Системный анализ определение и виды
Системный анализ представляет собой важный объект методологических исследований и одно из наиболее бурно развивающихся научных направлений. Ему посвящено множество монографий и статей.
Популярность системного анализа ныне столь велика, что можно перефразировать известный афоризм выдающихся физиков Уильяма Томсона и Эрнеста Резерфорда относительно науки, которую можно разделить на физику и собирание марок. Действительно, среди всех методов анализа системный — настоящий король, а все другие методы можно с уверенностью отнести к его невыразительной прислуге.
Дисциплина, именуемая «системный анализ», родилась в силу возникшей необходимости вести исследования междисциплинарного характера. Создание сложных технических систем, проектирование сложных народнохозяйственных комплексов и управление ими, анализ экологических ситуаций и многие другие направления инженерной, научной и хозяйственной деятельности требовали организации исследований, которые носили бы нетрадиционный характер. Они требовали объединение усилий специалистов разных научных профилей, унификации и согласования информации, получаемой в результате исследований конкретного характера. Успешное развитие подобных междисциплинарных или, как иногда говорят, системных или комплексных исследований во многом обязано тем возможностям обработки информации, использованию математических методов, которые появились вместе с электронной вычислительной техникой и дали одновременно не только инструмент, но и язык высокой степени универсальности.
Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т. д. Таким образом, системный анализ – это дисциплина, занимающаяся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы. Поэтому истоки системного анализа, его методических концепций лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений, теории исследования операций и общей теории управления.
Становление новой дисциплины следует датировать концом XIX и началом XX века, когда появились первые работы по теории регулирования, когда в экономике начали впервые говорить об оптимальных решениях, то есть когда появились первые представления о функции цели (полезности). Развитие теории определялось, с одной стороны, развитием математического аппарата, появлением приемов формализации, а с другой – новыми задачами, возникавшими в промышленности, военном деле, экономике. Особенно бурное развитие теория системного анализа получила после пятидесятых годов, когда на основе теории эффективности, теории игр, теории массового обслуживания появилась синтетическая дисциплина – «исследование операций». Она затем постепенно переросла в системный анализ, который явился синтезом исследования операций и теории управления.
Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований – математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.[10]
Системный анализ — совокупность методов и средств исследования сложных, многоуровневых и многокомпонентных систем, объектов, процессов; опирается на комплексный подход, учет взаимосвязей и взаимодействий между элементами системы.
Изучение объектов и явлений как систем привело к формированию новой научной методологии — системного подхода. Рассмотрим основные черты системного подхода:
— применяется к исследованию и созданию объектов как систем и относится только к системам;
— иерархичность познания, требующая многоуровневого изучения предмета: изучение самого предмета, изучение этого же предмета как элемента более широкой системы и изучение этого предмета в соотношении с составляющими данного предмета;
— изучение интегративных свойств и закономерностей систем и комплексов систем, раскрытие базисных механизмов интеграции целого;
— направленность на получение количественных характеристик, создание методов, сужающих неоднозначность понятий, определений, оценок.
Системный анализ позволяет выявить целесообразность создания либо совершенствования организации, определить, к какому классу сложности она относится, выявить наиболее эффективные методы научной организации труда. Системный анализ деятельности предприятия либо организации проводится на ранних стадиях работ по созданию конкретной системы управления. Это обусловлено:
— продолжительностью и трудоемкостью работ, связанных с предпроектным обследованием;
— подбором материалов для проведения исследования;
— выбором методов исследования;
— обоснованием экономической, технической и организационной целесообразности;
— разработкой компьютерных программ.
Конечной целью системного анализа является разработка и внедрение выбранной эталонной модели системы управления.
В соответствии с главной целью необходимо выполнить следующие исследования системного характера:
1. Выявить общие тенденции развития данного предприятия и его место и роль в современной рыночной экономике.
2. Установить особенности функционирования предприятия и его отдельных подразделений.
3. Выявить условия, обеспечивающие достижение поставленных целей.
4. Определить условия, препятствующие достижению целей.
5. Осуществить сбор необходимых данных для проведения анализа и разработки мероприятий по совершенствованию действующей системы управления.
6. Использовать передовой опыт других предприятий.
7. Изучить необходимые сведения для адаптации выбранной (синтезированной) эталонной модели к условиям рассматриваемого предприятия.
В процессе системного анализа учитываются следующие характеристики:
1) роль и место данного предприятия в отрасли;
2) состояние производственно-хозяйственной деятельности предприятия;
3) производственная структура предприятия;
4) система управления и ее организационная структура;
5) особенности взаимодействия предприятия с поставщиками, потребителями и вышестоящими организациями;
6) инновационные потребности (возможные связи данного предприятия с научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями);
7) формы и методы стимулирования и оплаты труда сотрудников.
Системный анализ начинается с уточнения или формулирования целей конкретной системы управления (предприятия или компании) и поиска критерия эффективности, который должен быть выражен в виде конкретного показателя. Как правило, большинство организаций являются многоцелевыми. Множество целей обусловлено особенностями развития предприятия и его фактическим положением в рассматриваемый период времени, а также состоянием окружающей среды.
Четко и грамотно сформулированные цели развития предприятия (компании) являются основой для системного анализа и разработки программы исследований.
Программа системного анализа, в свою очередь, включает перечень вопросов, подлежащих исследованию, и их приоритетность. Например, программа системного анализа может включать следующие разделы, предполагающие анализ:
— предприятия в целом;
— типа производства и его технико-экономической характеристики;
— подразделений предприятия, выпускающих продукцию (услуги), — основных подразделений;
— вспомогательных и обслуживающих подразделений;
— системы управления предприятием;
— форм связей документов, действующих на предприятии, маршрутов их движения и технологии обработки.[11]
Таким образом, каждый раздел программы представляет собой самостоятельное исследование и начинается с постановки целей и задач анализа. Этот этап работы является наиболее важным, так как от него зависит
весь ход проведения исследований, выбор приоритетных задач и в конечном итоге реформирование конкретной системы управления.[12]
Виды системного анализа. Довольно часто виды системного анализа сводят к методам системного анализа или к специфике системного подхода в системах различной природы. На самом деле бурное развитие системного анализа приводит к дифференциации его разновидностей по многим основаниям, в качестве которых выступают: назначение системного анализа; направленность вектора анализа; способ его осуществления; время и аспект системы; отрасль знания и характер отражения жизни системы. Классификация по этим основаниям приведена в Приложении Г (см.Приложение Г)
Данная классификация позволяет диагностировать каждую конкретную разновидность системного анализа. Для этого надо “пройти” по всем основаниям классификации, выбирая ту разновидность анализа, которая наилучшим образом отражает свойства применяемой разновидности анализа.
Итак, первостепенной задачей системного анализа является определение глобальной цели развития организации и целей функционирования. Имея конкретные, четко сформулированные цели, можно выявить и проанализировать факторы, способствующие либо препятствующие скорейшему достижению этих целей.
Источник
Научная электронная библиотека
1. История развития, атрибуты системного анализа, задачи системного анализа.
2. Категориальный аппарат системного анализа.
1. История развития, атрибуты системного анализа, задачи системного анализа
Системный анализ сравнительно молодая наука, которая, однако, имеет древние корни и применяется в любой предметной области, включая в себя как частные, так и общие методы и процедуры исследования. Эта наука в ходе познания новых связей и отношений объектов исследования применяет принципы системного подхода, которые не зависят от природы объектов исследования.
Изучение и практическое использование системного анализа накладывает определенные особенности на принципы мышления человека и позволяет вырабатывать унифицированные алгоритмы принятия решений в различных областях знаний. При этом мышление приобретает большую логичность, рациональность, системность, улучшается способность решать новые задачи, адаптироваться к работе в новых областях знаний. Системный анализ способствует также объективному познанию окружающего мира и процессов в нем,
В историческом плане системный анализ является преемником исследования операций – направления кибернетики, основанного на аппарате оптимального математического программирования, теории массового обслуживания, математической статистики, теории игр и др. Его возникновение было по существу реакцией прикладной науки на потребности решения экономических, военно-технических, административно-управленческих, производственных и других крупномасштабных проблем, где применение операционных методов оказалось малоэффективным.
Системный анализ признается в настоящее время наиболее конструктивным из направлений системных исследований. Этот термин впервые появился в 1948 г. в работах корпорации RAND в связи с задачами военного управления. Первая книга по системному анализу вышла в 1956 г. Ее издала корпорация RAND, а ее авторами были американские ученые Кан и Манн. В отечественной литературе системный анализ получил распространение после перевода книги С. Оптнера «Системный анализ деловых и промышленных проблем» (1967 г.).
Слово «система» (организм, строй, союз, целое, составленное из частей) возникло в Древней Греции около 2000 лет назад. В античной философии подчеркивалось, что мир не есть хаос, а обладает внутренним порядком, собственной организацией и целостностью. Древние ученые (Аристотель, Демокрит, Платон и др.) рассматривали сложные тела, процессы и мифы мироздания как составленные из различных систем (например, атомов или метафор).
Эпоха зарождения основ системного анализа была характерна рассмотрением чаще всего систем физического или философского происхождения. При этом постулат (Аристотеля): «Важность целого превыше важности его составляющих» сменился позже на новый постулат (Галилея): «Целое объясняется свойствами его составляющих».
Далее развитие системного анализа происходило под влиянием различных философских воззрений, теорий о структуре познания и возможности предсказания (Бэкон, Гегель, Ламберт, Кант, Фихте и др.). В результате такого развития системный анализ вышел на позиции методологической науки.
Естествоиспытатели XIX–XX вв. (Богданов, Берталанфи, Винер, Эшби и др.) не только актуализировали роль модельного мышления и моделей в естествознании, но и сформировали основные системообразующие принципы, принципы системности научного знания, «соединили» теорию открытых систем, философские принципы и достижения естествознания.
Современное развитие системный анализ получил под влиянием достижений как классических областей науки (математика, физика, химия, биология, история и др.), так и неклассических областей (синергетика, информатика, когнитология, теории нелинейной динамики и динамического хаоса, катастроф, нейроматематика, нейроинформатика и др.).
Системный анализ тесно связан с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а системный анализ – общие методы формального, межпредметного анализа предметных областей, выявления и описания, изучения их системных инвариантов. Можно дать и философское определение системного анализа: системный анализ – это прикладная диалектика (учение о всеобщей связи и развитии).
В общем виде системный анализ – совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной природы и характера, междисциплинарных проблем.
Системный анализ – это совокупность методов и средств выработки, принятия и обоснования оптимального решения из многих возможных альтернатив, управления сложными системами.
В соответствии с принципом системного подхода, каждая система влияет на другую систему. Весь окружающий мир – взаимодействующие системы. Цель системного анализа – выяснить эти взаимодействия, их потенциал и «направить их на службу человека».
Необходимые атрибуты системного анализа как научного знания:
– наличие предметной сферы – системы и системные процедуры;
– выявление, систематизация, описание общих свойств систем;
– выявление и описание закономерностей и инвариантов (неизмене-ний) в этих системах;
– актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой;
– накопление, хранение, актуализация знаний о системах.
Попробуем сформулировать ответы на вопрос «Кому нужны знания системного анализа?»
Во-первых, в какой-то мере всем, поскольку окружающая нас действительность ставит сегодня перед нами все более сложные задачи и проблемы, успешное решение которых требует системного подхода. Жизнь современного человека требует быстрого анализа ситуаций, процессов и явлений, которые все более усложняются.
Во-вторых, специалистам инженерного и гуманитарного профиля. Дело в том, что инженеры, даже не изучая специальных дисциплин по системному анализу, приобретают системное видение мира в процессе изучения своей предметной области, поскольку сама инженерная деятельность по своей сути системна. А что касается гуманитарных специальностей, то при их подготовке в незначительной степени даются системные представления, что порождает низкую эффективность их профессиональной деятельности с большими ресурсными, в том числе и материальными потерями.
В-третьих, будущим научным работникам. Только системный подход к научной работе позволяет грамотно проанализировать решаемые проблемы и предложить эффективные решения. Знание основ системного анализа дает будущим ученым уверенность в своих силах и позволяет самостоятельно планировать и выполнять большую часть работы над научными исследованиями.
Таким образом, неиспользование системного анализа не позволяет знаниям (закладываемым традиционным образованием) превращаться в умения и навыки их применения, в навыки ведения системной деятельности. В то же время системно мыслящий и действующий человек, как правило, прогнозирует и считается с результатами своей деятельности, соизмеряет свои желания (цели) и свои возможности (ресурсы) учитывает интересы окружающей среды, развивает интеллект, вырабатывает верное мировоззрение и правильное поведение в человеческих коллективах. Системный анализ обобщает методологию исследования систем, является прикладной наукой нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения.
Системный анализ, как научная и учебная дисциплина:
– комплексно изучает в содержательном плане закономерности, тенденции, механизмы, причины и последствия реализации процессов обособления, делокализации, возникновения, исчезновения, функционирования и развития объектов;
– устанавливает концептуальные подходы к идентификации состояния объектов и общие методы этой идентификации;
– определяет общие принципы и базовые технологии проектирования, адаптационной трансформации и использования систем управления.
Кратко системный анализ также можно определить как дисциплину, изучающую базовые закономерности функционирования и развития объектов, а также концептуальные методы управления ими.
Системный анализ чаще всего признается терминологическим синонимом системотехники. Иногда его нестрого именуют философией или общей методологией управления.
Системный анализ, как область науки и техники, включает совокупность принципов, методов и способов, направленных на анализ, создание и применение сложных систем в различных сферах деятельности.
Системный анализ – это методология решения проблем, основанная на структуризации систем и количественном сравнении альтернатив.
Системный анализ – это логически связанная совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и опыта практики разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения конкретной проблемы.
Задачи системного анализа:
1) Декомпозиция (разбитие на подзадачи).
2) Анализ (того, что получилось).
2. Категориальный аппарат системного анализа
Древнегреческий философ Платон говорил: «Перед тем, как затевать спор, необходимо договориться о терминах». Поэтому познакомимся с видами понятий, с которых должна начинаться каждая истинная наука (научная дисциплина).
Система. Толкований категории «система» в научной литературе можно найти великое множество. Выработать общие для всех конкретных приложений понятийный аппарат и способы исследования пока не удается. Приведем некоторые их них.
Система (греч. – «составленное из частей», «соединение», от «соединяю, составляю») – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.
Система – совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. (Л. фон Берталанфи)
Система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. (ISO 9000:2000)
Система – идущий процесс; набор имеющих данные свойства параметров, которыми являются вход, процесс, выход, управление через обратную связь и ограничение, и набор связей между параметрами и их свойствами. (Оптнер С.Л.)
Система – это то, что приобрело целостность и форму в результате постоянного взаимодействия частей. (Сенге П.)
Система – любой комплекс динамически связанных элементов; все, состоящее из связанных друг с другом частей. (Бир С.)
Проанализировав вышеприведенные определения можно сделать вывод, что любая система имеет следующие основные характеристики: компоненты; отношения (связи, посредством которых осуществляется взаимодействие между компонентами); границу; цель; внешнюю среду; вход, выход; интерфейс; законы, правила, ограничения функционирования.
Системные характеристики можно описать следующим образом:
1. Компонент есть либо неделимая часть, либо объект, состоящий из частей и называемый подсистемой. Подсистема – часть системы с некоторыми связями и отношениями. Любая система состоит из подсистем, подсистема любой системы может быть сама рассмотрена как система.
2. Компоненты взаимодействуют между собой таким образом, что функционирование одного влияет на функционирование другого компонента.
3. Все компоненты работают вместе, чтобы достичь цели существования системы.
4. Система имеет границу, внутри которой содержатся все компоненты, и которая устанавливает пределы системы, отделяя ее от других систем.
5. Система имеет законы, правила, ограничения функционирования.
Если объект обладает всеми признаками системы, то говорят, что он является системным. Приведенные примеры систем иллюстрируют наличие таких факторов системности, как:
– целостность и возможность декомпозиции на элементы (в вычислительной сети это вычислительные машины, средства связи и др.);
– наличие стабильных связей (отношений) между элементами;
– упорядоченность (организация) элементов в определенную структуру;
– наделение элементов параметрами;
– наличие интегративных свойств, которыми не обладают ни один из элементов системы;
– наличие цели функционирования и развития.
Классификаций систем в науке достаточно много. Так, например, одна из них предусматривает деление систем на два вида – абстрактные и материальные.
Материальные системы являются объектами реального времени. Среди всего многообразия материальных систем существуют естественные и искусственные системы.
Естественные системы представляют собой совокупность объектов природы и подразделяются на астрокосмические и планетарные, физические и химические.
Искусственные системы – это совокупность социально-экономических или технических объектов. Они могут быть классифицированы по нескольким признакам, главным из которых является роль человека в системе. По этому признаку можно выделить два класса систем: технические и организационно-экономические системы.
Абстрактные системы – это умозрительное представление образов или моделей материальных систем, которые подразделяются на описательные (логические) и символические (математические).
Описательные системы есть результат дедуктивного или индуктивного представления материальных систем. Их можно рассматривать как системы понятий и определений (совокупность представлений) о структуре, об основных закономерностях состояний и о динамике материальных систем.
Символические системы представляют собой формализацию логических систем, они подразделяются на три класса:
– статические математические системы или модели, которые можно рассматривать как описание средствами математического аппарата состояния материальных систем (уравнения состояния);
– динамические математические системы или модели, которые можно рассматривать как математическую формализацию процессов материальных (или абстрактных) систем;
– квазистатические (квазидинамические) системы, находящиеся в неустойчивом положении между статикой и динамикой, которые при одних воздействиях ведут себя как статические, а при других воздействиях – как динамические.
Каждая система обладает определенными свойствами, связанными с ее функционированием. Наиболее часто выделяют следующие свойства:
– синергичность, это максимальный эффект деятельности системы достигается только в случае максимальной эффективности совместного функционирования её элементов для достижения общей цели;
– эмерджентность, это появление у системы свойств, не присущих элементам системы; принципиальная несводимость свойства системы к сумме свойств составляющих её компонентов (неаддитивность);
– целенаправленность, это наличие у системы цели (целей) и приоритет целей системы перед целями её элементов;
– структурность, это возможность декомпозиции системы на компоненты, установление связей между ними;
– иерархичность, каждый компонент системы может рассматриваться как система; сама система также может рассматриваться как элемент некоторой надсистемы (суперсистемы);
– коммуникативность, существование сложной системы коммуникаций со средой в виде иерархии;
– адаптивность, это стремление системы к состоянию устойчивого равновесия, которое предполагает адаптацию параметров системы к изменяющимся параметрам внешней среды;
– интегративность, это наличие в системе системообразующих, системосохраняющих факторов;
Связь. Наибольшая смысловая нагрузка в системном анализе приходится на понятие «связь». Приведем примеры связей. Мозг человека развивается и состоит из 14 млрд. нервных клеток. Каждая из них имеет 5000 связей с другими. Любой закон природы и общества – это есть внутренняя, устойчивая, существенная связь и взаимная обусловленность явлений. Нет закона вне связи!
Связь предметов можно определить таким образом: два или более различных предмета связаны, если по наличию или отсутствию некоторых свойств у одних из них мы можем судить о наличии или отсутствии тех или иных свойств у других из них (возникновение и исчезновение предметов можно рассматривать как частный случай). Например, температура и давление данной массы газа связаны так, что с увеличением температуры (при всех прочих постоянных условиях) увеличивается давление. Зная о том, что температура увеличилась, мы можем делать вывод
об увеличении давления (если выяснены точные количественные соотношения, то они будут учтены и в выводах).
Среда. Среда – сфера, ограничивающая структурное образование системы. Среда есть все то, что воздействует на систему, но неподконтрольно ей. Воздействие среды на систему – это входные воздействия, или входы (перелистывание страниц брошюры человеком). Воздействие системы на среду – это выходные воздействия, реакция системы, или выходы (воздействие брошюры на зрение, обоняние, осязание читателя).
Структура и структурное исследование. Понятие структуры – одно из многозначных понятий. Невозможно даже перечислить все значения понятия структуры, в которых оно выступает у разных авторов. Одним из них является следующее: «Структура – все то, что вносит порядок во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели».
Примеры структур: извилины мозга, факультет, государственное устройство, кристаллическая решетка вещества, микросхема. Базовые топологии структур (систем): линейная, иерархическая, сетевая, матричная.
Линейная структура – структура станций метро на одной (не кольцевой) линии в одном направлении.
Иерархическая структура – структура управления вузом: «Ректор – Проректор – Декан – Заведующий кафедрой, подразделением – Преподаватель кафедры, сотрудник подразделения».
Сетевая структура – структура организации работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно.
Матричная структура – структура работников одного отдела, выполняющих работы по одной и той же теме.
Элемент. Понятие элемента обычно представляется интуитивно ясным. Однако надо иметь в виду, что для каждой конкретной системы это понятие не является абсолютным, однозначно определенным, поскольку исследуемая система может расчлениться существенно различными способами, и говорить об элементе можно лишь применительно к определенному из этих способов: другое расчленение может быть связано с выделением другого образования в качестве исходного элемента.
При заданном способе расчленения под элементом понимается такой минимальный компонент системы, совокупность которых складывается прямо или опосредованно в систему.
Заключение. Рассмотрена история появления и развития системного анализа. Изучены атрибуты системного анализа. Дается ответ на вопрос кому нужны знания системного анализа? Даны варианты определения системного анализа как научной и учебной дисциплины. Приведены задачи системного анализа.
Источник
Основные определения системного анализа
Системный анализ — наука, занимающаяся проблемой принятия решения в условиях анализа большого количества информации различной природы.
цель системного анализа( к конкретной проблеме)-повышение степени обоснованности принимаемого решения из множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания заведомо невыгодных.
В системном анализе выделяют
Методология включает определения используемых понятий и принципы системного подхода.
Элемент — некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), который обладает рядом важных для нас свойств, но внутреннее строение (содержание) которого безотносительно к цели рассмотрения.
Связь — важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией.
Система — совокупность элементов, которая обладает следующими признаками:
-связями, которые позволяют посредством переходов по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента совокупности;
-свойством, отличным от свойств отдельных элементов совокупности.
Практически любой объект с определенной точки зрения может быть рассмотрен как система. Вопрос состоит в том, насколько целесообразна такая точка зрения.
Большая система — система, которая включает значительное число однотипных элементов и однотипных связей.
В качестве примера можно привести мост с пролетами и опорами.
Сложная система — система, которая состоит из элементов разных типов и обладает разнородными связями между ними. В качестве примера можно привести ЭВМ, самолет или судно.
Автоматизированная система — сложная система с определяющей ролью элементов двух типов:
-в виде технических средств;
-в виде действия человека.
Для сложной системы автоматизированный режим считается более предпочтительным, чем автоматический.
Например, посадка самолета или управление автомобилем выполняется при участии человека, а автопилот или бортовой компьютер используется лишь на относительно простых операциях. Типична также ситуация, когда решение, выработанное техническими средствами, утверждается к исполнению человеком.
Структура системы — расчленение системы на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом.
Указанное расчленение может иметь материальную, функциональную, алгоритмическую или другую основу.
Пример материальной структуры — структурная схема сборного моста, которая состоит из отдельных, собираемых на месте секций и указывает только эти секции и порядок их соединения.
Пример функциональной структуры — деление двигателя внутреннего сгорания на системы питания, смазки, охлаждения, передачи крутящего момента
Пример алгоритмической структуры — алгоритм программного средства, указывающего последовательность действий или инструкция, которая определяет действия при отыскании неисправности технического устройства.
Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей.
Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединение и обратная связь
Декомпозиция— деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой.
Примерами будут: разделение объекта на отдельно проектируемые части, зоны обслуживания; рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для данной части системы.
Иерархия — структура с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другом. Виды иерархических структур разнообразны, но важных для практики иерархических структур всего две — древовидная и ромбовидная
Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации. Кроме того, в ней всегда удобно выделять иерархические уровни — группы элементов, находящиеся на одинаковом удалении от верхнего элемента.
Пример древовидной структуры — задача проектирования технического объекта от его основных характеристик (верхний уровень) через проектирование основных частей, функциональных систем, групп агрегатов, механизмов до уровня отдельных деталей.
Принципы системного подхода— это положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами.
Их часто считают ядром методологии. Это такие принципы, как:
-принцип конечной цели: абсолютный приоритет конечной цели;
-принцип единства: совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности элементов;
-принцип связности: рассмотрение любой части совместно с ее связями с окружением;
-принцип модульного построения: полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей;
-принцип иерархии: полезно введение иерархии элементов и(или) их ранжирование;
-принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой;
-принцип развития: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации;
-принцип децентрализации: сочетание в принимаемых решениях и управлении централизации и децентрализации;
-принцип неопределенности: учет неопределенностей и случайностей в системе.
Аппаратная реализация включает стандартные приемы моделирования принятия решения в сложной системе и общие способы работы с этими моделями. Модель строится в виде связных множеств отдельных процедур.
Системный анализ исследует как организацию таких множеств, так и вид отдельных процедур, которые максимально приспосабливают для принятия согласующихся и управленческих решений в сложной системе.
Модель принятия решения чаще всего изображается в виде схемы с ячейками, связями между ячейками и логическими переходами. Ячейки содержат конкретные действия — процедуры. Совместное изучение процедур и их организации вытекает из того, что без учета содержания и особенностей ячеек создание схем оказывается невозможным. Эти схемы определяют стратегию принятия решения в сложной системе.
Именно с проработки связанного множества основных процедур принято начинать решение конкретной прикладной задачи.
Отдельные же процедуры (операции) принято классифицировать на формализуемые и неформализуемые.
В отличие от большинства научных дисциплин, стремящихся к формализации, системный анализ допускает, что в определенных ситуациях неформализуемые решения, принимаемые человеком, являются более предпочтительными.
Системный анализ рассматривает в совокупности формализуемые и неформализуемые процедуры и одной из его задач является определение их оптимального соотношения.
Формализуемые стороны отдельных операций лежат в области прикладной математики и использования ЭВМ.
В ряде случаев математическими методами исследуется связное множество процедур и производится само моделирование принятие решения
. В этом и состоит математическая основа системного анализа.
Такие области прикладной математики, как исследование операций и системное программирование, наиболее близки к системной постановке вопросов.
Практическое приложение системного анализа чрезвычайно обширно по содержанию.
Важнейшими разделами являются научно-технические разработки и различные задачи экономики.
Источник
Основы системного анализа. Виды системного анализа
Системный анализ представляет собой важный объект методологических исследований и одно из наиболее бурно развивающихся научных направлений. Ему посвящено множество монографий и статей.
Популярность системного анализа ныне столь велика, что можно перефразировать известный афоризм выдающихся физиков Уильяма Томсона и Эрнеста Резерфорда относительно науки, которую можно разделить на физику и собирание марок. Действительно, среди всех методов анализа системный — настоящий король, а все другие методы можно с уверенностью отнести к его невыразительной прислуге.
Дисциплина, именуемая «системный анализ», родилась в силу возникшей необходимости вести исследования междисциплинарного характера. Создание сложных технических систем, проектирование сложных народнохозяйственных комплексов и управление ими, анализ экологических ситуаций и многие другие направления инженерной, научной и хозяйственной деятельности требовали организации исследований, которые носили бы нетрадиционный характер. Они требовали объединение усилий специалистов разных научных профилей, унификации и согласования информации, получаемой в результате исследований конкретного характера. Успешное развитие подобных междисциплинарных или, как иногда говорят, системных или комплексных исследований во многом обязано тем возможностям обработки информации, использованию математических методов, которые появились вместе с электронной вычислительной техникой и дали одновременно не только инструмент, но и язык высокой степени универсальности.
Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т. д. Таким образом, системный анализ – это дисциплина, занимающаяся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы. Поэтому истоки системного анализа, его методических концепций лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений, теории исследования операций и общей теории управления.
Становление новой дисциплины следует датировать концом XIX и началом XX века, когда появились первые работы по теории регулирования, когда в экономике начали впервые говорить об оптимальных решениях, то есть когда появились первые представления о функции цели (полезности). Развитие теории определялось, с одной стороны, развитием математического аппарата, появлением приемов формализации, а с другой – новыми задачами, возникавшими в промышленности, военном деле, экономике. Особенно бурное развитие теория системного анализа получила после пятидесятых годов, когда на основе теории эффективности, теории игр, теории массового обслуживания появилась синтетическая дисциплина – «исследование операций». Она затем постепенно переросла в системный анализ, который явился синтезом исследования операций и теории управления.
Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований – математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.[10]
Системный анализ — совокупность методов и средств исследования сложных, многоуровневых и многокомпонентных систем, объектов, процессов; опирается на комплексный подход, учет взаимосвязей и взаимодействий между элементами системы.
Изучение объектов и явлений как систем привело к формированию новой научной методологии — системного подхода. Рассмотрим основные черты системного подхода:
— применяется к исследованию и созданию объектов как систем и относится только к системам;
— иерархичность познания, требующая многоуровневого изучения предмета: изучение самого предмета, изучение этого же предмета как элемента более широкой системы и изучение этого предмета в соотношении с составляющими данного предмета;
— изучение интегративных свойств и закономерностей систем и комплексов систем, раскрытие базисных механизмов интеграции целого;
— направленность на получение количественных характеристик, создание методов, сужающих неоднозначность понятий, определений, оценок.
Системный анализ позволяет выявить целесообразность создания либо совершенствования организации, определить, к какому классу сложности она относится, выявить наиболее эффективные методы научной организации труда. Системный анализ деятельности предприятия либо организации проводится на ранних стадиях работ по созданию конкретной системы управления. Это обусловлено:
— продолжительностью и трудоемкостью работ, связанных с предпроектным обследованием;
— подбором материалов для проведения исследования;
— выбором методов исследования;
— обоснованием экономической, технической и организационной целесообразности;
— разработкой компьютерных программ.
Конечной целью системного анализа является разработка и внедрение выбранной эталонной модели системы управления.
В соответствии с главной целью необходимо выполнить следующие исследования системного характера:
1. Выявить общие тенденции развития данного предприятия и его место и роль в современной рыночной экономике.
2. Установить особенности функционирования предприятия и его отдельных подразделений.
3. Выявить условия, обеспечивающие достижение поставленных целей.
4. Определить условия, препятствующие достижению целей.
5. Осуществить сбор необходимых данных для проведения анализа и разработки мероприятий по совершенствованию действующей системы управления.
6. Использовать передовой опыт других предприятий.
7. Изучить необходимые сведения для адаптации выбранной (синтезированной) эталонной модели к условиям рассматриваемого предприятия.
В процессе системного анализа учитываются следующие характеристики:
1) роль и место данного предприятия в отрасли;
2) состояние производственно-хозяйственной деятельности предприятия;
3) производственная структура предприятия;
4) система управления и ее организационная структура;
5) особенности взаимодействия предприятия с поставщиками, потребителями и вышестоящими организациями;
6) инновационные потребности (возможные связи данного предприятия с научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями);
7) формы и методы стимулирования и оплаты труда сотрудников.
Системный анализ начинается с уточнения или формулирования целей конкретной системы управления (предприятия или компании) и поиска критерия эффективности, который должен быть выражен в виде конкретного показателя. Как правило, большинство организаций являются многоцелевыми. Множество целей обусловлено особенностями развития предприятия и его фактическим положением в рассматриваемый период времени, а также состоянием окружающей среды.
Четко и грамотно сформулированные цели развития предприятия (компании) являются основой для системного анализа и разработки программы исследований.
Программа системного анализа, в свою очередь, включает перечень вопросов, подлежащих исследованию, и их приоритетность. Например, программа системного анализа может включать следующие разделы, предполагающие анализ:
— предприятия в целом;
— типа производства и его технико-экономической характеристики;
— подразделений предприятия, выпускающих продукцию (услуги), — основных подразделений;
— вспомогательных и обслуживающих подразделений;
— системы управления предприятием;
— форм связей документов, действующих на предприятии, маршрутов их движения и технологии обработки.[11]
Таким образом, каждый раздел программы представляет собой самостоятельное исследование и начинается с постановки целей и задач анализа. Этот этап работы является наиболее важным, так как от него зависит
весь ход проведения исследований, выбор приоритетных задач и в конечном итоге реформирование конкретной системы управления.[12]
Виды системного анализа. Довольно часто виды системного анализа сводят к методам системного анализа или к специфике системного подхода в системах различной природы. На самом деле бурное развитие системного анализа приводит к дифференциации его разновидностей по многим основаниям, в качестве которых выступают: назначение системного анализа; направленность вектора анализа; способ его осуществления; время и аспект системы; отрасль знания и характер отражения жизни системы. Классификация по этим основаниям приведена в Приложении Г (см.Приложение Г)
Данная классификация позволяет диагностировать каждую конкретную разновидность системного анализа. Для этого надо “пройти” по всем основаниям классификации, выбирая ту разновидность анализа, которая наилучшим образом отражает свойства применяемой разновидности анализа.
Итак, первостепенной задачей системного анализа является определение глобальной цели развития организации и целей функционирования. Имея конкретные, четко сформулированные цели, можно выявить и проанализировать факторы, способствующие либо препятствующие скорейшему достижению этих целей.
Источник