Основні принципи системного аналізу

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 16Следующая ⇒

Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

Иерархичность строения, т.е. наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня - элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами ее отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.

Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

Аспекты системного подхода . Развернутое определение системного подхода включает также обязательность изучения и практического использования следующих восьми его аспектов:

системно-элементного или системно-комплексного, состоящего в выявлении элементов, составляющих данную систему. Во всех социальных системах можно обнаружить вещные компоненты (средства производства и предметы потребления), процессы (экономические, социальные, политические, духовные и т.д.) и идеи, научно-осознанные интересы людей и их общностей;
системно-структурного, заключающегося в выяснении внутренних связей и зависимостей между элементами данной системы и позволяющего получить представление о внутренней организации (строении) исследуемого объекта;
системно-функционального, предполагающего выявление функций, для выполнения которых созданы и существуют соответствующие объекты;
системно-целевого, означающего необходимость научного определения целей исследования, их взаимной увязки между собой;
системно-ресурсного, заключающегося в тщательном выявлении ресурсов, требующихся для решения той или иной проблемы;
системно-интеграционного, состоящего в определении совокупности качественных свойств системы, обеспечивающих ее целостность и особенность;
системно-коммуникационного, означающего необходимость выявления внешних связей данного объекта с другими, то есть, его связей с окружающей средой;
системно-исторического, позволяющего выяснить условия во времени возникновения исследуемого объекта, пройденные им этапы, современное состояние, а также возможные перспективы развития.

Методи системного аналізу

По степени формализации, т.е. изучения какой-либо содержательной области знания в виде формальной системы, связанной с усилением роли формальной логики и использованием математических методов научных исследований, методы можно разделить на интуитивные и формализованные.

Интуитивные методы анализа и прогнозирования используются в тех случаях, когда невозможно учесть влияние многих факторов из-за значительной сложности объекта исследования. В этом случае используются оценки экспертов.

В группу формализованных методов входят две подгруппы: экстраполяции и моделирования. К первой подгруппе относятся методы наименьших квадратов, экспоненциального сглаживания, скользящих средних и др. Ко второй подгруппе относятся методы математического моделирования, регрессионного и корреляционного анализа и др.

Експертні методи

Различают индивидуальные и коллективные экспертные оценки, которые объединяет общий принцип действия.

Индивидуальные экспертные методы

В состав индивидуальных экспертных оценок входят: метод “интервью”, аналитический метод, метод написания сценариев.

Метод “интервью” позволяет осуществить непосредственный контакт эксперта со специалистом по схеме “вопрос-ответ”, в ходе которого прогнозист в соответствии с заранее разработанной программой ставит перед экспертом вопросы относительно перспектив развития прогнозируемого объекта.

Аналитический метод позволяет осуществить логический анализ какой-либо прогнозируемой ситуации и представить его в виде аналитической записки. Он предполагает самостоятельную работу эксперта над анализом тенденций, оценкой состояния и путей развития прогнозируемого объекта.

Метод написания сценария основан на определении логики развития процесса или явления во времени при различных условиях. Основное назначение сценария – определение генеральной цели развития прогнозируемого объекта, явления и формулирование критериев для оценки верхних уровней “дерева целей”. Сценарий – это картина, отображающая последовательное детальное решение задачи, выявление возможных препятствий, обнаружение серьезных недостатков, с тем чтобы решить вопрос о возможном прекращении начатых или завершении проводимых работ по прогнозируемому объекту.

Колективні експертні методи

Методы коллективных экспертных оценок включают в себя методы “комиссий”, “коллективной генерации идей” (мозговая атака), “Дельфи”, матричный метод и др.

Метод комісій

Метод “комиссий” состоит в определении согласованности мнений экспертов по перспективным направлениям развития объекта прогнозирования, сформулированным ранее отдельными специалистами. При этом имеется в виду, что развитие данного объекта не может быть определено другими методами. Содержание данного метода следующее:

- создание рабочих групп, обеспечивающих подготовку и проведение опроса, обработку материалов и анализ результатов экспертной оценки;

- уточнение основных направлений развития объекта, определение генеральной цели, подцелей и средств их достижения;

- разработка вопросов для экспертов, обеспечение однозначности понимания экспертами определенных вопросов, а также независимости их суждений;

- назначение группы экспертов для разработки прогноза;

- проведение опроса и обработка материалов;

- определение окончательной оценки опроса, которая выводится либо как среднее суждение, либо как среднее арифметическое, либо как среднее взвешенное значение оценки.

Метод мозкової атаки

Метод мозгового штурма (мозговая атака, мозговой штурм, англ. brainstorming) — оперативный метод решения проблемы на основе стимулирования творческой активности, при котором участникам обсуждения предлагают высказывать возможно большее количество вариантов решения, в том числе самых фантастических. Затем из общего числа высказанных идей отбирают наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике. Является методом экспертного оценивания.

Для проведения мозговой атаки обычно создают две группы:

- участники, предлагающие новые варианты решения задачи;

- члены комиссии, обрабатывающие предложенные решения.

Правильно организованный мозговой штурм включает три обязательных этапа. Этапы отличаются организацией и правилами их проведения:

Постановка проблемы. Предварительный этап. В начале второго этапа проблема должна быть четко сформулирована. Происходит отбор участников штурма, определение ведущего и распределение прочих ролей участников в зависимости от поставленной проблемы и выбранного способа проведения штурма.
Генерация идей. Основной этап, от которого во многом зависит успех (см. ниже) всего мозгового штурма. Поэтому очень важно соблюдать правила для этого этапа:

Главное — количество идей. Не делайте никаких ограничений.
Полный запрет на критику и любую (в том числе положительную) оценку высказываемых идей, так как оценка отвлекает от основной задачи и сбивает творческий настрой.
Необычные и даже абсурдные идеи приветствуются.
Комбинируйте и улучшайте любые идеи.

Группировка, отбор и оценка идей. Этот этап часто забывают, но именно он позволяет выделить наиболее ценные идеи и дать окончательный результат мозгового штурма. На этом этапе, в отличие от второго, оценка не ограничивается, а наоборот, приветствуется. Методы анализа и оценки идей могут быть очень разными.

Перед самим сеансом мозгового штурма, ведущий производит четкую постановку решаемой задачи. В ходе мозгового штурма участники высказывают свои идеи решения поставленной задачи, причём как логичные, так и абсурдные. В процессе мозгового штурма, как правило, вначале решения не отличаются высокой оригинальностью, но по прошествии некоторого времени типовые, шаблонные решения исчерпываются и у участников начинают возникать необычные идеи. Все идеи записываются ведущим. Затем, когда все идеи высказаны, производится их анализ, развитие и отбор. В итоге находится максимально эффективное и часто нетривиальное решение задачи.

Успех мозгового штурма сильно зависит от психологической атмосферы и активности обсуждения, поэтому роль ведущего в мозговом штурме очень важна. Именно он может «вывести из тупика» и вдохнуть свежие силы в процесс.

Изобретателем метода мозгового штурма считается Алекс Осборн. Одним из продолжений метода мозгового штурма является метод синектики.

Метод Дельфі

Метод Дельфи появился в 1950-е годы для анализа планов атомной войны США. Является методом экспертного оценивания. Дельфийский метод, а также теория, на которой он основан, неразрывно связаны с понятием согласия между экспертами.

Дельфийский метод основан на итеративной процедуре, с помощью которой комиссия экспертов опрашивается таким образом, что на ряд поставленных перед ними вопросов они отвечают в несколько этапов. Этот метод обладает тремя отличительными особенностями: 1) анонимностью, 2) управляемой обратной связью и 3) статистическим групповым ответом.

Члены комиссии отвечают на вопросы, не вступая в контакт друг с другом или даже не зная друг друга. Этим обеспечивается анонимность. Существование управляемой обратной связи следует из того, что после каждого этапа вопросов ответы табулируются и строится их вероятностное распределение.

Перед очередным этапом эксперты могут оценить результаты предыдущего цикла, правильность своих доводов и отклонение полученных ими результатов от среднего значения. Безусловно, на экспертов определенным образом воздействуют ответы, данные незнакомым им специалистами, и после нескольких итераций процесса будет достигнута большая степень согласия.

Дельфийский метод использовался в различных ситуациях, особенно в таких, когда ни одна из других процедур, представляющая ответы на сложные вопросы, не была пригодной.

Субъекты:

группы исследователей, каждый из которых отвечает индивидуально в письменной форме.
организационная группа — сводит мнения экспертов в 1.

Этапы: Предварительный:

подбор группы экспертов — чем больше, тем дольше — до 20.

Основной этап:

постановка проблемы — экспертам рассылается вопрос и предлагается его разбить на подвопросы. Организационная группа отбирает наиболее часто встречающиеся. Появляется 1 общий вопрос.
этот 1 вопрос рассылается экспертам. Их просят — можно ли добавить ещё что-то; достаточно ли Информации; есть ли дополнительная Информация по вопросу. В итоге — 20 ответов, где есть дополнительные аспекты, запрос Информации, предоставленная Информация.
рассылается улучшенный опросник — надо дать свой вариант решения, а также рассмотреть наиболее крайние точки зрения, высказанные другими экспертами. Эксперты должны оценить проблему по аспектам: эффективность, обеспеченность ресурсами, в какой степени соответствует проблеме.
итерации повторяются, пока не будет достигнута согласованность между экспертами, или не будет установлено отсутствие единого мнения по проблеме.

Аналитический:

проверка согласованности мнений экспертов, анализ полученных выводов и разработка рекомендаций для ЛПР

Критика — с 60-х:

беззащитность эксперта перед организационной группой — слишком большие полномочия.
мнение большинства — не обязательно правильное; креативное решение — меньшинства, наиболее эффективные решения — отбрасываются.
анализ — много времени. Минимум на каждый этап — сутки. Не подходит для оперативного анализа.
возрастает конформизм экспертов, стремление попасть в большинство.
возможность манипуляции экспертами организационной группой.

Противодействия:

подбор организационной группы из различных структур, научных и социальных школ.
ту же проблему прогнать через другую группу
самые оригинальные решения можно включать в качестве дополнений

Возможности дельфийского метода

Это метод стратегического планирования, прогнозирования. Это метод исследования. В противоположность научному методу дельфийский метод был специально построен для таких областей, в которых решения принимаются интуитивно, без доказательств и где преобладает неформальное мышление – при исследовании мягких систем.

Устраняет ряд недостатков, характерных при коллективном решении проблем

- злоупотребление служебным положением

- принуждение при голосовании

- другие отрицательные явления при работе коллектива

Метод не является рабочим инструментом для оперативного принятия решений. Также он не подходит для тех случаев, когда нет возможности изменить свое решение, или когда это сопряжено с большими трудностями. Следует предостеречь от попыток связать с дельфийским методом понятия точности и надежности, которые относятся к методам, предназначенных для исследования жестких систем.

В России применяется мало так как:

долгое время аналитика была централизована — высок конформизм экспертов
нужны независимые аналитические структуры — у нас их нет
стратегический анализ мало востребован — все акторы знают свои цели.
нет традиции проведения таких исследований — нет профессионалов, все эксперты знают друг друга и их очень мало.

Разновидность дельфийского метода – метод "дельфийское совещание" (Туроф). Организация совещаний с помощью терминалов ЭВМ. Обладает преимуществами дельфийского метода (управляемой обратной связью и анонимностью) и лишен некоторых недостатков – продолжительных интервалов между итерациями и трудностей ускорения взаимодействия между участниками, не разрешая им при этом вступать в прямой контакт друг с другом. Метод дельфийского совещания имеет большее значение для расширения возможностей человеческого интеллекта, чем для достижения согласия.

Метод дерева цілей

Дерево цілей створюється послідовним розділенням глобальної мети на підмети, а їх, у свою чергу на дрібніші підмети (функції). В дереві цілей глобальна мета відповідає системі в цілому, а кожна підмета означає мету відповідної підсистеми.

На малюнку показано, що кожна гілка дерева цілей на кожному рівні розділюється на гілки наступного,нижчого рівня.

Точка разветвления называется вершиной. Из каждой вершины должны исходить не менее двух ветвей. В построении “дерева целей” необходимо отметить условия:

1) исходящие из одной вершины ветви должны образовывать замкнутое множество;

2) ветви, исходящие из одной вершины, должны быть взаимно исключающими, то есть не должно быть частичного совпадения объектов, представленных двумя различными ветвями, исходящими из одной вершины.

К вопросу об иерархии целей

"Чем сложнее система, тем больше разнообразие внешних воздействий, на которые она реагирует. Но всегда на определённое воздействие (или определённую комбинацию внешних воздействий) система всегда должна дать только определённую реакцию (однозначную реакцию), или определённый комплекс реакций (однозначный комплекс реакций). Т.е., система всегда реагирует только на одно определённое внешнее воздействие, и всегда даёт только одну определённую реакцию.

Но мы всегда видим «много»-реактивные системы. Например, мы реагируем на свет, на звук, на температуру и т.д. При этом мы можем стоять, бежать, лежать, кушать, кричать и т.д. Т.е., мы реагируем на много внешних воздействий и делаем много различных действий.

Здесь нет противоречия, так как и цели, и реакции могут быть простыми и сложными. Конечная главная цель системы является логической суммой подцелей её подсистем. Цель складывается из подцелей. Например, у живого организма есть только одна, но очень сложная цель – выжить , во что бы то ни стало, а для этого он должен питаться. А для этого необходимо доставить пищу из окружающей среды к клеткам тканей. А для этого нужно сначала добыть её. А для этого нужно уметь быстро бегать (летать, кусать, хватать и т.д.). Затем нужно её размельчить, иначе не проглотить (жевание). Затем нужно «размельчить» длинные молекулы белка (желудочное пищеварение). Затем нужно ещё больше «размельчить» обрывки молекул белков (пищеварение в 12-ти-перстной кишке). Затем нужно внедрить переваренную пищу в кровь, притекающую к кишечнику (пристеночное пищеварение). Затем нужно... И таких «нужно» может быть очень много. Но каждое из этих «нужно» является определённой подцелью на каждом уровне иерархии целей. И для каждой такой подцели существует определённая подсистема на соответствующем уровне иерархии подсистем. И каждая из них выполняет свою функцию. И, таким образом, набирается много функций у системы. Но вся эта иерархия функций необходима для одной единственной кардинальной цели – выжить в этом мире.

Следовательно, мы можем оценивать любые живые организмы по этому признаку – выживаемости в каких-либо условиях. Для этого кардинальная цель дробится на подцели – уметь двигаться, вырабатывать энергию, реагировать на внешние раздражители и т.д., кардинальная цель дробится на более мелкие и более простые цели (иерархия целей).

Если учитывать иерархию целей, иерархию систем и иерархию внешних воздействий, то всегда можно определить только одно, хотя и сложное, внешнее воздействие и только одну, хотя и сложную, реакцию. Любая множественность укладывается в одно суммарное внешнее воздействие и одну суммарную реакцию, в зависимости от уровня иерархии.

Любой объект является системой и состоит из элементов, а каждый элемент предназначен для решения соответствующих подцелей (подзадач). У системы есть общая определённая цель, а любой из её элементов сам является системой (подсистемой данной системы), имеющей собственную цель (подцель) и собственный результат действия. Когда мы говорим «общую определённую цель», мы имеем ввиду не цели элементов системы, а ту генеральную цель, которая достигается путем их взаимодействия. У системы есть цель, которой нет у каждого её элемента в отдельности. Но генеральная цель системы дробится на подцели и эти подцели уже являются целями её элементов" [Гайдес].

Первой методикой системного анализа, в которой были определены порядок, методы формирования и оценки приоритетов элементов структур целей (названных в методике "деревьями целей"), была методика PATTERN (Planning Assistance Through Technical Evaluation of Relevance Numbers – помощь планированию посредством относительных показателей технической оценки). Методика PATTERN разработана для повышения эффективности процессов принятия решений в области долгосрочной научно-технической ориентации крупной промышленной фирмы [8]. Сущность метода PATTERN заключается в следующем. Исходя из сформулированных целей потребителей продукции фирмы, на прогнозируемый период осуществляется построение дерева целей. Для каждого уровня дерева целей вводится ряд критериев. С помощью экспертной оценки определяются веса критериев и коэффициенты значимости, характеризующие важность вклада целей в обеспечение критериев. Значимость некоторой цели определяется коэффициентом связи, представляющим сумму произведений всех критериев на соответствующие коэффициенты значимости. Общий коэффициент связи некоторой цели (относительно достижения цели высшего уровня) определяется путем перемножения соответствующих коэффициентов связи в направлении вершины дерева.

Возьмем простую, на первый взгляд, систему – автомобиль. Ее целевая функция известна: доставить груз из точки А в точку В. Но если мы поставим задачу детализации (квантификации) этой цели, мы получим множество противоречивых критериев в зависимости от вида груза, удобств, стоимости и т.п. Если система уже существует, мы можем корректировать не ее функции, а только свои ожидания, т.е. цели. Или заниматься ее модернизацией, например, тюнигом автомобиля. Эти же соображения касаются и информационных систем. Если современное предприятие уже существует, то у него уже есть в том или ином виде информационная система (или комплекс). Исходя из этого, при внедрении новых систем специалисты должны четко понимать, что существующая инфраструктура при ее создании предполагала достижение каких-либо целей. И цели новой системы должны, как минимум, учитывать их. Это дополнительно усложняет целеполагание. Только в том случае, когда система только создается, есть возможность корректно построить дерево целей и реализовать именно то, что требуется. Какими критериями должны обладать цели, чтобы реализация системы прошла успешно? В первую очередь, это корректность. Во вторую – полнота и непротиворечивость. Если с корректностью и полнотой все очевидно, с противоречивостью целей при создании сложных систем приходится бороться значительно дольше. Сложно создать один и тот же автомобиль для перевозки людей и кирпича.

Еще сложнее разработать дерево целей для специализированных заказных систем. В частности, большинство автоматизированных систем управления (АСУ) являются заказными. В работу таких систем вовлекаются разные слои пользователей, начиная с операторов, вносящих информацию в систему, и заканчивая учредителями предприятия. Очевидно, что цели последних имеют больший приоритет, но при проектировании таких систем из-за недостатка времени они мало уделяют внимания системе. В итоге цели смещаются, и конечный результат чаще всего не устраивает топ-менеджеров компании. Каков выход из сложившейся ситуации? Очевидно, что при создании и автомобиля, и АСУ необходимо как можно раньше зафиксировать основные цели и начать их детализацию. При появлении противоречивых целей необходимо решать соответствующие задачи оптимизации в соответствии с утвержденными критериями. В третью очередь, цели должны быть измеримы. Этот критерий позволяет однозначно толковать достижимость цели. Необходимо помнить, что измеримость бывает 3 категорий: интервальная (конкретное значение, интервал), порядковая (больше-меньше и т.п.) и категорийная (да-нет и т.п.). Ну и, конечно, цели должны быть полезны. Правильность выбора цели определяет правильность разработки системы, но не обеспечивает эту разработку. Что еще необходимо знать, чтобы правильно построить и использовать искусственную систему? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим, как система рождается и почему погибает.

Морфологічний метод

Морфологічний метод – це метод, що ґрунтується на вивченні морфології деякого об’єкта або проблеми. Суть морфології полягає в тому, що будь-яка система може бути описана деяким набором основних признаків. Для кожного признаку може бути обмежена кількість значень. Усі можливі значення для усіх признаків утворюють поле варіантів, в якому міститься оптимальний варіант системи.

Історія. Морфологический метод имеет давнюю предысторию. Его прообразом можно считать логическую систему построения и выведения догматов религии Ars Magna («Великое Искусство») Раймундо Луллия (1235—1315). Луллий задумал доказать истинность христианского вероучения. Основная идея работы состояла в том, что структура любого знания определяется небольшим количеством изначальных понятий, и что, комбинируя эти понятия, можно вывести все знания о мире. В современной форме морфологический метод воссоздан швейцарским астрофизиком Ф. Цвики (F. Zwicky). Ему впервые удалось обобщить идеи морфологического анализа и облечь их в форму конкретного алгоритма. Не будучи специалистом в ракетостроении, Ф. Цвики использовал морфологический анализ для получения ряда интересных технических решений в этой области. Кроме того, опираясь на морфологический метод, он предсказал существование нейтронных звезд. В 1942 г. Ф.Цвикки обнародовал ряд методов, которыми рекомендовалось пользоваться при решении научных и технических задач. Сначала этих методов было семь, впоследствии Цвикки остановился на трех основных, сочтя остальные либо недостаточно эффективными, либо недостаточно самостоятельными. В их числе:

1. Метод морфологічного ящика (ММЯ)

2. Метод заперечення та конструювання (МЗК)

3. Метод систематичного покриття поля (МСПП)

Совокупность методов Цвикки получила название "морфологический подход". Вообще говоря, по мнению Цвикки, морфологический подход - это вовсе не метод и не совокупность методов, а своеобразное мировоззрение, миропонимание. Вот как он сам писал в предисловии к одной из своих книг [ ] :

"Цель морфологического исследования - увидеть перспективу полного "поля знаний" о предмете. Это может быть поле материальных объектов, поле явлений или поле отношений, концепций, идей или теорий. Чтобы получить желаемую общую перспективу такого поля, морфолог ("morphologist - термин Ф.Цвикки) должен иметь внутреннюю мотивацию к исследованию без предубеждений. Одни обладают такими способностями, другие - нет, и почему это так, до сих пор остается тайной природы. Сейчас мы просто должны принять за аксиому тот факт, что лишь немногим дана способность отказаться, от всех основных предубеждений. Это люди, не порабощенные догматизмом, которых не поколеблют ни групповые интересы, ни расовый, религиозный или партийный фанатизм и которые в случае необходимости могут идти и идут в одиночку на любые проблемы жизни, именно они - врожденные морфологи".

Сущность морфологического метода. заключается в следующем. В рассматриваемом объекте выделяют несколько наиболее важных (морфологических) признаков. Каждый признак может характеризовать, например, какой-то конструктивный узел или свойство технические системы, какие-то ее параметры, от которых зависит решение проблемы. В простейшем случае морфологический метод предусматривает просмотр двумерной морфологической карты: выбирают две важнейшие характеристики технической системы, составляют по каждой из них список всевозможных видов и форм, а затем строят таблицу, осями которой являются эти списки. Клетки этой таблицы соответствуют вариантам технической системы.

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 204; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!