Монографія «Системный анализ: Методология. Проблемы. Приложения», автори М.З. Згуровський, Н.Д. Панкратова 2-е издание, переработанное и дополненное (Київ, вид-во «Наукова думка»)

Монографія 2-е видання, перероблене та доповнене, обсягом 726 сторінок, призначена для студентів вищих навчальних закладів III – IV рівнів акредитації, які навчаються за напрямами «Системний аналіз», «Прикладна математика», «Інформатика», «Комп’ютерні науки».
У монографії викладаються основи системного аналізу як прикладної наукової методології, призначеної для дослідження складних, міждисциплінарних проблем різної природи. З позиції системного підходу даються базові визначення, методологічні і теоретичні основи формалізації й вирішення міждисциплінарних задач, що стосуються різних предметних галузей. Пропонуються методи формалізації системних задач, приведення їх до форми вирішення в реальних умовах, що характеризуються наявністю великої кількості суперечливих цілей, різних видів невизначеностей і ризиків. Приводяться обчислювальні алгоритми і процедури вирішення практичних задач міждисциплінарного характеру для ряду застосувань, що відносяться до науково-технічної та соціально -економічної сфер діяльності людини.
У розділі 1 розглянуто властивості та особливості предметної області системного аналізу. З прагматичної точки зору відображено етапи становлення і розвитку системного аналізу як прикладної наукової методології. Перший етап становлення системного аналізу припадає на першу половину XX століття і є періодом формулювання основних ідей системного мислення, а також формування теоретичних засад концептуальної парадигми системного аналізу. Другий етап формувався в 30-40-ві роки XX століття і є етапом емпіричного розвитку системного аналізу. Третій етап формувався в умовах післявоєнного часу. Його особливістю є синхронний розвиток теорії системного аналізу і практики системних досліджень. Четвертий етап — це сучасний період розвитку системної методології. Найважливішими його особливостями є швидке за темпами і значне за обсягом наростання різнотипних глобалізацій світових процесів. Визначальним принципом системних досліджень цього періоду стає глобальне бачення досліджуваних проблем з урахуванням зрослих взаємозв’язків і взаємозалежностей усіх країн та народів світу.
Визначено роль і показано місце системного аналітика у розв’язуванні загальної задачі системного аналізу для реальних систем різного призначення. Обґрунтовано роль і місце системного аналізу в науці та практиці і його взаємозв’язок з іншими фундаментальними дисциплінами. Встановлено принципові відмінності системного аналізу як наукової методології від аксіоматичних дисциплін.
У розділі 2 викладено основні поняття, аксіоми та означення системного аналізу. Дано коротку характеристику основних об’єктів системного аналізу: матеріальних і аб¬страктних, природних та штучних, активних і пасивних. Введено базові формулювання для типових об’єктів системного аналізу: системи, складної системи, великої системи, суперсистеми, глобальної системи. Розглянуто приклади різних систем. Дано змістовне формулювання загальної задачі системного аналізу. Наведено фундаментальні принципи, яких необхідно дотримуватись у формуванні системної методології та її практичній реалізації. Введено концептуальні функціональні простори для умов і властивостей функціонування складної системи, які базуються на особливостях процедур розкриття невизначеностей різної природи цілеспрямованого аналізу складних систем. Дано поняття складності як фундаментальної властивості задач системного аналізу. Розглянуто різні види складності. Запропоновано принципи та прийоми розв’язування задач транс обчислювальної складності в рамках загальної проблеми системного аналізу.
У розділі 3 наведено загальну характеристику властивостей та особливостей різних класів формалізовних задач системного аналізу. Дано поняття формалізовних і формалізованих задач системного аналізу. Складні формалізовні системи показано як об’єкти дослідження системного аналізу. Наведено характеристику рівнів задач, розв’язуваних під час дослідження складних формалізовних систем.
На цих рівнях формалізовну систему вивчають як об’єкт системного аналізу і на цій підставі розв’язують задачі збирання, обробки та оцінювання інформації про систему, а також оперативного і технологічного впливу на процеси одержання інформації та процеси впливу на систему. Потім розв’язують задачі якісного та кількісного аналізу і підготовки до прийняття рішень щодо цілеспрямованої зміни поведінки формалізовної системи, а також керування системою натурних випробувань. А також розв’язують повний комплекс задач, які забезпечують прийняття рішень ОПР на підставі даних, знань і експертних оцінок, одержаних на попередніх рівнях.
У розділі 4 сформульовано задачі розкриття невизначеностей цілей, ситуацій і кон¬фліктів. Описано методи розкриття невизначеностей цілей: лінійної згортки, використання технічних обмежень, зведення до системи нелінійних рівнянь, зведення до чебишевської задачі наближення. Дано поняття раціонального компромісу Парето. Наведено методи і прийоми відшукання множини Парето. Розглянуто задачі і методи розкриття природної та ситуаційної невизначеностей: розкриття невизначеностей за відомих характеристик випадкових факторів; розкриття невизначеностей у разі неповної інформації про випадкові фактори. Розглянуто задачі і методи розкриття невизначеності в конфліктних ситуаціях: задачу розкриття невизначеності активної взаємодії партнерів і задачу протидії супротивників, задачу багатоцільової взаємодії партнерів за умов ситуаційної невизначеності, задачу багатоцільової активної протидії супротивників за умов ситуаційної невизначеності.
Розділ 5 присвячено пошуку раціонального компромісу в задачах розкриття кон¬цептуальної невизначеності. Дано поняття раціонального компромісу за умов концеп¬туальної невизначеності. Запропоновано підхід до відтворення функціональних залежностей у задачах розкриття концептуальної невизначеності. Ця задача відрізняється принциповою складністю від типової задачі відтворення функціональної залежності, що зумовлено не тільки різнорідністю вихідної інформації, але й різнорідністю властивостей розглянутих груп факторів. Для подолання трансобчислювальної складності запропоновано формувати функції наближення у вигляді ієрархічної багаторівневої системи моделей. Наведено підхід до системного узгодження суперечливих цілей у задачах пошуку раціональних компромісів. Подано методи і прийоми формування множини Парето за умов концептуальної невизначеності. Розв’язано практичні задачі на основі методології відтворення функціональних закономірностей і формування множини Парето за умов концептуальної невизначеності.
У розділі 6 розглянуто проблеми розкриття системних невизначеностей у задачах взаємодії і протидії коаліцій. Викладено основні поняття, прийоми та принципи системного аналізу активної взаємодії партнерів, протидії суб’єктів-конкурентів. Дано математичне формулювання задач у випадках активної взаємодії партнерів і протидії конкурентів у коаліціях, задачі розкриття невизначеності системної взаємодії і протидії коаліцій з урахуванням різних груп факторів ризику. Наведено процедури формалізації цілей і стратегії взаємодії партнерів, протидії суб’єктів-конкурентів, взаємодії та протидії коаліцій. Подано приклади розв’язування задач взаємодії і протидії коаліцій з урахуванням факторів ризику.
Розділ 7 присвячено розв’язуванню задач інформаційного забезпечення практичних задач системного аналізу. Показано, що для цього класу задач недостатньо тільки кількісного опису інформації, прийнятого в теорії інформації та суміжних дисциплінах. Обґрунтовано, що за реальних умов наявності невизначеностей і ризиків є практична необхідність опису та оцінювання якісних характеристик інформації під час формалізації практичних задач системного аналізу. Введено поняття, означення і формалізації якісних показників інформованості ОПР: повноти, достовірності та своєчасності. Запропоновано метод розв’язування задачі класифікації і розпізнавання ситуацій за інтегральним показником і за частковими показниками інформованості. Вивчено задачі розпізнавання ситуації за умов нечіткості інформації та зміни показників інформованості. Продемонстровано розв’язування задачі розпізнавання та запобігання критичним і катастрофічним ситуаціям у разі зміни характеристик інформованості ОПР.
У розділі 8 розглянуто питання, пов’язані з побудовою структури і функцій складних багаторівневих ієрархічних систем. Наведено принципи та прийоми структуризації формалізованого опису властивостей, структури і функцій такого класу систем. Дано математичне формулювання задачі системного аналізу складної багаторівневої ієрархічної системи, запропоновано загальну стратегію її розв’язання і структуру узагальненого алгоритму структурно-функціонального аналізу. Наведено математичне формулювання задачі вибору структури і функціональних елементів складної багаторівневої ієрархічної системи, а також запропоновано метод і проаналізовано прийоми та процедури її розв’язання.
Запропоновано підхід до розв’язування задачі системної структурної оптимізація складних конструктивних елементів сучасної техніки, що ґрунтується на цілеспрямованому виборі функціональних елементів кожного ієрархічного рівня. Показано розв’язування задачі системної параметричної оптимізації, яка дає змогу знайти раціональний компроміс суперечливих вимог до міцності, надійності, технологічності, техніко-еко-номічної ефективності конструкції. Наведено практичні приклади розв’язування задач для зазначеного класу систем.
У розділі 9 викладено основні поняття, прийоми та принципи системного аналізу багатофакторних ризиків за умов невизначеності. Запропоновано загальне формулювання задачі системного аналізу багатофакторних ризиків. З використанням прийому декомпозиції цю задачу зображено у вигляді системно узгодженої за цілями, термінами та очікуваними результатами послідовності задач. Розглянуто підхід до формування концептуальних основ методології системного аналізу і прогнозування ризиків для задач керування безпекою складних технічних систем. Запропоновано новий принцип своєчасного виявлення та усунення причин можливого переходу об’єкта з працездатного стану в непрацездатний на основі системного аналізу багатофакторних ризиків нештатних ситуацій, достовірного оцінювання ресурсів допустимого ризику різних режимів функціонування складного технічного об’єкта і прогнозування основних показників живучості об’єкта упродовж заданого терміну його експлуатації.
Розділ 10 присвячено проблемам системного узгодженого управління працездатністю і безпекою складних ієрархічних систем у реальних умовах їхнього функціонування, які характеризуються наявністю невизначеностей і ризиків. Запропоновано основні принципи розв’язування задач системного управління за умов невизначеностей і ризиків. Проаналізовано основні функціональні властивості системного управління: керованість, адаптивність, стійкість, координованість, живучість, ефективність. Розглянуто задачі системного управління, що включають такі процеси, як перетворення властивостей, структури, розвитку, призначення певних перспективних або неперспективних видів практичної діяльності, а також формування і прийняття рішень щодо оцінювання, планування і реалізації нових перспективних напрямів. Сформульовано загальну задачу управління складною багаторівневою ієрархічною системою за умов багатофакторних ризиків і запропоновано стратегію її розв’язання.
Із залученням розробленого інструментарію системно погодженого рішення задач виявлення, розпізнавання, діагностики, прогнозування та мінімізації ризиків позаштатних ситуацій реалізовані практичні завдання функціонування СТС в реальному режимі часу. Наводиться техніко-економічний аналіз функціонування складної багаторівневої ієрархічної системи в умовах багатофакторних ризиків, в рамках якого розглядаються різні аспекти аналізу та оцінювання техніко-економічної ефективності складних систем різної природи.
У главі 11 систематизовані й уніфіковані найбільш ефективні практичні прийоми і методи розв’язання задач технологічного передбачення. Наведено приклади регіональних і національних програм технологічного передбачення. Обґрунтовано місце і роль експертного оцінювання в методології передбачення, створення сценарного аналізу як основи передбачення. Запропоновано методологічні та математичні принципи передбачення, методи і прийоми розробки і реалізації його стратегії, які відкривають нові можливості підвищення ефективності інноваційної діяльності. Для побудови сценаріїв майбутнього розроблено інструментарій у вигляді людино-машинної інформаційної платформи сценарного аналізу, що являє собою комплекс математичних, програмних, логічних і організаційних засобів для визначення послідовності застосування методів, взаємозв’язків між ними і в цілому формування самого процесу передбачення. Розроблений інструментарій дозволяє підвищити оперативність прийняття та реалізації стратегічно важливих рішень у процесі управління інноваційним розвитком підприємств і галузей промисловості.
У главі 12 запропонована система факторів (індексов та індикаторів) і розроблено нову метрика для вимірювання процесів сталого розвитку (Міура) з метою глобального моделювання зазначених процесів в контексті якості та безпеки життя світового населення. Для цього моделювання були використані вихідні дані, представлені авторитетними міжнародними організаціями. З використанням МІ-УР було проведено дослідження впливу сукупності глобальних загроз і світових конфліктів на сталий розвиток. Зроблено спробу передбачення наступного конфлікту, названого «конфліктом XXI сторіччя», і виконано аналіз його природи і головних характеристик: – тривалості, основних фаз перебігу та інтенсивності. Визначено систему глобальних загроз, які породжують цей конфлікт. З використанням методу кластерного аналізу визначено вплив цих загроз на різні країни світу. Висловлені передбачення про можливі сценарії розвитку країни у процесі зазначеного системного конфлікту і після його завершення.
Книга буде корисна для науковців і практиків, а також аспірантів і студентів, що спеціалізуються в області системних досліджень, аналізу складних міждисциплінарних проблем різної природи.