Systemanalyse - wissenschaftliche Methode Wissen, das eine Abfolge von Aktionen ist, um strukturelle Verbindungen zwischen den Elementen der untersuchten komplexen Systeme herzustellen - technisch, wirtschaftlich usw. Sie basiert auf einer Reihe allgemeinwissenschaftlicher, experimenteller, naturwissenschaftlicher, statistischer und mathematischer Methoden. Sie wird mit moderner Computertechnik durchgeführt. Ergebnis Systemstudien ist in der Regel die Wahl einer wohldefinierten Alternative: ein Bebauungsplan, ein technisches System, eine Region, eine Gewerbestruktur etc. Daher liegen die Ursprünge der Systemanalyse, ihrer methodischen Konzepte in jenen Disziplinen, die sich mit Entscheidungsproblemen befassen: der Theorie der Operationen und der allgemeinen Theorie des Managements und des Systemansatzes.

Der Zweck der Systemanalyse besteht darin, die Abfolge von Aktionen bei der Lösung großer Probleme auf der Grundlage eines Systemansatzes zu rationalisieren. In der Systemanalyse wird Problemlösung als eine Aktivität definiert, die die Leistung eines Systems aufrechterhält oder verbessert. Techniken und Methoden der Systemanalyse zielen darauf ab, alternative Lösungen für das Problem vorzuschlagen, das Ausmaß der Unsicherheit für jede Option zu identifizieren und Optionen auf ihre Wirksamkeit zu vergleichen.

Die Systemanalyse basiert auf einer Reihe allgemeiner Prinzipien, darunter:

das Prinzip der deduktiven Reihenfolge - sequentielle Betrachtung des Systems in Stufen: von der Umgebung und den Verbindungen mit dem Ganzen zu den Verbindungen von Teilen des Ganzen (siehe die Stufen der Systemanalyse für weitere Details unten);

das Prinzip der integrierten Betrachtung – jedes System muss als Ganzes integral sein, auch wenn nur einzelne Teilsysteme des Systems betrachtet werden;

das Prinzip der Koordinierung von Ressourcen und Zielen der Prüfung, Aktualisierung des Systems;

das Prinzip der Konfliktfreiheit - das Fehlen von Konflikten zwischen Teilen des Ganzen, was zu einem Konflikt zwischen den Zielen des Ganzen und des Teils führt.

2. Anwendung der Systemanalyse

Das Spektrum systemanalytischer Methoden ist sehr breit. Es gibt eine Einteilung, nach der alle Probleme, zu deren Lösung Methoden der Systemanalyse angewandt werden können, in drei Klassen eingeteilt werden:

gut strukturierte oder quantifizierte Probleme, bei denen die wesentlichen Abhängigkeiten sehr gut geklärt sind;

unstrukturierte (unstrukturierte) oder qualitativ ausgedrückte Probleme, die nur eine Beschreibung der wichtigsten Ressourcen, Merkmale und Merkmale enthalten, deren quantitative Beziehungen völlig unbekannt sind;

schlecht strukturierte oder gemischte Probleme, die sowohl qualitative Elemente als auch wenig bekannte, undefinierte Aspekte enthalten, die tendenziell dominieren.

Zur Lösung gut strukturierter quantifizierbarer Probleme wird die bekannte Methodik des Operations Research verwendet, die darin besteht, ein adäquates mathematisches Modell aufzubauen (z. B. lineare, nichtlineare, dynamische Programmierprobleme, Probleme der Warteschlangentheorie, Spieltheorie usw.) und Anwenden von Methoden zum Finden der optimalen Steuerungsstrategie für gezielte Maßnahmen.

Die Einbeziehung systemanalytischer Methoden zur Lösung dieser Probleme ist vor allem deshalb notwendig, weil im Entscheidungsprozess eine Wahl unter Unsicherheitsbedingungen getroffen werden muss, was auf das Vorhandensein von Faktoren zurückzuführen ist, die nicht streng quantifiziert werden können. Dabei zielen alle Verfahren und Methoden gerade darauf ab, alternative Lösungsoptionen aufzuzeigen, das Ausmaß der Unsicherheit für jede der Optionen zu identifizieren und die Optionen nach bestimmten Leistungskriterien zu vergleichen. Spezialisten erarbeiten oder empfehlen nur Lösungen, während die Entscheidungsfindung in der Zuständigkeit des zuständigen Beamten (oder der zuständigen Stelle) verbleibt.

Entscheidungsunterstützungssysteme werden verwendet, um lose strukturierte und unstrukturierte Probleme zu lösen.

Die Technologie zum Lösen herausfordernde Aufgaben kann durch folgendes Verfahren beschrieben werden:

Formulierung der Problemsituation;

Ziele setzen;

Definition von Kriterien zur Zielerreichung;

Modelle bauen, um Entscheidungen zu rechtfertigen;

Suche nach der optimalen (zulässigen) Lösung;

Entscheidung Zustimmung;

Vorbereitung einer Lösung für die Implementierung;

Entscheidung Zustimmung;

Verwaltung der Implementierung der Lösung;

Überprüfung der Wirksamkeit der Lösung.

Das zentrale Verfahren der Systemanalyse ist die Konstruktion eines verallgemeinerten Modells (oder von Modellen), das alle Faktoren und Zusammenhänge der realen Situation widerspiegelt, die im Prozess der Entscheidungsumsetzung auftreten können. Das resultierende Modell wird untersucht, um die Nähe des Ergebnisses der Anwendung der einen oder anderen der alternativen Handlungsoptionen zu der gewünschten, die vergleichenden Ressourcenkosten für jede der Optionen und den Grad der Sensitivität des Modells herauszufinden verschiedene äußere Einflüsse.

Die Forschung basiert auf einer Reihe angewandter mathematischer Disziplinen und Methoden, die in modernen technischen und wirtschaftlichen Aktivitäten im Zusammenhang mit Management weit verbreitet sind. Diese schließen ein:

Methoden der Analyse und Synthese regelungstheoretischer Systeme,

Methode der Sachverständigengutachten,

Methode des kritischen Pfades

Warteschlangentheorie usw.

Technische Grundlage der Systemanalyse sind moderne Rechenleistung und darauf aufbauende Informationssysteme.

Die methodischen Mittel zur Lösung von Problemen mit Hilfe der Systemanalyse bestimmen sich danach, ob ein einzelnes Ziel oder ein bestimmter Satz von Zielen verfolgt wird, ob eine Person oder mehrere Personen eine Entscheidung treffen usw. Wenn es ein ziemlich klar definiertes Ziel gibt , deren Erfüllungsgrad anhand eines Kriteriums bewertet werden kann, kommen Methoden der mathematischen Programmierung zum Einsatz. Muss der Grad der Zielerreichung anhand mehrerer Kriterien beurteilt werden, kommt der Apparat der Nutzentheorie zum Einsatz, mit dessen Hilfe die Kriterien geordnet und deren Wichtigkeit bestimmt werden. Wenn die Entwicklung von Ereignissen durch das Zusammenwirken mehrerer Personen oder Systeme bestimmt wird, die jeweils eigene Ziele verfolgen und eigene Entscheidungen treffen, kommen Methoden der Spieltheorie zum Einsatz.

Auch wenn sich das Spektrum der in der Systemanalyse eingesetzten Modellierungs- und Problemlösungsmethoden ständig erweitert, ist sie ihrem Wesen nach nicht identisch mit wissenschaftlicher Forschung: Sie bezieht sich nicht auf Aufgaben der Gewinnung wissenschaftlicher Erkenntnisse im eigentlichen Sinne, sondern ist nur die Anwendung wissenschaftlicher Methoden zur Lösung praktischer Probleme Management und verfolgt das Ziel, den Entscheidungsprozess zu rationalisieren, ohne unvermeidliche subjektive Momente aus diesem Prozess auszuschließen.

Systemanalyse - IT komplekc iccledovany, nappavlennyx nA vyyavlenie obschix tendentsy und faktopov pazvitiya opganizatsii und vypabotky mepoppiyaty Po covepshenctvovaniyu cictemy yppavleniya und vcey ppoizvodctvenno-xozyayctvennoy deyatelnocti opganizatsii.

Die Systemanalyse hat Folgendes Merkmale:

Es wird verwendet, um solche Probleme zu lösen, die nicht durch separate Methoden der Mathematik gestellt und gelöst werden können, d.h. Probleme mit der Ungewissheit der Entscheidungssituation;

Es verwendet nicht nur formale Methoden, sondern auch Methoden der qualitativen Analyse, d.h. Methoden zur Aktivierung des Einsatzes von Intuition und Erfahrung von Spezialisten;

Kombiniert verschiedene Methoden mit Hilfe einer einzigen Technik;

Sie stützt sich auf die wissenschaftliche Weltanschauung, insbesondere auf die dialektische Logik;

Gibt die Möglichkeit, Wissen, Urteilsvermögen und Intuition von Spezialisten in verschiedenen Wissensgebieten zu kombinieren und verpflichtet sie zu einer bestimmten Denkdisziplin;

Das Hauptaugenmerk liegt auf Zielen und Zielsetzung.

Anwendungen Die Systemanalyse kann vom Standpunkt der Art der zu lösenden Aufgaben bestimmt werden:

Aufgaben im Zusammenhang mit der Transformation und Analyse von Zielen und Funktionen;

Die Aufgaben zur Entwicklung oder Verbesserung der Struktur;

Gestaltungsaufgaben.

All diese Aufgaben werden auf unterschiedlichen Ebenen der Wirtschaftsführung unterschiedlich realisiert. Daher ist es sinnvoll, die Anwendungsbereiche der Systemanalyse herauszugreifen und nach diesem Prinzip: Aufgaben der Allgemeinheit, volkswirtschaftliche Ebene; Aufgaben der sektoralen Ebene; Aufgaben regionaler Natur; Aufgaben der Verbands-, Unternehmensebene.

10. Phasen des Entwicklungsprozesses und die wichtigsten Methoden zum Treffen von Managemententscheidungen.

Die Entscheidungsfindung ist ein schnelllebiger Prozess von zwei oder mehr Alternativen. Lösung ist eine bewusste Auswahl von Verhaltensmerkmalen in einer bestimmten Situation.

Alle Lösungen können unterteilt werden in programmierbar und nicht programmierbar. Die Festlegung der Lohnhöhe in einer Haushaltsorganisation ist also eine programmierbare Entscheidung, die durch die in der Russischen Föderation geltenden Rechts- und Verwaltungsakte bestimmt wird.

Nach Dringlichkeitsgrad zuordnen:

Forschung Lösungen;

Krisenführung.

Forschungsentscheidungen werden getroffen, wenn Zeit ist, um zusätzliche Informationen zu erhalten. Krisenintuitive Lösungen werden verwendet, wenn eine Gefahr besteht, die eine sofortige Reaktion erfordert.

Es gibt folgende Entscheidungsansätze:

nach Grad der Zentralisierung;

nach Grad der Individualität;

nach dem Grad der Mitarbeiterbeteiligung.

Der zentralisierte Ansatz geht davon aus, dass so viele Entscheidungen wie möglich auf der höchsten Ebene der Organisation getroffen werden sollten. Der dezentrale Ansatz ermutigt Manager, Entscheidungsverantwortung auf die untere Managementebene zu übertragen. Darüber hinaus kann die Entscheidung individuell oder als Gruppe getroffen werden.

Da es komplizierter wird technologische Prozesse Immer mehr Entscheidungen werden von einer Gruppe von Spezialisten in verschiedenen Bereichen getroffen wissenschaftliches Wissen. Der Grad der Beteiligung des Mitarbeiters an der Lösung des Problems hängt vom Kompetenzniveau ab. Es sollte beachtet werden, dass modernes Management die Beteiligung der Mitarbeiter an der Lösung von Problemen fördert, beispielsweise durch die Schaffung eines Systems zum Sammeln von Annahmen zur Verbesserung der Arbeit des Unternehmens.

Der Lösungsplanungsprozess kann in sechs Schritte unterteilt werden: - Problemdefinition;

Ziele setzen; alternative Lösungen entwickeln; eine Alternative wählen; eine Lösung umsetzen;

Auswertung der Ergebnisse.

Das Problem liegt in der Regel in einigen Abweichungen vom erwarteten Lauf der Dinge. Als nächstes müssen Sie das Ausmaß des Problems bestimmen, beispielsweise wie hoch der Anteil der zurückgewiesenen Produkte am Gesamtvolumen ist. Es ist viel schwieriger, die Ursachen des Problems zu bestimmen, beispielsweise in welchem ​​​​Bereich die Verletzung der Technologie zum Auftreten einer Ehe geführt hat. Auf die Definition des Problems folgt die Festlegung von Zielen, die als Grundlage für eine zukünftige Entscheidung dienen, zum Beispiel, wie hoch die Ehe sein soll.

Die Lösung eines Problems kann oft auf mehr als zwei Wegen erfolgen. Um alternative Lösungen zu bilden, ist es notwendig, Informationen aus vielen Quellen zu sammeln. Die Menge der gesammelten Informationen hängt von der Verfügbarkeit von Mitteln und dem Zeitpunkt der Entscheidungsfindung ab. Im Unternehmen gilt in der Regel die Wahrscheinlichkeit, Ergebnisse von über 90 % zu erzielen, als guter Indikator.

Um eine der Alternativen auszuwählen, müssen die Übereinstimmung zwischen Kosten und erwarteten Ergebnissen sowie die Machbarkeit der praktischen Umsetzung der Lösung und die Wahrscheinlichkeit neuer Probleme nach der Umsetzung der Lösungen berücksichtigt werden.

Die Durchführung des Beschlusses umfasst die Ankündigung einer Alternative, die Erteilung der erforderlichen Anordnungen, die Verteilung der Aufgaben, die Bereitstellung von Ressourcen, die Überwachung des Prozesses der Durchführung des Beschlusses, die Annahme zusätzlicher Entscheidungen.

Nach der Umsetzung der Entscheidung muss der Manager ihre Wirksamkeit bewerten, indem er die folgenden Fragen beantwortet:

Wurde das Ziel erreicht, konnte das erforderliche Ausgabenniveau erreicht werden;

Gab es unerwünschte Folgen;

Was ist die Meinung von Mitarbeitern, Managern und anderen Kategorien von Personen, die an den Aktivitäten des Unternehmens beteiligt sind, über die Wirksamkeit der Lösung?

11. Zielorientiertes Vorgehen im Management. Das Konzept und die Klassifizierung von Zielen.

Das Grundprinzip des Managements ist die richtige Wahl der Ziele, denn Zielstrebigkeit ist es Hauptmerkmal beliebig Menschliche Aktivität. Der Übergang zu Marktbeziehungen zeigt überzeugend, dass die Steuerung des Arbeits- und Produktionsprozesses immer mehr zu einem Prozess der Steuerung von Menschen wird.

Ziel ist eine Spezifikation der Mission der Organisation in einer Form, die zugänglich ist, um den Prozess ihrer Umsetzung zu verwalten

Anforderungen an die Ziele der Organisation:

Funktionalität für damit Manager auf verschiedenen Ebenen die allgemeinen Ziele, die auf einer höheren Ebene festgelegt werden, leicht in Aufgaben für niedrigere Ebenen umwandeln können

Herstellen einer verbindlichen zeitlichen Verknüpfung zwischen langfristigen und kurzfristigen Zielen

ihre periodische Überprüfung auf der Grundlage einer Analyse nach bestimmten Kriterien, damit die internen Fähigkeiten den bestehenden Bedingungen entsprechen;

Gewährleistung der notwendigen Konzentration von Ressourcen und Anstrengungen;

Die Notwendigkeit, ein System von Zielen zu entwickeln, und nicht nur ein Ziel;

Abdeckung aller Tätigkeitsbereiche und -ebenen.

Jedes Ziel wird effektiv sein, wenn es folgendes hat Eigenschaften:

spezifisch und messbar;

Gewissheit in der Zeit;

Ausrichtung, Richtung;

Konsistenz und Übereinstimmung mit anderen Zielen und Ressourcenfähigkeiten der Organisation;

Steuerbarkeit.

Das gesamte Zielsystem der Organisation sollte ein zusammenhängendes System sein. Eine solche Beziehung wird erreicht, indem sie unter Verwendung der Konstruktion verknüpft werden Zielbaum. Das Wesentliche des Konzepts "Baum der Ziele" besteht darin, dass in der ersten Phase der Zielsetzung in der Organisation das Hauptziel ihrer Tätigkeit festgelegt wird. Dann zerfällt ein Ziel in ein Zielsystem für alle Bereiche und Ebenen von Management und Produktion. Die Anzahl der Dekompositionsstufen (Unterteilung des Gesamtziels in Teilziele) hängt von der Größe und Komplexität der gesetzten Ziele, der in der Organisation angenommenen Struktur und dem Grad der Hierarchie beim Aufbau ihrer Verwaltung ab. An der Spitze dieses Modells steht das Gesamtziel (Mission) der Organisation, und die Grundlage sind die Aufgaben, die die Formulierung von Arbeiten sind, die in der erforderlichen Weise und innerhalb vorgegebener Fristen ausgeführt werden können.

Anleitungen zur Verbesserung der Zielsetzung in der Organisation:

Entwicklung und Spezifizierung von Parametern der ökonomischen Analyse in der Organisation; Analyse der wirtschaftlichen Tätigkeit der Organisation;

Kontrolle und Verwaltung von Änderungen der wirtschaftlichen Parameter der Entwicklung der Organisation;

Verfügbarkeit von vorausschauenden wirtschaftlichen Berechnungen für die Erschließung neuer Märkte;

Bestimmung der wirtschaftlichen Strategie der Organisation in Bezug auf Wettbewerber, Partner und Verbraucher;

Bewertung von Anlagevermögen, Betriebskapital, Arbeitsproduktivität;

Ökonomische Berechnungen des Bedarfs der Bevölkerung an den von der Organisation angebotenen Waren und Dienstleistungen;

Definition eines strategischen Ansatzes zur wirtschaftlichen Kalkulation des Grundpreises für ein Produkt (Dienstleistung);

Einrichtung eines effektiven Vergütungssystems für das Personal der Organisation.

spielt eine wichtige Rolle im Zielfindungsprozess. Motivnung. Das Modell zur Bildung des Zielsystems der Organisation basiert auf dem Motivationssystem, das auf verschiedenen Ebenen der Unternehmensführung verwendet wird. Effektive Motivation kann auf der Grundlage eines Systems von Mitteln durchgeführt werden und nicht mit Hilfe von irgendjemandem, sogar einem sehr wichtigen Anreiz. Daher sind bei der Entwicklung der Ziele der Organisation der richtige Aufbau und die Methode der Anwendung des Motivationssystems von großer Bedeutung.

Einordnung der Ziele der Organisation.

Die Ziele der Organisation definieren die Parameter der Organisation. Die Ziele einer Organisation werden oft als die Richtungen definiert, in denen ihre Aktivitäten ausgeführt werden sollen. Die Hauptziele der Organisation werden von den Managern der Hauptressourcen (Fachmanager) auf der Grundlage eines Wertesystems entwickelt. Das Top-Management der Organisation ist eine der Schlüsselressourcen, daher beeinflusst das Wertesystem des Top-Managements die Struktur der Organisationsziele, während die Integration der Werte der Mitarbeiter und Aktionäre des Unternehmens erreicht wird.

Kann außeinandergehalten werden Zielsystem der Organisation:

Überleben in einem Wettbewerbsumfeld;

Verhinderung von Konkurs und größeren finanziellen Ausfällen;

Führung im Kampf gegen Konkurrenten;

Maximieren des "Preises" oder Erstellen eines Images;

Wachstum des Wirtschaftspotenzials;

Wachstum der Produktions- und Verkaufsmengen;

Gewinnmaximierung;

Kostenminimierung;

Rentabilität.

Die Ziele der Organisation sind klassifiziert:

2. Gründungszeitraum: strategisch, taktisch, operativ;

3Prioritäten: Sonderpriorität, Priorität, Sonstiges;

4Messbarkeit: quantitativ und qualitativ;

5Art der Interessen: extern und intern;

6 Wiederholbarkeit: ständig wiederkehrend und einmalig;

7Zeitraum: kurzfristig, mittelfristig, langfristig;

8 funktionale Ausrichtung: finanziell, innovativ, Marketing, Produktion, administrativ;

9 Stufen Lebenszyklus: in der Entwurfs- und Erstellungsphase, in der Wachstumsphase, in der Reifephase, in der Phase der Vollendung des Lebenszyklus;

11Hierarchien: die Ziele der gesamten Organisation, die Ziele einzelner Einheiten (Projekte), die persönlichen Ziele des Mitarbeiters;

12 Skalen: unternehmensintern, unternehmensintern, Gruppe, individuell.

Die Vielfalt der Organisationsziele erklärt sich dadurch, dass die Elemente der Organisation inhaltlich in vielen Parametern multidirektional sind. Dieser Umstand erfordert eine Reihe von Zielen, unterschiedlich in Bezug auf Führungsebene, Führungsaufgaben etc. Die Einordnung von Zielen ermöglicht ein tieferes Verständnis der Vielseitigkeit der Aktivitäten von Wirtschaftsorganisationen. Die Kriterien, die zur Einstufung verwendet werden, können auch von vielen angewendet werden wirtschaftliche Organisationen. Die konkreten Zielausprägungen innerhalb dieser Klassifikation bleiben jedoch unterschiedlich. Die Klassifizierung der Ziele der Organisation ermöglicht es Ihnen, die Effizienz des Managements zu steigern, indem Sie für jedes Ziel das System der erforderlichen Informationen und Einstellungsmethoden auswählen.

Vorlesung 1: Systemanalyse als Problemlösungsmethodik

Es ist notwendig, abstrakt denken zu können, um die Welt um uns herum neu wahrzunehmen.

R. Feynman

Einer der Bereiche der Umstrukturierung in höhere Bildung ist es, die Mängel der engen Spezialisierung zu überwinden, interdisziplinäre Verbindungen zu stärken, eine dialektische Vision der Welt zu entwickeln, systemisches Denken. v Lehrplan Viele Universitäten haben bereits allgemeine und spezielle Studiengänge eingeführt, die diesen Trend umsetzen: für ingenieurwissenschaftliche Fachrichtungen - „Entwurfsmethoden“, „Systemtechnik“; für militärische und wirtschaftliche Fachrichtungen - "Operations Research"; in Verwaltungs- und Politikmanagement - "Politikwissenschaft", "Zukunftsforschung"; in der angewandten wissenschaftlichen Forschung - "Imitationsmodellierung", "Experimentelle Methodik" usw. Zu diesen Disziplinen gehört der Studiengang Systemanalyse, der ein typischerweise inter- und überdisziplinärer Studiengang ist, der die Methodik zur Untersuchung komplexer technischer, natürlicher und sozialer Systeme verallgemeinert.

1.1 Systemanalyse in der Struktur moderner Systemforschung

Derzeit gibt es zwei gegensätzliche Trends in der Entwicklung der Wissenschaften:

1. Differenzierung, wenn sich mit zunehmendem Wissen und dem Aufkommen neuer Probleme einzelne Wissenschaften von allgemeineren Wissenschaften abheben.
2. 2. Integration, wenn allgemeinere Wissenschaften als Ergebnis der Verallgemeinerung und Entwicklung bestimmter Teile verwandter Wissenschaften und ihrer Methoden entstehen.

Die Differenzierungs- und Integrationsprozesse basieren auf 2 Grundprinzipien der materialistischen Dialektik:

1. Prinzip der qualitativen Originalität verschiedene Formen Bewegung der Materie, def. die Notwendigkeit, bestimmte Aspekte der materiellen Welt zu studieren;
2. das Prinzip der materiellen Einheit der Welt, def. die Notwendigkeit, eine ganzheitliche Sicht auf alle Objekte der materiellen Welt zu bekommen.

Durch die Manifestation des integrativen Trends ist ein neuer Bereich entstanden wissenschaftliche Tätigkeit: Systemstudien, die darauf abzielen, komplexe groß angelegte Probleme von großer Komplexität zu lösen.

Im Rahmen der Systemforschung werden Integrationswissenschaften wie Kybernetik, Operations Research, Systems Engineering, Systemanalyse, künstliche Intelligenz und andere entwickelt. Jene. Wir sprechen über die Schaffung eines Computers der 5. Generation (um alle Vermittler zwischen dem Computer und der Maschine zu entfernen. Der Benutzer ist ungelernt.), Eine intelligente Schnittstelle wird verwendet.

Die Systemanalyse entwickelt eine Systemmethodik zur Lösung komplexer angewandter Probleme, basierend auf den Prinzipien des Systemansatzes und der allgemeinen Systemtheorie, die Entwicklung und methodische Verallgemeinerung des konzeptionellen (ideologischen) und mathematischen Apparats der Kybernetik, des Operations Research und des Systems Engineering.

Systemanalyse ist neu wissenschaftliche Richtung Integrationstypus, der eine Systemmethodik zur Entscheidungsfindung entwickelt und einen bestimmten Platz in der Struktur moderner Systemforschung einnimmt.

Abb.1.1 - Systemanalyse

1. Systemforschung
2. systemischer Ansatz
3. spezifische Systemkonzepte
4. Allgemeine Theorie Systeme (Metatheorie in Bezug auf spezifische Systeme)
5. Dialektischer Materialismus (Philosophische Probleme der Systemforschung)
6. wissenschaftliche Systemtheorien und -modelle (Biosphärenlehre der Erde; Wahrscheinlichkeitstheorie; Kybernetik etc.)
7. technische Systemtheorien und -entwicklungen - Operations Research; Systems Engineering, Systemanalyse etc.
8. Private Theorien des Systems.

1.2 Klassifikation von Problemen nach dem Grad ihrer Strukturierung

Gemäß der von Simon und Newell vorgeschlagenen Klassifizierung wird die gesamte Problematik je nach Tiefe ihres Wissens in 3 Klassen eingeteilt:

1. gut strukturierte oder quantifizierte Probleme, die sich für eine mathematische Formalisierung eignen und mit formalen Methoden gelöst werden;
2. unstrukturierte oder qualitativ ausgedrückte Probleme, die nur auf inhaltlicher Ebene beschrieben und mit informellen Verfahren gelöst werden;
3. halbstrukturierte (gemischte Probleme), die quantitative und qualitative Probleme enthalten, wobei die qualitativen, wenig bekannten und unsicheren Seiten der Probleme tendenziell dominieren.

Diese Probleme werden auf der Grundlage des komplexen Einsatzes formaler Methoden und informeller Verfahren gelöst. Die Klassifizierung basiert auf dem Strukturierungsgrad von Problemen, und die Struktur des gesamten Problems wird durch 5 logische Elemente bestimmt:

1. ein Ziel oder eine Reihe von Zielen;
2. Alternativen zur Zielerreichung;
3. für die Umsetzung von Alternativen aufgewendete Ressourcen;
4. Modell oder Serie von Modellen;
5. 5.Kriterien für die Auswahl der bevorzugten Alternative.

Der Grad der Strukturierung des Problems wird dadurch bestimmt, wie gut die angegebenen Elemente des Problems identifiziert und verstanden werden.

Charakteristisch ist, dass das gleiche Problem in der Klassifikationstabelle einen anderen Platz einnehmen kann. Im Prozess des immer tieferen Studierens, Verstehens und Analysierens kann das Problem von unstrukturiert zu halbstrukturiert und dann von halbstrukturiert zu strukturiert werden. In diesem Fall wird die Wahl einer Methode zur Lösung eines Problems durch ihren Platz in der Klassifizierungstabelle bestimmt.

Abb.1.2 - Klassifizierungstabelle

1. Identifizierung des Problems;
2. Formulierung des Problems;
3. Lösung;
4. unstrukturiertes Problem (kann mit heuristischen Methoden gelöst werden);
5. Methoden der Expertenbewertung;
6. schlecht strukturiertes Problem;
7. Methoden der Systemanalyse;
8. gut strukturiertes Problem;
9. Methoden des Operations Research;
10. Entscheidung fällen;
11. Lösungsimplementierung;
12. Lösungsbewertung.

1.3 Prinzipien zur Lösung gut strukturierter Probleme

Um Probleme dieser Klasse zu lösen, werden die mathematischen Methoden von I.O. In der operativen Forschung können die Hauptstadien unterschieden werden:

1. Identifikation konkurrierender Strategien zur Zielerreichung.
2. Aufbau eines mathematischen Modells der Operation.
3. Bewertung der Wirksamkeit konkurrierender Strategien.
4. Auswahl der optimalen Strategie zur Zielerreichung.

Das mathematische Modell der Operation ist eine Funktion:

E = f(x∈x → , (α), (β)) ⇒ extz

• E ist ein Kriterium für die Effektivität von Operationen;
• x ist die Strategie des Betreibers;
• α ist der Satz von Bedingungen für die Durchführung von Operationen;
• β ist die Menge der Umgebungsbedingungen.

Das Modell ermöglicht die Bewertung der Effektivität konkurrierender Strategien und die Auswahl der optimalen Strategie unter ihnen.

1. Fortbestehen des Problems
2. Beschränkungen
3. Betriebseffizienzkriterium
4. mathematisches Modell der Operation
5. Modellparameter, aber einige der Parameter sind normalerweise unbekannt, also (6)
6. Informationen vorhersagen (d.h. Sie müssen eine Reihe von Parametern vorhersagen)
7. konkurrierende Strategien
8. Analysen und Strategien
9. optimale Strategie
10. genehmigte Strategie (einfacher, erfüllt aber eine Reihe weiterer Kriterien)
11. Lösungsimplementierung
12. Modellanpassung

Das Kriterium für die Wirksamkeit der Operation muss eine Reihe von Anforderungen erfüllen:

1. Repräsentativität, d.h. das Kriterium sollte den Haupt- und nicht den Nebenzweck der Operation widerspiegeln.
2. Kritikalität - d.h. das Kriterium muss sich ändern, wenn die Betriebsparameter geändert werden.
3. Eindeutigkeit, da nur in diesem Fall eine strenge mathematische Lösung des Optimierungsproblems gefunden werden kann.
4. Berücksichtigung der Stochastik, die normalerweise mit der zufälligen Natur einiger Betriebsparameter verbunden ist.
5. Berücksichtigung von Unsicherheiten, die mit dem Fehlen jeglicher Informationen über einige Betriebsparameter verbunden sind.
6. Berücksichtigung der Gegenwirkung, die oft von einem bewussten Gegner verursacht wird, der die Gesamtparameter der Operationen kontrolliert.
7. Einfach, weil Mit einem einfachen Kriterium können Sie die mathematischen Berechnungen bei der Suche nach opt vereinfachen. Lösungen.

Hier ein Schaubild, das die Grundvoraussetzungen für das Kriterium der Wirksamkeit von Operations Research verdeutlicht.

Reis. 1.4 - Ein Diagramm, das die Anforderungen an das Leistungskriterium Operations Research veranschaulicht

1. Problemstellung (2 und 4 (Einschränkungen) folgen);
2. Effizienzkriterium;
3. Aufgaben auf höchstem Niveau
4. Einschränkungen (wir organisieren die Verschachtelung von Modellen);
5. Kommunikation mit Top-Level-Models;
6. Repräsentativität;
7. kritisch;
8. Einzigartigkeit;
9. Berücksichtigung von Stochastik;
10. Berücksichtigung von Unsicherheit;
11. Bilanzierung von Gegenwirkung (Spieltheorie);
12. Einfachheit;
13. obligatorische Beschränkungen;
14. zusätzliche Einschränkungen;
15. künstliche Beschränkungen;
16. Wahl des Hauptkriteriums;
17. Übersetzung von Beschränkungen;
18. Erstellen eines verallgemeinerten Kriteriums;
19. Einschätzung des mathematischen Otid-I;
20. Konstruktion von Konfidenzintervallen:
21. Analyse möglicher Optionen (es gibt ein System; wir wissen nicht genau, wie stark der Input-Flow ist; wir können nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit von der einen oder anderen Intensität ausgehen; dann wägen wir die Output-Optionen ab).

Eindeutigkeit - damit das Problem durch streng mathematische Methoden gelöst werden kann.

Die Punkte 16, 17 und 18 sind Möglichkeiten, die es Ihnen ermöglichen, Multikriterien loszuwerden.

Berücksichtigung der Stochastik – die meisten Parameter haben einen stochastischen Wert. In einigen Fällen stoch. wir fragen herein Form f-und Verteilung, daher muss das Kriterium selbst gemittelt werden, d.h. Wenden Sie mathematische Erwartungen an, daher Punkte 19, 20, 21.

1.4 Prinzipien zur Lösung unstrukturierter Probleme

Um Probleme dieser Klasse zu lösen, ist es ratsam, Methoden der Expertenbewertung zu verwenden.

Methoden der Expertenbeurteilung werden dort eingesetzt, wo die mathematische Formalisierung von Problemstellungen aufgrund ihrer Neuartigkeit und Komplexität entweder nicht möglich ist oder einen hohen Zeit- und Kostenaufwand erfordert. Allen Methoden der Expertenbeurteilung gemeinsam ist der Rückgriff auf die Erfahrung, Anleitung und Intuition von Spezialisten, die Expertenfunktionen ausüben. Die Experten, die Antworten auf die Frage geben, sind sozusagen Sensoren für Informationen, die analysiert und verallgemeinert werden. Es kann daher argumentiert werden: Wenn es in der Reihe der Antworten eine wahre Antwort gibt, kann die Menge der unterschiedlichen Meinungen effektiv zu einer verallgemeinerten Meinung synthetisiert werden, die der Realität nahe kommt. Jede Methode der Expertenbewertung ist eine Reihe von Verfahren, die darauf abzielen, Informationen heuristischen Ursprungs zu erhalten und diese Informationen mit mathematischen und statistischen Methoden zu verarbeiten.

Der Prozess der Vorbereitung und Durchführung einer Prüfung umfasst die folgenden Schritte:

1. Definition von Kompetenzketten;
2. Bildung einer Gruppe von Analytikern;
3. Bildung einer Expertengruppe;
4. Entwicklung des Szenarios und Prüfungsverfahren;
5. Sammlung und Analyse von Experteninformationen;
6. Verarbeitung von Experteninformationen;
7. Auswertung der Prüfungsergebnisse und Entscheidungsfindung.

Bei der Bildung einer Expertengruppe sind deren individuelle x-ki zu berücksichtigen, die das Prüfungsergebnis beeinflussen:

• Kompetenz (berufliches Niveau)
• Kreativität ( Kreative Fähigkeiten Person)
• konstruktives Denken (nicht in den Wolken „fliegen“)
• Konformismus (Anfälligkeit für den Einfluss von Autoritäten)
• Verhältnis zum Fachwissen
• Kollektivismus und Selbstkritik

Gutachterliche Verfahren werden in folgenden Situationen recht erfolgreich eingesetzt:

• Wahl der Ziele und Themen der wissenschaftlichen Forschung
• Auswahl von Optionen für komplexe technische und sozioökonomische Projekte und Programme
• Konstruktion und Analyse von Modellen komplexer Objekte
• Konstruktion von Kriterien bei Vektoroptimierungsproblemen
• Klassifikation homogener Objekte nach dem Ausprägungsgrad einer Eigenschaft
• Beurteilung der Produktqualität und neuer Technologien
• Entscheidungsfindung in Produktionsmanagementaufgaben
• langfristige und aktuelle Produktionsplanung, Forschung und Entwicklung
• wissenschaftliche, technische und wirtschaftliche Prognosen usw. usw.

1.5 Prinzipien zur Lösung halbstrukturierter Probleme

Zur Lösung von Problemen dieser Klasse empfiehlt es sich, die Methoden der Systemanalyse einzusetzen. Probleme, die mit Hilfe der Systemanalyse gelöst werden, haben eine Reihe von charakteristischen Merkmalen:

1. die getroffene Entscheidung ist für die Zukunft (Anlage, die noch nicht existiert)
2. erhältlich große Auswahl Alternativen
3. Lösungen hängen von der derzeitigen Unvollständigkeit des technologischen Fortschritts ab
4. getroffene Entscheidungen erfordern große Investitionen an Ressourcen und beinhalten Risikoelemente
5. Anforderungen in Bezug auf Kosten und Zeit für die Lösung des Problems sind nicht vollständig definiert
6. Das interne Problem ist komplex, da seine Lösung eine Kombination verschiedener Ressourcen erfordert.

Die Hauptkonzepte der Systemanalyse sind wie folgt:

• Der Prozess der Problemlösung sollte mit der Identifizierung und Begründung des Endziels beginnen, das sie in einem bestimmten Bereich erreichen möchten, und bereits auf dieser Grundlage werden Zwischenziele und Ziele festgelegt
• Jedes Problem muss als komplexes System angegangen werden, wobei alle möglichen Details und Beziehungen sowie die Konsequenzen bestimmter Entscheidungen identifiziert werden müssen
• Bei der Lösung des Problems werden viele Alternativen zur Erreichung des Ziels gebildet. Bewertung dieser Alternativen anhand geeigneter Kriterien und Auswahl der bevorzugten Alternative
• Die Organisationsstruktur eines Problemlösungsmechanismus sollte einem Ziel oder einer Reihe von Zielen untergeordnet sein und nicht umgekehrt.

Die Systemanalyse ist ein mehrstufiger iterativer Prozess, und der Ausgangspunkt dieses Prozesses ist die Formulierung des Problems in einer anfänglichen Form. Bei der Formulierung des Problems müssen 2 widersprüchliche Anforderungen berücksichtigt werden:

1. das Problem sollte breit genug formuliert werden, um nichts Wesentliches zu übersehen;
2. das Problem muss so gestaltet werden, dass es sichtbar und strukturierbar ist. Im Zuge der Systemanalyse nimmt der Strukturierungsgrad des Problems zu, d.h. das Problem wird immer klarer und umfassender formuliert.

Reis. 1.5 - Systemanalyse in einem Schritt

1. Formulierung des Problems
2. Zielbegründung
3. Bildung von Alternativen
4. Ressourcenforschung
5. Modellbau
6. Bewertung von Alternativen
7. Entscheidungsfindung (Auswahl einer Entscheidung)
8. Sensitivitätsanalyse
9. Überprüfung der Ausgangsdaten
10. Klärung des Endziels
11. Suche nach neuen Alternativen
12. Analyse von Ressourcen und Kriterien

1.6 Hauptschritte und Methoden der SA

SA sieht vor: die Entwicklung einer systematischen Methode zur Lösung des Problems, d.h. eine logisch und prozedural organisierte Abfolge von Operationen mit dem Ziel, die bevorzugte Lösungsalternative auszuwählen. SA wird in mehreren Etappen praktisch umgesetzt, jedoch gibt es hinsichtlich Anzahl und Inhalt noch keine Einheitlichkeit, denn Eine Vielzahl von angewandten Problemen.

Hier ist eine Tabelle, die die Hauptregelmäßigkeiten von SA aus 3 verschiedenen wissenschaftlichen Schulen veranschaulicht.

Zu den wissenschaftlichen Werkzeugen der SA gehören folgende Methoden:

• Scripting-Methode (versucht, das System zu beschreiben)
• Zielbaummethode (es gibt ein Endziel, es wird in Unterziele unterteilt, Unterziele in Probleme usw., also Zerlegung in Aufgaben, die wir lösen können)
• morphologische Analysemethode (für Erfindungen)
• Expertenbewertungsmethoden
• probabilistisch-statistische Methoden (MO-Theorie, Spiele etc.)
• kybernetische Methoden (Objekt in Form einer Black Box)
• IO-Methoden (skalare Option)
• Vektoroptimierungsmethoden
• Simulationsmethoden (z. B. GPSS)
• Netzwerkmethoden
• Matrixmethoden
• Methoden wirtschaftliche Analyse usw.

Im SA-Prozess kommen auf seinen verschiedenen Ebenen verschiedene Methoden zum Einsatz, bei denen Heuristik mit Formalismus kombiniert wird. SA fungiert als methodischer Rahmen, der alle notwendigen Methoden, Forschungstechniken, Aktivitäten und Ressourcen zur Problemlösung kombiniert.

1.7 Das Präferenzsystem des Entscheidungsträgers und ein systematischer Ansatz für den Entscheidungsprozess.

Der Entscheidungsprozess besteht darin, aus einer bestimmten Menge von Entscheidungsalternativen unter Berücksichtigung des Präferenzsystems des Entscheidungsträgers eine rationale Entscheidung auszuwählen. Wie jeder Prozess, an dem eine Person teilnimmt, hat er 2 Seiten: objektiv und subjektiv.

Die objektive Seite ist das, was außerhalb des menschlichen Bewusstseins real ist, und die subjektive Seite ist das, was sich im menschlichen Bewusstsein widerspiegelt, d.h. Ziel im menschlichen Geist. Das Ziel wird nicht immer angemessen im Kopf einer Person reflektiert, aber daraus folgt nicht, dass es keine richtigen Entscheidungen geben kann. Praktisch richtig ist eine solche Entscheidung, die in den Grundzügen die Situation richtig wiedergibt und der Aufgabe entspricht.

Das Präferenzsystem des Entscheidungsträgers wird von vielen Faktoren bestimmt:

• Verständnis des Problems und der Entwicklungsperspektiven;
• aktuelle Informationen über den Zustand einiger Operationen und die äußeren Bedingungen ihres Ablaufs;
• Anweisungen von höheren Behörden und verschiedene Arten von Beschränkungen;
• rechtliche, wirtschaftliche, soziale, psychologische Faktoren, Traditionen usw.

Reis. 1.6 - Präferenzsystem für Entscheidungsträger

1. Weisungen von übergeordneten Stellen zu Zwecken und Zwecken des Betriebs (technische Prozesse, Prognose)
2. Beschränkungen von Ressourcen, Grad der Unabhängigkeit usw.
3. Informationsverarbeitung
4. Betrieb
5. äußere Bedingungen (äußere Umgebung), a) Bestimmung; b) stochastisch (der Computer fällt nach einem zufälligen Intervall t aus); c) organisierter Widerstand
6. Informationen über äußere Bedingungen
7. rationale Lösung
8. Kontrollsynthese (systemabhängig)

In diesen Lastern muss der Entscheidungsträger die Menge potenziell möglicher Lösungen aus ihnen normalisieren. Wählen Sie aus ihnen 4-5 beste aus und daraus - 1 Lösung.

Systemansatz zum Entscheidungsprozess besteht in der Umsetzung von 3 miteinander verbundenen Verfahren:

1. Es gibt viele mögliche Lösungen.
2. Aus diesen wird eine Reihe konkurrierender Lösungen ausgewählt.
3. Unter Berücksichtigung des Präferenzsystems des Entscheidungsträgers wird eine rationale Lösung gewählt.

Reis. 1.7 - Ein systematischer Ansatz für den Entscheidungsprozess

1. mögliche Lösungen
2. konkurrierende Lösungen
3. rationale Lösung
4. Zweck und Ziele der Operation
5. Informationen zum Betriebsstatus
6. Informationen über äußere Bedingungen
   1. stochastisch
   2. organisierte Opposition
7. Ressourcenlimit
8. Einschränkung des Autonomiegrades
9. zusätzliche Einschränkungen und Bedingungen
   1. rechtliche Faktoren
   2. Wirtschaftskräfte
   3. soziologische Faktoren
   4. psychologische Faktoren
   5. Traditionen und mehr
10. Effizienzkriterium

Die moderne Systemanalyse ist eine angewandte Wissenschaft, die darauf abzielt, die Ursachen realer Schwierigkeiten, die vor dem "Eigentümer des Problems" aufgetreten sind, herauszufinden und Optionen zu ihrer Beseitigung zu entwickeln. In ihrer fortgeschrittensten Form beinhaltet die Systemanalyse auch das direkte, praktische, verbessernde Eingreifen in eine Problemsituation.

Konsistenz sollte nicht wie eine Art Innovation, die neueste Errungenschaft der Wissenschaft erscheinen. Konsistenz ist eine universelle Eigenschaft der Materie, eine Form ihrer Existenz und daher eine unveräußerliche Eigenschaft der menschlichen Praxis, einschließlich des Denkens. Jede Aktivität kann weniger oder mehr systemisch sein. Das Auftreten eines Problems ist ein Zeichen unzureichender Konsistenz; Problemlösung ist das Ergebnis zunehmender Systemizität. Theoretisches Denken auf verschiedenen Abstraktionsebenen spiegelte die systemische Natur der Welt im Allgemeinen und die systemische Natur menschlichen Wissens und Handelns wider. Auf philosophischer Ebene ist dies der dialektische Materialismus, auf allgemeinwissenschaftlicher Ebene Systemologie und allgemeine Systemtheorie, Organisationstheorie; in den Naturwissenschaften - Kybernetik. Mit der Entwicklung der Computertechnik entstanden Informatik und künstliche Intelligenz.

In den frühen 1980er Jahren wurde deutlich, dass all diese theoretischen und angewandten Disziplinen gleichsam einen einzigen Strom bilden, eine „systemische Bewegung“. Konsistenz wird nicht nur zu einer theoretischen Kategorie, sondern auch zu einem bewussten Aspekt praktischen Handelns. Da große und komplexe Systeme zwangsläufig zum Gegenstand von Untersuchung, Kontrolle und Gestaltung wurden, war es notwendig, die Methoden zur Untersuchung von Systemen und Methoden zu ihrer Beeinflussung zu verallgemeinern. Es sollte eine Art angewandte Wissenschaft entstehen, die eine „Brücke“ zwischen abstrakten Theorien der Systemizität und gelebter systemischer Praxis darstellt. Es entstand - zunächst, wie wir bemerkten, in verschiedenen Bereichen und unter verschiedenen Namen und in letzten Jahren zu einer Wissenschaft geformt, die "Systemanalyse" genannt wurde.

Die Merkmale der modernen Systemanalyse ergeben sich aus der Natur komplexer Systeme. Die Beseitigung des Problems oder zumindest die Klärung seiner Ursachen zum Ziel habend, bedient sich die Systemanalyse vielfältiger Mittel, nutzt die Möglichkeiten verschiedener Wissenschaften und praktischer Betätigungsfelder. Als im Wesentlichen angewandte Dialektik gibt die Systemanalyse sehr wichtig methodische Aspekte jeder Systemforschung. Andererseits führt die angewandte Orientierung der Systemanalyse zur Nutzung aller moderne Mittel wissenschaftliche Forschung - Mathematik, Computertechnologie, Modellierung, Feldbeobachtungen und Experimente.

Während des Studiums eines realen Systems muss man sich normalerweise mit einer Vielzahl von Problemen auseinandersetzen; es ist unmöglich, dass eine Person in jedem von ihnen ein Profi ist. Der Ausweg scheint darin zu bestehen, dass derjenige, der sich auf die Durchführung einer Systemanalyse einlässt, über die Ausbildung und Erfahrung verfügt, die erforderlich sind, um spezifische Probleme zu identifizieren und einzuordnen, um festzulegen, welche Spezialisten kontaktiert werden sollten, um die Analyse fortzusetzen. Das stellt besondere Anforderungen an Systemspezialisten: Sie müssen über breite Gelehrsamkeit, entspanntes Denken, die Fähigkeit verfügen, Menschen für die Arbeit zu gewinnen und gemeinsame Aktivitäten zu organisieren.

Nachdem man diese Vorlesung gehört oder mehrere Bücher zu diesem Thema gelesen hat, kann man kein Spezialist für Systemanalyse werden. Wie W. Shakespeare es ausdrückte: „Wenn Tun so einfach wäre wie zu wissen, was zu tun ist, wären Kapellen Kathedralen, Hütten Paläste.“ Professionalität wird in der Praxis erworben.

Betrachten wir eine kuriose Prognose der am schnellsten wachsenden Beschäftigungsbereiche in den USA: Dynamik in % 1990-2000.

• Pflegepersonal - 70%
• Spezialisten für Strahlentechnik - 66 %
• Reisebüroagenten - 54%
• Computersystemanalysten - 53 %
• Programmierer - 48%
• Elektroniker - 40 %

Entwicklung von Systemansichten

Was bedeutet das Wort "System" oder "großes System" selbst, was bedeutet es, "systematisch zu handeln"? Antworten auf diese Fragen werden wir nach und nach erhalten und so das Niveau der Systemizität unseres Wissens erhöhen, was das Ziel dieser Vorlesung ist. Inzwischen haben wir genug von jenen Assoziationen, die entstehen, wenn das Wort „System“ in der Umgangssprache in Kombination mit den Wörtern „gesellschaftspolitisch“, „Solar“, „nervös“, „Heizung“ oder „Gleichungen“ verwendet wird, „Indikatoren“, „Ansichten und Überzeugungen“. Anschließend werden wir die Anzeichen der Systemizität im Detail und umfassend betrachten und jetzt nur die offensichtlichsten und obligatorischsten von ihnen erwähnen:

• strukturiertes System;
• Verbundenheit seiner Bestandteile;
• die Unterordnung der Organisation des Gesamtsystems unter ein bestimmtes Ziel.

Systematisches Üben

In Bezug beispielsweise auf die menschliche Tätigkeit sind diese Zeichen offensichtlich, da jeder von uns sie in seiner eigenen praktischen Tätigkeit leicht erkennen kann. All unser bewusstes Handeln verfolgt ein wohldefiniertes Ziel; bei jeder Aktion ist es leicht, ihre Bestandteile, kleinere Aktionen, zu erkennen. Dabei werden die Komponenten nicht in beliebiger Reihenfolge, sondern in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt. Dies ist eine bestimmte, dem Ziel untergeordnete Verbundenheit. Bestandteile, was ein Zeichen für Systemizität ist.

Systematisch und algorithmisch

Ein anderer Name für eine solche Konstruktion von Aktivität ist Algorithmizität. Der Begriff eines Algorithmus entstand zunächst in der Mathematik und bedeutete die Aufgabe einer genau definierten Folge von eindeutig verständlichen Operationen auf Zahlen oder anderen mathematischen Objekten. In den letzten Jahren hat man begonnen, die algorithmische Natur jeder Aktivität zu erkennen. Sie sprechen bereits nicht nur über Algorithmen zum Treffen von Managemententscheidungen, über Lernalgorithmen, Algorithmen zum Schachspielen, sondern auch über Algorithmen zum Erfinden, Algorithmen zum Komponieren von Musik. Wir betonen, dass in diesem Fall vom mathematischen Verständnis des Algorithmus abgewichen wird: Unter Beibehaltung der logischen Abfolge von Aktionen wird davon ausgegangen, dass der Algorithmus nicht-formalisierte Aktionen enthalten kann. Daher ist die explizite Algorithmisierung jeder praktischen Tätigkeit ein wichtiges Merkmal ihrer Entwicklung.

Systematische kognitive Aktivität

Eines der Merkmale der Kognition ist das Vorhandensein analytischer und synthetischer Denkweisen. Die Essenz der Analyse besteht darin, das Ganze in Teile zu zerlegen, das Komplexe als eine Menge einfacherer Komponenten darzustellen. Aber um das Ganze, das Komplexe zu erkennen, ist auch der umgekehrte Prozess notwendig – die Synthese. Dies gilt nicht nur für das individuelle Denken, sondern auch für das universelle menschliche Wissen. Sagen wir einfach, dass die Teilung des Denkens in Analyse und Synthese und die Vernetzung dieser Teile das wichtigste Zeichen für die Systematik des Wissens sind.

Konsistenz als universelle Eigenschaft der Materie

Hier ist es uns wichtig, die Idee hervorzuheben, dass Systemizität nicht nur eine Eigenschaft menschlicher Praxis ist, einschließlich externer kräftige Aktivität, und Denken, sondern eine Eigenschaft aller Materie. Die systemische Natur unseres Denkens folgt aus der systemischen Natur der Welt. Moderne wissenschaftliche Daten und moderne Systemkonzepte erlauben es uns, von der Welt als einem unendlichen hierarchischen System von Systemen zu sprechen, die sich in der Entwicklung und in verschiedenen Entwicklungsstadien auf verschiedenen Ebenen der Systemhierarchie befinden.

Zusammenfassen

Abschließend stellen wir als Information zum Nachdenken ein Diagramm vor, das die Beziehung der oben diskutierten Themen darstellt.

Abb. 1.8 – Beziehung der oben diskutierten Probleme

Methoden der Systemanalyse

Systemanalyse- eine wissenschaftliche Erkenntnismethode, bei der es sich um eine Abfolge von Aktionen handelt, um strukturelle Beziehungen zwischen Variablen oder Elementen des untersuchten Systems herzustellen. Sie basiert auf einer Reihe allgemeinwissenschaftlicher, experimenteller, naturwissenschaftlicher, statistischer und mathematischer Methoden.

Zur Lösung gut strukturierter quantifizierbarer Probleme wird die bekannte Methodik des Operations Research verwendet, die darin besteht, ein adäquates mathematisches Modell aufzubauen (z. B. lineare, nichtlineare, dynamische Programmierprobleme, Probleme der Warteschlangentheorie, Spieltheorie usw.) und Anwenden von Methoden zum Finden der optimalen Steuerungsstrategie für gezielte Maßnahmen.

Die Systemanalyse sieht für den Einsatz in verschiedenen Wissenschaften folgende Systeme vor Systemmethoden und Verfahren:

Abstraktion und Spezifikation

Analyse und Synthese, Induktion und Deduktion

Formalisierung und Konkretisierung

Zusammensetzung und Zersetzung

Linearisierung und Auswahl nichtlinearer Komponenten

Strukturierung und Umstrukturierung

· Prototyp entwickeln

Umgestaltung

Algorithmisierung

Simulation und Experiment

Softwaresteuerung und -regelung

Anerkennung und Identifikation

Clustering und Klassifikation

Expertenbewertung und Prüfung

Überprüfung

und andere Methoden und Verfahren.

Es sollte die Aufgabe beachtet werden, das System der Wechselwirkungen der analysierten Objekte mit der Umgebung zu untersuchen. Die Lösung für dieses Problem beinhaltet:

- Zeichnen einer Grenze zwischen dem untersuchten System und der Umgebung, die die maximale Tiefe bestimmt

der Einfluss der betrachteten Wechselwirkungen, auf die sich die Betrachtung beschränkt;

- Ermittlung der tatsächlichen Ressourcen einer solchen Interaktion;

– Berücksichtigung der Wechselwirkungen des untersuchten Systems mit einem übergeordneten System.

Aufgaben der folgenden Art sind mit der Gestaltung von Alternativen für diese Interaktion verbunden, Alternativen für die Entwicklung des Systems in Zeit und Raum. Eine wichtige Richtung in der Entwicklung systemanalytischer Methoden ist mit Versuchen verbunden, neue Möglichkeiten zur Konstruktion origineller Lösungsalternativen, unerwarteter Strategien, ungewöhnlicher Ideen und verborgener Strukturen zu schaffen. Mit anderen Worten, Rede hier über die Entwicklung von Methoden und Mitteln Stärkung der induktiven Möglichkeiten des menschlichen Denkens im Gegensatz zu seinen deduktiven Möglichkeiten, auf deren Stärkung die Entwicklung formaler logischer Mittel tatsächlich abzielt. Die Forschung in dieser Richtung hat erst vor kurzem begonnen, und es gibt noch keinen einheitlichen konzeptionellen Apparat in ihnen. Dennoch lassen sich hier einige wichtige Bereiche unterscheiden, wie etwa die Entwicklung der formale Apparat der induktiven Logik, Methoden der morphologischen Analyse und andere strukturelle und syntaktische Methoden zur Konstruktion neuer Alternativen, syntaktische Methoden und Organisation der Gruppeninteraktion bei der Lösung kreativer Probleme sowie das Studium der wichtigsten Paradigmen des Suchdenkens.

Aufgaben des dritten Typs bestehen darin, eine Menge zu konstruieren Simulationsmodelle Beschreibung des Einflusses der einen oder anderen Interaktion auf das Verhalten des Untersuchungsobjekts. Zu beachten ist, dass Systemstudien nicht das Ziel verfolgen, eine Art Supermodell zu schaffen. Wir sprechen von der Entwicklung privater Modelle, die jeweils ihre eigenen spezifischen Probleme lösen.

Auch nachdem solche Simulationsmodelle erstellt und untersucht wurden, bleibt die Frage offen, verschiedene Aspekte des Systemverhaltens in ein einziges Schema zu bringen. Es kann und sollte jedoch nicht durch den Aufbau eines Supermodells gelöst werden, sondern durch die Analyse der Reaktionen auf das beobachtete Verhalten anderer interagierender Objekte, d.h. durch Untersuchung des Verhaltens von Objekten - Analoga und Übertragung der Ergebnisse dieser Studien auf den Gegenstand der Systemanalyse. Eine solche Studie liefert eine Grundlage für ein sinnvolles Verständnis von Interaktionssituationen und der Struktur von Beziehungen, die den Platz des untersuchten Systems in der Struktur des Supersystems bestimmen, von dem es eine Komponente ist.

Aufgaben des vierten Typs sind mit dem Design verbunden Entscheidungsmodelle. Jede Systemstudie ist mit der Untersuchung verschiedener Alternativen für die Entwicklung des Systems verbunden. Die Aufgabe von Systemanalytikern besteht darin, die beste Entwicklungsalternative auszuwählen und zu begründen. In der Phase der Entwicklung und Entscheidungsfindung ist es notwendig, die Wechselwirkung des Systems mit seinen Subsystemen zu berücksichtigen, die Ziele des Systems mit den Zielen der Subsysteme zu kombinieren und globale und sekundäre Ziele herauszugreifen.

Der am weitesten entwickelte und gleichzeitig der spezifischste Bereich wissenschaftliche Kreativität verbunden mit der Entwicklung von Entscheidungstheorien und der Bildung von Zielstrukturen, Programmen und Plänen. An Arbeit und aktiv arbeitenden Forschern mangelt es hier nicht. Allerdings bewegen sich hier zu viele Ergebnisse auf der Ebene unbestätigter Erfindungen und Unstimmigkeiten im Verständnis als Wesen. Herausforderungen und die Mittel zu ihrer Lösung. Die Forschung in diesem Bereich umfasst:

a) Aufbau einer Theorie der Leistungsbewertung Entscheidungen getroffen oder erstellte Pläne und Programme;

b) Lösung des Problems der Multikriterien bei der Bewertung von Entscheidungs- oder Planungsalternativen;

c) Untersuchung des Problems der Unsicherheit, insbesondere im Zusammenhang nicht mit statistischen Faktoren, sondern mit der Unsicherheit von Expertenurteilen und absichtlich erzeugter Unsicherheit im Zusammenhang mit der Vereinfachung von Vorstellungen über das Verhalten des Systems;

d) Entwicklung des Problems der Aggregation individueller Präferenzen bei Entscheidungen, die die Interessen mehrerer Parteien berühren und das Verhalten des Systems beeinflussen;

e) studieren spezielle Eigenschaften sozioökonomische Leistungskriterien;

f) Schaffung von Methoden zur Überprüfung der logischen Konsistenz von Soll-Strukturen und -Plänen und zur Herstellung der notwendigen Balance zwischen der Vorgabe des Aktionsprogramms und seiner Restrukturierungsbereitschaft bei Neueintritt

Informationen sowohl über externe Ereignisse als auch über Änderungen der Vorstellungen über die Durchführung dieses Programms.

Die letztere Richtung erfordert ein neues Bewusstsein für die tatsächlichen Funktionen der Zielstrukturen, Pläne, Programme und die Definition derer, die sie erfüllen sollten, sowie für die Verbindungen zwischen ihnen.

Die betrachteten Aufgaben der Systemanalyse decken nicht die vollständige Aufgabenliste ab. Hier sind diejenigen aufgelistet, die die größten Schwierigkeiten bei der Lösung darstellen. Zu beachten ist, dass alle Aufgaben systemischer Forschung eng miteinander verflochten sind, nicht isoliert und getrennt gelöst werden können, weder zeitlich noch von der Zusammensetzung der Ausführenden. Um all diese Probleme zu lösen, muss der Forscher außerdem einen weiten Blick haben und über ein reiches Arsenal an Methoden und Mitteln der wissenschaftlichen Forschung verfügen.

ANALYTISCHE UND STATISTISCHE METHODEN. Diese Gruppen von Methoden werden am häufigsten in der Praxis von Design und Management verwendet. Wahre grafische Darstellungen (Grafiken, Diagramme usw.) werden häufig verwendet, um Zwischen- und Endergebnisse der Modellierung darzustellen. Letztere sind jedoch Hilfskräfte; die Grundlage des Modells, die Beweise seiner Angemessenheit, sind diese oder andere Richtungen analytischer und statistischer Darstellungen. Trotz der Tatsache, dass in den Hauptbereichen dieser beiden Methodenklassen eigenständige Vorlesungen an den Universitäten gehalten werden, sollen deren Merkmale, Vor- und Nachteile im Hinblick auf ihre Einsatzmöglichkeiten in der Systemmodellierung dennoch kurz charakterisiert werden .

Analytisch in der betrachteten Klassifikation werden Methoden genannt, die reale Objekte und Prozesse in Form von Punkten (bei streng mathematischen Beweisen dimensionslos) darstellen, die beliebige Bewegungen im Raum ausführen oder miteinander interagieren. Grundlage des begrifflichen (terminologischen) Apparates dieser Darstellungen sind die Begriffe der klassischen Mathematik (Wert, Formel, Funktion, Gleichung, Gleichungssystem, Logarithmus, Differential, Integral etc.).

Analytische Darstellungen haben eine lange Entwicklungsgeschichte und zeichnen sich nicht nur durch den Wunsch nach strenger Terminologie aus, sondern auch durch die Zuordnung bestimmter Buchstaben zu bestimmten Größen (z. B. Verdoppelung des Verhältnisses der Fläche eines Kreises zur Fläche eines darin eingeschriebenen Quadrats p» 3,14; die Basis des natürlichen Logarithmus – e» 2,7 usw.).

Auf der Grundlage analytischer Darstellungen sind mathematische Theorien unterschiedlicher Komplexität entstanden und entwickeln sich weiter - vom Apparat der klassischen mathematischen Analyse (Methoden zum Studium von Funktionen, ihrer Art, Darstellungsmethoden, Suche nach Extrema von Funktionen usw.) zu solchen neuen Bereiche der modernen Mathematik wie mathematische Programmierung (linear, nichtlinear, dynamisch etc.), Spieltheorie (Matrixspiele mit reinen Strategien, Differentialspiele etc.).

Diese theoretische Richtungen wurde zur Grundlage vieler angewandter, einschließlich der Theorie der automatischen Steuerung, der Theorie optimaler Lösungen usw.

Bei der Modellierung von Systemen wird eine breite Palette symbolischer Darstellungen verwendet, wobei die "Sprache" der klassischen Mathematik verwendet wird. Diese symbolischen Darstellungen spiegeln jedoch reale komplexe Prozesse nicht immer angemessen wider, und in diesen Fällen können sie im Allgemeinen nicht als strenge mathematische Modelle betrachtet werden.

Die meisten Bereiche der Mathematik enthalten keine Mittel, um das Problem zu stellen und die Angemessenheit des Modells zu beweisen. Letzteres wird durch Experimente bewiesen, die mit zunehmender Komplexität der Probleme auch immer komplexer, teurer, nicht immer unbestreitbar und realisierbar werden.

Gleichzeitig umfasst diese Klasse von Methoden ein relativ neues Gebiet der Mathematik - die mathematische Programmierung, die die Mittel zur Problemstellung enthält und die Möglichkeiten zum Nachweis der Angemessenheit von Modellen erweitert.

Statistisch Ideen wurden Mitte des letzten Jahrhunderts als eigenständige wissenschaftliche Richtung geformt (obwohl sie viel früher entstanden). Sie basieren auf der Darstellung von Phänomenen und Prozessen anhand zufälliger (stochastischer) Ereignisse und deren Verhalten, die durch entsprechende probabilistische (statistische) Merkmale und statistische Muster beschrieben werden. Statistische Abbildungen des Systems lassen sich im allgemeinen Fall (in Analogie zu analytischen) wie in Form eines „unscharfen“ Punktes (unscharfer Bereich) im n-dimensionalen Raum darstellen, in den das System (seine Eigenschaften berücksichtigt im Modell) wird vom Operator F übertragen. „Verschwommener“ Punkt ist als ein bestimmter Bereich zu verstehen, der die Bewegung des Systems (sein Verhalten) charakterisiert; in diesem Fall sind die Grenzen des Gebiets mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit p („unscharf“) gegeben und die Bewegung des Punktes wird durch eine Zufallsfunktion beschrieben.

Wenn Sie alle Parameter dieses Bereichs bis auf einen festlegen, können Sie einen Schnitt entlang der Linie a - b erzielen, dessen Bedeutung die Auswirkung ist angegebenen Parameter auf das Verhalten des Systems, das durch eine statistische Verteilung bezüglich dieses Parameters beschrieben werden kann. Ebenso können Sie zweidimensionale, dreidimensionale usw. erhalten. statistische Verteilungsmuster. Statistische Regelmäßigkeiten können als diskrete Zufallsvariablen und deren Wahrscheinlichkeiten oder als stetige Abhängigkeiten der Verteilung von Ereignissen und Prozessen dargestellt werden.

Bei diskreten Ereignissen wird der Zusammenhang zwischen den möglichen Werten einer Zufallsvariablen xi und ihren Wahrscheinlichkeiten pi als Verteilungsgesetz bezeichnet.

Brainstorming-Methode

Eine Gruppe von Forschern (Experten) entwickelt Wege zur Lösung des Problems, während jede Methode (jeder laut ausgesprochene Gedanke) in die Anzahl der berücksichtigten einbezogen wird, je mehr Ideen, desto besser. Im Vorfeld wird die Qualität der vorgeschlagenen Methoden nicht berücksichtigt, dh Gegenstand der Suche ist die Schaffung möglichst vieler Lösungsmöglichkeiten des Problems. Um erfolgreich zu sein, müssen jedoch die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

die Anwesenheit eines Ideengebers;

· eine Expertengruppe nicht mehr als 5-6 Personen umfasst;

· das Forscherpotential angemessen ist;

die Umgebung ist ruhig;

Gleichberechtigung wird gewahrt, jede Lösung kann vorgeschlagen werden, Kritik an Ideen ist nicht erlaubt;

· Arbeitsdauer nicht länger als 1 Stunde.

Nach Ende des „Ideenflusses“ treffen die Experten eine kritische Auswahl der Vorschläge unter Berücksichtigung organisatorischer und wirtschaftlicher Grenzen. Die Auswahl der besten Idee kann nach mehreren Kriterien erfolgen.

Diese Methode am produktivsten in der Phase der Entwicklung einer Lösung für die Umsetzung des Ziels, bei der Offenlegung des Mechanismus der Funktionsweise des Systems, bei der Auswahl eines Kriteriums zur Lösung des Problems.

Die Methode der "Konzentration der Aufmerksamkeit auf die Ziele des Problems"

Diese Methode besteht darin, eines der Objekte (Elemente, Konzepte) auszuwählen, die mit dem zu lösenden Problem verbunden sind. Gleichzeitig ist bekannt, dass das zur Prüfung angenommene Objekt in direktem Zusammenhang mit den letztendlichen Zielen dieses Problems steht. Dann wird die Verbindung zwischen diesem Objekt und einem anderen zufällig ausgewählten Objekt untersucht. Als nächstes wird das dritte Element ebenso zufällig ausgewählt und seine Beziehung zu den ersten beiden untersucht, und so weiter. So entsteht eine bestimmte Kette von miteinander verbundenen Objekten, Elementen oder Konzepten. Wenn die Kette unterbrochen wird, wird der Prozess fortgesetzt, eine zweite Kette erstellt und so weiter. So wird das System erkundet.

Methode "Eingänge-Ausgänge des Systems"

Das untersuchte System wird notwendigerweise zusammen mit der Umgebung betrachtet. Gleichzeitig wird besonderes Augenmerk auf die Einschränkungen gelegt, die die externe Umgebung dem System auferlegt, sowie den Einschränkungen, die dem System selbst innewohnen.

In der ersten Phase der Untersuchung des Systems werden mögliche Ausgänge des Systems betrachtet und die Ergebnisse seiner Funktionsweise entsprechend den Änderungen in der Umgebung bewertet. Dann erkundet mögliche Eingänge Systeme und ihre Parameter, die es dem System ermöglichen, innerhalb der akzeptierten Beschränkungen zu funktionieren. Und schließlich werden in der dritten Stufe akzeptable Eingaben ausgewählt, die die Grenzen des Systems nicht verletzen und es nicht mit den Zielen der Umwelt in Konflikt bringen.

Diese Methode ist am effektivsten in den Phasen des Verständnisses des Mechanismus des Funktionierens des Systems und der Entscheidungsfindung.

Szenario-Methode

Die Besonderheit der Methode besteht darin, dass eine Gruppe hochqualifizierter Spezialisten in beschreibender Form den möglichen Ablauf in einem bestimmten System darstellt – ausgehend von der aktuellen Situation und endend mit einer resultierenden Situation. Gleichzeitig künstlich errichtet, aber in entstehend wahres Leben Beschränkungen beim Ein- und Ausstieg aus dem System (Rohstoffe, Energieressourcen, Finanzen usw.).

Die Hauptidee dieser Methode besteht darin, die Verbindungen verschiedener Elemente des Systems zu identifizieren, die sich in einem bestimmten Ereignis oder einer bestimmten Einschränkung manifestieren. Das Ergebnis einer solchen Studie ist eine Reihe von Szenarien - mögliche Richtungen zur Lösung des Problems, aus denen durch Vergleich nach bestimmten Kriterien die annehmbarsten ausgewählt werden können.

Morphologische Methode

Diese Methode beinhaltet die Suche nach allen möglichen Lösungen für das Problem durch erschöpfende Zählung dieser Lösungen. Zum Beispiel identifiziert F. R. Matveev sechs Stufen bei der Implementierung dieser Methode:

die Formulierung und Definition der Einschränkungen des Problems;

Suche nach möglichen Entscheidungsparametern und möglichen Variationen dieser Parameter;

Finden aller möglichen Kombinationen dieser Parameter in den resultierenden Lösungen;

Vergleich von Entscheidungen hinsichtlich der verfolgten Ziele;

Auswahl an Lösungen

· eingehende Untersuchung ausgewählter Lösungen.

Modellierungsmethoden

Ein Modell ist ein System, das mit dem Ziel erstellt wurde, eine komplexe Realität in vereinfachter und verständlicher Form darzustellen, mit anderen Worten, ein Modell ist eine Nachbildung dieser Realität.

Die Probleme, die durch Modelle gelöst werden, sind vielfältig. Die wichtigsten davon:

Anhand von Modellen versuchen Forscher, die Strömung besser zu verstehen Komplexer Prozess;

· mit Hilfe von Modellen wird experimentiert, falls dies an einem realen Objekt nicht möglich ist;

· Mit Hilfe von Modellen wird die Umsetzungsmöglichkeit verschiedener Lösungsalternativen evaluiert.

Darüber hinaus haben Modelle so wertvolle Eigenschaften wie:

Reproduzierbarkeit durch unabhängige Experimentatoren;

· Variabilität und die Möglichkeit der Verbesserung durch Einführen neuer Daten in das Modell oder Modifizieren von Beziehungen innerhalb des Modells.

Unter den Haupttypen von Modellen sind symbolische und mathematische Modelle zu nennen.

Symbolische Modelle - Diagramme, Diagramme, Grafiken, Flussdiagramme und so weiter.

Mathematische Modelle sind abstrakte Konstruktionen, die in mathematischer Form die Verbindungen, Beziehungen zwischen den Elementen des Systems beschreiben.

Beim Bau von Modellen sind folgende Bedingungen zu beachten:

über eine ausreichend große Menge an Informationen über das Verhalten des Systems verfügen;

Die Stilisierung der Mechanismen des Funktionierens des Systems sollte in solchen Grenzen erfolgen, dass es möglich wäre, die Anzahl und Art der im System bestehenden Beziehungen und Verbindungen genau wiederzugeben;

Die Verwendung automatischer Informationsverarbeitungsmethoden, insbesondere wenn die Datenmenge groß ist oder die Art der Beziehung zwischen den Elementen des Systems sehr komplex ist.

Mathematische Modelle haben jedoch einige Nachteile:

der Wunsch, den untersuchten Prozess in Form von Bedingungen widerzuspiegeln, führt zu einem Modell, das nur von seinem Entwickler verstanden werden kann;

Andererseits führt die Vereinfachung zu einer Begrenzung der Anzahl der in das Modell einbezogenen Faktoren; folglich gibt es eine Ungenauigkeit in der Widerspiegelung der Realität;

· Der Autor, der ein Modell erstellt hat, "vergisst", dass er die Wirkung zahlreicher, vielleicht unbedeutender Faktoren nicht berücksichtigt. Aber die kombinierte Wirkung dieser Faktoren auf das System ist derart, dass die endgültigen Ergebnisse mit diesem Modell nicht erreicht werden können.

Um diese Mängel auszugleichen, muss das Modell überprüft werden:

Wie realistisch und zufriedenstellend spiegelt es den realen Prozess wider?

· ob eine Änderung der Parameter eine entsprechende Änderung der Ergebnisse bewirkt.

Komplexe Systeme lassen sich aufgrund des Vorhandenseins vieler diskret funktionierender Teilsysteme in der Regel nur mit mathematischen Modellen nicht ausreichend beschreiben, so dass die Simulationsmodellierung weit verbreitet ist. Simulationsmodelle sind aus zwei Gründen weit verbreitet: Erstens erlauben diese Modelle die Verwendung aller verfügbaren Informationen (grafische, verbale, mathematische Modelle ...) und zweitens, weil diese Modelle keine strengen Beschränkungen für die verwendeten Eingabedaten auferlegen. So ermöglichen Simulationsmodelle die kreative Nutzung aller verfügbaren Informationen zum Untersuchungsgegenstand.