Системний аналіз

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Sysmem analyse objects.svg

Системний аналіз - науковий метод пізнання, що являє собою послідовність дій з установлення структурних зв'язків між змінними або елементами досліджуваної системи. Спирається на комплекс загальнонаукових, експериментальних, природничих, статистичних, математичних методів. Цей метод широко застосовується у наукових дослідженнях при комплексному вивченні діяльності виробничих об'єднань і галузі в цілому, визначенні пропорцій розвитку галузей економіки тощо. Сучасний системний аналіз - прикладна наука, націлена на з'ясування причин реальних складнощів, що виникли перед "володарем проблеми" і на вироблення варіантів їх усунення. Системний аналіз буде корисний як вузьким фахівцям, так і вченим загальнотеоретичного напрямку і послужить їх зближення і збагачення.

Єдиної методики системного аналізу у наукових дослідженнях поки що немає. У практиці досліджень він застосовується з використанням таких методик:

Важливе значення системний аналіз має в управлінні персоналом.

Витоки системного аналізу[ред.ред. код]

Системний аналіз виник в епоху розробки комп'ютерної техніки. Успіх його застосування при вирішенні складних завдань багато в чому визначається сучасними можливостями інформаційних технологій. М. М. Моісеєв призводить, за його висловом, досить вузьке визначення системного аналізу [1]: «Системний аналіз — це сукупність методів, заснованих на використанні ЕОМ і орієнтованих на дослідження складних систем — технічних, економічних, екологічних і т. д. Результатом системних досліджень є, як правило, вибір цілком певної альтернативи плану розвитку регіону, параметрів конструкції тощо Тому витоки системного аналізу, його методичні концепції лежать в тих дисциплінах, які займаються проблемами прийняття рішень: теорії операцій і загальної теорії управління».

Сутність системного аналізу[ред.ред. код]

Цінність системного підходу полягає в тому, що розгляд категорій системного аналізу створює основу для логічного і послідовного підходу до проблеми прийняття рішень. Ефективність вирішення проблем за допомогою системного аналізу визначається структурою розв'язуваних проблем.

Класифікація проблем[ред.ред. код]

Відповідно до класифікації, всі проблеми підрозділяються на три класи:

  • Добре структуровані (well-structured), або кількісно сформульовані проблеми, в яких істотні залежності з'ясовані дуже добре;
  • Неструктуровані (unstructured), або якісно виражені проблеми, що містять лише опис найважливіших ресурсів, ознак і характеристик, кількісні залежності між якими абсолютно невідомі;
  • Слабо структуровані (ill-structured), або змішані проблеми, які містять як якісні елементи, так і маловідомі, невизначені сторони, які мають тенденцію домінувати.

Методи рішення[ред.ред. код]

Для вирішення добре структурованих кількісно висловлюваних проблем використовується відома методологія дослідження операцій, яка полягає в побудові адекватної математичної моделі (наприклад, задачі лінійного, нелінійного, динамічного програмування, задачі теорії масового обслуговування, теорії ігор та ін) та застосуванні методів для відшукання оптимальної стратегії управління цілеспрямованими діями.

Процедура прийняття рішень[ред.ред. код]

Для вирішення слабо структурованих проблем використовується методологія системного аналізу, системи підтримки прийняття рішень (СППР). Розглянемо технологію застосування системного аналізу до вирішення складних завдань.

Процедура прийняття рішень згідно з [2] включає такі основні етапи:

  1. Формулювання проблемної ситуації;
  2. Визначення цілей;
  3. Визначення критеріїв досягнення цілей;
  4. Побудова моделей для обгрунтування рішень;
  5. Пошук оптимального (допустимого) варіанту рішення;
  6. Узгодження рішення;
  7. Підготовка рішення до реалізації;
  8. Затвердження рішення;
  9. Керування ходом реалізації рішення;
  10. Перевірка ефективності рішення.

Для багатофакторного аналізу, алгоритм можна описати і точніше:

  1. Опис умов (факторів) існування проблем, І, АБО і НЕ зв'язування між умовами;
  2. Заперечення умов, знаходження будь-яких технічно можливих шляхів. Для вирішення потрібен хоча б один єдиний шлях. Всі І змінюються на АБО, АБО змінюються на І, а не міняти на підтвердження, підтвердження змінюється на НЕ-зв'язування;
  3. Рекурсивний аналіз проблем, що випливають із знайдених шляхів, тобто п.1 та п.2 заново застосовуються для кожної під-проблеми;
  4. Оцінка всіх знайдених шляхів рішень за критеріями вихідних подпроблем, зведених до матеріальної чи іншої загальної вартості.

Система[ред.ред. код]

Центральної концепцією теорії систем, кібернетики, системного аналізу, всієї системології є поняття системи. Тому дуже багато авторів аналізували це поняття, розвивали визначення системи до різного ступеня формалізації.

Наприклад, ван Гиг дає досить коротке визначення:

Система - сукупність або безліч пов'язаних між собою елементів.

Поступово розвиваючи це поняття, він визначає систему як сукупність живих або неживих елементів, або і тих і інших разом.

У кінцевому підсумку він дає два варіанти визначення:

Система - сукупність частин або компонентів, пов'язаних між собою організаційно. При виході з системи частини системи продовжують відчувати на собі її вплив і зазнають змін.

Під системою може розумітися природне з'єднання складових частин, самостійно існуючих в природі, а також щось абстрактне, породжене уявою людини.

Дані як визначення, наведені вище постулати, на мій погляд, слід віднести до властивостей систем, хоча і дуже важливим.

А.І. Уйомов, проводячи аналіз тридцяти п'яти (!) Різних визначень поняття "система", зупиняється на таких:

Система - безліч об'єктів, на якому реалізується певне відношення з фіксованими властивостями.

Система - безліч об'єктів, які мають заздалегідь визначеними властивостями з фіксованими між ними відносинами.

Ці визначення, незважаючи на стислість досить повні, проте дуже важкі для сприйняття.

Живі і неживі системи[ред.ред. код]

Живими називаються системи, що володіють біологічними функціями, такими, як народження, смерть і відтворення. Іноді поняття "народження" і "смерть" пов'язують з неживими системами при описі процесів, які як би схожі на життєві, але не характеризують життя в її біологічному сенсі.

Абстрактні і конкретні системи[ред.ред. код]

За визначенням Акоффа і Емері [5], система називається абстрактною, якщо її елементи є поняттями. Систему відносять до конкретних, якщо принаймні два її елементи є об'єктами. Дж. ван Гиг доповнює ці визначення, назвавши систему конкретною, якщо її елементи є або об'єктами, або суб'єктами, або і тими й іншими. Це не позбавляє спільності визначення Акоффа. Всі абстрактні системи є неживими, в той час як конкретні системи можуть бути і живими, і неживими.

Відкриті і замкнуті системи[ред.ред. код]

Розподіл систем на відкриття та замкнуті є важливим підгрунтям класифікації систем. Система є замкнутою, якщо у неї немає навколишнього середовища, тобто зовнішніх контактують з нею систем. До замкнутим відносяться і ті системи, на які зовнішні системи не роблять істотного впливу. Прикладом замкнутої системи може служити годинниковий механізм. Система називається відкритою, якщо існують інші, пов'язані з нею системи, які мають на неї вплив і на які вона теж впливає. Різниця між відкритими і замкненими системами є основним моментом у розумінні фундаментальних принципів ОТС. Будь-яка спроба розгляду відкритих систем як замкнутих, коли зовнішнє середовище не приймається до уваги, таїть у собі велику небезпеку, яку необхідно повністю усвідомити.

Елемент[ред.ред. код]

Елемент - представляє собою далі не подільний компонент системи при даному способі розчленування.

При визначенні цього поняття немає такої великої кількості думок, як у випадку з поняттям "система". Всі автори дають подібні визначення, але при цьому часто говорять, що елементи можуть у свою чергу представляти собою системи, тобто бути підсистемами. Навіть більше того, частіше за все так воно і буває. Тому для сістемоаналітіка при аналізі організації (складанні моделі) великої праці варто розбити цільну систему на кінцеве число елементів, щоб уникнути зайвої складності і не втратити в адекватності моделі.

Ван Гіг, класифікуючи елементи, ділить їх на живі і неживі, вхідні і вихідні. Різниця між вхідними елементами і ресурсами дуже незначно і залежить лише від точки зору і умов. У процесіперетворення вхідні елементи - це ті елементи, які споживають ресурси. Визначаючи вхідні елементи та ресурси систем, важливо вказати, контролюються вони проектувальником системи, тобто слід їх розглядати як частину системи або як частина навколишнього їх середовища (див. розділ нижче). При оцінці ефективності системи вхідні елементи і ресурси зазвичай відносять до витрат. Вихідні елементи являють собою результат процесу перетворення в системі і розглядаються як результати, виходи або прибуток.

Структура[ред.ред. код]

Поняття структури пов'язане з впорядкованістю відносин, які пов'язують елементи системи. "Щоб отримати велосипед, недостатньо отримати" ящик "з усіма його деталями. Необхідно ще правильно з'єднати деталі між собою".

Перегудов і Тарасенко визначають структуру системи як сукупність необхідних і достатніх для досягнення мети відносин між елементами.

Акофф і Емері говорять про структуру як про дуже загальне поняття, що включає геометричні, кінематичні, механічні та морфологічні аспекти.

Структура може бути простою або складною в залежності від числа і типу взаємозв'язків між частинами системи. У складних системах повинна існувати ієрархія, тобто упорядкування рівнів підсистем, частин та елементів. Від типу і впорядкованості взаємин між компонентами системи значною мірою залежать функції систем і ефективність їх виконання.

Історія[ред.ред. код]

Коло значень поняття "система" в грецькій мові досить великий: поєднання, організм, пристрій, організація, союз, лад, керівний орган. Першість у використанні цього поняття приписується стоїкам [2]. Також це поняття простежується в Аристотеля. Деякі ідеї, що лежать в основі загальної теорії систем зустрічаються вже в Гегеля. Вони зводяться до наступного:

  • Ціле є щось більше, ніж сума частин.
  • Ціле визначає природу частин.
  • Частини не можуть бути пізнані при розгляді їх поза цілого.
  • Частини знаходяться в постійному взаємозв'язку і взаємозалежності.

У явній формі питання про науковий підхід до управління складними системами першим поставив М.А. Ампер. У своїй роботі "Досвід про філософію наук, або аналітичне виклад класифікації всіх людських знань" (ч.1 - 1834г., Ч.2 - 1843) при побудові та класифікації всіляких, у тому числі і не існували тоді, наук, він виділив спеціальну науку про управління державою і назвав її кібернетикою. Однак перший по-справжньому наукова праця з цієї тематики написав польський філософ-гегельянець Б. Трентовскій. У 1843р. він опублікував книгу "Ставлення філософії до кібернетики як мистецтву управління народом". Трентовскій ставив за мету побудову наукових основ практичної діяльності керівника ("Кібернет"). Він підкреслював, що дійсно ефективне управління повинне враховувати всі найважливіші зовнішні і внутрішні чинники, що впливають на об'єкт управління. Головна складність управління, на думку Трентовскій, пов'язана зі складністю поведінки людей. Використовуючи знання діалектики, Трентовскій стверджував, що суспільство, колектив, та й сама людина - це система, єдність суперечностей, вирішення яких і є розвиток.

Однак у середині XIX століття знання Трентовскій виявилися незатребуваними. Практика управління ще могла обходитися без науки управління. Кібернетика була на час забута.

У 1891р. академік Є.С. Федоров, який працював у галузі мінералогії і кристалографії, що вивчав особливості будови кристалічних граток, зазначив, що всі неймовірне розмаїття природних тіл реалізується з обмеженого і невеликого числа вихідних форм. Розвиваючи системні уявлення, він встановив і деякі закономірності розвитку систем. Йому належить спостереження, що головним засобом життєздатності і прогресу систем є не їх пристосованість, а здатність до пристосування ("життєва рухливість"), не стрункість, а здатність до підвищення стрункості.

Наступний щабель у вивченні системності як самостійного предмета пов'язана з ім'ям А.А. Богданова. З 1911 по1925гг. вийшли три томи книги "Загальна організаційна наука (Тектология)". Богдановуналежить ідея про те, що всі існуючі об'єкти і процеси мають певну ступінь, рівень організованості. Всі явища розглядаються як безперервні процеси організації та дезорганізації. Богданову належить найцінніше відкриття, що рівень організації тим вища, чим більше властивості цілого відрізняються від простої суми властивостей його частин. Особливістю Тектології Богданова є те, що основна увагаприділяється закономірностям розвитку організації, розгляду співвідношень стійкого і мінливого, значенням зворотних зв'язків, обліку власних цілей організації, ролі відкритих систем. Він підкреслював ролі моделювання та математики як потенційних методів розв'язання задач Тектології.

По справжньому явне і масове засвоєння системних понять, суспільне усвідомлення системності світу, суспільства і людської діяльності почалося з 1948р., Коли американський математик Н. Вінер опублікував книгу під назвою "Кібернетика". Спочатку він визначив кібернетику як "науку про управління і зв'язку в тварин і машинах". Таке визначення сформувалося у Вінера, завдяки його особливому інтересу до аналогій процесів у живих організмах і машинах, однак воно невиправдано звужує сферу докладання кібернетики. Вже в наступній книзі "Кібернетика і суспільство" Н. Вінер аналізує з позицій кібернетики процеси, що відбуваються в суспільстві.

З кібернетикою Вінера пов'язані такі просування, як типізація моделей систем, виявлення особливого значення зворотних зв'язків у системі, підкреслення принципу оптимальності в управлінні і синтезі систем, усвідомлення інформації як всезагальної властивості матерії і можливості її кількісного опису, розвиток методології моделювання взагалі і, особливо ідеї математичного експерименту за допомогою ЕОМ.

Паралельно, і як би незалежно, від кібернетики прокладався ще один підхід до науки про системи - загальна теорія систем. Ідея побудови теорії, приложимой до систем будь-якої природи, була висунута австрійським біологом Л. Берталанфі. Один із шляхів реалізації цієї ідеї Берталанфі бачив у тому, щоб відшукувати структурний подібність законів, встановлених у різних дисциплінах, і, узагальнюючи їх, виводити загальносистемні закономірності. Одним з найважливіших досягнень Берталанфі вважається введення ним поняття відкритої системи. На відміну від винеровского підходу, де вивчаються внутрішньосистемні зворотні зв'язки, а функціонування систем розглядається просто як відгук на зовнішній вплив, Берталанфі підкреслює особливе значення обміну речовиною, енергією та інформацією(негентропії) з відкритим середовищем.

Відправною точкою загальної теорії систем як самостійної науки можна вважати 1954р., Коли було організовано товариство сприяння розвитку загальної теорії систем. Свій перший щорічник "Загальні системи" суспільство опублікувало в 1956р. У статті, вміщеній у першому томі щорічника, Берталанфі вказав причини появи нової галузі знання:

Існує загальна тенденція до досягнення єдності різних природних і суспільних наук.

Така єдність може бути предметом вивчення ОТС.

Ця теорія може бути важливим засобом формування строгих теорій в науках про живу природу і суспільство.

Розвиваючи об'єднують принципи, які мають місце у всіх областях знання, ця теорія наблизить нас до мети - досягнення єдності науки.

Все це може привести до досягнення необхідної єдності наукової освіти.

Висновок[ред.ред. код]

Зіставлення аналітико-механістичного підходу з системним підходом показує, що в таких галузях знання, як біологія, бихевиористская психологія і соціологія, а також у пов'язаних з ними дисциплінах не можна обмежитися аналітико-механістичним підходом. Це і послужило причиною виникнення ОТС, яка стала для перерахованих вище дисциплін концептуальної і науковою основою.

Як і інші наукові підходи, системний підхід не позбавлений методологічних проблем, які не мають задовільного рішення. У процесі застосування системного підходу виявляються проблеми дуалізму, або подвійності. У практиці системного аналізу ці дилеми отримали назви: простота проти складності, оптимізація та субоптимизации, ідеалізація і реальність, інкременталізм проти новаторства, політика і наука, зв'язок з навколишньою дійсністю і нейтральна позиція.

Крім того, суспільні системи не піддаються строгому визначенню за своїм цілям, філософії та масштабами. Вичерпне і суворе рішення соціальних проблем ніколи не досягається. Незважаючи на видимість точності, немає ні абсолютно вірних, ні абсолютно невірних рішень. Як стверджує ван Гиг "... не можна вважати неправильним все, що робиться на практиці в даний час в даному напрямку, і правильним те, що добре виглядає в теорії".

Однак системний підхід пропонує процедуру планування, проектування, оцінки та реалізації рішень завдань, які мають системний характер. Тому в сучасному менеджменті, соціології, бихевиористской психології тощо поки що немає альтернативи використанню системного аналізу.

Література[ред.ред. код]

За загальної теорії систем[ред.ред. код]

  • Основи системного підходу і їхній додаток до розробки територіальних автоматизованих систем управління / Под ред. Ф. И. Перегудова. — Томск: ТГУ, 1976. — 244 ст.
  • Волкова, В. Н. З історії систем та системного аналізу*. — СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2001 (2004).
  • Никаноров, С. П. Системний аналіз: етап розвитку методології рішення. – 2001. – Выпуск 12. – С. 62–87. - фрагмент
  • Клир Дж. Системологія.Систематизація рішення системних задач: Пер. с англ. – М.:1990.
  • Никаноров, С. П. Системний аналіз: етап розвитку методології рішення проблем США // Системне управління - проблеми і рішення . – 2001. – Випуск 12. – С. 62–87. - фрагмент
  • Клир Дж. Системологія. Автоматизація рішення системних задач.ер. с англ. – М.:1990.. – С. 62–87. - фрагмент
  • Клир Дж. Системологія. Автоматизація решення системных задач: Пер. с англ. – М.:1990.стемне управління – проблеми і рішення. – 2001. – Выпуск 12. – С. 62–87. - фрагмент
  • Клир Дж. Системологія. Автоматизація решення системних задач: Пер. с англ. – М.:1990.
  • Білуха М. Т. Методологія наукових досліджень: Підручник. — К.: АБУ, 2002. — 480 с.
  • Кузнецов О.Л., Кузнецов П.Г., Большаков Б.Е. Система природа-суспільство-людина: Стійкий розвиток. - ВНИИгеосистем; Університет "Дубна", 2000. - 392 c.
  • Большаков Б.Е. Основи теорії розвитку системи суспільне виробництво - природне середовище з використанням вимірюваних величин. Автореферат (дтн). - Дубна, 2000.
  • Маторин С.И. Про новий метод системного аналізу,узгодженому з процедурою об'єктно-орієнтованого проектування.(I, II) // Кібернетика і системний аналіз. - 2001, N4; 2002, N1.
  • Мельников Г.П. Системологія и мовні аспекти кібернетики. - М.: Сов. радио, 1987. - 368 с.
  • Бондаренко М.Ф., Соловьева Е.А., Маторин С.И. Основи системології. - Харків: ХТУРЭ, 1998. - 118 с.
  • Лямец В.И., Тевяшев А.Д. Системний аналіз. - Харьков: ХТУРЭ, 1998 - 252 с.

По оптимізації[ред.ред. код]

  • Янг, С. Системне управління организацією / Пер. с англ. — М.: Советское радио, 1972.
  • Ватель И.А., Ерешко Ф.И. Математика конфлікту і співробітництва. - М.: Знание, 1973.
  • Гранберг А.Г. Цільова функція суспільного добробуту та критерії оптимальності у прикладних народногосподарських моделях/ В кн.: Проблеми народногосподарського оптимуму. М.,”Экономика”, 1969.
  • Дронов Н.В., Чернегов Ю.А. Розробка оптимальних варіантів технології видобутку корисних копалин //Горный журнал, 1981, N 11, С. 23-26.
  • Жилинскас А., Шалтянис В. Поиск оптимума. - М.: Наука, 1989.
  • Жирмунский A.В., Кузьмин В.И., Критичні рівні у розвитку природних систем, Л.: Наука, 1990.
  • Лэсдон Л.С. Оптимізація великих систем. - М.: Наука, 1975.
  • Машунин Ю.К. Методи і моделі векторної оптимізації. - М.: Наука, 1986.
  • Моисеев Н.Н. Методи оптимизації. М. Наука, 1978.
  • Моисеев Н.Н. Методи динамічного проектування в теорії оптимальних управлінь / / Журнал обчислювальної математики і математичної фізики, 1964, т.4, N3, С. 485-494.

По загальній теорії систем (філософия, світогляд)[ред.ред. код]

  • Аверьянов А.Н. Системне пізнання світу. - М.: Политиздат, 1985.
  • Белозерцев В.И., Сазонов Я.В. Філософські проблеми розвитку творчих наук. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1983.
  • Берг Л.С., Праці з теорії еволюції, Л.: Наука, 1987.
  • Студент Берга, Шадрин А. А. и Байбулатов А. П.
  • Богданов А.А. Загальна організаційна наука (Тектології). В 3 т. М., 1905 - 1924.
  • Богданов А. Тектология. Загальна організаційна наука . - М.: Экономика, 1989.
  • Гегель Г.В.Ф. Наука логіки. В 3 т. М.: 1970 – 1972гг.
  • Гладких Б.А., Тарасенко Ф.П., Перегудов Ф.И., Ямпольский В.З. и др.Основи системного підходу і їхній додаток до розробки територіальних автоматизованих систем управління. - Томск: ТГУ, 1976.
  • Голубев В.С., Модель еволюції геосфер, М.: Наука, 1990.
  • Дубнищева Татьяна Яковлевна, підручник: Концепція сучасного природознавства, 1998. (институт геофизики СО РАН)
  • Канке В.А. Основи філософії. – М.: ЛОГОС-Вища школа, 2000. –287с.
  • Львов Д.С., Канн Э. Основні лінії філософії техніки. 1877.

За теорією системних досліджень[ред.ред. код]

  • Александров Л. В. Системный анализ при создании и освоении объектов техники / Л. В. Александров, Н. П. Шепелев. — М.: НПО «Поиск», 1992. — 88 с. — Библиогр.: 59 назв.
  • Александров Л.В., Карпова Н.Н. Робоча книга по систематизації інформації. - М., 1993.
  • Балашов Е.П. Еволюційний синтез систем. - М.: Радио и связь, 1985.
  • Богданович В.И. Формальна типологія системних параметрів.
  • В сб.: Системний метод і сучасна наука. Новосибирск, 1971.
  • Бусленко Н.П. и др. Лекції з теорії складних систем. М., Сов. радио, 1973.
  • Ващенко Н.Д. і др. Застосування системи аналізатора в НДР // УС и М. 1978, N 3. С. 104-107.
  • Гиг Дж. Ван. Прикладна загальна теорія систем: В 2 т. М., 1981.
  • Гладких Б.А. і др. Основи системного підходу і їхній додаток до розробки територіальних автоматизованих систем управління. - Томск: ТГУ, 1976.
  • Губанов В.А. і др. Введення в системний аналіз: Навчальний посібник /Под ред. Л.А. Петросяна. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1988.
  • Гуд Г.Х., Макол Р.Э. Системотехніка. Введення в проектування великих систем. - М.: Сов. радио, 1962.
  • Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. - М.: Радио и связь, 1985.

Посилання[ред.ред. код]

Наука Це незавершена стаття з науки.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.