2

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ ТА ОСВІТИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Підсумковий звіт

з дисципліни «Основи системного аналізу»

Виконали:

студенти

гр. ІФ-52б

Керівник:

ст. вик.

Слепченко О. П.

Харків — 2015

ЗМІСТ

1. ЗАДАЧІ ТА МЕТОДИ ТЕХНОЛОГІЇ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ 4

2. КЛАСИФІКАІЯ МЕТОДОЛОГІЧНИХ ПІДХОДІВ 26

3. КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДІВ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ 34

4. РОЗРОБКА АЛГОРИТМІВ ТЕХНОЛОГІЇ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ 74

5. ФОРМУВАННЯ СТРАТЕГІЙ РОЗВИТКУ ВИЩОЇ ОСВІТИ УКРАЇНИ 99

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 108

ВИКОНАВЦІ:

Бойко Алла — Learning та Smart концепції.

Парасочка Анна — Компетенції системного аналітика.

Ляшенко Микита, Мисякіна Наталя —Дослідження пакету Archi.

Пеліх Данііл, Ушакова Ольга — XML.

Котохін Микола — Методи загального управління якістю.

Козлова Леся, Хломов Кирило — SWOT-аналіз децентралізації влади Харківської області до 2020 року.

Шевеліна Аліна — Хвилі Кондратьєва.

Ульянко Артем — Основні задачі і методи теорії експертиз.

1. Задачі та методи технології системного аналізу

   1. Предмет та об’єкт системних досліджень

Очевидно, що для характеристики технології системного аналізу необхідно перш за все дати визначення, що ж таке системний аналіз. Згідно із визначенням екс-міністра освіти і науки України, лауреата Державної премії України в галузі науки і техніки, заслуженого діяча науки і техніки України, дійсного члена Національної академії наук України та Академії педагогічних наук України, директора Інституту прикладного системного аналізу Національної академії наук України, ректора Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» та найавторитетнішого вченого в області системного аналізу Михайла Захаровича Згуровського, це прикладна наукова методологія, яка спирається на широке різноманіття системно-організаційних, структурно взаємопов’язаних та функціонально взаємодіючих евристичних процедур, методологічних прийомів, математичних методів, алгоритмічних, програмних, обчислювальних засобів, що забезпечує формування цілісних міждисциплінарних знань про об’єкт, що досліджується, як у сукупності взаємопов’язаних процесів різноманітної природи для послідуючого прийняття рішень відносно його майбутнього розвитку та поведінки множини конфліктуючих критеріїв та цілей, наявність факторів ризику, неповноти та недостовірності інформації [1].

Предмет системного аналізу та його місце в загальній структурі наукових знань визначаються перш за все тим, що він втілює на практиці ідеологію системного підходу до вивчення природних та громадських явищ з метою вирішення виникаючих проблем. Можна сказати, що предметом дослідження системного аналізу є безпосередньо його методи.

Одним з таких методів є системне мислення. З його допомогою можна оцінити ситуацію з різних сторін, виявити певні закономірності, певний сенс в подіях, для того, щоб отримати можливість у подальшому впливати на майбутнє.

Більш широким методом є системний підхід. Можна сказати, що це напрямок методології наукового пізнання, в основі якого лежить розглядання об’єкта як системи: цілісного комплексу взаємопов’язаних елементів, сукупності взаємодіючих елементів. Основоположниками системного підходу являються Л. фон Берталанфі, А.А. Богданов, Г. Саймон, П. Друкер, А. Чандлер.

Розглядаючи технології системного аналізу, слід сказати про системи підтримки прийняття рішень (СППР), які створені з метою допомоги людям приймати рішення в складних умовах для повного аналізу системи. СППР використовує різні методи аналізу, як інформаційний пошук, імітаційне моделювання, генетичні алгоритми, нейронні сіті, когнітивне моделювання та інші. Близькими системами до СППР є експертні системи та автоматизовані системи управління (АСУ).

Важливою складовою системного аналізу є поняття системного аналітика. Поки що неможливо уявити складну систему без втручання людини.

Об’єктом системного аналізу виступають практичні проблеми різних рівнів, які пов’язані зі створенням нових систем та удосконаленням існуючих. [2] Наші дослідження будуть стосуватися сфери вищої освіти.

Говорячи про вищу освіту слід згадати таке поняття як «знання». Знання являють собою практичну інформацію, яка активно керує процесами виконання задач, вирішення проблем та прийняття рішень. При цьому керувати знаннями означає систематично, точно та продумано формувати, обновляти та приймати їх з метою максимізації ефективності процесу.

Методи керування знаннями зараз виконують дві важливі функції: використання знань для росту продуктивності та інновації, створення нових продуктів, послуг.

Сучасне поширення доступу до знань, що є можливим завдяки новим інформаційним технологіям, дає можливість людині отримувати інформацію безперервно та протягом усього життя, за принципом «цінна будь-яка освіта, в будь-якому місці, в будь-який час та будь-якого змісту».[3]

У процесі прийняття рішень, звичайно, велика увага приділяється інформації. Розглянемо цей процес детальніше, адже у ньому є досить багато тонкощів.

Підготовка рішень здійснюється на підставі всієї сукупності інформації про ситуацію, її ретельного аналізу і оцінок [4].

Експертні оцінки являють собою точки зору (думки, судження) висококваліфікованих фахівців в певних предметних областях — експертів, сформульовані у вигляді оцінок об'єкта у змістовній, якісній або кількісній формі. Вони формуються в процесі проведення експертизи, в процесі дослідження певного об'єкта індивідуумом або групою компетентних фахівців з метою формування інформації про характеристики, які їх цікавлять та про властивості об'єкта, що використовується при прийнятті рішень. Експертні методи широко використовуються при синтезі процесів управління складних систем, в менеджменті, при розробці та прийнятті рішень, для отримання різного роду оцінок. Наприклад, якості праці, надійності банку, ситуацій на фінансових ринках, дослідженні систем управління та інших випадках.

Відомі різні форми організації проведення експертиз: індивідуальні та колективні, однорівневі і багаторівневі, з обміном інформацією між експертами і без нього, анонімні, відкриті і т. д. При такому широкому різноманітті типових схем проведення експертиз, практика часто ставить завдання, вирішення яких вимагає застосування нетрадиційних, оригінальних підходів фахівцями з проведення експертиз.

Експертна оцінка, як правило, відображається на порядкову шкалу. При цьому градації на порядковій шкалі не обов'язково позначаються натуральними числами — наприклад, кількістю балів або номером рангу.

Найбільш відомі методи здобуття якісних оцінок:

1. парне порівняння — матриця парних порівнянь об'єктів;

2. ранжування — ранжований список об'єктів;

3. експертна класифікація — оцінки об'єктів за порядковою шкалою, градаціям якої відповідають вербальні описи;

4. метод векторів переваг — являє собою вектор, перша компонента якого — число об'єктів, які перевершують перший об'єкт, друга компонента — число об'єктів, які перевершують другий об'єкт, і так далі.

Використовуючи експертну класифікацію, вербальні назви для градацій порядкової шкали бажано вибирати такими, щоб вони були звичними і приблизно однаково трактувалися всіма учасниками експертизи. У сфері освіти використовується шкала <відмінно, добре, задовільно, незадовільно>.

Вибір методу здобуття якісних оцінок визначається в першу чергу кількістю і складністю оцінюваних об'єктів. Парне порівняння об'єктів використовується, якщо об'єктів небагато (менше десяти). Кількість елементів, які експерт повинен ввести в матрицю розміру , розраховується за формулою (n*2—n)/2. Останні можна заповнити автоматично. Таким способом можна порівняти невелику кількість альтернатив, якщо експерти в змозі оцінити їх в цілому, не уточнюючи пріоритети критеріїв. Розміри ранжованих списків об'єктів також треба обмежувати. Експертові навряд чи варто пропонувати упорядковувати більше 30 об'єктів, навіть якщо він спочатку розбиватиме їх на групи по спаданню якості, а потім ранжуватиме усередині груп. Причина не лише в технічній трудності ранжування, експерт може просто не володіти достатнім обсягом знань про значну кількість складних об'єктів.

У багатьох завданнях складність об'єкту оцінювання вимагає будувати ієрархію критеріїв, яка дозволяє оцінити об'єкт з різних сторін. У таких випадках експерти притягуються для визначення пріоритету (ваги) критеріїв.

Традиційним результатом експертного оцінювання, який необхідно обробляти і агрегувати, є матриця індивідуальних експертних оцінок (), елементом якої є оцінка i-го об'єкту j-м експертом. В разі застосування експертної класифікації або ранжирування елементом матриці є оцінка в порядковій шкалі (позначення класу або номер рангу відповідно).

Після збору експертних оцінок в першу чергу визначається їх узгодженість. Якщо оцінки неузгоджені, окремим експертам пропонують заново оцінити об'єкти. Якщо узгоджені, то наступне завдання — отримати усереднену оцінку об'єкту або усереднене ранжування об'єктів, які при цьому обчислюються не як «середнє арифметичне», а складнішими методами.

Початком становлення експертних оцінок, як самостійного розділу науки про управління можна вважати момент створення перших офіційно описаних і досліджених технологій експертного оцінювання. Зокрема, поява у 50-х ХХ століття роках перших робіт, присвячених груповому вибору, визначенню результату колективних експертиз, методам Делфі, мозкової атаки, сценаріїв та ін., опису досвіду їх використання.

У колишньому СРСР початком створення та використання методів експертного оцінювання можна вважати появу в кінці 60-х років робіт В.М. Глушкова, Г.М. Доброва, Ю.В. Єршова, Р.М. Хвастунова та ін. Різноманіття областей застосування робить досить різноманітним і гнучким використовуваний на практиці апарат експертного оцінювання. Проте досвід показує, що при реальному використанні експертних оцінок далеко не завжди можна вкластися в одну з широко відомих і застосовуваних схем.

У теорії експертного оцінювання розроблено чимало методів агрегування даних нечислового характеру: метод Борда, медіана рангів, медіана Кемені, використання вербально-числової шкали для перекладу якісних оцінок в числові, побудова функцій переваги і т.д.

Для того, щоб отримувана експертна інформація була якісною, необхідно виконання наступних умов:

1. наявність експертної комісії, що складається з фахівців, професійно знайомих з об'єктом експертизи, і які мають досвід експертної роботи;

2. наявність аналітичної групи, яка професійно володіє технологією організації та проведення експертиз, методами отримання та аналізу експертної інформації;

3. отримання достовірної експертної інформації;

4. коректна обробка та аналіз експертної інформації.

Відсутність будь-якого з перерахованих умов ставить під сумнів ефективність і коректність проведеної експертизи.

Для експертизи складних об'єктів, зокрема, для передбачення науково-технічних об'єктів, розвивалися і удосконалювалися такі методи як PATTERN, методи Глушкова і Поспєлова, різновиди використання методу дерев цілей і критеріїв та ін. Розроблялися механізми виявлення експертних знань і оцінок.

Широке розповсюдження отримали методи експертного ранжування і гіпервпорядкування, класифікацій, парні і множинні порівняння, метод векторів переваг та ін.

Однак найбільш важливим класом комп'ютерних систем, що дозволяють забезпечити супровід і підтримку безпосередньо процедур отримання, обробки та аналізу експертної інформації є автоматизовані системи експертного оцінювання. Вони забезпечують технологічний супровід, необхідне методичне та інформаційне забезпечення процесу експертного оцінювання при організації та проведенні експертиз з урахуванням специфічного характеру проведеної експертизи.

В цей час розповсюджуються інтегровані системи управління, в яких реалізовано інформаційне забезпечення основних бізнес-процесів на сучасному великому підприємстві, корпорації, банку і т.д. Однак, сам процес підготовки та прийняття управлінських рішень в інтегрованих системах управління представлений недостатньо.

Ситуаційний підхід на сьогоднішній день є одним з найбільш перспективних в реальній практиці управління. До числа методів, які можуть бути використані в ситуаційному аналізі для встановлення факторів, що визначають розвиток ситуації і ступеня їх впливу на її розвиток, відносяться мозковий штурм, методи формування оціночних систем при багатокритеріальної оцінюванні, методи формування узагальнених критеріїв, кваліметричні методи.

Стратегічне управління визначає довгострокову перспективу розвитку організації, вирішення найбільш важливих завдань. Термін стратегічне управління з'явився в 60-х—70-х роках ХХ століття. При виробленні стратегії доцільно мати повну картину очікуваних загроз і можливостей та їх очікуваного впливу на слабкі і сильні сторони організації. У цьому сенсі значну допомогу при виробленні стратегії організації може надати SWOT-аналіз [4].

Теорія конфліктно-керованих процесів — новий розділ математичної теорії оптимальних процесів, який пов’язаний з дослідженням керованих систем, що функціонують в умовах конфлікту та невизначеності. Поштовхом до її розвитку послужили реальні прикладні задачі, які мають важливе практичне значення для передбачення розвитку економіки, проектування ракетної та космічної техніки, моделювання взаємодії керованих рухомих об’єктів та в інших областях людської діяльності.

Ця теорія є також розділом загальної теорії ігор. ЇЇ специфіка полягає в широкому використанні апарату диференціальних, інтегральних або різницевих рівнянь, що описують динаміку руху об’єкту.

Оскільки системний аналіз включає знання про різні сфери діяльності, слід згадати відомого вченого, австрійського біолога, Карла Людвіга фон Берталанфі. Він являється основником узагальненої системної концепції під назвою «Загальна теорія систем». Це є міждисциплінарна область науки, що вивчає поведінку та взаємодію різних систем у природі, суспільстві та науці. Основна її мета — знаходження нових принципів функціонування систем. [5]

Нетривіальні підходи до вивчення складних систем породжують такий напрямок сучасної науки, як сінергетика. Сінергетика — це міждисциплінарний напрям науки, що вивчає загальні закономірності процесів та явищ у складних нерівноважних системах. [6]

Таким чином, з урахуванням специфіки об'єкту і предмета дослідження, а також огляду завдань і методів системного аналізу в якості основних технологій системного аналізу були вибрані наступні методики: процедура Кемені, метод аналізу ієрархій Сааті, коефіцієнт конкордаціі, метод Борда, метод Кендела, метод Спірмена, процедура SWOT-аналізу.