Основы системного анализа

Ответственный лектор

Слепченко Александр Петрович

1. Введение

1.1. Предмет учебной дисциплины, ее научные и методические основы, цель преподавания и задачи дисциплины.

Предметом дисциплины «Основы системного анализа» является прикладная научная методология, опирающаяся на широкое многообразие системно организованных эвристических процедур, методических приемов, математических методов, программных средств, обеспечивающий формирование целостных, междисциплинарных знаний об исследуемом объекте как о совокупности взаимосвязанных процессов различной природы . Эти знания используются для принятия решений по дальнейшему развитию объекта с учетом многих конфликтных критериев и целей, наличия факторов риска, неполноты и недостоверности информации. Общей научной основой изучения дисциплины являются научные труды А. Богданова, Л. Берталанфи, Н. Винера, Р. Акофа, Ч. Черчмена, Д. Форрестера, П. Чекленда, П. Сенге, М. Джексона, В. М. Глушкова, Н. С. Згуровского и других ведущих ученых в области системных наук и системной инженерии. Методологической основой преподавания дисциплины является как традиционные так и инновационные педагогические методы и технологии (обучение в действии «Learning by doing», обучение, ориентированном на решение проблем и развитие системного мышления «Problem learning» и другие). Целью преподавания дисциплины является изучение и освоение студентами методических приемов системного мышления, математических методов, программных средств построения моделей сложных объектов и процессов на основе системного подхода, формирование необходимых для дальнейшей работы и непрерывного обучения компетенций.

1.2. Что студент должен знать, уметь и с чем должен быть ознакомлен в результате изучения дисциплины.

В результате изучения дисциплины студент должен знать: теоретические основы системного анализа; методы и технологии анализа свойств как хорошо структурованних проблем (Well-structured problem) так и слабо структурированных проблем (Ill-structured problem, Wicked problem). В результате изучения дисциплины студент должен уметь: проводить анализ свойств как сложных объектов и процессов так и сверхсложных (System of systems) социально-технических, социально-экономических, социально-политических систем с применением современных информационно-аналитических технологий моделирования и предсказания (прогнозирования).

1.3. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса.

Учебный процесс реализуется как на основе отечественных и зарубежных учебников (на кафедре сформирован электронный информационный ресурс по вопросам системного анализа), так и на основе приобретенного опыта реализации задач системного анализа преподавателями кафедры системного анализа и управления:

  • Административно-территориальное устройство и устойчивое развитие региона (концептуальные основы и методология): монография / В. Бабаев, Л. Л. Товажнянский, М. Д. Годлевский, А. С. Куценко, В. Л. Лисицкий, А. П. Слепченко — [2-е изд., стер.]. Харьков, НТУ «ХПИ», 2008. — 316 с.
  • Товажнянский Л. Л., Куценко А. С., Слепченко А. П. Механизмы обеспечения конкурентоспособности экономики региона на основе системного подхода и модели «тройной спирали». Государственное управление и местное самоуправление: тезисы ХІІ Междунар. науч. Конгресса, 29 марта 2012 — Харьков, ХарРИ НАГУ, «Магистр», 2012 — С. 208-209.
  • Методологические основы и технологии системного анализа. Учебное пособие / Слепченко А.П. Электронное учебное издание — Харьков НТУ «ХПИ», 2015. — 44c.

1.4. Система контроля качества обучения студентов.

Контроль качества обучения студентов осуществляется проведением модульного контроля, выполнением студентами лабораторных задач, сдачей студентами экзамена.

1.5. Организация самостоятельной работы.

С целью получения студентами знаний в тесной связи с реальной жизненной практикой, формирование у них специфических умений, навыков и необходимых компетенций учебный процесс реализуется в режиме сотрудничества по проектной инновационной технологии обучения (Project-based learning) и «смешанной» формой обучения «Blended learning «.

2. Содержание дисциплины

Модуль 1. Методологические основы системного анализа и системных наук (System Science).

Тема 1 Предмет и задачи дисциплины, связь с другими дисциплинами. Основные понятия теории систем и системного анализа.

Тема 2. История возникновения и становления системного подхода. Тектология А. Богданова. Вклад Л. фон Берталанфи в общую теорию систем.

Тема 3. Хорошо структурованних проблемы (Well-structured problem) и слабо-структурированных проблемы (Ill-structured problem, Wicked problem) системного анализа. Классификация систем. Конфликтно-управляемых систем. Свехсложные системы (System of systems). Классификация прикладных методологий системного анализа по Р. Фладу и М. Джексону.

Тема 4. Методологические основы решения хорошо структурированных проблем. Метод дерева целей. Метод PATTERN.

Тема 5. Методологические основы решения слабо структурированных проблем. Методология «мягких» систем П. Чекленда. Модель CATWOE.

Тема 6. Системно-синергетическая методология по Хакену. Бифуркации и аттракторы. Теория длинных волн Н. Д. Кондратьева. Предвидение развития социально-экономических процессов и технологии ; NBIC (интегрированные нано-био-информационно-когнитивные технологии).

Тема 7. Классификация моделей в системном анализе. Модели динамических систем по Форрестеру. Когнитивные модели. Сети Петри. Мультиагентные системы.

Тема 8. Методы теории экспертизы и обработки экспертной информации в задачах системного анализа. Элементы теории измерений и характеристика шкалы как гомоморфизма. Типология шкал по Стивенсому.

Тема 9. Основные этапы подготовки и проведения экспертизы. Организация экспертных групп.

Тема 10. Метод анализа иерархий (МАИ) Саати.

Тема 11. Метод коллективной генерации идей. Метод Дельфи. Выбор результирующих коллективных отношений предпочтения.

Тема 12. Метод балльных оценок Борда. Парадокс Кондорсе. Эвристический алгоритм расчета медианы Кемени. Расчет ранговой корреляции по Кендаллу и Спирмену в задачах системного анализа.

Тема 13. Модели и методы принятия решений в условиях конфликта, неопределенности и риска по критериям Вальда, Гурвица и Байеса.

Тема 14 Методологические основы многокритериальной оценок в системном анализе.

Модуль 2. Реализация системного подхода к проектированию ,разработке и внедрения информационно-аналитических технологий и систем поддержки принятия решений.

Тема 1. Информационно-аналитические технологии системного анализа и системной инженерии (System Engineering). Информационно-аналитические технологии предвидения. Реализация технологий предвидения по методикам В. М. Глушкова, Т. Саати и Н. З. Згуровского.

Тема 2. Технологии системный анализа, разработки стратегий и управления социально-экономическими процессами. SMART критерии достижения целей, процедура PATTERN, формирования стратегий управления на основе SWOT -, SNW- и PEST анализа.

Тема 3. Модели системы управления качеством на основе «Общей системы оценки — Common Assessment Framework» и EFQM, управление эффективностью социально-экономических процессов «Business performance management». Системный анализ «стоимость-эффективность» социально-экономических процессов на основе метода анализа иерархий (МАИ ) Саати.
Тема 4. Реализация технологий оценки эффективности деятельности органов публичного управления (опыт ученых НТУ ХПИ разработки и внедрения системы оценки эффективности). Разработка концепции реализации информационно-аналитических технологий в задачах реализации административно-территориальной реформы и децентрализации власти на основе системного подхода (опыт ученых НТУ ХПИ).

Тема 5. Информационно-аналитические технологии системной инженерии проектирования информационных систем. CASE-средства, технологии структурного и объектно-ориентированного системного анализа. Системное моделирование бизнес-процессов на основе методологий IDEF, UML, SysML. Разработка вариантов концептуальной архитектуры системы на основе моделей бизнес-процессов «как есть» и моделей «как должно быть». Использование гибких методологий разработки сложных систем (Agile, Scrum методологии).

Тема 6. Реализация системно-архитектурного подхода с использованием визуально-ориентированного языка архитектурного моделирования Archimate. Современные проблемы и направления реализации системно-архитектурного методологии Unified Architecture Framework (UAF) в качестве международного стандарта системной инженерии.

Тема7. Разработка и внедрение технологий электронного взаимодействия (интероперабельности) сложных информационных систем на основе системного подхода. Современные проблемы и направления реализации общеевропейской архитектуры электронного взаимодействия European Interoperability Reference Architecture (EIRA).

Тема 8. Современные направления развития технологий бизнес-инженерия, системной инженерии и программной инженерии на основе системного подхода и и моделе-ориентированной системной инженерии (Model-based systems engineering), системной инженерии сверхсложных систем (System of Systems E ngineering), системно-архитектурного методологии (TOGAF, FEAF) и глобальных систем военного назначения класса C4ISR (DODAF, MODAF, NAF).

Тема 9. Реализация систем поддержки принятия решений в задачах системного анализа на основе технологий интеллектуальной обработки данных (Business Intelligence, Data Mining, Knowledge Discovery, Data Warehouse, OLAP).

Тема 10. Реализация систем поддержки принятия решений в задачах системного анализа на основе когнитивных моделей. Технологии инженерии знаний в системном анализе. Модель преобразования и формирования новых знаний И. Нонака. Когнитивная системная технология стратегический выбора и анализа SODA, IBIS и «Обучающихся организаций — Learning organisation» П. Сенге. Реализация подсистем отображения информации и мультимедиа на основе системно-когнитивного подхода.

Тема 11. Системные информационно-аналитические и информационно -когнитивные технологии реализации концепций «Умный город» (Smart City), «Умные eнергосистемы» (Smart Energy), «Тройная спираль» (Triple Helix).