Системный анализ

Системный анализ — прикладное направление теории систем, применяемое при решении сложных слабоформализуемых проблем.

Не существует единого и общепринятого определения системного анализа ().

Определение

Как отмечают В. Н. Волкова и А. А. Денисов, термин «системный анализ» использовался в научных публикациях неоднозначно. Среди определений:

• приложение системных концепций к функциям управления, связанным с планированием или даже со стратегическим планированием и целевой стадией планирования (Д. Клиланд, В. Кинг, 1979)
• синоним термина «анализ систем», развитие методологии исследования операций (Э. Квейд, 1969)
• системное управление организацией (С. Янг, 1972)
• методология исследования целенаправленных систем (Ю. И. Черняк, 1975)
• способ мышления, способ решения проблемы (С. Оптнер, 1969).

Истоки системного анализа

Системный анализ возник в эпоху разработки компьютерной техники. Успех его применения при решении сложных задач во многом определяется современными возможностями информационных технологий. Н. Н. Моисеев приводит, по его выражению, довольно узкое определение системного анализа: «Системный анализ — это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем — технических, экономических, экологических и т.д. Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т. д. Поэтому истоки системного анализа, его методические концепции лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений: исследование операций и общая теория управления».

Как отмечается БРЭ, в отечественной литературе термин «системный анализ» по­лу­чил ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние после выхода монографии С. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем» — перевод которой на русский язык вышел в 1969 году, и был осуществлен С. П. Никаноровым, впоследствии видным специалистом в данной области.

Вообще же системный анализ появился в рамках общей теории систем, а первое употребление этого термина встречается в отчетах RAND Corporation в 1948 году.

Сущность системного анализа

Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.

Классификация проблем

Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

• хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;
• слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать;
• неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны.

Методы решения

Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математической модели (например, задачи линейного, нелинейного, динамического программирования, задачи теории массового обслуживания, теории игр и др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие системные методы и процедуры:

• абстрагирование и конкретизация
• анализ и синтез, индукция и дедукция
• формализация и конкретизация
• композиция и декомпозиция
• линеаризация и выделение нелинейных составляющих
• структурирование и реструктурирование
• макетирование
• реинжиниринг
• алгоритмизация
• моделирование и эксперимент
• программное управление и регулирование
• распознавание и идентификация
• кластеризация и классификация
• экспертное оценивание и тестирование
• верификация

и другие методы и процедуры.

Процедура принятия решений

Для решения слабо структурированных проблем используется методология системного анализа, системы поддержки принятия решений (СППР). Рассмотрим технологию применения системного анализа к решению сложных задач.

Процедура принятия решений согласно [2] включает следующие основные этапы:

1. формулировка проблемной ситуации;
2. определение целей;
3. определение критериев достижения целей;
4. построение моделей для обоснования решений;
5. поиск оптимального (допустимого) варианта решения;
6. согласование решения;
7. подготовка решения к реализации;
8. утверждение решения;
9. управление ходом реализации решения;
10. проверка эффективности решения.

Для многофакторного анализа, алгоритм можно описать и точнее:

1. описание условий (факторов) существования проблем, И, ИЛИ и НЕ связывание между условиями;
2. отрицание условий, нахождение любых технически возможных путей. Для решения нужен хотя бы один единственный путь. Все И меняются на ИЛИ, ИЛИ меняются на И, а НЕ меняются на подтверждение, подтверждение меняется на НЕ-связывание;
3. рекурсивный анализ вытекающих проблем из найденных путей, то есть п. 1 и п. 2 заново для каждой подпроблемы;
4. оценка всех найденных путей решений по критериям исходящих подпроблем, сведенным к материальной или иной общей стоимости.

ПО для системного анализа

• Wolfram SystemModeler
• MATLAB/Simulink
• MapleSim
• VisSim
• 20-sim

Литература

• Волкова В. Н., Денисов А. А. Теория систем и системный анализ: учебник для академического бакалавриата. — 2-е. — М.: Юрайт, 2014. — 616 с. — ISBN 978-5-9916-4213-2.
• Кориков А.М., Павлов С.Н. Теория систем и системный анализ: учеб. пособие. — 2. — Томск: Томс. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2008. — 264 с. — ISBN 978-5-86889-478-7.
• Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ. — М.: Высшая школа, 1989.

Ссылки

• Анализ в логистике
• Институт системного анализа РАН
• Школа системного анализа