Принципы и закономерности системного анализа Цели задачи

Принципы и закономерности системного анализа

Цели задачи системного анализа Системный анализ – это методология теории систем, заключающаяся в исследовании любых объектов посредством представления их в качестве систем и последующего анализа. Системный анализ предназначен для решения сложных проблем в условиях неопределенности, вызванной наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке. Целью системного анализа является приятие наилучшего решения из существующих альтернатив. В системном анализе решение проблемы определяется как деятельность, которая сохраняет или улучшает характеристики системы или создает новую систему с заданными качествами. Приемы и методы системного анализа направлены на разработку альтернативных вариантов решения проблемы, выявление масштабов неопределенности по каждому варианту и сопоставление вариантов по их эффективности.

Задачи системного анализа Основными задачами системного анализа являются: • задача декомпозиции означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких элементов; • задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы, ее элементов и окружающей среды с целью определения закономерностей поведения системы; • задача синтеза состоит в том, чтобы на основе знаний о системе, полученных при решении первых двух задач, создать новую модель системы, определить ее структуру, параметры, обеспечивающие эффективное функционирование системы, решение задач и достижение поставленных целей.

Основные задачи и функции системного анализа Структура системного анализа Декомпозиция Анализ Синтез Определение и декомпозиция общей Функционально-структурный цели, основной функции анализ Разработка модели системы Выделение системы из среды Морфологический анализ (анализ взаимосвязи компонентов) Структурный синтез Описание воздействующих факторов Генетический анализ (анализ предыстории, тенденций, прогнозирование) Параметрический синтез Описание тенденций развития, неопределенностей Анализ аналогов Оценка новой системы Описание как «черного ящика» Анализ эффективности Функциональная, компонентная и структурная декомпозиция Формирование требований к создаваемой системе

Основные принципы системного анализа • Конечной цели, цели исследования, определение основных свойств функционирующей системы, ее назначения, показатели качества и критерии оценки; • Измерения, суть этого принципа в сопоставимости ее параметров с параметрами системы высшего уровня, т. е. внешней среды; • Эквифинальности – определение формы устойчивого развития по отношению к начальным и граничным условиям; • Единства – рассмотрение системы как целого и совокупности элементов, ориентация на «взгляд внутри» системы;

Основные принципы системного анализа (продолжение) • • Взаимосвязи – процедуры определения связей, как внутри самой системы (между элементами), так и с внешней средой (другими системами); Модульного построения – выделение функциональных моделей и описание совокупности их входных и выходных параметров, что позволяет избежать детализации (абстрактная модель системы); Иерархии – определение иерархии частей системы и их ранжирование, что упрощает разработке новой системы и устанавливает порядок ее рассмотрения; Функциональности – совместное рассмотрение структуры и функций системы. В случае внесения новых функций в систему, следует разрабатывать и новую структуру, а не включать новые функции в старую структуру. Функции связаны с процессами, которые требуют анализа различных потоков (материальных, энергии, информации), которые определяют состояние системы. Структура всегда ограничивает потоки в пространстве и во времени;

Основные принципы системного анализа (продолжение) • Развития – определение закономерностей ее функционирования и потенциала к развитию, адаптации к изменениям, расширению, усовершенствованию, встраивание новых модулей на основе единства целей развития; • Децентрализации – сочетание централизации и децентрализации в системе управления системой; • Неопределенности – учет факторов неопределенности и случайных факторов воздействия, как в самой системе, так и со стороны внешней среды.

Основные логические этапы • • • постановка целей системного анализа; поиск и выбор средств достижения целей; выбор критериев оценки альтернатив достижения целей.

Содержание этапов системного анализа функционирование Реальная система, включавшая проблему 1 декомпозиция Анализируемая система (общее представление) 2 Анализируемая система (детальное представление) анализ синтез 3 реализация Новая синтезируемая система 4 Предлагаемая физическая система Оценка системы Оценка снятия проблемы 5

На этапе декомпозиции осуществляются: 1. Определение и декомпозиция общих целей решения проблемы, основной функции системы как ограничение развития в пространстве состояния системы или области допустимых условий существования (определяется дерево целей и дерево функций). 2. Выделение системы из среды по критерию участия каждого элемента системы в процессе, приводящим к искомому результату на основе рассмотрения системы в качестве составной части надсистемы. 3. Определение и описание воздействующих факторов. 4. Описание тенденций развития и неопределенностей разного вида. 5. Описание системы как «черного ящика» . 6. Декомпозиция системы по функциональному признаку, по виду, входящих в нее элементов, по структурным особенностям (по виду отношений между элементами). Уровень декомпозиции определяется исходя из поставленной цели исследования. Декомпозиция осуществляется в виде подсистем, которые могут представлять собой последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов и соединение элементов с обратной связью.

На этапе анализа осуществляется детальная проработка системы, которая включает: 1. 2. 3. 4. 5. 6. . Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к новой системе. Он включает уточнение состава и закономерностей функционирования элементов, алгоритмы функционирования и взаимодействия подсистем (элементов), разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояния, временных параметров, анализ целостности системы, формирование требований к создаваемой системе Анализ взаимосвязей компонентов (морфологический анализ). Генетический анализ (предыстория, причины развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов). Анализ аналогов. Анализ эффективности по результативности, ресурсоемкости, оперативности. Он включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, оценивание результатов анализа и анализ полученных оценок. Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничения.

На этапе синтеза осуществляется: 1. Разработка модели требуемой системы, которая включает выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения. 2. Синтез альтернативных структур системы, позволяющих решить проблему. 3. Синтез параметров системы, снимающих проблему. 4. Оценку вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценки, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценки, анализ результатов, выбор наилучшего варианта). 5. Оценка степени решения проблемы осуществляется при завершении системного анализа.