Структура системного анализа. Декомпозиция.

1) Декомпозиция

- Определение и декомпозиция общей цели и основной функции

- Выделение системы из среды

- Описание воздействующих факторов

- Описание тенденций развития, неопределенностей

- Описание как «черного ящика»

- Функциональная, компонентная и структурная декомпозиция

2) Анализ

- Функционально-структурный анализ

- Морфологический анализ

- Генетический анализ

- Анализ аналогов

- Анализ эффективности

- Формирование требований к создаваемой системе

3) Синтез

- Разработка модели системы

- Структурный анализ

- Параметрический анализ

- Оценивание системы

 

Декомпозиция – раскладывание целостной системы на составляющие. Используется для составления общего представления о системе, предполагает выполнение следующих мероприятий:

1. Определение и декомпозиция общей цели исследования и и основной функции системы как ограничение траектории в пространстве состояний системы или в области допустимых ситуаций. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций.

 

 

 

 

 

 

2. Выделение системы из среды, определение границ системы.

3. Описание воздействующих факторов.

- задающие воздействие

- возмущающие воздействия (препятствующие достижению цели). Выводит систему из состояния равновесия, стабильности.

4. Описание тенденций развития и описание неопределенностей разного рода.

5. Рассмотрение системы как модель черного ящика.

 

входные элементы выходные элементы

 

чем обеспечены что получаем

6. Функциональная - по функциям, компонентная – по состоянию и структурная – по связям декомпозиция.

Глубина декомпозиция должна ограничиваться (прекращаться, если элемент начинает описывать свою внутреннюю структуру вместо его работы как черный ящик). Человек – элемент СЭС.

Кроме указанных видов декомпозиции существует декомпозиция по жизненному циклу. Её рекомендуется применять, когда целью исследования является оптимизация процессов и когда можно определить стадии преобразования входов и выходов.

Признак выделения подсистем – шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояния систем, применяется, если цель исследования – описание физического процесса как такового.

 

Структура системного анализа. Анализ и синтез.

 

Анализ - это составление общего и детального представления о системе.

 

· Функционально – структурный анализ. Предназначен для определения, формирования требований к системе, включает в себя:

- уточнение состояния системы

- определение законов функционирования элементов

- определение алгоритма функционирования и взаимовлияния подсистем

- разделение управляемых и неуправляемых характеристик

- задание пространства возможных соотношений систем

- задание параметрического пространства

- анализ целостности системы

- формулировка требований к созданию системы

· Морфологический анализ – анализ взаимосвязей

· Генетический анализ – анализ предыстории, причин развития ситуации имеющихся тенденций, построение прогнозов.

· Анализ аналогов

· Анализ эффективности системы. По результативности, ресурсоемкости, оперативности. За какой период времени, какие ресурсы затрачены. Включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, оценивание и анализ полученных оценок.

· Формирование требований к системе.

 

 

Синтез.

 

Разработка модели

Синтез структуры

Синтез параметров

Оценивание системы

Результат оценки

Предлагаемая система

 

Этапы синтеза:

1. Разработка модели проектируемой системы – предполагает выбор математического аппарата, моделирование, оценку модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения.

2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.

3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.

4. Оценка вариантов синтезированной системы – обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта.

 

 

Классификация систем

 

1) По природе элементов.

В зависимости от того, из каких элементов состоит система, она имеет свое название (абстрактная, конкретная, живая, неживая). Конкретная (реальная), если, по крайней мере, два ее элемента являются объектами и (или) субъектами. Среди них выделяют механические, электрические, биологические, социальные и др. Конкретные делятся на живые, обладающие биологическими функциями и способностью к самоорганизации,и неживые системы. Абстрактная, если ее элементы являются понятиями.

2) По происхождению – искусственные и естественные.

Естественные системы – продукт развития природы, возникли без вмешательства человека. Искусственные системы – результат созидательной деятельности человека.

3) По длительности существования – постоянные или временные. Постоянные – в определенный интервал времени, не меняет своих существенных характеристик. С точки зрения диалектики – все временные.

4) По взаимодействию со внешней средой. Открытые - это системы, которые регулярно обмениваются материально-информационными ресурсами или энергией с окружающей средой. Все живые системы являются открытыми.

Изолированные системы не обмениваются с окружающей средой ни материально-информационными ресурсами, ни энергией. Процессы самоорганизации в них невозможны.

Закрытые или замкнутые системы не обмениваются с окружающей средой материально-информационными ресурсами, но обмениваются энергией.

Изолированных и закрытых систем в реальной природе в деловом мире практически не существует. Эти системы – заведомо упрощенные схемы открытых систем, полезные при приближенном решении частных задач.

5) По сложности систем.

- простые организованные системы. Последовательны, последующее зависит от предыдущего. Разрыв любой связи – ликвидация системы. (Гирлянда)

2

 

- сложные неорганизованные системы. Состоят из огромного количества элементов, связи между которыми носят случайный хаотичный характер. (Молекулы, толпа)

 

- сложная организованная система. Большое число элементов, включающее большое число различных связей. Технические системы, биогеоценоз.

 

 

 

- большие системы – страна, города, холдинги, концерны, строительные комплексы

 

Характерно:

1) Целенаправленность и управляемость (наличие у системы общей цели, задаваемой и корректируемой в системе более высокого порядка, а которой данная система входит как составная часть)

2) Сложная иерархическая структура, предусматривающее сочетание централизованного и децентрализованного управления

3) Большой размер системы. Большое число элементов и связей, большое разнообразие входов и выходов, выполняемые функции и другое.

4) Целостность и сложность поведения.

 

- сложные системы.

При их анализе учитываются следующие факторы.

1) Наличие сложной составной цели, параллельное существование разных целей или их имена

2) Наличие у системы нескольких структур:

- функциональная

- организационная

- техническая

3) Невозможность описать систему с использованием одного языка.

- по степени участия в реализации управляющих воздействий человека. Чисто технические.

- по изменчивости свойств. Статические и динамические

- по характеру реакции на возмущающее воздействие. Пассивные и активные.

 

Улучшение» систем.

Улучшение – преобразование или изменение, приближающее систему к стандартным или нормальным режимом работы. Понятие улучшения системы предполагает, что система уже создана, порядок её работы установлен и известен. Улучшение означает выявление причин отклонений от заданных норм работы системы и устранение этих причин. Потребности в улучшении системы возникает, если:

 

1) работа системы не соответствует поставленным целям

2) система не обеспечивает прогнозирование результатов

3) система не работает, как предполагалось первоначально.

 

Основные этапы:

1) Определяется задача – что хотите получить, устанавливается система, её границы и составляющие её подсистемы.

2) Путём наблюдения определяется реальное состояние системы, реальное поведение системы и условия её работы.

3) Выявление путем состояния системы, сравнивается с ожидаемыми (стандартами, нормами) условиями с целью выявления отклонений.

4) В рамках подсистем выдвигаются гипотезы относительно причин этих отклонений.

5) На основании полученных фактов методом дедукции делаются выводы о причинах отклонения. При необходимости большая проблема развивается на подпроблемы метод редукции.

Улучшение систем связано с проблемами, относящимися к работе систем и имеет исходный посылкой тот факт, что все отклонения вызваны дефектами в элементах системы и их можно объяснить специфическими причинами. Функция, назначение, структура и взаимодействие с другими системами под сомнение не ставится. При реализации метода улучшения используется аналитический подход. Изменение систем осуществляется путем интроспекции, то есть от границ системы внутрь, к её элементам, исходя из предположения, что причины проблем и их решение находятся внутри самой системы. Метод имеет ограниченное применение, эффективен лишь в ограниченных небольших системах, практически независящих от других систем.

Основные причины неэффективности данного метода:

1) Поиски причин отклонения идут в границах самой системы

2) Приведение системы к стандарту

3) Неверные или устаревшие предпосылки и цели

4) Руководитель – лидер, тот, кого удовлетворяют потребности системы, люди знают, чего хотят им нужно в этом помочь. Или руководитель ведомый, подходит из существующих потребностей, если люди хотят – удовлетворяют.

5) Наличие законодательных и территориальных барьеров

6) Пренебрежение побочными эффектами.

При улучшении системы не учитываются побочные эффекты изменения, т.е. нежелательные воздействия, оказываемые на другие системы.

Условия работы системы	Проект принят
Объекты исследования	Содержание причины отклонения
парадигма	Научная парадигма или аналитический метод
Метод рассуждения	Дедукция (общее – частное)и редукция (уменьшение, деление на подпроблемы)
методика	Определение причин отклонений реальной системы от запланированной (оценка прямых издержек)
Основной акцент	Объяснение причин отклонений
подход	От границ системы внутрь
Роль ЛПР	Руководитель ведомый, следует существующим тенденциям