Курсовая работа: Системний аналіз складних систем управління

Головна ідея системного аналізу. Головне в системному аналізі – це складне перетворити в просте, таку, що важко розв’язати і зрозуміти, проблему перетворити в чітку послідовність завдань, для яких або існує тривіальний розв'язок, або які можна легко розв’язати відомими методами. Перша частина процедури системного аналізу полягає в тому, щоб розбити цілісну проблему на більш доступні для розв’язання складові частини та вико ристати найбільш підхожі спеціальні методи для розв’язання окремих підпроблем. Ця частина називається аналізом . Друга частина – об’єднання окремих розв’язків в загальний розв’язок проблеми – отримала назву синтез .

Таким чином, системний аналіз передбачає не лише органічне поєднання аналітичного поділу проблеми на частини і дослідження зв’язків і відношень між цими частинами, але й робить особливий акцент на розгляд цілей і задач, спільних для усіх частин, і відповідно до цього здійснюється синтез загального розв'язку з окремих. По суті справи, в системному аналізі методи аналізу та синтезу взаємно переплітаються, при виконанні аналітичних процедур звертається увага на способи об’єднання окремих результатів в єдине ціле і вплив кожного елемента на інші елементи системи.

Два підходи до системного аналізу. Спеціалісти розрізняють два підходи до тлумачення терміну "системний аналіз" – підхід, який базувався головним чином на застосуванні складних математичних прийомів, зокрема теорії оптимізації і дослідження операцій, та підхід, в основу якого була покладена логіка системного аналізу.

“Математичний” підхід був історично першим. Прихильники його роблять наголос на описі складної системи з допомогою формальних засобів (блочних діаграм, мереж, математичних рівнянь тощо). На основі подібного роду описів ставиться математична задача відшукання оптимального проекту системи або найкращого режиму її функціонування, тобто знаходження максимуму або мінімуму цільової функції системи при заданих обмеженнях. Однак існує цілий ряд реальних проблем з масою невизначеностей, де математика не є ефективною, і тоді на перший план висуваються не математичні методи, а логіка системного аналізу, пошук конструктивних засобів організації прийняття рішень. Системний аналіз починають визначати як процедуру розбиття досліджуваного процесу на підпроцеси, складної проблеми – на підпроблеми і етапи, для яких є можливість підібрати методи дослідження і виконавців. При цьому основна увага концентрується на методи такого розбиття. І мабуть, не випадково під системним підходом дуже часто розуміють деяку сукупність системних принципів. Цей другий підхід був запропонований RANDcorporation.

Системний аналіз розглядається перш за все як методологія з’ясування і впорядкування (або структуризації) проблеми, яку належить розв’язати із застосуванням або без застосування математики і комп’ютерів. Логічний системний аналіз доповнюється в тій чи іншій мірі математичними, статистичними і логічними методами, однак тепер як область їх застосування, так і методологія істотно відрізняється у порівнянні з математичним підходом.

Класифікація проблем. Людську діяльність можна умовно розділити на дві сфери: сфера рутинної діяльності, тобто регулярних, повсякденно розв'язуваних задач, і сфера розв’язання нових, таких, що вперше виникають, задач. У першій з них способи вирішення задач, як правило, добре відпрацьовані і потреб для системного аналізу немає, хоча сама наявність рутини в деяких випадках складає проблему. Однак у сфері людської діяльності, пов'язаної з вирішенням нових, невідомих раніше задач (наприклад, у перспективному плануванні, науці, конструкторських розробках), методи системного аналізу потрібно застосовувати майже повсюдно, а в деяких випадках – без них не можна обійтися. Залежно від глибини пізнання розрізняють на три класи проблем:

а) добре структуровані або кількісно сформульовані проблеми, в яких існуючі залежності з’ясовані настільки добре, що вони можуть бути виражені в числах і символах, які також дають в кінцевому підсумку чисельні оцінки;

б) неструктуровані або якісно виражені проблеми, що містять лише опис важливих ресурсів, ознак і характеристик, кількісні залежності між якими зовсім невідомі;

в) погано структуровані або змішані проблеми, які містять як якісні, так і кількісні елементи, причому якісні маловідомі та невизначені сторони пробле ми мають домінуючу тенденцію.

Для розв’язання добре структурованих проблем використовується методологія дослідження операцій. В неструктурованих проблемах традиційним є евристичний метод, який полягає в тому, що досвідчений спеціаліст збирає максимум різних відомостей про розв’язувану проблему, вживається в неї та на основі інтуїції і досвіду вносить пропозиції про доцільні заходи.

Системний аналіз застосовують для вирішення проблем третього класу – погано структурованих. До них відноситься більшість найважливіших економічних, технічних, політичних і воєнно-стратегічних задач великого масштабу. Типовими проблемами такого роду є ті, які:

– намічені для розв’язання в майбутньому;

– пов'язані з великою кількістю альтернатив;

– залежать від сучасно го рівня технологічних досягнень;

– потребують значних вкладень капіталу і містять елементи ризику;

– пов'язані з потребами складного комбінування ре сурсів, необхідних для їх розв’язання;

– мають невизначеність щодо вартості або часу завершення дій.

Системний аналіз застосовується для того, щоб спочатку структурувати неструктуровану, ледь позначену проблему, відтак зібрати додаткову інформацію про неї, встановити взаємозв'язки складових частин, віднайти можливі кількісні оцінки окремих параметрів (хоча б суб'єктивні чи експертні) і перевести початкову проблему в розряд структурованих, до розв’язання яких можна застосувати добре відомий і відпрацьований апарат.

Альтернативні варіанти вирішення проблем. Застосування методів системного аналізу для вирішення зазначених проблем необхідно насамперед тому, що в процесі прийняття рішень доводиться здійснювати вибір в умовах невизначеності, яка зумовлена наявністю факторів, що не піддаються строгій кількісній оцінці. Процедури і методи системного аналізу спрямовані саме на висування альтернативних варіантів вирішення проблеми, виявлення масштабів невизначеності за кожним із варіантів і співставлення варіантів за тим або іншим критерієм ефективності. Фахівці з системного аналізу лише рекомендують варіанти рішень, прийняття ж рішення залишається в компетенції відповідної посадової особи (чи органу).

Сутність системного аналізу полягає не в математичних методах і процедурах: його рекомендації далеко не обов’язково випливають з обчислень. Найсуттєвішим є те, що систематично на всіх етапах життєвого циклу будь-якої технічної системи здійснюється співставлення альтернатив, по можливості в кількісній формі, на основі логічної послідовності кроків, які можуть бути відтвореними і перевіреними іншими. Системний аналіз дозволяє глибоко і краще осмислити сутність системи, її структуру, організацію, завдання, закономірності розвитку, оптимальні шляхи методи управління.

Ознаки складних систем:

- ієрархічна побудова;

- багатофункціональність;

- наявність множини цільового вибору;

- складні взаємозв’язки;

- складна залежність ефективності кінцевого результату від ефективності різних ланок ієрархічної системи управління тощо.

2. Характеристика та класифікація технологічних комплексів (ТК) як складних систем

Можна виділити різні ознаки, але головними є ті, які характеризують як деякі кількісні сторони, наприклад, кількість елементів, так і якісні. Відомий підхід, коли складною системою (СС) називають таку, математичні моделі якої можна описати принаймні двома способами (детерміновані та стохастичні, теоретико-імовірнісні і т.д.). Для ТК при характеристиці їх як СС виділяють такі ознаки:

• кількість підсистем, особливо це має значення для неперервних ТК. Ці підсистеми, зв'язані між собою складними структурними та функціональними відношеннями;