Системный анализ

Научный подход к принятию решений заключается в построении математической модели управляемой системы и последующем ее анализе. В схеме процесса принятия решений модель управляемой системы занимает центральное место. Получив строгие математические соотношения в виде системы уравнений или неравенств, связывающих между собой параметры управляемой системы, и имея метод их решения, можно рассчитать, при каких значениях управляющих воздействий достигается желаемый результат, т.е. найти оптимальные воздействия.

Однако, чем сложнее управляемая система, тем труднее ее описать математическими соотношениями, тем более изощренный математический аппарат нужен для их решения. Наибольшие трудности возникают при необходимости получить модель организационно-административного управления. Всего 20-3- лет назад считалось, что такие системы вообще не подлежат математическому описанию. Современным научным методом изучения подобных систем стал системный анализ. Под ним понимается всестороннее, систематизированное, т.е. построенное на основе определенного набора правил, изучение сложного объекта в целом, вместе со всей совокупностью его сложных внешних и внутренних связей, проводимое для выяснения возможностей улучшения функционировании системы.

На современном уровне развития системный анализ еще не является строгим научным методом, поскольку не для всех его этапов существует формальный аппарат. Укрупнено системный анализ состоит из этапов постановки задачи, структуризации системы, построения и исследования модели.

Постановка задачи на начальном этапе системного анализа имеет отличия от постановки задачи в математическом смысле, как формальной записи ее существа. Здесь нужно на содержательном уровне выяснить, чего мы хотим от управляемой системы - для чего она создана, как функционирует, в каких терминах может быть сформулирована ее цель и в чем она состоит, как оценивается эффективность ее работы, какие существуют ограничения. Выяснение ответов на эти вопросы практически не поддается формализации. Успех определяется искусством и опытом специалистов по системному анализу, глубиной понимания исследуемой системы, умением установить хорошие контакты с работающими в системе специалистами.

В то же время начальный этап имеет определяющее значение, от него зависит успех всей последующей работы. Правильность постановки задачи выясняется обычно тогда, когда ее проработка уже полностью закончена и начинается практическое опробование. Поэтому даже небольшие недоработки на этом этапе могут привести к тому, что труд большого коллектива разработчиков в течение длительного времени окажется напрасным Это требует большого внимания и тщательности при выполнении постановки задачи.

Следующим этапом системного анализа является структуризация системы, начинающаяся с ее локализации, установления границ. Для этого опре- деляют полный набор элементов, в той или иной степени связанных с поставленной задачей, и делят их на два класса – входящих в исследуемую систему и ее внешнюю среду. Определение элементов системы, в особенности ее внешней среды, существенно зависит от постановки задачи. При решении некоторых задач система связана с одними элементами, а при иных задачах – с другими. Это еще раз подчеркивает важность корректной постановки задачи.

Структуризация рассматриваемой системы заключается в разбиении ее на подсистемы в соответствии с поставленной задачей. Важно найти такое деление, которое обеспечивает наилучшую эффективность решения задачи, т.е. является оптимальной или рациональной. Совокупность функций, выполняемых подсистемами, обеспечивает выполнение функций системы в целом. Система состоит из выделенных подсистем и не содержит ничего, кроме них. Во внешней среде локализуют системы, которым подчинена рассматриваемая и находящиеся с ней во взаимодействии по горизонтальным связям.

Завершается этап структуризации системы определением всех существенных связей между исследуемой системой и системами, выделенными во внешней среде. Это означает, что для каждой из рассматриваемых систем определены ее входные и выходные параметры.

Следующий этап системного анализа – построение модели. Процесс познания состоит в том, что мы создаем для себя некоторое представление об изучаемом объекте или процессе, помогающее лучше понять его функционирование и устройство, его характеристики. Такое приближенное представление и называют моделью. Модели значительно облегчают понимание системы, позволяют проводить исследования в абстрактном плане, прогнозировать поведение реальной системы в интересующих нас условиях, применять для анализа и синтеза совершенно различных систем одинаковые методы.

Основное назначение и преимущество модели заключается в том, что в ней сконцентрированы наиболее важные факторы реальной системы, которые подлежат изучению в данном конкретном исследовании. Эти факторы должны быть отражены в модели с наибольшей полнотой и точностью, определенными требованиями данного исследования. Несущественные факторы либо отсутствуют в модели, либо отражены в ней в небольшой степени. Это есть преимущество модели. Наиболее важное преимущество модели - возможность сравнительно простыми средствами изменять ее параметры, вводить некоторые воздействия с целью изучения реакции системы. Чтобы модель можно было хорошо изучить и проводить с ней эксперименты, она сама должна быть достаточно простой. Однако чем проще модель, тем в меньшей степени она соответствует моделируемому процессу или объекту. Поэтому моделирование всегда компромисс межу простотой модели и обеспечиваемой ею точностью, которая должна быть при всех условиях не ниже требуемой для проводимого исследования.

При моделировании сложных систем используют различные виды моделей. Наиболее мощным средством исследования, анализа и синтеза систем являются математические модели. Построение математической модели начинается с параметризации- описания каждого элемента системы каждого ее входа и выхода с помощью характеризующих их параметров, затем на основании изучения реальной системы устанавливают виды зависимости между введенными параметрами. Формальная запись этих зависимостей и дает математическую модель.

После того как модель получена и проверена на соответствие реальной системе, проводится завершающий этап системного анализа – исследование модели. Основным назначением этого этапа является выяснение поведения моделируемой системы в различных условиях, при разных состояниях самой системы и ее внешней среды. Для этого варьируют параметры модели, характеризующие состояние объекта, и задают на ее входах различные значения параметров, определяемые программой исследования. Полученные результаты позволяют выяснить поведение реальной системы в соответствующих условиях и определить, какие следует внести изменения в модель, а затем и в реальную систему для оптимизации функционирования последней.