2025/2026
Формальные методы валидации и верификации моделей
Статус:
Маго-лего
Когда читается:
2, 3 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Бабкин Эдуард Александрович
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
28
Программа дисциплины
Аннотация
В этом учебном курсе студенты изучают общие принципы моделирования, анализа и дизайна сложных систем различной природы на основе единых принципов системного подхода и современных программных технологий, применяемых для многоаспектного моделирования технических и гибридных систем.
Цель освоения дисциплины
- формирование у студентов понимания концепции сложной системы и роли систем в анализе сложных ситуаций в контексте современных научных доктрин (общая теория систем, Inquiring Systems)
- выработка навыка использования системного анализа и практических методов разработки и анализа систем на примерах организаций с использованием программного инструментария.
- формирование четкого представления о смысле и взаимосвязи таких ключевых концептов системной науки, как: изменения, проблема, проблемная ситуация, принятие решений, ЛПР, система, модель, взаимосвязь.
Планируемые результаты обучения
- Аргументировать выбор определенного вида модели для решения конкретной проблемной ситуации.
- Выделять ключевые характеристики "мерзких" проблем на примерах реальных проблемных ситуаций.
- Выделять конструктивные элементы в моделях Системной динамики и определять их характеристики.
- Выделять общее и различия в существующих научных определениях понятия система.
- Выполнять выявление и анализ архетипов систем в моделях Системной динамики, реализованных средствами AnyLogic.
- Выполнять перевод моделей причинных связей в модели Системной динамики.
- Выполнять трансляцию модели причинных связей с архетипами систем в модель Системной динамики.
- Выявлять или прогнозировать новые формы поведения, возникающие благодаря синергии элементов системы.
- Выявлять конфликты в иерархии гаранторов истинности по ван Гигу в ходе развития систем.
- Выявлять различные возможные исходы проблемных ситуаций.
- Выявлять феномены холизма, синергии, эмерджентности для конкретных примеров сложных систем.
- Давать оценку управленческий решений, используя иерархическую структуру гаранторов истинности по ван Гигу.
- Давать характеристику основных восьми архетипов систем
- Иллюстрировать негативное влияние эффектов скорости, нелинейности, сложности на примере реальных проблемных ситуаций.
- Иллюстрировать ограничения и недостатки моделей жизнеспособной системы в контексте решения проблемных ситуаций в организации.
- Иллюстрировать ограничения и недостатки моделей на основе сетей Петри в контексте решения проблемных ситуаций в организации.
- Иллюстрировать ограничения и недостатки моделей причинных связей в контексте решения проблемных ситуаций в организации.
- Интерпретировать результаты работы моделей Системной динамики в терминах проблемной ситуации.
- Классифицировать системы по категориям систем с организованной простотой, систем с неорганизованной сложностью, систем с организованной сложностью.
- Конкретизировать общие инженерно-ориентированные определения систем в частных случаях сложных проблемных ситуаций.
- На примерах конкретных архетипов выделять циклы положительной и отрицательной обратной связи, объясняя их эффекты.
- На примерах конкретных архетипов объяснять влияние временных задержек на динамические характеристики моделей.
- Называть основных исследоватей в области общей теории систем и системного менеджмента.
- Объяснять задачу моделирования в терминах морфизмов различных систем на конкретных примерах.
- Объяснять закономерность появления инструментария архетипов систем
- Объяснять назначение и основные характеристики конструктивных элементов в моделях причинных связей.
- Объяснять назначение процедур верификации и валидации вычислительных моделей на примерах.
- Объяснять основные характеристики законов изменения уровней в Системной динамике и давать примеры их практического использования.
- Объяснять преимущества и недостатки аналитических моделей для конкретных примеров проблемных ситуаций.
- Объяснять преимущества и недостатки имитационных моделей для конкретных примеров проблемных ситуаций.
- Объяснять причины и результаты использования механизма временных задержек в моделях причинных связей.
- Объяснять эффекты использования технологий больших данных и искусственного интеллекта в задачах проектирования и анализа сложных систем.
- Описывать конкретный пример организации в терминах инженерно-ориентированного определения системы.
- Описывать различия методов и результатов моделирования по типу "белый ящик", "черный ящик" для конкретных ситуаций.
- Определять аргументы в пользу использования моделей сетей Петри при моделировании определенных аспектов организации.
- Определять составляющие элементы проблемной ситуации
- Определять форму, назначение и ограничения языка модели на конкретных примерах.
- Показывать на конкретных примерах возможные ловушки нелинейности и предубеждений в ходе моделирования.
- Прогнозировать направления развития методов системного инжиниринга.
- Прогнозировать появление новых существенных характеристик в социально-технических системах.
- Разрабатывать модели причинных связей для конкретных примеров.
- Разрабатывать рекомендации и требования к функциям информационных систем и программного инструментария, применяемого для анализа и инжиниринга сложных систем.
- Разрабатывать структурированное описание проблемной ситуации в терминах мета-системы и системы систем.
- Разрабатывать сценарий системной интервенции на основе анализа архетипа системы.
- Разрабатывать упрощенную модель жизнеспособной системы по Биру на примере конкретной организации.
- Строить модели причинных связей и анализировать их по методу архетипов систем для конкретных примеров.
- Формулировать задачу изучения или разработки сложной системы, как задачу создания и анализа модели.
- Формулировать задачу решения проблемы как задачу системного инжиниринга, определяя границы, цели, стейкхолдеров системы.
- Формулировать способы использования результатов разработки и анализа моделей архетипов систем
Содержание учебной дисциплины
- Понятие системы и общая теория систем
- Понятие модели как разновидности системы
- Научные основы использования системного подхода в ходе анализа проблемных ситуаций
- Особенности моделирования организаций
- Моделирование организаций на основе диаграмм причинных связей
- Анализ архетипов систем
- Направления развития теории системного анализа
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Bala BK, Arshad FM, Noh KM. System dynamics. Springer Texts in Business and Economics. 2017.
- Skyttner L. General Systems Theory : Ideas and Appln. Singapore: World Scientific Publishing Co Pte Ltd; 2001.
- Wasson CS. System Analysis, Design, and Development : Concepts, Principles, and Practices. Somerset: John Wiley & Sons, Incorporated; 2015.
- Волкова В.Н. - Теория систем и системный анализ в управлении организации - Издательство "Финансы и статистика" - 2009 - 848с. - ISBN: 978-5-279-02933-4 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/1049
- Искусство системного мышления: Необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем: Учебное пособие / О'Коннор Д., Макдермотт И., - 9-е изд. - М.:Альпина Пабл., 2016. - 256 с.: 60x90 1/16 (Переплёт) ISBN 978-5-9614-5289-1 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/913068
- Теория систем и системный анализ / Вдовин В.М., Суркова Л.Е., Валентинов В.А., - 3-е изд. - М.:Дашков и К, 2018. - 644 с.: ISBN 978-5-394-02139-8 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/415155