Тема 4. Основные понятия и положения теории системного анализа

 

1. Системный анализ — подход к изучению систем

2. Общие правила и алгоритмы анализа систем

3. Общие правила и алгоритмы синтеза систем




1. Системный анализ — подход к изучению систем

 Системный анализ — подход к изучению объектов и явлений, предполагающий их рассмотрение как развивающихся систем с выделением структуры (состава элементов и связей между ними), а также законов преобразования и развития системы в целом.

Системный анализ — это методология решения крупных проблем, основанная на концепции (точки зрения) систем.

Системный анализ может также рассматриваться как методология построения организации, поскольку организации могут рассматриваться как то, что реализует методологию решения проблем. Оба эти определения неразрывно связаны.

В центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения альтернатив, которая выполняется с целью выбора альтернативы, подлежащей реализации.

Методология - Совокупность методов, применяемых в какой-н. науке.

Если требование равно качественности альтернатив выполнено, могут быть получены количественные оценки.

Но для того чтобы количественные оценки позволяли вести сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении свойства альтернатив (выходной результат, эффективность, стоимость и др.). Достичь этого можно, если учтены все элементы альтернативы и даны правильные оценки каждому элементу.

Так возникает идея выделения “всех элементов, связанных с данной альтернативой”, т. е. идея, которая на обыденном языке выражается как “всесторонний учет всех обстоятельств”.

Выделяемая этим определением целостность и называется в системном анализе полной системой, или просто системой. Система, таким образом, есть то, что решает проблему. Но как выделить эту целостность, “систему”, как установить, входит данный элемент в данную альтернативу или нет? Единственным критерием может быть участие данного элемента в процессе, приводящем к появлению выходного результата данной альтернативы. Коль скоро это так, понятие процесса оказывается центральным понятием системного анализа.

Системный анализ должен проводиться с соблюдением основных принципов: системности, комплексности, моделирования.

Принцип системности предполагает логическое проведение анализа начиная с входных параметров системы (ресурсы системы, условия фукнционирования), преобразований в системе (обработка сырья и материалов с использованием технологического оборудования и технологий) до выходных параметров системы (конечный продукт).

 

Принцип комплексности предполагает рассмотрение системы со всех сторон. Объект, расположенный в пространстве, имеет шесть сторон: лицевую, обратную, основание расположения объекта, верх объекта, левую и правую стороны.

Лицевую сторону составляют все положительные свойства объекта, его бренд, реклама, возможности.

Обратную сторону объекта составляют отрицательные последствия деятельности объекта (загрязнение атмосферы, задержка зарплаты, ограничения в потреблении изготовленного продукта).

Основанием объекта является база, на которой стоит объект (уставный капитал, размер дохода компании, научно-теоретическое обоснование деятельности объекта).

“Вверх”, “крыша” объекта — правовая и законодательная среда, система страхования, защищающие деятельность объекта.

“Левая” сторона (ближе к сердцу) — это партнеры и все заинтересованные лица объекта.

“Правая” сторона — конкуренты объекта.

Принцип моделирования

Объект исследования представляет собой систему, все свойства которой изучить очень сложно и дорого. Поэтому исследователи упрощают систему. Упростить систему без потери сложности взаимовлияния элементов можно с помощью моделирования. Принцип моделирования в системном анализе состоит в том, что исследователь изучает только те свойства системы, которые его интересуют, накладывая определенные ограничения и условия на остальные свойства.

Например, изучается зависимость величины товарооборота от количества продавцов в нескольких магазинах фирмы; при прочих равных условиях, таких как наличие очереди, примерное равенство ассортимента, покупательный спрос посетителей в разных магазинах примерно одинаковый.

 

2. Общие правила и алгоритмы анализа систем

Определения системного анализа:

Общее определение системного анализа

Суть системного анализа состоит в оценке состава, структуры, возможностей, поведения систем и решения проблем, возникающих в ходе их функционирования;

Это методология решения проблем.

Основные правила анализа систем

 

Анализ систем предполагает разбиение системы на части и исследование ее по частям.

Анализ  систем выполняется при создании новых систем, совершенствования и коррекции существующих систем.

 

Предметный анализ

В ходе предметного анализа необходимо ответить на два вопроса:

 

• из каких элементов (предметов) состоит система — компонентный анализ;

• как связаны компоненты системы — структурный анализ.

 

Компьютерные системы – комплекс компьютерного, активного сетевого оборудования, системного и офисного программного обеспечения, необходимого для успешного функционирования комплексной автоматизированной системы предприятия

Подразделяются на несколько групп:

·    сетевое оборудование,

·    серверное оборудование,

·    персональные устройства,

·    периферийное оборудование и комплектующие,

·    оргтехника,

·    системное и офисное программное обеспечение,

·     программно-аппаратные комплексы защиты информации.

 

Исторический анализ

— как было раньше и что будет.

 

Исторический анализ развития образовательной системы в России

 

 

   Правила анализа систем                                                                                                                                                                              

 

Определение объекта анализа.

Объект анализа— то, на что направлено любое действие.

Транспортная компания – сложная система

Определение предмета анализа.

Предмет — свойство (совокупность  свойств), которое подвергаются анализу.

Это может быть часть объекта (подсистема), элемент, связи между подсистемами и элементами, законы, закономерности, правила, технологии и др.

 

Определение цели анализа.

Цель анализа — результат (желаемый), который должен быть достигнут в ходе анализа, Это оценка Факторов, оказывающих влияние на процесс и качество функционирования системы (подсистемы, элемента); разработка теоретических основ или развитие теории чего-либо; разработка модели системы (подсистемы, элемента); разработка практических рекомендаций по повышению качества и эффективности функционирования системы.

Цель анализа формируется по результатам декомпозиции предмета анализа:

 

Прибыль за счет перевозок.

 

 

Факторы: Производственный потенциал;

Людской потенциал;

Транспортный потенциал региона;

Метеусловия;

Местность;

Транспортная сеть;

Сервисное обслуживание.

Определение задач анализа,  оценка свойств системы и др.

Задачи анализа — то, что необходимо сделать для достижения целей анализа.

Задачами анализа могут быть: 1) анализ факторов, влияющих на что-либо; 2) декомпозиция системы;

 

 

5. Определение методов решения задач анализа.

 

 

Математический метод – критерий оптимальности задачи

6. Выполнение анализа системы:

 

выбор системы качественных и количественных показателей функционирования системы;

• формирование потребных значений качественных и количественных показателей;

• определение фактических значений качественных и количественных показателей;

• выявление системных проблем и определение путей их решения.

1.           Критерии показателей качества перевозок и обслуживания пассажиров, а также качества транспортных средств, систем обеспечения и управления соответствуют стандартам.

2. Все показатели качества перевозок и обслуживания пассажиров, а также качества транспортных средств, систем обеспечения и управления имеют одинаковую относительную важность.

3. Значения показателей качества перевозок и обслуживания пассажиров, а также качества транспортных средств, систем обеспечения и управления зависят от состояния систем, которые определяются объемом финансовых средств, вложенных в их развитие.

 

7. Формирование результатов анализа.

 

 

8. Проверка степени достижения целей анализа.

 

 

9. Выводы по результатам анализа.

 

 

 

     Алгоритм Анализа систем                                                                                                                                                                                 

 

1.      Изучение системы (предназначение и задачи, решаемые системой, состав и структура, связи системы со смежными системами, системами более высокого и низкого уровней);

 

2 Формулирование главной и частных целей системы;

Копт=max * П

Величина прибыли компании от одного транспортного средства за величину его жизненного цикла может быть определена по следующей формуле:

П = Ккач * (C цен * nпасCналCрейс) · nрейс,

nрейс = мин {qжцнад* },

где Ккач - обобщенный показатель качества транспортной компании;

C цен - средняя цена перевозки одного пассажира (1 т груза);

nпас - количество пассажиров (масса грузов), перевозимых транспортными средствами за один рейс;

Cнал - величина налоговых отчислений;

Cрейс - стоимость одного рейса на перевозку пассажиров или грузов (включает следующие основные статьи: амортизация транспортного средства, стоимость системы обеспечения рейса, стоимость системы управления и обеспечения транспортной компании, обслуживания пассажиров и грузов и другие постоянные и переменные расходы).

Свыр = C цен * nпас - выручка за оказание услуг по перевозке пассажиров и грузов одним рейсом;

Сприб = Сцен nпас – Снал – Срейс — прибыль транспортной компании от одного рейса;

nрейс — количество рейсов, которые может совершить одно транспортное средство за свой жизненный цикл при вероятности «выживания» за время между двумя последовательными рейсами (это сумма членов геометрической прогрессии);

n *рейс — планируемое количество рейсов транспортного средства за время реализации проекта;

qжц - вероятность “выживания” транспортного средства в рейсе;

Кнад — показатель надежности транспортного средства.

3. Определение главного и частных критериев оценки качества системы;

1. Критерии показателей качества перевозок и обслуживания пассажиров, а также качества транспортных средств, систем обеспечения и управления соответствуют стандартам.

2. Все показатели качества перевозок и обслуживания пассажиров, а также качества транспортных средств, систем обеспечения и управления имеют одинаковую относительную важность.

3. Значения показателей качества перевозок и обслуживания пассажиров, а также качества транспортных средств, систем обеспечения и управления зависят от состояния систем, которые определяются объемом финансовых средств, вложенных в их развитие.

4. Инфляция за время жизненного цикла транспортного средства (от закупки до списания) не учитывается.

4. Определение входа, выхода системы, обратной связи;

Вход системы – поток заявок на перевозки;

Выход системы – прибыль за счет перевозок;

Обратная связь -

5.            Выделение элементов системы, определение показателей функционирования каждого элемента системы (вход, выход, обратная связь, преобразователь процесса и др.);

Финансовые показатели проекта:

Величина инвестиций на реализацию проекта по организации транспортной компании и определение ее основных характеристик;

Период расчета с инвесторами;

Стратегия расчета с инвесторами.

6.            Определение показателей функционирования отдельных элементов системы;

N — количество транспортных средств, планируемых для включения в состав транспортной компании.

N= Сто/Ст;

Ст — цена одного транспортного средства;

П — ожидаемый результат деятельности (прибыль) от одного транспортного средства за время его жизненного цикла;

Спотр — потребные затраты финансовых средств на создание и функционирование транспортной компании;

Сзад — средства, выделенные на создание транспортной компании (инвестиции).

Вариант формирования компании определяется следующими основными переменными:

Сто — размеры средств, выделяемых на закупку транспортных средств;

Со — размеры средств, выделяемых на создание системы обеспечения транспортной компании (транспортное оборудование, парковое оборудование, сервисное обслуживание, ремонтная база и др.);

Ссу — размеры средств, выделяемых на создание подсистемы управления транспортной компании (администрация, диспетчерская служба и др.);

Спо — размеры средств, выделяемых на закупку паркового оборудования;

Сп — размеры средств, выделяемых на закупку погрузочного оборудования;

Ср — размеры средств, выделяемых на рекламу.

 

7.            Построение по результатам этого анализа обобщенных выводов по существованию и функционированию системы;

Вывод. Для получения максимальной прибыли (5 235,131 млн руб. за жизненный цикл компании) целесообразно инвестиции распределить следующим образом:

• на закупку транспортных средств — 32 млн руб.;

• на систему обеспечения —1 млн руб.;

• на закупку паркового оборудования — 7 млн руб.;

• на закупку погрузочного оборудования — 6 млн руб.;

• на систему управления — 1 млн руб.;

• на рекламу компании — 3 млн руб.

8.                  Принятие решения на выполнение задач синтеза системы.

 

 

3. Общие правила и алгоритмы синтеза систем

Синтез систем (формирование систем из подсистем и элементов)

Синтез систем — построение новой (коррекция, реконструирование старой) системы — системы с новыми качествами.

Исходными принципами разработки современных систем являются:

1) большие масштабы — по числу частей, по объему выполняемых функций, по абсолютной стоимости;

2) наличие определенной целостности, функционального единства (общей цели, общего назначения), что приводит к сложному иерархическому строению системы;

3) сложность (полифункциональность) поведения;

4) высокая степень автоматизации, означающая повышение степени самостоятельности системы в ее функционировании;

5) нерегулярное, статистически распределяющееся во времени поступление внешних воздействий.

 

Общие правила синтеза систем

 

1. Определение объекта синтеза. Объект синтеза — то, на что направлено любое действие

Группа продуктов для интеллектуальной автоматизации (Naumen Service Management Intelligent Automation)

 

 

2. Определение предмета синтеза. Предмет — свойство (совокупность свойств), которое подвергаются синтезу. Это может быть часть объекта (подсистема), элемент, связи между подсистемами и элементами, законы, закономерности, правила, технологии и др. По результатам определения предмета синтеза формируются рамки (границы) синтеза.

 

SMIA — набор решений для автоматизации управления ИТ и сервисными службами

 

Naumen Service Management Intelligent Automation включает решения Predictive Maintenance, услуги в сфере Data Science и Data Management, а также систему автоматизации сервисных служб нового поколения

 

3. Определение цели синтеза. Цель синтеза — результат (желаемый), который должен быть достигнут в ходе синтеза, это: изменение показателей функционирования и свойств системы; оценка факторов, оказывающих влияние на процесс и качество функционирования системы (подсистемы, элемента); разработка теоретических основ или развитие теории чего-либо; разработка модели системы (подсистемы, элемента); разработка практических рекомендаций по повышению качества и эффективности функционирования системы. Цель синтеза формируется по результатам декомпозиции предмета синтеза и результатам анализа системы.

 

Снизить стоимость поддержки систем и устранить неэффективность бизнес-процессов техподдержки при ручной обработке данных.

 

 

4. Определение задач синтеза. Задачи синтеза — то, что необходимо сделать для достижения целей синтеза. Задачами синтеза могут быть: синтез факторов, влияющих на что-либо; агрегирование системы; оценка новых свойств системы и др.

 

Решать проблемы и давать рекомендации специалистам сервисных служб и конечным пользователям

 

5. Определение методов решения задач синтеза.

 

С применением технологий больших данных и машинного обучения

 

6. Выполнение синтеза системы.

 

 

 

7. Формирование результатов синтеза.

 

 

 

8. Проверка степени достижения целей синтеза.

 

 

 

9. Выводы по результатам синтеза.

 

 

 

 

Синтеза систем, как правило, осуществляется в соответствии со следующим общим алгоритмом:

• исходя из наличия и состояния возникших проблем формулируются цели и задачи синтеза системы;

 

• формулируются цели (подцели) функционирования системы, ее предназначение и решаемые задачи;

 

• формулируются требования, предъявляемые к системе и потребные показатели существования и функционирования системы;

• определяются связи синтезируемой системы с системами вышестоящего, нижестоящего и смежного уровней;

 

• исходя из анализа целей и задач формируются главные и частные критерии существования и функционирования систем;

• разрабатываются процессные схемы существования и функционирования системы;

• в соответствии с целями и задачами, решаемыми синтезируемой системой, формируются ее подсистемы;

 

• формируется состав и структура вариантов подсистем;

 

• выполняется формализация процессов функционирования подсистем (математическая и др., для решения этой задачи могут быть использованы разработанные ранее модели);

• выполняется агрегирование элементов и подсистем синтезируемой системы;

 

• выполняется предварительная количественно-качественная оценка соответствия системы предъявляемым требованиям, определяются постоянные и варьируемые параметры и свойства синтезируемой системы;

• выполняется моделирование, оцениваются показатели и эффективность, выбирается оптимальный вариант построения, существования и функционирования системы

 

 

Агрегирование элементов в подсистему (систему) осуществляется по определенным правилам.

Экономические и другие системы агрегируются путем соединения подсистем и элементов через их входы и выходы.

 

Термины по теме:

1.       Системный анализ — подход к изучению объектов и явлений, предполагающий их рассмотрение как развивающихся систем с выделением структуры (состава элементов и связей между ними), а также законов преобразования и развития системы в целом.

2.       Системный анализ может также рассматриваться как методология построения организации, поскольку организации могут рассматриваться как то, что реализует методологию решения проблем. Оба эти определения неразрывно связаны

3.       В центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения альтернатив, которая выполняется с целью выбора альтернативы, подлежащей реализации.

4.       Принцип системности предполагает логическое проведение анализа начиная с входных параметров системы (ресурсы системы, условия функционирования), преобразований в системе (обработка сырья и материалов с использованием технологического оборудования и технологий) до выходных параметров системы (конечный продукт)

5.       Принцип комплексности предполагает рассмотрение системы со всех сторон. Объект, расположенный в пространстве, имеет шесть сторон: лицевую, обратную, основание расположения объекта, верх объекта, левую и правую стороны.

6.       Принцип моделирования. Объект исследования представляет собой систему, все свойства которой изучить очень сложно и дорого. Поэтому исследователи упрощают систему. Упростить систему без потери сложности взаимовлияния элементов можно с помощью моделирования. Принцип моделирования в системном анализе состоит в том, что исследователь изучает только те свойства системы, которые его интересуют, накладывая определенные ограничения и условия на остальные свойства.

7.       Алгоритм анализа систем:

a)       изучение системы

b)      формулирование главной и частной целей систем

c)       определение главного и частных критериев оценки качества системы

d)      определение входа, выхода системы, обратной связи

e)       выделение элементов системы, определение показателей функционирования каждого элемента системы

f)        определение показателей функционирования отдельных элементов системы

g)      построение по результатам этого анализа обобщенных выводов по существованию и функционированию системы

h)      принятие решения на выполнение задач синтеза системы.

 

8.       Синтез систем — построение новой (коррекция, реконструирование старой) системы — системы с новыми качествами

9.       Исходными принципами разработки современных систем являются:

a)       большие масштабы

b)      наличие определенной целостности, функционального единства

c)       сложность (полифункциональность) поведения;

d)      высокая степень автоматизации

e)       нерегулярное, статистически распределяющееся во времени поступление внешних воздействий.

10.   Правила синтеза систем:

a)       Определение объекта синтеза

b)      Определение предмета синтеза

c)       Определение цели синтеза

d)      Определение задач синтеза

e)       Определение методов решения задач синтеза

f)        Выполнение синтеза системы

g)      Формирование результатов синтеза

h)      Проверка степени достижения цели

i)         Выводы по результатам синтеза

 

Вопросы к теме:

1.   Определения системного анализа

2.   Понятие методологии системного анализа

3.   Правила анализа систем

4.   Алгоритм анализа системы

5.   Правила синтеза систем

6.   Алгоритм синтеза системы

Литература по теме:

Вдовин, В.М. Теория систем и системный анализ : учебник / В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова, В.А. Валентинов. – 3-е изд. – Москва : Дашков и К°, 2016. – 644 с. : ил. – (Учебные издания для бакалавров). – Режим доступа: по подписке. – URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=453515 (дата обращения: 14.12.2019). – Библиогр. в кн. – ISBN 978-5-394-02139-8. – Текст : электронный. Стр. 129-142

Задание 

Написать эссе на тему: «Что такое методология системного анализа?»

Сайт создан по технологии «Конструктор сайтов e-Publish»