2.4. Структура процесса исследования систем управления

Процесс исследования систем любой природы неразрывно связан с такими понятиями, как анализ (от греческого analysis- разложение) и синтез (от греческого sinthesis – соединение).

Под анализом понимается процесс исследования системы управления, основанный на ее декомпозиции с последующим определением статистических и динамических характеристик составляющих элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с другими элементами системы и окружающей средой.

Анализ проводиться с целью детального изучения системы для более эффективного использования по назначению или принятия решения по ее дальнейшему совершенствованию или замене. Кроме того, анализ используется для исследования альтернативных вариантов вновь создаваемой системы с целью выбора наилучшего варианта.

В соответствии с данным определением общая схема анализа любой системы будет включать следующие основные элементы (рис.7).

Система характеризуется множеством различных измеряемых и не измеряемых свойств, выражаемых с помощью соответствующих количественных и качественных показателей (параметров, характеристик) П. Исследователь с использованием средств, моделей и методов анализа определяет (измеряет) показатели П. и с учетом заданных требований проводит их оценку. В процессе оценки среди множества измеренных показателей П^*= П^*_НUП^*_У выделяются показатели П^*_Н , которые не удовлетворяют поставленным требованиям, и показатели П^*_У, соответствующие предъявленным требованиям.

Рис.7. Общая схема анализа системы.

На основании полученных результатов оценки вырабатываются рекомендации по устранению недостатков, совершенствованию системы или ее замене. В следствии несовершенства средств, моделей и методов анализа, а также возможных инструментальных и методических ошибок, результаты анализа П^* не будут совпадать с реальным состоянием системы, характеризуемым значением показателей П. Поэтому для обеспечения эффективного анализа необходимо добиваться минимального расхождения между П* и П при заданных материальных и временных ресурсах. Структура процесса анализа имеет следующий вид (рис.8).

Определение объекта анализа. В процессе решения данной задачи: определяется анализируемая система управления; формируются цели и задачи управления; производится первичная декомпозиция системы с выделением управляющей подсистемы (органов управления), объектов управления и окружающей среды; при необходимости выделяются подсистемы и факторы окружающей среды, оказывающие положительное (компаньоны) и отрицательное (конкуренты) влияние на функционирование системы; устанавливаются виды и формы воздействия управляющей подсистемы и реакций объектов управления, а также воздействий окружающей среды; определяются основные требования предъявляемые к системе, и формируется общий алгоритм функционирования, реализуемый в соответствии с заданными целями и задачами управления.

Рис.8. Структура процесса анализа системы управления

Определение объекта анализа. В процессе решения данной задачи: определяется анализируемая система управления; формируются цели и задачи управления; производится первичная декомпозиция системы с выделением управляющей подсистемы (органов управления), объектов управления и окружающей среды; при необходимости выделяются подсистемы и факторы окружающей среды, оказывающие положительное (компаньоны) и отрицательное (конкуренты) влияние на функционирование системы; устанавливаются виды и формы воздействия управляющей подсистемы и реакций объектов управления, а также воздействий окружающей среды; определяются основные требования предъявляемые к системе, и формируется общий алгоритм функционирования, реализуемый в соответствии с заданными целями и задачами управления.

Структурирование. При этом детально изучается состав системы управления, устанавливаются связи и отношения между ее элементами. Результатом структурирования являются различные варианты структур анализируемой системы, позволяющие определить характеристики и отдельные частные недостатки выделенных элементов и связей между ними и наметить пути их устранения.

Определение функциональных особенностей системы. При решении данной задачи исследуется динамика системы путем выявления используемых способов и алгоритмов управления, реализуемых в различных условиях обстановки и полученных при этом результатов. С учетом структурирования определяются перечень частных задач и функций каждого элемента системы, порядок их взаимодействия, необходимые входные и выходные данные.

Исследование информационных характеристик системы. В процессе исследования информационных характеристик определяются объемы поступающей и исходной информации в единицу времени, в целом по системе и отдельно по основным элементам, объем информации, способы передачи и доставка информации, основные направления информационных потоков, качественный состав информации.

Определение количественных и качественных показателей системы. При этом систематизируются частные качественные и количественные показатели структур, процессов функционирования и информации, полученные ранее, а также определяются обобщенные (интегральные) показатели, характеризующие внешние свойства анализируемой системы и ее отдельных элементов.

Оценка эффективности. При этом, с целью определения достигнутых в процессе функционирования системы управления результатов и затраченных на достижение этих результатов материальных и временных ресурсов, производятся вычисления количественных значений выбранных показателей эффективности, формирование критериев и оценка эффективности с помощью данных критериев.

Синтез – процесс создания (совершенствования, реорганизации) системы управления, удовлетворяющей поставленным требованиям