A rendszerelemzés központi eljárása egy általánosított modell (vagy modellek) felépítése, amely tükrözi a valós helyzet minden olyan tényezőjét és összefüggését, amely egy döntés végrehajtása során megjelenhet. Az így kapott modellt megvizsgáljuk annak meghatározására, hogy az egyik vagy másik alternatíva alkalmazása eredménye milyen közel áll a kívánthoz, mekkora az összehasonlító erőforrásköltség az egyes lehetőségekhez, valamint a modell érzékenysége a különböző nemkívánatos külső hatásokra. A rendszerelemzés számos alkalmazott matematikai diszciplínára és a modern vezetési tevékenységekben széles körben használt módszerre épül: operációkutatás, szakértői értékelések módszere, kritikus út módszer, sorelmélet stb. A rendszerelemzés technikai alapja korszerű számítástechnikai gépekés információs rendszerek.

A rendszerelemzés segítségével történő problémamegoldás módszertani eszközeit annak függvényében határozzák meg, hogy egyetlen célt vagy egy bizonyos célcsoportot követnek-e el, a döntést egy személy vagy többen hozzák-e meg stb. Ha egy meglehetősen világosan meghatározott cél van, a amelynek teljesítési foka egy kritérium alapján értékelhető, matematikai programozási módszereket alkalmazunk. Ha egy cél elérésének mértékét több szempont alapján kell értékelni, akkor a hasznosságelméleti apparátust alkalmazzuk, amelynek segítségével a kritériumokat rendezzük, és mindegyik fontosságát meghatározzuk. Ha az események alakulását több egyén vagy rendszer kölcsönhatása határozza meg, amelyek mindegyike a saját céljait követi és saját döntéseket hoz, akkor játékelméleti módszereket alkalmaznak.

A kontrollrendszerek kutatásának eredményességét nagymértékben meghatározzák a választott és alkalmazott kutatási módszerek. A valós döntéshozatali körülmények között történő módszerválasztás megkönnyítése érdekében a módszereket csoportokra kell bontani, jellemezni kell e csoportok jellemzőit, és javaslatokat kell adni felhasználásukra a rendszerelemzési modellek és módszerek kidolgozása során.

A kutatási módszerek teljes készlete három nagy csoportra osztható: ismeretek felhasználásán és a szakemberek intuícióján alapuló módszerek; a kontrollrendszerek formalizált ábrázolásának módszerei (a vizsgált folyamatok formális modellezésének módszerei) és integrált módszerek.

Mint már említettük, a rendszerelemzés sajátossága a kvalitatív és formális módszerek kombinációja. Ez a kombináció képezi minden alkalmazott technika alapját. Tekintsük a főbb módszereket, amelyek célja a szakemberek intuíciójának és tapasztalatának felhasználása, valamint a rendszerek formalizálásának módszerei.

A tapasztalt szakértők véleményének azonosításán és összegzésén, tapasztalataik felhasználásán és a nem hagyományos megközelítések felhasználásán alapuló módszerek egy szervezet tevékenységének elemzésére a következők: „Agymenés” módszer, „forgatókönyv” típusú módszer, szakértői értékelési módszer (beleértve a SWOT elemzést is). ), a „forgatókönyv” típusú Delphi módszert, olyan módszereket, mint a „célfa”, „üzleti játék”, morfológiai módszerek és számos más módszer.

A felsorolt ​​kifejezések jellemzik a tapasztalt szakemberek véleményének azonosítását és általánosítását elősegítő egyik vagy másik megközelítést (a „szakértő” kifejezés latinból „tapasztalt”-ot jelent). Néha ezeket a módszereket "szakértőnek" nevezik. Létezik azonban a közvetlenül a szakértők felméréséhez kapcsolódó módszerek egy speciális osztálya is, az ún. néha a „kvalitatív” kifejezéssel kombinálják (figyelembe véve ennek az elnevezésnek a konvencióját, mivel a szakemberektől kapott vélemények feldolgozásakor kvantitatív módszerek is alkalmazhatók). Ez a kifejezés (bár kissé körülményes) a többinél nagyobb mértékben tükrözi azoknak a módszereknek a lényegét, amelyekhez a szakemberek kénytelenek folyamodni, amikor nemcsak hogy nem tudják azonnal elemző függőséggel leírni a szóban forgó problémát, de azt sem látják, hogy melyik módszer. a fent tárgyalt rendszerek formalizált ábrázolásáról Tudna segíteni egy modell beszerzésében?

Módszerek, mint például az „agymenés”. Az ötletbörze koncepciója az 1950-es évek eleje óta széles körben elfogadott, mint „a kreatív gondolkodás szisztematikus képzésének módszere”, amelynek célja „új ötletek felfedezése és az intuitív gondolkodáson alapuló egyetértés megteremtése egy embercsoport között”.

Az ilyen típusú módszerek fő célja az új ötletek felkutatása, széleskörű megvitatása és építő jellegű kritika. A fő hipotézis az, hogy között nagyszámú legalább van néhány jó ötlet. Az elfogadott szabályoktól és végrehajtásuk merevségétől függően megkülönböztetnek direkt ötletelést, véleménycsere módszerét, olyan módszereket, mint a bizottságok, bíróságok (amikor az egyik csoport a lehető legtöbb javaslatot tesz, a másik pedig igyekszik kritizálni őket lehetőség szerint) stb. A közelmúltban néha az ötletelést üzleti játék formájában hajtják végre.

Olyan módszerek, mint a "scripts". A problémával vagy elemzett objektummal kapcsolatos, írásban megfogalmazott ötletek elkészítésének és összehangolásának módszereit forgatókönyveknek nevezzük. Kezdetben ez a módszer egy logikai eseménysort tartalmazó szöveg elkészítését jelentette ill lehetséges opciók az idők során kibontakozó problémák megoldásai. Később azonban megszűnt az időkoordináták kötelező előírása, és szkriptnek kezdték nevezni minden olyan dokumentumot, amely a szóban forgó probléma elemzését és a megoldására vagy a rendszer fejlesztésére vonatkozó javaslatokat tartalmaz, függetlenül attól, hogy milyen formában van. bemutatott. Általános szabály, hogy a gyakorlatban az ilyen dokumentumok elkészítésére vonatkozó javaslatokat először szakértők írják le, majd egy egyeztetett szöveget alakítanak ki.

A rendszerelemző szakemberek feladata a forgatókönyv elkészítésében, hogy segítse az érintett tudásterületek vezető szakembereit a rendszer általános mintáinak azonosításában; elemzi annak alakulását és a célok kialakítását befolyásoló külső és belső tényezőket; azonosítani e tényezők forrásait; elemzi a folyóiratok vezető szakértőinek nyilatkozatait, tudományos publikációkés egyéb tudományos és műszaki információforrások; hozzon létre (lehetőleg automatizált) segédinformációs alapokat, amelyek hozzájárulnak a megfelelő probléma megoldásához.

A szkript lehetővé teszi, hogy előzetes elképzelést hozzon létre a problémáról (rendszerről) olyan helyzetekben, amikor nem lehetséges azonnal megjeleníteni egy formális modellel. De a forgatókönyv mégis olyan szöveg, amely minden ebből következő következménnyel (szinonímia, homonímia, paradoxon) társul azzal a lehetőséggel, hogy a különböző szakemberek kétértelműen értelmezzék. Ezért az ilyen szöveget alapot kell tekinteni a jövőbeli rendszer vagy megoldandó probléma formalizáltabb elképzelésének kidolgozásához.

Szakértői értékelések módszerei. Ezeknek a módszereknek az alapja a szakértői kikérdezés különböző formái, majd értékelése és a legkedvezőbb lehetőség kiválasztása. A szakértői értékelések alkalmazásának lehetősége és objektivitásának igazolása azon alapul, hogy a vizsgált jelenség ismeretlen jellemzőjét véletlenszerű változóként értelmezzük, amelynek eloszlási törvényének tükröződése a szakértő egyéni értékelése a megbízhatóság, ill. egy adott esemény jelentőségét.

Feltételezzük, hogy a vizsgált jellemző valódi értéke a szakértői csoporttól kapott becslések tartományán belül van, és az általánosított kollektív vélemény megbízható. Ezeknél a módszereknél a legvitatottabb pont a szakértők által megfogalmazott becsléseken alapuló súlyozási együtthatók megállapítása és az egymásnak ellentmondó becslések egy bizonyos átlagértékre való csökkentése.

Szakértői felmérés- ez nem egyszeri eljárás. Ennek a nagyfokú bizonytalansággal jellemezhető összetett problémáról szóló információszerzési módszernek egyfajta „mechanizmussá” kell válnia egy összetett rendszerben, azaz. rendszeres szakértői munkarendszer kialakítása szükséges.

A szakértői módszer egyik változata a szervezet erősségeit és gyengeségeit, tevékenységét fenyegető lehetőségeket és veszélyeket vizsgáló módszer - a SWOT elemzési módszer.

Ezt a módszercsoportot széles körben alkalmazzák a társadalmi-gazdasági kutatásokban.

Olyan módszerek, mint a "Delphi". A Delphi-módszert eredetileg a brainstorming egyik eljárásaként javasolták, és segítenie kell a hatás csökkentésében pszichológiai tényezőkés növeli a szakértői értékelések objektivitását. Ezután a módszert önállóan kezdték használni. Ennek alapja a visszajelzés, a szakértők megismertetése az előző forduló eredményeivel, és ezek figyelembevétele a szakértők fontosságának megítélésekor.

A Delphi eljárást megvalósító speciális technikákban ezt az eszközt különböző mértékben használják. Így leegyszerűsített formában ismétlődő brainstorming ciklusok sorozatát szervezzük. Bonyolultabb változatban a szekvenciális egyéni felmérések programját dolgozzák ki kérdőívekkel, amelyek kizárják a szakértők közötti kapcsolatokat, de lehetőséget biztosítanak egymás véleményének megismerésére a fordulók között. A kérdőívek körről körre frissíthetők. Az olyan tényezők csökkentésére, mint a szuggesztió vagy a többség véleményéhez való alkalmazkodás, időnként meg kell indokolniuk a szakértőknek álláspontjukat, de ez nem mindig vezet a kívánt eredményhez, hanem éppen ellenkezőleg, fokozhatja az alkalmazkodás hatását. A legfejlettebb módszerekben a szakértők véleményük szignifikanciájának súlyozási együtthatóit rendelik hozzá, amelyeket korábbi felmérések alapján számítanak ki, körről körre finomítják és figyelembe veszik az általánosított értékelési eredmények megszerzésekor.

Olyan módszerek, mint a „célfa”. A „fa” kifejezés egy hierarchikus struktúra alkalmazását jelenti, amelyet úgy kapunk, hogy az átfogó célt részcélokra osztjuk, és ezeket részletesebb komponensekre, amelyeket alacsonyabb szintű részcéloknak, vagy egy bizonyos szintről kiindulva funkcióknak nevezhetünk.

A „célfa” módszer a célok, problémák, irányok viszonylag stabil szerkezetének megszerzésére irányul, pl. egy olyan struktúra, amely egy idő alatt alig változott azokkal az elkerülhetetlen változásokkal, amelyek bármely fejlődő rendszerben előfordulnak.

Ennek eléréséhez a struktúra kezdeti változatának megalkotásakor figyelembe kell venni a célkitőzés mintáit, és alkalmazni kell a hierarchikus struktúrák kialakításának elveit.

Morfológiai módszerek. A morfológiai megközelítés fő gondolata az, hogy szisztematikusan megtalálja a probléma összes lehetséges megoldását a kiválasztott elemek vagy jellemzőik kombinálásával. Szisztematikus formában a morfológiai elemzés módszerét először F. Zwicky svájci csillagász javasolta, és gyakran „Zwicky-módszernek” is nevezik.

Üzleti játékok- a szimulációs módszert arra fejlesztették ki, hogy különböző helyzetekben vezetői döntéseket hozzon egy embercsoport vagy egy személy és egy számítógép megadott szabályai szerint játszva. Az üzleti játékok lehetővé teszik a folyamatok modellezése és szimulációja segítségével összetett gyakorlati problémák elemzését, megoldását, biztosítják a mentális kultúra, a menedzsment, a kommunikációs készség, a döntéshozatal kialakítását, a vezetési képességek instrumentális bővítését.

Az üzleti játékok az irányítási rendszerek elemzésének és a szakemberek képzésének eszközei.

Az irányítási rendszerek gyakorlati leírására számos formalizált módszert alkalmaznak, amelyek különböző mértékben biztosítják a rendszerek időbeli működésének tanulmányozását, az irányítási sémák tanulmányozását, az egységek összetételét, alárendeltségét stb. a vezetői apparátus normál működési feltételeinek megteremtése, a személyre szabottság és az irányítást biztosító egyértelmű tájékoztatás

Az egyik legteljesebb osztályozás, amely a rendszerek formalizált ábrázolásán alapul, i.e. matematikai alapon a következő módszereket tartalmazza:

• - elemző (a klasszikus matematika és a matematikai programozás módszerei egyaránt);
• - statisztikai (matematikai statisztika, valószínűségszámítás, sorbanálláselmélet);
• - halmazelméleti, logikai, nyelvi, szemiotikai (a diszkrét matematika ágainak tekintendő);

grafika (gráfelmélet stb.).

A rosszul szervezett rendszerek osztálya ebben az osztályozásban a statisztikai reprezentációknak felel meg. Az önszervező rendszerek osztályába a diszkrét matematikai és grafikus modellek, valamint ezek kombinációi a legalkalmasabbak.

Az alkalmazott osztályozások a közgazdasági és matematikai módszerekre és modellekre összpontosítanak, és főként a rendszer által megoldott funkcionális feladatsorok határozzák meg.

Nézzünk példákat a rendszerelemzésre:

Példa . Tekintsünk egy egyszerű feladatot - reggel menni órákra az egyetemen. Ennek a problémának, amelyet gyakran a diákok oldanak meg, minden aspektusa van:

• - tárgyi, fizikai szempont - a tanulónak egy bizonyos tömeget, például tankönyveket, füzeteket kell a kívánt távolságra mozgatnia;
• - energia szempont - a tanulónak meghatározott mennyiségű energiával kell rendelkeznie és el kell költenie a mozgáshoz;
• - információs szempont - az egyetem útvonaláról, elhelyezkedéséről információra van szükség és az útvonal mentén feldolgozandó;
• - emberi szempont - a mozgás, különösen a busszal való utazás lehetetlen személy nélkül, például buszsofőr nélkül;
• - szervezési szempont - megfelelő közlekedési hálózatok és útvonalak, megállóhelyek stb.
• - térbeli szempont - mozgás egy bizonyos távolságon;
• - időaspektus - erre a mozgásra időt fog fordítani (amely során ennek megfelelő visszafordíthatatlan változások következnek be a környezetben, kapcsolatokban, kapcsolatokban).

Minden típusú erőforrás szorosan összefügg és összefonódik. Ráadásul egymás nélkül lehetetlenek, az egyik aktualizálása a másik aktualizálásához vezet.

A gondolkodás típusai

A rendszerszemléletű gondolkodás egy speciális típusa, amely egy olyan elemzőben rejlik, aki nem csak megérteni akarja egy folyamat vagy jelenség lényegét, hanem kezelni is akarja azt. Néha azonosítják az analitikus gondolkodással, de ez az azonosítás nem teljes. Az analitikus gondolkodásmód lehet, de a rendszerszemlélet egy rendszerelméleten alapuló módszertan.

A szubjektumorientált (szubjektumorientált) gondolkodás olyan módszer (elv), amelynek segítségével célirányosan (általában tanulmányi céllal) azonosítható és aktualizálható, felismerhető az ok-okozati összefüggések és mintázatok számos konkrét, ill. általános események és jelenségek. Gyakran ez egy módszer és technológia a rendszerek tanulmányozására.

A szisztémás (rendszerorientált) gondolkodás egy olyan módszer (elv), amelynek segítségével célirányosan (általában vezetési céllal) azonosítani, aktualizálni, megérteni az ok-okozati összefüggéseket és mintákat számos általánosságban. valamint egyetemes események és jelenségek. Ez gyakran rendszerkutatási módszertan.

A rendszerszemléletű gondolkodással események, jelenségek halmaza (amelyek különböző alkotóelemekből állhatnak) aktualizálódnak, egy egészként, egy általános szabályok szerint szervezett eseményként vagy jelenségként tanulmányozódnak, amelynek viselkedése előre jelezhető, előre jelezhető (mint egy szabály) anélkül, hogy nemcsak az alkotóelemek viselkedését, hanem maguknak a minőségét és mennyiségét is tisztázná. Amíg nem világos, hogy a rendszer hogyan működik vagy hogyan fejlődik egészében, a részeinek ismerete nem ad teljes képet erről a fejlődésről.

Szisztematikus elv. Rendszer. Alapfogalmak és definíciók

A rendszerelemzés mint tudományág fő kiindulópontja az következetesség elve, amely ideológiai és módszertani funkciókat egyaránt ellátó filozófiai elvként fogható fel. Világnézeti funkció A szisztematikusság elve abban nyilvánul meg, hogy egy bármilyen természetű tárgyat olyan elemek halmazaként ábrázolnak, amelyek bizonyos kölcsönhatásban állnak egymással a környező világgal, valamint a tudás rendszerszerűségének megértésében. Módszertani funkció A szisztematikusság elve a kognitív eszközök, módszerek és technikák összességében nyilvánul meg, amelyek a rendszerkutatás általános módszertana.

Az első szisztematikus elképzelések a természetről, annak tárgyairól és a velük kapcsolatos ismeretekről Platón és Arisztotelész ókori filozófiájában keletkeztek. A rendszerelemzés kialakulásának története során a rendszerekkel kapcsolatos elképzelések, felépítésük, működésük és fejlődésük mintái ismételten tisztázásra, újragondolásra kerültek. A „rendszer” kifejezést olyan esetekben használják, amikor a vizsgált vagy tervezett objektumot úgy akarják jellemezni, mint valami egészet (egyetlen), összetettet, amelyről nem lehet azonnal képet alkotni megjelenítésével, grafikus ábrázolásával vagy leírásával. matematikai kifejezéssel.

Összehasonlítva a rendszer definíciójának alakulását (a kommunikáció elemei, majd a cél, majd a megfigyelő) és a tudáselmélet kategóriáinak kutatási tevékenységben való felhasználásának alakulását, hasonlóságok fedezhetők fel: az elején modellek ( különösen formálisak) csak figyelembevételen alapultak elemeketÉs kapcsolatokat, interakciók közöttük, akkor kezdett figyelni gólok, formalizálási módszerek keresése (objektív funkció, működési kritérium stb.), és a 60-as évektől kezdődően. egyre nagyobb figyelmet szentelnek megfigyelő, a modellezést vagy a kísérletet végző személy, azaz. döntéshozó. A Nagy Szovjet Enciklopédia a következő definíciót adja: „a rendszer természetesen egymással összefüggő tárgyak, jelenségek, valamint a természetről és a társadalomról szóló ismeretek objektív egysége”), azaz. Hangsúlyozzuk, hogy az elem (és így egy rendszer) fogalma egyaránt alkalmazható meglévő, anyagilag megvalósult objektumokra, valamint az ezekről az objektumokról vagy jövőbeli megvalósításaikról szóló ismeretekre. A rendszer fogalmában tehát az objektív és a szubjektív dialektikus egységet alkotnak, és beszélnünk kell a kutatás tárgyainak rendszerként való megközelítéséről, azok eltérő ábrázolásáról a megismerés vagy alkotás különböző szakaszaiban. Más szóval, a „rendszer” kifejezés mérlegelésének különböző szakaszaiban különböző fogalmakat foglalhat magában, mintegy beszélve a rendszer különféle formáinak létezéséről. M. Mesarovic például a kiemelést javasolja rétegek a rendszer figyelembevétele. Hasonló rétegek nem csak a teremtés során létezhetnek, hanem egy tárgy megismerése során is, pl. amikor valóságos objektumokat jelenítünk meg elménkben absztrakt módon reprezentált rendszerek formájában (modellekben), amelyek azután segítenek új objektumok létrehozásában, vagy javaslatokat dolgoznak ki a meglévők átalakítására. A rendszerelemzési módszertan nem feltétlenül a megismerési vagy rendszertervezési folyamat egészére, hanem annak egy rétegére (ami a gyakorlatban általában megtörténik), és a kutatók közötti terminológiai és egyéb nézeteltérések elkerülése érdekében dolgozható ki. rendszerfejlesztők számára mindenekelőtt egyértelműen meg kell határozni, hogy melyik megfontolási rétegről beszélünk.

Figyelembe véve a rendszer különféle definícióit és azok fejlődését, anélkül, hogy ezek közül egyiket is főként kiemelnénk, hangsúlyozzuk, hogy egy objektum rendszerként való ábrázolásának különböző szakaszaiban, meghatározott helyzetekben különböző definíciók alkalmazhatók. Sőt, ahogy a rendszerről alkotott elképzelések pontosabbakká válnak, vagy a kutatás egy másik rétegébe kerülünk, a rendszer definícióját nem csak lehet, hanem finomítani is kell. Az elemeket, összefüggéseket, célokat és a megfigyelőt, esetenként a rendszer megjelenítésének „nyelvét” magában foglaló teljesebb definíció segít a feladat kitűzésében és a rendszerelemzési módszertan főbb állomásainak felvázolásában. Például a szervezeti rendszerekben, ha nem azonosítja a döntéshozatalra illetékes személyt, előfordulhat, hogy nem éri el azt a célt, amelyre a rendszert létrehozták. A rendszerelemzés során tehát mindenekelőtt a rendszer lehető legteljesebb definíciójával kell megjeleníteni a helyzetet, majd a leglényegesebb, a döntéshozatalt befolyásoló összetevőket kiemelve megfogalmazni egy „működő” definíciót finomítható, bővíthető és konvergálható az elemzés előrehaladásától függően. Figyelembe kell venni, hogy egy rendszer meghatározásának pontosítása vagy pontosítása a kutatási folyamat során a környezettel való kölcsönhatás és a környezet meghatározásának megfelelő kiigazítását vonja maga után. Ezért nem csak a rendszer állapotát, hanem a környezet állapotát is fontos előre jelezni, figyelembe véve annak természetes és mesterséges inhomogenitását.

A rendszert a környezettől egy megfigyelő különbözteti meg, aki a vizsgálat (tervezés) céljainak vagy a problémahelyzet előzetes megértésének megfelelően meghatározza a rendszerbe foglalt elemeket a többiből, azaz a környezetből. Ebben az esetben három lehetséges pozíciója van a megfigyelőnek, aki:

tudja magát a környezetnek tulajdonítani, és a rendszert a környezettől teljesen elszigetelve bemutatva zárt modelleket építhet (ebben az esetben a környezet nem játszik szerepet a modell vizsgálatában, bár befolyásolhatja annak megfogalmazását);

vonja be magát a rendszerbe, és modellezze azt, figyelembe véve befolyását és a rendszer hatását a róla alkotott elképzeléseire (a gazdasági rendszerekre jellemző helyzet);

elszigetelni magát mind a rendszertől, mind a környezettől, és a rendszert nyitottnak, a környezettel állandóan kölcsönhatásban lévőnek tekinteni, figyelembe véve ezt a tényt a modellezés során (az ilyen modellek a rendszerek fejlesztéséhez szükségesek).

Tekintsük azokat az alapfogalmakat, amelyek segítenek tisztázni a rendszer gondolatát. Alatt elem A rendszer legegyszerűbb, oszthatatlan részét szokás megérteni. A válasz azonban arra a kérdésre, hogy mi is ez a rész, nem egyértelmű. Például egy táblázat elemei lehetnek „lábak, fiókok, fedél stb.”, vagy „atomok, molekulák”, attól függően, hogy a kutató milyen feladattal néz szembe. Ezért fogadjuk el a következő definíciót: az elem egy rendszer felosztásának határa a mérlegelés, egy konkrét probléma megoldása, egy kitűzött cél szempontjából. Szükség esetén módosíthatja a felosztás elvét, kiemelhet más elemeket, és egy új felosztás segítségével megfelelőbb képet kaphat az elemzett tárgyról vagy problémahelyzetről. Amikor egy összetett rendszer többszintű feldarabolását szokás megkülönböztetni alrendszerekÉs Alkatrészek.

Az alrendszer fogalma azt jelenti, hogy a rendszernek egy viszonylag független részét kell megkülönböztetni, amely rendelkezik a rendszer tulajdonságaival, és különösen, amelynek van egy részcélja, amelyre az alrendszer irányul, valamint saját specifikus tulajdonságai vannak.

Ha a rendszer részei nem rendelkeznek ilyen tulajdonságokkal, hanem egyszerűen homogén elemek halmazai, akkor az ilyen részeket általában ún. alkatrészek.

Koncepció kapcsolat a rendszer bármely definíciójába beletartozik, és biztosítja szerves tulajdonságainak megjelenését és megőrzését. Ez a fogalom egyszerre jellemzi a rendszer szerkezetét (statika) és működését (dinamikája). A kommunikációt az elemek szabadságfokának korlátozásaként határozzák meg. Valójában az elemek, amikor kölcsönhatásba lépnek (kapcsolódnak) egymással, elveszítik tulajdonságaik egy részét, amelyekkel potenciálisan szabad állapotban rendelkeztek.

Koncepció állapotáltalában a rendszer „kivágását”, fejlődésének megállását jellemzik. Ha az  elemeket (komponensek, funkcionális blokkok) vesszük figyelembe, vegyük figyelembe, hogy a „kimenetek” (kimeneti eredmények) -tól, y-től és x-től függenek, azaz. g=f(,y,x), akkor az állapot a feladattól függően (,y), (,y,g) vagy (,y,x,g) definiálható.

Ha egy rendszer képes egyik állapotból a másikba áttérni (pl.

), akkor azt mondják, hogy van parancs. Ezt a fogalmat akkor használják, ha az egyik állapotból a másikba való átmenet ismeretlen mintái (szabályai) léteznek. Aztán azt mondják, hogy a rendszernek van valamilyen viselkedése, és kiderítik a természetét, az algoritmust. Figyelembe véve a jelölés bevezetését, a viselkedés függvényként ábrázolható

Koncepció egyensúlyiúgy definiáljuk, mint egy rendszer azon képességét, hogy külső zavaró hatások hiányában (vagy állandó hatások mellett) megőrizze állapotát a kívánt ideig. Ezt az állapotot ún egyensúlyi állapot. A gazdasági szervezeti rendszerekre ez a fogalom meglehetősen feltételesen alkalmazható.

Alatt egyezmény megérteni egy rendszer azon képességét, hogy visszatérjen egyensúlyi állapotába, miután ebből az állapotból külső (vagy aktív elemekkel rendelkező rendszerekben - belső) zavaró hatások hatására eltávolították. Ez a képesség csak akkor rejlik az Y állandó rendszerben, ha az eltérések nem haladnak meg egy bizonyos határt. Egyensúlyi állapot. amelyre a rendszer képes visszatérni hívjuk stabil egyensúlyi állapot.

A rendszerdefiníció megválasztásától függetlenül (amely az elfogadott koncepciót tükrözi, és valójában a modellezés kezdete), a következő jellemzőkkel rendelkezik: jelek:

integritás – a rendszer bizonyos függetlensége a külső környezettől és más rendszerektől;

összekapcsoltság, azaz olyan kapcsolatok megléte, amelyek az elemről elemre való átmenetek révén lehetővé teszik a rendszer bármely két elemének összekapcsolását - A legegyszerűbb kapcsolatok az elemek soros és párhuzamos kapcsolatai, pozitív és negatív visszacsatolás;

funkciók - olyan célok (funkciók, képességek) jelenléte, amelyek nem a rendszerben szereplő elemek részcéljainak (alfunkcióinak, képességeinek) egyszerű összege; Egy rendszer tulajdonságainak az elemei tulajdonságainak összegére való irreducibilitását (irreducibilitási fokát) fellépésnek nevezzük.

A rendszer elemeit összekötő kapcsolatok rendezettsége határozza meg a rendszer szerkezetét, mint olyan elemek halmazát, amelyek a rendszer elemei között létrejött kapcsolatoknak megfelelően működnek. A kapcsolatok határozzák meg az anyag-, energia- és információelemek közötti csere sorrendjét, ami fontos a rendszer számára.

A rendszer funkciói azok a tulajdonságai, amelyek egy cél eléréséhez vezetnek. Egy rendszer működése az egyik állapotból a másikba való átmenetben vagy egy bizonyos állapot meghatározott ideig való megőrzésében nyilvánul meg. Vagyis egy rendszer viselkedése annak időbeli működése. A célorientált viselkedés arra irányul, hogy a rendszer elérje preferált célját.

A nagy rendszerek olyan rendszerek, amelyek jelentős számú, hasonló kapcsolattal rendelkező elemet tartalmaznak. A komplex rendszerek olyan rendszerek, amelyek egy nagy szám különböző típusú és heterogén kapcsolatokkal rendelkező elemek. Ezek a meghatározások nagyon feltételesek. Konstruktívabb egy nagy komplex rendszert olyan rendszerként definiálni, amelynek felső irányítási szintjein az alsó szint elemeinek állapotáról minden információ szükségtelen, sőt káros is.

A rendszerek lehetnek nyitottak vagy zártak. A zárt rendszereknek világosan meghatározott, merev határai vannak. Működésükhöz a környezeti hatásokkal szembeni védelem szükséges. A nyílt rendszerek energiát, információt és anyagot cserélnek a környezettel. A nyitott rendszerek számára a külső környezettel való csere és a külső feltételekhez való alkalmazkodás képessége elengedhetetlen feltétele létezésüknek. Minden szervezet nyílt rendszer.

A „rendszerstruktúra” fogalma kulcsszerepet játszik a rendszerek elemzésében és szintézisében, és elengedhetetlen a következő kibernetika tézis (jog).

"Vannak természeti törvények, amelyek szabályozzák a nagy, sokrétűen összefüggő, bármilyen jellegű rendszerek viselkedését: biológiai, műszaki, társadalmi és gazdasági. Ezek a törvények az önszabályozási és önszerveződési folyamatokhoz kapcsolódnak, és pontosan azokat a "vezérelveket" fejezik ki. amelyek meghatározzák a növekedést és stabilitást, a tanulást és szabályozást, az alkalmazkodást és a rendszerek fejlődését. Első ránézésre a kibernetika szempontjából teljesen különböző rendszerek teljesen megegyeznek, hiszen az úgynevezett életképes viselkedést demonstrálják, amelynek célja a túlélés.

A rendszer ilyen viselkedését nem annyira a benne végbemenő sajátos folyamatok, vagy azok az értékek határozzák meg, amelyeket még a legfontosabb paraméterei is felvesznek, hanem mindenekelőtt a dinamikus szerkezete, mint szerveződési módja. egyetlen egész egyes részeinek összekapcsolása. A rendszerszerkezet legfontosabb elemei a kontúrok Visszacsatolás valamint a feltételes valószínűségek mechanizmusai, amelyek biztosítják a rendszer önszabályozását, öntanulását és önszerveződését. A rendszer tevékenységének fő eredménye annak eredményei. Ahhoz, hogy az eredmények megfeleljenek a céljainknak, a rendszer felépítését ennek megfelelően kell megszervezni." Vagyis a kívánt eredmények eléréséhez szükséges a visszacsatolás és a feltételes valószínűségi mechanizmusok befolyásolása is. hogy értékelni tudja e hatások eredményeit.

Kérdések felülvizsgálatra Mi az módszertan szisztémás elemzés 3VM? Ismertesse az építés folyamatát... CASE eszközök szisztematikusan-objektum modellezés és elemzés(UFO-eszköztár). 5.1. Módszertan szisztematikusan-objektum modellezés és elemzés 5.1.1. ...

Szerkezet szisztémás elemzésés modellezési folyamatok a technoszférában

Absztrakt >> Gazdasági és matematikai modellezés

Amit megvalósít módszertan probléma megoldás. A központban módszertan szisztémás elemzés van ennek egy mennyiségi... alkalmazásának művelete módszertan. Széles alkalmazás szisztémás elemzés hozzájárult a javulásához. Rendszer elemzés gyorsan felszívódik...

Alapvető rendelkezések szisztémás elemzés

Absztrakt >> Gazdaságelmélet

A problémák természetesen függnek szisztémás megközelítést alapul véve módszertan szisztémás elemzés. Rendszer elemzés a társadalmi... matematikai módszerek tanulmányozásában, míg szisztémás fogalmak, módszertan szisztémás elemzés alapvetőek. Nagyon...

Rendszer elemzése - Ez a rendszerelméleti módszertan, amely a rendszerként ábrázolt objektumok tanulmányozásából, azok strukturálásából és későbbi elemzéséből áll. fő jellemzője

rendszerelemzés abban rejlik, hogy nemcsak elemzési módszereket tartalmaz (görögül. elemzés – tárgy felosztása elemekre), hanem szintézismódszerek is (görögből. szintézis - elemek egyetlen egésszé összekapcsolása).

A rendszerelemzés fő célja egy összetett probléma megoldásának bizonytalanságának felderítése és megszüntetése a létező alternatívák közül a legjobb megoldás megtalálásával.

A rendszerelemzés problémája összetett elméleti vagy gyakorlati kérdés, amely megoldást igényel. Minden probléma középpontjában valamilyen ellentmondás feloldása áll. Különös problémát jelent például egy olyan innovatív projekt kiválasztása, amely megfelel a vállalkozás stratégiai céljainak és képességeinek. Ezért az innovációs stratégiák és az innovációs tevékenység taktikáinak kiválasztásakor a legjobb megoldások keresését rendszerelemzés alapján kell végezni. Az innovatív projektek és innovatív tevékenységek megvalósítása mindig olyan bizonytalansági elemekkel jár, amelyek maguknak a rendszereknek és a környezeti rendszereknek a nemlineáris fejlődése során jelentkeznek.

A rendszerelemzés módszertana a kvantitatív összehasonlítás és az alternatívák kiválasztásának műveletein alapul a megvalósítandó döntéshozatali folyamatban. Ha az alternatívák minőségi kritériumaira vonatkozó követelmény teljesül, akkor azok mennyiségi értékelése is megszerezhető. Ahhoz, hogy a kvantitatív értékelések lehetővé tegyék az alternatívák összehasonlítását, tükrözniük kell az összehasonlításba bevont alternatívák kiválasztásának kritériumait (eredmény, hatékonyság, költség stb.).

A rendszerelemzésben a problémamegoldás olyan tevékenység, amely fenntartja vagy javítja egy rendszer jellemzőit, vagy új rendszert hoz létre meghatározott tulajdonságokkal. A rendszerelemzés technikái és módszerei arra irányulnak, hogy alternatív megoldási lehetőségeket dolgozzanak ki a probléma megoldására, azonosítsák az egyes lehetőségek bizonytalanságának mértékét, és összehasonlítsák a lehetőségeket azok hatékonysága (kritériumai) szerint. Ezenkívül a kritériumok prioritási alapon épülnek fel. A rendszerelemzés az alapvető logikai elemek halmazaként ábrázolható elemek:

• – a kutatás célja a probléma megoldása és az eredmény elérése;
• – erőforrások – a probléma megoldásának tudományos eszközei (módszerek);
• – alternatívák – megoldási lehetőségek és a több megoldás közül egy kiválasztásának szükségessége;
• – kritériumok – egy probléma megoldhatóságának felmérésére szolgáló eszköz (jel);
• – modell egy új rendszer létrehozásához.

Sőt, a rendszerelemzés céljának megfogalmazása is döntő szerepet játszik, hiszen tükörképet ad a fennálló problémáról, a megoldás kívánt eredményéről, és leírást ad arról, hogy milyen erőforrásokkal ez az eredmény elérhető (4.2. ábra). .

Rizs. 4.2.

A cél az előadókhoz és a feltételekhez képest konkretizálódik és átalakul. Gólj többet magasrendű mindig tartalmaz egy kezdeti bizonytalanságot, amelyet figyelembe kell venni. Ennek ellenére a célnak konkrétnak és egyértelműnek kell lennie. Színrevitelének lehetővé kell tennie az előadók kezdeményezését. „Sokkal fontosabb a „helyes” cél kiválasztása, mint a „helyes” rendszer” – mutatott rá Hall, egy rendszermérnöki könyv szerzője; "rossz célt választani azt jelenti, hogy rossz problémát kell megoldani; rossz rendszert pedig egyszerűen szuboptimális rendszert választani."

Ha a rendelkezésre álló erőforrások nem tudják biztosítani a kitűzött cél megvalósítását, akkor nem tervezett eredményeket kapunk. A cél a kívánt eredmény. Ezért a célok eléréséhez megfelelő erőforrásokat kell kiválasztani. Ha a források korlátozottak, akkor a célt kell igazítani, pl. megtervezni az adott erőforráskészlettel elérhető eredményeket. Ezért az innovációs tevékenységekben a célok megfogalmazásának konkrét paraméterekkel kell rendelkeznie.

Alapvető feladatokat rendszer elemzése:

• bomlási probléma, i.e. a rendszer (probléma) szétbontása külön alrendszerekre (feladatokra);
• az elemzés feladata a rendszer viselkedésének törvényszerűségei és mintáinak meghatározása a rendszertulajdonságok és attribútumok kimutatásával;
• a szintézis feladata a rendszer új modelljének megalkotása, a problémamegoldás során szerzett ismeretek és információk alapján meghatározva annak szerkezetét és paramétereit.

A rendszerelemzés általános felépítését a táblázat mutatja be. 4.1.

4.1. táblázat

A rendszerelemzés fő feladatai és funkciói

Rendszerelemzési keretrendszer
bomlás
Az átfogó cél, a fő funkció meghatározása és bontása	Funkcionális szerkezeti elemzés	Új rendszermodell kidolgozása
A rendszer elkülönítése a környezettől	Morfológiai elemzés (összetevők kapcsolatának elemzése)	Strukturális szintézis
Befolyásoló tényezők leírása	Genetikai elemzés (háttér, trendek elemzése, előrejelzés)	Paraméteres szintézis
Fejlődési trendek, bizonytalanságok leírása	Analógok elemzése	Az új rendszer értékelése
Leírás: "fekete doboz"	Teljesítményelemzés
Funkcionális, komponens és szerkezeti bontás	A létrehozandó rendszer követelményeinek kialakítása

A rendszerelemzés fogalmában bármely összetett probléma megoldásának folyamatát egy egymással összefüggő problémarendszer megoldásának tekintjük, amelyek mindegyikét a saját tárgyi módszereivel oldják meg, majd ezeknek a megoldásoknak szintézisét készítik, értékelik. egy adott probléma megoldhatóságának elérésének kritériuma (vagy kritériumai) által. A rendszerelemzés keretein belüli döntéshozatali folyamat logikai felépítését az ábra mutatja be. 4.3.

Rizs. 4.3.

Az innovációban nem lehetnek kész döntési modellek, hiszen az innováció feltételei változhatnak, olyan módszertanra van szükség, amely egy adott szakaszban lehetővé teszi a meglévő feltételeknek megfelelő megoldási modell kialakítását.

A „súlyozott” tervezési, irányítási, társadalmi, gazdasági és egyéb döntések meghozatalához a megoldandó problémát jelentősen befolyásoló tényezők széles köre és átfogó elemzése szükséges.

A rendszerelemzés számos elven alapul, amelyek meghatározzák annak fő tartalmát és különbségét a többi elemzéstípustól. Ezt ismerni, megérteni és alkalmazni kell az innovációs tevékenység rendszerszintű elemzésének végrehajtása során.

Ezek közé tartoznak a következők elveket :

• 1) a végső cél - a vizsgálat céljának megfogalmazása, a működő rendszer főbb tulajdonságainak, céljának (célkitűzésének), minőségi mutatóinak és a cél elérésének értékelésére szolgáló kritériumok meghatározása;
• 2) mérések. Ennek az elvnek a lényege a rendszerparaméterek rendszerparaméterekkel való összehasonlíthatósága felső szint, azaz külső környezet. Bármely rendszer működésének minősége csak a szuperrendszerrel kapcsolatos eredményei alapján ítélhető meg, azaz. a vizsgált rendszer működésének eredményességének megállapításához szükséges egy magasabb szintű rendszer részeként bemutatni, és annak eredményeit a szuperrendszer céljaihoz, célkitűzéseihez viszonyítva értékelni, ill. környezet;
• 3) equifinality - a rendszer fenntartható fejlődésének formájának meghatározása a kezdeti és peremfeltételek, azaz potenciáljának meghatározása. A rendszer időtől függetlenül képes elérni a kívánt végállapotot, amelyet kizárólag a rendszer saját jellemzői határoznak meg különböző esetekben kezdeti feltételekés különféle módokon;
• 4) egység – a rendszer egészének és az egymással összefüggő elemek összességének figyelembevétele. Az elv a rendszerbe való „betekintésre”, a rendszer feldarabolására összpontosít, miközben fenntartja a rendszerről alkotott holisztikus elképzeléseket;
• 5) kapcsolatok - kapcsolatok meghatározására szolgáló eljárások magán a rendszeren belül (az elemek között), valamint a külső környezettel (más rendszerekkel). Ennek az elvnek megfelelően a vizsgált rendszert mindenekelőtt egy másik, szuperrendszernek nevezett rendszer részének (elemének, alrendszerének) kell tekinteni;
• 6) moduláris felépítés - a funkcionális modulok azonosítása és bemeneti és kimeneti paramétereik összességének leírása, amely elkerüli a túlzott részletezést a rendszer absztrakt modelljének létrehozásához. A rendszerben a modulok kiválasztása lehetővé teszi, hogy modulok halmazának tekintsük;
• 7) hierarchia - a rendszer funkcionális és strukturális részeinek hierarchiájának és rangsorának meghatározása, amely egyszerűsíti egy új rendszer kidolgozását és megállapítja a mérlegelési sorrendet (kutatás);
• 8) funkcionalitás – a rendszer felépítésének és funkcióinak együttes mérlegelése. Ha új funkciók kerülnek be a rendszerbe, akkor új struktúrát kell kialakítani, nem pedig új funkciókat beépíteni a régi struktúrába. A funkciók olyan folyamatokhoz kapcsolódnak, amelyek különféle áramlások (anyag, energia, információ) elemzését igénylik, ami viszont befolyásolja a rendszer elemeinek állapotát és magát a rendszert mint egészet. A szerkezet mindig korlátozza az áramlásokat térben és időben;
• 9) fejlesztés - működési mintáinak és fejlődési (vagy növekedési) potenciáljának meghatározása, a változásokhoz való alkalmazkodás, bővítés, fejlesztés, új modulok integrálása a fejlesztési célok egysége alapján;
• 10) decentralizáció – a központosítási és decentralizációs funkciók kombinációja az irányítási rendszerben;
• 11) bizonytalanság - figyelembe véve a bizonytalansági tényezőket és a véletlenszerű hatástényezőket, mind magában a rendszerben, mind a külső környezetből. A bizonytalansági tényezők kockázati tényezőként való azonosítása lehetővé teszi azok elemzését és kockázatkezelési rendszer létrehozását.

A végső cél elve a végső (globális) cél abszolút prioritásának meghatározását szolgálja a rendszerelemzés lefolytatása során. Ez az elv a következőket írja elő szabályok:

• 1) először meg kell fogalmazni a vizsgálat céljait;
• 2) az elemzést a rendszer fő célja alapján hajtják végre. Ez lehetővé teszi főbb lényeges tulajdonságainak, minőségi mutatóinak és értékelési kritériumainak meghatározását;
• 3) a megoldások szintézise során az esetleges változásokat a végső cél elérése szempontjából kell értékelni;
• 4) egy mesterséges rendszer működésének célját általában egy olyan szuperrendszer határozza meg, amelyben a vizsgált rendszer szerves része.

A rendszerelemzés megvalósításának folyamata bármely probléma megoldása során a fő szakaszok sorozataként jellemezhető (4.4. ábra).

Rizs. 4.4.

A színpadon bomlás hajtják végre:

• 1) a probléma megoldásának általános céljainak meghatározása és lebontása, a rendszer fő funkciója, mint a térbeli fejlődés korlátja, a rendszer állapota vagy az elfogadható létfeltételek területe (célfa és függvényfát határozzuk meg);
• 2) a rendszer elkülönítése a környezettől a rendszer egyes elemeinek a kívánt eredményhez vezető folyamatban való részvételének kritériuma szerint, a rendszert a szuperrendszer szerves részének tekintve;
• 3) a befolyásoló tényezők azonosítása és leírása;
• 4) a fejlődési trendek és különböző típusú bizonytalanságok leírása;
• 5) a rendszer leírása „fekete dobozként”;
• 6) a rendszer bontása funkcionális jellemzők szerint, a benne szereplő elemek típusa szerint, de szerkezeti jellemzők szerint (az elemek közötti kapcsolatok típusa alapján).

A bomlás mértékét a vizsgálat megjelölt célja alapján határozzák meg. A dekompozíciót alrendszerek formájában hajtják végre, amely lehet elemek soros (kaszkád) összekapcsolása, elemek párhuzamos kapcsolása és elemek visszacsatolásos kapcsolata.

A színpadon elemzés A rendszer részletes tanulmányozása folyamatban van, amely magában foglalja:

• 1) a meglévő rendszer funkcionális és szerkezeti elemzése, amely lehetővé teszi a követelmények megfogalmazását új rendszer. Tartalmazza az elemek összetételének és működési mintáinak tisztázását, az alrendszerek (elemek) működésének és interakciójának algoritmusait, a szabályozott és nem szabályozható jellemzők szétválasztását, az állapottér, az időparaméterek beállítását, a rendszer integritásának elemzését, az alrendszerek (elemek) működését és interakcióját. követelmények a létrehozott rendszerrel szemben;
• 2) a komponensek közötti kapcsolatok elemzése (morfológiai elemzés);
• 3) genetikai elemzés (háttér, a helyzet alakulásának okai, meglévő trendek, előrejelzések készítése);
• 4) analógok elemzése;
• 5) az eredmények hatékonyságának, az erőforrások felhasználásának, az időszerűségnek és a hatékonyságnak az elemzése. Az elemzés magában foglalja a mérési skálák kiválasztását, a mutatók és teljesítménykritériumok kialakítását, valamint az eredmények értékelését;
• 6) rendszerkövetelmények megfogalmazása, értékelési kritériumok és korlátok megfogalmazása.

Az elemzési folyamat során különféle problémamegoldási módszereket alkalmaznak.

A színpadon szintézis :

• 1) létrejön a szükséges rendszer modellje. Ide tartozik: bizonyos matematikai berendezés, modellezés, a modell értékelése a megfelelőség, a hatékonyság, az egyszerűség, a hibák, a komplexitás és a pontosság közötti egyensúly szempontjából, különféle lehetőségeket megvalósítás, blokk és szisztematikus felépítés;
• 2) alternatív rendszerstruktúrák szintézise készül a probléma megoldására;
• 3) különböző rendszerparaméterek szintézisét hajtják végre a probléma kiküszöbölése érdekében;
• 4) értékelik a szintetizált rendszerre vonatkozó lehetőségeket magának az értékelési sémának az indoklásával, az eredmények feldolgozásával és a leghatékonyabb megoldás kiválasztásával;
• 5) a rendszerelemzés befejeztével felmérik a probléma megoldási fokát.

Ami a rendszerelemzés módszereit illeti, ezeket részletesebben meg kell vizsgálni, mivel számuk meglehetősen nagy, és arra utal, hogy felhasználhatók konkrét problémák megoldására a problémafelbontás folyamatában. A rendszerelemzésben különleges helyet foglal el a modellezési módszer, amely az adekvátság elvét valósítja meg a rendszerelméletben, i. a rendszer leírása megfelelő modellként. Modell – ez egy összetett objektumrendszer leegyszerűsített hasonlatossága, amelyben jellemző tulajdonságai megmaradnak.

A rendszerelemzésben a modellezési módszer döntő szerepet játszik, hiszen minden valódi komplex rendszer a kutatás és tervezés során csak egy bizonyos modellel (koncepcionális, matematikai, strukturális stb.) reprezentálható.

A rendszerelemzésben speciális mód modellezés:

• – statisztikai módszereken és programozási nyelveken alapuló szimulációs modellezés;
• – szituációs modellezés, halmazelméleti, algoritmuselméleti, matematikai logikán és problémahelyzetek bemutatásán alapuló módszerekkel;
• – információs modellezés, amely az információs mező és információs láncok elméletének matematikai módszereire épül.

Emellett az induktív és redukciós modellezési módszereket széles körben alkalmazzák a rendszerelemzésben.

Az induktív modellezés célja, hogy információkat szerezzen egy objektumrendszer sajátosságairól, annak szerkezetéről és elemeiről, azok interakciójának módszereiről a részletek elemzése alapján, és ezt az információt általános leírásba hozza. Induktív modellezési módszer összetett rendszerek akkor használatos, ha lehetetlen megfelelően ábrázolni egy objektum belső szerkezetének modelljét. Ezzel a módszerrel általánosított modellt hozhatunk létre egy objektumrendszerről, megőrizve a szervezeti tulajdonságok, az elemek közötti kapcsolatok és kapcsolatok sajátosságait, ami megkülönbözteti azt egy másik rendszertől. Egy ilyen modell felépítésénél gyakran alkalmazzák a logikai és a valószínűségszámítási módszereket, pl. egy ilyen modell logikussá vagy hipotetikussá válik. Ezután meghatározzák a rendszer szerkezeti és funkcionális felépítésének általánosított paramétereit, és leírják azok mintázatait az analitikai és matematikai logikai módszerekkel.

A redukciós modellezés segítségével információt nyerünk a különböző elemekből álló rendszerben a kölcsönhatás törvényeiről és mintáiról, a teljes szerkezeti formáció megőrzése érdekében.

Ezzel a kutatási módszerrel magukat az elemeket helyettesítik külső tulajdonságaik leírásával. A redukciós modellezési módszer alkalmazása lehetővé teszi az elemek tulajdonságainak, kölcsönhatásuk tulajdonságainak, valamint magának a rendszerszerkezetnek a tulajdonságainak meghatározásával kapcsolatos problémák megoldását az egész formáció elveinek megfelelően. Ezzel a módszerrel találhatunk módszereket az elemek lebontására és a szerkezet megváltoztatására, ami a rendszernek, mint egésznek új minőséget ad. Ez a módszer megfelel a rendszer tulajdonságainak szintetizálásának a belső változási potenciál vizsgálatán alapuló céljainak. A szintézis módszer redukciós modellezésben való alkalmazásának gyakorlati eredménye egy matematikai algoritmus az elemek kölcsönhatási folyamatainak leírására a teljes formációban.

A rendszerelemzés főbb módszerei kvantitatív és kvalitatív módszerek halmazát jelentik, amelyek táblázat formájában is bemutathatók. 4.2. V. N. Volkova és A. A. Denisov besorolása szerint minden módszer két fő típusra osztható: a rendszerek formális ábrázolásának módszereire (MFPS), valamint a szakemberek intuíciójának aktiválására szolgáló módszerekre és módszerekre (MAIS).

4.2. táblázat

Rendszerelemzési módszerek

Nézzük a fő tartalmát rendszerek formális ábrázolásának módszerei amelyek matematikai eszközöket használnak.

analitikai módszerek beleértve a klasszikus matematika módszereit: integrál és differenciálszámítás, függvények szélsőségeinek keresése, variációszámítás; matematikai programozás; játékelmélet, algoritmuselmélet, kockázatelmélet módszerei stb. Ezek a módszerek lehetővé teszik egy többdimenziós és többszörösen összekapcsolt rendszer számos tulajdonságának leírását, amelyek egyetlen bemozduló pont formájában jelennek meg. n -dimenziós tér. Ez a leképezés a függvény segítségével történik f (s ) vagy operátoron keresztül (funkcionális) F (S ). Lehetőség van arra is, hogy két vagy több rendszert vagy azok részét ábrázoljuk pontokkal, és figyelembe vegyük ezeknek a pontoknak a kölcsönhatását. Ezen pontok mindegyike mozog, és megvan a maga viselkedése n -dimenziós tér. A térben lévő pontok ezen viselkedését és kölcsönhatását analitikai törvények írják le, és mennyiségek, függvények, egyenletek vagy egyenletrendszerek formájában is bemutathatók.

Az analitikai módszerek alkalmazása csak akkor indokolt, ha a rendszer összes tulajdonsága determinisztikus paraméterek vagy azok közötti függőségek formájában ábrázolható. Többkomponensű, többszempontú rendszerek esetén nem mindig lehet ilyen paramétereket megszerezni. Ehhez először elemző módszerekkel kell megállapítani egy ilyen rendszer leírásának megfelelőségi fokát. Ehhez viszont köztes, absztrakt, analitikai módszerekkel vizsgálható modellek alkalmazása, vagy teljesen új rendszerszintű elemzési módszerek kidolgozása szükséges.

statisztikai módszerek a következő elméletek alapját képezik: valószínűségszámítás, matematikai statisztika, műveletkutatás, statisztikai szimulációs modellezés, sorba állítás, beleértve a Monte Carlo-módszert stb. A statisztikai módszerek lehetővé teszik egy rendszer megjelenítését véletlenszerű (sztochasztikus) események, folyamatok segítségével, amelyeket megfelelő valószínűségi (statisztikai) jellemzők és statisztikai minták. Alkalmaz statisztikai módszerek komplex nem-determinisztikus (önfejlesztő, öntörvényű) rendszerek tanulmányozására.

Halmazelméleti módszerek, M. Mesarovich szerint ezek szolgálnak alapul egy általános rendszerelmélet megalkotásához. Ilyen módszerekkel a rendszer univerzális fogalmakkal írható le (halmaz, halmazelem stb.). Leíráskor lehetőség nyílik bármilyen kapcsolatok bevezetésére az elemek között, matematikai logika által vezérelve, amelyet a különböző halmazok elemei közötti kapcsolatok formális leíró nyelveként használnak. A halmazelméleti módszerek lehetővé teszik komplex rendszerek leírását formális modellező nyelv segítségével.

Olyan esetekben célszerű ilyen módszereket alkalmazni, amikor összetett rendszerek nem írhatók le egy témakör módszereivel. A rendszerelemzés halmazelméleti módszerei képezik az alapját új programozási nyelvek létrehozásának és fejlesztésének, valamint számítógéppel segített tervezőrendszerek létrehozásának.

Boole-módszerek a rendszerek logikai algebra szerinti leírására szolgáló nyelv. A legelterjedtebb logikai módszereket Boole-algebrának nevezik, amely a számítógép elemi áramköreinek állapotának bináris ábrázolása. A logikai módszerek lehetővé teszik egy rendszer leírását a matematikai logika törvényein alapuló, leegyszerűsített struktúrák formájában. Az ilyen módszerek alapján a rendszerek formális leírásának új elméletei születnek a logikai elemzés és az automaták elméleteiben. Mindezek a módszerek kiterjesztik a rendszerelemzés és szintézis alkalmazásának lehetőségét az alkalmazott számítástechnikában. Ezekkel a módszerekkel olyan összetett rendszerek modelljeit hozzuk létre, amelyek megfelelnek a matematikai logika törvényeinek stabil struktúrák felépítéséhez.

Nyelvi módszerek. Segítségükkel speciális nyelvek jönnek létre, amelyek a rendszereket tezaurusz-fogalmak formájában írják le. A tezaurusz egy bizonyos nyelv szemantikai egységeinek halmaza, benne meghatározott szemantikai kapcsolatrendszerrel. Az ilyen módszerek az alkalmazott számítástechnikában is alkalmazásra találtak.

Szemiotikai módszerek fogalmakon alapulnak: szimbólum (jel), jelrendszer, jelhelyzet, i.e. az információs rendszerek tartalmának szimbolikus leírására szolgál.

A nyelvi és szemiotikai módszerek széles körben elterjedtek abban az esetben, amikor a kutatás első szakaszában nem lehetséges a rosszul formalizált helyzetekben a döntéshozatal formalizálása, illetve lehetetlen az analitikai és statisztikai módszerek alkalmazása. Ezek a módszerek képezik az alapját a programozási nyelvek fejlesztésének, a modellezésnek és a változó komplexitású rendszerek tervezésének automatizálásának.

Grafikus módszerek. Az objektumok a rendszer képeként történő megjelenítésére szolgálnak, valamint lehetővé teszik a rendszerstruktúrák és kapcsolatok általánosított formában történő megjelenítését. A grafikus módszerek lehetnek térfogati vagy lineáris-síkbeliek. Főleg Gantt-diagramok, hisztogramok, diagramok, diagramok és rajzok formájában használják. Az ilyen módszerek és a segítségükkel kapott reprezentáció lehetővé teszi egy helyzet vagy döntési folyamat vizuális megjelenítését változó körülmények között.

Alekseeva M. B. Rendszerszemlélet és rendszerelemzés a közgazdaságtanban.

Alekseeva M. B., Balan S. N. A rendszerelmélet és rendszerelemzés alapjai.

Rendszer elemzése - tudományos módszer a megismerés, amely a vizsgált rendszer változói vagy elemei közötti strukturális kapcsolatok létrehozására irányuló cselekvések sorozata. Általános tudományos, kísérleti, természettudományi, statisztikai és matematikai módszerek komplexumán alapul.

A jól strukturált kvantitatív problémák megoldására az operációkutatás jól ismert módszertanát alkalmazzák, amely egy megfelelő matematikai modell felépítéséből áll (például lineáris, nemlineáris, dinamikus programozás, sorelméleti problémák, játékelmélet stb.). ) és módszerek alkalmazása az optimális szabályozási stratégia célirányos cselekvéseinek megtalálására.

A rendszerelemzés a következő rendszereket kínálja különféle tudományok számára: rendszer módszereiés eljárások:

absztrakció és konkretizálás

· elemzés és szintézis, indukció és dedukció

· formalizálás és specifikáció

· összetétel és bomlás

· nemlineáris komponensek linearizálása és kiválasztása

· strukturálás és szerkezetátalakítás

· prototípus készítés

· újratervezés

· algoritmizálás

· modellezés és kísérletezés

· szoftveres vezérlésés szabályozás

· felismerés és azonosítás

klaszterezés és osztályozás

· szakértői értékelés és tesztelés

· igazolás

és egyéb módszerek és eljárások.

Meg kell említeni az elemzett objektumok környezettel való kölcsönhatási rendszerének tanulmányozásának feladatait. A probléma megoldása a következőket tartalmazza:

– a határvonal meghúzása a vizsgált rendszer és a környezet között, amely meghatározza a maximális mélységet

a vizsgált kölcsönhatások befolyása, amelyekre a mérlegelés korlátozódik;

– az ilyen interakcióhoz szükséges valódi erőforrások azonosítása;

– a vizsgált rendszer magasabb szintű rendszerrel való kölcsönhatásainak figyelembevétele.

A következő típusú feladat ennek a kölcsönhatásnak az alternatíváinak felépítéséhez, a rendszer időbeli és térbeli fejlődésének alternatíváihoz kapcsolódik. A rendszerelemzési módszerek fejlesztésének fontos iránya az eredeti megoldási alternatívák, váratlan stratégiák, szokatlan ötletek és rejtett struktúrák felépítésére irányuló új lehetőségek megteremtésére irányuló kísérletek. Más szóval az itteni beszéd módszerek és eszközök fejlesztéséről szól az emberi gondolkodás induktív képességeinek erősítése, ellentétben a deduktív képességeivel, amelyek erősítésére valójában a formális gondolkodás fejlesztése. logikai eszközökkel. Ez irányú kutatások csak a közelmúltban kezdődtek meg, és még mindig nincs benne egységes fogalmi apparátus. Azonban itt is több fontos terület azonosítható – ilyen például a fejlesztés az induktív logika formális apparátusa, a morfológiai elemzés módszerei és más strukturális és szintaktikai módszerek új alternatívák felépítésére, szintaktikai módszerek és a csoportos interakció megszervezése kreatív problémák megoldása során, valamint a kereső gondolkodás alapvető paradigmáinak tanulmányozása.

A harmadik típusú problémák egy halmaz felépítését jelentik szimulációs modellek, amely egy adott interakciónak a vizsgált tárgy viselkedésére gyakorolt ​​hatását írja le. Vegyük észre, hogy a rendszerkutatásban nem valamiféle szupermodell létrehozása a cél. Magánmodellek fejlesztéséről beszélünk, amelyek mindegyike megoldja a saját konkrét problémáit.

Még az ilyen szimulációs modellek létrehozása és tanulmányozása után is felmerül a redukció kérdése különféle szempontok a rendszer viselkedése egy bizonyos egységes sémába nyitott marad. Azonban nem szupermodell felépítésével lehet és kell megoldani, hanem más kölcsönhatásban lévő objektumok megfigyelt viselkedésére adott reakciók elemzésével, pl. az analóg objektumok viselkedésének tanulmányozásával, és e vizsgálatok eredményeinek a rendszerelemzés tárgyára való átvitelével. Egy ilyen vizsgálat alapot ad az interakciós helyzetek és a kapcsolatok szerkezetének értelmes megértéséhez, amelyek meghatározzák a vizsgált rendszer helyét annak a szuperrendszernek a struktúrájában, amelynek az összetevője.

A negyedik típusú problémák a tervezéssel kapcsolatosak döntéshozatali modellek. Bármilyen rendszerkutatás összefügg a rendszer fejlesztésének különféle alternatíváinak tanulmányozásával. A rendszerelemzők feladata a legjobb fejlesztési alternatíva kiválasztása és igazolása. A fejlesztés és a döntéshozatal szakaszában figyelembe kell venni a rendszer kölcsönhatását alrendszereivel, a rendszer céljait ötvözni kell az alrendszerek céljaival, azonosítani kell a globális és másodlagos célokat.

A legfejlettebb és egyben a legspecifikusabb terület tudományos kreativitás a döntési elmélet fejlesztésével és a célstruktúrák, programok és tervek kialakításával kapcsolatos. Munkában, aktívan dolgozó kutatókban nincs itt hiány. Ebben az esetben azonban túl sok eredmény a meg nem erősített találmány szintjén van, és eltérések mutatkoznak mind a felmerülő problémák lényegének, mind a megoldási módoknak a megértésében. Az ezen a területen végzett kutatás a következőket tartalmazza:

a) elmélet felépítése a meghozott döntések, illetve a kialakított tervek, programok hatékonyságának felmérésére;

b) a multikritérium problémájának megoldása a döntési vagy alternatívák tervezésében;

c) a bizonytalanság problémájának kutatása, különös tekintettel nem statisztikai jellegű tényezőkre, hanem a szakértői ítéletek bizonytalanságára és a rendszer viselkedésére vonatkozó elképzelések egyszerűsítésével kapcsolatos, szándékosan létrehozott bizonytalanságra;

d) a rendszer viselkedését befolyásoló, több fél érdekeit érintő döntések egyéni preferenciáinak aggregálási problémájának kialakulása;

e) a társadalmi-gazdasági teljesítménykritériumok sajátosságainak tanulmányozása;

f) módszerek kidolgozása a célstruktúrák és tervek logikai konzisztenciájának ellenőrzésére, valamint a szükséges egyensúly megteremtésére a cselekvési program előre meghatározottsága és az új program érkezése esetén a szerkezetátalakításra való felkészültsége között.

információk mind a külső eseményekről, mind a program végrehajtásával kapcsolatos elképzelések változásairól.

Ez utóbbi irány megköveteli a célstruktúrák, tervek, programok valós funkcióinak újszerű tudatosítását és azok meghatározását, amelyeket el kell látniuk, valamint a köztük lévő kapcsolatokat.

A rendszerelemzés vizsgált feladatai nem fedik le a teljes feladatlistát. Itt vannak felsorolva azok, amelyek képviselik legnagyobb nehézséget azok megoldása során. Megjegyzendő, hogy a rendszerkutatás minden problémája szorosan összefügg egymással, és nem elkülöníthető és külön-külön megoldható, mind az idő, mind az előadók összetétele tekintetében. Sőt, mindezen problémák megoldásához a kutatónak széles látókörrel, valamint a tudományos kutatás módszereinek és eszközeinek gazdag arzenáljával kell rendelkeznie.

ELEMZÉSI ÉS STATISZTIKAI MÓDSZEREK. Ezek a módszercsoportok a tervezési és irányítási gyakorlatban a legelterjedtebbek. Igaz, a grafikus ábrázolásokat (grafikonok, diagramok stb.) széles körben alkalmazzák a közbenső és végső modellezési eredmények bemutatására. Ez utóbbiak azonban kisegítő jellegűek; a modell alapja, megfelelőségének bizonyítéka az analitikai és statisztikai fogalmak bizonyos területeiből áll. Ezért annak ellenére, hogy az egyetemeken önálló előadásokat tartanak e két módszercsoport fő területeiről, mégis röviden jellemezzük azok jellemzőit, előnyeit és hátrányait a rendszermodellezésben való felhasználásuk lehetősége szempontjából. .

Elemző A vizsgált osztályozás olyan módszereket nevez meg, amelyek valós objektumokat és folyamatokat pontok formájában jelenítenek meg (szigorú matematikai bizonyításokban dimenzió nélkül), amelyek bármilyen mozgást végeznek a térben, vagy kölcsönhatásba lépnek egymással. E reprezentációk fogalmi (terminológiai) apparátusának alapja a klasszikus matematika fogalmai (mennyiség, képlet, függvény, egyenlet, egyenletrendszer, logaritmus, differenciál, integrál stb.).

Az analitikai fogalmak hosszú fejlődési múlttal rendelkeznek, és nemcsak a terminológia szigorára való törekvés jellemzi őket, hanem az is, hogy bizonyos betűket bizonyos speciális mennyiségekhez rendelnek (például a kör területének kétszeres aránya a a beleírt négyzet területe p » 3,14; a természetes logaritmus alapja – e » 2,7 stb.).

Az analitikai koncepciók alapján változó bonyolultságú matematikai elméletek keletkeztek és fejlődnek ki - a klasszikus apparátusból matematikai elemzés(függvények tanulmányozási módszerei, formájuk, ábrázolási módszerei, függvények szélsőségeinek keresése stb.) a modern matematika olyan új ágaira, mint a matematikai programozás (lineáris, nemlineáris, dinamikus stb.), játékelmélet (mátrixjátékok tiszta stratégiák, differenciáljátékok stb.).

Ezek az elméleti irányok sok alkalmazott alapjául szolgáltak, beleértve az automatikus vezérlés elméletét, az optimális megoldások elméletét stb.

A rendszerek modellezésekor a szimbolikus ábrázolások széles skáláját alkalmazzák, a klasszikus matematika „nyelvét” használva. Ezek a szimbolikus ábrázolások azonban nem mindig tükrözik megfelelően a valós összetett folyamatokat, és ezekben az esetekben általában véve nem tekinthetők szigorú matematikai modelleknek.

A matematika legtöbb területe nem tartalmaz eszközöket a probléma felállítására és a modell megfelelőségének bizonyítására. Ez utóbbit kísérlet bizonyítja, amely a problémák összetettebbé válásával bonyolultabbá, drágábbá és nem mindig vitathatóvá és megvalósíthatóbbá válik.

Ugyanakkor ez a módszerosztály magában foglalja a matematikának egy viszonylag új ágát - a matematikai programozást, amely a probléma megfogalmazásának eszközeit tartalmazza, és kiterjeszti a modellek megfelelőségének bizonyítási lehetőségeit.

Statisztikai eszmék önálló tudományos irányzatként alakultak ki a múlt század közepén (bár jóval korábban keletkeztek). A jelenségek és folyamatok véletlenszerű (sztochasztikus) események és viselkedésük segítségével történő megjelenítésén alapulnak, amelyeket megfelelő valószínűségi (statisztikai) jellemzők és statisztikai minták írnak le. A rendszer statisztikai leképezései általános esetben (az analitikus leképezésekkel analóg módon) az n-dimenziós térben egy „elmosott” pontként (elmosódott területként) ábrázolhatók, amelybe az F operátor a rendszert (a tulajdonságait figyelembe véve) alakítja. a modell). Az „elmosott” pont alatt a rendszer mozgását (viselkedését) jellemző bizonyos területet kell érteni; ebben az esetben a tartomány határait bizonyos p valószínűséggel („elmosódott”) adjuk meg, és a pont mozgását valamilyen véletlenfüggvény írja le.

Ennek a területnek egy kivételével az összes paraméterének rögzítésével az a – b vonal mentén egy szeletet kaphatunk, melynek jelentése ennek a paraméternek a rendszer viselkedésére gyakorolt ​​hatása, amely statisztikailag leírható. eloszlás ezen a paraméteren. Hasonlóképpen kaphat kétdimenziós, háromdimenziós stb. statisztikai eloszlási képek. Statisztikai minták bemutathatók diszkrét valószínűségi változók és valószínűségeik formájában, vagy az események és folyamatok eloszlásának folyamatos függőségei formájában.

Diszkrét eseményeknél a lehetséges értékek kapcsolata valószínűségi változó xi-t és azok pi valószínűségét eloszlási törvénynek nevezzük.

Ötletbörze módszer

Kutatók (szakértők) csoportja kidolgozza az adott probléma megoldásának módjait, és bármilyen módszer (bármilyen hangosan kifejtett gondolat) beleszámít a megfontolásokba, minél több ötlet, annál jobb. Az előzetes szakaszban a javasolt módszerek minőségét nem veszik figyelembe, vagyis a keresés tárgya a lehető legtöbb lehetőség megteremtése a probléma megoldására. De a siker eléréséhez követni kell következő feltételekkel:

· ötletinspiráló jelenléte;

· a szakértői csoport nem haladja meg az 5-6 főt;

· a kutatók potenciálja arányos;

· a légkör nyugodt;

· az egyenlő jogokat tiszteletben tartják, bármilyen megoldást lehet javasolni, ötletek kritikája nem megengedett;

· a munka időtartama legfeljebb 1 óra.

Az „ötletek áramlásának” leállása után a szakértők kritikusan választják ki a javaslatokat, figyelembe véve a szervezeti és gazdasági korlátokat. A legjobb ötlet kiválasztása többféle szempont alapján történhet.

Ez a módszer a legproduktívabb a kitűzött cél elérését szolgáló megoldás kidolgozásának szakaszában, a rendszer működési mechanizmusának feltárásakor és a probléma megoldásának kritériumának kiválasztásakor.

A „fókuszálás az adott probléma céljaira” módszere

Ez a módszer abból áll, hogy a megoldandó problémához kapcsolódó objektumok (elemek, fogalmak) közül kiválasztunk egyet. Ezenkívül ismert, hogy a megfontolásra elfogadott tárgy közvetlenül kapcsolódik a probléma végső céljaihoz. Ezután feltárjuk a kapcsolatot ezen objektum és egy másik, véletlenszerűen kiválasztott objektum között. Ezt követően szintén véletlenszerűen kiválasztjuk a harmadik elemet, és megvizsgáljuk annak kapcsolatát az első kettővel, és így tovább. Ily módon egymáshoz kapcsolódó tárgyak, elemek vagy fogalmak bizonyos láncolata jön létre. Ha a lánc megszakad, a folyamat folytatódik, létrejön egy második lánc, és így tovább. Így tárják fel a rendszert.

Rendszer bemenet-kimenet módszer

A vizsgált rendszert a környezetével együtt kell szemlélni. Ebben az esetben különös figyelmet kell fordítani a külső környezet által a rendszerre szabott korlátozásokra, valamint magában a rendszerben rejlő korlátozásokra.

A rendszer vizsgálatának első szakaszában a rendszer lehetséges kimeneteit veszik figyelembe, és a környezeti változások alapján értékelik működésének eredményeit. Ezután megvizsgáljuk a rendszer lehetséges bemeneteit és azok paramétereit, lehetővé téve, hogy a rendszer az elfogadott korlátok között működjön. És végül, a harmadik szakaszban olyan elfogadható inputokat választanak ki, amelyek nem sértik a rendszer korlátait, és nem vezetik azt a környezet céljaival ellentmondásba.

Ez a módszer a rendszer működési mechanizmusának megértésének és a döntéshozatalnak a szakaszában a leghatékonyabb.

Szkriptelési módszer

A módszer sajátossága, hogy egy magasan kvalifikált szakemberekből álló csoport leíró formában mutatja be az események lehetséges menetét egy adott rendszerben - kezdve az aktuális helyzettől és befejezve valamilyen kialakuló helyzetet. Ugyanakkor a mesterségesen felállított, de a való életben felmerülő korlátozásokat figyelnek meg a rendszer bemenetére és kimenetére vonatkozóan (a nyersanyagok, energiaforrások, pénzügy és így tovább).

Ennek a módszernek a fő ötlete az, hogy azonosítsa a rendszer különböző elemei közötti kapcsolatokat, amelyek egy adott esemény vagy korlátozás során jelennek meg. Egy ilyen vizsgálat eredménye egy sor forgatókönyv - a probléma megoldásának lehetséges irányai, amelyek közül bizonyos kritériumok szerint összehasonlítva kiválaszthatók a legelfogadhatóbbak.

Morfológiai módszer

Ez a módszer magában foglalja a probléma összes lehetséges megoldásának keresését a megoldások kimerítő leltárán keresztül. Például F. R. Matveev hat szakaszt azonosít a módszer megvalósításában:

· a probléma korlátainak megfogalmazása és meghatározása;

· a megoldások lehetséges paramétereinek és ezeknek a paramétereknek a lehetséges variációinak keresése;

· ezen paraméterek összes lehetséges kombinációjának megtalálása a kapott megoldásokban;

· megoldások összehasonlítása a kitűzött célok szempontjából;

· megoldások kiválasztása;

· a kiválasztott megoldások mélyreható tanulmányozása.

Modellezési módszerek

A modell egy olyan rendszer, amelyet azzal a céllal hoztak létre, hogy a komplex valóságot leegyszerűsített és érthető formában ábrázolják, vagyis a modell ennek a valóságnak az utánzata.

A modellek segítségével megoldott problémák számosak és változatosak. A legfontosabbak közülük:

· a kutatók modellek segítségével próbálják jobban megérteni egy összetett folyamat menetét;

· modellek segítségével kísérleteznek olyan esetekben, amikor ez valós objektumon nem lehetséges;

· modellek segítségével értékelje a különféle alternatív megoldások megvalósításának lehetőségét.

Ezenkívül a modellek olyan értékes tulajdonságokkal rendelkeznek, mint:

· reprodukálhatóság független kísérletezők által;

· variabilitás és fejlesztés lehetősége új adatok modellbe való beillesztésével vagy a modellen belüli kapcsolatok módosításával.

A modellek fő típusai közül meg kell említeni a szimbolikus és a matematikai modelleket.

Szimbolikus modellek - diagramok, diagramok, grafikonok, folyamatábrák és így tovább.

A matematikai modellek olyan absztrakt konstrukciók, amelyek matematikai formában írják le a rendszer elemei közötti kapcsolatokat és kapcsolatokat.

A modellek építésekor a következő feltételeknek kell teljesülniük:

· kellően nagy mennyiségű információval kell rendelkeznie a rendszer viselkedéséről;

· a rendszer működési mechanizmusainak stilizálása olyan korlátok között történjen, hogy a rendszerben meglévő kapcsolatok és kapcsolatok száma és jellege kellően pontosan tükrözhető legyen;

· automatikus információfeldolgozási módszerek alkalmazása, különösen akkor, ha nagy az adatmennyiség, vagy a rendszerelemek közötti kapcsolatok jellege nagyon összetett.

A matematikai modelleknek azonban vannak hátrányai:

· az a vágy, hogy a vizsgált folyamatot feltételek formájában tükrözzük, olyan modellhez vezet, amelyet csak a kidolgozója érthet meg;

· másrészt az egyszerűsítés a modellben szereplő tényezők számának korlátozásához vezet; következésképpen pontatlanság van a valóság tükrözésében;

· a szerző a modell megalkotásakor „elfelejti”, hogy számos, esetleg jelentéktelen tényező hatását nem veszi figyelembe. De ezeknek a tényezőknek a rendszerre gyakorolt ​​együttes hatása olyan, hogy végső eredmények ezzel a modellel nem érhető el.

E hiányosságok kiegyenlítése érdekében a modellt ellenőrizni kell:

· mennyire hihetően és kielégítően tükrözi a valós folyamatot;

· a paraméterek megváltoztatása okoz-e megfelelő változást az eredményekben.

Az összetett rendszerek a sok diszkréten működő alrendszer jelenléte miatt általában nem írhatók le megfelelően csak matematikai modellekkel, így a szimulációs modellezés elterjedt. A szimulációs modellek két okból terjedtek el: egyrészt ezek a modellek lehetővé teszik az összes rendelkezésre álló információ (grafikus, verbális, matematikai modellek...) felhasználását, másrészt azért, mert ezek a modellek nem szabnak szigorú korlátozásokat a felhasznált forrásadatokra vonatkozóan. Így a szimulációs modellek lehetővé teszik a vizsgált tárgyról rendelkezésre álló összes információ kreatív felhasználását.

Rendszerelemzési módszertan

A rendszerelemzés olyan tudomány, amely az elemzési feltételek melletti döntéshozatal problémájával foglalkozik nagy mennyiség különböző jellegű információk. szisztematikus külkereskedelem agrár-ipari orosz

A definícióból következik, hogy a rendszerelemzés egy adott problémára történő alkalmazásának célja a meghozott döntés érvényességének növelése, a választási lehetőségek tárházának bővítése, egyúttal megjelölve a döntések elutasításának módjait. nyilvánvalóan alacsonyabb rendű, mint mások. A rendszerelemzésben a következők találhatók:

· módszertan;

· hardveres megvalósítás;

· praktikus alkalmazások.

A módszertan tartalmazza a használt fogalmak meghatározását és a rendszerszemlélet elveit.

Adjuk meg a rendszerelemzés alapvető definícióit.

Az elem olyan tárgy (anyagi, energetikai, információs), amely számos, számunkra fontos tulajdonsággal rendelkezik, de belső szerkezete (tartalma) nem releváns a mérlegelés célja szempontjából.

A kommunikáció az anyag, az energia és az információ elemei közötti csere, amely fontos a mérlegelés szempontjából.

A rendszer olyan elemek összessége, amelyek a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

· kapcsolatok, amelyek elemről elemre való átmenetek révén lehetővé teszik a halmaz bármely két elemének összekapcsolását;

· az aggregátum egyes elemeinek tulajdonságaitól eltérő tulajdonság.

Szinte minden tárgy egy bizonyos nézőpontból rendszernek tekinthető. A kérdés az, hogy mennyire helyénvaló ez a nézőpont.

A nagy rendszer olyan rendszer, amely jelentős számú hasonló elemet és hasonló kapcsolatot tartalmaz. Példa erre a csővezeték. Ez utóbbi elemei a varratok vagy támaszok közötti területek lesznek. A végeselemes módszerrel végzett szilárdsági számításoknál a rendszer elemeit a cső kis szakaszainak tekintjük, és a csatlakozás erő (energia) jellegű - minden elem a szomszédaira hat.

A komplex rendszer olyan rendszer, amely különböző típusú elemekből áll, és közöttük heterogén kapcsolatok vannak. Ilyen például a számítógép, az erdészeti traktor vagy a hajó.

Az automatizált rendszer egy összetett rendszer, amelyben kétféle elem meghatározó szerepe van:

· technikai eszközök formájában;

· emberi cselekvés formájában.

Egy összetett rendszer esetében az automatizált üzemmód előnyösebb, mint az automatikus mód.

A rendszer felépítése a rendszer elemcsoportokra való felosztása, jelezve a köztük lévő kapcsolatokat, változatlan formában a mérlegelés teljes ideje alatt, és képet ad a rendszer egészéről. Ennek a felosztásnak lehet anyagi, funkcionális, algoritmikus vagy egyéb alapja. Az anyagszerkezetre példa az előregyártott híd szerkezeti rajza, amely egyedi, terepen összeállított szakaszokból áll, és csak azokat a szakaszokat adja meg, valamint a kapcsolódási sorrendet. A funkcionális szerkezetre példa a belső égésű motor felosztása energiaellátó, kenő-, hűtő- és nyomatékátviteli rendszerekre. Példa az algoritmus szerkezetére - algoritmus szoftver eszköz, amely műveletek vagy utasítások sorozatát jelzi, amelyek meghatározzák a műszaki eszköz hibaelhárítása során végrehajtandó műveleteket.

Egy rendszer felépítése jellemezhető a benne lévő kapcsolatok típusaival. Ezek közül a legegyszerűbbek a soros, a párhuzamos csatlakozás és a visszacsatolás.

A dekompozíció a rendszer részekre osztása, amely alkalmas a rendszerrel végzett bármilyen művelethez. Példák a következők: egy objektum felosztása külön tervezett részekre, szervizterületekre; megfontolás fizikai jelenség vagy matematikai leírás külön a rendszer ezen részére.

A hierarchia alárendeltséggel rendelkező struktúra, azaz. az elemek közötti egyenlőtlen kapcsolatok, amikor az egyik irányú hatások sokkal nagyobb hatással vannak az elemre, mint a másik irányba. A hierarchikus struktúrák típusai változatosak, de csak két hierarchikus struktúra van, amelyek a gyakorlatban fontosak: a fa alakú és a rombusz alakú.

A fastruktúra a legkönnyebben elemezhető és megvalósítható. Ezenkívül mindig kényelmes kiemelni a hierarchikus szinteket - a felső elemtől azonos távolságra lévő elemcsoportokat. Példa a faszerkezetre az a feladat, hogy egy műszaki objektumot főbb jellemzőitől (legfelső szint) a fő részek, funkcionális rendszerek, egységcsoportok, mechanizmusok tervezésén keresztül az egyes részek szintjéig tervezzünk meg.

A rendszerszemlélet alapelvei olyan általános rendelkezések, amelyek a komplex rendszerekkel végzett munka során szerzett emberi tapasztalatok általánosításai. Gyakran tekintik őket a módszertan magjának. Körülbelül két tucat ilyen elv ismert, amelyek közül néhányat érdemes megfontolni:

· a végső cél elve: a végső cél abszolút prioritása;

· az egység elve: a rendszer egészének és az elemek összességének együttes mérlegelése;

· koherencia elve: bármely rész figyelembevétele a környezettel való kapcsolataival együtt;

· a moduláris felépítés elve: hasznos azonosítani a rendszerben a modulokat, és modulok halmazának tekinteni;

· hierarchia elve: célszerű bevezetni az elemek hierarchiáját és (vagy) rangsorolását;

· funkcionalitás elve: a szerkezet és a funkció együttes mérlegelése, a funkciónak a szerkezettel szembeni elsőbbsége mellett;

· fejlesztési elv: a rendszer változékonyságának, fejlesztési, bővítési, alkatrészcsere, információhalmozó képességének figyelembe vétele;

· a decentralizáció elve: a centralizáció és a decentralizáció kombinációja a döntésekben és az irányításban;

· bizonytalansági elv: a rendszerben előforduló bizonytalanságok és véletlenszerűségek figyelembevétele.

A hardveres megvalósítás szabványos technikákat tartalmaz a döntéshozatal komplex rendszerben történő modellezésére, valamint az ezekkel a modellekkel való munkavégzés általános módjait. A modell összefüggő egyedi eljárások halmazaiból épül fel. A rendszerelemzés megvizsgálja mind az ilyen halmazok felépítését, mind az egyedi eljárások típusát, amelyek maximálisan alkalmazkodnak a következetes és menedzsment döntések meghozatalához egy komplex rendszerben.

A döntéshozatali modellt leggyakrabban diagramként ábrázolják cellákkal, cellák közötti kapcsolatokkal és logikai átmenetekkel. A cellák konkrét műveleteket – eljárásokat – tartalmaznak. Az eljárások és azok szerveződésének közös vizsgálata abból következik, hogy a sejtek tartalmának és jellemzőinek figyelembevétele nélkül a sémák létrehozása lehetetlennek bizonyul. Ezek a minták határozzák meg a döntéshozatali stratégiát egy komplex rendszerben. Egy-egy konkrét alkalmazási probléma megoldását az ehhez kapcsolódó alapeljárások kidolgozásával szokás megkezdeni.

Az egyes eljárásokat (műveleteket) általában formalizálható és nem formalizálható csoportokra osztják. A legtöbb formalizálásra törekvő tudományágtól eltérően a rendszerelemzés elismeri, hogy bizonyos helyzetekben az emberek által hozott nem formalizált döntések előnyösebbek. Ebből következően a rendszerelemzés a formalizált és a nem formalizált eljárásokat aggregáltan veszi figyelembe, és egyik feladata ezek optimális arányának meghatározása.

Az egyes műveletek formalizált vonatkozásai az alkalmazott matematika és a számítógépek használatában rejlenek. Számos esetben matematikai módszerekkel egy összefüggő eljáráshalmazt tanulmányoznak, és magát a döntéshozatalt modellezik. Mindez lehetővé teszi, hogy a rendszerelemzés matematikai alapjairól beszéljünk. Az alkalmazott matematika olyan területei, mint az operációkutatás és a rendszerprogramozás állnak a legközelebb a kérdések rendszeres megfogalmazásához.

A rendszerelemzés gyakorlati alkalmazása tartalmilag rendkívül széles. Legfontosabb részei a tudományos-technikai fejlesztések, valamint a különböző gazdasági feladatok.

Operációkutatási alapfogalmak

Művelet minden olyan esemény (cselekvési rendszer), amelyet egyetlen terv egyesít, és valamilyen cél elérésére irányul.

Az operációkutatás célja az optimális megoldások előzetes kvantitatív igazolása.

A paraméterek minden tőlünk függő konkrét megválasztását megoldásnak nevezzük. Az optimális megoldások azok, amelyek bizonyos jellemzők alapján előnyösebbek másoknál.

Azokat a paramétereket, amelyek kombinációja megoldást alkot, megoldáselemeknek nevezzük.

A megvalósítható megoldások halmaza olyan feltételeket kap, amelyek rögzítettek és nem sérthetők meg.

A hatékonysági mutató egy olyan mennyiségi mérőszám, amely lehetővé teszi a különböző megoldások összehasonlítását a hatékonyság szempontjából.

Minden döntés mindig a döntéshozó (DM) rendelkezésére álló információk alapján történik.

Minden feladat megfogalmazásában tükröznie kell a döntéshozó tudásának szerkezetét és dinamikáját a megvalósítható megoldások halmazáról és a hatékonysági mutatóról.

Statikusnak nevezzük a problémát, ha egy döntést egy korábban ismert és változatlan információs állapotban hozunk meg. Ha a döntéshozatal során az információ állapota egymást változtatja, akkor a problémát dinamikusnak nevezzük.

A döntéshozó információs állapotai többféleképpen jellemezhetik fizikai állapotát:

· Ha az információs állapot egyetlen fizikai állapotból áll, akkor a feladatot definiáltnak nevezzük.

· Ha az információs állapot több fizikai feltételekés a döntéshozó ezek sokaságán túl ismeri ezen fizikai állapotok mindegyikének valószínűségét is, akkor a problémát sztochasztikusnak (részben bizonytalannak) nevezzük.

· Ha az információs állapot több fizikai állapotot tartalmaz, de a döntéshozó a sok állapoton kívül semmit sem tud ezen fizikai állapotok mindegyikének valószínűségéről, akkor a problémát bizonytalannak nevezzük.

Problémák felállítása az optimális döntések meghozatalához

Annak ellenére, hogy a döntéshozatali módszerek univerzálisak, sikeres alkalmazásuk nagyban függ attól szakképzés olyan szakember, akinek világosan kell ismernie a vizsgált rendszer sajátos jellemzőit, és képesnek kell lennie a probléma helyes megfogalmazására. A célok kitűzésének művészetét a sikeresen megvalósított fejlesztések példáin keresztül sajátítjuk el, és az előnyök, hátrányok és sajátosságok világos megértésén alapul. különféle módszerek optimalizálás. Első közelítésképpen a következő műveletsort fogalmazhatjuk meg, amely a probléma megfogalmazási folyamatának tartalmát alkotja:

· az optimalizálandó rendszer határának megállapítása, azaz. a rendszert a való világ valamely elszigetelt részeként ábrázolja. A rendszer határainak kitágítása növeli a többkomponensű rendszer dimenzióját és összetettségét, és ezáltal bonyolítja elemzését. Következésképpen a mérnöki gyakorlatban az összetett rendszereket részrendszerekre kell bontani, amelyek a valós helyzet túlzott leegyszerűsítése nélkül külön tanulmányozhatók;

· teljesítménymutató meghatározása, amely alapján egy rendszer vagy annak kialakítása jellemzői értékelhetők a rendszer működéséhez szükséges „legjobb” tervezés vagy a „legjobb” feltételrendszer azonosítása érdekében. A mérnöki alkalmazásokban általában gazdasági (költség, nyereség stb.) vagy technológiai (termelékenység, energiaintenzitás, anyagintenzitás stb.) jellegű mutatókat választanak ki. A „legjobb” opció mindig a rendszerteljesítmény-mutató szélső értékének felel meg;

· olyan rendszeren belüli független változók kiválasztása, amelyeknek megfelelően le kell írniuk az elfogadható projekteket vagy a rendszer működési feltételeit, és segíteni kell annak biztosítását, hogy minden legfontosabb műszaki és gazdasági döntés tükröződjön a probléma megfogalmazásában;

· olyan modell felépítése, amely leírja a feladatváltozók közötti kapcsolatokat, és tükrözi a független változók hatását a teljesítménymutató értékére. A modell szerkezete legáltalánosabb esetben tartalmazza az anyag- és energiamérleg alapegyenleteit, a tervezési döntésekhez kapcsolódó összefüggéseket, a leíró egyenleteket. fizikai folyamatok, a rendszerben előforduló egyenlőtlenségek, amelyek meghatározzák a független változók megengedett értékeinek tartományát, és korlátokat szabnak a rendelkezésre álló erőforrásoknak. A modellelemek tartalmazzák az összes olyan információt, amelyet általában egy projekt kiszámításához vagy egy közműrendszer teljesítményének előrejelzéséhez használnak. Nyilvánvaló, hogy a modell felépítése nagyon munkaigényes, és megköveteli a vizsgált rendszer sajátosságainak világos megértését.

Annak ellenére, hogy az optimális döntéshozatali modellek univerzálisak, sikeres alkalmazásuk a mérnök szakmai felkészültségétől függ, akinek teljes mértékben ismernie kell a vizsgált rendszer sajátosságait. Az alábbi példák vizsgálatának fő célja, hogy bemutassa az optimalizálási problémák megfogalmazásának változatosságát azok formájának általánossága alapján.

Minden optimalizálási probléma van általános szerkezet. Ezek a W m (x), m = 1, 2, ..., M, N-dimenziós M-vektor hatékonysági mutató minimalizálásának (maximalizálásának) problémái közé sorolhatók. vektor argumentum x = (x 1 , x 2 , ..., x N), melynek összetevői kielégítik a h k (x) = 0 egyenlőségi kényszerrendszert, k = 1, 2, ..., K, egyenlőtlenségi kényszerek g j ( x) > 0, j = 1, 2, ..., J, regionális korlátozások x li< x i < x ui , i = 1, 2, ..., N.

Minden optimális döntési probléma osztályozható a függvények típusa és a W m(x), h k (x), g j (x) dimenziói, valamint az x vektor mérete és tartalma szerint:

· egycélú döntéshozatal - W m (x) - skalár;

· többcélú döntéshozatal - W m (x) - vektor;

· döntéshozatal bizonyosság körülményei között - a kiindulási adatok determinisztikusak;

· döntéshozatal bizonytalanság körülményei között - kiindulási adatok - véletlenszerű.

A legfejlettebb és a gyakorlatban legszélesebb körben alkalmazott a bizonyosság körülményei között végzett egycélú döntéshozatal apparátusa, amelyet matematikai programozásnak nevezünk.

Tekintsük a döntéshozatali folyamatot a legáltalánosabb álláspontokból. A pszichológusok úgy találták, hogy a döntés nem a kezdeti folyamat kreatív tevékenység. Kiderül, hogy a döntés aktusát közvetlenül megelőzi egy finom és kiterjedt agyi folyamat, amely formálja és előre meghatározza a döntés irányát. Ez a szakasz, amelyet „elődöntésnek” nevezhetünk, a következő elemeket tartalmazza:

· motiváció, vagyis a tenni akarás vagy igény. A motiváció határozza meg a cselekvés célját az összes múltbeli tapasztalat felhasználásával, beleértve az eredményeket is;

· az eredmények kétértelműségének lehetősége;

· az eredmény elérésének módjaiban a kétértelműség lehetősége, azaz a választás szabadsága.

Ezt az előzetes szakaszt követően a tényleges döntéshozatali szakasz következik. De a folyamat ezzel még nem ér véget, mert... Általában a döntés meghozatala után következik az eredmények értékelése és a cselekvések korrekciója. Így a döntéshozatalt nem egyszeri aktusként, hanem egymást követő folyamatként kell felfogni.

A fent előterjesztett rendelkezések meglehetősen általános jellegűek, általában pszichológusok részletesen tanulmányozzák őket. Mérnöki szempontból a döntéshozatali folyamat alábbi diagramja lesz közelebb. Ez az áramkör a következő összetevőket tartalmazza:

· a kiindulási helyzet elemzése;

· választási lehetőségek elemzése;

· megoldás kiválasztása;

· a döntés következményeinek felmérése és kiigazítása.