Системний аналіз Шарова Олена Степанівна, к. т. н. , доцент кафедри технологій управління, Сертифікований проектний менеджер Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 1
Тема 2. Розкриття невизначеностей та аналіз багатофакторних ризиків Тема 2. 1 Розкриття невизначеностей у задачах системного аналізу Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 2
Тема 2. 1 Об’єкт дослідження Частина світу, яку людина (експерт) впродовж скінченного проміжку часу як єдине ціле вибирає, досліджує, створює, використовує або виконує з ним інші дії, причому все це робиться задля досягнення поставлених цілей. Система є об’єктом дослідження. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 3
Тема 2. 1 n n Технічна система – матеріальний цілісний об'єкт, призначений для виконання певної функції в заданих умовах, технічно реалізований на основі впорядкованої скінченної множини функціонально взаємозалежних, структурно взаємопов’язаних функціональних елементів, які технологічно взаємодіють. Складна технічна система - матеріальний цілісний об'єкт, призначений для виконання скінченної множини функцій в заданих умовах, технічно реалізований на основі впорядкованої скінченної множини функціонально взаємозалежних, структурно взаємопов’язаних функціональних технічних систем, які технологічно взаємодіють. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 4
Тема 2. 1 Поняття системної задачі • Неоднозначність та суперечливість вимог до виробу • Суперечливість цілей і неоднозначність умов застосування виробу • Нескінченність і непрогнозованість ситуацій ризику на різних стадіях життєвого циклу виробу Результати розв’язання задачі: • Практична необхідність; • Технологічна можливість; • Економічна доцільність; • Оцінка ступенів та рівнів ризику на кожній стадії ЖЦ виробу: для прийняття рішень з прийнятним рівнем ризику Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 5
Поєднання життєвих циклів проекту та продукту Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 6
Тема 2. 1 Відмінності системних задач • Структура впорядкованості і взаємозалежності зв’язків між множинами вихідних даних задачі і множинами результатів розв’язання • Погодженість і впорядкованість вимог до цих множин • Рівень обчислювальної складності задачі • Ступінь структурованості та рівень формалізованості задачі Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. Системні задачі, задачі теорії управління, задачі теорії ігор Ознаки системних задач 7
Тема 2. 1 Перша фаза розробки виробу нової техніки • НДР або НДДКР (для унікальних виробів, які не мають прототипів та аналогів); • Розробка технічної пропозиції; • Розробка технічного завдання; Максимальна невизначеність інформації про структуру та принцип реалізації виробу • Ескізне проектування та розробка >$1000 ескізного проекту; • Технічне проектування і розробка технічного проекту; • Макетування й доведення виробу (може включати процедури розробки та випробування макета, експериментального зразка); • Випробування й доведення дослідного зразка. $1 Найвідповідальніші рішення: визначення концепції, технології розробки, виробництва та експлуатації СТС >$1000000 Самостійно вивчити особливості кожного етапу першої фази розробки виробу нової техніки: що і з якою метою відбувається, хто виконує які дії під час етапу, вхідна Університет економіки та права інформація, вихідна інформація. "КРОК" Шарова О. С. Вартість усунення помилок за 8 етапами
Тема 2. 1 Особливості системної задачі • Багатокритеріальність • Багатофакторність • Багатопараметричність Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 9
Тема 2. 1 Фундаментальні властивості системної методології n n n Результативність – це властивість методології як робочого інструментарію користувача забезпечити можливість одержати практично прийнятний розв’язок прикладних системних задач, що характеризуються неповнотою, неточністю, суперечливістю, невизначеністю вихідної інформації. Прийнятний розв’язок – це той, що задовольняє дослідника з погляду необхідної точності, достовірності та обґрунтованості. Ефективність – це властивість забезпечувати кінцевий результат у формі розв’язків реальних системних задач за прийнятний час із допустимими витратами обчислювальних, фінансових та інших ресурсів. (Очікуваний ефект повинен бути порівняним з витратами. Виконанная умов: компенсування витрат або значно перевищувати витрати) Масштабність – властивість застосовуваності (рус. , применимость) методології для рішення широкого кола прикладних задач, що суттєво відрізняються за багатьма факторами (природа об’єктів, область застосування, рівнем інформованості дослідника, змістом задач) Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 10
Тема 2. 1 Принципи системної методології 1. Принцип системної погодженості 2. Принцип процедурної повноти 3. Принцип функціональної ортогональності 4. Принцип інформаційної взаємозалежності 5. Принцип цілеспрямованої відповідності 6. Принцип функціональної раціональності 7. Принцип багатоцільової загальності 8. Принцип багатофакторної адаптивності 9. Принцип процедурної відкритості 10. Принцип раціональної доповнюваності Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 11
Тема 2. 1 Структурна схема формалізації задач системного аналізу Функціональний простір умов системи Цільовий аналіз Ситуаційний аналіз Інформаційний аналіз Функціональний простір властивостей системи Структурно-функціональний аналіз Організаційно-процедурний аналіз УЗГОДЖЕННЯ: Властивості об’єкту; Техніко-економічний аналіз вхідна інформація; умови функціонування об’єкту з урахуванням Університет економіки та права невизначеностей та "КРОК" багатофакторниїх 12 Шарова О. С. ризиків.
Тема 2. 1 Концептуальний функціональний простір УМОВ складної системи Рівень складності ситуацій Ентропія інформації Рівень дефіциту інформації Рівень складності цілей Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 13
Тема 2. 1 Концептуальний функціональний простір умов складної системи: 1. Цільовий аналіз 2. Ситуаційний аналіз 3. Інформаційний аналіз Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 14
Тема 2. 1 Концептуальний функціональний простір ВЛАСТИВЛОСТЕЙ складної системи Технікоекономічна ефективність Складність об’єкта Складність управління Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 15
Тема 2. 1 Концептуальний функціональний простір властивостей складної системи: 1. Структурно-функціональний аналіз 2. Організаційно-процедурний аналіз 3. Техніко-економічний аналіз Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 16
Тема 2. 1 Взаємозв’язок концептуальних функціональних просторів 1 варіант. Вихідним є функціональний простір умов, на базі інформації якого формують функціональний простір властивостей і характеристик об’єкта ( проектування систем апріорі відомого призначення: структура, властивості і характеристики системи з урахуванням невизначеності і суперечливості цілей) 2 варіант. Вихідним є функціональний простір властивостей і характеристик об’єкта, для якого знаходять функціональний простір умов (випробування систем, умови функціонування яких змінюються в досить широких діапазонах. Виникнення додаткової задачі: - В процесі випробувань дослідного зразка удосконалити систему так, щоб забезпечити якнайкраще виконання поставлених цілей; - Виявити можливі позаштатні та критичні ситуації; - Ввести певні технічні зміни та обмеження, які б у процесі експлуатації значно зменшили б ймовірність появи нештатних ситуацій ) Як наслідок: коригування проекту, уточнення розкриття невизначеності цілей в обох варіантах взаємозв’язку. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 17
Тема 2. 1 Взаємозв’язки видів процедур СА коригування ТЕА Уявлення мети через цілі елементів Які ресурси необхідні для того, щоб досягти задану ціль з необхідними показниками якості Організація та процедури управління при зміні умов зовнішнього середовища ЦА СА Умови функціонування Що потрібно знати про систему для досягнення заданої цілі ІА ОПА Які структури і які функції мають елементи системи для досягнення заданої цілі СФА Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 18
Тема 2. 1 Завдання для самостійної роботи 1. ЗНАТИ послідовність процедур • Цільового, • Ситуаційного, • Інформаційного, • Структурно-функціонального, • Організаційно-процедурного, • Техніко-економічного аналізу. 2. ВМІТИ наводити приклади. Література. М. З. Згуровський, Н. Д. Панкратова. Основи системного аналізу. Підрозділ 2. 3. 2 Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 19
Тема 2. 1 Інформаційний аналіз: поняття інформації ь Будь-яка сутність, яка викликає зміни в деякій інформаційно-логічній моделі, що представляє систему (математика, системний аналіз) ь Повідомлення, отримані системою від зовнішнього світу в процесі управління (теорія управління, кібернетика) ь Заперечення ентропії, відображення міри хаосу в системі (термодинаміка) ь Зв'язки і відносини, що усувають невизначеність у системі (теорія інформації) ь Ймовірність вибору в системі (теорія ймовірностей) ь Відображення і передача різноманітностей в системі (фізіологія, сучасні біотехнології) ь Відображення матерії, атрибут свідомості, "інтелектуальності" системи (філософія) Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 20
Тема 2. 1 Інформаційний аналіз: поняття інформації n Інформація - це деяка послідовність відомостей, знань, які можна отримати, передати, перетворити, стиснути, зареєструвати за допомогою деяких знаків символьного, образного, жестового, звукового, сенсомоторного типу. n Інформація з світоглядної точки зору - відображення реального світу n Знання - інформація, що забезпечує досягнення певної мети Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 21
Тема 2. 1 Інформація n Вхідна інформація (по відношенню до даної системи) - та, яку система сприймає від навколишнього середовища. n Вихідна інформація (по відношенню до навколишнього середовища) - та, яку система видає в навколишнє середовище. n Внутрішня, внутрішньосистемна інформація (по відношенню до даної системи) - та, яка зберігається, переробляється, використовується тільки всередині системи, актуалізується лише підсистемами системи. n Внутрішні стани системи і структура системи впливають на взаємини системи з навколишнім середовищем - внутрішньосистемна інформація впливає на вхідну та вихідну інформацію, а також на зміну самої внутрішньосистемної інформації. Наведіть приклади. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 22
Тема 2. 1 Інформація буває: n n n n n По відношенню до кінцевого результату: вихідна, проміжна, результуюча. По її змінюваності при актуалізації: постійна, змінна, змішана (умовно-постійна). По стадії використання: первинна, вторинна. По повноті: надлишкова, достатня, недостатня. По відношенню до елементів системи: статична, динамічна. По відношенню до структури системи: структура, відносна. По відношенню до управління системою: керуюча, перетворювальна, експертна. За доступністю: відкрита (загальнодоступна), закрита (конфіденційна). За характером використання: статистична, комерційна, довідкова, наукова, навчальна, методична, нормативна. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 23
Тема 2. 1 Інформація у філософському аспекті буває: n n n n Світоглядна (рус. Мировоззренческая); Естетична; Релігійна; Наукова; Побутова; Технічна; Економічна; Технологічна. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 24
Тема 2. 1 Суттєві якісні властивості інформації n n n n Невизначеність Неточність Неповнота Нечіткість Несвоєчасність Недостовірність Суперечливість Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 25
Тема 2. 2 Задачі та методи системного аналізу багатофакторних ризиків Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 26
Тема 2. 2 Метод аналізу дерева рішень Применение метода дерева решений: §Ценность заключается в способности проникнуть в суть проблем, связанных с принятием решений. §Сводит все оцениваемые и сравниваемые альтернативные решения к единственному показателю §Практикующие менеджеры рассматривают дерево решений как инструмент для работы с повседневными проблемами, требующими быстрого выбора наилучшей альтернативы в условиях неопределенности. Університет економіки та права "КРОК" http: //www. spiderproject. com. ua/ Шарова О. С. 29 29
Дерево решений — это графическое изображение процесса принятия решений, в котором отражены q альтернативные решения, q альтернативные состояния среды, соответствующие вероятности q выигрыши для любых комбинаций альтернатив и состояний среды. Рисуют деревья слева направо. Места, где принимаются решения, обозначают квадратами □. Места появления исходов — кругами ○ Возможные решения — пунктирными линиями -------Возможные исходы — сплошными линиями ——. Для каждой альтернативы мы считаем ожидаемую стоимостную оценку— максимальную из сумм оценок выигрышей, умноженных на вероятность реализации выигрышей, для всех возможных вариантов. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 30 30
Тема 2. 2 Метод аналізу дерева рішень Дерево решений — это графическое изображение процесса принятия решений, в котором отражены q альтернативные решения, q альтернативные состояния среды, соответствующие вероятности q выигрыши для любых комбинаций альтернатив и состояний среды. Рисуют деревья слева направо. Места, где принимаются решения, обозначают квадратами □. Места появления исходов — кругами ○ Возможные решения — пунктирными линиями -------Возможные исходы — сплошными линиями ——. Для каждой альтернативы мы считаем ожидаемую стоимостную оценку — максимальную из сумм оценок выигрышей, умноженных на вероятность реализации выигрышей, для всех возможных вариантов. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 31 31
Тема 2. 2 Приклад № 1. Г. І. Просвєтов, МДУ ім. М. В. Ломоносова Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 32 32
Тема 2. 2 Приклад № 2. Г. І. Просвєтов, МДУ ім. М. В. Ломоносова Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 33 33
Обзор международной аудиторской компании Ernst&Young касательно заинтересованности укр. компаний в специалистах 1 C – программисты n Java – разработчики n Специалисты по внедрению ERPсистем n Администраторы SAP n Маркетологи n Финансисты n Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 34
Тема 2. Розкриття невизначеностей та аналіз багатофакторних ризиків Тема 2. 2 Задачі та методи системного аналізу багатофакторних ризиків Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 35
Тема 2. 2 Розкриття невизначеностей в задачах системного аналізу 1. Невизначеність цілей – невизначеність вибору цілей в багатокритеріальних задачах прийняття рішень 2. Невизначеність знань про можливі ситуації – невизначеність вибору цілей в процесі практичної діяльності 3. Невизначеність конфліктів – невизначеність вибору цілей задумів та планів (інформаційна невизначеність конфліктів при взаємодії партнерів та протидії конкурентів) Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 36
Тема 2. 2 Задачі та методи розкриття невизначеності цілей Задача багатокритеріальної оптимізації: (1) Найкращий розв’язок цієї задачі: , при якому умова виконується одночасно для всіх функцій , при якому буде забезпечено раціональний компроміс цілей Розглянемо багатокритеріальний метод оптимізації, запропонований Вільфредо Парето (1848 -1923) у 1897 році. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 37
Тема 2. 2 Багатокритеріальний метод оптимізації (за Парето) - критерії - деякий розв’язок Вважаємо, що існує інший розв’язок задачі (2) пріоритетніший, ніж Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 38
Тема 2. 2 Багатокритеріальний метод оптимізації (за Парето) : Приклад (3) Х 2 A f Х 0 Множина Парето – дуга ACB f 2 Х 1 C B 0 f 1 Кожній точці х критерії f 1 та f 2 ставлять у відповідність деяку точку в площині критеріїв. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 39
Тема 2. 2 Приклад виділення множини Парето Якщо критерії рівнозначні Якщо важливіша f 1 Якщо важливіша f 2 Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 40
Тема 2. 2 Найуживаніші методи зведення багатоцільової задачі до одноцільової • Метод лінійної згортки • Метод технічних обмежень Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 41
Тема 2. 2 Метод лінійної згортки: НЕДОЛІКИ - вибір коефіцієнтів важливості є суб’єктивним, що не виключає появи помилок; - розв’язання оптимізаційної задачі не означає, що досягнуто раціональних значень для всіх досягнутих цілей Висновок: однозначного раціонального варіанта значень х метод лінійної згортки не дає Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 42
Метод технічних обмежень Тема 2. 2 Максимінна задача оптимізації (1) Мінімаксна задача оптимізації (2) НЕДОЛІКИ: 1) ДАЄ ВІДПОВІДЬ НА ЗАПИТАННЯ: що буде забезпечено в найгіршому випадку. 2) Не дозволяє кількісно зіставити різні варіанти допустимих розв’язків із множини Парето Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 43
Тема 2. 2 Приклад виділення множини Парето Потрібно знайти множину Парето і визначити умови раціонального компромісу для заданих цільових функцій за умови обмежень: 1. Визначення множини Парето на інтервалі [0, 2], розв’язавши нерівності: 2. Звуження множини Парето та зведення двокритеріальної задачі до однокритеріальної. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 44
Тема 2. 2 Приклад виділення множини Парето Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 45
Тема 2. 2 Дещо з історії… Парето помер у 1923 р. , а принцип Парето ("80% наслідків виникають з 20% причин") запропонував Джозеф Джуран в 1941 р. І назвав його принципом Парето на честь однієї з робіт вченого, де мова йшла про те, що в Італії 20% домогосподарств отримують 80% доходів. Дотримання принципу Парето в житті: • 20 % людей володіють 80 % капіталу, • 80 % користувачів відвідують 20 % сайтів, • 20 % покупців або постійних клієнтів приносять 80 % прибутку. Зауваження ! В цих твердженнях фундаментальними є не наведені числові значення, а сам ФАКТ їх суттєвої різниці. Університет економіки та права "КРОК" Шарова О. С. 46