Методология системного анализа

Укрупнённо можно выделить следующие основные этапы системного анализа.

1. Постановка задачи

2. Структуризация системы.

3. построение и исследование модели.

Так как не все перечисленные этапы имеют формальный аппарат, на современном уровне системный анализ не является строгим научным методом. Некоторые этапы и задачи выполняются на основе логики, инженерного опыта и интуиции.

Методология системного анализа включает следующие основные процедуры:

1. Постановка задачи системного анализа. Задача системного анализа состоит в проведении необходимого анализа неопределённостей, ограничений и формулировки оптимизационной задачи поиска экстремума целевой функции вида Здесь x – элемент некоторого нормированного пространства G, определяемого природой модели G принадлежит E, где E – множество, которое может иметь сколь угодно сложную природу, определяемой структурой модели и особенностями исследуемой системы.

2. Изучение структуры системы. Изучение структуры системы включает анализ компонентов системы и выявление взаимосвязей между отдельными элементами.

3. Сбор данных о функционировании системы, исследовании информационных потоков. На этом этапе определяют числовые значения внутренних и внешних параметров системы в режиме её функционирования. Внутренние параметры системы – это параметры элементов, из которых состоит система. Внешние параметры – это параметры внешней среды, оказывающие влияние на функционирование системы.

4. Построение модели системы.

5. Проверка адекватности модели, анализ неопределённости и чувствительности. Проверка адекватности модели заключается в доказательстве факта, что точность результатов, полученных на модели будет не хуже точности расчётов, произведённых на основании экспериментальных данных. При анализе неопределённости модели выделяют следующие источники неопределённостей: источники обусловленные неполнотой моделей, неадекватностью моделей и неопределённостью исходных параметров.При анализе чувствительности моделей к изменению входных параметров устанавливается степень зависимости выходных параметров от входных. Если установлено, что изменение ряда параметров приводит к незначительным изменениям выходных характеристик сравнимых с точностью проведения расчётов на модели, то такие входные параметры можно исключить из модели, и тем самым упростить её.

6. Исследование ресурсных возможностей модели. Модель должна быть обеспечена в достаточном объёме энергетическими, материальными, временными и информационными ресурсами. В качестве материальных ресурсов в случае решения задач путём моделирования на ЭВМ выступает объём памяти и машинное время. При нехватке этих материальных ресурсов для решения задачи необходимо проводить декомпозицию модели системы на совокупность связанных моделей меньшей размерности. Что касается информационных ресурсов, то качество и полнота информации представленной в модели обеспечивает принятие обоснованных решений и является гарантией успешного управления.

7. Определение целей системного анализа. Определить цель системного анализа ­ – означает ответить на вопрос, что надо сделать для снятия проблемы. Проблема представляет собой разницу между существующей и желаемой ситуацией.

8. Формирование критериев. Критерий – это способ сравнения альтернатив. Решение может состоять не обязательно в поиске более адекватного критерия, оно может выражаться в использовании нескольких критериев, описывающих одну цель по-разному и дополняющих друг друга. Основные критерии наиболее часто встречающиеся в анализе сложных технических систем следующие:

· Экономические критерии. Это прибыль, рентабельность себестоимость.

· Технико-экономические. Это производительность, надёжность, долговечность.

Технологические. Выход продукта, качество.

9. Генерирование альтернатив. Генерирование альтернатив, то есть идей о возможных способах достижения цели является творческим процессом. Основные способы генерации альтернатив:

· Поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе.

· Привлечение нескольких экспертов, имеющих разную подготовку и опыт.

· Увеличение числа альтернатив за счёт их сочетания.

· Генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени: долгосрочные, краткосрочные и экстренные.

· Методы, используемые в системном анализе при проведении работы по формированию множества альтернатив, подразделяются на следующие группы:

· Методы коллективной генерации идей или методы мозгового штурма.

· Разработка сценариев. Сценарии альтернативы – это логически обоснованные модели поведения проблемной системы в будущем, которые после принятия решения можно рассматривать как прогноз изменения состояния системы. При составлении сценариев проводят анализ внутренних и внешних факторов, влияющих на развитие системы, анализируют высказывания ведущих специалистов в научных публикациях по рассматриваемой тематике.

· Морфологические методы. Основная идея морфологических методов состоит в систематическом переборе всех мыслимых вариантов решения проблемы или развития системы путём комбинирования выделенных элементов или их признаков. Системный аналитик определяет все мыслимые параметры, от которых может зависеть решение проблемы и представляет их в виде матриц строк. Затем в этой матрице определяются все возможные сочетания параметров, по одному из каждой строки. Полученные таким образом варианты подвергаются оценке и анализу с целью выбора наилучшего варианта решения проблемной ситуации.

· Деловые игры. В том числе имитационное моделирование реальных ситуаций.

· Методы экспертного анализа. Суть этих методов состоит в подборе группы экспертов, являющихся специалистами в рассматриваемой области знаний, перед ними формулируется задача, например, изложить своё мнение о проблеме, требующей решения, предложить пути развития системы, обосновать траекторию изменения состояния системы в будущем и тому подобное. После получения ответов появляется коллективное мнение о решаемой проблеме. В результате обработки экспертных ответов получают наиболее вероятный прогноз по развитию системы.

· Методы типа «дерево целей». Эти методы подразумевают использование иерархической структуры, полученной путём разделения общей цели на подцели а их, в свою очередь, на более детальные составляющие.

10. Реализация выбора и принятие решений. Многокритериальные задачи создают сложности формирования целевой функции и приводят к множеству возможных решений. Задачей принятия решений называют сочетание где W-множество вариантов решения задачи, а – принцип оптимальности, то есть правило предпочтения вариантов. Задачи принятия решений классифицируют по наличию информации о множестве W и принципе оптимальности . Если W и неизвестны, возникает общая задача принятия решения, это наиболее сложная задача, поскольку данные для получения Wok определяются в процессе её решения. Задачу с известным называют задачей выбора, а задачу с известными W и – задачей оптимизации. Подходы к решению многокритериальных задач известны. Это сведение многокритериальной задачи к однокритериальной, поиск альтернативы с заданными свойствами и нахождение пареттовского множества альтернатив.

11. Внедрение результатов анализа. Конечный результат анализа будет зависеть не только от того, насколько теоретически обоснованы методы, применяемые при проведении анализа, но и от того, насколько грамотно и качественно реализованы полученные рекомендации.