Рахматулла Усманов - Модели анализа, синтеза и оптимизации показателей организованных систем хлопкового комплекса. Проблемы хлопка

Для системного подхода важным является определение структуры системы. Это строение, устройство системы, определяемое составом основных частей системы, их взаимосвязью и взаиморасположением. При структурном подходе выявляются состав выделенных элементов системы и связи между ними, которые в зависимости от цели можно рассмотреть в разных уровнях иерархии. Алгоритм поведения системы реализуется при функциональном подходе, оценивающем выполняемые системой функции, причем под функцией понимается свойство, приводящее к достижению цели. На основании структуры системы можно составить представление об основных свойствах и показателях работы и развития системы. Под структурой хлопкового комплекса понимают его основной состав: сельскохозяйственные производители хлопка-сырца; промышленные предприятия, перерабатывающие хлопок; предприятия текстильной и легкой промышленности, производящие и реализующие готовую хлопковую продукцию и изделия.

Научно-техническое развитие в любой области обычно идет по пути: наблюдение и эксперимент – теоретическое исследование – организация производственных процессов. При формулировании и проверке правильности гипотез, повышающих эффективность функционирования системы, большое значение в качестве метода суждения имеет аналогия, связывающая гипотезу с экспериментом. Гипотезы и аналогии, отражающие реальный, объективно существующий объект – все то, на что направлена человеческая деятельность, – должны обладать наглядностью или сводиться к удобным для исследования логическим схемам: такие логические схемы, рассуждения и логические построения, упрощающие или позволяющие проводить эксперименты, уточняющие природу явлений, называются моделями. Замещение одного объекта другим и экспериментирование с ним с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели называется моделированием.

В настоящее время в управлении различными системами, где основными являются процессы принятия решений на основе получаемой информации, широко используются методы моделирования. Общее, присущее моделям различных по своей природе объектов реального мира, заключается в наличии некоторой структуры, которая подобна структуре данного объекта. В процессе изучения модель выступает в роли объекта-заместителя, позволяющего получить при исследовании некоторые знания о самом объекте.

Процесс управления с моделированием предполагает наличие: объекта управления (исследования); субъекта управления (ЛПР – лицо, принимающее решения); субъекта исследования (исследователя), перед которым поставлена конкретная задача; модели, создаваемой для получения информации об объекте и необходимой для решения поставленной задачи. Причем по отношению к модели исследователь является, по сути дела, экспериментатором, только в данном случае эксперимент проводится не с реальным объектом, а с его моделью. Такой эксперимент для исследователя есть инструмент непосредственного решения организационно-технических задач. Сущность управления с моделированием схематически отображена на рис. В.1.

Рис. 1. Циклическая схема моделирования. Схема последовательного изучения свойств и целевое изменение характеристик неизвестного объекта.

Для исследования управляемой системы на первом этапе, используя имеющуюся информацию об объекте-оригинале, строится модель объекта, отображающая существенные черты объекта-оригинала. Любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле, поэтому для одного объекта может быть построено несколько специализированных моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта.

На втором этапе процесса моделирования модель выступает как самостоятельный объект исследования, в котором проводятся модельные эксперименты, при которых целенаправленно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о ее функционировании. Конечным результатом этого этапа является множество информации о модели.

На третьем этапе осуществляется передача информации с модели на оригинал – формирование множества информации о состояниях объекта-оригинала. При этом исследователем информация о модели должны быть скорректирована с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели.

Четвертый этап – практическая проверка получаемых с помощью моделей информации субъектом управления и их использование для управления объектом.

Моделирование – циклический процесс: за первым четырехэтапным циклом могут последовать второй, третий и т. д. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель совершенствуется. Неточности, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные недостатком информации об объекте и ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.

Если результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах, то модель адекватна объекту. При этом адекватность модели зависит от цели моделирования и принятых критериев.

Использование быстродействующих компьютеров для целей моделирования часто создает иллюзию, что их применение гарантирует возможность исследования системы любой сложности. При этом пренебрегается тот факт, что в основу любой модели положено трудоемкое по затратам времени и материальных ресурсов предварительное изучение процессов, имеющих место в объекте-оригинале. И от того, насколько детально изучены реальные процессы, насколько правильно проведены их формализация и алгоритмизация, зависит в конечном итоге успех моделирования конкретного объекта.

Ограниченность экспериментального исследования систем машин, предприятий и их систем хлопкового комплекса, возникновение при эксплуатации многочисленных задач, требующих оценки количественных и качественных закономерностей процессов функционирования систем, проведение структурного, алгоритмического, параметрического их анализа и синтеза делают актуальной разработку моделей анализа, предназначенного для анализа состояний, понимания систем и протекающих в них процессов; моделей синтеза систем для нахождения альтернативных вариантов количественно-качественных характеристик и оптимизационных моделей для нахождения наилучших решений от поставленной цели и принятых критериев. Эти модели позволили бы в соответствующей форме представить процессы функционирования систем, описать протекание этих процессов с помощью математических моделей, получить результаты экспериментов с моделями по оценке характеристики исследуемых систем.