Рабочая программа для студентов Vкурса специальности

Вид материала

Содержание

Теория системного анализаи принятия решений
I. Цель изучения дисциплины
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
4. Содержание дисциплины
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6. Материально-техническое обеспечение дисциплины
7. Контрольные вопросы

Подобный материал:

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

4/ /

Одобрено кафедрой «Инженерная экология и техносферная безопасность»

Теория системного анализа
и принятия решений

Рабочая программа

для студентов V курса

специальности

280101 Безопасность жизнедеятельности

в техносфере (БЖТ)

М о с к в а - 2 0 0 7

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом профессионального высшего образования в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 280101 (БЖТ).

С о с т а в и т е л ь – ст.преп. Д.В. Климова

© Российский государственный открытый

технический университет путей сообщения, 2007

I. Цель изучения дисциплины

Дисциплина «Теория системного анализа и принятия решений» является одной из важнейших дисциплин цикла общепрофессиональных дисциплин.

Повышение эффективности процесса принятия решений – главная проблема в деятельности любого специалиста. Для инженеров по безопасности жизнедеятельности подобный вопрос приобретает особую актуальность, поскольку любые ошибочные, а иногда даже и неоптимальные решения могут обернуться человеческими жертвами и значительным материальным ущербом.

Поскольку считается, что XXI век станет временем профессионалов, то знание теории и алгоритмов механизмов принятия решений приобретает, по всей видимости, первостепенный статус для студентов рассматриваемой и многих других специальностей.

Цель курса – дать студентам знания и навыки, позволяющие им в сложных ситуациях, связанных с процессом принятия решений видеть все составляющие этого процесса, что позволяет при всесторонней компьютерной поддержке исключить случаи, когда принимаются решения явно ошибочные в данных условиях или выбирается альтернатива, далекая от оптимальной.

К основным задачам курса относятся:

изучение основных понятий процесса принятия решений;
получение представлений о многообразии целей и критериев принятия решений и возможности многокритериального выбора;
ознакомление с современными методами получения результата при решении сложных задач принятия решений;
реализация возможности принятия рациональных решений в условиях неполной, нечеткой, расплывчатой информации, т.е. в тех случаях, когда приходится выбирать конкретную альтернативу при техногенных и экологических авариях и катастрофах.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины «Теория системного анализа и принятия решений» студенты должны знать:

эволюцию системных представлений;
модели системы и модели систем;
классификации систем;
информационные аспекты изучения системногоанализа;
роль измерений в системном анализе;
проблемы выбора принятия решений;
процедуры системного анализа;
неформализуемые этапы системного анализа;
роль системного анализа в безопасности жизнедеятельности.

После освоения дисциплины студенты должны уметь:

выяснять причины реальной сложности возникающие перед обладателем проблемы;
выработать варианты их устранения;
отделять важное от несущественного;
найти правильную формулировку для каждой из возникающих задач.

В ходе изучения дисциплины студенты приобретают практические навыки:

использования возможностей различных науки практических сфер деятельности;
привлечения людей к работе;
организации коллективной деятельности
к развитию диалектического видения мира системного мышления.
создания систем и решения сложных задач, улучшающих вмешательство в проблемную ситуацию.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Курс IV
Общая трудоемкость дисциплины	85 ч
Аудиторные занятия:	12 ч
лекции	8 ч
лабораторные занятия	-
практические занятия	4 ч
Самостоятельная работа	ч
Контрольные работы (количество)	–
Курсовой проект/курсовая работа	–
Вид итогового контроля	Диф. зачет

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

Раздел дисциплины	Лекции, ч	Практические занятия, ч	Лабораторные занятия, ч
Основные положения теории системного анализа	4	4	-
Процесс принятия решений	4	-	-
Всего часов	8	4	-

4.2. Содержание разделов дисциплины

Введение

ПредметсистемногоанализаОсновныеопределенияОсновныеэтапысистемногоанализа

Раздел 1. Основные положения
теории системного анализа

1.1. Понятие и основные принципы системного анализа

Необходимость системного анализа в задачах обеспечения техногенной безопасности. Связь системного анализа с другими науками. Эволюция взглядов на возможности человека при выборе стратегической альтернативы.

1.2. Информационное взаимодействие как фактор классификации систем

Классификация систем по уровню сложности. Естественные и искусственные системы. Открытые и закрытые системы. Большие малые и сложные простые системы. Равновесие гомеостаз и гомеокинез. Живые и неживые системы.

1.3. Моделирование - формализуемый этап системного анализа

Моделирование способсуществования сознания. Роль моделирования в деятельности человека. Общие свойства моделей. Типы моделей модель вход-выход, модель состава модель структуры. Структурная схема как соединение моделей. Функциональная схема.

1.4. Роль измерений в создании моделей

Соотношение эксперимента и модели. Теоретико-множественные отношения как базис количественного описания моделей

Шкалирование. Виды измерительных шкал, шкала наименований порядковая шкала, интервальная шкала, шкала отношений, периодическая шкала, абсолютная шкала. Выбор шкалы.

1.5. Количественное описание моделей

Нечеткое описание ситуации. Основные понятия теории нечетких множеств. Применение теории нечетких множеств.

Вероятностное описание ситуации. Границы применимости теории вероятностей. Способы задания вероятностных характеристик случайных процессов. Основные задачи, решаемые методами математической статистики. Методы снижения размерности задачи, метод главных компонент, факторный анализ и их роль. Источники ошибок при применении статистических методов.

1.6. Оптимизация в условиях неопределенности

Платежная матрица. Максиминный критерий. Критерий Байеса-Лапласа. Критерий Сэвиджа. Оптимистический критерий. Производные критерии. Практика применения различных критериев. Понятие сильного и слабого доминирования.

1.7. Моделирование человека и социума в системном анализе.

Понятие о теории организации. Моделирование человека в системах различного уровня сложности. Мотивация и ее модели. Межличностное и межгрупповое взаимодействие, их роль в инженерном анализе. Типы управления и координации в системах различного уровня и природы.

1.8. Разработка модели

Анализ и синтез в теории систем. Декомпозиция и агрегирование процедуры системного анализа. Формализуемые и неформализуемые аспекты моделирования. Модели систем как основания для декомпозиции. Виды и процедуры агрегирования.

1.9. Концептуализация - неформализуемый этап системного анализа

Формулирование, выявление проблемы. Выявление структуры целей и построение дерева целей. Формирование критериев и оценок. Постановка задач и переход к формализуемым этапам системного анализа. Сопровождение решения.

Раздел 2. Процесс принятия решений (ППР).

2.1. Понятие ППР

Задача принятия решения в общей теории систем. Методы описания выбора, критериальный метод, бинарные отношения функции выбора. Современные вычислительные методы теории принятия решений.

Групповой выбор. Выбор в условиях неопределенности, игровые методы. Выбор в условиях статистической неопределенности. Выбор в условиях нечеткой неопределенности. Экспертный выбор.

Общие свойства. Участники ППР. Критерии. Альтернативы. Типы задач. Проблемы ППР. Физиология ППР.

2.2. Информационное обеспечение ППР

Понятие информации, информационная потребность. Старение и рассеивание информации. Виды информации. Измерение информации. Информационная структура ППР.

2.3. Неформальные методы принятия решений

Групповой выбор. Мозговой штурм. Метод систематической эвристики. Метод попарного сравнения. Метод Делфи.

2.4. Математическое программирование

Понятие целевой функции. Допустимая область. Линии одного уровня. Унимодальность целевой функции. Условие стационарности. Линейное и нелинейное программирование. Условная и безусловная оптимизация. Понятие штрафной функции. Условия Куна-Таккера. Методы параметрической оптимизации: сканирования, градиентный, Гаусса-Зейделя, случайного поиска, деформируемого многогранника. Динамическое программирование.

2.5. Многокритериальная оптимизация

Понятие особых и эффективных точек. Критериальные ограничения. Множество Парето. Оптимальность по Парето. Практическое решение задач многокритериальной оптимизации. Выявление зависимых целевых функций.

2.6. Методы ПР

Статистические методы ПР. Методы проверки гипотез и минимизации дисперсии. Игровые динамические задачи.

Некритериальные методы принятия решений. Бинарные отношения. Проблемы сравнения. Индексы согласия и несогласия. Отношение превосходства.

2.7. Технология ПР

Виды решений. Дерево событий. Дерево решений. Понятие стратегии. Стратегии внешних состояний. Формализация стратегий. Полезность вариантов решения.

2.8. Риск в человеко-машинных системах

Виды ущерба. Индивидуальный риск. Формализация риска. Суммарный эффект решения. Понятие события, представляющего угрозу. Попадание в опасную зону.

4.3. Практические занятия

Раздел дисциплины

Практическое занятие

1. Основные положения теории системного анализа

1. Структурирование целей

2. Формирование критериев оценки сложной системы

3. Постановка задачи и построение формальных моделей

4. Технический анализ как средство проблемно-ориентированного исследования сложных систем

5. Методы снижения размерности признакового пространства сложной системы, факторный анализ, анализ соответствий

7. Визуализация и решение задач системного анализа

4.4. Лабораторный практикум

Не предусмотрен.

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

5.1. Рекомендуемая литература

Основная

Системный анализ и принятие решений Словарь-справочник: Учебное пособие для вузов Под ред. В. Н. Волков, В. Н. Козлова М.: Высшая школа, 2004.
Антонов А..И. Системный анализ: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 2006.

Дополнительная

Белов П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере: Учебное пособие для студентов ВУЗов. – М.: Академия, 2003.
Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник. Учеб. пособие. Под ред. В. Н. Волковой, А. А. Емельянова, М.: Финансы и статистика, 2006.
Емельянов А.А., Кукушкин А.А,, Анфилатов В.С. Системный анализ в управлении: Учебник, М.: Финансы и статистика, 2002.
Безопасность жизнедеятельности: в вопросах и ответах, задачах и решениях. – Учебное пособие // А.Г. Горбунов, В.И. Дьяков, В.Н. Ларионов, Г.В. Попов, А.К. Соколов, В.П. Строев, А.И. Тихонов, К.В. Чернов. – Иваново: ИГЭУ, 2000.
Киселев В.Ю. Экономико-математические методы и модели. Иваново: ИГЭУ, 1998.
Миротин Л. Б., Ташбаев Ы. Э. Системный анализ в логистике, М.: Экзамен, 2004.
Оптнер С.Л. Системный анализ для решения проблем бизнеса и промышленности, М.: Концепт, 2006.
Орлова Е.Р. Системный анализ и управление проектами: Методическое пособие - М.: ЛЕНАНД, 2007.
Попов Г.В. Методы принятия решений, Иваново: ИГЭУ, 2002.
Прангишвили И.В. Системный подход и общесистемные закономерности. Серия «системы и проблемы управления». – М.: СИНТЭГ, 2000.

6. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Реализация программы дисциплины “Теория системного анализа и принятия решений” предполагает наличие графопроектора и компьютерного класса с установленным программным обеспечением:

математический пакет MathCad для проведения практических занятий;

пакет расчетов PER для проведения лабораторных занятий;

тестовое программное обеспечение.

Технические требования к персональным компьютерам:
Pentium II, 64 MB RAM, Windows 98.

7. Контрольные вопросы

Раздел дисциплины

Перечень вопросов

1. Основные положения теории системного анализа

Что такое системный анализ?
Что такое допустимая область?
Как называется функция, экстремальная точка которой обычно ищется в процессе принятия решений?
Нарисуйте график произвольной функции и укажите ее экстремумы.
Как называются линии, где значение целевой функции постоянно?
Определить значение градиента для функции Z=ax₁^m+ bx₂ⁿ. Построить градиент для точки с координатами х₁=f; х₂=g.
Методом Куна-Таккера найти экстремум целевой функции Z=ax₁ + bx₂ при следующих ограничениях

х₁ – сх₂  0; х₂ – dх₁²  0.

Нарисовать в плоскости х₁0х₂ допустимую область, сформированную параметрическими ограничениями с x_1d; f x_2g.
Объяснить, чем отличается задача условной оптимизации от задачи безусловной оптимизации.
Объяснить, в чем отличие задач линейного и нелинейного программирования.
Сформировать штрафную функцию, если заданы только параметрические ограничения с x_1d; f x_2g.
Взять произвольную функцию двух переменных. Для точки с координатами [a, b] рассчитать численным методом и построить градиент.
Как отличается штрафная функция при решении задачи максимизации от штрафной функции при решении задачи минимизации?
Сформировать целевую функцию и задать ограничения. Составить для этой задачи условия Куна-Таккера.

Раздел дисциплины

Перечень вопросов

2. Процесс принятия решений

Какое место занимает выбор в процессе принятия решений?
На каких науках базируется теория принятия решений?
Приведите примеры принятия решений, которые привели к трагическим последствиям.
Укажите лиц, принимающих участие в процессе принятия решений.
Дайте понятие альтернативе, цели и критерию.
Какие факторы усложняют процесс принятия решений?
Назовите основные виды задач принятия решений. Приведите примеры из своей практики.
Объясните, что такое информация и назовите ее основные свойства.
Какие факторы влияют на результат процесса принятия решений?
Объясните, для чего нужна формализация при принятии решений?
Какие ответственные решения вам приходилось принимать? Оцените их последствия.
Какие особенности имеют однокритериальные задачи принятия решений?

Теория системного анализа
и принятия решений

Рабочая программа

Редактор В.И. Чучева

Компьютерная верстка

Blog

Рабочая программа для студентов Vкурса специальности

Содержание