Конечно же, каждая из перечисленных подсистем может быть представлена более детализированными подсистемами. Графическая модель приведенной классификации показана на рис. 4.7.
Рис. 4.7. Классификация систем
4.7. Типы способов управления и регулирования
Задача управления системой – предупреждать ее разрушение и отклонение от эффективного достижения целей. В этом смысле управление представляет собой функцию системы, направленную на удержание (в допустимых пределах) отклонений системы от заданных целей. Но управление в этом случае должно обеспечиваться измеримостью получаемых результатов и сравнением их с заданными; возможностью корректировки управляющих воздействий; быстрым (упреждающим) изменением системы в соответствии с изменением внешней среды.
Качественные и количественные изменения, происходящие в системе, связаны с изменениями параметров системы во времени и в пространстве. Динамику изменений соотношения между состояниями входа и выхода системы называют поведением системы.
Если под управлением системы понимают процесс получения заданного результата при направленном воздействии на вход системы, то обратная связь позволяет системе самостоятельно реагировать на воздействие внешней среды и приспосабливаться к ней. В этом случае говорят, что система обладает свойством вырабатывать внутреннее воздействие и является самоуправляемой.
Самоорганизация представляет собой процесс упорядочения системы за счет взаимодействия ее составляющих. Одной из основных характеристик самоорганизации является то, что процессы, происходящие в системе, не обладают постоянной во времени структурой, изменения происходят спонтанно и лишь частично зависят от внешних воздействий.
Самоорганизующиеся системы обладают следующими свойствами:
• способностью изменять среду в своих целях;
• приспособляемостью к изменениям внешней среды;
• непредсказуемостью поведения;
• способностью к самообучению.
Классификацию по способам управления построят в зависимости от того, откуда исходит управляющее воздействие: управляется ли система самостоятельно или извне или управление является комбинированным.
Указанные подсистемы могут быть представлены подсистемами более детализированными. Например, в зависимости от степени известности траектории, приводящей к заданной цели, и возможности управляющей системы удерживать управляемую систему на заданной траектории, системы, управляемые извне, можно представить следующими подсистемами.
Управление без обратной связи. В этом случае траектория движения подсистемы известна точно, и обратная связь между управляемой и управляющей системами отсутствует. Например, пуля, выпущенная из ружья, летит по заданной траектории.
Регулирование. Применяется в том случае, когда имеется возможность возвратить систему на заданную траекторию. Например, студент, не сдавший экзамен, должен выучить материал по курсу.
Управление по параметрам. Осуществляется в том случае, когда невозможно задать траекторию движения управляемого объекта на весь период времени, поэтому требуется «поднастройка» системы. Например, управляющие воздействия водителя, который едет на машине по проселочной дороге.
Управление по структуре. Применяется в том случае, если ни один из параметров не обеспечивает определение траектории. В этом случае цель недостижима, и приходится менять структуру системы. Примером может служить неплатежеспособное предприятие, подлежащее реструктуризации.
Типология способов управления системно представлена на рис. 4.8.
Рис. 4.8. Классификация типов способов управления
Схематически самоуправляемая система может быть представлена моделью, изображенной на рис. 4.9.
Переменные различают по типам. Количественные переменные могут быть дискретными, непрерывными и смешанными. Качественные – имеют формализованное описание или описание содержания.
Сами операторы систем (S и C) могут соответствовать модели «черного ящика» или модели «белого ящика». Они могут быть не параметризованными, когда S и C известны частично, или параметризованными, когда их содержание известно до параметра. Операторы также могут быть и смешанными.
Для построения самоорганизуемой системы в общем виде необходимо описать природу (происхождение), типологию и внутреннюю структуру систем С и S; рассмотреть типы переменных X, Y, Z; конкретизировать тип отображения элементов между системами S и C (т. е. определить тип оператора); рассмотреть способы управления двух систем (критерии и способы получения управляющих воздействий U) и в конце выйти на задание условий получения необходимых воздействий.
Из теории систем известно, что самоуправляемые системы для достижения цели, стоящей перед ними, изменяют во времени свои параметры (в первую очередь свою структуру) не столько в результате воздействий извне, сколько путем генерирования и реализации решений внутренними подсистемами и элементами самой системы. По существу, имеет место перебор все новых и новых моделей систем до тех пор, пока не будет найдена модель системы, обеспечивающая попадание системы в заданную целевую область.
Рис. 4.9. Общая схема функционирования систем: X – входные параметры; Y – выходные параметры; Z – описание внутренних переменных системы С; C – управляемая система; S – управляющая система; V – управляющие воздействия внешней среды; U – управляющие воздействия системы S; A1, А2, А3 – сигналы; S1, S2 – подсистемы управляющей системы; N – нормирование
Контрольные вопросы
1. Что понимают под моделью чаще всего?
2. По каким признакам можно классифицировать модели?
3. Какие пределы истинности можно допустить по отношению к моделям?
4. Что называется языковой моделью?
5. Дайте первое определение системы.
6. Что представляют собой цель и проблема как модели?
7. Что такое модель «черного ящика»?
8. Приведите пример модели «черного ящика».
9. Что является причиной множественности входов и выходов в модели «черного ящика»?
10. Что представляет собой модель состава?
11. Что называется элементом системы?
12. Приведите пример модели состава.
13. Что представляет собой модель структуры? Приведите пример.
14. После построения какой модели можно приступить к построению модели структуры?
15. Дайте второе определение системы.
16. Что называется графом? Приведите примеры графов, используемых в теории систем и теории управления.
17. Какие подсистемы включают естественные системы?
18. Какие подсистемы включают искусственные системы?
19. Какие подсистемы включают смешанные системы?
20. Чем детерминированные системы отличаются от вероятностных?
21. Приведите пример сложных детерминированных систем.
22. Охарактеризуйте содержание классификации систем по способам управления.
23. Приведите примеры подсистем, управляемых извне.
24. В чем состоит суть регулирования систем?
25. В чем заключается управление по параметрам?
26. В чем заключается управление по структуре?
27. Каковы особенности самоуправляемых систем?
Глава 5 Анализ систем
5.1. Анализ и синтез систем
Системный подход способствует выработке правильного метода мышления о самом процессе управления, но любая система является частью большей системы и постоянно изменяется. В том случае, когда нет достаточной информации о существе проблемной ситуации, тогда для того, чтобы организовать процесс принятия решений, менеджер применяет системный анализ.
В общем виде процедуры системного анализа включают методики проведения исследования и организацию процесса принятия решения. Предмет же системного анализа представляют собой «органически целостные системы, в разряд которых попадают биологические, психологические, социальные, экономические, сложные технические системы, а также комплексные климатические, географические и геологические образования» [37]. Сам термин «системный анализ» (далее – СА) появился в работах корпорации РЭНД, организованной в конце 1940-х гг. в США для решения глобальных военных задач и ряда слабоструктурированных общих проблем и социально-экономических процессов.
Основу системного анализа составляет общая теория систем, которая позволяет осуществлять исследование проблем, не решаемых аналитически. Как правило, подобного рода проблемы содержат неопределенность ситуации, которая затрудняет принятие решений. Системный подход объединяет формальные знания и интуицию специалистов и стимулирует целенаправленное аналитическое мышление. Он предусматривает разбиение процесса исследования на подпроцессы, моделирует процессы целеобразования и позволяет выработать алгоритм принятия решения, направленный на устранение накопившихся проблем.
В процессе системного анализа осуществляется не только системное формулирование проблем, но и установление между ними причинно-следственных связей и определение наиболее значимых среди них, для того чтобы затем сформулировать цель и определить способы ее достижения. При этом часто логический анализ сопровождается математическими, статистическими вычислениями и вербальными оценками как проблем, так и целей и вариантов их достижения.
Суть анализа (декомпозиции) состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде простых составляющих.
Особенность системного анализа – использование формальных и неформальных процедур определения целей и функций систем управления. Этот анализ применяется для решения проблем в ситуации неопределенности, когда следует использовать экспертные методы принятия решений.
Под анализом понимается процесс исследования систем, основанный на их декомпозиции с последующим определением статических и динамических характеристик элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с другими элементами систем и окружающей средой. Цели анализа проявляются в стремлении повысить эффективность функционирования системы, а также в определении наилучшего варианта среди всех альтернативных.
В отношении систем управления задачи анализа сводятся к следующим процедурам:
• определение объекта анализа;
• структурирование системы;
• определение функциональных особенностей системы управления;
• исследование информационных характеристик системы;
• определение количественных и качественных показателей системы управления;
• оценка эффективности системы управления;
• обобщение и оформление результатов анализа.
В этом процессе исследователь может избрать одно из двух направлений анализа: определение состояния системы, чтобы обозначить зоны, требующие улучшения, и стимулирование изменений либо исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы с целью выбора лучшего варианта.
Синтез (агрегирование) является центральным звеном создания систем, его суть состоит в соединении (мысленном или реальном) простых составляющих объекта в единое целое.
Рассмотрим аналитические и синтетические методы исследования систем.
Еще Р. Декарт, французский философ и математик, предлагал: расчлените изучаемую задачу на столько частей, чтобы легко и удобно было ее решать. Именно так и поступают математики: когда интеграл не «берется в лоб», – его «берут» по частям.
Другой подход известен из рассуждений древних философов: все люди смертны; Каин – человек, значит, Каин смертен.
В первом случае использовались методы анализа, во втором – синтетический метод исследования.
Основные этапы рассматриваемых методов приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Процедуры исследования систем

Агрегирование и декомпозиция, упомянутые в табл. 5.1, являются процедурами исследования систем и представляют собой следующее. Декомпозиция – процедура разложения целого на части. Агрегирование – процедура объединения частей в целое.
Особенности синтетических методов заключаются в том, что вклад каждой части в общесистемный эффект зависит от вклада других частей. Поэтому, например, если каждую часть заставить функционировать наилучшим образом, то эффект не будет наивысшим. Например, если каждый игрок футбольной команды будет нацелен на ворота противника так, что будет стремиться забить гол, то свои ворота останутся незащищенными и многие из игроков окажутся вне игры. То есть акцент делается не просто на рассмотрение отдельных частей, а на их взаимодействие.
Сложность системного анализа заключается в том, что при расчленении целого на части не были утрачены свойства системы (свойства целого).
Области применения системного анализа в экономике. Особенность системного анализа состоит в том, что он позволяет формировать модель окружающей действительности постепенно, обосновывая ее адекватность на каждом шаге. Начинается анализ с изучения проблемной ситуации и формулировки проблемы.
Выделим основные области применения системного анализа с точки зрения решаемых задач:
анализ окружения системы;
анализ внутреннего содержания системы;
анализ социально-экономических параметров системы;
анализ целей и функций;
• повышение эффективности процедур анализа проблем и принятия решений;
• разработка организационной структуры;
• определение содержания системы и связей между ее частями.
5.2. Модели систем как основания декомпозиции
Под основаниями декомпозиции здесь понимается совокупность элементов системы (частей), вглубь которых не проникает описание, т. е. они являются условно неделимыми.
Известно, что качество построенных структур зависит от применяемой методики декомпозиции. При этом набор частей, с одной стороны, должен быть полным, а с другой – не должен быть избыточным. Таким образом, основанием всякой декомпозиции является модель состава рассматриваемой системы.
Вопрос о полноте декомпозиции – это вопрос завершенности модели: частей должно быть столько, сколько элементов содержит модель, взятая в качестве основания.
Иногда полезно в качестве оснований декомпозиции не только перебирать разные модели целевой системы, но и брать сначала модели надсистемы, затем – самой системы и, наконец, модель подсистемы.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40