Системный анализ Всё есть во всём древняя мудрость

Системный анализ Всё есть во всём древняя мудрость

Введение l Смысл системности как предмет обсуждения l Эмпиризм и системность Противоречие эмпирического мышления и современного мира сложных системных отношений и интенсивных информационных потоков l дифференциальный подход к познанию, приводящий к подмене целостного фрагментами l l Системный подход Общая теория систем, предмет - принципы и закономерности любых систем вообще, независимо от их природы l Переход от одномерной к многомерной научной парадигме l Парадигма (от греч. paradeigma - пример, образец) господствующий в науке способ постановки и решения проблем

Введение l Основная тема курса l Обобщенные концепции системного анализа l l Замена принципа экстремальности (что делать? ) на принцип компромисса (чего не делать? ) Методическая база исследования систем методы исследования операций l теория нечетких множеств и «мягкие» вычисления l кибернетические (адаптационные) и синергетические модели l модели, построенные на базе теории конфликта l

Тематический план № Наименование разделов 1. Введение в системный анализ. Философия систем. 2. Системное моделировани е. Итого часов Количество часов Всего Аудиторных Самостоятельн часов ых Практ. (в том числе Лекции (сем. ) занятия контроль СРС) 10 14 24 ( 7 ) 48 7 3 10 ( 2 ) 20 17 17 34 ( 9 ) 68

Обзор курса l Раздел 1 Основы системного анализа l Базовые положения Предмет, задачи и структура СА. l Классы систем l Автоматизация управления l l Оценка сложных систем Показатели и критерии l Методы оценивания l l Методы принятия решений l Раздел 2 Системное моделирование l Модели сложных систем

Основная литература Новосельцев В. И. Системный анализ: современные концепции. - Воронеж: Изд. -во «Кварта» , 2002. -320 с. 2. Анфилатов В. С. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие для вузов / Анфилатов В. С. , Емельянов А. А. , Кукушкин А. А. - М. : Финансы и статистика, 2003. - 368 с. 3. Методы принятия решений: (сборник лаб. работ) / сост. : О. Н. Евсеева. – Ульяновск: Ул. ГТУ, 1999. – 24 с. (ftp: //is. ustu/kafedra/Zadanie/ised 5/TSi. SA/Lab_rab/ …) 4. Саати Т. , Кернс К. Аналитическое планирование. Организация систем: Пер. с англ. – М. : Радио и связь, 1991. – 224 с. (ftp: //is. ustu/kafedra/Zadanie/ised 5/TSi. SA/. . . ) 1.

Дополнительная литература 1. 2. 3. 4. 5. Миротин, Леонид Борисович. Системный анализ в логистике: учебник для вузов / Миротин Л. Б. , Ташбаев Ы. Э. - М. : Экзамен, 2004. - 479 с. Спицнадель В. Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. -СПб. : Изд-во «Бизнес-пресса» , 2000. Лагоша Б. А. , Емельянов Л. А. Введение в системный анализ. - М: Изд-во МЭСИ, 1998. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. – М. : Радио и связь, 1990. – 554 с. Загоруйко Н. Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. – Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 1999. – 270 с.

Раздел 1 Основы системного анализа Современные базовые концепции Лекция 1

Основные положения Системный анализ Технология системного подхода к разрешению слабо структурированных проблем Объективный субъективизм Отсутствие оптимальности Конструктивный прагматизм

Предмет системного анализа ПЛАНЫ l Теоретический l Прикладной 1. Системная идеология l l l 2. Исследования l l l 3. Концепции Принципы Правила Технологии Приемы Модели Способы интеграции l l Методов Результатов 1. Системные проблемы l l Создания и Совершенствования систем l организационных l технических l технологических l концептуальных l и др.

Системная проблема ПРИЗНАКИ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Слабая структурированность Комплексность 3 • КЛАССА ПРОБЛЕМ Междисциплинарнос Многоаспектность • Хорошо ть, требующая структурированные адекватного Неоднозначность (количественные) комплекса знаний и Разнородность методов • Неструктурированные существенных Неопределенность • • Описание динамики (качественные) Системообразующий взаимосвязанных и Множество несравнимых возможностными • Слабомеханизм для них Наличие риска взаимовлияющих Потребность в ресурсах сценариями по предпочтению между для разрешения сторон структурированные (вариантами) наталкивается на Конфликтность Противоречия между с собой вариантов развития событий стремлением к (смешанные) противодействующие Способность разрешения проблемы неполными данными свободному развитию и силы: разрешаться Саморазрешимость - интересы • Неочевидные ограничениями его естественным Расширяющийся способы и приемы - ресурсы образом Эволюционность реализации на практике ЦИКЛ разрешения - взаимосвязанные ? Последствия ØПродолжение проблемы

Место системного анализа в структуре научных дисциплин Системный подход Системный анализ . . . Кибернетика Социология Биология Физика Математика Специальные дисциплины Системная проблема

Объективный субъективизм Физикализм – классический подход к науке, исключающий человека из исследуемой системы l Объективный субъективизм, как специфическая особенность системного анализа, – подход к науке, учитывающий интересы людей в исследуемой системе Принцип разделения функций l (теория операций) СИСТЕМНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАКАЗЧИКИ (ЛПР) ИССЛЕДОВАТЕЛИ ПОТРЕБИТЕЛИ

Принцип дополнительности В физике (Н. Бор) – дуализм поведения электрона в различных типах взаимодействий (частица-волна) l В системном анализе – этот принцип l l Небинарен (дополнений много) и l Функционален (дополнения связаны с функциями систем) Например, объект – процесс, случайность – детерминированность, часть – целое, состояние – поведение, 0 – 1 Источник неопределенности системных исследований в том, что любое знание (суждение) по своей сути всегда содержит в себе альтернативу.

Принципиальный способ разрешения противоречий l Если Суть проблемы инвариантна, Заказчик и Исследователь работают с ее проекциями (своими субъективными точками зрения на проблему) l то Процесс решения строится как компромисс, который l не теряет суть проблемы l не нарушает объективные ограничения l учитывает интересы сторон

Проекции Система Концептуальные границы Существенные характеристики, отличающие систему определяет Заинтересованное лицо

Общие характеристики системного исследования l Этапность l деление процесса решения на этапы, при этом l каждый этап – определенная уровнем детальности рассмотрения точка зрения на систему l Цикличность l реализация процесса решения на каждом его этапе в виде определенного набора типовых операций, дающих текущий законченный результат исследования для принятия решения l Итеративность l повторяемость типовых операций, при этом l l априорные данные постепенно уменьшаются апостериорные данные постепенно наращиваются

Пример проектирования технической системы Этапы Уровни Система в целом 1 -й этап: 2 -й этап: 3 -й этап: 4 -й этап: обоснование разработка рабочее технического эскизного технического проектирование задания проекта Общесистемное проектирование функционал ьные блоки Функциональное проектирование технические компоненты Априорные данные Конструктив ные элементы Техническое проектирование Априорные данные Технологическое проектирование

Особенности схем поиска решения в системном анализе l Не формализуемость l Не сходимость (к устойчивому компромиссу между запросами заказчика и возможностями исследователя) l Самоорганизуемость l Многовариантность продвижения вперед процесса исследования l Управляемое данными движение вперед (реальные данные, полученные на каждом шаге, определяют дальнейший ход исследований)

Подходы к изучению систем l Сверху-вниз, т. е. анализ (декомпозиция) системы от целого к частям (метасистема – суперсистема – подсистема – компоненты – элементы) l Снизу-вверх, т. е. анализ (композиция) системы от частей к целому (элементы – компоненты – подсистема – суперсистема – метасистема)

Отказ от оптимальности l диктуют (в отличии от математических оптимизационных задач) Невозможность корректно задать понятие оптимальности l Невозможность построить (даже словестного) достаточно полную модель l Оптимальность всегда существует при условии, так как проблемы соотнесения желаемого и возможного неисчерпаемы В деятельности человека не существует оптимальных (абсолютно верных) решений так же, как не бывает неразрешимых проблем (абсолютно тупиковых ситуаций)

Критерии и выбор решения l Ситуативные критерии предпочтительности (вырабатываются в процессе исследования в рамках приоритетности сути проблемы над методами математической оптимизации) Решение – многослойный итеративный информационный процесс Решение 3. Слой Выбора 2. Слой Оценки 1. Слой Генерации Действие Проблемная ситуация l Как действовать? Чего опасаться? Эффект решений? Что не делать? Суть проблемы? Что правда? Какие действия?

Концептуализация l Суть желаемого (ЦЕЛЬ) l Понимание и формулирование сути цели решения проблемы l Суть возможного (Суть ПРОБЛЕМЫ) l Многоаспектное представление проблемы l Многоаспектное ее моделирование

Конструктивный прагматизм проявляется в 1. Конкретности (ситуационной ограниченности) Конкретности объектов, моделей, методов и результатов 2. Стиле мышления, основанном на l l 3. Обобщениях и категориях, а не на примерах и умозаключениях Аксиоматике ( инвариантность к аксиоматике Аксиоматике спец. наук и одинаковая ценность знаний (знания различают по уровню конструктивизма и прагматизма)) l Открытость и «мягкость» системы аксиом

Определение системного анализа Ситуационная ограниченность объектов, моделей, методов и результатов l l Объект СА – системы, процессы функционирования которых привели к проблемам, требующим решения Основное назначение СА (предмет) – разрешение предмет конкретных практических проблем по заданию заказчика в интересах потребителя с учетом ресурсных ограничений Основной метод СА – моделирование с целью разрешения проблемной ситуации Результаты – локальные тенденции развития явлений в определенных условиях (в отличии от теории систем, изучающей математическими средствами модели, принципы и законы общих систем)