Теоретические основы и методы системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации
Системы и задачи их анализа. Методы системного анализа: аналитические; математические. Сущность автоматизации управления в сложных системах. Структура системы с управлением, пути совершенствования. Цель автоматизации управления. Этапы приятия решений.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.07.2010 |
| Размер файла | 324,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2. Организация работы управленческого персонала постоянно совершенствуется. Так, в органах управления используются методы параллельного сетевого планирования и управления с использованием компьютерных средств системного анализа, когда нижестоящие органы приступают к выработке решения на основе предварительных распоряжений, отданных ЛПР, не дожидаясь окончания планирования в вышестоящих органах управления. Освоение данного способа позволяет сократить время на разработку планов в несколько раз.
3. Путь применения новых методов решения управленческих задач носит несколько односторонний характер, так как в большинстве случаев направлен на получение более качественных решений и требует увеличения времени.
4. При усложнении ОУ, как правило, производится замена простой структуры УС на более сложную, чаще всего иерархического типа, при упрощении ОУ - наоборот. Изменением структуры считается и введение обратной связи в систему. В результате перехода к более сложной структуре функции управления распределяются между большим числом элементов УС и производительность СУ повышается. Совершенствование структуры систем является довольно эффективным путем. Однако число возможных типовых структур Основы системного анализа 15 для каждой конкретной системы сравнительно невелико, и к на стоящему времени большинство сложных систем имеют такие структуры, изменение которых просто нецелесообразно.
5. Если подчиненные УС могут решать самостоятельно очень ограниченный круг задач, то, следовательно, центральный управляющий орган будет перегружен, и наоборот. Необходим оптимальный компромисс между централизацией и децентрализацией. Решить эту проблему раз и навсегда невозможно, так как функции и задачи управления в системах непрерывно изменяются.
6. Поскольку информация всегда требует определенного материального носителя, на котором она фиксируется, хранится и передается, то, очевидно, необходимы физические действия по обеспечению информационного процесса в СУ. Использование различных средств механизации позволяет значительно повысить эффективность этой стороны управления. К средствам механизации относятся средства для выполнения вычислительных работ, передачи сигналов и команд, документирования информации и размножения документов. В частности, использование ПЭВМ в качестве пишущей машинки относится к механизации, а не к автоматизации управления.
7. Сущность автоматизации заключается в использовании ЭВМ для усиления интеллектуальных возможностей ЛПР. Все рассмотренные ранее пути ведут так или иначе к повышению производительности УС и СС, но, что принципиально, не повышают производительность умственного труда. В этом заключается их ограниченность.
3.4 Цель автоматизации управления
До недавнего времени технические средства применялись человеком с тем, чтобы облегчить только физический труд. Появление ЭВМ положило начало кибернетическому направлению применения технических средств для повышения эффективности труда. Автоматизация явилась закономерным, но не простым продолжением механизации. Если механизация охватывает процессы получения, передачи, преобразования и использования энергии, то автоматизация - процессы получения, передачи, преобразования и использования информации. Говоря образно, если орудия труда выступают продолжением человеческой руки, то ЭВМ - продолжение человеческого мозга. При управлении ЛПР выполняет сложную последовательность функций из множеств {f^}, {/}, {f}. Каждая из них может быть представлена рядом задач. По степени творческих усилий это могут быть задачи, не связанные с творчеством, и задачи сугубо творческого труда. Вполне естественно, что необходимость, возможность и целесообразность их автоматизации будут тоже различными. Исходя из этого развитие автоматизации управления представляет собой последовательную передачу ряда управленческих функций от человека к техническим средствам и происходит поэтапно. С развитием вычислительной техники и методов математики автоматизация распространилась на управление объектами социальной природы. Системы управления этого типа принципиально не могут быть автоматическими. Объясняется это тем, что органической составной частью в них выступают ЛПР с их неформальным мышлением, чувствами и опытом. Они являются источниками первичной ин формации и потребителями результатов ее обработки. Такие системы управления называются автоматизированными. Автоматизированные системы управления (АСУ) являются одним из направлений применения информационных систем. Совокупность средств информационной техники и людей, объединенных для достижения определенных целей, в том числе для управления, образует информационную систему (ИС). В английском языке этому понятию соответствует термин Management Infonnation System (MIS) - управляющая информационная система. Под ИС понимается организационно-техническая система, использующая информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения научно-инженерных работ и Процессов управления (Computer-Aided information System). ИС могут быть территориально рассредоточенными, иерархическими как по функциональному признаку, так и по реализации техническими средствами. Обеспечение взаимодействия рассредоточенных систем осуществляется за счет создания распределенных информационно-вычислительных сетей (ИВС) коллективного пользования. ИВС являются самостоятельными подсистемами в составе любых более сложных ИС, обеспечивающими передачу информации из одного места в другое (системы связи, телекоммуникационные системы) и от одного момента времени до другого (системы хранения информации). Общей целью автоматизации управления является повышение эффективности использования возможностей объекта управления, которое обеспечивают следующие направления.
1. Повышение оперативности управления. Сокращение времени происходит в основном за счет таких процессов, как сбор, поиск, предварительная обработка и передача информации, засекречивание и рассекречивание информации, производство расчетов, решение логических задач, а также оформление и размножение документов.
2. Снижение трудозатрат ЛПР на выполнение вспомогатель ных процессов. К ним относятся информационные и расчетные процессы, которые, имея вспомогательный характер, являются весьма трудоемкими. Относительное распределение трудозатрат, между процессами примерно следующее: информационные процессы - 65-70%, расчеты - 20-25%, творческие процессы - 5-15%. В результате высвобождения от технической работы должностные лица могут сосредоточить основное внимание на творческих процессах управления.
3. Повышение степени научной обоснованности принимаемых решений. Процесс принятия решения строится на основе анализа и прогноза развития ситуации с применением математического аппарата. При этом сохраняют свое значение традиционные методы обоснования решений, опирающиеся на опыт и интуицию. Следует отметить, что оптимальных решений не всегда удается достигнуть и в условиях автоматизированного управления, по этому говорят о рациональных решениях. Приводя к повышению эффективности, автоматизация далеко не всегда сопровождается уменьшением численности людей в СУ. Чаще всего происходит перераспределение личного состава внутри систем: сокращается численность должностных лиц, занятых непосредственно управлением, но увеличивается инженерный и технический персонал, обслуживающий технические средства. Основной эффект автоматизации достигается за счет своевременности и оптимальности принимаемых решений.
Таким образом, необходимость в автоматизированном управлении обусловлена резким усложнением процессов управления и носит объективный характер. Создание ИС позволяет повысить эффективность управленческой деятельности, а следовательно, и эффективность использования сил и средств в современных условиях. Будучи наиболее эффективным, этот путь совершенствования управления является вместе с тем и наиболее сложным.
4. Принятие решений
4.1 Формирование решений
Системный подход - это и есть принятие процесс решений при проектировании систем.
Принятие решения - это термин, который иногда употребляется для обозначения действия, состоящего в выборе одного из нескольких возможных вариантов. Однако такая интерпретация рассматриваемого понятия слишком узка. Принятие решения является мыслительным процессом, который охватывает всю деятельность по решению какой-либо задачи. Все аспекты человеческих устремлений включает в себя целенаправленные действия, посредством которых должны быть приняты решения и достигнута цель. Принятие решения можно рассматривать как итеративную процедуру, каждый цикл которой включает несколько последовательных шагов. На рисунке 4.1 показаны шаги такого цикла
Реализовать функцию принятия решения требуется в том случае, когда либо имеется задача, ожидающая своего решения, либо должны быть удовлетворены какие-то потребности. Шаг, состоящий в определении задачи, можно рассматривать как подзадачу основной задачи, т.е. в цикле принятия решения имеется «обратная связь внутри обратной связи».
Лицо, принимающее решение (ЛПР), обычно обладает определенным уровнем знаний и опытом, которые помогают ему при рассмотрении имеющихся вариантов. Варианты - это различные стратегии, при помощи которых могут быть реализованы имеющиеся стремления. Каждый вариант ведет к одному или нескольким заранее известным результатам. До того как ЛПР сможет осуществить выбор варианта и соответствующих ему результатов, каждый возможный результат должен быть оценен, исходя из степени его полезности для реализации имеющихся устремлений. Оценка результата производится в соответствии с определенным критерием, формулировка которого обычно вводится в модель принятия решения. Из-за несоизмеримости качеств различных вариантов возникают проблемы количественного определения и измерения. Процесс выбора состоит в выборе наилучшего варианта. Реализация выбранного варианта приводит к результатам, которые должны в определенной степени удовлетворить начальные потребности. Чтобы оценить степень, в которой вариант удовлетворяет исходным требованиям, проводится новый цикл.
Рисунок 4.1 - Процесс формирования решения.
Сравнение ожидавшихся и достигнутых результатов может повлечь модификацию исходной задачи и осуществления нового цикла.
4.2 Общая схема принятия решений
Простые целенаправленные и целеустремленные системы могут быть представлены не менее, чем двумя элементами: объектом и управляющим устройством (УУ). На рис. 4.2 изображена простейшая схема системы управления, где в качестве элемента принятия решений выступает УУ.
В дальнейшем рассматриваются более сложные системы. Будем различать следующие ситуации:
1) когда цели и методы их достижения не формализованы (Мс и Мт не определены до моделей параметрического уровня определенности), т.е. имеется неопределенность, требующая при принятии решения элементов творчества - это проблема;
2) когда известна цель и возможные методы ее достижения, хотя четкого алгоритма решения может и не быть - это задача.
Системный анализ необходим в первую очередь для разрешения проблем.
Общая схема принятия решений приведена на рис. 4.2.
Рис. 4.2 - Общая схема принятия решений
Во всех случаях, когда что-то не определено, возникает задача разработки модели принятия решений, включающих элементы, которые устанавливают пути устранения неопределенности. Как правило, это требует пополнения знаний (базы знаний) и в том или ином виде связано с необходимостью проведения экспериментов.
Анализ схемы принятия решений позволяет выделить несколько вложенных циклов (контуров обратной связи), которым соответствуют типовые варианты принятия решений, рис. 4.3.
Рис. 4.3
Контур I (1-2-3-4-5-1): на старых знаниях (с известными вариантами-альтернативами) с фиксированными целями и критериями производится выбор варианта.
Контур II (5-6-8-7-1-2-3-4-5-6): старые знания, известные альтернативы, корректируются цели, критерии, модель принятия решений.
Контур III (9-10-2-3-4-5-6-9): старые знания, новые альтернативы (новые пути, варианты), возможно, изменение целей, критериев и т.д.
Контур IV (11-9-…..-4-5-11): коренное отличие от предыдущих случаев в том, что используется возможность изменения базы знаний, а с ним и возможное изменение остальных элементов схемы. Принципиальной является также необходимость тесного взаимодействия со средой.
Из рассмотрения схемы, представляющей собой иерархически вложенные контуры (цикл в цикле) процедур принятия решений, можно сделать вывод: наиболее мощные средства достижения целей доставляет внешний контур, т.е. контур, использующий возможности изменений баз знаний. Это и определяет роль информации в схемах принятия решений.
4.3 Основные этапы приятия решений
Рассмотрим основные этапы решения проблем методами СА, как их представляют С. Оптнер (идеолог разработки системы американских вооружений), С. Янг (теоретик организации банков), Н.П. Федоренко (специалист по планированию народного хозяйства экономико-математическими методами советского периода) и С.П. Никаноров (специалист в области автоматизированных систем управления (АСУ)) (см. табл. 4.1).
Таблица 4.1 - Этапы решения проблем
|
Оптнер |
Янг |
Федоренко |
Никаноров |
|
|
1) идентификация симптомов 2) определение актуальности проблемы 3) определение целей 4) определение структуры системы 5) определение возможностей 6) определение альтернатив 7) оценка альтернатив 8) выработка решений 9) принятие решений 10) запуск процесса решения 11) управление процессом реализации решения 12) оценка реализации и ее последствий |
1) определение цели организации 2) выработка проблемы 3) диагноз 4) поиск решения 5) выработка альтернатив 6) согласование решений (координация) 7) утверждение решений 8) подготовка к вводу в действие 9) управление решением 10) проверка эффективности |
1) формулирование проблемы 2) определение целей 3) сбор информации 4) разработка альтернатив 5) построение модели 7) оценка затрат 8) испытание чувствительности решения |
1) обнаружение проблемы 2) оценка актуальности проблемы 3) анализ ограничений 4) определение критериев 5) анализ системы 6) поиск альтернатив 7) выбор альтернатив 8) принятие решения 9) реализация решения 10) оценка результатов |
Общими для всех методик являются этапы:
1. постановка проблемы,
2. анализ ограничений,
3. разработка альтернатив,
4. выбор альтернативы,
5. разработка методов реализации,
6. реализация,
7. оценка эффективности.
Перечисленные этапы и будем считать элементами методологии СА. По степени уменьшения уровня формализованности процедур, реализующих перечисленные этапы методологии СА можно выделить следующие группы методов СА:
1 группа - аналитические методы - полная формализация схемы; эта группа в большей мере может быть отнесена к области Исследования операций;
2 группа -математические методы, когда в значительной степени используются формальные приемы анализа и эпизодически - возможности человека;
3 группа - семиотические методы, в которых широко используется эвристики и логика: математическая и (или) неформальная (нечеткая);
4 группа - имитационное моделирование, когда процесс выполнения этапов неотделим от процессов разработки моделей и получения информации по модели на основе формальных и эвристических процедур;
5 группа - эвристическое программирование - группа методов экспертного оценивания и принятия решений.
4.4 Поиск вариантов
Процесс поиска, при котором рождаются самые различные варианты, всё ещё недостаточно изучен. Одна из теорий описывает поиск вариантов как процесс формирования системы: цель - средства - результаты. При этом мысленно просматриваются возможные варианты, а задачи и цели делятся на подзадачи и подцели. В соответствии с концепцией инкрементализма в процессе поиска отыскиваются только те варианты, которые лишь незначительно отличаются от уже выбранных позиций. Такая консервативная стратегия исходит из той предпосылки, что смелые решения приводят к заметному риску из-за недостатка информации и неумения предвидеть возможные последствия. Концепция инкрементализма подвергается критике за пассивность к нововведениям и творчеству вообще. Системный подход в своей психологической основе противоположен концепции инкрементализма, так как в последнем случае не рассматривается проблема (или система) в целом. Очевидно, что процесс генерирования и поиска вариантов является центральным и решающим для успешного достижения целей.
Заключение
Итак, рассмотрены разные аспекты системного подхода, представлены и обобщены различные понимания сложных и весьма неоднозначных вопросов теории систем. По настоящему ценен системный поход, если он превращается из подхода к явлениям природы и общества, из мировоззренческой парадигмы в инструмент познавательной и практической деятельности. Речь идет об овладении системным подходом как методом научного исследования, т.е. системным анализом. Здесь важно научиться применять системную методологию к своей специальности, к проблемам, возникающим в практической жизни. Следует помнить несколько позиций относительно знания о системах. Прежде всего, что оно не только наиболее эффективный инструмент мышления и действия, средство достижения успеха в профессиональной деятельности, но одно из самых динамичных явлений, постоянно и очень быстро обновляющееся. Немало важно помнить, что системное знание развивается не только вширь, давая системную интерпретацию тем явлениям, которые им ранее не освещались, но и вглубь, раскрывая все новые аспекты и уровни системного видения, нарушая привычные представления об объектах и процессах. Системное знание и системные методы вполне справедливо считаются универсальными. Однако их универсальность не гарантирует успешность применения, ибо применение универсального к конкретному и реальному всегда предполагает творческий поиск и обоснование. Умение увидеть в хаосе действительности системообразующий фактор и вычленить систему, а потом дать ее системный анализ - высший пилотаж в овладении системным подходом.
Список используемой литературы
1. Сурмин Ю.А. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие. - Киев 2003.
2. Дж. Ван Гиг Прикладная общая теория систем. - М.: Мир. 1981.
3. А.П. Верёвкин, О.В. Кирюшин Теория Систем - Учебное пособие УГНТУ, Уфа 2003 г.
4. Инютин С.А. Модулярные вычисления для задач большой алгоритмической сложности СГПИ, Аннотация, Сургут 2008.
5. Садовский В.Н. Основы общей теории систем. Логико-методологический анализ. - М., 1974.
Подобные документы
Системы управления базами данных и их использование для решения задач автоматизации предприятия. Разработка информационного и программного обеспечения для автоматизации хранения и обработки информации при организации работы агропромышленного предприятия.
курсовая работа [607,1 K], добавлен 07.05.2011Человеко-машинные комплексы, специально предназначенные для принятия решений. Процесс принятия решений и его этапы. Методы поиска новых вариантов решений: дерево решений, морфологические таблицы, конференции идей. Принцип математической оценки тенденций.
курсовая работа [272,1 K], добавлен 30.07.2009Классификация методов анализа по группам. Сбор и хранение необходимой для принятия решений информации. Подготовка результатов оперативного и интеллектуального анализа для эффективного их восприятия потребителями и принятия на её основе адекватных решений.
контрольная работа [93,2 K], добавлен 15.02.2010Анализ структуры и управления предприятием. Функции, виды деятельности, организационная и информационная модели предприятия, оценка уровня автоматизации. Перспективы развития автоматизированных систем обработки информации и управления на предприятии.
отчет по практике [243,3 K], добавлен 10.09.2012Обслуживание двух встречных потоков информации. Структура информационных систем. Разработка структуры базы данных. Режимы работы с базами данных. Четыре основных компонента системы поддержки принятия решений. Выбор системы управления баз данных.
курсовая работа [772,0 K], добавлен 21.04.2016Сущность математических моделей, классификация и принципы их построения. Анализ операционного исследования. Этапы решения задачи принятия оптимальных решений с помощью ЭВМ. Примеры задач линейного программирования. Математические методы экспертных оценок.
курсовая работа [56,0 K], добавлен 20.11.2015Создание системы управления базой данных для управления массивом информации множеством одновременно работающих пользователей. Изучение и оценка потерь при данном уровне автоматизации. Разработка схемы потоков для выбранного объекта автоматизации.
отчет по практике [59,7 K], добавлен 05.03.2011Организационно-штатная структура телекоммуникационной компании. Разработка плана автоматизации управления бизнес-процессами (БП), ее основные этапы. Формализация БП с помощью методик моделирования IDEF0, IDEF3 и DFD. Требования к системе автоматизации.
курсовая работа [969,3 K], добавлен 24.01.2014Методы решения проблем, возникающих на стадиях и этапах процесса принятия решений, их реализация в информационных системах поддержки принятия решений (СППР). Назначение СППР, история их эволюции и характеристика. Основные типы СППР, области их применения.
реферат [389,3 K], добавлен 22.11.2016Принцип работы и задачи информационных систем управления проектами. Методы критического пути, анализа и оценки планов. Сетевые модель и график, виды путей. Информационный обмен между предприятиями, классификация информационных систем и их рынки сбыта.
контрольная работа [17,0 K], добавлен 18.11.2009
