2.4. аналіз і синтез систем

У філософському розумінні аналіз і синтез є методами пізнання дійсності. Сутність аналітичного методу пізнання полягає у поділі (реальному чи мисленому) цілого на частини, в поданні складного у вигляді сукупності простіших компонентів та дослідженні властивостей цих компонентів. Потім знання про частини агрегується в знання про систему в цілому. Але при поділі системи в процесі аналізу можуть втрачатися суттєві властивості як самої системи, так і окремих відділених від неї частин. Це обумовлено такими важливими властивостями систем, як цілісність та емерджентність.

Синтетичний метод пізнання полягає в об’єднанні частин у ціле. Проте синтез не зводиться лише до «механічного збирання» частин, що були одержані шляхом аналізу. При синтетичному підході систему необхідно розглядати як складову більшої системи (надсистеми) та, дослідивши її, дезагрегувати знання про неї для пояснення частин. Це досягається вивченням значення та функцій частин у цілому. У такий спосіб аналіз і синтез доповнюють один одного.

Операції поділу цілого на частини та їх з’єднання у ціле називають відповідно декомпозицією та агрегуванням.

У вужчому розумінні аналіз системи полягає в її декомпозиції з подальшим визначенням статичних та динамічних характеристик її елементів, що розглядаються у взаємодії з іншими елементами системи та зовнішнім середовищем. Синтез системи полягає в її створенні (проектуванні, організації, оптимізації) через визначення статичних та динамічних характеристик, що мають забезпечувати у сукупності максимальну відповідність системи поставленим завданням.

Розглянемо головні завдання, що вирішуються за допомогою аналізу та синтезу систем [3].

На етапі декомпозиції системи здійснюється:

визначення та декомпозиція загальної мети дослідження та головної функції системи як обмеження траєкторії в просторі станів системи або в області допустимих ситуацій. Найчастіше декомпозицію виконують побудовою дерева цілей та дерева функцій;

виділення системи із середовища (поділ на «систему» та «несистему»);

опис впливових факторів;

опис тенденцій розвитку;

опис системи як «чорного ящика» (див. тему 3);

функціональна (за функціями), компонентна (за типом елементів), структурна (за типом відношень між елементами) декомпозиція системи.

Глибина декомпозиції — кількість рівнів дерева цілей — визначається метою дослідження системи.

Аналіз та синтез систем можуть здійснюватись у таких аспектах:

структурному;

функціональному;

інформаційному;

параметричному.

Структурний аналіз проводиться з метою дослідження статичних характеристик системи виділенням у ній підсистем та елементів різного рівня і зв’язків між ними. Тобто об’єктами дослідження структурного аналізу є різні можливі варіанти структури системи.

Метою структурного синтезу є розроблення (створення, проектування, реорганізація, оптимізація) системи, яка повинна мати певні властивості. Структурний синтез виконується для обґрунтування множини елементів структури, відношень та зв’язків, які б забезпечували в сукупності максимальну відповідність заданим властивостям.

Сутністю функціонального аналізу є визначення динамічних характеристик системи через дослідження процесів зміни її станів з часом на основі прийнятих алгоритмів (способів, методів, принципів) її функціонування. У межах функціонального аналізу досліджуються алгоритми та методи управління системою, включаючи загальний закон функціонування, що містить всі основні етапи та функції управління (формулювання цілі управління, збір та оброблення необхідної інформації, прийняття рішень, планування, організацію, контроль, виконання рішень тощо).

Метою функціонального синтезу є обґрунтування оптимальних характеристик процесів функціонування системи, тобто її станів у майбутньому відповідно до поставлених перед системою цілей.

Інформаційний аналіз спрямований на дослідження якісних та кількісних характеристик інформаційних процесів у системі. При цьому вивчають:

збір та сприйняття інформації (ці процеси характеризують взаємодію системи із зовнішнім середовищем);

обмін інформацією між окремими підсистемами;

аналіз, оброблення, створення нової інформації;

використання інформації;

обмін інформацією із зовнішнім середовищем.

Завданням інформаційного синтезу є обґрунтування необхідного обсягу та форм подання інформації, методів та засобів її передавання, оброблення, зберігання. Інформаційний синтез доповнює завдання інформаційного аналізу, що здійснюється з метою визначення необхідних кількісних та якісних характеристик інформації, яка використовується в процесі функціонування системи.

Параметричний аналіз полягає у визначенні необхідної та достатньої сукупності узагальнених та часткових показників, що утворюють ієрархічну структуру та мають характеризувати найсуттєвіші властивості системи.

Сутністю параметричного синтезу є обґрунтування необхідної та достатньої сукупності показників, що уможливлюють оцінювання бажаних властивостей системи, яка створюється, та її загальну ефективність.

Завдання для перевірки знань

Виберіть правильну відповідь (одну або кілька).

Системне дослідження довільної проблеми починається з

а) виявлення цілей;

б) формулювання проблеми;

в) визначення наявних ресурсів;

г) аналізу структури системи;

д) жодна з відповідей неправильна.

Чи правильне таке твердження («так» чи «ні») і чому?

Системний аналіз передбачає, що до будь-якої проблеми необхідно відноситись не як до ізольованої, а як до комплексу взаємопов’язаних проблем.

Закінчіть вислів:

Перевагою методу побудови дерева цілей є те, що...

Виберіть правильну відповідь (одну або кілька).

Етап прогнозу та аналізу майбутніх умов полягає у

а) аналізі стійких тенденцій розвитку системи;

б) прогнозі розвитку системи і зміни зовнішнього середовища;

в) передбаченні виникнення нових факторів, які можуть впливати на розвиток системи;

г) аналізі майбутніх можливостей та ресурсів;

д) правильні відповіді а), б), в), г);

е) жодна з відповідей неправильна.

Дайте відповідь на запитання.

Які, на ваш погляд, найважливіші критерії ефективності функціонування економічних систем?

Виберіть правильну відповідь (одну або кілька).

Генерування альтернатив пошуком аналогій до поставленого завдання за допомогою асоціативного мислення є складовою

а) методу «мозкового штурму»;

б) сценарного аналізу;

в) методу експертних оцінок;

г) синектики;

д) методу побудови дерева цілей;

е) правильні всі відповіді;

є) жодна з відповідей неправильна.

Контрольні запитання та завдання

Охарактеризуйте головні етапи проведення системного аналізу.

У чому полягає розширення проблематики при аналізі організаційних систем?

Для чого необхідно будувати дерево цілей?

Побудуйте дерево цілей та проаналізуйте наявні можливості для вирішення кількох проблем, які вам доводилося вирішувати на практиці.

Побудуйте дерево цілей для певної фірми, підприємства, організації, про функціонування яких ви маєте відповідну інформацію.

Які ви знаєте евристичні методи генерування альтернатив?

У чому полягає сутність методу «мозкового штурму»?

У чому полягають головні труднощі, що виникають при алгоритмізації системних досліджень?

У чому полягають завдання аналізу та синтезу систем?

Практичне заняття № 1

Формулювання проблеми та її проблематики. Виявлення цілей. Метод побудови дерева цілей. Формулювання критеріїв. Визначення наявних ресурсів для досягнення цілей. Генерування альтернатив та сценаріїв.

Евристичні методи генерування альтернатив. Метод «мозкового штурму». Метод Дельфі.

Самостійна робота студентів

На самостійне вивчення виносяться такі питання:

алгоритми системного аналізу;

соціально-економічні експерименти та їх моделювання;

етапи системного аналізу, що не підлягають формалізації;

морфологічні методи;

методи сценарного аналізу;

ділові управлінські ігри.

Результати самостійної роботи контролюються усним опитуванням та оцінюються на практичних заняттях.

Література для самостійного вивчення теми: [7, 14, 15, 23, 29, 30, 45].