Имя материала: Исследование систем управления

Автор: А. С. Малин

Понятие и основные черты системного подхода

 

Изучение объектов и явлений как систем вызвало формирование новой научной методологии — системного подхода, используемого в различных областях науки и деятельности человека.

Гносеологической основой (гносеология — раздел философии, изучающий формы и методы научного познания) системного подхода является общая теория систем, начало которой положил австралийский биолог Л. Берталанфи. Предназначение этой науки он видел в поиске структурного сходства законов, установленных в различных дисциплинах, исходя из которых можно вывести общесистемные закономерности.

Рассмотрим основные черты системного подхода. Системный подход представляет одну из форм методологического знания, связанную с исследованием и созданием объектов как систем, и относится только к системам (первая черта системного подхода).

Второй чертой системного подхода является иерархичность познания, требующая многоуровневого изучения предмета: изучение самого предмета - "собственный" уровень; изучение этого же предмета как элемента более широкой системы  - "вышестоящий" уровень и, наконец, изучение этого предмета в соотношении с составляющими данный предмет элементами - "нижестоящий" уровень.

 Третьей чертой системного подхода является изучение интегративных свойств и закономерностей систем и комплексов систем, раскрытие базисных механизмов интеграции целого.

И наконец, четвертой чертой системного подхода является его нацеленность на получение количественных характеристик, создание методов, сужающих неоднозначность понятий, определений, оценок.

Другими словами, системный подход требует рассматривать проблему не изолированно, а в единстве связей с окружающей средой, постигать сущность каждой связи и отдельного элемента, проводить ассоциации между общими и частными целями. Все это формирует особый метод мышления, позволяющий гибко реагировать на изменения обстановки и принимать обоснованные решения.

С учетом сказанного определим понятие системного подхода.

Системный подход — это подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирования, а цели каждого из элементов определены исходя из общего предназначения объекта.

 

Сущность системного подхода

 

На практике для реализации системного подхода необходимо предусмотреть выполнение следующей последовательности действий:

формулировку задачи исследования;

выявление объекта исследования как системы из окружающей среды;

установление внутренней структуры системы и выявление внешних связей;

определение (или постановка) целей перед элементами исходя из проявляющегося (или ожидаемого) результата всей системы в целом;

разработку модели системы и проведение на ней исследований.

В настоящее время много работ посвящено системным исследованиям. Все они рассматривают решение системных задач, в которых объект исследований представляется в виде системы.

Системные задачи могут быть двух типов: системного анализа или системного синтеза. Задачи анализа — определение свойств системы по известной структуре, изучение свойств уже существующего образования. Задачи синтеза — определение структуры системы по ее свойствам, т.е. создание новой структуры, которая должна обладать желаемыми свойствами.

Системный анализ и синтез предполагает исследование больших систем, сложных задач. Н.Н. Моисеев отмечает: "Системный анализ... требует анализа сложной информации различной физической природы" [2.8]. Исходя из этого Ф.И. Перегудов определяет, что "системный анализ есть теория и практика улучшающего вмешательства в проблемные ситуации" [2.15].

Рассмотрим особенности реализации системного подхода.

Любое исследование предваряет его формулировка, из которой должно быть понятно, что нужно делать и на основании чего это делать.

В формулировке задачи исследования надо постараться различить общий и частный планы. Общий план определяет тип задачи -- анализ или синтез. Частный план задачи отражает функциональное предназначение системы и описывает характеристики, подлежащие исследованию.

Например:

разработать (общий план — задача синтеза) космическую систему,

предназначенную для оперативного наблюдения земной поверхности (частный план);

определить (общий план — задача анализа) оперативность, наблюдение земной поверхности с помощью космической системы (частный план).

Конкретность формулировки задачи во многом зависит от знаний исследователя и имеющейся информации. Меняется представление о системе, и это приводит к тому, что почти всегда имеются различия между поставленной и решаемой задачами. Чтобы они были несущественными, формулировка задачи должна корректироваться в процессе ее решения. Изменения в основном будут касаться частного плана сформулированной задачи.

Особенностью выделения объекта как системы из окружающей среды является то, что необходимо выбрать такие его элементы, деятельность или свойства которых проявляются в области исследования данного объекта. Например, пусть задачей исследования будет определение возможности наблюдения земной поверхности с помощью космического аппарата (КА). В табл. 2.1 приведен порядок выделения исследуемой задачи (объекта) из внешней среды, в который входят выделяемые элементы, внешние системы и исходные данные.

Таблица 2.1.

Порядок выделения исследуемой задачи (объекта) из внешней среды

 

Задача

Элементы системы

Внешние системы

Исходные данные

Определение возможностей наблюдения наземных объектов с помощью КА

1. Подсистема наблюдения

2. Подсистема управления движением центра масс

3. Подсистема ориентации и стабилизации

1. Наземный специальный комплекс

2. Объекты наблюдения

3. Гравитационное поле Земли

4. Атмосфера Земли

1. Параметры движения КА 2. Координаты спецкомплекса

3. Координаты объектов наблюдения и их характеристики

4. Характеристики атмосферы

 

Между элементами КА устанавливаются связи, т.е. образуется структура системы. Необходимость выявления (либо создания) той или иной связи определяется степенью ее влияния на исследуемые характеристики: должны оставляться те, которые оказывают существенное влияние. В тех случаях, когда связи неясны, необходимо укрупнить структуру системы до известных уровней и проводить исследования в целях последующего углубления детализации до необходимого уровня. Не должны вводиться в структуру системы элементы, не имеющие связей с другими.

Из сказанного следует вывод: установление внутренней структуры не является операцией только начального этапа исследования, она будет уточняться и изменяться по мере проведения исследований. Этот процесс отличает сложные системы от простых, в которых элементы и связи между ними не изменяются в течение всего цикла исследования.

В любой системе каждый элемент ее структуры функционирует исходя из некоторой своей цели. При ее выявлении (или постановке) следует руководствоваться требованием подчиненности общей цели системы. Здесь следует отметить, что частные цели элементов не всегда согласуются с конечными целями самой системы.

Сложные системы, как правило, исследуются на моделях. Целью моделирования является определение реакций системы на воздействия, границы функционирования системы, эффективность алгоритмов управления. Модель должна допускать возможность вариаций изменения количества элементов и связей между ними с целью исследования различных вариантов построения системы. Процесс исследования сложных систем носит итеративный характер, и число возможных приближений зависит от априорных знаний о системе и жесткости требований к точности получаемых результатов.

На основе проведенных исследований вырабатываются рекомендации:

по характеру взаимодействия между системой и окружающей средой;

по структуре системы, видам организации и типам связей между элементами;

по закону управления системой.

Главная практическая задача системного подхода в исследовании систем управления состоит в том, чтобы, обнаружив и описав сложность, обосновать также дополнительные физически реализуемые связи, которые, будучи наложенными на сложную систему управления, сделали бы ее управляемой в требуемых пределах, сохранив при этом такие области самостоятельности, которые способствуют повышению эффективности системы.

Включенные новые обратные связи должны усилить благоприятные и ослабить неблагоприятные тенденции поведения системы управления, сохранив и укрепив ее целенаправленность, но при этом ориентируя ее на интересы надсистемы.

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 |

недорогие квартиры в москве от застройщика