1. Методологія системного аналізу

У відповідності із сучасними уявленнями прикладний системний аналіз – наукова дисципліна, яка на основі системно організованих, структурно взаємозв’язаних та функціонально взаємодіючих еврістичних процедур, методологічних засобів, математичного апарата, програмного забезпечення і обчислювальних можливостей комп’ютерних систем та мереж забезпечує в умовах концептуальної невизначенності отримання та накопичення інформації про досліджуваний предмет для наступного формування знань про нього як єдиного, цілісного об’єкта з позицій поставлених цілей дослідження і прийняття раціонального рішення в умовах різнородних багатофакторних ризиків.

1.1.Основні терміни та визначення

Основними поняттями в системному аналізі є система, велика система, складна система, підсистема, елемент і інш.

Під системою розуміють складні структури, які взаємодіють із навколишнім середовищем як єдине ціле, а великі системи та складні системи включають значну кількість елементів та підсистем. Часто поняття системи визначають через їх ознаки та властивості. Будемо користуватися трьома визначеннями поняття системи:

Система - це сукупність взаємозв’язаних елементів, уособлена від зовнішнього середовища, але яка діє з цим середовищем як єдине ціле.

Система – це засіб досягнення мети.

Це визначення базується на тому, що будь-яка діяльність людини має цілеспрямований характер. Відповідність мети й системи неоднозначне, а саме: різні системи можуть орієнту-ватись на одну мету, а одна система може мати різні цілі. Перших два визначення об’єднуються в третє.

Система – це функціонально визначена структурно впорядкована з адаптивною реорганізацією множина елементів. Зовнішні та внутрішні функції систем, їх ієрархічні або однорівневі структури характеризуються відповідними обмінними потоками, адаптивна організація та дезорганізація систем є визначальною для їх існування властивістю.

Елемент – це найпростіша неподільна частина системи, а її властивості визначаються конкретною задачею.

Елемент завжди зв’язаний із самою системою. Елемент складної системи може бути у свою чергу складною системою в іншій задачі.

Підсистема – компонента системи, як об’єднання елементів, але за масштабом менша ніж система в цілому.

Якщо розглядати технологічний комплекс, то елементом може бути технологічний процес, технологічний апарат чи конкретна конструкція, підсистемами виступають об’єднання технологічних процесів чи апаратів на рівні технологічних відділень чи цехів. Цукрове виробництво: бурякопереробне відділення, очистка соку, випарювання і т.д.

З точки зору задач управління завжди існує оптимальна кількість підсистем N, яка приводить до найвищих техніко-економічних показників. Кількість підсистем залежить від структури загальної системи управління: децентралізовані, централізовані, розподілені системи управління . Кількість підсис-тем залежить також від того, як організована переробка речовини та енергії, тобто від кількості технологічних операцій.

Структура – це зображення елементів та зв’язків між ними. Тут розглядається функціональна, алгоритмічна, технічна, організаційна структура. Передбачається, що система має два і більше рівнів управління.

Зв’язок – найбільш важливим є те, що тут викорис-товуються узагальнені оцінки (наприклад, зв’язки: направлений чи ненаправ-лений, сильний чи слабкий, додатній чи від’ємний). Зв’язок однозначно характеризує структуру системи.

Стан – це миттєва оцінка або фаза розвитку системи. Для системи управління вектор стану Х визначається векторами управління U та збурення Z і у свою чергу визначає значення вихідної змінної Y .

Рівновага – це певний усталений стан, а перехід з одного стану в інший буде називатися поведінкою системи.

Запис системи в символічній формі. В залежності від кількості факторів, степені абстрактності можна надати ряд визначень системи Д (від лат. definition).

Д₁. Система – деяке ціле

S=H(1,0) (1-1)

Визначається факт існування та цілісність. Двійкове судження Н(1,0) відображає наявність або відсутність цих якостей.

Д₂. Система – організована множина

S=(орг, М) (1-2)

орг – оператор організації; М – множина.

Д₃. Система – множина речей, властивостей та відношень

(1-3)

Д₄. Система – множина елементів, які утворюють структуру і забезпечують певну поведінку в умовах навколишнього середовища:

S=(ε, SТ, ВЕ, Е) (1-4)

ε – елементи; SТ – структура; ВЕ – поведінка; Е – середовище.

Д₅. Система – множина входів, виходів, станів, які характеризуються функцією переходів і функцією виходів

S=(X, G, s, δ, λ) (1-5)

Х – входи; G – виходи; S – стани; Δ – функція переходів;

λ – функція виходів.

Д₆. Це визначення важко формулюється. Відповідає рівню біонічних систем і враховує генетичне (родове) начало GN, умови існування КД, обмінні явища МВ, розвиток ЕV, функціонування FC та репродукцію (відтворення) RP

S=( GN, КД, МВ, ЕV, FC, RP) (1-6)

Д₇. Це визначення оперує поняттями моделі F, зв’язку SC, перерахунку R, самонавчання FL, самоорганізації FO, провідності зв’язків CO та збудження моделей IN:

S=( F, SC, R, FL, FO, CO, IN) (1-7)

Д₈. Визначення Д₅ доповнюється факторами часу та функціональними зв’язками:

S=(T, X, G, S, Ω, V, η, φ) (1-8)

T – час; X – входи; G – виходи; S – стани; Ω – клас функцій на виході;

V – значення функцій на виході; η – функціональний зв’язок в рівнянні.

g(t₂) = η(X(t₁), s(t₁), t₂) (1-9)

φ - функціональний зв’язок в рівнянні,

s(t₂) = φ(X(t₁), s(t₁), t₂) (1-10)

Д₉. Для організаційних систем зручно використовувати цілі і плани PL, зовнішні і внутрішні ресурси RO, RJ, виконавців EX, процес PR, перешкоди DT, контроль SV, управління RD ефект EF:

S=( PL, RO, RJ, EX, PR, DT, SV, RD, EF) (1-11)

Можна продовжувати і далі до DN, але важливо: складно компактно визначити поняття „система”.