12.«Проектирование» систем. Системный подход.

Проектирование сложных систем управления разделяют на две стадии: макропроектирование (внешнее), когда методами системотехнического и синтеза решаются задачи функционально-структурного характера; микропроектирование, когда разрабатываются технические решения в рамках проекта системы. Для специалистов по автоматизации производства часто наиболее ответственным этапом является начало разработки систем - аванпроектирование (выбор структуры, технических средств, программного обеспечения...). От этого зависит целый ряд аспектов в будущем, в том числе стоимость разработки и эксплуатации.

В наиболее общем виде проектирование технического объекта– создание, преобразование и представление в принятой форме образа еще не существующего объекта.

Образ объекта или его составных частей может создаваться либо в воображении человека в результате творческого процесса, либо генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ.

Причиной осуществления процесса проектирования является наличие выраженной потребности общества в некоторых технических объектах, которыми могут быть строительные объекты, промышленные изделия или процессы.

Такая потребность выражается в виде технического предложения и технического задания (ТЗ). Обычно ТЗ представляют в виде некоторых документов, совокупность которых является исходным (первичным) описанием объекта. Результатом проектирования, как правило, является полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Этот комплект документации и представляет собой проект объекта или же, более точно, окончательное описание объекта.

Таким образом, инженерное проектирование– это процесс, заключающийся в получении и преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчётного и конструкторского характера.

Преобразование исходного описания в окончательное порождает ряд промежуточных описаний, подводящих итоги решения некоторых задач и используемых для обсуждения и принятия проектных решений для окончания или продолжения проектирования.

Проектирование бывает трёх видов:

1. Ручное (неавтоматизированное) – реализуется без использования ЭВМ.

2. Автоматизированное – проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путём взаимодействия человека и ЭВМ.

3. Автоматическое – реализуется без участия человека на промежуточных этапах.

Система, реализующая второй вид проектирования, представляет собой систему автоматизированного проектирования (САПР).

Проектирование сложных объектов основано на применении идей и методов, изложенных в ряде теорий и подходов. Наиболее общим из таких подходов является системный подход.

1.2. Принципы системного подхода

Большая часть инженеров применяет системный подход интуитивно без обращения к пособиям по системному анализу. Однако интуитивный подход без применения правил системного анализа может оказаться недостаточным.

Основной и наиболее общий принцип системного подхода состоит в рассмотрении частей явлений или сложной системы с учётом их взаимодействия. Системный подход включает в себя: выявление структуры системы, типизацию её связей, определение атрибутов системы, анализ влияния внешней среды на систему.

Системный подход является базой для обобщающей научной дисциплины, которая называется "Теория систем", "Общая теория систем" (другое название – "Системный анализ").

Теория систем– это научная дисциплина, в которой конкретизируются положения системного подхода для исследования и проектирования сложных экономических, социальных и технических систем, прежде всего слабоструктурированных. Характерными примерами таких систем являются производственные системы. При проектировании систем цели проектирования достигаются в ходе многошагового процесса принятия решений. Методы принятия решений изучает научная дисциплина, которая называется "Теория принятия решений".

В технике дисциплину, в которой исследуются сложные технические системы, и аналогичную теории систем, называют системотехникой. Предметом системотехники является, во-первых, организация процесса создания, использования и развития технических систем, во-вторых, методы и принципы проектирования и исследования технических систем.