3. Структурная декомпозиция систем (эшелон)

Эшелон – организационный уровень описания иерархии системы.

Это понятие иерархии подразумевает, что:

1) система состоит из семейства выделенных взаимодействующих подсистем;

2) некоторые из подсистем являются элементами, принимающими решения;

3) принимающие решения элементы располагаются иерархически, т.е. некоторые из них находятся под влиянием или управляются другими решающими элементами.

Пример:

Основной проблемой при этом является соблюдение двух противоречивых принципов:

• полноты – проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне и подробно;

• простоты – всё дерево должно быть максимально компактным «вширь» и «вглубь».

4. Уровни описания сложных систем (страта)

При описании сложной системы требуется найти компромисс между простотой описания и необходимостью учета поведенческих особенностей сложной системы. Описания д.б. простыми и полными.

Например, для АСУ ТП можно привести описание на четырех уровнях: 1) информационное описание; 2) математических принципов; 3) функциональных структур; 4) технических структур.

Информационное описание соответствует взгляду на систему и ее взаимодействие с внешней средой. При этом, описываются назначение, цели, критерии функционирования, степень полезности, достигнутые технико-экономические показатели (ТЭП).

На уровне математических принципов составляются математические модели ТОУ и управляющих устройств, математические принципу получения этих моделей (дифференциальные уравнения, статистические зависимости).

Страта функционального описания определяет множество функциональных подсистем, алгоритмов управления, критериев и законов управления.

Схемотехническое описание (уровень технических структур) определяет структуру комплекса технических средств, состав, связи функциональных групп, номенклатуру размещения технических средств.

На каждом уровне имеется свой набор понятий и принципов, определяющих язык описания системы.

Описание системы объекта на любом уровне страты из страт не позволяет в полном объеме оценить всю систему.

При разработке модели выделяют:

1. Концептуальную модель

2. Топологическую модель

3. Структурную модель

4. Параметрическую модель

5. Уровни принятия решений (слой)

Это понятие иерархии относится к процессам принятия решений. Существуют две особенности:

1) когда приходит время принимать решение, принятие и выполнение решения желательно ускорить;

2 ) прежде чем принять решение, следует хорошо оценить создавшуюся ситуацию.

6. Принципы системотехники

Применительно к процессу проектирования промышленных объектов можно выделить семь основных принципов системотехники:

1. Принцип неизбежности изменений;

2. Закон ограниченного многообразия;

3. Принцип иерархической декомпозиции;

4. Принцип агрегатирования;

5. Принцип специализации и координации;

6. Принцип целесообразности и оптимальности;

7. Принцип моделирования.

1)Принцип неизбежности изменений и закон ограниченного многообразия

Принцип неизбежности изменений определен следующими факторами при проектировании:

1. Старение как физическое, так и моральное;

2. Возможность и неизбежность ошибок, неувязок и нарушений;

3. Возможность и необходимость совершенствования систем в процессе создания и эксплуатации

Ввиду неизбежности возможных изменений проектирование объектов ведется с учетом возможности дальнейшей модернизации проектных решений: увеличения производительности, совершенствования технологической схемы и т.п.

2. Рисунок– Принцип изменений и закон ограниченного многообразия

3. Декомпозиция, агрегатирование, специализация и координация

Иерархичная декомпозиция – наиболее общий принцип системотехники, проявляется во многих аспектах инженерной деятельности и тесно связана с другими системными принципами.

4. Принцип агрегатирования (объединения) является важнейшим инструментом инженерного синтеза и широко используется в машино- приборостроении и при создании систем управления, их алгоритмического и программного обеспечения и является рабочим методом стандартизации. Агрегатирование – создание целого из унифицированных совместимых частей.

Процедура агрегатирования заключается в следующих действиях:

• декомпозиция системы с целью выявления структуры;

• формулирование требований совместимости элементов систем и связи между ними;

• разработка методики синтеза из совместимых составных частей различных конкретных вариантов системы;

• интеграция, синтез необходимых вариантов системы.

5. Принцип специализации и координации

Определяется тем, что система состоит из активных элементов. Активные элементы имеют определенную степень свободы в принятии решений. Цели отделенных подсистем системы могут вступать в противоречие друг другу. В связи с этим реализуют принцип координации.

Реализация данного принципа вносит стабилизацию системы.

6. Принцип целесообразности и оптимальности предполагает требования, чтобы объект был спроектирован по возможности наилучшим образом.

Для принятия решений необходимо четко сформулировать цели, выбрать критерий, составить полный список альтернатив и учесть все ограничения. 7) Принцип моделирования означает возможность получения оценок показателей качества функционирования несуществующего объекта по его моделям.