- •Исследование систем управления
- •Учебник
- •Москва 2003
- •Глава 1. Концептуальные основы исследования систем управления
- •1.1. Понятия, определяющие структуру системы
- •Понятие структуры системы
- •Понятие внешней среды
- •1.2. Понятия, определяющие процесс функционирования системы состояние системы
- •Движение (функционирование) системы
- •1.3. Характеристика процессов системы понятие процессов системы
- •Процессов
- •I подсистема-j |
- •I подсистема-l
- •I подсистема-n
- •Обратная связь
- •Обратная связь
- •Функции процесса обратной связи
- •Обратная связь
- •Обратная связь
- •Обратная связь
- •Функция процесса ограничения системы
- •Системный
- •1.4. Классификация систем характеристика различных классов систем
- •Классификация систем
- •1.5. Понятие системы управления
- •Положительная сторона
- •Отрицательная сторона
- •1.6. Цель системы управления
- •1.7. Закон управления системой
- •У правляющий орган (управляющая система)
- •1.8. Критерии эффективности управления системой
- •Глава 2. Методологические основы исследования систем управления
- •2.1. Системный подход как общеметодический принцип исследования систем управления понятие и основные черты системного подхода
- •Сущность системного подхода
- •Порядок выделения исследуемой задачи (объекта) из внешней среды
- •2.2. Задачи анализа и синтеза систем управления задачи анализа систем управления
- •Определение объекта анализа
- •Структурирование системы
- •Определение функциональных особенностей системы управления
- •Исследование информационных характеристик систем
- •Формирование замысла и цели создания системы управления
- •Формирование вариантов облика новой системы
- •Приведение описаний варианта облика системы во взаимное соответствие
- •Разработка требований к системе управления
- •Реализация разработанных требований к системе управления
- •2.3. Принципы анализа и синтеза систем управления
- •Принцип физичности и его постулаты Принцип физичности
- •Принцип моделируемости и его постулаты Принцип моделируемости
- •Принцип целенаправленности и его постулаты Целенаправленность системы
- •2.4. Виды анализа и синтеза систем управления структурный анализ и синтез систем управления Структурный анализ систем управления
- •Структурный синтез систем управления
- •Функциональный анализ и синтез систем управления
- •Функциональный анализ систем управления
- •Функциональный синтез систем управления
- •Информационный анализ и синтез систем управления
- •Коммуникационная (информационная) схема передачи информации в системе управления
- •Классификация информационных процессов
- •Структура информационного процесса
- •Информационный анализ систем управления
- •Информационный синтез систем управления
- •Параметрический анализ систем управления
- •Параметрический синтез систем управления
- •2.5. Уровни исследования и структура показателей систем управления уровни исследования систем управления
- •Структура показателей систем управления
- •Оценка информативности показателей анализируемой системы управления
- •Глава 3. Особенности анализа и синтеза различных видов систем управления
- •Зл. Особенности анализа и синтеза технических систем управления особенности технических систем управления
- •Специфика отдельных видов анализа и синтеза технических систем управления
- •Основы синтеза облика перспективной технической системы управления Цели и характер обоснования облика новой технической системы управления
- •Общая процедура обоснования облика перспективной тсу
- •3.2. Особенности анализа и синтеза эргатических систем управления особенности эргатических (человеко-машинных) систем управления
- •Инженерно-психологические проблемы, требующие решения в процессе создания и эксплуатации эргатических систем управления
- •Специфика отдельных видов анализа и синтеза эргатических систем управления
- •Типовые противоречия разрешаемые в процессе создания новых эргатических систем управления
- •Типовые противоречия, разрешаемые в процессе создания новых эсу
- •Содержание нововведений в зависимости от глубины реорганизации эсу [10]
- •Основные вопросы, решаемые в цикле исследования [10]
- •3.3. Особенности анализа и синтеза организационных систем особенности организационных систем управления
- •Методология анализа и синтеза организационных систем управления
- •Специфика отдельных видов анализа и синтеза организационных систем управления
- •Параметрический анализ и синтез организационных систем управления
- •Основные черты организационного управления
- •Основные требования к организационному управлению
- •Глава 4. Системный анализ и синтез проблемы
- •4.1. Общая характеристика проблемы как системы понятие проблемы и проблемной ситуации
- •Представление проблемы как системы
- •Этапы процесса решения проблемы Характеристика этапов процесса решения проблем
- •Этапы системного анализа проблем совершенствования и развития систем
- •Этапы системного анализа инновационных проблем
- •Системный синтез и анализ проблемы
- •4.2. Исходная постановка (формирование) проблемы
- •4.3. Формирование целей и условий решения проблемы условия формирования целей
- •Выявление и систематизация подцелей
- •Построение «дерева целей»
- •Состав подцелей
- •Последовательная декомпозиция целей
- •«Дерево целей» промышленного предприятия [6]
- •Установление условий решения проблемы
- •4.4. Структуризация проблемы и систематизация путей достижения целей основные понятия и этапы структуризации проблем Основные понятия структуризации проблемы
- •Этапы структуризации проблемы
- •Уточнение структуры системы
- •Уточнение структуры объекта управления
- •Уточнение функционально-информационной структуры системы управления
- •Критический анализ функционирования системы управления Цели анализа функционирования системы
- •Анализ причинно-следственных связей
- •Пример. Анализ причинно-следственных связей нарушений технологической дисциплины [6]
- •«Дерево путей достижения целей»
- •Пример. Построение «дерева достижения целей» применительно к проблеме управления качеством продукции
- •Оценка значимости проблем
- •4.5. Выявление и выбор альтернатив решения проблемы этапы выделения альтернатив
- •Решения, зависящие от области их использования
- •Принятие решения на основе исходной информации различной полноты
- •Формирование решения проблемы в целом
- •Выбор оптимальных решений Постановка и решение задачи оптимизации
- •Решение задачи и анализ результатов
- •Глава 5. Методы исследования систем управления
- •5.1. Системный подход к проявлению идеи
- •Сущность идеи
- •Первый цикл проявления идеи
- •5.2. Эвристические методы исследования систем управления методы активизации техологии творчества
- •Ассоциативные методы
- •Метод мозгового штурма
- •Метод синектики
- •5.3. Формализованные методы исследования систем управления параметрический метод
- •Морфологический метод и его модификации
- •Метод организующих понятий
- •Метод десятичных матриц поиска
- •Комбинаторный метод
- •Методы логического поиска Метод и — или — дерево
- •Метод логического мышления
- •Алгоритм решения изобретательских задач (ариз)
- •Обобщенный алгоритм поиска новых технических решений
- •5.4. Статистические методы анализа систем управления сущность и область применения
- •Корреляционный анализ
- •Дисперсионный анализ
- •Ковариационный анализ
- •Метод временных рядов
- •Метод главных компонентов
- •Факторный анализ
- •5.5. Детерминированные методы анализа систем управления сущность и область применения
- •Инфлюентный анализ
- •5.6. Синтез систем управления методами оптимизации синтез систем управления методами безусловной оптимизации Сущность и область применения
- •Методы нулевого порядка
- •Методы первого порядка
- •Методы второго порядка
- •Синтез систем управления с помощью многокритериальной оптимизации
- •5.7. Синтез систем управления методами математического программирования
- •Общая характеристика методов математического программирования
- •Методы решения задач линейного программирования
- •Методы решения задач нелинейного программирования
- •Методы решения задач дискретного (целочисленного) программирования
- •Методы динамического программирования
- •Методы стохастического программирования
- •5.8. Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий теория принятия решений
- •Теория массового обслуживания
- •Теория эффективности
- •Теория игр Сущность синтеза игровых задач управления
- •Содержание
- •Глава 1. Концептуальные основы исследования
- •Глава 2. Методологические основы
- •Глава 3. Особенности анализа и синтеза
- •Глава 4. Системный анализ и синтез проблемы 209
- •Глава 5. Методы исследования систем управления 297
Первый цикл проявления идеи
Первый цикл проявления (порождения) идеи включает следующие этапы [17]:
порождение исследовательской интенции;
выделение аспекта исследования;
установление уровня знания;
выражение сущности.
Актом порождения исследовательской идеи является процесс возникновения импульса излучения (мысли) в исследователе. Инициирующим импульсом в системном исследовании выступает порождение потребности «рассмотреть объект исследования некоторым особенным образом», т.е. появлением интенции начального намерения познать объект. «Интенци-альность — это свойство изначальной субъективности постижения человеком любого объекта, предстающего перед ним якобы в объективных признаках».
Особенностью интенциального анализа является то, что он имеет субъективный характер, так как при его осуществлении рассматриваются те грани объекта, которые в большей степени соответствуют задаче исследователя. «Задача исследования, таким образом, является компонентом интенции».
Актом выделения аспекта исследования является процесс осмысления идеи. Состояние перехода «от подразумевания к разумению, от смутно мыслимого к понимаемому». Аспект (лат. aspectus — взгляд, вид) ограничит совокупность тех свойств объекта, которые будут «наблюдаться» в актуализировавшейся в намерении исследователя плоскости сознания. Выделение аспекта «увиденной» грани (граней) объекта включает:
выделение контуров «увиденного» объекта;
ограничение совокупности тех свойств объекта, которые будут наблюдаться исследователем;
высвечивание новых граней, которые в большей степени соответствуют задаче исследователя.
Акт установления уровня знания является процессом проявления идеи в виде гипотез и аксиом (первого круга), которые устанавливают контуры неизвестного об объекте исследования среди известного.
Содержанием акта установления уровня знания является:
проявление идеи — проявление контуров намерения исследователя;
выдвижение гипотезы как суждения об «увиденной» системе, которые исследователь не может доказать, подтвердить, но принимает допустимыми;
постулирование аксиом (аксиомы первого круга), которые устанавливают границу неизвестного о предмете исследования среди известного.
Акт выражения сущности является процессом выделения из потенциально известного нечто неизвестное об объекте.
Сущность выражает идею, наполненную свойствами среды ее воплощения. Установление сущности объекта чрезвычайно трудное дело.
«Сущность дерева не является деревом, которое можно встретить среди других деревьев» [15].
Сущностью дерева является то, что является общим для всех деревьев, то есть то в них, что тождественно друг другу и усматривается в сущности как единое.
Содержанием акта выражения сущности является:
выражение сущности идеи, то есть наполнение идеи свойствами среды ее выполнения;
выдвижение гипотезы как суждения о возможности реализации идеи;
построение аксиом (аксиомы второго круга), которые устанавливают границы реализации идеи.
ВТОРОЙ ЦИКЛ ПРОЯВЛЕНИЯ ИДЕИ
Второй цикл проявления системной идеи включает следующие этапы [57]:
выражение сущности;
системообразование;
восхождение к классам систем;
интерпретация видов систем.
Акт выражения сущности в новом цикле является процессом генерации мысли, направленной на воплощение сущности и приобретения ею формы.
Акт системообразования является процессом формирования плана будущего существования идеи.
Сущность идеи выражается с помощью элементов и отношений, с помощью структуры, т.е. идет процесс системообразования. Строится абстрактная система или несколько систем, которые позволяют понимать предмет, но еще не позволяют работать с ним, то есть создавать объекты или исследовать объекты по предметам. Построение структуры систем воссоздает новую, более содержательную среду проявления идеи, усиливая ранее вьщеленный аспект исследования.
В процессе системообразования составляется портрет сущности идеи. Порядок составления портрета сущности идеи следующий:
выявляются различные грани (грань);
выделяются основные понятия, которые определяют сущность (ее грани);
постулируются основные отношения между понятиями.
Акт восхождения к классам систем является процесс порождения систем, которыми могут быть представлены все возможные объекты, то есть те, у которых единая сущность и общие системные свойства. Выполняется мысленный переход от нечеткого обобщенного образа некоторого одного объекта — «представителя» сущности — ко множеству объектов, к классу объектов. Совершается окончательное различение свойств того, что порожденное идеей, может быть «отлито» в конечную форму.
Акт интерпретации видов систем является процесс завершения наполнения все еще абстрактных, но уже разделенных, различаемых по ряду признаков систем, содержанием того плана, чтобы идея имела конечную форму, в какой только могут существовать системы. Происходит конкретизация системы до такой степени, при которой уже может начаться их действительное воплощение.
Рассмотрение циклов проявления идеи позволяет выделить ряд требований к представлению идеи как системы. К основным требованиям можно отнести [17]:
♦ иерархия сущностей идей. Идеи системного характера на ранних этапах своего проявления представляют собой первоначальные сущности. Это такие сущноста, от которых «происходят» многие другие сущности и далее — «вещи»;
выбор среды проявления идеи. Среди окончательного проявления идея может быть различной: словами, рисунком, математическими символами и т.д.;
системообразование идеи. Конструкция идеи должна быть такой, чтобы можно было различать разнообразные части, разделенные по некоторому основанию на элементы, которые по-разному связанны между собой;
ясность выражения сущности идеи. Идеи абстрактного уровня должны быть ясными как можно большему кругу специалистов;
уточнение начального замысла. Идеи должны осуществляться путем разворачивания абстрактной системы высшего уровня в виде класса систем;
взаимосвязь этапов проявления идеи и дифференцирование выраженного в них содержания;
♦ полное исходное описание признаков класса систем, чтобы по ним в сознании исследователя восстанавливались классы объектов, среди которых можно было бы при желании (а точнее, при движении по ступенькам цикла проявления идеи) различать отдельные объекты.