2. Основні поняття, визначення та термінологія складних систем.

В сучасних умовах в процесі цілеспрямованого функціонування різних систем військового призначення необхідно розуміти тенденції їх розвитку, взаємодії і зв’язки між їх елементами для того, щоб приймати обґрунтовані рішення щодо управління.

Будь яка складна система може бути складовою іншої системи ще більшого масштабу – „суперсистеми”.

Системи такого класу є об’єктом прикладання теорії складних систем.

Розглянемо основні поняття, визначення і термінологію теорії складних систем. Перелічимо визначення терміну система.

Всі питання, пов’язані з поняттям система, поки що не вирішені у загальному вигляді. Відсутнє найголовне, що має бути: математичне визначення системи. Тому всі розмови про систему ведуться тоді, коли вона вже визначена міркуваннями логічними, змістовними.

Суворого формального визначення нема. Щоб його одержати, треба визначити характерні ознаки, загальні для будь-якої системи та знайти методи їх формалізації. На сьогодні є тільки тлумачення терміну, причому різне для представників різних наук.

Спробуємо визначити хоча б на змістовному рівні ознаки системи.

Мета створення.

Цілісність

Критерій виділення (системоутворюючий параметр)

Наявність зовнішнього середовища

Можливість виділення менших частин (підсистем). Доходячи до елементів.

Наявність зв’язків між частинами

Розглядають матеріальні та абстрактні системи. Перші розподіляються на системи неорганічного походження та живі системи. Абстрактні системи – поняття, гіпотези, теорії, наукові знання.

Одна й та ж система може розглядатися з різних боків, з різних точок зору. Тому досліднику треба мати певний критерій виділення системи, певний системоутворюючий параметр, що визначає взаємну близькість утворень, що розглядаються, за якою вони поєднуються у єдине ціле. Цей параметр залежить від цілей дослідження.

Система

Природна Штучна

Біологічна Технічна Суспільна Наукова

Матеріальна Абстрактна

Системи організаційні, або системи управління

Система всегда находится в каком-то окружении, в некоторой среде и поэтому является подсистемой какой-либо большей системы.

В системе всегда должна быть возможность выделения из нее частей, меньших подсистем, которые называются элементами.

Цілісність.

Наявність системоутворюючого параметра, що дозволяє розглядати сукупність саме як систему.

Наявність певного оточуючого середовища, з яким взаємодіє система.

Наявність сукупності (множини) елементів, на яку можна розкласти систему.

Тут виникає проблема: як вибрати параметр, як визначити елементи, тобто неподільні частини системи.

Щоб бути більш конкретними у подальшому розгляді систем, розподілимо їх на два класи: природні та штучні.

Природні системи можна спостерігати та вивчати. Але не можна впливати на їх властивості.

Штучні – системи, створені розумом людини. Їх відрізняє точно сформульована мета. Саме вони є об’єктом подальшої розмови.

Система – (1) організована, цілісна, впорядкована множина (2) взаємопов’язаних, взаємозалежних і взаємодіючих об’єктів, яка (3) призначена для цілеспрямованої взаємодії з множиною компонентів зовнішнього середовища.

Емерджентність – це властивість цілого, яка відрізняє його від властивостей складових частин і виділяє це ціле, як нову системну одиницю.

Емерджентність означає, що властивості і закономірності функціонування і розвитку явищ, системи визначаються не тільки інтегральністю властивостей і закономірностей функціонування окремих підсистем, але і виникнення додаткових властивостей (нових), які обумовлені взаємодією підсистем.

Підсистемою називається частина системи, що володіє системними ознаками і яка здатна виконувати одне із завдань системи.

Конструкція, що складається з декількох систем, якій властиві ознаки складової системи, має назву „надсистеми” (або системи більш високого порядку).

Елемент системи – це частина системи з однозначно визначеними і відомими властивостями. Елементи, які надходять до системи, називаються вхідними, а ті, які виходять з неї – вихідними.

Вхідні елементи – це ті елементи, які споживають ресурси. Визначаючи вхідні елементи і ресурси, важливо вказати контролюються чи ні вони проектувальниками системи, тобто чи треба їх розглядати як частину системи або як оточуюче середовище. При оцінці ефективності системи вхідні елементи і ресурси відносять до затрат. Вихідні елементи являють собою результат процесу перетворення в системі і розглядаються як результати, виходи або прибуток.

Складна система. В теперішній час не має можливості дати загально визнане визначення складної системи, що володіє достатньою чіткістю з точки зору математичної формалізації. Цей факт можна пояснити невичерпаністю точок зору, з яких можна пізнавати будь яке явище природи чи техніки. Тобто віднесення тієї чи іншої системи до розряду „складних” чи „простих” значною мірою умовне і пов’язане в основному з рівнем розгляду цієї системи дослідниками.

Складною системою є система, яка складається з ієрархій взаєпов’язаних і взаємодіючих між собою і зовнішнім середовищем систем мінімального рівня ієрархії і володіє здібністю щодо сталого зберігання чи цілеспрямованого досягнення потрібного стану (чи характеристик стану) в умовах дії зовнішніх факторів (компонентів середовища).

В складних системах процес існує на багатьох рівнях, при чому діє принцип підлеглості нижчих рівнів вищим.

Система мінімального рівня ієрархії є організаційною множиною підсистем, яка здатна до виконання основної задачі системи більш високого рівня ієрархії.

Під структурою системи будемо розуміти побудову і внутрішню форму організації системи з систем мінімального рівня, підсистем і елементів з їх взаємозв’язками, які визначаються розподілом функцій і цілей, що виконує система.

Призначення та функція. Неживі системи не мають явного призначення. Вони одержують специфічне призначення або функцію, коли вступають в взаємодію з іншими підсистемами у рамках великою системи. Зв’язки підсистем між собою і з системою в цілому дуже важливі.

Задачі і цілі. При проектуванні систем першочергове значення має визначення їх задач і цілей. В міру того, як ми відходимо від абстрактних по міркувань, встановлення призначення систем стає все більш чітким і робочим. Міра ефективності показує, в якому ступені досягаються цілі системи і дає уяву про кількісну величину прояву ознак системи.

Оточуюче середовище. При вивченні відкритих систем (систем, що взаємодіють з іншими підсистемами) необхідно встановлювати границі системи та її оточення. Встановлює границі, ми визначаємо, які системи можна рахувати такими, що знаходяться під контролем особи, яка приймає рішення, і які остаються зовні його впливу. Однак, як би не встановлювалися границі системи, на можна ігнорувати її взаємодію з навколишнім середовищем.

Прийняття рішень. Дії і рішення, які мають місце в системі, є прерогативою керівників та інших осіб, що приймають рішення. Їх обов’язок – спрямовувати систему на досягнення поставлених цілей.

Стан і потоки. Треба розрізняти між собою стан і потоки в системі, що розглядається. Стан системи характеризується значенням ознак системи в даний момент часу. Переходи частини елементів системи з одного стану в інший викликають потоки, що визначаються, як швидкість зміни значень ознак системи.

Якість системи – це сукупність характеристик, які визначають здатність систем щодо використання у відповідності до функціонального призначення, це спроможність системи щодо досягнення встановленої цілі.

Мета системи – головний результат функціонування системи, що вимагається в змістовному поданні. Мета системи математично подається цільовою функцією.

Цільова функція ( ) є узагальнений функціональний критерій оцінки (пошуку) оптимальної якості системи через її параметри . Кількісне значення цільової функції, визначене для конкретних значень параметрів системи виражають через показник якості системи.

Середовище функціонування системи (зовнішнім середовищем, оточуючим середовищем) називають множину компонентів (об’єкти, процеси, явища), з якими система взаємопов’язана, зміна яких впливає на стан системи і чиї властивості змінюються в результаті функціонування системи.

Складна система озброєння (ССО) – сукупність взаємопов’язаних бойових і технічних засобів, які призначені для виконання самостійних бойових завдань і експлуатаційних функцій і обслуговуються особовим складом військових частин і з’єднань.