920

Системы

Физические (естественные) Абстрактные

Природные Искусственные

биологические

Технические Экономические

химические

управляемые мировые

неуправляемые государственные

отраслевые

предприятие

Рис. 1.2. Классификация систем

Физические системы состоят из изделий, оборудования, машин, т.е. из естественных или искусственных объектов.

Этим системам можно противопоставить абстрактные системы. В них свойства объектов, существующие только в уме исследователя, представляют символы, знаки, идеи, планы, гипотезы и понятия, находящиеся в процессе исследования.

Существуют системы естественные и искусственные (созданные человеком). Инженеры оперируют с системами, созданными человеком, окружающей средой в которых функционируют естественные системы, в силу чего исследования последних оказываются очень важными.

Описания естественных систем – задача астронома, физика, химика, биолога, физиолога и т.д. Большинство естественных систем открытые, так как они постоянно обмениваются веществом, энергией или информацией с окружающей средой.

Искусственные системы – часто копии естественных систем или, по крайней мере, они создаются для того, чтобы выполнять подобные функции.

Система называется закрытой, если в нее не поступает и из нее не выделяется энергия, вещество или информация, следовательно, ее компоненты не меняются.

10

Предприятие – это часть экономической системы. При правильном управлении предприятием необходимо создать модель предприятия.

Предлагаемая классификация систем является условной, т.к. в чистом виде системы могут рассматриваться в исключительных случаях. Как правило, существуют и рассматриваются смешанные системы. Это зависит от точки зрения исследователя.

Существуют социально-технические системы – объединение людей и машин. Можно рассматривать социально-экономические системы, предполагающие экономические и социальные аспекты исследования. Техноэкономические системы включают технические элементы и их экономические обоснования.

1.4.Вопросы к зачету

1.Возникновение системного анализа.

2.Определение системы. Основные параметры систем.

3.Классификация систем.

1.5.Список рекомендуемой литературы

1.Тимченко Т.Н. Системный анализ в управлении: учебное пособие / Т.Н.

Тимченко. – М.: РИОР, 2008. – 161 с.

2.Жариков О.Н. Системный подход к управлению: учеб. пособие для вузов

/О.Н. Жариков, В.И. Королевская, С.Н. Хохлов. – ЮНИТИ, 2001. – 62 с.

3.Перегудов Ф.И. Введение в системный анализ / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Та-

расенко – М., 1989. – 367 с.

11

2. КИБЕРНЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Кибернетика – это наука о целесообразном и оптимальном управлении сложными системами, о законах получения, хранения, передачи и переработки информации.

Основной объект – кибернетическая система.

Кибернетическая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею.

Практически все экономические системы являются кибернетическими, т.е. управляемыми.

Основоположником кибернетики является американский ученый Норберт Винер [11]. Кибернетика как общая теория управления возникла в 1948 году. В настоящее время кибернетикой принято называть учение об общих закономерностях, процессах управления и связи в организованных системах, к числу которых относятся машины, живые организмы и т.д. В основе кибернетики лежит идея о возможности общего подхода к изучению процессов управления в системах различной природы.

Смысл данной идеи заключается в том, что оказалось возможным, кроме общих рассуждений методологического характера, предложить мощный математический аппарат для количественного и качественного описания процессов управления, а также использовать ЭВМ для решения этих сложных задач.

2.1. Порядок функционирования управляемой системы

Управляемая система функционирует в следующем порядке:

1)чувствительные органы или датчики (измерительные приборы, органы чувств живых организмов и т.д.) воспринимают первичную информацию о состоянии управляемого объекта;

2)эта первичная информация передается по определенным каналам связи (нервная система, электрические провода, радиосвязь, почта) управляющему органу;

12

3)управляющий орган (человеческий мозг, вычислительная машина и т.д.) перерабатывает информацию и на основе полученной информации вырабатывает управляющие воздействия;

4)управляемый объект под влиянием управляющих воздействий изменяет свое состояние;

5)возврат к первому пункту.

Основные элементы кибернетической системы:

•Вход – продукт деятельности других кибернетических систем.

•Выход – любое изменение в системе, которое приводит к изменению внешней среды.

•Процесс – то, что преобразует вход в выход.

•Обратная связь – хотя бы один их выходов системы является ее входом.

•Ограничение – требования, предъявляемые к выходу.

Задать кибернетическую систему – значит задать ее 5 главных элементов: вход, выход, обратную связь, процесс, ограничения.

В кибернетической системе одновременно протекают три процесса:

-Основной (преобразует вход в выход).

-Обратная связь (соответствие между фактическим и желательным состоянием выхода).

-Ограничение (соответствие между выходом системы и требованиями к нему).

2.2. Особенности управляемых систем

Управляемые системы обладают следующими особенностями:

1.Способность изменять свое состояние под влиянием различных внешних воздействий. Управляемые системы рассматриваются в движении и развитии, что коренным образом изменяет подход к их изучению.

Например: Изменение состояния автомобильной дороги под влиянием ремонтных воздействий, погодно-климатических факторов

итранспортных нагрузок.

2.В управляемых системах всегда присутствует орган, выполняющий функции управления.

Пример: административно-управленческий аппарат в организации; мозг в живом организме.

13

Рис. 2.1. Простейшая схема управления с обратной связью

3.Простейшие управляемые системы не являются изолированными. Они взаимодействуют с внешней средой, друг с другом, могут составлять более сложные системы, входящие в качестве элементов в еще более сложные системы.

4.Иерархичность управления.

Иерархия – упорядоченность, соподчиненность.

Принцип иерархичности управления – это принцип многоступенчатого построения управляющих систем.

5.Изменение состояния системы могут происходить под влиянием как внешних воздействий, так и внутренних процессов, происходящих в системе.

6.Для решения задач управления выделяют два типа входных величин: управляющие воздействия и возмущающие воздействия

(рис. 2.2).

Возмущающие

воздействия

Обратная связь

Рис. 2.2. Управление с обратной связью

Управляющие воздействия – это воздействия, которые влияют на состояние системы.

Возмущающие воздействия – изменяют состояние системы, но могут носить беспорядочный характер.

14

Выходные величины – определяют воздействие системы на окружающую среду и другие системы.

Обратная связь – обеспечивает контроль выходных величин и корректирует управляющие воздействия.

2.3. Схема управления с обратной связью

На рис. 2.3 представлена развернутая схема управления с обратной связью.

Функция управления

Управляющий орган

Возмущающие воздействия (из окружающей среды)

Рис. 2.3. Развернутая схема управления с обратной связью

На предприятиях применяется управление с обратной связью. Процессы управления в кибернетических системах являются,

прежде всего, процессом обмена информации.

Процессы получения информации, ее хранения, передачи называются в кибернетике связью. Переработка воспринятой информации в сигналы, направляющие деятельность машин и организмов называются управлением. Если машины или организмы способны воспринимать и использовать информацию о результатах своей деятельности, то говорят, что они обладают обратной связью. Переработка информации, идущей по каналам обратной связи, в сигналы, корректи-

15

Второй критерий – различие между детерминированными и вероятностными системами.

Детерминированная система – это система, в которой состав-

ные части взаимодействуют точно прогнозируемым образом (если известно предыдущее состояние, то безошибочно можно предсказать ее последующее состояние).

Для вероятностной системы нельзя сделать точного предсказания. Такую систему можно тщательно исследовать и с большой степенью вероятности установить, как она будет вести себя в любых заданных условиях, однако система остается не определенной.

Системы могут подразделяться на большие и малые. Это зависит от количества объектов и связей.

Указанное разделение систем условно. Границами между ними являются области, в которых лежат близкие по характеру системы. По мере развития математического аппарата границы сдвигаются в сторону упрощения систем, их детерминизации.

Простые вероятностные системы сравнительно легко поддаются анализу методом математической статистики.

Наибольшую трудность для управления и исследования представляют два последних класса вероятностных систем – сложные и очень сложные (большинство систем в обществе и производстве).

С помощью науки об управлении – кибернетики – вырабатываются методы и средства для управлением этими системами.

17

2.5.Вопросы к зачету

1.Кибернетика. Кибернетическая система. Объекты кибернетических систем.

2.Порядок функционирования кибернетической системы.

3.Элементы и процессы кибернетических систем.

4.Особенности управляемых систем.

5.Схема управления с обратной связью.

6.Классы систем по С. Биру.

7.Примеры управляемых систем.

2.6.Список рекомендуемой литературы

1.Анфилатов В.С. Системный анализ в управлении. / В.С. Анфилатов,

А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. -– М.: Финансы и статистика, 2009. – 368 с.

2.Тимченко Т.Н. Системный анализ в управлении: учебное пособие / Т.Н.

Тимченко. – М.: РИОР, 2008. – 161 с.

18

3. МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ СИСТЕМ

Простейшей формой научного описания и соответственно исходным уровнем исследования любой системы является основанное на эмпирических наблюдениях описание свойств, признаков и отношений системы. Этот уровень анализа называется параметрическим описанием.

После этого познание переходит к определению поэлементного состава строения исследуемой системы. Основная задача здесь состоит в выявлении взаимосвязи свойств, признаков и отношений, найденных на первом этапе (уровне) исследования. Эта стадия носит на-

звание морфологического описания объекта.

Дальнейшее усложнение познания связано с переходом к функ-

циональному и информационному описаниям, которые, в свою оче-

редь, связаны с функциональными зависимостями между параметрами (функционально-параметрическое описание), между «частями» или элементами системы (функционально-морфологическое описание) или между параметрами и строением системы. Методологическая специфика функционального подхода заключается в том, что функция элемента или «части» (подсистемы) выводится из характеристик и потребностей более широкого целого.

3.1. Метод морфологического описания систем

Морфологическое описание системы дает представление о строении системы, ее подсистемах и элементах. Морфологическое описание не может быть исчерпывающим и зависит от глубины описания и степени детализации [10].

Морфологическое описание иерархично. Число уровней описания определятся сложностью системы, то есть создается описание, дающее полную и достаточно глубокую оценку свойств системы. В иерархии описания может существовать такая ступень, когда способы описания, применявшиеся на более высоких уровнях, становятся неприемлемыми и необходимо использовать принципиально новый способ описания системы.

19