3. Моделирование системы как этап исследования.

10. Цель – создать описание системы, пригодное для предсказания её поведения и вывода неочевидных свойств.

Если ранее в представлениях исследователя была допустима слитность модели и реальной системы, то на этой стадии необходимо отделить их друг от друга и четко представлять то огрубление и приближенность, которые несет в себе модель.

Важное отличие моделирования от стадий 1-9 состоит в том, что моделирование идет не сверху, от глобальной функции и выделения основных частей, а снизу, с построения моделей для отдельных процессов, для простых модулей нижних иерархических уровней.

И далее на основе разумного усложнения моделей и перехода к их совокупностям моделируются все более крупные модули и, наконец, система в целом.

На практике наиболее распространены дедуктивное моделирование и близкие к нему методы. Это означает использование какой-либо общей модели для вывода из неё нужной конкретной.

Такая процедура часто включает упрощение, эмпирическое или вполне обоснованное (теоретическое) уточнение коэффициентов, параметров, вида функций.

Близким к дедукции является моделирование по аналогии – моделирование с взятием за основу сходной системы или ситуации.

Хотя такой метод может быть подвергнут серьёзной критике за часто необоснованное перенесение свойств другой системы на рассматриваемую, следует признать, что в целом он весьма продуктивен, а его недостатки преодолеваются критическим отношением к модели, которая используется в качестве основы.

Другой способ моделирования – индукционный, дающий в дословном переводе “выведенные из частного” модели.

К ним относятся создание принципиально новых моделей, а также эмпирическое моделирование, когда без достаточных научно-теоретических основ подбираются и получают экспериментальное подтверждение некоторые формальные соотношения. Хотя точность таких аппроксимационных моделей чаще всего невелика, в ряде случаев удается успешно работать и с ними.

Точность моделирования в целом может быть как недостаточной для целей рассмотрения, так и чрезмерной.

Общее утверждение о точности гласит, что она должна быть минимальной, обеспечивающей отражение всех важных особенностей системы.

Уход от излишней детализации – экономия времени и памяти ЭВМ, снижение объема исходных данных и даже рост надежности модели, связанный с уменьшением её сложности.

С другой стороны, слишком простая модель не опишет вещественные качественные особенности системы и приведет к неверным выводам о её поведении.

Найти грань разумной сложности часто нелегко, и она окончательно определяется только при отладке модели на практических задачах.

4. Сопровождение системы.

11. Накопление опыта работы с системой и её моделью. Уточнение сведений о системе, доводка и совершенствование моделей.

Данную стадию можно охарактеризовать как опытную эксплуатацию наших знаний о системе.

Их достаточность и верность проверяются только работой с системой и её моделью.

Если выявлено несоответствие между предсказанием поведения системы и результатами её функционирования, то должны быть пересмотрены наши представления, возможно, заново произведен анализ структуры и иерархии для нахождения недостающих или неверно определенных элементов и связей.

Еще раз, после стадии 10 выясняется: достаточно ли соответствие модели исходной системе. Именно опыт эксплуатации выявляет “слабые” и “сильные” стороны модели.

Накопление опыта имеет и психологический аспект. Нередко человеку трудно отрешиться от тех идей и представлений, которые, мягко говоря, не вполне выдерживают проверку на практике. Непросто признать ошибку и поменять суждение, но исследователю надо быть готовым к этому.

12. Оценка предельных возможностей системы. Исследование отказов, выходов из строя, отклонений от нормы.

Для эксплуатации системы важны сведения о её работоспособности, потенциале, ресурсах, о возможных отказах, отклонениях, выходах из строя, незапланированных режимах, катастрофах.

Работоспособность системы проверяется её постоянным или периодическим тестированием.

Аналогично проверяются её ресурсы.

Отказы и другие незапланированные явления изучаются с точки зрения вероятности их возникновения, мер предупреждения и вариантов реагирования на них.

13. Расширение функций (свойств) системы, изменение требований к ней, новый круг задач, новые условия работы. Включение системы элементом в систему более высокого уровня.

На этой стадии речь идет о частичной перестройке функционирования (назначения) системы или изменении задач её исследования.

Включение системы элементом в некоторую макросистему само по себе требует лишь пересмотра стадии 4, где изучаются основные связи системы с “не-системой”, и стадии 6, где рекомендуется обратить внимание не только на основные, но и на все существенные связи с внешней средой.

Однако выдвижение требований к системе со стороны макросистемы может привести к необходимости пересмотра всех основных системных понятий и тем самым затронуть все стадии исследования.

Замечание.

Особенности применения этой методики к процессу создания новой системы.

Этот процесс также включает все перечисленные этапы, которые носят здесь характер предварительного проектирования (продумывания, детализации основного замысла).

Затем следует период собственно создания системы.

Следует подчеркнуть, что если продумывание идет от глобальной цели вниз к проектированию элементов, то создание, наоборот, начинается с подгонки друг к другу простейших элементов, далее включает согласование работы модулей все более высоких иерархических уровней и, наконец, обеспечение функционирования всей системы целиком.

Такая разнонаправленность процессов продумывания и создания (проектирования и конструирования) приводит к многократному проходу по стадиям 1-13, а осуществление замысла имеет вид итеративного приближения к цели.