Принципова послідовність етапів системного аналізу

Практична робота №5

Тема: Якісні методи системного аналізу

Мета: Розробити процес прийняття господарських рішень, визначити, які основні моделі та засоби прийняття рішень існують

Завдання:

– За допомогою різних методів прийняття рішень обрати алгоритм розв`язку щодо проблеми, що виникла на підприємстві

– Визначити оптимальне групове рішення, щодо постачальника продукції для підприємства.

– Прийняти рішення, щодо інвестиційного проекту з врахуванням коефіціента вагомості

– Обґрунтувати та прийняти правильне рішення, щодо покупки нового обладнання для підприємства.

 

Теоретичні відомості

Загалом головне завдання системних досліджень полягає в пошуку простоти у складному, а також ефективних методів та засобів дослідження й управління об’єктами. Детальніше до основних завдань, що розв’язуються за допомогою системного аналізу та теорії систем, можна віднести такі: виявлення та чітке формулювання проблеми за умов невизначеності; визначення або вибір оптимальної структури системи; виявлення цілей функціонування та розвитку систем; вивчення організації взаємодії між підсистемами та елементами; врахування впливу зовнішнього середовища; вибір оптимальних алгоритмів функціонування системи.

Розглянемо принципову послідовність етапів системного аналізу (починаючи з моменту постановки проблеми) та методи дослідження, що найчастіше застосовуються на практиці (табл. 5.1). Системне дослідження довільної проблеми починається з формулювання та опису проблемної ситуації. Попереднє формулювання проблеми є досить наближеним та може істотно відрізнятися від того, яким насправді має бути робочий варіант сфор­мульованої проблеми. Формулювання проблеми здійснюється на вербальному рівні і, як правило, є досить розпливчастим.

Таблиця 5.1

Принципова послідовність етапів системного аналізу

Назва етапу	Зміст виконуваних робіт
Аналіз проблеми	Чи існує проблема? Точне формулювання проблеми. Аналіз логічної структури проблеми. Розвиток проблеми (у минулому і в майбутньому). Зовнішні зв’язки проблеми (з іншими проблемами). Принципова можливість розв’язання проблеми.
Продовження табл.5.1
Визначення системи	Формулювання завдань, виходячи з проблеми. Визначення позиції спостерігача. Визначення об’єкта дослідження. Виділення елементів (визначення меж поділу системи). Визначення зовнішнього середовища
Аналіз структури системи	Визначення рівнів ієрархії. Виділення підсистем.Визначення функціональних і структурних зв’язків.
Формулювання загальної мети і критерію системи	Визначення цілей — вимог надсистеми. Визначення обмежень середовища. Формулювання загальної мети. Визначення критеріїв. Декомпозиція критеріїв по підсистемах. Композиція загального критерію з критеріями підсистем.
Декомпозиція мети, виявлення потреби в ресурсах	Формулювання цілей вищого рангу. Формулювання цілей підсистем. Виявлення потреб у ресурсах.
Виявлення ресурсів, композиція цілей	Оцінювання існуючої технології і виробничих потужностей. Оцінювання теперішнього стану ресурсів. Оцінювання можливостей взаємодії з іншими системами. Оцінювання соціальних факторів. Композиція цілей.
Прогноз і аналіз майбутніх умов	Аналіз стійких тенденцій розвитку системи. Прогноз розвитку і зміни середовища. Передбачення виникнення нових факторів, що можуть впливати на розвиток системи. Аналіз майбутніх можливостей та ресурсів.
Оцінювання цілей і засобів	Обчислення оцінок за критерієм. Оцінювання взаємозалежності цілей. Оцінювання відносної важливості цілей. Оцінювання дефіцитності і вартості ресурсів. Оцінювання впливу зовнішніх факторів. Обчислення комплексних розрахункових оцінок.
Вибір варіантів	Аналіз цілей на сумісність. Перевірка цілей на повноту. Відсікання надлишкових цілей. Розроблення варіантів досягнення окремих цілей. Оцінювання і порівняння варіантів. Синтез комплексу взаємозалежних варіантів.
Реалізація варіантів	Моделювання економічного (технологічного) процесу. Проектування організаційної структури. Проектування інформаційних механізмів. Виявлення недоліків організації управління та виробництва. Виявлення та аналіз заходів щодо удосконалення організації.

Системний аналіз дає змогу досліджувати слабоструктуровані системи, склад елементів і взаємозв’язків в яких виявлено лише частково, або в яких існують ситуації, що визначаються наявністю чинника невизначеності та містять недоступні для формалізації елементи.

Сьогодні не існує загальноприйнятої класифікації методів системного аналізу. Виходячи з історії розвитку системного аналізу, підходи розташовані у порядку зростання формалізованості, розпочинаючи з якісних методів (з якими переважно і був пов’язаний спочатку системний аналіз) і закінчуючи кількісним системним моделюванням із застосуванням ЕОМ.

Тому класифікація методів системного аналізу на якісні і кількісні є дещо умовною.

Методи, які умовно належать до якісних, переважно охоплюють організацію постановки задачі; перший етап її формалізації; вибір підходів до оцінювання; формування варіантів розв’язання задачі; використання досвіду особи, що приймає рішення; переваги, які вбачає ця особа і які не завжди можна кількісно оцінити.

Методи, які належать до кількісних, більше уваги приділяють аналізові варіантів розв’язку задачі, висувають на перший план кількісні характеристики та оцінки.

А для постановки задачі ці методи не володіють необхідними засобами, тому здійснення цього етапу майже цілковито реалізує людина. Між цими крайніми класами методів системного аналізу є методи, які прагнуть охопити обидва етапи: – постановку задачі, розробку варіантів її розв’язку; оцінку і кількісний аналіз варіантів. До таких методів належать:

– інформаційно-гносеологічний метод моделювання систем, який ґрунтується на спільності процесів відображення, пізнання в системах різної фізичної приходи;

– кібернетичний метод розробки адаптивних систем управління, проектування та прийняття рішень, який виходить з того, що розвиток основних ідей класичної теорії автоматичного регулювання і управління та теорії адаптивних систем можна застосовувати до організаційних систем;

– системно-структурний метод;

– метод ситуаційного моделювання;

– метод імітаційного динамічного моделювання (основи якого розроблено Дж. Форрестером).

Історія системного аналізу нерозривно зв’язана з такими поняттями, як мізкова атака (або метод колективної генерації ідей), метод сценаріїв, Дельфі- метод, метод дерева цілей і морфологічний підхід (або метод Цвіккі).

Ці терміни характеризують той чи інший підхід до активізації висунення думок, суджень, поглядів досвідчених фахівців і щодо узагальнення цих думок.

Отже, такі підходи, які умовно називають якісними (хоча при обробці суджень і думок, отриманих від фахівців, можна застосувати кількісні методи), використовують тоді, коли неможливо відразу описати закономірності систем як аналітичні залежності. На практиці для їхнього розв’язання можна застосовувати один підхід або декілька підходів разом. Правила і послідовність їхнього застосування визначають методикою системного аналізу, розробленою для конкретних умов.

Наступним етапом системного аналізу є генерування альтернатив, тобто ідей та можливих шляхів досягнення визначеної мети. Генерування альтернатив є творчим процесом. Існує кілька методів, які застосовують для цього: метод мозкового штурму, метод Дельфі, синектика, сценарний аналіз, ділові ігри.

Метод мозкового штурму — це метод посилення творчого підходу стимулюванням генерування ідей у процесі їх обговорення групою людей, при якому забороняється критика. Мета цього методу полягає в стимулюванні висловлення ідей через заохочення ініціативи учасників. При цьому передбачається дотримання таких правил: жодна ідея не вважається безглуздою, і тому членів групи заохочують висловлювати довільні крайнощі та неймовірні ідеї; кожна з висловлених ідей належить колективу, а не особі, що запропонувала її. Тому кожен член групи використовує ідеї інших; жодна з ідей не піддається критиці, тому що головна мета — породжувати, а не оцінювати ідеї.

Метод мозкового штурму широко застосовується в рекламі та деяких інших галузях, де він, напевно, найефективніший.

Метод Дельфі передбачає одержання та зіставлення анонімних суджень про питання, яке становить для нас інтерес, через послідовне розсилання анкет, що перемежовується з обробленням отриманої інформації. При методі Дельфі зберігаються переваги наявності кількох суджень і водночас усувається ефект зміщених оцінок, який можливий за особистої взаємодії респон­дентів. Основа методу — збір поштових анкет. Наприклад, учасники опитування відповідають на першу анкету та відсилають її. Спеціалісти узагальнюють відповіді, визначаючи груповий консенсус, та відправляють цей результат респондентам разом із другою анкетою для переоцінки своїх попередніх відпо­відей. Основна ідея цього методу полягає в тому, що консенсус приводить до кращого розв’язку після кількох раундів опитування. Але, як показують дослідження, досить часто значні зміни не відбуваються вже після другого раунду.

Синектика призначена для генерування альтернатив через пошук аналогій до поставленого завдання за допомогою асоціативного мислення. На відміну від мозкового штурму головною метою тут є генерування невеликої кількості альтернатив. Для цього формується група з 5—7 осіб, які характеризуються гнучкістю мислення, широким кругозором та практичним досвідом у різних сферах діяльності, психологічною сумісністю тощо. Після набуття певного досвіду спільної роботи група починає цілеспрямоване систематичне обговорення довільних (можливо, і фантастичних) аналогій, що виникають стосовно проблеми, яка розглядається.

Розробка сценаріїв — це метод генерації альтернатив за допомогою аналізу ймовірних шляхів розвитку або поведінки системи у майбутньому. Отже, сценарій являє собою певний варіант можливого розвитку подій, деякий логічно обґрунтований прогноз, який з певною ймовірністю реалізується після прийняття рішення. Корисно розробляти кілька варіантів сценаріїв, як правило, песимістичних та оптимістичних, у межах яких найімовірнішим є розвиток майбутніх подій.

Метод експертних оцінок полягає в опитуванні групи фахівців зметою з’ясування їхньої думки стосовно досліджуваної проблеми. При застосуванні цього методу вважається, що думка групи експертів надійніша, ніж думка окремого експерта. Він ґрунтується на тому, що невідома характеристика досліджуваного явища трактується як випадкова величина, а індивідуальна оцінка кожного експерта щодо істинності та значущості тієї чи іншої події є відображенням її закону розподілу.

Спосіб одержання результату у випадку ізольованості експертів

Кожен експерт вказує число, яке означає значення шуканого параметра. За остаточне рішення приймають середнє зі всіх значень параметра, які вказали експерти.

З погляду психології відповіді експерта здатні відхилятися нерівномірно від істинного значення в обидва боки. Щоб врахувати цю психологічну тенденцію, експертам пропонують назвати не одне число, а три: оптимістичне, найправдоподібніше і песимістичне (або максимальне, середнє, мінімальне).

На підставі отриманих даних обчислюють середнє значення з урахуванням психологічних чинників:

або

,

де x_i – середнє значення параметрів, вказаних і -им експертом; x _{1 i} , x _{2 i} , x _{3 i} – відповідно максимальне, найправдоподібніше і мінімальне значення параметра, вказане і -им експертом;

a₁, a₂, a₃ – психологічні коефіцієнти (відповідно оптимістичний, найправдоподібніший, песимістичний).

Враховують ще такі показники, як:

симетричні коефіцієнти (наприклад, a₁=1, a₂=4, a₃=1, де a₁=a₃) та

викривлені коефіцієнти (наприклад, a₁=3, a₂=5, a₃=1, де a₁¹a₃).

Тоді остаточне середнє (узагальнене) значення параметра визначають так:

де n - кількість експертів у групі.

Невелике значення цього коефіцієнта свідчить про слабку узгодженість думок експертів щодо досліджуваної проблеми. Це може бути зумовлено тим, що насправді у цієї групи експертів відсутня єдність поглядів або в групі експертів є підгрупи з високою узгодженістю думок, але погляди деяких інших підгруп експертів протилежні.

Під діловими іграми розуміють імітаційне моделювання реальних ситуацій, за якого учасники гри поводять себе так, як би вони діяли в реальній ситуації. При цьому реальність замінюється певною моделлю. І хоча такі ігри найчастіше використовуються для навчання (наприклад, робота за тренажерами при підготовці пілотів, штабні ігри чи навчання військових, або різноманітні тренінги та бізнес-табори, які стали популярними останнім часом), їх можна використовувати і для генерування альтернатив, особливо у ситуаціях, що важко піддаються формалізації. Важлива роль при цьому надається контрольно-арбітражним групам, що керують моделлю, реєструють хід гри та узагальнюють результати.

Метод дерева цілей. Ідею методу дерева цілей вперше було запропоновано Черчменом у зв’язку з проблемами прийняття рішень в промисловості. Під терміном дерево розуміють використання ієрархічної структури, яку одержують шляхом поділу загальної мети на окремі цілі, а їх, у свою чергу, на детальніші складові, тобто нові підцілі, функції тощо. Зазвичай цей термін використовують у структурах, які мають строгу деревоподібну будову, однак метод дерева цілей застосовують і щодо слабких ієрархій, в яких одна і та ж вершина нижчого рівня може одночасно підпорядковуватись двом чи більше вершинам вищого рівня.

Наприклад: структура, представлена на рис.5.1,a є слабкою ієрархією, оскільки вершина А ₂ рівня А підпорядкована одночасно двом вершинам – В ₁ і В ₂ вищого рівня В; структура, представлена на рис 5.1,б є строгою ієрархією, оскільки кожна вершина рівня А підпорядкована відповідно одній вершині вищого рівня В, а вершини рівня В – також тільки одній вершині вищого рівня С.

Унаслідок використання дерева цілей з кількісними показниками як засобу прийняття рішень його можна назвати деревом рішень. За більшої деталізації цілей до рівня функцій говорять про дерево цілей і функцій.

- Рівень С -

 

 

- Рівень В -

 

- Рівень А -

 

 

Рис. 5.1: а) слабо виражена ієрархічна структура; б) чітко виражена ієрархічна структура

Деревоподібні ієрархічні структури використовують також з метою дослідження і вдосконалення організаційних структур.

У випадку аналізу цілей наукових досліджень говорять про дерево проблем, під час розроблення прогнозів – про дерево напрямів прогнозування. В.М. Глушковим запропоновано і тепер широко використовується термін прогнозний граф.

Морфологічні методи (або метод Цвіккі). Головна ідея морфологічних методів – це систематичний пошук можливих варіантів вирішення проблеми чи реалізації систем шляхом комбінування окремих елементів або їхніх ознак.

У систематизованому вигляді морфологічний підхід, довгий час відомий як метод Цвіккі, вперше застосовано швейцарським астрономом Цвіккі. Він запропонував три методи морфологічного дослідження:

1. Метод систематичного покриття поля, базований на виокремленні опорних пунктів знання у будь-якій досліджуваній області і використанні з метою заповнення поля деяких сформульованих принципів мислення.

2. Метод заперечення і конструювання, який ґрунтується на ідеї про те, що на шляху до прогресу перешкоджають догми і компромісні обмеження, які необхідно заперечувати шляхом заміни сформульованих пропозицій і їхнім використанням під час виконання аналізу.

3. Метод морфологічної скриньки. Ідея цього методу полягає у визначенні всіх параметрів, від яких залежить вирішення проблеми, і їхнього подання у вигляді матриць рядків, а потім у визначенні у цій морфологічній матриці-скриньці усіх можливих поєднань параметрів по одному з кожного рядка.

Одержані варіанти можуть бути оцінені і проаналізовані з метою вибору найефективнішого.

Згідно Цвіккі, морфологічне дослідження необхідно здійснювати у п’ять етапів:

1. Точне формулювання визначеної проблеми.

2. Визначення параметрів p_i (і -ий вид параметра), від яких залежить вирішення проблеми. Розподіл параметрів за їхніми значеннями p_i^ki (k_i – номер альтернативи (варіанта) значення і -го параметра) і занесення цих параметрів до таблиць.

3. Набір значень різних параметрів (по одному з кожного рядка) є можливим варіантом вирішення цієї проблеми.

4. Оцінювання усіх наявних у морфологічній скринці варіантів.

5. Вибір з морфологічної скриньки оптимального варіанта вирішення проблеми.

Опис системи розглядають з погляду: а) функціонального; б) морфо-логічно­­го; в) інформаційного.

Функціональний опис передбачає оцінку відношення систем до інших систем і до зовнішнього середовища.

Морфологічний опис дає уявлення щодо будови системи. Глибину опису, рівень деталізації визначають призначенням системи і метою дослідження. Морфологічні властивості системи істотно залежать від характеру зв’язків. Можна окреслити інформаційні, енергетичні, речові зв’язки.

Інформаційний опис системи повинен давати уявлення щодо її організації. Він характеризує залежність морфологічних і функціональних властивостей систем від якості і кількості внутрішньої та зовнішньої інформації.

Зауважимо, що формування множини альтернатив є найскладнішим етапом системного аналізу.

 

Хід роботи

 

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями.

2. В раніше створеному документі МS Word, дайте на наступні питання відповіді, стосовно, досліджуваного підприємства, застосувавши при цьому різні методи прийняття рішень:

a. Що слугує джерелом появи нових проблем на підприємстві в результаті прийняття рішень?

b. Охарактеризуйте процес реалізації господарських рішень.

c. Сформулюйте фактори, які позитивно або негативно впливають на процес вибору, прийняття та реалізації рішень.

d. Сформулюйте фактори, які позитивно або негативно впливають на процес вибору, прийняття й реалізації рішень.

3. Розв’язати задачу в новій створеній робочій книзі МS Exсel під назвою Ваше прізвище_ Exсel_5 у відповідній папці своєї групи на диску D:. На окремому «Листі».

4. Виконати практичні завдання, які наведені нижче, використовуючи для їх розв’язку якісні методи системного аналізу: метод мозкового штурму, метод Дельфі, синектика, сценарний аналіз, ділові ігри, метод експертних оцінок і т.д.

Задача 5.1 Групі з трьох рівноправних компаньйонів необхідно прийняти загальне рішення щодо правильного вибору постачальника, вибравши його з чотирьох можливих альтернативних варіантів. Кожний член групи по-різному оцінює можливі рішення. Для цього було запропоновано 4 основних підприємства. Підприємство планує підписати договір з підприємством на постачання товарів безалкогольних, газованих напоїв. Для аналізу обрано 4 підприємства: офіційний дилер Сосa-сola (м.Київ), ТОВ «підприємство-АВІС» (м. Вінниця), ПМФ ВФ «Панда» (обл.Вінницька, р-н. Вінницький, смт Стрижавка), ТОВ «РАДОМИШ» (обл..Житомирська, р-н Радомишель, м. Радомишель).

Зробити дослідження за основними показниками: ціна за товар (1), якість товару (2), віддаленість постачальника (3), розрахунок за поставку (4), престижність марки (5).

Заповнити таблиці 5.1, 5.2. та на основі додання рішенням різних рангів необхідно знайти оптимальне групове рішення.

Таблиця 5.1