается двуединая задача. С одной стороны, необходимо формализовать объект системного исследования, с другой стороны, формализации подлежит процесс исследования системы, процесс постановки и решения проблемы. Приведём пример из теории проектирования систем. Современная теория автоматизированного проектирования сложных систем может рассматриваться как одна из частей системных исследований. Согласно ей проблема проектирования сложных систем имеет два аспекта. Во-первых, требуется осуществить формализованное описание объекта проектирования. Причём на этом этапе решаются задачи формализованного описания как статической составляющей системы (в основном формализации подлежит её структурная организация), так и её поведение во времени (динамические аспекты, которые отражают её функционирование). Во-вторых, требуется формализовать процесс проектирования. Составными частями процесса проектирования являются методы формирования различных проектных решений, методы их инженерного анализа и методы принятия решений по выбору наилучших вариантов реализации системы.

Важное место в процедурах системного анализа занимает проблема принятия решения. В качестве особенности задач, встающих перед системными аналитиками, необходимо отметить требование оптимальности принимаемых решений. В настоящее время приходится решать задачи оптимального управления сложными системами, оптимального проектирования систем, включающих в себя большое количество элементов и подсистем. Развитие техники достигло такого уровня, при котором создание просто работоспособной конструкции само по себе уже не всегда удовлетворяет ведущие отрасли промышленности. Необходимо в ходе проектирования обеспечить наилучшие показатели по ряду характеристик новых изделий, например, добиться максимального быстродействия, минимальных габаритов, стоимости и т.п. при сохранении всех остальных требований в заданных пределах. Таким образом, практика предъявляет требования разработки не просто работоспособного изделия, объекта, системы, а создания оптимального проекта. Аналогичные рассуждения справедливы и для других видов деятельности. При организации функционирования предприятия формулируются требования по максимизации эффективности его деятельности, надёжности работы оборудования, оптимизации стратегий обслуживания систем, распределения ресурсов и т.п.

В различных областях практической деятельности (технике, экономике, социальных науках, психологии) возникают ситуации, когда требуется принимать решения, для которых не удаётся полностью учесть предопределяющие их условия. Принятие решения в таком случае будет происходить в условиях неопределённости, которая имеет различную природу. Один из простейших видов неопределённости - неопределённость исходной информации, проявляющаяся в различных аспектах. В первую очередь, отметим такой аспект, как воздействие на систему неизвестных факторов.

Неопределённость, обусловленная неизвестными факторами, также бывает разных видов. Наиболее простой вид такого рода неопределённости - стохастическая неопределённость . Она имеет место в тех случаях, когда неизвестные факторы представляют собой случайные величины или случайные функции, статистические характеристики которых могут быть определены на основании анализа прошлого опыта функционирования объекта системных исследований.

Следующий вид неопределённости - неопределённость целей . Формулирование цели при решении задач системного анализа является одной из ключевых процедур, потому что цель является объектом, определяющим постановку задачи системных исследований. Неопределённость цели является следствием из многокритериальности задач системного анализа. Назначение цели, выбор критерия, формализация цели почти всегда представляют собой трудную проблему. Задачи со многими критериями характерны для крупных технических, хозяйственных, экономических проектов.

И, наконец, следует отметить такой вид неопределённости, как неопределённость, связанная с последующим влиянием результатов принятого решения на проблемную ситуацию. Дело в том, что решение, принимаемое в настоящий момент и реализуемое в некоторой системе, призвано повлиять на функционирование системы. Собственно для того оно и принимается, так как по идее системных аналитиков данное решение должно разрешить проблемную ситуацию. Однако поскольку решение принимается для сложной системы, то развитие системы во времени может иметь множество стратегий. И конечно же, на этапе формирования решения и принятия управляющего воздействия аналитики могут не представлять себе полной картины развития ситуации. При принятии решения существуют различные рекомендации прогнозирования развития системы во времени. Один из таких подходов рекомендует прогнозировать некоторую «среднюю» динамику развития системы и принимать решения исходя из такой стратегии. Другой подход рекомендует при принятии решения исходить из возможности реализации самой неблагоприятной ситуации.

В качестве следующей особенности системного анализа отметим роль моделей как средства изучения систем, являющихся объектом системных исследований. Любые методы системного анализа опираются на математическое описание тех или иных фактов, явлений, процессов. Употребляя слово «модель», всегда имеют в виду некоторое описание, отражающее именно те особенности изучаемого процесса, которые и интересуют исследователя. Точность, качество описания определяются, прежде всего, соответствием модели тем требованиям, которые предъявляются к исследованию, соответствием полу- чаемых с помощью модели результатов наблюдаемому ходу процесса. Если при разработке модели используется язык математики, говорят о математических моделях. Построение математической модели является основой всего системного анализа. Это центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит успешность всего последующего анализа. Однако в системном анализе наряду с формализованными процедурами большое место занимают неформальные, эвристические методы исследования. Этому есть ряд причин. Первая состоит в следующем. При построении моделей систем может иметь место отсутствие или недостаток исходной информации для определения параметров модели.

В этом случае проводится экспертный опрос специалистов с целью устранения неопределённости или, по крайней мере, её уменьшения, т.е. опыт и знания специалистов могут быть использованы для назначения исходных параметров модели.

Ещё одна причина применения эвристических методов состоит в следующем. Попытки формализовать процессы, протекающие в исследуемых системах, всегда связаны с формулированием определённых ограничений и упрощений. Здесь важно не перейти ту грань, за которой дальнейшее упрощение приведёт к потере сути описываемых явлений. Иными слова-

ми, желание приспособить хорошо изученный математический аппарат для описания исследуемых явлений может исказить их суть и привести к неверным решениям. В этой ситуации требуется использовать научную интуицию исследователя, его опыт и умение сформулировать идею решения задачи, т.е. применяется подсознательное, внутреннее обоснование алгоритмов построения модели и методов их исследования, не поддающееся формальному анализу. Эвристические методы поиска решений формируются человеком или группой исследователей в процессе их творческой деятельности. Эвристика - это совокупность знаний, опыта, интеллекта, используемых для получения решений с помощью неформальных правил. Эвристические методы оказываются полезными и даже незаменимыми при исследованиях, имеющих нечисловую природу или отличающихся сложностью, неопределённостью, изменчивостью.

Наверняка при рассмотрении конкретных задач системного анализа можно будет выделить ещё какие-то их особенности, но, по мнению автора, отмеченные здесь особенности являются общими для всех задач системных исследований.

3. Процедуры системного анализа

В предыдущем разделе были сформулированы три этапа проведения системного анализа. Эти этапы являются основой решения любой задачи проведения системных исследований. Суть их состоит в том, что необходимо построить модель исследуемой системы, т.е. дать формализованное описание изучаемого объекта, сформулировать критерий решения задачи системного анализа, т.е. поставить задачу исследования и далее решить поставленную задачу. Указанные три этапа проведения системного анализа являются укрупнённой схемой решения задачи. В действительности задачи системного анализа являются достаточно сложными, поэтому перечисление этапов не может быть самоцелью. Отметим также, что методика проведения системного анализа и руководящие принципы не являются универсальными - каждое исследование имеет свои особенности и требует от исполнителей интуиции, инициативы и воображения, чтобы правильно определить цели проекта и добиться успеха в их достижении. Неоднократно имели место попытки создать достаточно общий, универсальный алгоритм системного анализа. Тщательное рассмотрение имеющихся в литературе алгоритмов показывает, что у них большая степень общности в целом и различия в частностях, деталях. Постараемся изложить основные процедуры алгоритма проведения системного анализа, которые являются обобщением последовательности этапов проведения такого анализа, сформулированных рядом авторов, и отражают его общие закономерности.

Перечислим основные процедуры системного анализа:

· изучение структуры системы, анализ её компонентов, выявление взаимосвязей между отдельными элементами;

· сбор данных о функционировании системы, исследование информационных потоков, наблюдения и эксперименты над анализируемой системой;

· построение моделей;

· проверка адекватности моделей, анализ неопределённости и чувствительности;

· исследование ресурсных возможностей;

· определение целей системного анализа;

· формирование критериев;

· генерирование альтернатив;

· реализация выбора и принятие решений;

· внедрение результатов анализа.

4. Определение целей системного анализа

4.1 Ф ормулирование проблемы

Для традиционных наук начальный этап работы заключается в постановке формальной задачи, которую надо решать. В исследовании сложной системы это промежуточный результат, которому предшествует длительная работа по структурированию исходной проблемы. Начальный пункт определения целей в системном анализе связан с формулированием проблемы. Здесь следует отметить следующую особенность задач системного анализа. Необходимость системного анализа возникает тогда, когда заказчик уже сформулировал свою проблему, т.е. проблема не только существует, но и требует решения. Однако системный аналитик должен отдавать себе отчёт в том, что сформулированная заказчиком проблема представляет собой приблизительный рабочий вариант. Причины, по которым исходную формулировку проблемы необходимо считать в качестве первого приближения, состоят в следующем. Система, для которой формулируется цель проведения системного анализа, не является изолированной. Она связана с другими системами, входит как часть в состав некоторой надсистемы, например, автоматизированная система управления отделом или цехом на предприятии является структурной единицей АСУ всего предприятия. Поэтому, формулируя проблему для рассматриваемой системы, необходимо учитывать, как решение данной проблемы отразится на системах, с которыми связана данная система. Неизбежно планируемые изменения затронут и подсистемы, входящие в состав данной системы, и надсистему, содержащую данную систему. Таким образом, к любой реальной проблеме следует относиться не как к отдельно взятой, а как к объекту из числа взаимосвязанных проблем.

При формулировании системы проблем системный аналитик должен следовать некоторым рекомендациям. Во-первых, за основу должно браться мнение заказчика. Как правило, в качестве такового выступает руководитель организации, для ко- торой проводится системный анализ. Именно он, как было отмечено выше, генерирует исходную формулировку проблемы. Далее системный аналитик, ознакомившись со сформулированной проблемой, должен уяснить задачи, которые были поставлены перед руководителем, ограничения и обстоятельства, влияющие на поведение руководителя, противоречивые цели, между которыми он старается найти компромисс. Системный аналитик должен изучить организацию, для которой проводится системный анализ. Необходимо тщательно ознакомиться с существующей иерархией управления, функциями различных групп, а также предыдущими исследованиями соответствующих вопросов, если таковые проводились. Аналитик должен воздерживаться от высказывания своего предвзятого мнения о проблеме и от попыток втиснуть её в рамки своих прежних представлений ради того, чтобы использовать желательный для себя подход к её решению. Наконец, аналитик не должен оставлять непроверенными утверждения и замечания руководителя. Как уже отмечалось, проблему, сформулированную руководителем, необходимо, во-первых, расширять до комплекса проблем, согласованных с над- и подсистемами, и, во вторых, согласовывать её со всеми заинтересованными лицами.

Следует также отметить, что каждая из заинтересованных сторон имеет своё видение проблемы, отношение к ней. Поэтому при формулировании комплекса проблем необходимо учитывать, какие изменения и почему хочет внести та или другая сторона. Кроме того, проблему необходимо рассматривать всесторонне, в том числе и во временном, историческом плане. Требуется предвидеть, как сформулированные проблемы могут измениться с течением времени или в связи с тем, что исследование заинтересует руководителей другого уровня. Формулируя комплекс проблем, системный аналитик должен знать развёрнутую картину того, кто заинтересован в том или ином решении.

4.2 Определение целей

После того как сформулирована проблема, которую требуется преодолеть в ходе выполнения системного анализа, переходят к определению цели. Определить цель системного анализа - это означает ответить на вопрос, что надо сделать для снятия проблемы. Сформулировать цель - значит указать направление, в котором следует двигаться, чтобы разрешить существующую проблему, показать пути, которые уводят от существующей проблемной ситуации.

Формулируя цель, требуется всегда отдавать отчёт в том, что она играет активную роль в управлении. В определении цели было отражено, что цель - это желаемый результат развития системы. Таким образом, сформулированная цель системного анализа будет определять весь дальнейший комплекс работ. Следовательно, цели должны быть реалистичны. Задание реалистичных целей направит всю деятельность по выполнению системного анализа на получение определённого полезного результата. Важно также отметить, что представление о цели зависит от стадии познания объекта, и по мере развития представлений о нём цель может быть переформулирована. Изменение целей во времени может происходить не только по форме, в силу всё лучшего понимания сути явлений, происходящих в исследуемой системе, но и по содержанию, вследствие изменения объективных условий и субъективных установок, влияющих на выбор целей. Сроки изменения представлений о целях, старения целей различны и зависят от уровня иерархии рассмотрения объекта. Цели более высоких уровней долговечнее. Динамичность целей должна учитываться в системном анализе.

При формулировании цели нужно учитывать, что на цель оказывают влияние как внешние по отношению к системе факторы, так и внутренние. При этом внутренние факторы являются такими же объективно влияющими на процесс формирования цели факторами, как и внешние.

Далее следует отметить, что даже на самом верхнем уровне иерархии системы имеет место множественность целей. Анализируя проблему, необходимо учитывать цели всех заинтересованных сторон. Среди множества целей желательно попытаться найти или сформировать глобальную цель. Если этого сделать не удаётся, следует проранжировать цели в порядке их предпочтения для снятия проблемы в анализируемой системе.

Исследование целей заинтересованных в проблеме лиц должно предусматривать возможность их уточнения, расширения или даже замены. Это обстоятельство является основной причиной итеративности системного анализа.

На выбор целей субъекта решающее влияние оказывает та система ценностей, которой он придерживается, поэтому при формировании целей необходимым этапом работ является выявление системы ценностей, которой придерживается лицо, принимающее решение. Так, например, различают технократическую и гуманистическую системы ценностей. Согласно первой системе, природа провозглашается как источник неисчерпаемых ресурсов, человек-царь природы. Всем известен тезис: «Мы не можем ждать милостей от природы. Взять их у неё наша задача». Гуманистическая система ценностей говорит о том, что природные ресурсы ограничены, что человек должен жить в гармонии с природой и т.д. Практика развития человеческого общества показывает, что следование технократической системе ценностей приводит к пагубным последствиям. С другой стороны, полный отказ от технократических ценностей тоже не имеет оправдания. Необходимо не противопоставлять эти системы, а разумно дополнять их и формулировать цели развития системы с учётом обеих систем ценностей.

5. Генерирование альтернатив

Следующим этапом системного анализа является создание множества возможных способов достижения сформулированной цели. Иными словами, на данном этапе необходимо сгенерировать множество альтернатив, из которых затем будет осуществляться выбор наилучшего пути развития системы. Данный этап системного анализа является очень важным и трудным. Важность его заключается в том, что конечная цель системного анализа состоит в выборе наилучшей альтернативы на заданном множестве и в обосновании этого выбора. Если в сформированное множество альтернатив не попала наилучшая, то никакие самые совершенные методы анализа не помогут её вычислить. Трудность этапа обусловлена необходимостью генерации достаточно полного множества альтернатив, включающего в себя, на первый взгляд, даже самые нереализуемые.

Генерирование альтернатив, т.е. идей о возможных способах достижения цели, является настоящим творческим процессом. Существует ряд рекомендаций о возможных подходах к выполнению рассматриваемой процедуры. Необходимо сгенерировать как можно большее число альтернатив. Имеются следующие способы генерации:

a) поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе;

b) привлечение нескольких экспертов, имеющих разную подготовку и опыт;

c) увеличение числа альтернатив за счёт их комбинации, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее;

d) модификация имеющейся альтернативы, т.е. формирование альтернатив, лишь частично отличающихся от известной;

e) включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и «нулевой» альтернативы (не делать ничего, т.е. рассмотреть последствия развития событий без вмешательства системотехников);

f) интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы; ж) включение в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся надуманными;

g) генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные, экстренные).

При выполнении работы по генерированию альтернатив важно создать благоприятные условия для сотрудников, выполняющих данный вид деятельности. Большое значение имеют психологические факторы, влияющие на интенсивность творческой деятельности, поэтому необходимо стремиться к созданию благоприятного климата на рабочем месте сотрудников.

Существует ещё одна опасность, возникающая при выполнении работ по формированию множества альтернатив, о которой необходимо сказать. Если специально стремиться к тому, чтобы на начальной стадии было получено как можно больше альтернатив, т.е. стараться сделать множество альтернатив как можно более полным, то для некоторых проблем их количество может достичь многих десятков. Для подробного изучения каждой из них потребуются неприемлемо большие затраты времени и средств. Поэтому в данном случае необходимо провести предварительный анализ альтернатив и постараться сузить множество на ранних этапах анализа. На этом этапе анализа применяют качественные методы сравнения альтернатив, не прибегая к более точным количественным методам. Тем самым осуществляется грубое отсеивание.

Приведем теперь методы, используемые в системном анализе, для проведения работы по формированию множества альтернатив.

6. Внедрение результатов анализа

Системный анализ является прикладной наукой, его конечная цель - изменение существующей ситуации в соответствии с поставленными целями. Окончательное суждение о правильности и полезности системного анализа можно сделать лишь на основании результатов его практического применения.

Конечный результат будет зависеть не только от того, насколько совершенны и теоретически обоснованы методы, применяемые при проведении анализа, но и от того, насколько грамотно и качественно реализованы полученные рекомендации.

В настоящее время вопросам внедрения результатов системного анализа в практику уделяется повышенное внимание. В этом направлении можно отметить работы Р. Акоффа. Следует заметить, что практика системных исследований и практика внедрения их результатов существенно различаются для систем разных типов. Согласно классификации системы делятся на три типа: естественные, искусственные и социотехнические. В системах первого типа связи образованы и действуют природным образом. Примерами таких систем могут служить экологические, физические, химические, биологические и т.п. системы. В системах второго типа связи образованы в результате человеческой деятельности. Примерами могут служить всевозможные технические системы. В системах третьего типа, помимо природных связей, важную роль играют межличностные связи. Такие связи обусловлены не природными свойствами объектов, а культурными традициями, воспитанием участвующих в системе субъектов, их характером и прочими особенностями.

Системный анализ применяется для исследования систем всех трёх типов. В каждой из них есть свои особенности, требующие учёта при организации работ по внедрению результатов. Наиболее велика доля слабоструктурированных проблем в системах третьего типа. Следовательно, наиболее сложна практика внедрения результатов системных исследований в этих системах.

При внедрении результатов системного анализа необходимо иметь в виду следующее обстоятельство. Работа осуществляется на клиента (заказчика), обладающего властью, достаточной для изменения системы теми способами, которые будут определены в результате системного анализа. В работе должны непосредственно участвовать все заинтересованные стороны. Заинтересованные стороны - это те, кто отвечает за решение проблемы, и те, кого эта проблема непосредственно касается. В результате внедрения системных исследований необходимо обеспечить улучшение работы организации заказчика с точки зрения хотя бы одной из заинтересованных сторон; при этом не допускаются ухудшения этой работы с точки зрения всех остальных участников проблемной ситуации.

Говоря о внедрении результатов системного анализа, важно отметить, что в реальной жизни ситуация, когда сначала проводят исследования, а затем их результаты внедряют в практику, встречается крайне редко, лишь в тех случаях, когда речь идёт о простых системах. При исследовании социотехнических систем они изменяются с течением времени как сами по себе, так и под влиянием исследований. В процессе проведения системного анализа изменяются состояние проблемной ситуации, цели системы, персональный и количественный состав участников, соотношения между заинтересованными сторонами. Кроме того, следует заметить, что реализация принятых решений влияет на все факторы функционирования системы. Этапы исследования и внедрения в такого типа системах фактически сливаются, т.е. идёт итеративный процесс. Проводимые исследования оказывают влияние на жизнедеятельность системы, и это видоизменяет проблемную ситуацию, ставит новую задачу исследований. Новая проблемная ситуация стимулирует дальнейшее проведение системного анализа и т.д. Таким образом, проблема постепенно решается в ходе активного исследования.

В ывод

Важной особенностью системного анализа является исследование процессов целеобразования и разработка средств работы с целями (методик, структуризации целей). Иногда даже системный анализ определяют как методологию исследования целенаправленных систем.

Список литературы

Моисеев, Н.Н. Математические задачи системного анализа / Н.Н. Моисеев. - М. : Наука, 1981.

Оптнер, С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем / С. Оптнер. - М. : Советское радио,

Основы системного подхода и их приложение к разработке территориальных АСУ / под ред. Ф.И. Перегудова. - Томск:Изд-во ТГУ, 1976. - 440 с.

Основы общей теории систем: учеб. пособие. - СПб. : ВАС, 1992. - Ч. 1.

Перегудов, Ф.И. Введение в системный анализ: учеб. пособие / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. - М. : Высшая школа, 1989. - 367 с.

Рыбников, К.А. История математики: учебник / К.А. Рыбников. - М. : Изд-во МГУ, 1994. - 496 с.

Стройк, Д.Я. Краткий очерк истории математики / Д.Я. Стройк. - М. : Наука, 1990. - 253 с.

Степанов, Ю.С. Семиотика / Ю.С. Степанов. - М. : Наука, 1971. - 145 с.

Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В.Н. Волкова, В.А. Воронков, А.А. Денисов и др. -М. : Радио и связь, 1983. - 248 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Теоретические положения симплекс-метода и постоптимального анализа. Построение математической модели задачи. Нахождение ценностей ресурсов. Определение относительных и абсолютных диапазонов изменения уровней запасов дефицитных и недефицитных ресурсов.

курсовая работа , добавлен 19.11.2010


Создание математической модели движения шарика, подброшенного вертикально вверх, от начала падения до удара о землю. Компьютерная реализация математической модели в среде электронных таблиц. Определение влияния изменения скорости на дальность падения.

контрольная работа , добавлен 09.03.2016


Составление математической модели задачи. Приведение ее к стандартной транспортной задаче с балансом запасов и потребностей. Построение начального опорного плана задачи методом минимального элемента, решение методом потенциалов. Анализ результатов.

задача , добавлен 16.02.2016


Описание системы трехмерного визуализатора процесса дефрагментации с точки зрения системного анализа. Исследование преобразований состояний кубика Рубика с помощью математической теории групп. Анализ алгоритмов Тистлетуэйта и Коцембы решения головоломки.

курсовая работа , добавлен 26.11.2015


Графическое решение задачи линейного программирования. Общая постановка и решение двойственной задачи (как вспомогательной) М-методом, правила ее формирования из условий прямой задачи. Прямая задача в стандартной форме. Построение симплекс таблицы.

задача , добавлен 21.08.2010


Методы исследования операций для количественного анализа сложных целенаправленных процессов. Решение задач методом полного перебора и оптимальной вставки (определение всевозможных расписаний, их очередности, выбор оптимального). Генератор исходных данных.

курсовая работа , добавлен 01.05.2011


Решение первой задачи, уравнения Пуассона, функция Грина. Краевые задачи для уравнения Лапласа. Постановка краевых задач. Функции Грина для задачи Дирихле: трехмерный и двумерный случай. Решение задачи Неймана с помощью функции Грина, реализация на ЭВМ.

курсовая работа , добавлен 25.11.2011


Расчет эффективности ведения многоотраслевого хозяйства, отображение связей между отраслями в таблицах балансового анализа. Построение линейной математической модели экономического процесса, приводящей к понятию собственного вектора и значения матрицы.

реферат , добавлен 17.01.2011


Решение систем уравнений по правилу Крамера, матричным способом, с использованием метода Гаусса. Графическое решение задачи линейного программирования. Составление математической модели закрытой транспортной задачи, решение задачи средствами Excel.

контрольная работа , добавлен 27.08.2009


Анализ исследований в области лечения диабета. Использование классификаторов машинного обучения для анализа данных, определение зависимостей и корреляции между переменными, значимых параметров, а также подготовка данных для анализа. Разработка модели.

Виртуальная выставка

Системный анализ в экономике

Библиотечно-информационный комплекс Финуниверситета приглашает на виртуальную выставку "Системный анализ в экономике", на которой представлены издания о закономерностях существования и развития общества, о применении системного подхода при решении социально-экономических и управленческих задач.

Со второй половины XX в. появились десятки, а может быть, и сотни тысяч публикаций, посвященных изучению различных систем в живой и неживой природе, а также в обществе. Это сопровождалось многочисленными попытками классифицировать как сами системы, так и направленные на их изучение исследовательские работы.

Широкое распространение в отечественной и зарубежной литературе получили понятия «система», «структура», «системный анализ», «системно-структурные исследования», «системный подход». В строгих научных, научно-популярных трудах и учебниках этим понятиям давались различные определения, они уточнялись, ограничивалась или расширялась область их применения. Однако до сих пор не существует общепринятых определений этих понятий и ясных границ их применимости.

По мере усложнения научных исследований и практической (предпринимательской, социальной и политической) деятельности стало совершенно очевидно, что имеются существенные различия между научными исследованиями различных систем в природе и обществе, с одной стороны, и аналитическими исследованиями, ориентированными на изучение системных явлений и процессов в социальной сфере, сфере бизнеса и в политической деятельности, - с другой.

Научные исследования в конечном счете ориентированы на познание истины, то есть открытие достоверных, подтвержденных экспериментом и наблюдением законов природы и общества, новых фактов, методологии и методов их изучения, тогда как аналитические исследования в социальной, деловой и политической сфере направлены на удовлетворение запросов заказчиков, то есть руководителей различных общественных, предпринимательских и политических организаций и институтов.

Современный уровень развития различных отраслей научного знания характеризуется двумя противоположными, но не исключающими друг друга тенденциями:

1. Дифференциация - процесс выделения частных наук из общих в результате увеличения знаний и появления новых проблем.

2. Интеграция - процесс возникновения общих наук в результате обобщения знаний и развития отдельных частей смежных наук и их методов. В результате этих процессов появилась принципиально новая предметная область научной деятельности - системные исследования.

К системным исследованиям относят исследование операций, кибернетику, системотехнику, системный анализ, теорию систем. Системный анализ - современное научное направление интеграционного типа, которое разрабатывает системную методологию принятия решений и занимает определенное место в структуре современных системных исследований.

Системный анализ реализуется в различных предметных областях - экономика и управление, техника, производство, информатика и др. Основная цель системного анализа - поиск путей выхода из проблемной ситуации в рассматриваемой предметной области. В результате осуществления процедур системного анализа получают методологию решения сложных проблем. В процессе создания методологии используются базовые принципы теории систем, системный подход, аппарат исследования операций, кибернетики и системотехники.

Одна из основных потребностей бизнеса - количественное обоснование того или иного управленческого решения. Наиболее полно данная потребность удовлетворяется разработками научной дисциплины «исследование операций». Предназначение дисциплины «исследование операций» - это всесторонний анализ проблемы и ее решение путем применения оптимизационных математических моделей. Исследование операций имеет тесную связь с другой дисциплиной из цикла системных исследований - системным анализом.

Системный анализ в управлении предприятием также нацелен на поиск обоснованных (в идеале - количественно обоснованных) управленческих решений. Количественное обоснование решения облегчает выбор наилучшей альтернативы из множества имеющихся. Право окончательного выбора в процессе принятия оптимального управленческого решения принадлежит лицу, принимающему управленческие решения (ЛПР). Под операцией понимается любое мероприятие, направленное на достижение определенной цели. Косвенно степень достижения цели можно оценить через показатели эффективности деятельности предприятия.

Эффективность - соотношение между результатом и затратами на его получение. Показатели эффективности - группа параметров, характеризующих эффективность выполнения операции или эффективность функционирования системы. Критерий эффективности - предпочтительный показатель эффективности из множества допустимых. Критерии эффективности могут быть как качественными, так и количественными. При наличии информации об объекте управления и параметрах внешней среды можно говорить о том, что управленческие решения принимаются в условиях определенности.

Характеристика объекта управления задается с помощью управляемых и неуправляемых переменных. Управляемые переменные (переменные решения) - количественно измеримые величины и характеристики, с помощью которых ЛПР может осуществлять управление. Примером являются объемы производства продукции, запасы сырья и т.д. Неуправляемые переменные (параметры) - факторы, влиять на которые или изменять которые ЛПР не в состоянии, например, емкость рынка, действия конкурентов. В процессе исследования сложных систем изучается их состав, структура, тип связей между элементами, а также между системой и внешней средой, поведение системы при различных управленческих воздействиях. Но не во всех сложных системах (особенно социально-экономических) можно испытывать различные управленческие воздействия. Для устранения этой трудности в исследовании сложных систем используют модели.

Модель - объект, отражающий наиболее важные характеристики исследуемого процесса или системы, созданный для получения дополнительной информации о данном процессе или системе. Для оценки количественного влияния на критерий эффективности управляемых переменных необходимо создать математическую модель объекта управления. Математическая модель - логико-математическое соотношение, устанавливающее связь между характеристиками объекта управления и критерием эффективности.

В процессе построения экономико-математической модели экономическая сущность задачи записывается с помощью различных символов, переменных и постоянных величин, индексов и других обозначений. Иными словами, происходит формализация управленческой ситуации. Все условия задачи необходимо записать в виде уравнений или неравенств. При формализации управленческих ситуаций, прежде всего, определяют систему переменных величин. В экономических задачах переменными или искомыми величинами являются: объем производства продукции на предприятии, количество перевозимого груза поставщиками конкретным потребителям и т. д.

Вряд ли возможно классифицировать все ситуации экономического управления, при которых возникает потребность в системном анализе. Следует отметить наиболее распространенные типы ситуаций управления, в которых возможно применение системного анализа:

1.Решение новых проблем. С помощью системного анализа формулируется проблема, определяется, что и о чем нужно знать, кто должен знать.

2. Решение проблемы предусматривает увязку целей с множеством средств их достижения.

3. Проблема имеет разветвленные связи, вызывающие отдаленные последствия в разных отраслях народного хозяйства, и принятие решения по ним требует учета полной эффективности и полных затрат.

4. Решение проблем, в которых существуют различные трудно сравнимые друг с другом варианты решения проблемы или достижения взаимосвязанного комплекса целей.

5. Случаи, когда в народном хозяйстве создаются совершенно новые системы или коренным образом перестраиваются старые системы.

6. Случаи, когда осуществляется улучшение, совершенствование, реконструирование производства или экономических отношений.

7. Проблемы, связанные с автоматизацией производства, а особенно управления, в процессе создания автоматизированных систем управления в любом звене.

8. Работа по совершенствованию методов и форм экономического управления, ибо известно, что ни один из методов экономического управления не действует сам по себе, а только в определенном сочетании, во взаимосвязи.

9. Случаи, когда совершенствование организации производства или управления проводится на объектах уникальных, нетипичных, отличающихся большой спецификой своей деятельности, где нельзя действовать по аналогии.

10. Случаи, если принимаемые на будущее решения, разработка плана или программы развития должны учитывать фактор неопределенности и риска.

11. Случаи, когда планирование или выработка ответственных решений о направлениях развития принимается на достаточно отдаленную перспективу.

Антонов, А.В. Системный анализ: учебник /А.В. Антонов.-М.: Высшая школа, 2004.-454 с. (полный текст).

Анфилатов, В.С. Системный анализ в управлении: учебное пособие /В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин.-М.: Финансы и статистика, 2002.-368 с. (полный текст).

Берг, Д. Б. Системный анализ конкурентных стратегий: учебное пособие / Д. Б. Берг, С. Н. Лапшина. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014.- 56 с. (полный текст).

Волкова, В.Н. Основы теории систем и системного анализа: учебник / В.Н. Волкова, А.А. Денисов.—2 изд., перераб. и доп.- СПб.: Изд-во СПБГТУ, 2001 .— 512 с. (полный текст).

Волкова, В.Н. Теория систем и системный анализ: учебник для бакалавров /В.Н. Волкова, А.А. Денисов.-М.: ЮРАЙТ, 2012.-679 с. (аннотация, введение, оглавление).

Герасимов, Б.И. Основы теории системного анализа: качество и выбор: учебное пособие / Б.И. Герасимов, Г.Л. Попова, Н.В. Злобина. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. - 80 с (полный текст).

Гермейер, Ю.Б. Введение в теорию исследования операций /Ю.Б. Гермейер.-М.: Наука, 1971.-384с. (полный текст).

Дрогобыцкий, И.Г. Системный анализ в экономике: учебник.-2 изд., перераб. и доп.-М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2011.- 423 с.(полный текст).

Иванилов, Ю.П. Математические модели в экономике: учебное пособие /Ю.П. Иванилов, А.В. Лотов.-М.: Наука, 1979.-304с. (полный текст).

Интрилигатор, М. Математические методы оптимизации и экономическая теория /пер с ангд. под ред. А.А. Конюса.-М.: Прогресс, 1975.-598с. (полный текст).

Калужский, М.Л. Общая теория систем: учебное пособие /М.Л. Калужский.-М.: Директ-Медиа, 2013.-177 с.(полный текст).

Каталевский, Д.Ю. Основы имитационного моделирования и системного анализа в управлении: учебное пособие /Д.Ю. Каталевский.-М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011.-304 с. (полный текст).

Козлов, В.Н. Системный анализ, оптимизация и принятие решений: учебное пособие /В. Н. Козлов.- СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2011.- 244 с. (полный текст).

Коломоец, Ф.Г. Основы системного анализа и теории принятия решений: пособие для исследователей, управленцев и студентов вузов /Ф.Г. Коломоец.-Мн.: Тесей, 2006.-320 с. (полный текст).

Конспект лекций по дисциплине «Теоретический анализ экономических систем» /Казанский федеральный университет (полный текст).

Моисеев, Н.Н. Математические задачи системного анализа: учебное пособие /Н.Н. Моисеев.-М.: Наука, 1981 (полный текст).

Новосельцев, В.И. Системный анализ: современные концепции /В.И. Новосельцев.-2 изд., испр. и доп.).- Воронеж: Кварта, 2003.- 360 стр (полный текст).

Остроухова Н.Г. Системный анализ в экономике и управлении предприятием: Учеб. пособие / Н.Г. Остроухова. - Саратов: Издательство «КУБиК», 2014. - 90 с. (полный текст).

Перегудов, Ф.И. Введение в системный анализ: учебное пособие /Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко.-М.: Высшая школа, 1989.-360 с. (полный текст).

Методы системного анализа

Системный анализ - научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы. Опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, статистических, математических методов.

Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математической модели (например, задачи линейного, нелинейного, динамического программирования, задачи теории массового обслуживания, теории игр и др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие системные методы и процедуры:

· абстрагирование и конкретизация

· анализ и синтез, индукция и дедукция

· формализация и конкретизация

· композиция и декомпозиция

· линеаризация и выделение нелинейных составляющих

· структурирование и реструктурирование

· макетирование

· реинжиниринг

· алгоритмизация

· моделирование и эксперимент

· программное управление и регулирование

· распознавание и идентификация

· кластеризация и классификация

· экспертное оценивание и тестирование

· верификация

и другие методы и процедуры.

Следует отметить задачи исследования системы взаимодействий анализируемых объектов с окружающей средой. Решение данной задачи предполагает:

– проведение границы между исследуемой системой и окружающей средой, предопределяющей предельную глубину

влияния рассматриваемых взаимодействий, которыми ограничивается рассмотрение;

– определение реальных ресурсов такого взаимодействия;

– рассмотрение взаимодействий исследуемой системы с системой более высокого уровня.

Задачи следующего типа связаны с конструированием альтернатив этого взаимодействия, альтернатив развития системы во времени и в пространстве. Важное направление развития методов системного анализа связано с попытками создания новых возможностей конструирования оригинальных альтернатив решения, неожиданных стратегий, непривычных представлений и скрытых структур. Другими словами, речь здесь идёт о разработке методов и средств усиления индуктивных возможностей человеческого мышления в отличие от его дедуктивных возможностей, на усиление которых, по сути дела, направлена разработка формальных логических средств. Исследования в этом направлении начаты лишь совсем недавно, и единый концептуальный аппарат в них пока отсутствует. Тем не менее, и здесь можно выделить несколько важных направлений – таких, как разработка формального аппарата индуктивной логики, методов морфологического анализа и других структурно-синтаксических методов конструирования новых альтернатив, методов синтактики и организации группового взаимодействия при решении творческих задач, а также изучение основных парадигм поискового мышления.

Задачи третьего типа заключаются в конструировании множества имитационных моделей , описывающих влияние того или иного взаимодействия на поведение объекта исследования. Отметим, что в системных исследованиях не преследуется цель создания некоей супермодели. Речь идёт о разработке частных моделей, каждая из которых решает свои специфические вопросы.

Даже после того как подобные имитационные модели созданы и исследованы, вопрос о сведении различных аспектов поведения системы в некую единую схему остается открытым. Однако решить его можно и нужно не посредством построения супермодели, а анализируя реакции на наблюдаемое поведение других взаимодействующих объектов, т.е. путём исследования поведения объектов – аналогов и перенесения результатов этих исследований на объект системного анализа. Такое исследование даёт основание для содержательного понимания ситуаций взаимодействия и структуры взаимосвязей, определяющих место исследуемой системы в структуре суперсистемы, компонентом которой она является.

Задачи четвёртого типа связаны с конструированием моделей принятия решений. Всякое системное исследование связано с исследованием различных альтернатив развития системы. Задача системных аналитиков – выбрать и обосновать наилучшую альтернативу развития. На этапе выработки и принятия решений необходимо учитывать взаимодействие системы с её подсистемами, сочетать цели системы с целями подсистем, выделять глобальные и второстепенные цели.

Наиболее развитая и в то же время наиболее специфическая область научного творчества связана с развитием теории принятия решений и формированием целевых структур, программ и планов. Здесь не ощущается недостатка и в работах, и в активно работающих исследователях. Однако и в данном случае слишком многие результаты находятся на уровне неподтверждённого изобретательства и разночтений в понимании как существа стоящих задач, так и средств их решения. Исследования в этой области включают:

а) построение теории оценки эффективности принятых решений или сформированных планов и программ;

б) решение проблемы многокритериальности в оценках альтернатив решения или планирования;

в) исследования проблемы неопределённости, особенно связанной не с факторами статистического характера, а с неопределённостью экспертных суждений и преднамеренно создаваемой неопределённостью, связанной с упрощением представлений о поведении системы;

г) разработка проблемы агрегирования индивидуальных предпочтений на решениях, затрагивающих интересы нескольких сторон, которые влияют на поведение системы;

д) изучение специфических особенностей социально-экономических критериев эффективности;

е) создание методов проверки логической согласованности целевых структур и планов и установления необходимого баланса между предопределённостью программы действий и её подготовленностью к перестройке при поступлении новой

информации как о внешних событиях, так и изменении представлений о выполнении этой программы.

Для последнего направления требуется новое осознание реальных функций целевых структур, планов, программ и определение тех, которые они должны выполнять, а также связей между ними.

Рассмотренные задачи системного анализа не охватывают полного перечня задач. Здесь перечислены те, которые представляют наибольшую сложность при их решении. Следует отметить, что все задачи системных исследований тесно взаимосвязаны друг с другом, не могут быть изолированы и решаться отдельно как по времени, так и по составу исполнителей. Более того, чтобы решать все эти задачи, исследователь должен обладать широким кругозором и владеть богатым арсеналом методов и средств научного исследования.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ. Эти группы методов получили наибольшее распространение в практике проектирования и управления. Правда, для представления промежуточных и окончательных результатов моделирования широко используются графические представления (графики, диаграммы и т.п.). Однако последние являются вспомогательными; основу же модели, доказательства её адекватности составляют те или иные направления аналитических и статистических представлений. Поэтому, несмотря на то что по основным направлениям этих двух классов методов в вузах читаются самостоятельные курсы лекций, мы всё же кратко охарактеризуем их особенности, достоинства и недостатки с точки зрения возможности использования при моделировании систем.

Аналитическими в рассматриваемой классификации названы методы, которые отображают реальные объекты и процессы в виде точек (безразмерных в строгих математических доказательствах), совершающих какие-либо перемещения в пространстве или взаимодействующих между собой. Основу понятийного (терминологического) аппарата этих представлений составляют понятия классической математики (величина, формула, функция, уравнение, система уравнений, логарифм, дифференциал, интеграл и т.д.).

Аналитические представления имеют многовековую историю развития, и для них характерно не только стремление к строгости терминологии, но и к закреплению за некоторыми специальными величинами определённых букв (например, удвоенное отношение площади круга к площади вписанного в него квадрата p » 3,14; основание натурального логарифма – е » 2,7 и т.д.).

На базе аналитических представлений возникли и развиваются математические теории различной сложности – от аппарата классического математического анализа (методов исследования функций, их вида, способов представления, поиска экстремумов функций и т.п.) до таких новых разделов современной математики, как математическое программирование (линейное, нелинейное, динамическое и т.п.), теория игр (матричные игры с чистыми стратегиями, дифференциальные игры и т.п.).

Эти теоретические направления стали основой многих прикладных, в том числе теории автоматического управления, теории оптимальных решений и т.д.

При моделировании систем применяется широкий спектр символических представлений, использующих «язык» классической математики. Однако далеко не всегда эти символические представления адекватно отражают реальные сложные процессы, и их в этих случаях, вообще говоря, нельзя считать строгими математическими моделями.

Большинство из направлений математики не содержат средств постановки задачи и доказательства адекватности модели. Последняя доказывается экспериментом, который по мере усложнения проблем становится также всё более сложным, дорогостоящим, не всегда бесспорен и реализуем.

В то же время в состав этого класса методов входит относительно новое направление математики математическое программирование, которое содержит средства постановки задачи и расширяет возможности доказательства адекватности моделей.

Статистические представления сформировались как самостоятельное научное направление в середине прошлого века (хотя возникли значительно раньше). Основу их составляет отображение явлений и процессов с помощью случайных (стохастических) событий и их поведений, которые описываются соответствующими вероятностными (статистическими) характеристиками и статистическими закономерностями. Статистические отображения системы в общем случае (по аналогии с аналитическими) можно представить как бы в виде «размытой» точки (размытой области) в n-мерном пространстве, в которую переводит систему (её учитываемые в модели свойства) оператор Ф. «Размытую» точку следует понимать как некоторую область, характеризующую движение системы (её поведение); при этом границы области заданы с некоторой вероятностью p («размыты») и движение точки описывается некоторой случайной функцией.

Закрепляя все параметры этой области, кроме одного, можно получить срез по линии а – b, смысл которого – воздействие данного параметра на поведение системы, что можно описать статистическим распределением по этому параметру. Аналогично можно получить двумерную, трёхмерную и т.д. картины статистического распределения. Статистические закономерности можно представить в виде дискретных случайных величин и их вероятностей, или в виде непрерывных зависимостей распределения событий, процессов.

Для дискретных событий соотношение между возможными значениями случайной величины xi и их вероятностями pi, называют законом распределения.

Метод "мозговой атаки"

Группа исследователей (экспертов) разрабатывает способы решения поставленной задачи, при этом любой способ (любая мысль, высказанная вслух) включается в число рассматриваемых, чем больше идей - тем лучше. На предварительном этапе качество предложенных способов не учитывается, то есть предметом поиска является создание возможно большего количества вариантов решения задачи. Но для достижения успеха должны соблюдаться следующие условия:

· наличие вдохновителя идей;

· группа экспертов не превышает 5-6 человек;

· потенциал исследователей соизмерим;

· обстановка спокойная;

· соблюдены равные права, может быть предложено любое решение, критика идей не допускается;

· продолжительность работы не более 1 часа.

После того, как прекращается "поток идей", эксперты осуществляют критический отбор предложений, учитывая ограничения организационного и экономического характера. Отбор лучшей идеи может осуществляться по нескольким критериям.

Данный метод наиболее продуктивен на этапе разработки решения по реализации поставленной цели, при раскрытии механизма функционирования системы, при выборе критерия решения проблемы.

Метод "концентрации внимания на целях поставленной проблемы"

Этот метод состоит в том, что отбирается один из объектов (элементов, понятий), ассоциируемых с решаемой проблемой. При этом известно, что принятый к рассмотрению объект связан непосредственно с конечными целями этой проблемы. Затем исследуется связь между этим объектом и каким-либо другим, выбранным наугад. Далее отбирается третий элемент, точно также наугад, и исследуется его связь с первыми двумя и так далее. Таким образом создается некая цепь связанных между собой объектов, элементов или понятий. Если цепь обрывается, то процесс возобновляется, создается вторая цепочка и так далее. Таким образом происходит исследование системы.

Метод "входы-выходы системы"

Исследуемая система рассматривается обязательно совместно с окружающей средой. При этом особое внимание обращается на ограничения, которые накладывает внешняя среда на систему, а также ограничения, свойственные самой системе.

На первом этапе изучения системы рассматриваются возможные выходы системы и оцениваются результаты ее функционирования по изменениям окружающей среды. Затем исследуются возможные входы системы и их параметры, позволяющие системе функционировать в рамках принятых ограничений. И, в конце концов, на третьем этапе выбирают приемлемые входы, не нарушающие ограничения системы и не приводящие ее в рассогласование с целями окружающей среды.

Данный способ наиболее эффективен на этапах познания механизма функционирования системы и принятия решений.

Метод сценариев

Особенность метода состоит в том, что группа высококвалифицированных специалистов в описательной форме представляет возможный ход событий в той или иной системе - начиная от сложившейся ситуации и заканчивая некоторой результирующей ситуацией. При этом соблюдаются искусственно воздвигаемые, но возникающие в реальной жизни ограничения на вход и выход системы (по сырью, энергетическим ресурсам, финансам и так далее).

Основная идея данного метода - выявление связей различных элементов системы, которые проявляются при том или ином событии или ограничении. Результатом такого исследования является совокупность сценариев - возможных направлений решения проблемы, из которых путем сопоставления по какому-либо критерию можно было бы выбрать наиболее приемлемые.

Морфологический метод

Данный метод предусматривает поиск всех возможных решений проблемы путем исчерпывающей переписи этих решений. Например, Ф.Р.Матвеев выделяет шесть этапов претворения в жизнь этого метода:

· формулировка и определение ограничений проблемы;

· поиск возможных параметров решений и возможных вариаций этих параметров;

· нахождение всех возможных комбинаций этих параметров в получаемых решениях;

· сравнение решений с точки зрения преследуемых целей;

· выбор решений;

· углубленное изучение отобранных решений.

Методы моделирования

Модель представляет собой некоторую систему, созданную с целью представления в упрощенной и понятной форме сложной реальности, другими словами - модель представляет собой имитацию этой реальности.

Проблемы, решаемые при помощи моделей, многочисленны и разнообразны. Важнейшие из них:

· с помощью моделей исследователи пытаются лучше понять протекание сложного процесса;

· с помощью моделей осуществляют экспериментирование в том случае, когда это невозможно на реальном объекте;

· с помощью моделей оценивают возможность осуществления различных альтернативных решений.

Кроме того модели обладают такими ценными свойствами как:

· воспроизводимостью независимыми экспериментаторами;

· изменчивостью и возможностью совершенствования путем введения в модель новых данных или модификаций связей внутри модели.

Среди основных типов моделей следует отметить символические и математические модели.

Символические модели - схемы, диаграммы, графики, блок-схемы и так далее.

Математические модели - абстрактные построения, которые в математической форме описывают связи, отношения между элементами системы.

При построении моделей необходимо соблюдать следующие условия:

· иметь достаточно большой объем информации о поведении системы;

· стилизация механизмов функционирования системы должна происходить в таких пределах, чтобы имелась возможность достаточно точно отразить число и природу отношений и связей существующих в системе;

· использование методов автоматической обработки информации, особенно когда количество данных велико или природа взаимоотношений между элементами системы весьма сложна.

Вместе с тем математические модели имеют некоторые недостатки:

· стремление отразить изучаемый процесс в форме условий приводит к модели, которая может быть понятна только ее разработчику;

· с другой стороны, упрощение ведет к ограничению числа факторов, включенных в модель; следовательно, появляется неточность в отражении действительности;

· автор, создав модель, "забывает", что не учитывает действие многочисленных, может быть малозначительных факторов. Но совместное воздействие этих факторов на систему бывает таково, что конечные результаты не могут быть достигнуты на данной модели.

С целью нивелирования указанных недостатков модель необходимо проверить:

· насколько она правдоподобно и удовлетворительно отражает реальный процесс;

· вызывает ли изменение параметров соответствующее изменение результатов.

Сложные системы, в силу наличия множества дискретно функционирующих подсистем, как правило не могут быть адекватно описаны с помощью только математических моделей, поэтому широкое распространение получило имитационное моделирование. Имитационные модели получили большое распространение по двум причинам: во-первых, данные модели позволяют использовать всю располагаемую информацию (графическую, словесную, математические модели…) и, во-вторых, потому, что эти модели не накладывают жестких ограничений на используемые исходные данные. Таким образом имитационные модели позволяют творчески использовать всю имеющеюся информацию об объекте исследования.

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ – 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 . В литературе понятие системного анализа иногда отождествляется с понятием системного подхода , но такая обобщенная трактовка системного анализа вряд ли оправдана. Системный анализ возник в 1960-х гг. как результат развития исследования операций и системотехники. Теоретическую и методологическую основу системного анализа составляют системный подход и общая теория систем . Системный анализ применяется гл.о. к исследованию искусственных (возникших при участии человека) систем, причем в таких системах важная роль принадлежит деятельности человека. Использование методов системного анализа для решения исследовательских и управленческих проблем необходимо прежде всего потому, что в процессе принятия решений приходится осуществлять выбор в условиях неопределенности, которая связана с наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке. Процедуры и методы системного анализа направлены на выдвижение альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределенности по каждому из вариантов и сопоставление вариантов по тем или иным критериям эффективности. Согласно принципам системного анализа, возникающая перед обществом та или иная сложная проблема (прежде всего проблема управления) должна быть рассмотрена как нечто целое, как система во взаимодействии всех ее компонентов. Для принятия решения об управлении этой системой необходимо определить ее цель, цели ее отдельных подсистем и множество альтернатив достижения этих целей, которые сопоставляются по определенным критериям эффективности, и в результате выбирается наиболее приемлемый для данной ситуации способ управления. Центральной процедурой в системном анализе является построение обобщенной модели (или моделей), отображающей все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в процессе осуществления решения. Полученная модель исследуется с целью выяснения близости результата применения того или иного из альтернативных вариантов действий к желаемому, сравнительных затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным нежелательным внешним воздействиям. Системный анализ опирается на ряд прикладных математических дисциплин и методов, широко используемых в современной деятельности управления. Техническая основа системного анализа – современные компьютеры и информационные системы. В системном анализе широко используются методы системной динамики, теории игр, эвристического программирования, имитационного моделирования, программно-целевого управления и т.д. Важной особенностью системного анализа является единство используемых в нем формализованных и неформализованных средств и методов исследования.

Литература:

1. Гвишиани Д.M. Организация и управление. М., 1972;

2. Клиланд Д. , Кинг В. Системный анализ и целевое управление. М., 1974;

3. Наппельбаум Э.Л. Системный анализ как программа научных исследований – структура и ключевые понятия. – В кн.: Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник 1979. М., 1980;

4. Ларичев О.И. Методологические проблемы практического применения системного анализа. – Там же; Блауберг И.В. , Мирский Э.М. , Садовский В.Н. Системный подход и системный анализ. – В кн.: Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник 1982. М., 1982;

5. Блауберг И.В. Проблема целостности и системный подход. М., 1997;

6. Юдин Э.Г. Методология науки. Системность. Деятельность. М., 1997.

7. См. также лит. к ст. Система , Системный подход .

В.Н.Садовский

• Перевод

Системный анализ обеспечивает строгий подход к технике принятия решений. Он используется для исследования альтернатив и включает моделирование и имитацию, анализ затрат, анализ технических рисков и анализ эффективности.

В отличие от SWEBoK , SEBoK распространен в России намного меньше. По крайней мере при подготовке учебного курса для магистратуры, найти хоть каких-то переводов его статей мне не удалось. А тем не менее, книга структурирует очень полезные и пока что разрозненные знания в области разработки больших систем и, в том числе, системного анализа.

Так как мой курс касался именно системного анализа, под катом будет перевод этой главы SEBoK… Но это всего несколько глав одного из 7 разделов книги.

P.S. Буду благодарен за комментарии и Ваше мнение об этой статье (качестве, необходимости) и об интересе к системному анализу и системной инженерии.

Основные принципы системного анализа

Одна из основных задач системной инженерии является оценка результатов, полученных в результате ее процессов. Сравнение, проведение оценки – это центральный объект системного анализа, обеспечивающего необходимые техники и средства для:

• Определения критериев сравнения на основе системных требований;
• Оценки предполагаемых свойств каждого альтернативного решений в сравнении с выбранными критериями;
• Сводной оценки каждого варианта и ее объяснения;
• Выбора наиболее подходящего решения.

Процесс анализа и выбора между альтернативными решениями выявленной проблемы/возможности описывается во 2 разделе SEBoK (глава Системный подход в проектировании систем). Определим основные принципы системного анализа:

• Системный анализ – итеративный процесс, состоящий из оценки альтернативных решений, полученных в процессе синтеза системы.
• Системный анализ основывается на критериях оценки, основанных на описании проблемы или возможности системы;
  • Критерии основываются на базе идеального описания системы;
  • Критерии должны учитывать требуемое поведение и свойства системы в итоговом решении, во всех возможных более широких контекстах;
  • Критерии должны включать нефункциональные вопросы, например: безопасность и защищенность системы и т.д. (подробнее описывается в главе «Системная инженерия и специальное проектирование»).
  • «Идеальная» система может поддерживать «нестрогое» описание, из которого могут быть определены «нечеткие» критерии. Например, стейкхолдеры выступают за или против некоторых видов решений, соответствующие социальные, политические или культурные условности должны также учитываться и т.д.
• Критерии сравнения должны включать, как минимум, ограничения по расходам и времени, приемлемые для стейхолдеров.
• Системный анализ предоставляет отдельный механизм исследования компромиссов для анализа альтернативных решений
  • Исследование компромиссов – междисциплинарный подход для поиска наиболее сбалансированного решения среди множества предполагаемых жизнеспособных вариантов.
  • При исследовании рассматривается весь набор критериев оценки, с учетом их ограничений и взаимосвязей. Создается «система критериев оценки».
  • При сравнении альтернатив придется иметь дело одновременно с объективными и субъективными критериями. Необходимо особо внимательно относиться к определению влияния каждого критерия на общую оценку (чувствительность общей оценки).

Примечание: «Мягкое»/«нестрогое» и «строгое» описание системы отличается возможностью четко определить цели, задачи и миссию системы (для «мягких» систем это зачастую сделать крайне сложно).

Исследование компромиссов

Примечание: В нашей литературе чаще встречается термин «Анализ альтернатив» или «Оценка альтернатив»
В контексте описания системы, исследование компромиссов состоит из сравнения характеристик каждого элемента системы и каждого варианта архитектуры систем для определения решения, в целом наиболее подходящего по оцениваемым критериям. Анализ различных характеристик выполняется в процессах анализа затрат, анализа рисков, и анализа эффективности. С точки зрения системной инженерии эти три процесса будут рассматриваться более подробно.

Все методы анализа должны использовать общие правила:

• Критерии оценки используются для классификации различных вариантов решения. Они могут быть относительные или абсолютные. Например, максимальная цена на единицу продукции – в рублях, снижение затрата - %, повышение эффекивности - %, снижение риска так же в %.
• Определяются допустимые границы критериев оценки, которые применяется во время анализа (например, вид издержек, которые необходимо принять во внимание; приемлемые технические риски и т.д.);
• Для сравнения количественных характеристик используются шкалы оценки. Их описание должно включать максимальный и минимальный предел, а также порядок изменения характеристики в этих пределах (линейная, логарифмическая и т.д.).
• Оценочный балл присваивается каждому варианту решения по всем критериям. Цель исследования компромиссов – обеспечить количественное сравнение по трем направлениям (и их декомпозиции на отдельные критерии) для каждого варианта решения: затраты, риск и эффективность. Эта операция как правило сложна и требует создания моделей.
• Оптимизация характеристик или свойств улучшает оценку наиболее интересных решений.

Процесс принятия решений – это не точная наука, поэтому исследование альтернатив имеет свои ограничения. Необходимо принимать во внимание следующие проблемы:

• Субъективные критерии оценки – персональное мнение аналитика. Например, если компонент должен быть красивым, то что собой представляет критерий «красивый»?
• Неопределенные данные. Например, инфляция должна быть учтена при расчете затрат на обслуживание для полного жизненного цикла системы. Как системный инженер может прогнозировать развитие инфляции в следующие пять лет?
• Анализ чувствительности. Общая оценка, выставляемая каждому альтернативному решению, не абсолютна; поэтому рекомендуется проводить анализ чувствительности, который учитывает небольшие изменения «весов» каждого критерия оценки. Оценка считается надежной, если изменение «весов» не изменяет существенно саму оценку.

Тщательно проведенное исследование компромиссов определяет допустимые значения результатов.

Анализ эффективности

Анализ эффективности отталкивается от контекста использования системы или проблемы.

Эффективность решения определяется исходя из выполнения основных и дополнительных функций системы, которые выявляются исходя удовлетворения требований стейкхолдеров. Для продуктов, это будет набор общих нефункциональных качеств, например: безопасность, защищенность, надежность, ремонтопригодность, удобство использования и т.д. Эти критерии часто точно описаны в смежных технических дисциплинах и сферах. Для услуг или организаций, критерии могут быть больше связаны с определением потребностей пользователей или целей организации. Типичные характеристики таких систем включают устойчивость, гибкость, возможность развития и т.д.

В дополнение к оценке абсолютной эффективности решения, необходимо также учитывать ограничения по затратам и времени реализации. В целом, роль системного анализа сводится к выявлению решений, которые могут обеспечить эффективность в какой-то мере с учетом затрат и времени выделенных для каждой заданной итерации.

Если ни одно из решений не может предоставить уровень эффективности, оправдывающий предполагаемые инвестиции, тогда необходимо вернуться к первоначальному состоянию проблемы. Если хотя бы один из вариантов показывает достаточную эффективность, тогда может выполняться выбор.

Эффективность решения включает несколько существенных характеристик (но не ограничивается): производительность, удобство использования, надежность, производство, обслуживание и поддержку, и т.д. Анализ в каждом из этих направлений выделяет предложенные решения с точки зрения различных аспектов.

Важно установить классификацию важности аспектов для анализа эффективности, т.н. ключевые показатели производительности. Основная сложность анализа эффективности – правильно отсортировать и выбрать набор аспектов, в точки зрения которых оценивается эффективность. Например, если продукт выпускается для одноразового использования, ремонтопригодность не будет подходящим критерием.

Анализ затрат

Анализ затрат рассматривает затраты полного жизненного цикла. Базовый набор типовых расходов может изменяться для конкретного проекта и системы. В структуру затрат могут входить как трудовые затраты (на оплату труда), так и не трудовые.

Тип	Описание и пример
Разработка	Проектирование, разработка инструментов (оборудование и программное обеспечение), управление проектом, тестирование, макетирование и прототипирование, обучение и т.д.
Производство продукта или оказание услуги	Сырье и поставки, запасные части и складской запас, необходимые для работы ресурсы (вода, электричество и т.д.), риски, эвакуация, переработка и хранение отходов или брака, административные расходы (на налоги, администрацию, документооборот, контроль качества, уборку, контроль и т.д.), упаковка и хранение, необходимая документация.
Продажи и постпродажное обслуживание	Расходы на сеть продаж (филиалы, магазины, сервисные центры, дистрибьюторов, получение информации и т.д.), работу с жалобами и обеспечение гарантии и т.д.
Использование у клиентов	Налоги, установка (у заказчика), необходимые для работы ресурсы (вода, топливо и т.д.), финансовые риски и т.д.
Поставки	Транспортировка и доставка
Обслуживание	Сервисные центры и выезды, профилактика, контроль, запасный части, затраты на гарантийное обслуживание и т.д.
Удаление	Сворачивание, демонтаж, транспорт, уничтожение отходов и т.д.

Методы определения стоимости затрат описываются в разделе «Планирование» (раздел 3).

Анализ технических рисков

Риск – потенциальная неспособность к достижению целей в рамках определенных затрат, графика и технических ограничений. Состоит из двух частей:

1. Вероятность реализации (вероятность того, что риск оправдается, и цели не будут достигнуты);
2. Степень влияния или последствия реализации.

Каждый риск имеет вероятность больше 0 и меньше 1, степень влияния больше 0 и сроки в будущем. В случае, если вероятность равна 0 – риска нет, если равна 1 – это уже факт, а не риск; если степень влияния равна 0 - риска нет, т.к. нет никаких последствий его возникновения (можно игнорировать); если сроки не в будущем – значит это уже свершившийся факт.

Анализ рисков в любой сфере основан на трех факторах:

1. Анализ наличия потенциальных угроз или нежелательных событий и вероятности их возникновения.
2. Анализ последствий выявленных угроз и их классификация по шкале тяжести.
3. Снижение вероятности угроз или уровня их воздействия до приемлемых значений.

Технические риски реализуются, когда система перестает удовлетворять требованиям к ней. Причины этого находятся либо в требованиях, либо в самом решении. Они выражаются в виде недостаточной эффективности и могут иметь несколько причин:

• Неправильная оценка технологических возможностей;
• Переоценка технической готовности элемента системы;
• Аварии из-за износа или устаревания оборудования, комплектующих или ПО,
• Зависимость от поставщика (несовместимые детали, задержка поставки и т.д.);
• Человеческий фактор (недостаточное обучение, неправильные настройки, недостаточная обработка ошибок, выполнение несоответствующих процедур, злой умысел) и т.д.

Технические риски не должны смешиваться с проектными рисками, хотя и методы управления ими совпадают. Не смотря на то, что технические риски могут приводить к проектным рискам, они ориентированы на саму систему, а не на процесс ее разработки (подробнее описано в главе «Управление рисками» раздела 3).

Процессный подход

Цель и принципы подхода

Процесс системного анализа используется для:

1. Обеспечения строгого подхода к принятию решений, разрешения конфликта требований, и оценке альтернативных физических решений (отдельных элементов и всей архитектуры);
2. Определения уровня удовлетворения требований;
3. Поддержки управления рисками;
4. Подтверждения, что решения принимаются только после расчета затрат, сроков, производительности и влияния рисков на проектирование или перепроектирование системы.

Этот процесс был также назван процессом анализа решений (NASA, 2007) и использовался для оценки технических задач, альтернативных решений и их неопределенности для принятия решений. Подробнее в главе «Управление решениями» (раздел 3).
Системный анализ поддерживает другие процессы описания системы:

• Процессы описания требований стейкхолдеров и описания требований системы используют системный анализ для решения конфликтов между требованиями; в частности связанными с затратами, техническими рисками и эффективностью. Системные требования, подверженные высоким рискам или требующие существенных изменений архитектуры – дополнительно обсуждаются.
• Процессы разработки логической и физической архитектуры используют системный анализ для оценки характеристик или разработки свойств вариантов архитектуры, получения обоснования для выбора наиболее эффективного варианта с точки зрения затрат, технических рисков и эффективности.

Как и любой процесс описания системы, системный анализ – повторяющийся. Каждая операция выполняется несколько раз, каждый шаг улучшает точность анализа.

Задачи в рамках процесса

Основные виды деятельности и задачи в рамках этого процесса включают:

• Планирование изучения альтернатив:
  • Определение количества альтернативных вариантов для анализа, используемых методов и процедур, ожидаемых результатов (примеры объектов для выбора: поведенческий сценарий, физическая архитектура, элемент системы и т.д.), и обоснование.
  • Создание графика анализа согласно наличию моделей, технических данных (системные требования, описание свойств системы), квалификации персонала и выбранных процедур.
• Определение критериев выбора модели:
  • Выбор критериев оценки из нефункциональных требований (производительность, условия эксплуатации, ограничения и т.д.) и/или описания свойств.
  • Сортировка и упорядочивание критериев;
  • Определение шкалы сравнения для каждого оценочного критерия, и определение веса каждого критерия в соответствии с его уровнем важности относительно других критериев.
• Определение вариантов решений, связанных с ними моделей и данных.
• Оценка вариантов с использованием ранее определенных методов и процедур:
  • Выполнение анализа затрат, анализа технических рисков и анализа эффективности, размещая все альтернативные варианты на шкале для каждого критерия оценки.
  • Оценить все альтернативные варианты по общей шкале оценок.
• Предоставление результатов инициировавшему процессу: критериев оценки, выбор оценок, шкалы сравнения, результаты оценки для всех вариантов, и возможные рекомендации с обоснованием.

Артефакты и терминология процесса

В рамках процесса создаются такие артефакты, как:

• Модель критериев выбора (список, шкалы оценки, веса);
• Отчеты по анализу затрат, рисков, эффективности;
• Отчет с обоснованием выбора.

В процессе используются термины, перечисленные в таблице ниже.

Термин	Описание
Критерий оценки	В контексте системного анализа, критерий оценки – характеристика, используемая для сравнения элементов системы, физической архитектуры, функциональных сценариев и других элементов, которые могут сравниваться. Включает: идентификатор, название, описание, вес.
Оценочный выбор	Управление элементами системы, на основе оценочного балла, который объясняет выбор элементов системы, физической архитектуры или сценария использования.
Оценочный балл (оценка)	Оценочный балл получают элементы системы, физической архитектуры, функциональных сценариев используя набор критериев оценки. Включает: идентификатор, название, описание, значение.
Затраты	Значение в выбранной валюте, связанное со значением элемента системы и т.д. Включает: идентификатор, название, описание, сумма, тип затрат (разработка, производство, использование, обслуживание, утилизация), метод оценки, период действия.
Риск	Событие, которое может произойти и повлиять на цели системы или ее отдельные характеристики (технические риски). Включает: идентификатор, название, описание, статус.

Проверка правильности системного анализа

Для получения проверенных результатов, необходимо обеспечить выполнение следующих пунктов:

• Соответствие моделей и данных в контексте использования системы;
• Соответствие критериев оценки относительно контекста использования системы;
• Воспроизводимость результатов моделирования и расчетов;
• Достаточный уровень точности шкал сравнения;
• Доверие к оценкам;
• Достаточный уровень чувствительности полученных баллов относительно весов критериев оценки.

Принципы использования моделей

• Использование общих моделей. Различные типы моделей могут быть использованы в контексте системного анализа.
  • Физические модели – масштабные модели, позволяющие экспериментировать с физическими явлениями. Специфичны для каждой дисциплины; например: макеты, испытательные стенды, прототипы, вибростолы, декомпрессионные камеры, воздушные тоннели и т.д.
  • Модели представлений в основном используются для моделирования поведения системы. Например, диаграммы состояний и т.д.
  • Аналитические модели используются для установления значения оценок. Используют уравнения или диаграммы для описания реальной работы системы. Они могут быть как очень простые (сложение элементов), так и невероятно сложные (вероятностное распределение с несколькими переменными).
• Использование необходимых моделей. На каждом этапе проекта должны использоваться соответствующие модели:
  • В начале проекта используются простые инструменты, позволяющие получить грубые приближения без особых затрат и усилий. Такого приближения бывает достаточно, чтобы сразу определить нереальные варианты решений.
  • По мере продвижения проекта необходимо повышать точность данных для сравнения еще конкурирующих вариантов. Работа будет сложнее при высоком уровне инноваций в проекте.
  • Системный инженер сам по себе не может моделировать сложную систему, для этого ему помогает эксперты из соответствующих предметных областей.
• Экспертиза предметными экспертами: когда значение критерия оценки не может быть установлено объективно и точно. Экспертиза проводится в 4 этапа:
  1. Выбор респондентов для получения квалифицированных мнений по рассматриваемому вопросу.
  2. Создание проекта анкеты. Анкеты с точными вопросами проще оценивать, но если она слишком закрыта – есть риск упустить существенные пункты.
  3. Проведение интервью со специалистами по анкете, включая проведение углубленного обсуждения проблемы для получения более точного мнения.
  4. Анализ полученных результатов с несколькими разными людьми, сравнивая их отзывы до тех пор, пока соглашение классификации критериев оценки или вариантов решения не будет достигнуто.

  Наиболее часто используемые аналитические модели в рамках системного анализа приведены в таблице.
  

  Тип модели	Описание
  Детерминированные (определенные) модели	Детерминированной называется модель, которая не зависит от теории вероятности. К этой категории относятся модели, основанные на статистике. Принцип состоит в создании модели на основании значительного количества данных и результатов прежних проектов. Могут применяться только к тем компонентам системы, технология которых уже известна. Модели «по аналогии» также используют предыдущие проекты. Изучаемый элемент сравнивается с уже существующим элементом, с известными характеристиками. Затем эти характеристики уточняются на основе опыта специалистов. Кривые обучения позволяют предвидеть изменение характеристики или технологии. Один из примеров: «Каждый раз, когда число произведенных модулей удваивается, стоимость этого модуля уменьшается на определенную, постоянную, долю».
  Стохастические (вероятностные) модели	Если в модели среди величин имеются случайные, т.е. определяемые лишь некоторыми вероятностными характеристиками, то модель называется стохастической (вероятностной, случайной). В этом случае и все результаты, полученные при рассмотрении модели, имеют стохастический характер и должны быть соответственно интерпретированы. Теория вероятности позволяет классифицировать возможные решения как следствие множества событий. Эти модели применимы для ограниченного числа событий с простыми комбинациями возможных вариантов.
  Многокритериальные модели	Если критериев больше 10, рекомендуется использовать многокритериальные модели. Они получаются в результате следующих действий: Построить иерархию критериев; Связать с каждым критерием каждой ветви дерева с его «весом» относительно критериев того же уровня. Вычисляется вес для каждого «листа» критериев для каждой ветви умножением на все веса ветки. Оценить каждый альтернативный вариант решения по листьям критериев, суммировать оценки и сравнить между собой. С использованием компьютера можно провести анализ чувствительности для получения точного результата.

  Основные «подводные камни» и успешные практики системного анализа описаны в двух разделах ниже.

  Подводные камни

  Подводный камень	Описание
  Аналитическое моделирование – не инструмент принятия решений	Аналитическая модель предоставляет аналитический результат из анализированных данных. Ее следует рассматривать как помощь, но не как инструмент принятия решений.
  Модели и уровни декомпозиции системы	Модель может быть хорошо адаптирована для энного уровня декомпозиции системы и несовместима с моделью более высокого уровня, которая использует данные дочерних уровней. Важно, чтобы системный инженер обеспечивал согласованность моделей на различных уровнях.
  Оптимизация – это не сумма оптимизированных элементов	Общая оптимизация исследуемой системы – это не сумма оптимизации каждой ее части.

  Проверенные методики

  Методика	Описание
  Оставаться в оперативном поле	Модели никогда не смогут показать все поведение и реакцию системы: они работают в ограниченном пространстве с узким набором переменных. Используя модель, всегда необходимо убедиться, что входные данные и параметры являются частью операционного поля. Иначе есть высокий риск неправильных результатов.
  Развивайте модели	Модели должны развиваться на протяжении проекта: путем изменения настроек параметров, вводя новые данные (изменение критериев оценки, выполняемых функций, требований и т.д.), и путем использования новых инструментов, когда предыдущие достигают предела своих возможностей.
  Используйте несколько типов моделей	Рекомендуется одновременно использовать несколько различных типов моделей для сравнения результатов и учета других аспектов системы.
  Поддерживайте согласованность элементов контекста	Результаты моделирования всегда получаются в рамках контекста моделирования: используемых инструментов, допущений, введенных параметров и данных, и разброса выходных значений.