Системотехника
Системотехника представляет собой инженерную прикладную науку, которая также называется «теорией проектирования систем». В рамках этой науки разработана методология и алгоритмическая структура проектирования сложных и больших систем, управления ими, а также оптимизации структуры и поведения таких систем.
Основной метод системотехники – это структурно-функциональное проектирование объекта как сложной и большой системы. Естественно, этот метод там достигает результата, где объект на самом деле представляет собой большую и сложную систему. Системотехника – это тяжелая артиллерия проектирования и ее нецелесообразно применять для стрельбы по мелким целям.
Все многообразие методов системотехники представляет собой инструментарий решения двух типов задач: анализа и синтеза сложных систем.
Задача анализа – это задача построения описания поведения системы в целом и ее внешних функций на базе информации о структуре системы, функциях элементов и функциональных взаимодействиях с метасистемой.
Задача синтеза представляет собой задачу определения структуры системы и функций ее элементов при заданных свойствах системы, ее внешних функциях, и свойствах метасистемы, взаимодействующей с синтезируемой системой. Общая системотехника подразделяется на системотехнику изделий, технологий и организаций.
Системотехника изделий используется при проектировании и создании сложных технических систем: кораблей, самолетов, компьютеров, роботов и пр. Здесь своя специфика, свои методы и приемы. Здесь она постепенно вытесняет классические методы инженерного проектирования, которые получили название методов физической технологии.
Системотехника технологий применяется при создании производств, предприятий и подсистем предприятий, например, систем управления, транспортно-складских систем, сложных технологических комплексов и пр.
Системотехника организаций – это совокупность приемов и методов создания организаций различного назначения: фирм и объединений, отдельных подсистем фирм (системы управления, системы кадров и др.), министерств и ведомств, политических организаций и др.
Системотехническое (системное) проектирование обычно предшествует традиционному (технологическому) проектированию и является для технологии инструментом формирования заданий, способом получения оценок результатов, источником данных. Системотехнические методы используются на всех стадиях технологического проектирования для управления процессом проектирования и оценки промежуточных результатов.
Разработка инструментов проектирования является одним из направлений системотехники, к нему относится и разработка моделей. Предлагаемая работа может рассматриваться в определенном смысле как изложение системотехники человеческого общества.
Система, связи, компоненты, структура, инфраструктура. Понятия
Система. Совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), действующих как единое целое.
Связь. Отношение взаимной зависимости, обусловленности, общности между чем-либо (компонентами системы, объектами инфраструктуры и т.д.).
Компонент. Составная связь чего-либо (системы). Несколько элементов, подсистема.
Структура. Строение, внутреннее устройство (системы).
Инфраструктура. 1. Отрасли экономики, научно-технических знаний, социальной жизни, которые непосредственно обеспечивают производственные процессы и условия жизнедеятельности общества. 2. Система, обеспечивающая работоспособность основной системы.
Понятия элемента и множества являются аксиоматическими и не определяются, как, например, не определяется в геометрии понятие прямой. Каждый из элементов системы, в свою очередь, представляет собой систему (или может рассматриваться в качестве системы).
Любая система строго и однозначно определяется ее структурой и функциями входящих в нее элементов. Других понятий для ее определения, или вычленения из ряда других систем не требуется (разумеется, необходимы те понятия, из которых строятся сами понятия структуры и функции).
Понятие функциив теории систем не совпадает с тем, что используется, принято в классической математике, оно ближе к соответствующему термину физиологии. Это понятие вначале сложилось в теории регулирования и управления, а затем через кибернетику вошло в современную теорию систем.
В теории систем функция [< лат. functio - исполнение] означает совокупность воздействий, влияний одного объекта на другой, ведущих к получению некоторого количественно или качественно определенного результата, к изменению объекта или к достижению некоторой частной цели.
Функция элемента (системы, рассматриваемой как элемент надсистемы, системы более высокого уровня) представляет собой системообразующее отношение, направленное от данного элемента к среде (другим элементам) или от среды к данному элементу. Функция определяется состоянием элемента и воздействиями на него со стороны окружающей среды в настоящий и предшествующие моменты времени.
Структурасистемы представляет собой организованную совокупность связей между ее подсистемами и элементами, которые рассматриваются безотносительно к процессам, происходящим в этих связях. Предполагается, что элементы структуры не зависят от времени, не меняются с течением времени. (Это не вполне точно, поскольку существуют динамические структуры, структуры, изменяющиеся во времени, но время структурных изменений предполагается значительно большим, чем время функциональных взаимодействий). Изменения структур, структурные перестройки системы происходят скачкообразно под воздействием специфических взаимодействий или в результате постепенных накоплений изменений факторов функционального характера.
Под связьюсистем (элементов) понимается возможность воздействия одного объекта на другой. Формально воздействие по установленной связи заключается в том, что изменение или сохранение состояния одного из элементов вызывает закономерное изменение или сохранение состояния другого.