- •Исследование систем управления
- •Учебник
- •Москва 2003
- •Глава 1. Концептуальные основы исследования систем управления
- •1.1. Понятия, определяющие структуру системы
- •Понятие структуры системы
- •Понятие внешней среды
- •1.2. Понятия, определяющие процесс функционирования системы состояние системы
- •Движение (функционирование) системы
- •1.3. Характеристика процессов системы понятие процессов системы
- •Процессов
- •I подсистема-j |
- •I подсистема-l
- •I подсистема-n
- •Обратная связь
- •Обратная связь
- •Функции процесса обратной связи
- •Обратная связь
- •Обратная связь
- •Обратная связь
- •Функция процесса ограничения системы
- •Системный
- •1.4. Классификация систем характеристика различных классов систем
- •Классификация систем
- •1.5. Понятие системы управления
- •Положительная сторона
- •Отрицательная сторона
- •1.6. Цель системы управления
- •1.7. Закон управления системой
- •У правляющий орган (управляющая система)
- •1.8. Критерии эффективности управления системой
- •Глава 2. Методологические основы исследования систем управления
- •2.1. Системный подход как общеметодический принцип исследования систем управления понятие и основные черты системного подхода
- •Сущность системного подхода
- •Порядок выделения исследуемой задачи (объекта) из внешней среды
- •2.2. Задачи анализа и синтеза систем управления задачи анализа систем управления
- •Определение объекта анализа
- •Структурирование системы
- •Определение функциональных особенностей системы управления
- •Исследование информационных характеристик систем
- •Формирование замысла и цели создания системы управления
- •Формирование вариантов облика новой системы
- •Приведение описаний варианта облика системы во взаимное соответствие
- •Разработка требований к системе управления
- •Реализация разработанных требований к системе управления
- •2.3. Принципы анализа и синтеза систем управления
- •Принцип физичности и его постулаты Принцип физичности
- •Принцип моделируемости и его постулаты Принцип моделируемости
- •Принцип целенаправленности и его постулаты Целенаправленность системы
- •2.4. Виды анализа и синтеза систем управления структурный анализ и синтез систем управления Структурный анализ систем управления
- •Структурный синтез систем управления
- •Функциональный анализ и синтез систем управления
- •Функциональный анализ систем управления
- •Функциональный синтез систем управления
- •Информационный анализ и синтез систем управления
- •Коммуникационная (информационная) схема передачи информации в системе управления
- •Классификация информационных процессов
- •Структура информационного процесса
- •Информационный анализ систем управления
- •Информационный синтез систем управления
- •Параметрический анализ систем управления
- •Параметрический синтез систем управления
- •2.5. Уровни исследования и структура показателей систем управления уровни исследования систем управления
- •Структура показателей систем управления
- •Оценка информативности показателей анализируемой системы управления
- •Глава 3. Особенности анализа и синтеза различных видов систем управления
- •Зл. Особенности анализа и синтеза технических систем управления особенности технических систем управления
- •Специфика отдельных видов анализа и синтеза технических систем управления
- •Основы синтеза облика перспективной технической системы управления Цели и характер обоснования облика новой технической системы управления
- •Общая процедура обоснования облика перспективной тсу
- •3.2. Особенности анализа и синтеза эргатических систем управления особенности эргатических (человеко-машинных) систем управления
- •Инженерно-психологические проблемы, требующие решения в процессе создания и эксплуатации эргатических систем управления
- •Специфика отдельных видов анализа и синтеза эргатических систем управления
- •Типовые противоречия разрешаемые в процессе создания новых эргатических систем управления
- •Типовые противоречия, разрешаемые в процессе создания новых эсу
- •Содержание нововведений в зависимости от глубины реорганизации эсу [10]
- •Основные вопросы, решаемые в цикле исследования [10]
- •3.3. Особенности анализа и синтеза организационных систем особенности организационных систем управления
- •Методология анализа и синтеза организационных систем управления
- •Специфика отдельных видов анализа и синтеза организационных систем управления
- •Параметрический анализ и синтез организационных систем управления
- •Основные черты организационного управления
- •Основные требования к организационному управлению
- •Глава 4. Системный анализ и синтез проблемы
- •4.1. Общая характеристика проблемы как системы понятие проблемы и проблемной ситуации
- •Представление проблемы как системы
- •Этапы процесса решения проблемы Характеристика этапов процесса решения проблем
- •Этапы системного анализа проблем совершенствования и развития систем
- •Этапы системного анализа инновационных проблем
- •Системный синтез и анализ проблемы
- •4.2. Исходная постановка (формирование) проблемы
- •4.3. Формирование целей и условий решения проблемы условия формирования целей
- •Выявление и систематизация подцелей
- •Построение «дерева целей»
- •Состав подцелей
- •Последовательная декомпозиция целей
- •«Дерево целей» промышленного предприятия [6]
- •Установление условий решения проблемы
- •4.4. Структуризация проблемы и систематизация путей достижения целей основные понятия и этапы структуризации проблем Основные понятия структуризации проблемы
- •Этапы структуризации проблемы
- •Уточнение структуры системы
- •Уточнение структуры объекта управления
- •Уточнение функционально-информационной структуры системы управления
- •Критический анализ функционирования системы управления Цели анализа функционирования системы
- •Анализ причинно-следственных связей
- •Пример. Анализ причинно-следственных связей нарушений технологической дисциплины [6]
- •«Дерево путей достижения целей»
- •Пример. Построение «дерева достижения целей» применительно к проблеме управления качеством продукции
- •Оценка значимости проблем
- •4.5. Выявление и выбор альтернатив решения проблемы этапы выделения альтернатив
- •Решения, зависящие от области их использования
- •Принятие решения на основе исходной информации различной полноты
- •Формирование решения проблемы в целом
- •Выбор оптимальных решений Постановка и решение задачи оптимизации
- •Решение задачи и анализ результатов
- •Глава 5. Методы исследования систем управления
- •5.1. Системный подход к проявлению идеи
- •Сущность идеи
- •Первый цикл проявления идеи
- •5.2. Эвристические методы исследования систем управления методы активизации техологии творчества
- •Ассоциативные методы
- •Метод мозгового штурма
- •Метод синектики
- •5.3. Формализованные методы исследования систем управления параметрический метод
- •Морфологический метод и его модификации
- •Метод организующих понятий
- •Метод десятичных матриц поиска
- •Комбинаторный метод
- •Методы логического поиска Метод и — или — дерево
- •Метод логического мышления
- •Алгоритм решения изобретательских задач (ариз)
- •Обобщенный алгоритм поиска новых технических решений
- •5.4. Статистические методы анализа систем управления сущность и область применения
- •Корреляционный анализ
- •Дисперсионный анализ
- •Ковариационный анализ
- •Метод временных рядов
- •Метод главных компонентов
- •Факторный анализ
- •5.5. Детерминированные методы анализа систем управления сущность и область применения
- •Инфлюентный анализ
- •5.6. Синтез систем управления методами оптимизации синтез систем управления методами безусловной оптимизации Сущность и область применения
- •Методы нулевого порядка
- •Методы первого порядка
- •Методы второго порядка
- •Синтез систем управления с помощью многокритериальной оптимизации
- •5.7. Синтез систем управления методами математического программирования
- •Общая характеристика методов математического программирования
- •Методы решения задач линейного программирования
- •Методы решения задач нелинейного программирования
- •Методы решения задач дискретного (целочисленного) программирования
- •Методы динамического программирования
- •Методы стохастического программирования
- •5.8. Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий теория принятия решений
- •Теория массового обслуживания
- •Теория эффективности
- •Теория игр Сущность синтеза игровых задач управления
- •Содержание
- •Глава 1. Концептуальные основы исследования
- •Глава 2. Методологические основы
- •Глава 3. Особенности анализа и синтеза
- •Глава 4. Системный анализ и синтез проблемы 209
- •Глава 5. Методы исследования систем управления 297
Этапы процесса решения проблемы Характеристика этапов процесса решения проблем
Выбор этапов относится к неформализуемой части методологии системных исследований, к ее «логике», на которую существенное влияние оказывает характер проблем, идеология, а иногда и «почерк» исследователя. Именно поэтому нет однозначного подхода к выбору основных этапов подготовки решения проблемы.
Оптнер отмечает три этапа, которые могут возникнуть при решении проблемы [12].
Сформулируйте проблему:
а) фиксируйте цель и пршгуждающие связи;
б) установите условие;
в) установите границы и подлежащие оценке альтерна- тивы;
г) установите согласованные критерии;
д) там, где необходимо, обусловьте предположение;
е) определите природу риска. Принимайтесь за проблему:
а) определите процессы;
б) соберите данные, описывающие проблему;
в) сконструируйте метод работы с проблемой и данными проблемы;
г) работайте с проблемой и данными проблемы;
д) получите частичное и опытное полное решение;
е) проверьте прежние решения. Решайте проблему:
а) интерпретируйте результаты проверки;
б) проведите итерацию, начиная с п. 1а или с того пункта, с которого необходимо;
в) начните идентификацию величин, которые должны возрасти;
г) начните аттестацию качества предлагаемого решения в терминах лучшего решения;
д) выберите решение и план его реализации;
е) если можно, внедрите решение как опытное;
ж) оцените результаты внедрения;
з) откорректируйте решение;
и) внедрите откорректированное решение.
Квейд и Хитч выделяют 5 элементов в процессе исследования систем:
цель (или цели);
альтернативы (способы достижения целей и их элементы);
затраты ресурсов;
математические и логические модели (системы связей между целями, альтернативными средствами их достижения, окружающей средой и требованиями по ресурсам);
♦ критерий выбора предпочтительных альтернатив.
Янг, применительно к решению проблемы управления организациями, указывает 10 основных этапов, из которых 5 относятся собственно к подготовке и выбору решения, а остальные 5 — к его принятию и реализации.
1. Определение целей организации.
2. Выявление проблем, решение которых необходимо в процессе достижения целей.
Исследование проблем и постановка диагноза.
Поиск решения проблемы (выявление альтернатив).
Оценка всех альтернатив и выбор наилучшей.
Согласование намеченного варианта решения.
Утверждение решения.
Подготовка к вводу решения в действие.
Управление реализацией решения.
10. Проверка эффективности решения и необходимая корректировка.
Из отечественных авторов необходимо отметить работу [6], в которой решение сложной проблемы представлено в виде 6 этапов:
Формирование целей исследования.
Концептуальный анализ существующей системы.
При этом исследуются:
предпосылки создания системы;
ее роль и место в суперсистеме;
класс системы;
структура системы, вход, выход, процесс (процессор), обратная связь, ограничения;
алгоритм и сам процесс функционирования системы;
стадии жизненного цикла. Описание проблемы. Выявление проблемы:
анализ целей суперсистемы;
определение необходимого (требуемого) положения дел (формирование области ситуаций, в которую следует перевести систему);
оценка фактического положения дел (выявление существенных свойств системы, определение характеристик и их значений);
установление несоответствия между необходимым (требуемым) и фактическим положением дел и его оценка;
установление несоответствия между необходимым (требуемым) и фактическим положением дел и его оценка;
♦ установление факта существования проблемы.
Описание существа проблемы:
♦ выяснение истории возникновения и развития проблемы (выявление симптомов и их идентификация, анализ причин и общих тенденций развития);
♦ формулировка проблемы. Анализ проблемы:
ее структуризация (декомпозиция проблемы на под-проблемы, установление связей между ними; выявление связей проблемы с другими и построение фрагмента дерева проблем суперсистемы);
классификация;
оценка последствий развития проблемы и формирования выводов о степени ее актуальности, важности и сложности.
Определение путей решения проблемы (концептуальное проектирование новой системы):
анализ путей решения проблем суперсистемы;
анализ мирового опыта по решению подобных (похожих) проблем;
формирование вариантов новой системы;
оценка реализуемости каждого варианта системы, т.е. возможности создания реальной системы и обеспечения ее эффективного функционирования;
сравнение и выбор наиболее удачных из них в соответствии с заданным (установленным, выбранным) правилом предпочтения (критерия).
Выделение этапов решения проблемы.
На выходе каждого этапа решения проблемы должны быть четко сформулированы (разработаны) и обоснованы следующие положения:
1-го этапа — цель исследования;
2-го этапа — концептуальная модель существующей системы;
3-го этапа — факт наличия проблемы и ее формулировка;
4-го этапа — дерево подпроблем и выводы об актуальности, важности и сложности проблемы в целом; 5-го этапа — концептуальная модель новой системы — средства решения проблемы;
6-го этапа — развернутый план (замысел) создания новой системы.
Хотя системный анализ и представляет собой методологию решения разнообразных (в первую очередь слабоструктурированных) проблем на основе системного подхода, все же данная методология опирается во многом на эвристические и другие плохо формализуемые методы. Поэтому необходимо помнить, что в настоящее время результаты применения системного анализа в значительной мере зависят от искусства исследователей и пока не могут характеризоваться высокой точностью и надежностью.