Исследование операций и системный анализ

Федеральное государственное образовательное бюджетное

учреждение высшего образования

«Финансовый университет 

при Правительстве Российской Федерации»



Кафедра «Системный анализ в экономике»

Реферат
по дисциплине «Системный анализ в профессиональной деятельности»
на тему:
«Исследование операций и системный анализ»

Выполнила:
студентка 1 курса, группы Ю1-7
Волочугина Анастасия Анатольевна

Проверил:
 к.э.н, доц.кафедры “САвЭ”
Звягин Л.С.




Оглавление

	Введение.	3

	2.Основные понятия и определение	4

	2.1. Понятие цели системы	4

		2.2.	Понятие функций системы	5

		2.3.	Понятие структуры системы.	5

		2.4.	Основные этапы системной деятельности	5

	3.Модели и методы системного анализа	7

	3.1. Классификация моделей и методов системного анализа	7

	3.2. Основные модели	8

	4.Модели и методы исследования операций	10

	4.1. Структура принятия решений	10

		4.2.	Метод последовательного анализа	12

		4.3.	Методы экспертных оценок	14

		4.4.	Методология IDEF0	15

	Заключение.	17

	Список литературы	18






Введение.



Определение “системный анализ” можно рассмотреть с двух аспектов:

методологический: является прикладной диалектикой

практический: система, предназначенная для проектирования сложных систем, чтобы устранить необходимые проблемы;

	Особенности содержания способов, применяемых в анализе, влияют на характер изучаемых объектов. Наиболее важны те методы, которые имеют прикладное значение при решении определенных задач.

Основные задачи системного анализа взаимосвязаны с используемыми методами, которые определяют оптимальные показатели качества. Также они взаимодействуют с методами исследования операций.

Исследование операций - это наука, которая занимается составлением и применением конкретных методов для наиболее эффективного решения задач, выбора решений. Является направлением кибернетики, которое применяется для практических задач.

Таким образом, целью данного исследования является изучение основ, соответствующих данной теме.

Задачи.

Теоретической основой исследования стали работы современных ученых в этой области.




2.Основные понятия и определение

2.1. Понятие цели системы

Понятие цели достаточно трудно однозначно сформировать, так как существует огромное множество различных толкований, которые применяются в различных сферах деятельности.

Рассмотрим некоторые из них:

заранее мыслимый результат деятельности человека, направленной на создание чего-либо нового

желаемое состояние выходов системы

идеальный образ того, чего тот или иной субъект деятельности хочет достичь

требуемые результаты деятельности 

Различные предпосылки влияют на это определение в сфере системного анализа. Во-первых, цели должны быть выражены через образ взаимоотношений системы с внешней средой. Во-вторых, цели являются определенной противоположностью проблем. В-третьих, ее не нужно подменять средствами при ее формулировке.

Классифицировать цели можно по различным основаниям. Например, цели можно разделить на бесконечные, т.е. те, которые определяют в целом направление деятельности и конечные, те цели, которые определяют конкретный результат, к которому необходимо прийти.

Также цели могу классифицироваться и по другим основаниям. Они могут делиться на качественные и количественные, простые или сложные.

Сама система по отношению к целям может находится в двух состояниях: функционирования и развития. Выбор цели зависит от характера поставленной перед системой задачи.

Понятие функций системы

Функции системы-это способ достижения целей, через определенные, конкретные способы и действия. Системный анализ должен выявить соответствия между целями и задачами. Для объяснения функций применяются некоторые формальные методы, такие как метод декомпозиции, использование стандартных моделей сложных систем и т.д.

Понятие структуры системы.

Следующий логический этап заключается в том, чтобы выявить элементы и взаимодействие между ними для того, чтобы обеспечить реализацию функционирования всей системы. Рассмотрим структуру системы.

Элементы, которые обеспечивают реализацию функций-это части или, по-другому, компоненты системы. Их совокупность образует элементарный(компонентный) состав. Неделимые элементы системы-это элементарные. Та часть системы, состоящая более чем из одного элемента, называется подсистемой. Так как каждая подсистема реализует определенную, конкретную функцию, их можно рассматривать в качестве совершенно новых систем. В целом, структура является материальным носителем деятельности по устранении проблемной ситуации и от ее эффективности во многом зависит результат.

Основные этапы системной деятельности

Основные понятие и определения системного анализа способны выявить проблему или ее отсутствие, поставить и сформулировать цель, определить задачи и функции с помощью которых будет решена данная проблема.

Модель этапов системного анализа наглядно показана на данном изображении.

Рис.1.Модель этапов системной деятельности.



Сплошная линия обозначает последовательность функционирования системы, а пунктирная-последовательность анализа системы. 

3.Модели и методы системного анализа

3.1. Классификация моделей и методов системного анализа





Рис.2




На рисунке 2 представлена сложная структура, блоки которой расположены в зависимости от характера методов и моделей, чем уже их направленность, тем в схеме они расположены выше.

Базовый уровень составляют понятия и определения, являющиеся основной частью классификации.

 На следующем уровне находятся основные модели. Каждая методика не может обойтись хотя бы без одной из таких моделей. Они достаточно широки и абстрактны, что позволяет использовать их для различных типов систем.

Следующий уровень представлен в виде моделей и методов принятия решений.

 Основные этапы: выявление проблемы, формирование конкретной цели, определение критериев выбора, выработка решений, реализация решений и оценка результатов. Такая последовательность является относительно общей и может широко применятся практически везде.

К этому же уровню относятся методы решения поставленных задач. В них в основном определяется вид поиска (групповой или индивидуальный), а не объект проектирования. Рассматриваются методы: активизации мышления, генерации решений, выбора, модели исследования операций и т.д.

Уровень выше-прикладные методы и модели. Различные методологии включают в себя некоторые компоненты из базовых. Однако, рассматриваемые на этом они намного конкретнее базовых. К ним можно отнести метод дерева целей, применимый для более сложных систем.

На самом высоком уровне находятся технологии применения, которые в своей деятельности используют системный анализ. Они имеют уже не абстрактный, а конкретный вид систем, например, технологии автоматизированного проектирования. Отличием данного уровня является наличие структурированной процедуры проектирования, для каждого этапа четко определены, используемые методы и документарная база.

3.2. Основные модели

Рассмотрим основные модели, представленные на рисунке 3. Это базовые модели, к которым относится: модель черного ящика, состава системы и модель структуры. Они являются основой в составлении моделей организации. Модель черного ящика-описание взаимодействия системы с окружающей средой через входы и выходы. Эта модель является наиболее простой и общей. Модель состава-отображение составных частей (функций, целей и т.д).Модель структуры-отражает взаимодействия внутри системы. Она нужна для более глубокого и детального изучения.





Модели на уровне





входов-выходов

состава

структуры

Элементы 

системы



и 



система 



в целом 



Выходы

















Входы

















Процесс

















Система



















Описание на уровне черного ящика

Описание на уровне состава системы

Описание на уровне структуры

 Для построения этих систем применяется метод декомпозиции.




































4.Модели и методы исследования операций

4.1. Структура принятия решений

Структура принятия решений - это основные этапы, проходимые при принятии решений. 



1 Этап: выявление проблемы.

Является базой для всех последующих. Его успешное прохождение определяет эффективность всей дальнейшей работы. Если допустить ошибку в правильном выявлении проблемы, то дальнейшие этапы становятся бессмысленными, что еще больше может усугубить проблемную ситуацию. Сам процесс формулировки проблем является достаточно сложным, т.к. проблемы организации являются взаимосвязанными, многомерными, несистематизированными. Проблемы определяются как несоответствие между желаемым и действительным. Для их описания используются методы системного анализа, прогнозирования, экспертные.

Задача первого этапа заключается в ответе на основные вопросы:

Какая возникла проблема?

В каких условиях ее нужно решать?

Когда?

Какие средства и методы применить?

2 этап: формирование целей.

На данном этапе необходимо определить цели, то к чему необходимо прийти. Правильное и точное определение целей способствует более рациональному выбору средств их достижения, а соответственно и получению нужного результата.

Методологической базой постановки цели является системный анализ.

3 этап: формирование критериев выбора решений.

Критерии выбора решений позволяют более точно определить верное решение среди всех их множеств. Данный этап заключается в составлении системы критериев решений, которые характеризуют конкретную цель. Если они сформированы правильно, то на последующих этапах фактически заменят цели.

Цель должна быть описана достаточным множеством критериев. Критерии не должны вступать в взаимосвязь друг с другом и их должно быть достаточно, чтобы полностью, во всем объеме, конкретно охарактеризовать цели.

4 этап: генерация решений.

Четвертый этап заключается в поиске альтернативных путей решения проблемы. Если не проходить данный этап, есть вероятность того, что решение будет неверным и не получится достичь требуемого результата. Предоставление альтернативных вариантов позволяет увидеть и проблему, и способы ее решения с совершенно разных сторон. Рассмотрение вариантов путей решения проблемы способствует выбору наиболее эффективного Альтернативы должны предлагаться в максимально полном количестве, но с учетом доступных ресурсов.

Опыт по генерированию альтернатив достаточно большой и среди всех методов выделяют: мозговой штурм, синектика, морфологический анализ.

5 этап: согласование и выбор решения.

На данном этапе необходимо определить наилучшее решение проблемы, которое соответствует главным критериям выбора.

В условиях определенности поиск решений достаточно формализован. Методы, применяемые при выборе решения получили широкое распространение.

Математическое программирование-метод решения многомерных задач с ограничениями.

Вариационное исчисление-метод математического анализа, основанный на применении аппаратов исчислений.

Эвристический метод- использует различные правила, приемы и упрощения для обобщения поиска решений с помощью переработки вариантов.

При выборе одного решения появляется множество сложностей. Основными трудностями является нормализация критериев, определение принципа выбора, поиск компромиссного решения.

6 этап: реализация и оценка результатов.

На этом этапе должен быть составлен план реализации с распределением функций между субъектами деятельности, сроками выполнения и выбранными средствами. Должно быть сформировано ресурсное обеспечение через решение задачи распределения ресурсов.

Необходимо осуществлять контроль за проведением реализации решения проблемы, потому что есть определенные риски срыва всего плана решения задач.

Оценка эффективности решения складывается из общего качества решения и его исполнения. Для всесторонней оценки нужно производить комплексный анализ результатов решения проблемы.

Рассмотренные этапы представляют собой рациональный путь. В действительности решение проблем можно достичь, использовав не такую четкую структуру решения. Допускается параллельность осуществления этапов, последующее возвращение к определенным этапам и их поправление. Все этапы принятия сложных решений включают использование конкретных математических методов. Поэтому вопрос автоматизации разработки решения требует широкое применение компьютерных систем, системного анализа.

Метод последовательного анализа

Последовательный анализ-это раздел математической статистики, для которого характерно выбирать число производимых наблюдений в ходе самого наблюдения, а не фиксировать заранее.

Метод последовательного анализа применяется как при проверке партии продукции, так и при сравнении двух систем.

На конкретном примере рассмотрим сравнение эффективности двух систем.

Для реализации данного метода производят две серии испытаний.

ai и bi- результаты испытаний

Для системы А: a1, a2,a3…

Для системы B: b1, b2, b3…

Вероятность успеха системы нам не известна, поэтому для системы А: А – P1;

 вероятность успеха системы В – P2. 

Имеем две гипотезы P1 ? P2 и P1 < P2. 

Успех испытания аi = 1 (или bi = 1), неуспех ai = 0 (или bi = 0).

 Рассмотрим пары (ai , bi), такие, что (ai , bi) = (1,0) V (0,1).

Число пар (1,0) – t1, число пар (0,1) – t2.

Общее число наблюдений t = t1 + t2.

Относительное превосходство системы В над системой А измеряется отношением их показателей эффективности К1 и K2



После вычислений можно сделать следующие выводы:

Если P1 = P2, то U = 1, т.е. системы равноценны.

Если U > 1, то система В лучше.

Если U < 1, то лучше система А.

Чтобы принять верное решение о сравнительной оценке эффективности двух систем нужно выбрать два значения U0 и U1 (U0 < U1), таких, что отказ от системы А в пользу системы В рассматривается как ошибка.

Выбор системы А рассматривается как ошибка, когда U ? U1.

 Если U0 < U < U1, то в данном случае не важно, какое решение принято.

 Величина допустимого риска определяется так:

Вероятность отказа от системы А не должна превышать величины ?, когда U ? U0, а вероятность принять систему А не должна превышать величины ?, когда U ? U1.

Последовательность анализа сравнения двух систем:



Методы экспертных оценок

При исследовании сложных систем иногда необходимо отойти от формализованных методов решения проблем, поэтому зачастую используют метод экспертных оценок. Эксперты помогают с другой стороны подойти к решению проблемы, тем самым облегчить ее решение. Привлечение экспертов подразумевает использование интеллектуальных ресурсов (в данном случае интеллект эксперта), способности и знания в области нахождения решений проблем. Однако, на эффективность деятельности эксперта может повлиять множество как внешних, так и внутренних факторов. В таких случаях задача состоит в том, чтобы обеспечить максимально комфортные условия работы, для этого нужно исключить все условия, которые могут в той или иной степени оказывать неблагоприятное влияние.

Еще одной проблемой становятся разные мнения экспертов по одному и тому же вопросу. Например, эксперты предлагают различное упорядочение альтернатив и нужно использовать, обобщить мнения всех экспертов.

Допустим, эксперты оценивают альтернативы в числах.

Тогда пусть qj(xi) – оценка i-й альтернативы j-м экспертом ().

Оценки q1(xi), ..., qn(xi) можно рассматривать как “измерения” искомой “истинной характеристики” q(xi), считая отклонения qj(xi) – q(xi) случайными величинами.

 В качестве приближения можно использовать статистику =; обычно это выборочное среднее 

.

Бывает такое, когда альтернативы оценить одним числом невозможно, тогда эксперты вынуждены давать оценки по каждому показателю, что значительно усложняет работу.

Тогда мы имеем:

qjk(xi)- набор чисел 

k – номер признака

?jk - оценка степени важности каждого показателя 

.

Методология IDEF0

Является методологией проектирования. IDEF0 имеет достаточную популярность и широко применяется системными аналитиками во всем мире. Она подходит для решения любых типов проблем во всех сферах.

Методология IDEF0 базируется на методе Росса, который направлен на структурирование функций и анализа системы. IDEF0 может применятся как для определения функций и требований так и для разработки самой системы, которая будет соответствовать требованиям. А для уже существующих систем эта методология может проводить анализ функций и процесс их выполнения.

Модель SADT включает в себя диаграммы и текст. На диаграммах все данные представлены в виде блоков и дуг. Основой является функциональный блок(активность). Объекты могут быть связаны с активностью четырьмя отношениями:” вход”,” выход”, ” управление”, ”механизм”. Эти отношения изображаются дугой.



Выходы

Выходы

Функциональный блок

Функциональный блокУправление

	Входы

На рисунке представлена диаграмма функционального блока с входами и выходами. Такой блок может быть представлен в виде совокупности других функциональных блоков, которые в свою очередь детализируют исходный блок.

Стадии построения модели SADT:



Дуги-это своеобразные ограничители, если не станет доступным объект или данные, указанные в этих дугах)

Заключение.

Системный анализ широко используется во многих отраслях деятельности. В ходе процесса его осуществления получается методология решения сложных задач. Рассмотренные главные понятия и определения являются основой для создания методов анализа.

Исследование операций является одним из основных исследований. Оно помогает в принятии наиболее оптимального решения. Особенностью ИО является тесная взаимосвязь с системным анализом, т.к. оно включает в себя систематизацию и глубокий анализ данных.

Системный анализ и исследование операций чаще всего изучают те организации, которые имеют сложную, взаимосвязанную структуру. Они необходимы при работе с такими системами, т.к. в их задачи входит обеспечение работы организации, выбор лучшего решения, при помощи оценки сложившейся ситуации. Интеграционный характер системного анализа позволяет взаимодействовать со всеми компонентами и при этом занимать высокое положение среди всех остальных системных исследований.

Таким образом, невозможно не оценить значимость, исследуемых понятий. Они напрямую влияют и обосновывают выбор важнейших решений, которые принимает управленческое лицо системы.

Список литературы

В. А. Силич и М.П. Силич” Системный анализ и исследование операций”, Учебное пособие

П.К. Кабаков,” Исследование операций и системный анализ”, Учебное пособие

Б.Ю. Лемешко “Теория игр и исследование операций” Конспект лекций

Б.А. Есипов “Методы исследования операций” Учебное пособие

М.А. Алексеева” Теория систем и системный анализ” Учебник и практикум

Ю.Г. Черников “Системный анализ и исследование операций” Учебное пособие

У.К. Егоров “Теория систем и системный анализ” Учебное пособие

Е.С. Вентцель “Исследование операций” Учебное пособие.

2.......................