Тема 4. Основи системного аналізу



Методичні вказівки

Основним завданням студента є чітке усвідомлення суті системного аналізу як методологічної наукової дисципліни, заснованої на системному підході. Необхідно зрозуміти основні принципи та призначення системного аналізу (СА).

Особливу увагу слід звернути на завдання СА та його відмінності від інших методів дослідження.

Необхідно звернути увагу на те, що СА застосовується для розв¢язання складних проблем, що пов¢язані з діяльністю людей. Людську діяльність умовно можна поділити на дві області: 1) рутинна діяльність, розв¢язання регулярних, щоденних завдань; 2) розв¢язання нових задач, які виникають вперше. Також проблеми розрізняються за ступенем їх структурованості на: а) добре структуровані та сформульовані кількісно; б) слабко структуровані, в яких зустрічаються як кількісні, так і якісні оцінки; в) неструктуровані, якісні проблеми. Основною областю застосування методів СА є слабко структуровані проблеми, а для розв¢язання неструктурованих проблем в застосовуються евристичні методи.

Вивчаючи цю тему, слід розглянути класифікацію областей застосування системного аналізу.

Під методологією системного дослідження розуміють сукупність системних методів і засобів, спрямованих на розв'язання складних і комплексних проблем. Тут системний метод являє собою загальний підхід до розв'язання якої-небудь проблеми об'єкта із врахуванням його цілісності, спосіб досягнення цілі, певним чином впорядковану діяльність, а системним засобом виступає сукупність принципів і понять. У подальшому слід зупинитись на вивченні етапів системного дослідження проблеми.

Застосування системного аналізу для розв'язання конкретної проблеми являє собою досить складну процедуру, яка включає представлення об'єктів досліджень у вигляді систем, їх аналіз, організацію процесу колективного прийняття рішення з використанням різних методів моделювання і методів активізації інтуїції осіб, які приймають рішення. Для організації такого процесу потрібно виділити послідовність етапів, рекомендувати методи (прийоми) для виконання цих етапів, передбачити, за необхідності, повернення до попередніх етапів. Така послідовність певним чином виділених і впорядкованих етапів представляє собою методику системного аналізу. Далі необхідно збагнути суть етапів методики системного аналізу.

Література: 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 19, 20.

 

Практична робота № 3

План заняття

1. Методологічні принципи і мета застосування системного аналізу.

2. Аналіз потреб та областей застосування системного аналізу.

3. Прикладні застосування методологій системного аналізу.

4. Етапи системного аналізу, що не підлягають формалізації.

 

Завдання до виконання

З метою проведення аналізу розглянути наведені нижче ситуації.

Ситуація 1.Тижневик "Індастрі Уік" назвав рішення фірми "Ректифайєр" із Ель-Сегундо, Каліфорнія, розпочати будівництво самого автоматизованого в США заводу по виробництву напівпровідників рішенням типу "бути чи не бути". Завод був спроектований під єдиний безперервний процес виробництва потужних МОП-транзисторів. Якщо завод розпочне працювати згідно з проектом, виробничі витрати зменшаться вдвоє, тривалість виготовлення одного виробу зменшиться в декілька разів, вихід придатних виробів зросте, продуктивність на одного робітника вдвічі перевищить середню по галузі. Позитивний потенціал рішення - великий виграш від підвищення конкурентоздатності.

Проте будівництво заводу пов'язане з великим фінансовим ризиком. Для того щоб завод почав працювати в 1987 р., компанія з капіталом 145 млн. дол. довела відношення заборгованості до власного капіталу до 63%, на 10% скоротила витрати на заробітну плату і продовжила операції по залученню додаткових кредитів. Для компанії, яка "поставила на кін" половину своїх доходів і суму, що перевищує її нето-капітал - це великий ризик навіть в добрі часи. Прийняте компанією рішення в галузі, яка знаходиться в стані глибокого спаду, можна назвати просто азартним.

Ситуація 2.Фірма "Юнайтед Екс" в 1986 р. прийняла подібне суперечливе рішення. Ця фірма має найкращий потенціал в чорній металургії. Багато років вона намагалась відновити конкурентоздатність, укладаючи додаткові кошти в виробництво і вирішуючи внутрішні проблеми. В середині 1986 р. фірма була вимушена вирішувати - допустити страйк членів профспілок робітників сталеварної промисловості Америки або прийняти їхні вимоги про підвищення заробітної плати, що призводять до зростання витрат. Після того, як спроби пояснити профспілці "факти, цифри та реальності конкуренції" потерпіли невдачу, фірма почала створювати запаси сталі. Коли профспілка вирішила страйкувати, за пульти управління новими агрегатами став управлінський персонал. Страйк тривав до лютого 1987 р., збитки склали 100 млн. дол. на місяць.

Ситуація 3.Фірма "Спрінт" - спільне підриємство фірм "Джи Ті І" та "Юнайтед Телеком" - ризикнула двома млрд. дол., вклавши їх в створення волокняно-оптичної кабельної мережі, щоб переманити споживачів від фірм "Америкен Телеграф енд Телефон" та "Ем Сі Ай". Волокняно-оптична технологія спрямована в майбутнє. Вона спирається на використанні лазерів для передачі мовних сигналів та даних по скляним мікроволокнам. Пара таких волокон може одночасно пропускати 8000 розмов, до того ж інформація при передачі практично не спотворюється.

Наприкінці 1986 р. фірма "Спрінт" розпоряджалась 15 тис. миль волокняно-оптичного кабелю в землі і планувала прокласти ще більш 8000 миль. Занепокоєння викликає пропускна спроможність цієї мережі, яка є більш ніж надлишковою. Хоча потреба в телефонних розмовах на далеких відстанях і в передачі даних між далекими відстанями зростає на 8% на рік, пропускна спроможність з 1984 р. збільшилась у четверо.

Розумно чи нерозумно діяла фірма "Спрінт"?

Запитання:

1. Які існували альтернативи кожному з описаних вище рішень?

2. Згідно з термінологією, чи приймалось фірмою "Ректифайєр" рішення в умовах ризику або невизначеності? А рішення фірм "Юнайтед Екс" і "Спрінт"? Відповідь обгрунтуйте.

3. Як на Вашу думку, чи можливий вплив фактору часу та мінливого середовища на всі три рішення? Відповідь обгрунтуйте.

 

Теми рефератів і доповідей

1. Системний аналіз та інші методи наукового дослідження.

2. Практичне значення системного аналізу.

3. Системний аналіз як особливий тип науково-технічного мистецтва.

4. Системний аналіз – потреба нашого часу.

5. Порівняльний аналіз методик системного аналізу з точки зору прикладних областей.

6. Соціально-економічні експерименти та їх моделювання.

 

Тема 5. Моделювання систем

Методичні вказівки

Під час опрацювання теми необхідно звернути увагу на те, що пізнання навколишнього світу людина здійснює в процесі моделювання, намагаючись побудувати наближену модель реального об'єкту (системи) доступними їй засобами.

Основна функція моделі – це засіб пізнання. Далі слід поглибити свої знання про похідні функції моделей: засіб осмислення дійсності; засіб спілкування; засіб навчання та тренування; інструмент прогнозування на базі інформації про минулу поведінку системи її поведінки в майбутньому; засіб постановки та проведення експериментів.

Далі слід з'ясувати, властивості моделей, що визначають відповідність моделі дійсності.

Основною процедурою системного аналізу є побудова моделей систем і вивчення систем за допомогою цих моделей. Для створення моделі необхідно, передусім, вербально охарактеризувати систему, тобто описати: а) зовнішнє середовище та зв'язки системи з ним; б) структуру і склад системи (її підсистеми); в) зв'язки між елементами системи (або найважливіші зв'язки, якщо не можливо описати всі); г) дію або функціонування системи. У подальшому необхідно зупинитись на вивченні етапів процесу побудови моделі.

Класифікацію моделей можна здійснювати за різними ознаками. Загальна класифікація моделей систем подана в табл. 1.

 

Таблиця 1. Класифікація моделей систем

Критерій (ознака класифікації) Види моделей
за мірою детальності, повноти відображення - повна – модель адекватна об'єкту у просторі та часі; - неповна, тобто для моделі адекватність не зберігається; - наближена. До уваги при моделюванні беруться тільки найважливіші аспекти системи.
за ступенем визначеності - детермінована, якщо кожному вхідному набору параметрів відповідає цілком визначений і однозначно обумовлений набір вихідних параметрів; - стохастична (ймовірнісна), що враховує випадкові процеси та події. У цих моделях широко використовують методи регресійного, кореляційного та факторного аналізу.
за фактором часу - статична, тобто модель конкретного стану об'єкта у фіксований момент ("фотографія" системи в певний момент часу); - динамічна, якщо вона відображає поведінку систему (процеси в системі) у часі; використовується, коли цілі дослідження пов'язані не з одним станом, а відмінністю між ними, і виникає потреба відобразити процес зміни станів.
за повнотою опису поведінки системи - дискретна, якщо вона описує поведінку системи тільки в окремі моменти часу; - неперервна, якщо вона описує поведінку системи для всіх моментів часу з деякого часового інтервалу
за засобами описування та оцінювання - дескриптивна – модель для описування, аналізу поведінки системи; - нормативна. Модель включає критерії оцінки якості функціонування системи (оптимізаційні моделі).
за призначенням - пізнавальна (теоретична); - прагматична (практична).
за формою подання об'єкта - матеріальна, яка створюється з об'єктів реального світу; - абстрактна (уявна), що формується в свідомості одного або багатьох суб'єктів.

 

При дослідженні соціально-економічних систем найчастіше застосовують математичне моделювання. Тому на завершення вивчення теми необхідно розібратись у методах математичного, імітаційного, інформаційного та ситуаційного моделювання.

 

Практична робота № 4

План заняття

1. Пізнавальний та прагматичний аспекти моделювання.

2. Основні види подібності моделі до оригіналу.

3. Реалізація основних функцій моделей.

4. Аналіз класифікацій моделей.

 

Завдання до виконання

Тест. Оберіть відповіді з наведених варіантів для сформульованих запитань.

Для запитань 1,5,6 необхідно обрати лише по одній відповіді з наведених, для запитань 3,4,7 - по дві, для запитання 2 - три. Кожна з правильних відповідей оцінюється в 1 бал, і таким чином максимальна кількість балів за тест становить 12. Результати тесту оцінюються наступним чином: якщо кількість отриманих балів знаходиться в межах 0 - 7 - «незадовільно», 8 - 9 - «задовільно», 10 - «добре», 11 - 12 - «відмінно».

1. Метод моделювання:

а) вивчає об'єкт не безпосередньо, а шляхом дослідження іншого об'єкта, аналогічного в певному сенсі першому;

б) відрізняється від інших методів пізнання тим, що об'єкт вивчається з його допомогою безпосередньо;

в) є не методом пізнання, а методом практичного вивчення системи за допомогою об'єкта-посередника, роль якого виконує дослідник;

г) ґрунтується на гіпотезах, досвіді дослідника та формальних моделях;

д) не застосовує аналогію, зосереджуючись на висуненні гіпотез та перевірці їх адекватності.

2. Модель:

а) висувається за аналогією з перевіреними шляхом експерименту науковими положеннями;

б) набуває доказову силу лише після підтвердження її експериментально;

в) це твердження про схожість речей, явищ, процесів в різних об'єктах, по суті рух думки від відомого до невідомого;

г) знаходиться при моделюванні між суб'єктом-дослідником та об'єктом пізнання;

д) це замінник об'єкта дослідження, що знаходиться з ним в такій відповідності, яка дозволяє отримати нове знання про дослідника;

е) охоплює об'єкт повністю, тобто завжди повно представляє об'єкт з боку всіх його властивостей;

є) це замінник об'єкта дослідження, що знаходиться з ним в такій відповідності, яка дозволяє отримати нове знання про цей об'єкт;

ж) цільовим відображенням, що виявляється в одиничності моделі одного й того ж об'єкта - модель відображає не об'єкт-оригінал сам собою, а те, що нас цікавить в ньому;

з) модель є прагматичним засобом, засобом управління, засобом організації практичних дій, способом представлення зразково правильних дій та їх результату, тобто робочим представленням цілей.

3. Обмеженість моделі полягає в:

а) пізнанні реальних об'єктів;

б) тому що з безмежної множини властивостей об'єкта-оригіналу обираються та використовуються лише деякі властивості, що подібні на ті властивості об'єкта-моделі, які цікавлять дослідника;

в) необхідності пізнавати нескінченний світ за допомогою скінченних засобів;

г) тому, що модель подібна до об'єкта-оригіналу скінченною кількістю відношень;

д) ієрархічній природі абстракцій, тобто існують не лише моделі реальних об'єктів, але й «моделі моделей», і кількість таких рівнів обмежується лише практичною потребою;

е) тому, що спрощення є сильним засобом виявлення головних ефектів в явищі, що досліджується;

є) тому, що з безмежної множини властивостей об'єкта-моделі обираються та використовуються лише деякі властивості, що подібні на ті властивості об'єкта-оригіналу, які цікавлять дослідника.

4. Модель є простішою за оригінал тому, що:

а) спрощення є сильним засобом виявлення головних ефектів в явищі, яке досліджується;

б) спрощення моделі пов'язане з необхідністю оперування з нею;

в) з двох моделей, які однаково добре описують явище, зазвичай складніша виявляється ближчою до дійсної природи явища, що вивчається;

г) простіша модель є ближчою до об'єкта дослідження;

д) модель - це беззаперечно завжди інший об'єкт, ніж оригінал;

е) за допомогою моделі досягається попередньо визначена ціль;

є) вона є адекватною до об'єкта, що моделюється.

5. Зв'язок між системою, що моделюється, і нашими знаннями про неї та моделлю:

а) є ізоморфізмом;

б) є гомоморфізмом;

в) дозволяє отримати нове знання про об'єкт дослідження;

г) є засобом осмислення дійсності;

д) є засобом постановки та проведення експериментів.

6. Нормативні моделі:

а) це моделі, з допомогою яких можна лише описувати, аналізувати поведінку системи;

б) включають критерії, а тому й вказують, як повинна функціонувати система, що моделюється;

в) це моделі, які нагадують реальну систему;

г) описують функціонування системи у вигляді певних функціональних залежностей та (або) логічних співвідношень;

д) відтворюють процес функціонування системи в часі шляхом моделювання елементарних явищ в ній, обміну сигналами між елементами системи, формування вихідних сигналів та зміни станів елементів.

7. Процес поділу системи на рівні, що характеризують рзні аспекти її функціонування, називають:

а) моделюванням;

б) стратифікацією;

в) агрегуванням;

г) декомпозицією;

д) аналізом.

 

Теми рефератів і доповідей

1. Моделювання та його роль у пізнанні.

2. Кібернетика та її можливості.

3. Тенденції розвитку кібернетики.

4. Проблеми моделювання соціальних систем.

5. Абстрактні моделі та їх значення в процесі пізнання та практики.

6. Динамічне описування системи.

7. Детерміновані та стохастичні системи.

8. Попереднє оцінювання структури системи.

9. Моделі складу та моделі структури системи.

10. Роль «чорного», «сірого» та «білого» ящика в моделюванні.

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 273; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ