Денис Шевчук - Исследование систем управления: конспект лекций

• системотехника и др.

Общая теория систем (ОТС) – подход к науке о системах, выдвинутый австрийским биологом Л. Берталанфи, в соответствии с которым системы любой природы могут быть изучены путем отыскания структурного сходства законов, установленных в различных дисциплинах, обобщения этих законов, вывода обобщенных закономерностей.

Системотехника – дисциплина, изучающая вопросы создания, испытаний и эксплуатации сложных автоматизированных систем.

В рамках данной дисциплины решаются задачи прикладного исследования, связанные с планированием и созданием сложных систем управления. «Исследование операций» – объединение различных научных математических и количественных методов моделирования. В основе исследования операций лежат такие методы, как:

• теория игр – метод моделирования оценки воздействия принятого решения на конкурентов. Игровые модели используются для прогнозирования реакции конкурентов на изменение цен, новые компании поддержки сбыта, предложения дополнительного обслуживания, модификацию и освоение новой продукции.

Использование теории игр затруднено сложностью реального мира, которая обусловлена быстрыми изменениями окружающего мира, невозможностью прогнозирования реакции конкурентов на эти изменения. Наиболее эффективно их применение в ситуациях принятия решения в условиях конкурентной борьбы;

• теория вероятности – метод, который при принятии решений опирается на определение значения вероятности наступления определенных событий с последующим выбором наиболее предпочтительного среди возможных;

• методы линейного программирования: в процессе управления одной из главных является задача нахождения оптимального решения из всех имеющихся вариантов. Для достижения этого решения необходимо наличие определенных ресурсов: финансовых, трудовых, материальных, временных и т.д. Поэтому оптимальным вариантом решения будет являться тот, при котором поставленная цель будет достигнута:

• с минимальными расходами;

• максимальной эффективностью;

• наименьшими затратам времени и усилий. Задачей линейного программирования является достижение оптимального управления.

Оптимальное управление – управление, которое удовлетворяет всем поставленным ограничениям. На выбор наилучшего решения налагаются 2 вида ограничений:

• ограничения внешней среды: законы и условия природы;

• ограничения, связанные с используемыми ресурсами.

Общая теория систем (ОТС) – подход, изучающий законы отдельных систем с целью выявления общих законов, свойственных всем системам, с последующим их обобщением в закономерности функционирования систем.

Цель ОТС заключается в построении концептуальной и диалектической основы для развития методов, пригодных для исследования более широкого класса систем, чем те, которые связаны с неживой природой.

OTС использует следующие основные понятия.

• система – целостное упорядоченное множество объектов (элементов, компонентов, подсистем), связанных между собой отношениями, направленное на достижение поставленной цели;

• внешняя среда – множество элементов, не входящих в состав системы, но влияющих на нее либо испытывающих на себе ее влияние;

• входы системы – это внешние связи, по которым из окружающей среды в организацию поступают ресурсы (материальные, трудовые, информационные и др.);

• выходы системы – связи, по которым системы осуществляют передачу результатов своей деятельности (товары и услуги) в окружающую среду;

• процесс системы – преобразования, протекающие внутри организации по преобразованию входов в выходы;

• элемент – простейшая составная часть системы (не имеющая внутреннего строения), которая при разложении системы является заключительной частью системы;

• компонент – группа элементов, которые образуют целостную часть системы в функциональном отношении;

• подсистема – относительно самостоятельная часть системы, обладающая внутренней структурой для достижения определенных подцелей цели системы;

• отношение – множество последовательных контактов, порождающих структуру системы;

• структура – совокупность элементов и связей между ними;

• связь – отношение между элементами, компонентами и подсистемами системы. Связи бывают внешние и внутренние;

• прямые (передают элементам цели и порядок действия) и обратные (передают ответ элементов на полученную информацию);

• вертикальные (связь между руководителем и подчиненным) и горизонтальные (связи на одном уровне иерархии);

• цель – желаемый результат деятельности, но не всегда является достижимым;

• результат – реально полученная ситуация в итоге функционирования системы;

• эффект – следствие, полученное от результата деятельности.

Применение обшей теории систем обусловлено следующими ее достоинствами:

• при рассмотрении систем используется «целостный подход», т. е. сохраняются идентичность систем и свойства неделимых элементов;

• при исследовании систем используются частные законы других дисциплин и наук при помощи нахождения подобных структур в системах;

• часто используются математические модели для исследования, с помощью которых мы переходим «от анализа содержания к анализу структуры» для более быстрого исследования. Но с помощью математических моделей мы не можем полностью описать реальные системы;

• является связующим звеном между различными дисциплинами;

• проектирование системы в целом означает создание оптимальной конфигурации (структуры) системы.

Недостаток – не учитывает множество специфических факторов.

Системотехника – научное направление, охватывающее изучение процессов:

• создания:

• испытания:

• эксплуатации сложных систем.

Системотехника выявляет устойчивые причинно-следственные связи между объектами, процессами и величинами и устанавливает принципы существования и действия сложных систем.

Концепция системотехники состоит в упрощении сложных систем. Выделяют 3 основных принципа системотехники.

• физичности;

• моделируемости;

• целенаправленности.

Принцип физичности: всякой системе (независимо от ее природы) присущи физические законы (закономерности), возможно, уникальные, определяющие внутренние причинно-следственные связи, существование и функционирование. Никаких других законов (кроме физических) для объяснения действия систем любой природы (в том числе живых) не требуется. Принцип основан на следующих постулатах: