Данная книга основана на современных принципах ускоренного качественного изучения и запоминания любых предметов. Рекомендую прочитать 2-3 раза и вы без труда освоите предмет.

Пособие содержит как теоретический материал, так и практические рекомендации.

С уважением,

Лекция 1. Предмет дисциплины «Исследование систем управления»

«Исследование систем управления» – дисциплина, предметом которой являются процессы управления, т. е. процессы, которые оказывают организационное воздействие на группу людей и на систему в целом.

Исследование – познание какого-либо объекта с целью получения новых знаний о данном объекте, законов его возникновения, функционирования, развития для последующего применения полученных знаний как в теории, так и в практике. Исследование можно разбить на следующие этапы:

Выявление необходимости исследования (наличие проблемы или задачи, которые необходимо разрешить для достижения поставленных целей);

Постановка цели исследования;

Определение объекта и предмета исследования.

Объектом исследования является структура (подразделение, предприятие, объединение предприятий, отрасль, национальное хозяйство), ее внутренняя и внешняя среда.

Предметом исследования может быть задача или проблема, которые не могут быть решены без проведения исследования;

Определение методов, с помощью которых могут быть решены проблемы;

Определение ресурсов, которые необходимы для успешного проведения исследования (материальных, финансовых, трудовых, информационных и др.), и изучение ресурсов, которые имеются у организации на данный момент;

Определение результатов исследования, т. е. планирование итогов/

Исследование систем управления необходимо проводить:

При совершенствовании системы управления действующей организации;

Разработке системы управления вновь создающейся организации;

Совершенствовании системы управления производственных объединений или предприятий в период реконструкции или технического перевооружения;

Совершенствовании системы управления вследствие изменения формы собственности;

Решении иных вопросов, связанных с функционированием систем и управлением ими.

Существует различие между вышеуказанной учебной дисциплиной и наукой.

Наука – глубокое теоретическое знание о процессах, явлениях, их взаимосвязи и развитии.

Учебная дисциплина – первичные знания, которые преподаются студентам для ознакомления с основами науки.

Лекция 2. Понятие, свойства и виды систем

Система – организационное сложное целое, состоящее из множества элементов, расположенных в определенном порядке и зависящих друг от друга, взаимодействующих между собой при помощи отношений и связей, и образованное для выполнения конкретной цели.

Свойства системы могут быть условно разделены:

На свойства I ряда – свойства, имеющие непосредственное системное происхождение:

Целостность – система представляет собой организационное сложное целое;

Делимость – система всегда может быть разделена на подсистемы, компоненты и элементы;

Множественность – каждая система состоит из множества частей (уровни иерархии, количество элементов и связей);

Целеустремленность – каждая составляющая системы должна быть ориентирована на достижение общей цели;

Свойства II ряда – свойства, которые обеспечивают работоспособность системы:

Гомогенность (однородность) – система должна иметь хотя бы одно общее свойство;

Гетерогенность (разнородность) – в каждой системе должно быть многообразие свойств разнородных элементов;

Самоорганизованность – самостоятельно существующая и функционирующая система не должна разрушаться;

Иерархичность – система – это совокупность элементов, расположенных на разных уровнях иерархии;

Централизованность – в каждой системе должно быть центральное звено, которое будет стоять над всеми уровнями иерархии;

Эмерджентность – свойства системы в целом отличаются от свойств отдельных ее элементов.

Системы можно классифицировать:

■ по способу образования:

Естественные – системы, созданные природой без вмешательства человека;

Искусственные – системы, созданные человеком для удовлетворения различных потребностей;

■ сущности:

Космические;

Биологические;

Технические;

Социальные;

Экономические;

Экологические;

Политические и др.;

■ отношению к целевому назначению:

Целенаправленные – системы, которые заранее программируют работы, для достижения поставленных целей;

Целеустремленные – поставленные цели достигаются путем выбора альтернативных способов;

■ наличию центрального ведущего элемента:

Централизованные – системы, в составе которых есть центральное звено, играющее ведущую роль;

Децентрализованные – системы, в которых роли распределяются равномерно между элементами;

■ размеру.

Малые (включают менее 30 элементов);

Средние (включают до 300 элементов);

Большие (содержат больше 300 элементов, такие системы трудно исследовать без предварительного разбиения их на более простые функциональные составляющие);

■ степени сложности:

Простые – системы, которые не нуждаются в разбиении на составляющие при решении проблем;

Сложные – системы, подсистемы которых необходимо изучать не изолированно друг от друга, так как все элементы являются взаимосвязанными и взаимозависимыми;

■ отношению к изменениям во времени:

Относительно статичные – системы, имеющие одно возможное и заданное состояние;

Динамичные (изменяются с течением времени);

■ продолжительности функционирования:

Краткосрочные;

Среднесрочные;

Долгосрочные;

Специализации:

Специализированные – системы, выполняющие одну функцию при создании продукции или услуги;

Комплексные – выполняют все функции при производстве продукции;

Предсказуемости поведения:

Детерминированные – результаты деятельности, которые могут быть предсказаны;

Стохастические – результаты деятельности, которые определены вероятностью;

■ взаимодействию с внешней средой:

Изолированные – при функционировании не имеют связей с внешней средой;

Закрытые – функционируют независимо от окружающей среды и имеют строго фиксированные границы (пример, натуральное хозяйство);

Открытые – взаимодействие с окружающей средой носит двусторонний характер: системы влияют на окружающую систему и на себе испытывают ее влияние.

Лекция 3. Подходы к исследованию систем управления

Системный подход – методологический подход, изучающий объект как единое целое. Объект исследования представляется как совокупность подсистем, элементов с внутренними и внешними связями. Используется для комплексного исследования принимаемых решений, анализа возможных вариантов их реализации, координации усилий по претворению их в жизнь.

Эмпирический подход – подход, при котором объект исследуется на основе уже имеющегося опыта. При данном подходе изучаются предшествующие аналогичные случаи и вырабатываются общие правила поведения в сходных ситуациях. Используются методы аналогий, которые заключаются в анализе уже имеющегося опыта и оценивании возможности его использования в конкретных случаях, методы сравнений и т. д.

Год выпуска: 2003

Жанр: Менеджмент

Издательство: «Экзамен»

Формат: PDF

Качество: OCR

Количество страниц: 384

Описание: «Исследование систем управления» входит в состав дисциплин обязательного профессионального обучения будущих специалистов в области менеджмент. Дисциплина «Исследование систем управления» имеет целью развитие навыков исследовательской работы будущих специалистов в области менеджмента. Его необходимость определяется квалификационной характеристикой специалиста, в которой предусмотрена готовность к практической деятельности, владению навыками исследования систем управления. Идеология специальности предлагает воспитание и развитие творческих подходов к работе, осуществление научного подхода к управлению во всех его проявлениях. Перечень специализаций по специальности «Менеджмент» включает более 50 наименований и охватывает все сферы экономической, финансовой, промышленной, сельскохозяйственной, здравоохранения, отдыха, транспорта, безопасности и других видов управленческой деятельности.
Широкий охват видов управленческой деятельности менеджера предусматривает знания общей методологии и особенностей анализа и синтеза технических, человеко-машинных и организационных систем управления. Как показывает анализ различных учебных программ по этой дисциплине, предлагаемых вузами, в большинстве из них исследования систем управления рассматривается применительно к определенной сфере деятельности или дублирует разделы таких дисциплин как «Теория организации», «Теория управления», «Управленческие решения», «Менеджмент».
Учебник «Исследование систем управления» является одной из попыток изложения вопросов исследования систем управления с позиций системного подхода. Логика построения учебника предполагает первоначальное рассмотрение концептуальных, методологических основ систем управления, анализа и синтеза технических, человеко-машинных и организационных систем управления, а также представления системы как проблемы. Далее рассматриваются эвристические, формализованные и математические методы исследования систем управления.
Учебник «Исследование систем управления» состоит из пяти глав. В первой главе излагаются общесистемные понятия: понятие система, элемент, отношения и связи системы, входы и выходы, состояние, движения системы, классификация систем. Далее рассматривается понятие управления системой, процессы, закон и критерии эффективности управления системой.
Вторая глава посвящена изложению методологических основ исследования систем управления. Раскрывается сущность системного подхода как обще-методического принципа исследования систем управления. Дается классификация задач анализа и синтеза систем управления. Рассматриваются принципы анализа и синтеза систем управления. Определяются виды анализа и синтеза систем управления. Устанавливаются уровни исследования и структура показателей систем управления.
В третьей главе описываются особенности анализа и синтеза различных видов систем управления. Рассматриваются особенности и специфика анализа и синтеза технических, эргатических (человеко-машинных) и организационных систем управления. Даются основы синтеза облика перспективной технической системы управления, а также процесса нововведений при создании эргатических систем управления. Раскрывается методология анализа и синтеза организационных систем управления.
Четвертая глава посвящена системному анализу и синтезу проблемы. Раскрывается представление проблемы как системы. Дается системный анализ и синтез проблемы.
В пятой главе дается кратный обзор наиболее употребимых методов решения проблем при исследовании систем управления. Раскрывается сущность методов, область и особенности их применения, а также даются ссылки на литературу, которая поможет практически использовать тот или иной метод.
Специалистам в области менеджмента, в силу специфики их деятельности, необходимо быть ознакомленным со всеми возможными методами поиска новых форм организации управления. Содержание учебника

Концептуальные основы исследования систем управления
Понятия, определяющие структуру системы
Понятие элемента системы
Понятие связи
Понятие структуры системы
Понятие внешней среды
Понятия, определяющие процесс функционирования системы
Состояние системы
Входы и выходы системы
Движение (функционирование) системы
Характеристика процессов системы
Понятие процессов системы
Формы входных и выходных процессов
Функции процесса обратной связи
Функция процесса ограничения системы
Классификация систем
Характеристика различных классов систем
Понятие системы управления
Цель системы управления
Закон управления системой
Критерии эффективности управления системой
Резюме
Вопросы для повторения
Литература
Методологические основы исследования систем управления
Системный подход как общеметодический принцип исследования систем управления
Понятие и основные черты системного подхода
Сущность системного подхода
Задачи анализа и синтеза систем управления
Задачи анализа систем управления
Задачи синтеза систем управления
Принципы анализа и синтеза систем управления
Принцип физичности и его постулаты
Принцип моделируемости и его постулаты
Принцип целенаправленности и его постулаты
Виды анализа и синтеза систем управления
Структурный анализ и синтез систем управления
Функциональный анализ и синтез систем управления
Параметрический анализ и синтез систем управления
Уровни исследования и структура показателей систем управления
Уровни исследования систем управления
Структура показателей систем управления
Оценка информативности показателей анализируемой системы управления
Резюме
Вопросы для повторения
Литература
Особенности анализа и синтеза различных видов систем управления
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
Особенности анализа и синтеза эргатических систем управления
Особенности эргатических (человеко-машинных) систем управления
Специфика отдельных видов анализа и синтеза эргатических систем управления
Типовые противоречия разрешаемые в процессе создания новых эргатических систем управления
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
Основные черты организационного управления
Основные требования к организационному управлению
Резюме
Вопросы для повторения
Литература
Системный анализ и синтез проблемы
Общая характеристика проблемы как системы
Понятие проблемы и проблемной ситуации
Классификация проблем
Представление проблемы как системы
Этапы процесса решения проблемы
Исходная постановка (формирование) проблемы
Формирование целей и условий решения проблемы
Условия формирования целей
Выявление и систематизация подцелей
Последовательная декомпозиция целей
Установление условий решения проблемы
Структуризация проблемы и систематизация путей достижения целей
Основные понятия и этапы структуризации проблем
Уточнение структуры системы
Критический анализ функционирования системы управления
Систематизация путей достижения целей, оценка их значимости
Выявление и выбор альтернатив решения проблемы
Этапы выделения альтернатив
Выбор альтернатив решения проблемы
Принятие решения и выбор оптимальных решений
Выявление и выбор вариантов решения проблемы (подпроблемы)
Выбор оптимальных решений
Резюме
Вопросы для повторения
Литература
Методы исследования систем управления
Системный подход к проявлению идеи
Сущность идеи
Первый цикл проявления идеи
Второй цикл проявления идеи
Эвристические методы исследования систем управления
Методы активизации техологии творчества
Ассоциативные методы
Метод мозгового штурма
Метод синектики
Формализованные методы исследования систем управления
Параметрический метод
Морфологический метод и его модификации
Комбинаторный метод
Методы логического поиска
Метод «букета проблем»
Методы поиска новых технических решений
Статистические методы анализа систем управления
Сущность и область применения
Регрессионный анализ
Корреляционный анализ
Дисперсионный анализ
Ковариационный анализ
Метод временных рядов
Метод главных компонентов
Факторный анализ
Детерминированные методы анализа систем управления
Сущность и область применения
Инфлюентный анализ
Синтез систем управления методами оптимизации
Синтез систем управления методами безусловной оптимизации
Синтез систем управления с помощью многокритериальной оптимизации
Синтез систем управления методами математического программирования
Сущность и содержание 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
Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий
Теория принятия решений
Теория массового обслуживания
Теория эффективности
Теория игр
Резюме
Вопросы для повторения
Литература

Министерство образования Российской Федерации

Тульский государственный университет

Кафедра экономики и управления

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

“ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ”

по специальностям 060800 “Экономика и управление производством”, 061100 “Менеджмент”,

по направлениям 521500 – “Менеджмент”, 521600 – “Экономика”

АННОТАЦИЯ

Цель курса – обучение студентов основам теории систем.

Основная задача – изучение методологии системного подхода, широко применяемого при исследовании, создании и проектировании сложных систем.

В результате изучения дисциплины студент должен знать методологию анализа и синтеза систем, подходы к оценки структуры и свойств систем, общие методы моделирования и оптимизации, методы принятия решений в системах “человек-машина”, уметь выбирать наиболее рациональные методы при решении задач системного проектирования. Он должен иметь представление о требованиях совместимости систем, оптимизации управления системами, о стратегии развития больших организационно-технических систем.

Тема 1.Система управления. Общие сведения

Понятие системы.

Виды систем.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Задачи системного анализа.

Тема 2. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

2.1. Процедуры системного анализа.

2.2. Сущность процедур системного анализа.

Тема 3. ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

3.1. Моделирование процесса управления организационно-техническими системами.

3.2. Виды связей между процедурами системного анализа.

Тема 4. ЦЕЛЕВОЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

4.1. Цель и задачи целевого анализа.

4.2. Виды целей.

Продолжение темы 4. ЦЕЛЕВОЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

4.3. Оценка приоритетности целей

Тема 5. ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

5.1. Цель и задачи информационного анализа

5.2. Вербальное описание системы

Продолжение темы 5.ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

5.3. Формализованное описание системы.

5.4. Классификация информационных параметров.

5.5. Составление информационной базы данных.

Тема 6. СИТУАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

6.1. Цель ситуационного анализа.

6.2. Задачи ситуационного анализа.

Тема 7. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СИТУАЦИОННОГО АНАЛИЗА

7.1. Составление матрицы ситуационного анализа.

7.2. Построение матрицы реакций.

Продолжение темы 7.ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СИТУАЦИОННОГО АНАЛИЗА

7.3. Построение матрицы альтернатив.

7.4. Разработка сценариев управления.

Тема 8. ОРГАНИЗАЦИОННО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

8.1. Цель организационно-функционального анализа.

8.2. Задачи организационно-функционального анализа.

8.3. Основные этапы организационно-функционального анализа.

Тема 9. ОПЕРАЦИОННО-ПРОЦЕДУРНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

9.1. Цель и задачи операционно-процедурного анализа.

9.2. Процедуры управления операционно-процедурным анализом.

9.3. Этапы операционно-процедурного анализа.

Тема 10. ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

10.1. Цель и задачи функционально-стоимостного анализа

Продолжение темы 10. ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

10.3. Организация функционально-стоимостного анализа.

Тема 11. Оптимизация системы управления.

11.1. Исключение дублирования.

11.2. Оптимизация структуры управления.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Тема 1.СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

План лекции

Понятие системы.

Виды систем.

Понятие системы.

Множество элементов называется системой, если

1) имеется наличие объектов (элементов) ;

2) необходимо, чтобы между ними существовали связи;

3) наличие общей цели.

Главная цель у любой системы управления - эффективное использование оборудования, ресурсов и т.д. И как следствие получение максимальной прибыли.

Виды систем.

Все системы принято делить на:

технические системы, для которых характерно, что объектами являются технические устройства или технические подсистемы;

организационно-технические системы, для которых характерно как использование технических средств, функционирующих по определенным правилам, так и наличие трудовых (людских) ресурсов, способных принимать некоторое множество управленческих решений. Для организационно-технических систем характерно, что в качестве объектов выступают лица, принимающие решения (ЛПР).

Продолжение темы 1.СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

План лекции

Системный подход как метод исследования системы управления.

Задачи системного анализа.

Системный подход как метод исследования системы управления.

Для системных исследований характерно использование системного подхода. Системный подход ориентирует исследователя на изучение системы управления в целом и составляющих ее компонентов: целей, функций, организационной структуры, кадров, технических средств управления, информации, методов управления, технологии управления, управленческих решений; на выявление многообразных типов связей этих компонентов между собой и внешней средой и сведение их в единую, целостную картину.

Системный подход предполагает, что общее целое первично по отношению к его частям и сначала явление или процесс рассматривается с общих позиций.

При этом рассмотрении вся система подразделяется на 2, 3 или большее количество частей. Эти части принято называть подсистемами. Определяется назначение каждой подсистемы и устанавливается связь между ними. На этом заканчивается первый уровень детализации.

Далее каждая подсистема разбивается на части и каждой из них определяется некоторое назначение. Определяются связи между ними и т.д. Процесс многократно продолжается до тех пор, пока отпадает целесообразность в разделении.

1.4.Задачи системного анализа.

В системном анализе существует понятие сложные системы. Большие (сложные системы) принято называть таковыми, потому что их отличает:

1) большое количество разнообразных элементов (количество элементов определяет сложность системы);

2) небольшое количество элементов, но большое количество связей;

3) большое количество процедур (функций, реализуемых элементами

системы);

4)для сложной системы характерно наличие трудно формируемых элементов (людей или коллективов людей).

Все перечисленные факторы требуют использования особого вида исследований, которые принято называть системными исследованиями.

К сложным системам относят и организационно-технические системы, образуемые совокупностями технических систем, функционирующими во взаимосвязи друг с другом и с обслуживающим персоналом.

Персонал организован в подразделения, между которыми распределены функции и установлены отношения подчинения.

В связи с этим задачами системного анализа являются:

1) разделение персонала на подразделения;

2) анализ связей между подразделениями;

3) установление иерархичности отношений.

Продолжение темы 1.СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

План лекции

Управление организационно-техническими системами.

Основные принципы управления организационно-техническими системами.

Управление организационно-техническими системами.

Принято представлять управление организационно-техническими системами в виде целевого, функционального и линейного.

Целевое управление представляет собой координацию и организацию деятельности подсистем для достижения главной цели, определенной для данного этапа функционирования системы (на разных этапах у систем могут быть различные цели).

Функциональное управление появляется в результате разделения управленческого труда. Участие людей в процессе управления требует учета ограничений по их потенциальным информационным и общим интеллектуальным возможностям. Функциональные подсистемы автоматизируют управленческую деятельность.

Линейной управление представляет собой управление сверху вниз с учетом иерархии. Каждое звено реализует координацию непосредственно подчиненных звеньев. Те, в свою очередь, координируют деятельность звеньев следующего уровня и т.д.

Основные принципы управления организационно-техническими системами.

К основным принципам управления организационно-техническими системами относят:

1) комплексность - реализуется построением системы управления,

охватывающей все области деятельности, все фазы управления, все уровни организационной структуры, все фазы жизненного цикла производимого продукта;

2) делимость реализуется разбиением системы на многоуровневые

совокупности;

3) иерархичность реализуется формированием многоуровневой функциональной линейной структуры. В соответствии с делением и закрепляются полномочия при принятии управленческих решений.

4) целенаправленность реализуется формированием целевых подсистем в системе в соответствии с основными целями;

5) замкнутость цикла управления реализуется путем выделения отдельных процедур управления, включающих: прогнозирование, планирование, организацию, координацию, регулирование, оптимизацию, стимулирование, учет, контроль, анализ.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ВИДЫ

Моделирование — это такой метод изучения объекта, когда ис­следуется непосредственно не сам объект, а промежуточная вспомо­гательная система — модель.

Модель — это объект, который имеет сходство с про­тотипом и служит средством описания, объяснения и прогнозирования поведения прототипа. Модели значительно облегчают понимание системы, позволяют проводить исследования на них и на основе этого прогнозировать поведение системы в заданных условиях. С помощью моделей можно изучать поведение системы или отдельных ее частей значительно проще, быстрее и дешевле, чем на реальной системе. Степень точности при этом определяется адекватностью модели.

Задачи модели — выделить наиболее важные факторы в реальной системе, которые подлежат изучению в данном исследовании. Эти факторы должны быть отражены в модели с наибольшей полнотой и детализацией и совпадать с реальными характеристиками с точностью, определяемой требованиями данного исследования. Остальные факторы могут быть отражены с меньшей точностью либо вообще отсутствовать в модели.

Преимущество модели — возможность сравнительно простыми средствами изменять ее параметры или вводить внешние воздействия для изучения реакции системы. В реальных условиях получить такие сведения иногда просто невозможно (например, изучить поведение системы в искусственно созданных аварийных ситуациях).

Для исследования систем управления моделирование имеет чрезвычайно большое значение. Особенности моделирования систем управления:

1) Система управления имеет высокую сложность, обладает многофакторным действием и сама находится в зависимости от мно­жества факторов. Изучение влияния на систему даже важнейших факторов только на конкретном объекте, как правило, невозможно.

2) В процессе функционирования системы управления возника­ет множество ситуаций и вариантов. Некоторые ситуации весьма скоротечны. Поэтому нельзя получить необходимую информацию только на основе исследования реально происходящих событий.

3) Затруднено проведение натурных экспериментов на реально функциони­рующих системах управления. Во многих случаях это может быть связано со значительными убытками и неэкономическими потерями. Поэтому нужен модельный эксперимент и, соответственно, разработка модели.

Системы управления являются сложными системами. И как таковые они характеризуются выполняемыми функциями, структурой и поведением во времени. Для адек­ватного моделирования этих аспектов в СУ выделяют функциональные, структурные и поведенческие модели.

Функциональная модель описывает совокупность вы­полняемых системой функций, характеризует морфологию сис­темы (ее построение) — состав функциональных подсистем, их взаимосвязи.

Структурная модель отражает состав и взаимосвязи между элемен­тами системы.

Поведенческая модель описывает процессы функционирования. В ней фигуриру­ют такие категории, как состояние системы, событие, переход из одного состояния в другое, условия перехода, последовательность событий.

Можно выделить три основные области применения моделей: обучение, научные исследования, практика управления. При обучении с помощью моделей достигается высокая наглядность отображе­ния различных объектов и облегчается передача знаний о них. В научных исследованиях модели служат средством полу­чения, фиксирования и упорядочения новой информации, обес­печивая развитие теории и практики. В практическом управлении модели ис­пользуются для обоснования решений. Такие модели должны обеспечить как описание, так объяснение и предсказание пове­дения систем.

Классификация моделирования систем может быть проведена по разным основаниям (рис. 24).

рис. 24

1. По признаку полноты моделирование делится на полное, неполное и приближенное. При полном моделировании модели идентичны объекту во вре­мени и пространстве. Для неполного моделирования эта идентич­ность не сохраняется. В основе приближенного моделирования лежит подобие, при котором некоторые стороны реального объекта не моделируются совсем.

2. Моделирование детерминированное и стохастическое. Детерминированное моделирование отображает процессы, в которых предполагается отсутствие случайных воздействий. Стохастическое моделирование учитывает вероятностные про­цессы и события.

3. Моделирование статическое и динамическое Статическое моделирование служит для опи­сания состояния объекта в фиксированный момент времени, а динамическое — для исследования объекта во времени.

4. Моделирование мысленное и реальное. Реальное моделирование осуществляется на реальном объекте. Такое моделирование представляет собой, по сути, эксперимент. Это может быть моделирование новых структурных элементов организации, вариантов реализации управленческих функций, новых ситуаций.

Мысленное моделирование применяется тогда, когда модели не реализуемы в заданном интервале времени либо отсутствуют ус­ловия для их физического создания. Мысленное моделирование реальных систем реализуется в виде наглядного, символического и математического.

При наглядном моделировании на базе представлений чело­века о реальных объектах создаются наглядные модели, отобра­жающие явления и процессы, протекающие в объекте. Примером таких моделей являются рисунки, схемы, диаг­раммы.

Символическое моделирование представляет собой искусствен­ный процесс создания логического объекта, который замещает реальный и выражает его основные свойства с помощью опреде­ленной системы знаков и символов. В основе языкового модели­рования лежит тезаурус, который образуется из на­бора понятий исследуемой предметной области, причем этот на­бор должен быть фиксированным. Под тезаурусом понимается словарь, отражающий связи между словами или иными элемен­тами данного языка, предназначенный для поиска слов по их смыслу.

Между тезаурусом и обычным словарем имеются принципи­альные различия. Тезаурус — словарь, который очищен от нео­днозначности, т.е. в нем каждому слову может соответствовать лишь единственное понятие, а в обычном словаре одному сло­ву может соответствовать несколько понятий.

Если ввести условное обозначение отдельных понятий, т.е. знаки, а также определенные операции между этими знаками, то можно реализовать знаковое моделирование и с помощью зна­ков отображать набор понятий — составлять отдельные цепочки из слов и предложений. Используя операции объединения, пере­сечения и дополнения теории множеств, можно в отдельных сим­волах дать описание какого-то реального объекта.

Математическое моделирование — это процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математи­ческого объекта, называемого математической моделью. В прин­ципе, для исследования характеристик любой системы матема­тическими методами, включая и машинные, должна быть обяза­тельно проведена формализация этого процесса, т.е. построена математическая модель. Вид математической модели зависит как от природы реального объекта, так и от задач исследования объекта, от требуемой достоверности и точности решения зада­чи. Любая математическая модель, как и всякая другая, описыва­ет реальный объект с некоторой степенью приближения. В области управления распространено построение математических моделей в алгоритмической форме.

Алгоритмическая форма моделирования предполагает запись соотношений модели и выб­ранного численного метода решения в форме алгоритма. Среди алгоритмических моделей важный класс составляют имитацион­ные модели, предназначенные для имитации производственных, экономических и ин­формационных процессов при различных внешних воздействи­ях.

При имитационном моделировании воспроизводится алго­ритм функционирования системы во времени. Имитируются элементарные процессы и явления, с сохранением их логической структуры и последова­тельности протекания. Это позволяет полу­чить сведения о возможных состояниях системы в соответствующие моменты времени.

Работа с имитационной моделью представляет собой имитационный эксперимент. Иссле­дователь создает различные ситуации, воздействует на модель раз­личными факторами и в результате извлекает информацию о реаги­ровании модели на различные воздействия и условия существования. Имитационное моделирование позволяет получить необходимую информацию о свойствах объекта, о способности его функционирова­ния при различных обстоятельствах, о возможностях изменений его статической и динамической организации, дает возможность оценить рациональность таких изменений.

В имитационном моделировании различают метод статисти­ческих испытаний (Монте-Карло) и метод статистического мо­делирования.

Метод Монте-Карло — численный метод, который применя­ется для моделирования случайных величин и функций, вероят­ностные характеристики которых совпадают с решениями ана­литических задач. Состоит в многократном воспроизведении процессов, являющихся реализациями случайных величин и фун­кций, с последующей обработкой информации методами мате­матической статистики.

Если этот прием применяется для машинной имитации в це­лях исследования характеристик процессов функционирования систем, подверженных случайным воздействиям, то такой метод называется методом статистического моделирования.

Метод имитационного моделирования применяется для оцен­ки вариантов формирования и функционирования системы, эффективности различных ал­горитмов управления системой, влияния изменения различных параметров системы.

Существенное значение при проведении исследований в области управления имеют структурное и ситуационное моделирование.

Структурные модели активно используется для исследования не только структур, но и функций организации, а также для формализованной структуризации решаемых проблем, используемого инструментария и т.д.

Основой построения ситуационной модели является описание ситуации, в которой функционирует организация, в виде совокупности конкретных состояний всех значимых для организации факторов внешней и внутренней среды.

ПРИНЦИПЫ И ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ

Принципы построения моделей

1. Адекватность. Предусматривает соответствие модели целям исследования по уровню сложности и организации, а также соответствие реальной системе относительно выб­ранного множества свойств. До тех пор, пока не решен вопрос, правильно ли отображает модель исследуемую систему, ценность модели незначительна.
2. Соответствие модели решаемой задаче. При решении каждой конкретной задачи нужно иметь свою модель, отражающую те аспекты системы, которые являются наиболее важными в данной задаче. Этот принцип связан с принципом адекватности.
3. Упрощение при сохранении существенных свойств системы. Чем сложнее рассматриваемая система, тем более упрощенным должно быть ее описание, игнорирующее менее существенные свойства. Этот принцип может быть назван принципом абстрагирования от второстепенных деталей.
4. Соответствие между требуемой точностью результатов моделирования и сложностью модели. С одной стороны, чтобы отра­зить существенные свойства, модель необхо­димо детализировать. С другой стороны, строить модель, при­ближающуюся по сложности к реальной системе, не имеет смысла. Ком­промисс между этими двумя требованиями достигается нередко путем проб и ошибок.

• изменение числа переменных, достигаемое либо исключе­нием несущественных переменных, либо их объединением;
• изменение природы переменных параметров. Переменные параметры рассматриваются в качестве постоянных, дискретные — в качестве непрерывных и т.д.;
• изменение функциональной зависимости между переменными. Например, нелинейная зависимость заменяется обычно линейной;
• изменение ограничений. При снятии ограничений получается оптимистичное решение, при введении — пессимистичное. Варьируя ограничениями, можно найти возможные граничные значения эффективности. Такой прием часто используется для нахождения предварительных оценок эффективности решений на этапе постановки задач;
• ограничение точности модели. Точность результатов модели не может быть выше точности исходных данных.

1. Многовариантность реализаций элементов модели. Разнообразие реализаций одного и того же элемента, отличающихся по точности (а следовательно, и по сложности), обеспечивает регулирование соотношения «точность/сложность».
2. Блочное строение. При соблюдении принципа блочного строения облегчается разработка сложных моделей и появляется возможность использования накопленного опыта и готовых блоков с минимальными связями между ними.

Этапы построения моделей

1. Содержательное описание моделируемого объекта. Объек­ты моделирования описываются с позиций системного подхода. Исходя из цели исследования, устанавливаются совокупность эле­ментов, взаимосвязи между элементами, возможные состояния каждого элемента, существенные характеристики состояний и соотношения между ними. На этом этапе моделирования широко применяются каче­ственные методы описания систем, знаковые и языковые модели.

2. Формализация операций. На основе содержательного описания оп­ределяется исходное множество характеристик системы. Для вы­деления существенных характеристик необходим хотя бы прибли­женный анализ каждой из них. При проведении анализа опира­ются на постановку задачи и понимание природы исследуемой системы. После исключения несущественных характеристик вы­деляют управляемые и неуправляемые параметры и производят символизацию. Затем определяется система ограничений на зна­чения управляемых параметров. Если ограничения не носят прин­ципиальный характер, то ими пренебрегают.

3. Проверка адекватности модели. Требование адекватности находится в противоречии с требованием простоты, и это нужно учитывать при проверке модели на адекватность. Исходный ва­риант модели предварительно проверяется по следующим основ­ным аспектам:

• Все ли существенные параметры включены в модель?
• Нет ли в модели несущественных параметров?

• Правильно ли отражены функциональные связи между параметрами?
• Правильно ли определены ограничения на значения параметров?

Для проверки рекомендуется привлекать специалистов, кото­рые не принимали участия в разработке модели. Они могут бо­лее объективно рассмотреть модель и заметить ее слабые сторо­ны, чем ее разработчики. Такая предварительная проверка моде­ли позволяет выявить грубые ошибки. После этого приступают к реализации модели и проведению исследований. Полученные результаты моделирования подвергаются анализу на соответствие известным свойствам исследуемого объекта. Для установления соответствия создаваемой модели оригиналу используются сле­дующие пути:

• сравнение результатов моделирования с отдельными экспериментальными результатами, полученными при одинаковых условиях;

• использование других близких моделей;

• сопоставление структуры и функционирования модели с прототипом.

Главным путем проверки адекватности модели исследуемо­му объекту выступает практика. Однако она требует накопления статистики, которая далеко не всегда бывает достаточной для получения надежных данных. Для многих моделей первые два пути приемлемы в меньшей степени. В этом случае остается один путь: заключение о подобии модели и прототипа делать на осно­ве сопоставления их структур и реализуемых функций. Такие зак­лючения не носят формального характера, поскольку основыва­ются на опыте и интуиции исследователя.

По результатам проверки модели на адекватность принима­ется решение о возможности ее практического использования или о проведении корректировки.

1. Корректировка модели. При корректировке модели могут уточняться существенные параметры, ограничения на значения управляемых параметров, оценочные критерии. После внесения изменений в модель вновь выполняется оценка адекватности.
2. Оптимизация модели. Сущность оптимизации моделей состоит в их упрощении при заданном уровне адекватности. Основными показателями, по которым возможна оптимизация модели, выступают время и затраты средств на проведение исследований в соответствии с этой моделью.

ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Метод эксперимента (от лат. eksperimentum - проба, опыт) пред­ставляет собой контролируемый и управляемый способ исследова­ния объекта, предполагающий активные и целенаправленные воздействия на него со стороны исследователя.

При проведении эксперимента должно осуществляться наблюдение за поведением объекта исследования и оценка возникающих состояний, изменений и ситуаций. Для этого могут использоваться параметрический, статистические, социологические методы и метод экспертных оценок.

Экспериментирование как метод исследования систем управ­ления имеет три основных цели:

— апробацию результатов исследования;

— проверку правильности гипотез;

— получение дополнительного фактического материала для проведе­ния дальнейших исследований.

Экспериментирование позволяет:

1) избежать излишних потерь при работе в режиме реального функ­ционирования;

2) избегать необратимых последствий при проверке критических ситуаций;

3) вводить ситуации, представляющие для исследования наибольший интерес;

4) нивелировать влияние тех факторов, которые препятствуют выяв­лению существующих зависимостей;

5) обеспечивать экономию времени при исследовании и практическом внедрении полученных результатов.

6) многократно воспроизводить изучаемую ситуацию, что повышает надежность результатов исследования.

Эксперименты подразделяются на мысленные и натурные.

Мысленный эксперимент предполагает манипулирование с информацией о реальных объектах без вмешательства в действитель­ный ход событий. Этот метод основан на использовании модели реального объекта и поэтому неразрывно связан с методом моделирования.

Процедура проведения мысленного эксперимента включает в себя следующие действия:

1) определение цели эксперимента;

2) определение формы проведения эксперимента;

3) определение констант в экспериментальной ситуации;

4) установление переменных факторов, влияние которых будет отслеживаться в ходе эксперимента;

5) установление результирующих критериев, по которым мож­но судить о влиянии переменных на данный объект;

6) определение параметров изменения переменных и результи­рующих критериев, позволяющих давать количественные и качест­венные оценки влияния факторов на объект;

7) определение задач и этапов осуществления эксперимента;

8) определение критериев, в соответствии с которыми может быть оценена степень успешности эксперимента.

Натурный эксперимент осуществляется на реальном объекте и предполагает определенное воздействие на него со стороны исследо­вателя. Проведение натурного эксперимента часто связано с внедрением новых форм организации, реструктуризацией и рационализацией управления. В этом случае в проведении экспериментально-исследовательских работ задействованы не только исследователи, но и весь работающий в данной сфере персонал. При проведении эксперимента на реальном объекте организаторы должны непременно учитывать моральные и правовые аспекты последствий экспериментирования.

Проведение натурного эксперимента предполагает наличие следующих ограничений:

— ограничение сферы проведения эксперимента;

— ограничение периода времени проведения эксперимента;

— ограничения затрат средств на проведение эксперимента;

— ограничение в воздействии факторов, искажающих чистоту эксперимента.

Процедура проведения натурного эксперимента влючает в себя следующие действия:

1) выбор объекта экспериментирования;

2) введение режима изоляции от несанкционированного влияния среды;

3) установление ограничений в воздействии эксперимента на жизненно важные параметры системы управления и организации в целом;

4) определение лиц, ответственных за основные направления и разделы эксперимента;

5) выработка конкретной программы для группы в целом и для отдельных участников;

6) регистрация результатов эксперимента;

8) обобщение результатов.

www.etu1621.narod.ru “Исследование систем управления” Преподаватель: Росс С.И.

Конспект лекций

Исследование систем управления (курс лекций)

2. Элементы системного анализа. Понятия и основные свойства систем.

В широком смысле, под системой понимают упорядоченную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

Таким образом, понятию системы можно противопоставить понятие хаос.

Всякая система функционирует в среде.

Среда – совокупность объектов, воздействующих на систему, но ей неподконтрольных. Под объектами мы понимаем процессы, явления, предметы или параметры.

Заметим, что система оказывает влияние на среду, но однозначно, ее поведение (той среды) не предопределяет. Часто среду делят на внешнюю и внутреннюю.

В соответствии с тем, параметры неких объектов (внешних или внутренних) рассматриваются, как неконтролируемые.

Всякое изучение системы обязательно предполагает анализ ее взаимодействия со средой.

В процессе исследования граница между средой и системой может существенно меняться.

Система нетождественна объекту. Система – понятие, свидетельствующее о наличии у объекта системных свойств.

Один и тот же объект может быть представлен, как множество различных систем.

Например, предприятие, как объект может быть рассмотрено как технологическая система, система межличностных отношений, как информационная система.

Условия рассмотрения объекта, как системы:

Если в объекте не определяются элементы, т.е. объект рассматривается, как нечто целое, состоящее из неразличимых элементов и неразличимых связей, то такому объекту соответствует понятие образование.

Совокупность образований, обладающее разнообразием и определенностью может называться множеством.

Множество может состоять из неизменных образований, которые могут взаимодействовать, но эти взаимодействия не носят обязательного характера (люди на улице).

Иерархия

Hieros –священный

Arche – власть

Множество, обусловленное какой-либо внешней необходимостью, называется объединением (люди в автобусе)

Объединение, обладающее не только внешней, но и внутренней необходимостью взаимодействия называется системой. Каждая система характеризуется структурой.

Системное рассмотрение объекта предполагает выделение в нем структуры, т.е. элементов и связей между ними.

Свойства систем.

Упорядоченность и целостность

Целостность означает, что элементы, объединенные в систему обладают общими свойствами и поведением.

Изолированность

Изолированность – означает, что имеются отдельные элементы системы, которые связаны с наблюдателем и средой. Это входы и выходы, при этом предполагается, что они или контролируемы или, по крайней мере, наблюдаемы.

Изолированность системы относительно.

Делимость

Система может быть разделена на относительно самостоятельные части, при этом, каждая подсистема может быть рассмотрена, как часть надсистемы или суперсистемы и, в то же время, каждая подсистема может рассматриваться, как элемент другой системы.

Элемент системы – такая часть системы, которая выполняет специфическую функцию и не подлежит дальнейшему разбиению.

Функционирование отдельных объектов, как целостных систем, обеспечивается установлением и реализацией связей между элементами системы и среды.

Соответственно, выделяют внутренние и внешние связи.

Под связью между элементами понимается перемещение и/или преобразование вещества, энергии или информации.

Наличие зависимости между элементами также трактуется, как связь между ними.

Взаимодействие элементов приводит к тому, что у системы появляется новое свойство, которое называется эмерджентность. Это свойство, которым не обладают отдельные элементы системы и которые возникают только за счет взаимодействия.

Эмерджентность бывает первого и второго рода.

Эмерджентность первого рода – системное свойство, которое может быть выведено путем анализа отдельных элементов.

Эмерджентность второго рода – системное свойство, которое не может быть выявлено путем анализа отдельных элементов системы. (социально-экономические системы)

В системном анализе социально-экономических систем, используются 2а вида определений:

дескриптивные (описательные) определения – определение предмета или объекта через его свойства.

Дескриптивные определения строятся по следующему правилу: то, что обладает определенными свойствами и есть предмет.

Конструктивные (операциональные) определения – предполагают описание строения объекта.

При конструктивном определении система описывается, как единство входа, выхода и процессора.

Вводится понятие функции системы (ее предназначение, ее миссия)

Функцию не следует путать с целью системы. Цель системы можно определить, как ее определенное желаемое состояние, желаемое значение параметров.

Обычно цель формируется в виде количественных характеристик, в то время, как функция системы формируется в виде качественного основного признака всех возможных результатов действия системы.

Любая система выступает как единство функций и структур.

Под структурой понимается способ деления целого на части или организация частей в систему.

При рассмотрении структуры объекта, учитываются любые связи и отношения элементов объекта, и только такие, для которых сохраняются нечто постоянное и инвариантное.

Понятие структуры включает в себя не все взаимодействующие элементы объекта, а только устойчивые во времени.

Можно рассматривать иерархическую структуру организации элементов, а можно децентрализованную структуру.

Иерархическая структура – в виде дерева.

Децентрализованная (оркестр без дирижера)

Функция и структура определенным образом взаимосвязаны.

В естественных системах функция является прямым следствием способа существования системы, обуславливающая ее структуру. В живых системах, изменение структуры приводит к (в точности) к изменению функции.

А вот в искусственных системах без установления функции невозможно понять сущность ее структур (конструкторы, архитектор)

И структура и функция являются выражением единой сущности, а именно целого.

Система управления и принципы их исследования.

Наука управления – кибернетика.

Норберт Винер – «отец-основатель» данной науки. Он же создал теоретическую базу науки управления.

Кибернетика изучает не материал из которого создан объект исследования, не превращение энергии, в ней происходящей, а процессы и связи управления, передачи информации.

По словам Эшби, кибернетика ищет ответ на вопрос не что это такое, а как оно это делает.

Изучение сложных динамических систем в кибернетике направлено на изучение общих закономерностей переработки информации, связей и управления ими.

Конечной целью кибернетики является выявление и создание принципов и методов и средств для достижения лучших, в каком-либо смысле, результатов управления.

Объект кибернетики: сложные динамические системы.

Предмет кибернетики: информационные связи и управление

Метод кибернетики: системный подход и системный анализ

Цель кибернетики: изучение общих закономерностей и формирование принципов управления в различных системах.

Особенности социально-экономических систем.

Первоначально, экономическая кибернетика развивалась на базе прямого переноса общей категории кибернетики и теории систем, разработанных на основе живых и технических систем. Однако, социально- экономические системы обладают определенным своеобразием и особенностями, которых нет в технических и живых системах.

Экономические системы описываются специальным направлением системных исследований, которое называется теорией хозяйственных систем.

Рассмотрим основные постулаты этой теории:

первоначальный элемент хозяйственной системы – решающий центр (под ним понимается относительно обособленное единство ресурсов и ЛПР), при этом, структура образующих факторов этой системы выступает отношение собственности (владение, распоряжение, пользование).

Первоначальные элементы, которые выделяются по функции распоряжения (в рамках единого владения) называются распорядительным центром (РЦ).

Хозяйственная система – это связанная совокупность распорядительных центров, обладающая эмерджентными свойствами (промышленное/ хозяйственное предприятие)

Системообразующим фактором хозяйственной системы выступает функция, как характеристика миссии или назначения данной системы.

Функция хозяйственной системы реализуется на основе деятельности всех распределительных центров.

Заметим, что общий эффект системы не равен сумме эффектов распределительных центров.

Для каждого РЦ характерна своя обусловленная мера вклада в общие итоги, которая называется хозяйственной ответственностью.

Важнейшим свойством РЦ является хозяйственная заинтересованность, которая определяется тремя факторами: материальным стимулом к труду, профессиональной подготовленностью, социальным самосознанием.

Управление в хозяйственной системе – изменение ее организованности.

Организованность системы управления – свойство реагировать на изменение сложности, путем изменения множества своих связей. Чем меньшем числом связей система «справляется» с ростом своей сложности, тем выше её организованность.

Организованность отражает субъективную сторону управления, а сложность отражает объективную сторону управления.

Управление в теории хозяйственных систем представляет собой изменение организованности систем.

Оно проявляется в процессе принятия и реализации хозяйственных решений.

Сформулируем определение хозяйственных систем:

Хозяйственная система – это совокупность распорядительных центров, связанность, взаимная зависимость между которыми выше, чем зависимость любого РЦ данной совокупности от любого РЦ, не принадлежащего данной совокупности.

Классификация хозяйственных систем.

По обусловленности действий, хозяйственная система не является детерминированной системой, более того, в силу быстрого обновления результатов хозяйствования, в области НТР, производства продуктов и услуг, в силу высокого динамизма общественных потребностей, хозяйственная система утратила свою статистическую устойчивость и стала непредсказуемой системой.

По характеру перехода из одного состояния в другое, хозяйственная система является динамической

По своему происхождению, хозяйственная система является естественной системой, однако, в современных условиях, когда есть возможность вмешиваться в хозяйство с помощью разных экономических рычагов, хозяйственная система приобретает черты искусственных (естественно-искусственная хозяйственная система).

По характеру элементов, хозяйственная система – конкретная система, ее элементами являются РЦ.

По взаимодействию со средой, хозяйственная система является открытой системой

По сложности, хозяйственная система относится к классу очень сложных систем.

По характеру целенаправленности, хозяйственная система не может быть однозначно отнесена к классу управляющих или управляемых систем, то есть в хозяйственной системе не выделяются управляющие или управляемые системы.

Особенности хозяйственных систем.

Главная особенность:

1) она состоит в том, что целенаправленным поведением обладают все элементы хозяйственной системы, в то время, как в тех технических системах целенаправленным поведением обладает один или ограниченное число элементов. Именно поэтому, хозяйственная система не делится на управляющую и управляемую.

2) меняющаяся как по составу, так и по количественным характеристикам множество целей, к которым приспосабливается хозяйство.

3) Она связана со специфическим механизмом адаптации в изменяющейся среде. Этот механизм представляет собой изменение структуры без вмешательства из вне.

4) Она состоит, с характером неопределенности функционирования хозяйственной системы, поскольку социально-экономические явления отличаются большей разнообразностью и неопределенностью.

5) наличие черт естественных и искусственных систем.

Принципы исследования систем управления.

Исследования систем управления базируются на принципах исследования, сформулированных в кибернетике, и на специфических принципах исследования, сформулированных в экономике.

Общие принципы системных исследований:

(законы и принципы кибернетики)

Принцип обратной связи

Принцип моделирования

Принцип гомеостазиса

Закон необходимого разнообразия

Принцип черного ящика.

-Принцип обратной связи :

рисунок

Связи- 1. прямые 2. обратные

Связь – это зависимость одного явления от другого.

Прямая связь – связь, которая обеспечивается за счет взаимодействия двух разных объектов или это передача информации, энергии, вещества с выхода одного элемента на вход другого.

Обратная связь – это передача того же самого с выхода элемента на собственных вход. Эта передача может быть прямой и косвенной.

Рассмотрим некоторые характеристики.

Пусть между Х и У пропорциональная зависимость следовательно У=SX(без обратной связи). У/Х=S– пропускная способность системы.

X+▲X– (сигнал на вход нашей системыS), следовательно

Y=S(X+▲X)=S(X+RY)

Y/X=S/1-SX– (с обратной связью)

Y=S/1-SX*X– (пропускная способность системы с обратной связью)

G=1/1-SR– (мультипликатор или регулятор обратной связи)

Обратная связь бывает положительной или отрицательной. В зависимости от типа использованной связи различные разомкнутые (ориентирующиеся на характеристики внешней среды по отношению к системе управления (пример: светофор)) и замкнутые (ориентирующиеся на характеристики собственной системы управления (пример: регулировщик). В этой системе управления обязательно присутствует обратная связь) системы управления.

Отрицательная обратная связь – это воздействие, передаваемые с выхода системы управления на ее вход, обеспечивающее поддержание системы в заданном состоянии. (пример: постоянная температура в холодильнике; температура тела).

Положительная обратная связь – это воздействие, передаваемое с выхода системы на ее вход, предназначенный для перевода системы в новое состояние.

Обеспечение отрицательной обратной связи в экономике преследует долговременные цели.

Выяснение механизмов и схем обратной связи является необходимым условием исследования систем управления. В хозяйственной системе не выделяются управляемая и управляющая системы, поэтому требуется специальная переработка условий выполнения принципа.

-Принцип моделирования.

Моделирование – это выявление или воспроизведение свойств одного объекта с помощью другого объекта. Моделирование включает 3 момента:

Создание и конструирование модели

Исследование

Изучение реального объекта на основе свойств модели

Все модели строятся на двух основаниях:

Модели, имитирующие свойства или поведение какого-нибудь реально существующего объекта.

Модели, выступающие реальным воплощением некой умозрительной идеи или концепции.

В основе моделирования лежит принцип аналогии.

Классификация модели:

графическая – объект, геометрически подобный оригиналу (географическая карта).

геометрическая – объект подобный оригиналу по форме (макеты, слепки)

функциональная – отображает поведение оригинала (работа)

символическая – модель, которая записывается с помощью абстрактных символов (программа)

описательная или вербальная

математическая (уравнения, неравенства).

Исследование систем управления базируется на экономико-математических моделях.

Каждая экономико-математическая модель характеризуется:

Объектом моделирования

Описанием объекта

Цель построения модели

Аппаратом моделирования

Способами идентификации и интерпретации

Принципами моделирования.

Выделяются структурные (отражают технико-экономические организацию экономического объекта, его строение и внутренние параметры (например модель межотраслевого баланса) ), и функциональные модели (отражают поведение объекта в результате установления зависимости между управляемыми и управляющими параметрами без привлечения информации о внутренней структуре объекта ).

С точки зрения аппарата моделирования модели разделение на:

1. аналитические

2. имитационные

3. игровые.

- Принцип гомеостазиса.

Принцип гомеостазиса – этот принцип тесно связан с понятием обратной связи. Понятие гомеостаза было введено американцем Кенном и оно изначально относилось к деятельности природных механизмов животных. Это понятие характеризуется следующими чертами:

Каждый механизм приспособлен к своей цели

Целью механизма является поддержание некоторых существующих переменных внутри физиологических допустимых границ

Все поведение вегетативной нервной системы животного обусловлено этим механизмом.

Английский нейрофизиолог Эшби развил его учение: зд. гомеостаза – это свойство системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значения существ. переменных в некоторых заданных пределах.

В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи.

Экономический гомеостаз – это устойчивое равновесное функционирование хозяйственной системы в изменяющихся природной и социальной среде. Одной из задач исследования системы управления является выявление и изучение механизмов, обеспечивающих гомеостатический характер их функционирование.

-Принцип необходимого разнообразия.

Связи характеризуются направлением, силой характером. Бывают направленные и ненаправленные. По характеру: подчинения, порождения, функционирования и развития, управления.

Исследование коммуникаций.

Коммуникация – процесс обмена информации. Сеть коммуникаций – определенная топология связи между элементами сети.

В зависимости от построения коммуникационной сети, деятельность группы людей может обладать большей или меньшей эффективностью.

Типы коммуникационных сетей:

1. рис. 2.рис. 3. рис. 4.рис. 5. рис.

«круг» «цепь» «У» «колесо» «многоканальная»

Принцип необходимого разнообразия был сформулирован физиологом Эшби.

Разнообразие – число различных состояний системы или логарифмы этого числа. По этому закону, система в своем развитии реализует на практике гораздо меньше число теоретически возможных состояний. Это уменьшение называется ограничение разнообразия. Любой закон или управление системой – ограничение разнообразия.

Другая сторона этого принципа: ограничение разнообразия в поведении объекта может быть осуществлено лишь за счет увеличения разнообразия органа управления. (Только разнообразие может уничтожить разнообразие). Сложные системы (социально-экономические системы) – неуправляемые простыми.

-Принцип черного ящика.

Система, о внутренней организации которой нет сведений – черный ящик, но существует возможность воздействия на входы и регистрирующие выходы.

Согласно этому методу система изучается не как совокупность взаимодействия элементов, а как нечто целое, неделимое.

Информация. Информационные аспекты исследования СУ.

Процесс управления можно рассматривать, как процесс информационного взаимодействия объекта и субъекта управления, который включает в себя:

Сбор сведений об объекте управления

Анализ полученной информации и выбор управляющих воздействий

Реализация управляющего воздействия

Информация – снятая неопределенность

Информация – обозначение используемого содержания (Винер)

Информация – передача разнообразия, снятая неразличимость (Эшби)

Информация – мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве или во времени, или показатель изменения, который сопровождает все протекающие в мире процессы.

Информация имеет аспекты:

Семантический

Синтаксический

Прагматический

Схема процесса передачи информации

возникновение события

наблюдатель формулирует сведения о происшедшем событии на определенном языке

кодировка понятия

передача закодированного сообщения

расшифровка закодированного сообщения

оценка информации

Проблемы: (информация – специфический предмет труда)

(синтактика) проблема точности передачи символов или знаков (техническая проблема)

(семантика) точность выражения содержания символов (проблема смысла)

(прагматика) проблема влияния принятого сообщения на поведение получателя

Информация должна быть включена в тезаурус – словарь понятий, который фиксирует как сами понятия, так и отношения между понятиями. Тезаурус играет роль семантического фильтра.

Сообщение, которое содержит для получателя полезные сведения – прагматическая информация и она проходит прагматический фильтр.

Информация то, что доведено до получателя через третий механизм восприятия.

Понятия и роль измерений ИСУ.

В ИСУ выделяют три уровня использования количественных методов:

Измерения

Математическое моделирование

Принятие решения

Измерение – процедура, с помощью которой, объект сравнивается с некоторым эталоном и получают числовое выражение в определенном масштабе и шкале.

Шкалы, которые принадлежат одному классу – эквивалентные шкалы.

Минимальные требования к любой шкале – назвать объект и отождествить его с некоторым числом. Если это требование единственное, то шкала называется номинальной.

Любая классификация – измерение в номинальной шкале.

Вторая шкала – ординальная (ранговая) шкала. Шкалы позволяют установить, что некий объект обладает неким свойством в большей или меньшей степени (полезность, IQ, качество)

Номинальная или ранговые шкалы не являются метрическими.

Метрическими или количественными называют интервальные шкалы – в них может быть задан способ определения расстояния или интервала между двумя объектами.

Если в шкале интервалов изменен масштаб, то изменение происходит в разностной шкале.

Абсолютная шкала.

Процесс исследования СУ.

Ряд последовательных этапов исследования СУ:

Описание и постановка проблемы исследований

Определение конкретной цели и задач исследования

Определение объекта и предмета исследований

Уточнение и интерпретация основных понятий

Предварительный СА объекта исследования

Формулировка рабочих гипотез

Формирование плана исследований

Сбор, систематизация и анализ вторичной информации

Корректировка разделов плана исследования, ориентированная на получение первичной информации

Сбор первичной информации

Анализ результата формирования выводов и рекомендаций

Использование результатов исследования

Если вторичной информации достаточно, что первичную информацию можно не получать.

Этот план достаточно полный, но некоторые этапы могут конкретизироваться в зависимости от конкретных объектов исследования.

Существует итерационная процедура, к которой можно возвращаться после получения некоторой новой информации.

Этот план используется во всех видах исследований.

Подробно:

Проблема/проблемная ситуация – называется расхождение между желаемым и действительным состоянием некоторого объекта (явления, процесса). Расхождение может быть определено не единственным способом. Иногда проблемы называют потенциальной возможностью.

Определение конкретной цели или задач. Решение сформулированной проблемы направлено на реализацию конкретных целей и задач. Цели объединяются в три группы: поисковые цели (направлены на уменьшение неопределенности при определении проблемы), описательная (направлена на получение общего представления об изучаемом объекте), экспериментальная/объяснительная (направлена на выявление причинно-следственных связей между отдельными элементами). Задачи формируют вопросы, на которые должен быть направлен ответ для реализации цели.

Определение объекта и предмета исследования. Объект исследования – явление или процесс, на которое направлено исследование, а предмет исследования – та сторона объекта, которая непосредственно подлежит изучению.

Уточнение (интерпретация) основных понятий

Предварительный системный анализ объекта исследования. Этот этап необходим для исследования сложных проблем. Цель этапа: построить гипотетическую, концептуальную модель объекта, как системы, раскрыв все его элементы и связи.

Рабочие гипотезы. Виды планов: аналитический план (когда есть четкое представление о проблеме и когда удалось сформировать описательную гипотезу. Цель плана – проверить эту гипотезу), экспериментальный план – применяется тогда, когда удается сформулировать объяснительную гипотезу.

Сбор и анализ вторичной информации. К вторичной информации относят всю информацию, которая может быть предоставлена в распоряжение исследователя на момент начала работ. Вторичная информация – связана с кабинетным исследованием. Эта информация из общедоступных источников (Интернет, газеты, аналитические обзоры). Вторичная информация делится на внутреннюю и внешнюю, внутренняя информация собирается раньше внешней. Внешняя информация – сведения, предоставляемые государственными органами, сведения, предоставляемые общественными или коммерческими организациями. Первичная информация – связана с «внекабинетным», полевым исследованием. Сбор первичной информации требует гораздо больше затрат и времени. В основе сбора первичной информации лежат такие методы, как опрос, интервью, анкетирование, наблюдения (полевые/кабинетные), эксперимент (реальный/мысленный).