2.2. Описание сложной системы
Количественно любая система описывается совокупностью величин, которые могут быть разбиты на два класса:
параметры, описывающие первичные свойства системы и являющиеся исходными данными при решении задач анализа;
характеристики, описывающие вторичные свойства системы и определяемые в процессе решения задач анализа как функция параметров, т.е. эти величины являются вторичными по отношению к параметрам.
Множество параметров производственных систем можно разделить на:
внутренние, описывающие структурно-функциональную организацию системы, к которым относятся: структурные параметры, описывающие состав и структуру системы, и функциональные параметры, описывающие функциональную организацию (режим функционирования) системы.
внешние, описывающие взаимодействие системы с внешней по отношению к ней средой, к которым относятся: нагрузочные параметры, описывающие входное воздействие на систему, на пример частоту и объем используемых ресурсов системы, и параметры внешней среды, описывающие обычно неуправляемое воздействие внешней среды на систему, например помехи и т.п.
Характеристики системы делятся на глобальные, описывающие эффективность системы в целом, и локальные, описывающие качество функционирования отдельных элементов или частей (подсистем) системы.
К глобальным характеристикам технических систем относятся:
мощностные (характеристики производительности), описывающие скоростные качества системы, измеряемые, например, количеством деталей, обрабатываемых станком с числовым программным управлением (ЧПУ) за единицу времени;
временные (характеристики оперативности), описывающие временные аспекты функционирования системы, например время обработки детали на станке;
надежностные (характеристики надежности), описывающие надежность функционирования системы;
экономические (стоимостные) в виде стоимостных показателей, например, стоимость технических и программных средств станка с ЧПУ, себестоимость изготовления одной детали и т.п.;
прочие: масса-габаритные, энергопотребления, тепловые и т.п.
Характеристики системы являются функциями параметров, то есть изменение какого-либо параметра приводит к изменению характеристик системы. Таким образом, параметры производственной системы можно интерпретировать как некоторые входные величины u(t) ∈ U , а характеристики – выходные величины y(t) ∈ Y , зависящие от параметров и определяемые в процессе анализа системы (рис. 2.1). Тогда закон функционирования системы можно представить в следующем виде:
где fс – функция, функционал, логические условия, алгоритм, таблица или словесное описание, определяющее правило (закон) преобразования входных величин (параметров) в выходные величины (характеристики);
H(t)
– вектор характеристик, зависящий
от текущего момента времени t
(t ≥ 0):
.
Рис. 2.1. Взаимосвязь параметров и характеристик
«Параметры» и «характеристики» – это понятия относительные. Например,
пусть линия сборки изделий рассматривается как система, элементами которой являются станции, выполняющие отдельные операции сборки. Тогда производительность отдельной станции (число изготовленных станцией изделий за единицу времени) является параметром, изменение значения которого приведет к изменению такой величины, как время сборки изделия, которая в данном случае представляет собой характеристику системы;
пусть некоторая станция линии сборки будет рассматриваться как система, состоящая из компонентов, реализующих отдельные этапы сборки на этой станции, то производительность станции в этом случае будет являться характеристикой, значение которой зависит от параметров входящих в ее состав узлов.