Основи системного аналізу

Відповідальний лектор

Слепченко Олександр Петрович

1. Вступ

1.1. Предмет навчальної дисципліни, її наукові та методичні основи, мета викладання і завдання дисципліни.

Предметом дисципліни «Основи системного аналізу» є прикладна наукова методологія, що спирається на широке різноманіття системно організованих евристичних процедур, методичних прийомів, математичних методів, програмних засобів, що забезпечує формування цілісних, міждисциплінарних знань про досліджуваний об’єкт як про сукупність взаємозалежних процесів різної природи. Ці знання використовуються для прийняття рішень щодо подальшого розвитку об’єкта з урахуванням багатьох конфліктних критеріїв і цілей, наявності факторів ризику, неповноти і недостовірності інформації. Загальною науковою основою вивчення дисціпліни є наукові праці О. Богданова, Л. Берталанфі, Н. Вінера, Р. Акофа, Ч. Черчмена, Д. Форрестера, П. Чекленда, П. Сенге, М. Джексона, В. М. Глушкова, М. З. Згуровського та інших провідних вчених в галузі системних наук та системної інженерії. Методологічною основою викладання дисципліни є як традиційні так і інноваційні педагогічні методи та технології (навчання у дії «Learning by doing», навчання, орієнтованому на рішення проблем і розвиток системного мислення «Problem learning» та інші). Метою викладання дисципліни є вивчення і освоєння студентами методичних прийомів системного мислення, математичних методів, програмних засобів побудови моделей складних об’єктів і процесів на основі системного підходу, формування необхідних для подальшої роботи і безперервного навчання компетенцій.

1.2. Що студент повинен знати, вміти і з чим повинен бути ознайомлений в результаті вивчення дисципліни.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати: теоретичні засади системного аналізу; методи та технології аналізу властивостей як добре структурованних проблем (Well-structured problem) так и слабко структурованих проблем (Ill-structured problem, Wicked problem). В результаті вивчення дисципліни студент повинен вміти: проводити аналіз властивостей як складних об’єктів і процесів так і надскладих (System of systems) соціально-технічних, соціально-економічних, соціально-політичних систем із застосуванням сучасних інформаційно-аналітичних технологій моделювання та передбачення (прогнозування).

1.3. Організаційно-методичне забезпечення навчального процесу.

Навчальний процес реалізується як на основі відчизняних та закордонних підручників (на кафедрі сформован електронний інформаційний ресурс з питань системного аналізу), так і на основі набутого досвіду реалізації задач системного аналіза викладачами кафедри системного аналізу і управління:

  • Адміністративно-територіальний устрій та сталий розвиток регіону (концептуальні основи та методологія): монографія / В. М. Бабаєв, Л. Л. Товажнянський, М. Д. Годлевський, О. С. Куценко, В. Л. Лисицький, О. П. Слепченко – [2-ге вид., стер.]. Харків, НТУ «ХПІ», 2008. – 316 с.
  • Товажнянський Л. Л., Куценко О. С., Слепченко О. П. Механізми забезпечення конкурентоспроможності економіки регіону на основі системного підходу та моделі «потрійної спіралі». Державне управління та місцеве самоврядування: тези ХІІ Міжнар. наук. Конгресу, 29 березня 2012 р. – Харків, ХарРІ НАДУ, «Магістр», 2012 – С. 208-209.
  • Методологічні основи і технології системного аналізу. Навчальний посібник / Слепченко О.П. Електронне навчальне видання – Харків НТУ «ХПІ», 2015. – 44c.

1.4. Система контролю якості навчання студентів.

Контроль якості навчання студентів здійснюється проведенням модульного контролю, виконанням студентами лабораторних завдань, складанням студентами іспиту.

1.5. Організація самостійної роботи.

З метою здобуття студентами знань у тісному зв’язку з реальною життєвою практикою, формування в них специфічних умінь, навичок і необхідних компетенцій учбовий процес реалізується в режимі співпраці за проектною інноваційною технологією навчання (Project-based learning) та “змішаною” формою навчання “Blended learning”.

2. Зміст дисципліни

Модуль 1. Методологічні основи системного аналізу та системних наук (System Science).

Тема 1 Предмет і завдання дисципліни, зв’язок з іншими дисциплінами. Основні поняття теорії систем та системного аналізу.

Тема 2. Історія виникнення і становлення системного підходу. Тектологія О. О. Богданова. Внесок Л. фон Берталанфі у загальну теорію систем.

Тема 3. Добре структурованних проблеми (Well-structured problem) та слабко-структурованих проблеми (Ill-structured problem, Wicked problem) системного аналізу. Класифікація систем. Конфліктно-керовані системи. Надскладі системи (System of systems). Класифікація прикладних методологій системного аналізу за Р. Фладом і М. Джексоном.

Тема 4. Методологічні основи вирішення добре структурізованих проблем. Метод дерева цілей. Метод PATTERN.

Тема 5. Методологічні основи вирішення слабко-структурованих проблем. Методологія “м’яких” систем П. Чекленда. Модель CATWOE.

Тема 6. Системно-синергетична методологія за Хакена. Біфуркації та аттрактори. Теорія довгих хвиль М. Д. Кондратьєва. Предбачення розвитку соціально-економічних процесів та технології NBIC (інтегровані нано-біо-інформаційно-когнітивні технології).

Тема 7. Класифікація моделей в системному аналізі. Моделі динамічних систем за Форрестером. Когнітивні моделі. Мережі Петрі. Мультіагентні системи.

Тема 8. Методи теорії експертизи та обробки експертної інформації в задачах системного аналізу. Елементи теорії вимірів та характеристика шкали як гомоморфізма. Типологія шкал за Стівенсом.

Тема 9. Основні етапи підготовки та проведення експертизи. Організація експертних груп.

Тема 10. Метод аналізу ієрархій (МАІ) Сааті.

Тема 11. Метод колективної генерації їдей. Метод Делфі. Метод колективної генерації їдей. Вибір результуючих гуртових відносин переваги.

Тема 12. Метод бальних оцінок Борда. Парадокс Кондорсе. Евристичний алгоритм розрахунку медіани Кемені. Розрахунок рангової кореляції за Кендаллом та Спірменом в задачах системного аналізу.

Тема 13. Моделі та методи прийняття рішень в умовах конфлікту, невизначеності та ризику за критеріями Вальда, Гурвіца та Байєса.

Тема 14 Методологічні основи багатокритеріальніх оцінок в системному аналізі.

Модуль 2. Реалізація системного підходу до проектування розробки та впровадження інформаційно-аналітичних технологій та систем підтримки рішень.

Тема 1. Інформаційно-аналітичні технології системного аналізу та системної інженерії (System Engineering). Інформаційно-аналітичні технології передбачення. Реалізація технологій передбачення за методиками В. М. Глушкова, Т. Сааті та М. З. Згуровського.

Тема 2. Технології системний аналізу, розробки стратегій та управління соціально-економічними процесами. SMART критерії досягнення цілей, процедура PATTERN, формування стратегій управління на основі SWOT -, SNW- і PEST аналізу.

Тема 3. Моделі системи управління якістю на основі «Спільної системи оцінки – Common Assessment Framework» та EFQM, управління ефективністю соціально-економічних процесів «Business performance management» Системний аналіз «вартість-ефективність» соціально-економічних процесів на основі методу аналізу ієрархій (МАІ) Сааті.

Тема 5. Реалізація технологій оцінки ефективності діяльності органів публічного управління (досвід вчених НТУ ХПІ розробки та впровадження системи оцінки ефективності) Розробка концепції реалізації інформаційно-аналітичних технологій в задачах реалізації адміністративно-теріторіальної реформи та децентралізації влади на основі системного підходу (досвід вчених НТУ ХПІ).

Тема 6. Інформаційно-аналітичні технології системної інженерії проектування інформаційних систем. CASE-засоби, технології структурного та об’єктно-орієнтованого системного аналізу. Системне моделювання бізнес-процесів на основі методологій IDEF, UML, SysML. Розробка варіантів концептуальної архітектури системи на основі моделей бізнес-процесів “як є” та моделей “як повинно бути. Використання гнучких методологій розробки складних систем (Agile, Scrum методології).

Тема 7. Реалізація системно-архітектурного підходу з використанням візуально-орієнтованої мови архітектурного моделювання Archimate. Сучасні проблеми та напрямки реалізації системно-архітектурної методології Unified Architecture Framework (UAF) в якості міжнародного стандарту системної інженерії.
Тема 8. Розробка та впровадження технологій електронної взаємодії (інтероперабельності) складних інформаційних систем на основі системного підходу. Сучасні проблеми та напрямки реалізації загальноєвропейської архітектури електронної взаємодії European Interoperability Reference Architecture (EIRA).

Тема 9. Сучасні напрямки розвитку технологій бизнес-инженерії, системної інженерії та програмної інженерії на основі системного підходу та та моделе-орієнтованої системної інженерії (Model-based systems engineering), системної інженерії надскладних систем (System of Systems E ngineering), системно-архітектурної методології (TOGAF, FEAF) та глобальниі систем війскового призначення класу C4ISR (DODAF, MODAF, NAF).

Тема 10. Реалізація систем підтримки рішень в задачах системного аналізу на основі технологій інтелектуальної обробки даних (Business Intelligence, Data Mining, Knowledge Discovery, Data Warehouse, OLAP).

Тема 11. Реалізація систем підтримки рішень в задачах системного аналізу на основі когнітивних моделей. Технології інженерії знань в системному аналізі. Модель перетворення та формування нових знань І. Нонака. Когнітивна системна технологія стратегічний вибору і аналізу SODA та IBIS «Навчаючихся організацій – Learning organisation» П. Сенге. Реалізація підсистем відображення інформації та мультімедіа на основі системно-когнітивного підходу.

Тема 12 Системні інформаційно-аналітичні та інформаційно- когнитівні технології реалізації концепцій “Розумне місто” (Smart City), “Розумні eнергосистеми”(Smart Energy), “Потрійна спіраль “(Triple Helix).