Качественные методы системного анализа.

Качественные методы применяются, когда отсутствует описание закономерности систем в виде аналитических зависимостей.

Одним из качественных методов называется метод мозговой атаки – это метод систематической тренировки творческого мышления, нацеленный на открытие новых идей и достижений.

Ещё один метод называется методом сценариев. Методы подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенных в письменном виде получили название сценариев. Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развёрнутые во времени. На практике по типу сценариев разрабатываются различные прогнозы. Сценарий является предварительной информацией, на основе которой проводится работа по прогнозированию и разработке вариантов проекта. Обычно составляются три сценария: пессимистический (для наихудших условий), оптимистический и наиболее вероятный.

Методы экспертных оценок. При использовании экспертных оценок предполагается, что мнение группы экспертов надёжнее, чем мнение отдельного эксперта. Всё множество проблем, решаемых методами экспертных оценок, делятся на два класса. К первому относятся такие, в отношении которых имеется достаточное обеспечение информацией. Ко второму классу относятся проблемы, в отношении которых недостаточно знаний для полной уверенности в справедливости указанных гипотез.

При обработке результатов коллективной экспертной оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации:

где

— количество экспертов, ; — количество рассматриваемых свойств, ; — оценка –го свойства –м экспертом; — отклонение суммы рангов по –му свойству от среднего арифметического сумм рангов по свойствам.

Коэффициент конкордации ( ) позволяет оценить, насколько согласованы оценки экспертов. Значение означает полную противоположность, а — полное совпадение оценок всех экспертов. Хорошим считается результат .

Согласованность показаний экспертов может быть оценена с помощью коэффициента ранговой корреляции:

где — разность величин рангов оценок -го свойства, назначенных экспертами А и В:

Коэффициент парной ранговой корреляции принимает значения — . Значение соответствует совпадению оценок двух экспертов, а – противоположным мнениям экспертов.

Метод делфи – это метод анализа сложных систем с помощью экспертной оценки. Суть метода делфи заключается в следующем: в отличие от традиционного подхода к достижению согласованности мнений экспертов путём открытой дискуссии метод делфи предполагает полный анализ коллективных обсуждений. В методе прямые дебаты заменены тщательно разработанной программой последовательных индивидуальных опросов, проводимых в форме анкетирования.

В основу метода Делфи положены следующие положения:

1) ставящиеся вопросы допускают возможность численного оценивания вариантов;

2) ответ на вопрос обосновывается экспертом;

3) ответы должны базироваться на достаточном объеме информации, которая может быть слабо формализованной.

Обработка анкет состоит в том, что оценки экспертов разбиваются на квартили, т.е. на интервалы ответов, примерно равные четверти мнений от числа экспертов. В результате опроса формируется плотность распределения мнений в виде ступенчатого графика или, в идеале при большом числе экспертов, непрерывной кривой.

1 этап. Формирование группы координаторов (штаба).

2 этап. Выбор группы экспертов, т.е. лиц, принимающих решения (ЛПР).

Выбор проводится на основе анкет для экспертов: вопросы анкеты формируются, исходя из целей координаторов. Например: 1) практический опыт решения аналогичных задач, 2) уровень образования, 3) возраст и т.д.

3 этап. Составляется вопросник (анкеты) по существу проблемы с указанием числовых критериев ответов. Это начало первого тура.

4 этап. Обработка ответов. Каждый эксперт отвечает на вопросы и обосновывает свое решение. Работа ведется анонимно. Мнения экспертов упорядочиваются по оси Х, и эксперты разбиваются на четыре группы. Мнения крайних групп экспертов озвучиваются (доводятся до всех экспертов) с обоснованиями.

5 этап. Выделение группы решений-претендентов на выход в следующий тур. Составление (коррекция) вопросников 2-го тура.

6 этап.Проводится 2-й тур аналогично первому. Далее 3-й тур и т.д. Обычно необходимы 3-4 тура. Критерий окончания процедуры – отсутствие изменений в мнениях экспертов. Существует два варианта результата:

1) найдено общее мнение, решение принято;

2) эксперты к единому мнению не пришли, требуются дополнительные исследования.

Близким к методу Делфи является Дельфийское совещание. Отличие данного метода: обработка анкет не проводится анонимно, а мнение экспертов просто озвучивается.

Метод дерева целей. Термин “дерево целей” подразумевает использование иерархической структуры, полученной путём разделения общей цели на отдельные составляющие.

Рис. 5.6

Морфологические методы. Основная Идея расчета глобальных приоритетов в методе дерева целей реализуется в несколько этапов:

1) строится граф (когнитивная карта), отражающий взаимодействие целевых функций между элементами различных уровней.

2) для каждой связи назначаются и нормируются веса элементов нижнего уровня для целей верхнего уровня.

3) вес (приоритет) альтернатив рассчитывается как произведение весов дуг от альтернативы к вершине.

идея морфологических методов – систематически находить все возможные варианты решения проблемы или реализации системы путём комбинирования выделенных элементов. Морфологический метод подразделяется на несколько методик.

1) Метод систематического покрытия поля, основанный на выделении опорных пунктов знания в любой исследуемой области и использовании для заполнения поля некоторых сформулированных принципов мышления.

2) Метод отрицания и конструирования, базирующийся на идее, заключающейся в том, что на пути конструктивного прогресса стоят догмы и компромиссные ограничения, которые есть смысл отрицать. И, следовательно, сформулировав некоторые предложения, полезно заменить их на противоположные и использовать при проведении анализа.

3) Метод морфологического ящика. Идея метода состоит в определении всех возможных параметров, от которых может зависеть решение проблемы и представлений этих параметров в виде матриц строк.

При использовании морфологического подхода для моделирования информационных и организационных систем разрабатывают языки моделирования, которые применяют для порождения возможных ситуаций, а также возможных вариантов решения проблем. Примерами таких языков служат: язык ситуационного управления, а также языки структурно – лингвистического моделирования.

Лекция. Порядок функционирования цифровой управляющей системы (ЦУС).

Для управления сложными технологическими процессами, объектами, используют системы на базе ЭВМ, которые строятся следующим образом. Управляющая ЭВМ соединяется с объектом управления посредством каналов ввода-вывода информации, по которым в ЭВМ поступают сигналы, характеризующие изменение состояния объекта, а из ЭВМ передаётся управляющая информация, воспринимаемая исполнительными, регистрирующими или отображающими устройствами объекта. В общем случае ЭВМ должна решать совокупность задач. Программы П₁,…, Пр решения задач инициируются в порядке, определённом процессами, происходящими в управляемом объекте и в самом ЭВМ. Причина инициирования программы называется заявкой. Заявки генерируются в объекте и поступают в ЭВМ периодически или в произвольные, случайные моменты времени. При наличии одного процессора программы обслуживания заявок могут быть выполнены только последовательно, в связи с чем возникают очереди заявок на обслуживание.

Обработка заявок организуется по следующей схеме:

z_k

z₁

z₂

O_N

z_M

Схема обработки заявок

Заявки z₁, z₂,…, z_M поступают в устройство прерывания процессора. При появлении заявки z_i устройство прерывания прерывает работу процессора и переключает его на выполнение программы Диспетчер1. Он опознаёт тип поступившей заявки и ставит заявку в соответствующую очередь О_j на обслуживание. Процесс выбора заявки из множества заявок называется диспетчеризацией. Эта процедура реализуется программой Диспетчер2, которая анализирует состояние очередей О₁, …, О_N, выбирает заявку z_к , имеющую преимущественное право на обслуживание, и инициирует соответствующую программу П_к. По окончанию работы программы обслуженная заявка покидает систему. После обслуживания заявки управление передаётся Диспетчеру2, который выбирает очередную заявку и инициирует соответствующую программу. Если очереди пусты, то Диспетчер2 переключает процессор в состояние ожидания.