Управление сложными системами и объектами в условиях неопределенности

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:
« Управление сложными системами и объектами в условиях неопределенности»

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

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

Оглавление


Введение






Элементы общей теории систем

Система и системный анализ

Общего понятия системы нет, но под ней принято понимать совокупность взаимодействующих элементов, обладающих определенной целостностью.

Признаки системы:

Направленность присуща только тем системам, которые строит человек, т.к. создавая их он определяет цель. Человек соединяет существующие элементы для того, чтобы полученная в ходе соединения система смогла достичь поставленной цели. Свойство, которое возникает из соединения систем называется эмерджентность. Соединение эмерджентрных систем- агрегирование, а обратная операция (выделение агрегатов) – дезагрегирование.

Агрегирование и декомпозиция в совокупности составляют системный анализ. Анализ представляет собой разделение системы на части, поэтому восстановление системы происходит при выполнении обратной операции-синтезе.

Невозможно дать точный ответ на вопрос о существовании общей теории систем. Всё множество элементов системы называется предметной областью и в каждой предметной области связи между элементами и их взаимодействие существенно различаются. Но на языке алгебры, несмотря на различие таких областей, возможно единое описание систем.

Как уже было сказано, объекты внутри каждой предметной области вступают во взаимодействие друг с другом, поэтому описание системы состоит из множества ее описаний в разных отношениях. Введем понятие конфигуратор— это множество невзаимосвязанных друг с другом описаний системы.

Например, вычислительная система может имеет описания: М- математическое, Ф - функциональное, А - алгоритмическое, С - структурное, или схема системы, К - конструкторское, Д - дизайнерское, или эргономическое, Э – эксплуатационное. Все это множество описаний можно представить как множество К= {И Ф, А, С, К, Э, Т,.:.}, или в общем случае К= {Кi | i= 1 ..n}.

Следует сделать вывод о том, что полное изучение системы требует привлечения дополнительных знаний и специалистов.

Экономические системы и экономика

Экономическая система — это совокупность элементов, направленных на преобразование природных ресурсов в блага.



C

C

S

S

E

E

N

N

R

R













	Рис.1

	На рисунке 1 представлена схема Вьенна, которая отображает взаимодействие экономики с внешней средой.

Обозначения:

 R – все ресурсы; 

S – полученные общественные блага;

 N – природные ресурсы, которые преобразуются обществом

; E – экономика в обществе;

 C – общественные блага 

Информация и экономические системы

Информация— это совокупность полученных сведений о явлениях и событиях, происходящих в окружающем мире.

Информация определяет вид знаний: научных, общественных, экономических, правовых и т.д., и обладает следующими свойствами:

возникает-выступает в качестве источника

принимается кем-либо

передается

видоизменяется

храниться

Место хранения информации называется носителем. То, что отражает информация- данными. 

Информация бывает двух видов:



Информация отображает работу любых систем. Экономическая информация позволяет сделать выводы о всей работе предприятия, определить главные проблемы и пути их решения. Поэтому необходимо наличие автоматизированных информационных технологий. 

АИТ- набор технических и программных средств, с помощью которых происходит преобразование входной информации в выходную.




2.Управление экономическими системами

Управление обеспечивает поведение системы при изменении внешних условий, которые на нее влияют. 



Рис.2

На рисунке 2 изображена система со стороны управления предприятием. Система обязательно должна иметь главный орган управления, который координирует функционирование всей системы. В системе управления важную роль играет обратная связь между ОУ (объектом управления) и выходом и входом системы.

Реализация управления происходит через следующие функции, которые выполняются с определённой последовательностью:

планирование процесса управления и функционирования системы

учёт результатов деятельности системы

контроль: сравнение результатов с планируемыми

анализ значений контроля: выявление отклонений

принятие решения по дальнейшему управлению системой

Итак, процесс управления должен характеризоваться выполнением пяти вышеперечисленных функций. 

Существуют подсистемы управления, которые реализуют функции управления в других измерениях.

На Рис.3 представлены виды возможных подсистем.

Плановая

Управление делопроизводством

Управление маркетингом

Экономическая

Юридическая

Управление кадрами

Финансовая

Управление производством

Хозяйственное управление

Рис.3

3.Сложные системы и синергетика

Долгое время рассматривались хоть и большие, но простые системы, в которых каждый элемент существовал независимо от других. Зависимость элементов состояла в их конкуренции за ресурсы.

Сложными же системами называют те системы, элементы которых не просто взаимодействуют, а поведение одних элементов отражается на состоянии других. Их совместная деятельность определяет поведение системы. Наука, изучающая сложные системы, называется синергетика.

Особенности сложных систем:

Нелинейность моделей

Самоорганизация: рождение порядка из хаоса

Аттрактор: состояние системы, при котором она не может обойтись без внешней “подпитки”




4.Управление системами в условиях неопределенности

4.1. Источники неопределенности. Особенности оценки систем в условиях неопределенности.

Для начала необходимо рассмотреть источники возникновения условий неопределенности. Классификация факторов неопределенности представлена на рисунке 4.



Рис.4

Выделим особенности оценки систем в условиях неопределенности:

Наличие в системе ЛПР (лицо, принимающее решения), как элемента системы

Последовательность управления составляет сама система

На данном этапе оценки ситуации исходят из субъективной модели ЛПР.

В процессе принятия решений классические математические методы не поддаются логике ЛПР.

ЛПР может в своей деятельности опираться на нечеткие понятия и формулировки

Во многих задачах управление сложными системами отсутствуют объективные критерии оценивания достигнутых целей

4.1. Принятие решений в условиях неопределенности

В данном разделе необходимо обозначить различия между стохастическими факторами (т. е с элементами случайности), которые приводят к принятию решений в условиях риска и неопределенными факторами, которые естественно приводят к принятию решений в условиях неопределенности. В отличие от стохастических факторов, у неопределенных нет такой информации, которая могла бы помочь в выборе лучшего решения.

Неопределенность может быть вызвана 2 условиями









Недостаточное количество информации, об условиях принятия решений

Недостаточное количество информации, об условиях принятия решений

Противодействие разумного противника (касается теории игр)

Противодействие разумного противника (касается теории игр)







	Рассмотрим подробнее принципы принятия решений при минимальной осведомленности об условиях, в которых они осуществляются. Такая ситуация называется –“игры с природой”.

	Сформулируем задачу принятия решения. Допустим, лицо, принимающее решение, может выбрать только один из всех вариантов решений: x1, x2…xm

	Об условиях можно сделать n предположений: y1, y2…yn. Оценки каждого варианта решения в каждых условиях(xi,yi) известны и заданы в виде матрицы выигрышей лица, принимающего решения: A=|aij|. Допустим доопытная информация о вероятности возникновения какого-либо условия (yi) отсутствует.

	В таком случае, теория статический решений предлагает на выбор критерии выбора оптимального решения. Выбор того или иного критерия не зависит не от каких правил и стандартов, он осуществляется исключительно лицом, которое принимает решение, субъективно. 

4.2. Классические и производные критерии принятия решений

Классические:



Рассмотрим некоторые из данных критериев.

1.Критерий среднего выигрыша.

В этом критерии необходимо знать вероятности обстановки Pi. Эффективность системы: среднее ожидаемое значение оценок по всем состоянии системы.

Оптимальной системой будет являться та система, эффективность которой будет соответствовать:



2.Критерий минимакса.





3.Критерий максимакса.

Этот критерий оценивает системы по максимальному значению эффективности и выбирать следует решение с наибольшим максимумом:





4.Критерий Лапласа.

Последний критерий, который мы рассмотрим, будет критерий Лапласа. В этом критерии будем считать все вероятности возникновения условий равными, иными словами равновероятными, поэтому для каждой строки матрицы выигрышей мы должны посчитать среднее значение оценок.

Оптимальное решение соответствует:



Помимо классических можно выделить производные критерии.

Критерий Гурвица

Критерий Ходжа-Лемана

Критерий Гермейера

BL критерий

Критерий произведений




5.Методы принятия решений в условиях неопределенности

Именно в условиях неопределенности используются методы и теория тогда, когда отсутствует полная информация о ситуации, условиях, объекте, а принятие решения напрямую связано с риском принятия ошибочного решения.

Необходимо выделить особенности методов и теории, которые применяются в принятии решений, классификация которых следующая: 

Известен ТОЛЬКО дискретный ряд оценок, при этом отсутствует какая-либо информация о полной характеристики вариантов и оценок. В этой ситуации используется “метод системных матриц”.

Известны статистические или вероятностные характеристики. Необходимо минимизировать риск принятия неправильного решения с помощью методов минимизации риска.

Есть “графовые предпочтения”. Нужно преобразовать граф при помощи метода комбинаторной аппроксимации.

Неопределенность в виде чисел. Применяем метод для исчисления нечетких чисел.

Неопределенность задана вероятностно или статистически. Метод проверки вероятностно-статистических гипотез.

Принципы, на которые необходимо опираться при принятии решений:

Принцип формализации

Принцип объективной неопределенности

Принцип руководящих критериев

Принцип минимизации риска



Метод системных матриц

Для того, чтобы начать работать с методом системных матриц необходимо понять, что представляет из себя матрица решений. Таблица, приведенная на рисунке 5, описывает экспертные оценки в пространстве “варианты-условия”. 




Варианты

Условия

Fn

F1

F2

...

Fj

…

Fn

E1

E11

E12

…

E1j

…

E1n

E2

E21

E22

…

E2j

…

E2n

…

…

…

…

…

.

…

Ei

Ei1

Ei2

…

Eij

…

ein

…

…

…

…

…

…

…

Em

Em1

Em2

…

Emj

…

emn

Рис.5

Для того, чтобы принять решение в рамках метода системных матриц необходимо знать алгоритм обработки страниц. Матрица системных решений характеризует несколько возможных вариантов решений, поэтому необходимо сформулировать критерии выбора одного, наилучшего критерия. Такие критерии формулируются на основе оценочных функций вариантов.

Вариантам Ei соответствуют разные условия Fj, которым в свою очередь соответствует матрица оценок eij,, такой вывод можно проверить с помощью рисунка 5. Оценочная функция должна соответствовать каждому варианту Ei, т.е. должна характеризовать правило “свертки” по условиям Fj. После введения оценочной функции eir варианта Ei, все заключается в вышеуказанном критерии 1.

Минимаксный метод

Рассмотрим правило выбора решений в соответствии с данным методом. Матрица решений пополняется столбцом наименьших значений eir.А вот при принятии решения, нужно выбирать такие варианты, строки которых соответствуют максимальным значениям этого столбца. Данным метод хорош тем, что все выбранные варианты исключают риск, ведь они были выбраны на пессимистической основе, значит исключили самые худшие варианты решения. Такой вариант считается одним из наиболее надежных и применяется очень часто.

Применение этого метода оправдано в следующих ситуациях:

Внешние условия и возможность их появления неизвестны

Необходимость справляться с внешними условиями

Решение будет реализовано единожды

Жесткая необходимость исключения всякого риска


Заключение



15.......................