Система и подсистема реферат

Обновлено: 05.07.2024

Сущности системности в том, что все процессы, явления, вещи в объективном мире находятся во всеобщей связи и взаимодействуют как объекты относительно обособленные, обладающие качественной и колличетвенной сторонаи и изменяющиеся во времени и пространстве. Подчеркнем три характеристики понятия “системность”: всеобщяя связь всех процессов и явлений; относительная обособленность и самостоятельность предметов, вещей, явлений проявляеться в том, что они обладают колличественой и качественной сторонами; взаимодействие относительно обособленных предметов, вещей, явлений друг с другом.

Файлы: 1 файл

Реферат -Теория организ.Понятие и виды системы .doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

по дисциплине: Теория организации.

на тему: Понятие система и виды систем.

студентка 3 курса

группы 180654 ДО

Лихачева Марина Юрьевна

Белгород, 2008 г.

I.Системные представления в теории организации

1.1 Формирования системных представлений. . . . 4

1.2 Определение понятия системы. . . . 5

II. Понятия, характеризующие строение систем. . . . 6

Список использованной литературы. .

Основой методологии менеджмента является системный подход .

В наиболее общей форме сущность системного подхода состоит в рассмотрении объекта исследования и практической деятельности в единстве его внешних и внутренних связей. Категория “системный подход” включает два термина - “ системный” и “подход”. Смысл термина “подход” в том, что здесь речь идет о направлении рассмотрения того или иного предмета, процесса, явления, в котором должна быть реализована применительно к объекту система методологии исследования. Для каждой такой предметной области подход должен иметь определенные особенности.

Термин “системный” имеет тот смысл, что подход должен иследовать определенную систему принципов и предметов, имеющих общезначимую осноу и вместе с тем обладающих специфическими чертами, обусловленными спецификой конкретной предметной области, теоретического исследования или практической деятельности.

Исходными для системного подхода является понимание “системность” и “система”. Системность -атрибут, т.е. неотъемлемое существенное свойство объективного мира, одна из его важных характеристик. Сущности системности в том, что все процессы, явления, вещи в объективном мире находятся во всеобщей связи и взаимодействуют как объекты относительно обособленные, обладающие качественной и колличетвенной сторонаи и изменяющиеся во времени и пространстве. Подчеркнем три характеристики понятия “системность”: всеобщяя связь всех процессов и явлений; относительная обособленность и самостоятельность предметов, вещей, явлений проявляеться в том, что они обладают колличественой и качественной сторонами; взаимодействие относительно обособленных предметов, вещей, явлений друг с другом.

Ниже в нашей работе мы рассмотрим более детально такие понятия и явления как система, системный подход, опишим исследование ситем управления и многое другое.

Системные представления в теории организации.

1.1 Формирование системных представлений.

Понятие “система” играет важную роль в современной науке и практической деятельности. Интенсивные разработки в области системного подхода и теории систем ведутся начиная с середины ХХ века. Однако само понятие “система” имеет гораздо более давнюю историю. Первоначально системные представления формировались в рамках философии: еще в античности был сформулирован тезис о том, что целое больше сумму его частей. Древние философы такие как Платон, Аристотель и др. толковали систему как мировой порядок, утверждая, что системнсть – свойство природы. Позднее И. Кант обосновал системность самого процесса познания. Принципы системности активно исследовались и в естественных науках. Наш соотечественник Е. Федоров в процессе создания науки кристаллографии пришел к выводу о системности природы.

Принцип системности в экономики сформулировал А. Смит, сделавший вывод, что эффект действия людей, организованных в группу, больше, чем сумма одиночных результатов.

Различные направления исследований системности позволили сделать вывод о том, что это свойство природы и свойство деятельности человека (рис. 2.1)

Теория систем служит методологической базой теории управления. Это относительно молодая наука, организационное становление которой произошло во второй половине ХХ века. Родоначальником теории систем считается австралийский ученый Л. Берталанфи. Первый международный симпозиум по системам состоялся в Лондоне в 1961 г. Первый доклад на этом симпозиуме сделал выдающийся английский кибернетик С. Бир, что можно считать свидетельством гносеологической близости кибернетики и теории систем.

1.2. Определение понятия система.

Центральным в теории систем является понятие “система” (от греческого systёma – целое, составленное из частей, соединение). Система – объект произвольной природы, обладающий выраженным системным свойством, которым не обладает ни одна из частей системы при любом способе ее членения, не выводимом из свойств частей системы.

Приведенное определение нельзя читать исчерпывающим – оно отражает лишь некий общий подход к изучению объектов. В литературе по системному анализу 1 можно найти множество определений системы ( см. Приложение №1).

В настоящей работе мы будем использовать следующее рабочее определение системы:

“Система – это целостная совокупность взаимосвязанных элементов. Она имеет определенную структуру и взаимодействует с окружающей средой в интересах достижения поставленной цели”.

Данное определение позволяет выявить следующие базисные понятия:

целостность:
совокупность;
структурированность;
взаимодействие с внешней средой;
наличие цели.

Они представляют собой систему понятий, т.е. внутреннюю организацию некоторого устойчивого объекта, целостность которого и есть система.Сама возможность выделения в поле исследования устойчивых объектов определяется свойствами целостности системы, целями наблюдателя и возможностями его восприятия действительности.

Рассмотрим некоторые основные термины и понятия, широко используемые в системных исследованиях.

Состояние системы – упорядоченное множество существенных свойств, которыми она обладает в определенный момент времени.

Свойства системы – совокупность параметров системы, определяющих поведение системы.

Поведение системы – реальное или потенциальное действие системы.

Действие – происходящее с системой события, вызванное другим событием.

Событие – изменение по крайней мере одного свойства системы.

2. Понятие, характеризующие строение систе мы

Система может включать большой перечень элементов и ее целесообразности разделить на ряд подсистем. Подсистема – это набор элементов, представляющих автономную внутри системы область, например, технологическая, экономическая, организационная, правовая подсистема.

свойство связанности. Элементы набора могут действовать только вместе друг с другом, в противном случае эффективность их деятельности резко снижается;
свойство эмерджентности: потенциал системы может быть большим, равным или меньшим суммы потенциалов составляющих его элементов;
свойство самосохранения. Сстема стремиться сохранить свою структуру неизменной при наличии возмущающих воздействий и использует для этого все свои возможности;
свойство организационной целостности. Систеа имеет потребность в организации и управлении.

Системы могут включать большое число групировок, однако основной является группировка их в трех подсистемах: технической, биологической и социальной.

Техническая подсистема включает станки, оборудование, компьютеры и другие работоспособные изделия, имеющие инструкцию для пользования и используемые им. Набор решений в технической подсистеме ограничен и их последствия обычно предопределены. Например, порядок включения и работы с компьютером, порядок управления автомобилем. методика рассчета мачтовых опор для ЛЭП. Эти решения носят формализованный характер и выполняются в строго определенном порядке. Профессионализм специалиста, принимающего решения, предопределяет качество принятого и выполненного решения. Например, по заключению специалистов компании руководитель принял решение о закупке компьютеров и интегрированной системы “Галактика”.

Биологическая подсистема включает флору и фауну планеты, в том числе относительно замкнутые биологические подсистемы, например, муравейник, человеческий организм, относительно которых человек принимает решения. Эта подсистема обладает большим разнообразием функционирования, чем техническая. Вариантов решения в биологической системе, так же как и в технической, немного из-за объективно медленного эволюционного развития животного и растительного мира. Однако последствия решения в биологической подсистеме иногда оказываются непредсказуемыми. Например, решения руководителя об установлении в помещениях компании кондиционеров. В некоторых случаях кондиционеры провоцируют увелечение простудных заболеваний. Решения в таких подсистемах предполагают разработку нескольких альтернативных решений и выбор лучшего из них по каким – либо признакам. профессионализм специалиста определяется его способностью находить лучшее решение.

Социальная (общественная) подсистема характиризуется наличием человека в качестве объекта управления. В хачестве характерных примеров социальных подсистем можно привести семью, производственный коллектив, неформальную организацию и даже одного человека (самого по себе). Эти подсистемы существенно опережают биологические по разнообразию функционирования. Набор решений в социальной подсистеме характеризуется большим динамизмом. Это объясняется достаточно высокими темпами изменения сознания человека, а также нюансов в его реакциях на одинаковые и однотипные ситуации. Социальная подсистема может включать биологическую и техническую подсистему, а биологическая – техническая подсистема.

Понятие системы имеет длительную историю. Еще в античности был сформулирован тезис о том, что целое больше суммы его частей. Стоки истолковывали систему как мировой порядок. Платон и Аристотель большое внимание уделяли особенностями системы знания и системе элементов (основных качеств и свойств) мировоззрения. Понятие системы органически связано с понятием целостности, элемента, подсистемы, связи, отношения, структуры, иерархии и др.
Термин используется, когда хотят охарактеризовать сложный объект как единое целое. Обычно система определяется как совокупность элементов (объектов), объединенных некоторой формой регулярного взаимодействия или взаимозависимости для выполнения заданной функции.

Содержимое работы - 1 файл

САУП.doc

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кафедра экономики и менеджмента в

Реферат по дисциплине

группа_______№ зачет. книжки_______________________

(уч. степень, учебное заведение)

ВВЕДЕНИЕ

Термин используется, когда хотят охарактеризовать сложный объект как единое целое. Обычно система определяется как совокупность элементов (объектов), объединенных некоторой формой регулярного взаимодействия или взаимозависимости для выполнения заданной функции.

1 ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ

Центральной концепцией теории системного анализа является понятие системы. Поэтому очень многие авторы анализировали это понятие, развивали определение системы до различной степени формализации.

1. Система - совокупность частей или компонентов, связанных между собой организационно. При выходе из системы части системы продолжают испытывать на себе ее влияние и претерпевают изменения.

2. Под системой может пониматься естественное соединение составных частей, самостоятельно существующих в природе, а также нечто абстрактное, порожденное воображением человека.

1. Система - множество объектов, на котором реализуется определенное отношение с фиксированными свойствами.

2. Система - множество объектов, которые обладают заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями.

Эти определения, несмотря на краткость достаточно полны, однако слишком тяжелы для восприятия.

Наверное, самым правильным было бы сказать, что в настоящее время вообще не существует удовлетворительного, достаточно широко принятого понятия системы.

И все-таки необходимость выработки такого понятия очень велика для рассмотрения сущности системного подхода. В первом приближении можно придерживаться нормативного понятия системы.

Как и всякое фундаментальное понятие, этот термин лучше всего конкретизируется в процессе рассмотрения его основных свойств. Таких свойств можно выделить четыре:

1. Система есть прежде всего совокупность элементов. При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.

2. Наличие существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему. Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы. Указанное свойство отличает систему от простого конгломерата и выделяет ее из окружающей среды в виде целостного объекта.

3. Наличие определенной организации, что проявляется в снижении термодинамической энтропии (степени неопределенности) системы по сравнению с энтропией системо-формирующих факторов, определяющих возможность создания системы. К этим факторам относят число элементов системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент, число квантов пространства и времени.

4. Существование интегративных свойств, т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. Их наличие показывает, что свойства системы хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Вывод: система не сводится к простой совокупности элементов, и, расчленяя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.

- наличием множества элементов;

- наличием связей между ними;

- целостным характером данного устройства или процесса.

В научной литературе имеется множество определений этого понятия. В философском теоретико-познавательном смысле система есть способ мышления как способ постановки и упорядочения проблем. В научно-исследовательском понимании система представляет собой общую методологию исследования процессов и явлений, отнесенных к какой-либо области человеческих знаний, в качестве объекта системного анализа. В проектном понимании система представляется как методология проектирования и создания комплексов методов и средств для достижения определенной цели. В наиболее узком, инженерном смысле система понимается как взаимосвязанный набор вещей (объектов) и способов их использования для решения определенных задач. В Советском энциклопедическом словаре система определяется как множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Анализируя различные взаимно дополняющие понятия системы, следует отметить, что наиболее полное определение должно включать и элементы, и связи, и свойства, и цель, и наблюдателя (исследователя), и его язык, с помощью которого отображается объект или процесс. Однако есть системы, для которых наблюдатель, исследователь очевиден, и его не надо включать в определение системы, например для некоторых технических систем. Иногда не нужно в явном виде говорить о цели. Таким образом, при исследовании с целью проектирования, создания или совершенствования объектов техники нужно проанализировать ситуацию с помощью полного определения системы, а затем, выделив наиболее существенные компоненты, принять "рабочее" определение системы, которым будут пользоваться все лица, участвующие в принятии решении. Важно, чтобы в понятии "система" был отражен подход и объект исследования как к системе.

Система представляет собой совокупность элементов (объектов, субъектов), находящихся между собой в определенной зависимости и составляющих некоторое единство (целостность), направленное на достижение определенной цели.

Система может являться элементом другой системы более высокого порядка (надсистема) и включать в себя системы более низкого порядка (подсистемы).

Таким образом, понятия "элемент", "подсистема", "система", "надсистема" взаимно преобразуемы.

Система может быть представлена в виде блока с неизвестной структурой и известными только "входами" и "выходами", или в виде графических структур с не до конца выявленными элементами и существенными связями, или в виде математического описания.

2 СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ

2.1 Свойства системы

Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами.

Эмерджентность — степень несводимости свойств системы к свойствам элементов, из которых она состоит.

Эмерджентность — свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы.

Эмерджентность — принцип противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, расчленив его на части и затем, определяя их свойства, определить свойства целого.

Свойству эмерджентности близко свойство целостности системы. Однако их нельзя отождествлять.

Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.

Целостность и эмерджентность — интегративные свойства системы.

Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью.

Организованность — сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно.

Функциональность — это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат.

Структурность — это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот.

Важным свойством системы является наличие поведения — действия, изменений, функционирования и т.д.

Считается, что это поведение системы связано со средой (окружающей), т.е. с другими системами с которыми она входит в контакт или вступает в определенные взаимоотношения.

Процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы называется поведением. В отличие от управления, когда изменение состояния системы достигается за счет внешних воздействий, поведение реализуется исключительно самой системой, исходя из собственных целей. Поведение каждой системы объясняется структурой систем низшего порядка, из которых состоит данная система, и наличием признаков равновесия (гомеостаза). В соответствии с признаком равновесия система имеет определенное состояние (состояния), которое являются для нее предпочтительным. Поэтому поведение систем описывается в терминах восстановления этих состояний, когда они нарушаются в результате изменения окружающей среды.

Еще одним свойством является свойство роста (развития). Развитие можно рассматривать как составляющую часть поведения.

Система (греч. systema – целое, составленное из частей, соединение) есть совокупность достаточно большого числа взаимосвязанных компонентов, организованных определенным образом для достижения общей цели.

Если рассматривать с этой точки зрения ракету – носитель ( как и любой другой летательный аппарат), то очевидно, что он как совокупность взаимосвязанных частей, предназначенная для достижения совершенно определенной цели, является хорошим примером системы.

Другое определение системы, достаточно часто встречающееся в литературе, следующее.

Перечень таких системных свойств в наиболее общем виде может быть представлен следующим образом:

- объект создается ради определенной цели и в процессе достижения этой цели функционирует и развивается;

- в составе системного объекта имеется источник энергии и материалов для его функционирования;

- системный объект – управляемый;

- для управления системным объектом используется информация о его состоянии и о состоянии внешней среды;

- объект состоит из взаимосвязанных компонентов, выполняющих определенные функции в его составе;

- свойства системного объекта не исчерпываются суммой свойств его компонентов.

В обладании системным свойством проявляется целостность объекта. Благодаря целостности системы, ее можно выделить из окружающей среды. Под окружающей средой здесь понимается все, что остается вне границ системы. Однако нет систем, которые были бы полностью изолированы от окружающей среды. Система взаимодействует со средой путем обмена веществом, энергией, информацией. Материалы, энергия, информация пересекают границу и определяются как вход в систему. И, наоборот, материалы, энергия, информация также пересекают границу, выходя из нее, принято называть выходом из системы. Объективные границы между системой и средой нечетки, размыты. Тем не менее, исследователь определяет границу хоть и условную, но четкую.

Системы могут быть классифицированы для удобства по нескольким категориям, каждая из которых обладает определенной общностью. Следует отметить, что любая классификация, отражая объективные различия, является целевой и условной. Разные цели исследований порождают различные классификации. Наиболее общая классификация систем предусматривает их деление по происхождению:

Естественные системы представляют собой совокупности объектов природы и подразделяются на неорганические (неживые), биологические, экологические и др.

Искусственные системы – это совокупности социально-экономических и технических объектов. Искусственные системы могут быть разделены на материальные и абстрактные. В частности, к материальным системам относят технические объекты, такие как механизмы, машины, летательные аппараты, ЭВМ и т.д. Примером абстрактной системы является математическая модель системы, система математического обеспечения ЭВМ и т.д.

Смешанные системы созданы человеком, но от искусственных они отличаются участием человека в работе системы. К числу смешанных систем принято относить системы обслуживания и социально-экономические системы. Примером первой может быть совокупность искусственной и организационной системы в лице коллектива людей, участвующих в эксплуатации искусственной (технической) системы. Примером социально-экономической системы могут быть трудовой коллектив, государство и т. п.

Человеческий компонент системы обслуживания часто называют организационной системой.

Подавляющее большинство систем, которые будут рассматриваться ниже, относятся к искусственным, для которых имеется установившийся термин – технические системы. Предполагается, что в основе функционирования технических систем лежат процессы, совершаемые машинами, - роль человека при этом незначительна.

В частности в соответствии с одним из определений систему считают сложной, если она представляет собой целостную (т.е. обладающую системным свойством) совокупность большого числа систем различной физико-технической природы. В действительности в ежедневной практике наиболее распространенными являются сложные смешанные системы. Их сложность принято оценивать сложностью структуры, которая характеризуется следующими признаками:

- наличие структурных уровней различной природы (искусственный, естественный, организационный и т.д.);

- многоуровневая структура искусственного уровня;

- большое число компонент различной физико-технической природы;

- целостные подсистемы на каждом структурном уровне с целями, подчиненными цели сложной системы;

- главная роль информационных связей в образовании сложной системы.

Примером такой сложной смешанной системы может быть ракетно-космическая отрасль в целом.

Применительно к техническим системам, воспользуемся определением, наиболее подходящим для обсуждаемых далее проблем, а именно, сложной технической системой (СТС) называется техническая система, представляющая собой целостную совокупность компонент, объединенных как функциональными, так и информационными связями.

Необходимо отметить, что технические системы взаимодействуют не только между собой, но и с естественными. И это взаимодействие с живым миром, когда результатом могут быть нежелательные последствия, должно быть предметом особого внимания. Примером такого взаимодействия может быть запуск ракеты-носителя с последующими негативным воздействием на окружающий мир.

Каждая из систем является частью другой более обширной системы (надсистемы) и в свою очередь может включать в свой состав ряд систем более низкого уровня (подсистем), что свидетельствует об иерархическом построении системы. Расчленение системы на подсистемы (компоненты) при исследовании определяется как объективными свойствами последних, так и позицией исследователя.

Если обратиться к вышеупомянутому примеру технической системы, т.е. ракете-носителю, то он является частью (компонентой) более обширной системы (надсистемы), называемой в соответствие с принятой в отрасли терминологией (см. Лекцию 1) комплексом ракеты-носителя, представляющим собой совокупность ракеты-носителя с ее комплектами технологического оборудования, измерительными средствами, сооружениями с техническими системами технической и стартовой позиций.

С другой стороны в ее состав входят такие компоненты как двигательная установка, система управления, система разделения и т.д., каждый из которых в соответствующих исследованиях может быть представлен системой соответствующего уровня.

Выделение тех или иных компонентов в системе определяется двумя факторами: с одной стороны, объективно существующими свойствами системы, с другой, - субъективным подходом исследователя (его целями, знаниями о системе и исследовательскими возможностями). В результате расчленение реальной целостной системы является относительным, условным.

Между компонентами системы, а также между компонентами системы и среды имеется множество разнообразных связей. Связи между компонентами системы принято называть внутренними, между компонентами системы и среды – коммуникативными.

Среди множества связей в системе имеются связи, необходимые для функционирования системы в направлении достижения цели. Благодаря этим связям совокупность компонентов приобретают системные свойства (свойство целостности). Такие связи называют структурными или системообразующими.

На систему действуют внутренние и внешние (со стороны среды) возмущения, они стремятся разрушить систему, препятствуя достижению ее цели. Благодаря структурным связям система сохраняет свои свойства и структуру при воздействии возмущений, изменении внешних и внутренних условий.

Благодаря системообразующим (структурным) связям между компонентами их совокупность приобретает системные свойства, отсутствующие у компонентов системы. Совокупность компонентов и структурных связей определяет структуру системы.

Иерархии компонентов соответствует иерархия их функций, на верхнем уровне которой находится функция системы. Функция системы не совпадает ни с одной из функций компонентов и определяется структурой системы. Так, например, компоненты ракеты – носителя создают силу тяги (двигательная установка), отклоняют органы управления (система управления) и пр. При совместном согласованном функционировании всех компонентов ЛА возникает новый эффект – управляемый полет ЛА, который не присущ ни одному компоненту ЛА в отдельности.

Каждый компонент системы, выполняя свою функцию, реализует при этом определенную физическую операцию. Компоненты, связанные друг с другом функционально, образуют функциональную структуру системы.

Описание компонентов системы, структурных и коммуникативных связей принято называть моделью структуры. Наиболее распространенный вид модели структуры – структурная схема. Возможно также описание структуры в виде списка или таблицы.

Понятие иерархия является одно из ключевых в системотехнике, так как системный подход может быть реализован только на основе иерархического подхода к системе, функциям, задачам, критериям и т.д.

В частности иерархия задач предполагает членение общей задачи на частные. (Операцию разделения нечто целого на части называют декомпозицией.) Цель декомпозиции и упростить процедуру решения общей задачи проектного решения (оптимизации) к решению совокупности частных задач (субоптимизации). Основное требование к декомпозиции общей задачи на частные состоит в том, чтобы каждая частная задача, любого уровня сложности, была замкнутой и одновременно общей. Частное решение лишь тогда не противоречит интересам системы в целом, когда оно дает возможность анализировать влияние различных параметров и характеристик исследуемой подсистемы однозначно.

- целесообразность создание нового семейства (системы);

- определение схемного решения семейства (системы);

На втором уровне исследуется совокупность компонетов комплекса. Основные задачи этого уровня:

- исследование структуры и эффективности комплекса;

- обоснование технического задания (ТЗ) на компоненты

На третьем уровне проектирование разделяется на несколько направлений. Объектами проектирования являются РН собственно и другие входящие в комплекс системы наземного обслуживания. Задачами, решаемыми на этом этапе, являются:

- определение схемного решения объекта (например, РН);

- определение проектных параметров объекта;

- оценка эффективности объекта;

- обоснование ТЗ на подсистемы объекта.

На четвертом уровне разрабатываются подсистемы РН (двигательная установка, система управления и др.).

Техническая система создается для достижения определенной цели, сформулированной Человеком. Эта цель может быть какой-либо тривиальной, например распределение электрической энергии, или такой грандиозной, как пилотируемый полет на Марс. Цель должна быть предельно ясно определенной и понятной, с тем, чтобы могли быть выбраны компоненты, обеспечивающие желаемый выход при заданном перечне исходных данных (входе в систему).

Очень важно определить цель системы так, чтобы потребности заказчика были удовлетворены наилучшим образом. Любая деятельность человека имеет целенаправленный характер, т.е направлена на достижения определенной цели. Цель человека – это субъективный образ желаемого результата. Для реализации своих целей человек создает и использует определенные средства, в частности инструменты, орудия, машины, организации. Системы. Искусственные системы имеют назначение служить средством достижения целей человеком.

При создании системы одной из ключевых проблем является формирование модели цели, представляющей собой список требований, удовлетворение которых обеспечивают достижение поставленной перед системой цели.

С понятием цели непосредственно связаны такие свойства системы как ее качество и эффективность.

Качество системы – одно из важных свойств системы, обеспечивающих ее функционирование и пригодность к выполнению своего назначения. Другими словами, качество системы – одно из ее свойств, обязательных для достижения цели системы, для обеспечения ее работоспособности.

При выборе показателей желательно, чтобы они:

(а) обеспечивали оценку достижения определенного требования;

(б) были чувствительными к выбираемым параметрам

рассматриваемых вариантов решения;

(в) были достаточно простыми, иметь ясный физический смысл, с тем, чтобы не возникало затруднений при интерпретации результатов анализа.

Совокупность показателей может быть представлена в виде n-мерного вектора

Q = , i= 1……n (2.1)

Каждая из компонент этого вектора должна удовлетворять одному из следующих условий:

, т.е. показатель должен быть равен некоторой величине ,

или , т.е. имеет место ограничение на показатель

или , т.е. показатель должен быть минимально (максимально) возможным.

Сформулированные выше требования к показателям качества могут трактоваться как количественная мера цели, ее модель. Такой список может быть получен в процессе конкретизации и уточнения качественного описания назначения системы, указания количественных характеристик производимого действия, объекта, на который направленно действие, условий и ограничений, при которых выполняется действие.

Обычно первые две группы показателей принято относить к показателям качества, определяющих в совокупности качество системы, невыполнение которых приводит к тому, что система оказывается непригодной для решения поставленной задачи; а третью группу показателей относить к показателям эффективности, которые используются в качестве количественной меры для принятия решения.

Различие между этими группами состоит в том, что первые позволяют выявить альтернативы технических решений, а вторые – выбрать из них лучшие.

Эффективность системы, как понятие, можно трактовать как фактический или ожидаемый результат (эффект) функционирования системы, служащий средством достижения цели надсистемы или как количественный показатель, отражающий в какой степени системой достигнута поставленная цель. Показатели эффективности обычно тесно связаны с характеристиками системы. Именно один из показателей эффективности часто используется в качестве критерия в задачах оптимизации. Рассмотрим два простых примера. Одной из основных характеристик средств выведения является масса выводимой на орбиту полезной нагрузки. Естественным в таком случае является использовать в качестве показателя эффективности именно эту характеристику. Для большинства научных программ в составе характеристик можно встретить вероятность выполнения поставленных задач. В таком случае в качестве критерия эффективности может быть использован этот показатель. Такой подход является упрощенной процедурой принятия решений, так как на практике не представляется возможным достаточно уверенно из множества реальных показателей эффективности выбрать один, определив его как критерий для принятия решений.

В более строгой постановке задач принято использовать многокритериальный подход, т.е., использовать для принятия решений одновременно несколько наиболее значимых показателей эффективности. Такая постановка задача, сопряженная со многими математическими проблемами, которые на практике стараются обойти, переходя к монокритериальной постановке задач, выбирая в качестве критерия какой-то обобщенный показатель, учитывающий относительную значимость показателей эффективности. В такой постановке задачи появляется другая проблема - определение относительной значимости показателей, которая к конечном итоге устанавливается экспертами с использованием каких-либо формализованных процедур.

В обоих примерах в качестве показателя эффективности используются технические характеристики. Однако наибольшую практическую ценность представляет экономическая эффективность. Среди показателей экономической эффективности наиболее значимым является величина прибыли, представляющая собой разность между полным экономическим выигрышем и затратами. Привлекательность такого показателя девальвируется из-за очень низкой точности его оценки, особенно вначале разработки таких сложных и уникальных изделий, какими являются изделия космической техники.

Без учета затрат ресурсов эффективность сама по себе не дает оснований для выбора лучшей из возможных вариантов системы. Можно добиться очень высокой эффективности за счет чрезмерных затрат, но ресурсы всегда ограничены. Если стремиться к наименьшим затратам, то можно получить очень низкую, неприемлемую эффективность. Существует много альтернатив достижения цели системы; для каждой из них требуются различные затраты ресурсов. Следовательно, предпочтительную альтернативу можно выбрать только с помощью критерия, учитывающего как эффективность системы, так и затраты на ее создание и эксплуатацию.

Под стоимостью в таком случае принято понимать общее количество затраченных на проектирование, изготовление и эксплуатацию ресурсов. Так как эти ресурсы весьма многообразны по форме (материалы, энергия, работа персонала и т.д.), то их представляют в виде денежной меры (в рублях, долларах или в каких-то условных денежных единицах).

Экономически эффективная система должна обеспечивать баланс между стоимостью и эффективностью: система при некотором количестве израсходованных ресурсов должна обеспечить максимальную эффективность, или должна быть предельно дешевой при достигнутой эффективности. Очевидной слабостью такого подхода является тот факт, что любой из вариантов, способный достичь поставленной цели, будет иметь разные значения для этой пары, т.е., стоимость-эффективность. Тем не менее, результаты такой оценки представляют интерес, так как позволяют сформировать некоторую обобщающую зависимость между эффективностью и стоимостью (Рис.2.1).

Точки под кривой представляют решения, которые реализуемы при текущем уровне технологий, но, очевидно, что наилучшими являются решения, представляемые точками на кривой, которые принято называть экономически эффективными решениями.

Следует иметь в виду, что переход к более высоким показателям эффективности, т.е., движению по кривой слева на право, сопряжено с большим риском (Рис.2.2), так как для более эффективных решений, как правило, имеет место выше уровень неопределенности при рассмотрении такой задачи в вероятностной постановке. Рис. 2.1 и Рис. 2.2 являются иллюстрацией характерных для системного инженера дилемм:

- снижение стоимости при фиксированном уровне риска сопряжено со снижением характеристик,

- снижение уровня риска при фиксированной стоимости сопряжено со снижением характеристик,

- снижение стоимости при фиксированных характеристиках сопряжено с повышением риска,

- снижение риска при фиксированных характеристиках сопряжено с повышением стоимости.

12. Основы синтеза систем летательных аппаратов: А.А. Лебедев и др.: - М.: Изд-во МАИ, 1996. – 444 с.: ил.

14. Лебедев А.А., Нестеренко О.П. Космические системы наблюдения: синтез и моделирование. М.: Машиностроение, 1991. 224 с.

Система (подсистема)

Система (подсистема) - Существует много определений понятия "система". Основного нет и, по-видимому, не будет ввиду огромного многообразия существующих систем. Рекомендуется каждый раз использовать то определение, которое наиболее близко к изучаемым задачам, объектам и явлениям. Один из основателей теории С. Людвиг фон Берталанфи определял С. как элементы и связи (отношения) любой природы. Более общим, философским определением является следующее: С. — это объективное единство закономерно связанных между собой элементов, предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

Для организационно-технологич., соц.-экономич. С, где существ, роль играет конечная цель функционирования, С. можно определить как целенаправл. сово-упность элементов или как комплекс избирательно вовлеченных элементов, взаимосодействующих достижению заданного полезного результата, который принимается осн. системообразующим фактором. При исследовании любой С. важно определить внешн. среду, под к-рой понимают совокупность существующих вне С. элементов, взаимодействие с к-рыми важно с т.з. рассматриваемой задачи. Определение внешн. среды предполагает выделение наиболее существ, связей С. с внешн. средой и отделение их от маловажных. При этом под существен. связями, элементами внешн. среды понимают те, неучет или разрыв к-рых ведет к значит, ухудшению функционирования системы.

Элемент — это простейшая неделимая часть С, предназнач. для достижения локального результата, спо-собствуюшего достижению общей цели. Деление С. на элементы условно и зависит от задачи исследования. Практически любую С можно разделить на элементы разл. способами.

Подсистема — это совокупность взаимосвязанных элементов С, выполняющая относительно самостоят, функцию (неск-ко функций), связанных с достижением цели С. Подсистема, в свою очередь, является С. и этим отличается от простой совокупности элементов. В зависимости от выбранной цели проявляется и специфика рассматриваемой С. (подсистемы). Так, под строительно й С. (подсистемой) понимают функциональную С (подсистему), сформиров. для достижения определ. результата в строительстве (в планировании, проектировании, организации, подготовке производства, возведении объектов, их реконструкции, управлении и т.д.).
При описании больших и сложных С. возникает необходимость упорядочения и упрощения описания связей С. В этом случае используют понятие структуры. Структура — это наиболее существенные связи С, которые слабо зависят от изменений во внешн. среде и обеспечивают существование осн. свойств, хар-к С. Обычно структуры изображают графически (с отношениями строгого подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня — иерархические способы, а также матричные, графич. и др.). Выделение структур, как и выделение подсистем, является условным и зависит от цели решаемых задач.

Во многие определения входит понятие связи. Связь С. — это степень свободы, содействующая или препятствующая в процессе функционирования С. получению заданного результата. Нейтральные связи при системном анализе не рассматриваются. Связи обладают огромным разнообразием и могут классифицироваться по разл. признакам: внешние — с окружающей средой, внутренние — между подсистемами и элементами; вертикальные — между уровнями С, горизонтальные — на одном уровне. Связи могут характеризоваться направлением, силой, характером. Связи могут быть прямыми и обратными. Обратная связь — один из универс. принципов кибернетики и теории функцион. систем. Это связь между входом и выходом С., позволяющая информировать вход о степени достижения заданного результата на выходе и о необходимости перестройки С, если результат не достигнут.

Состояние С. — это совокупность хар-к параметров и свойств С. в данный момент. Если С. способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что С. обладает поведением. Если при отсутствии внешн. возмущений С. в течение длит, периода не меняет свое состояние, то говорят, что С. находится в состоянии равновесия. Если после внешн. воздействий С обладает способностью возвращаться в состояние равновесия, то такая способность С. называется устойчивостью., а соответствующее состояние равновесия называется устойчивым равновесием. Приведенные понятия заимствованы из технич. дисциплин и их применение в более сложных С. носит др. качеств, и количеств, характер. Один из важнейших классов больших сложных С. составляют развивающиеся С, характеризующиеся наличием у них цели (заранее мыслимый результат сознат. деятельности, обеспеченный средствами его достижения) .УС. может быть одна и множество целей. Оценка того, как система функционирует, как успешно достигает она своей цели, осуществляется с помощью критериев.

Каждая сложная С. обладает присущими ей свойствами и закономерностями поведения и развития. Вместе с тем сформулированы общесистемные (характерные для большого числа С.) свойства и за кономерности.

Эмержентность — свойство организов. сложности - один из признаков сложных С. Это свойство вызывается разделением функций между элементами С, сложными и многообразными связями между ними. Эмержентность проявляется, в частности, в том, что при изменении состояния одного из элементов или связи происходит изменение многих элементов и связей и даже С. в целом. Организов. сложность определяет появление у С. таких свойств, которые не являются простой суммой свойств отд. элементов. С. получает возможность выполнить такие функции, которые не могут выполнить ее элементы и подсистемы. При разделении С. на части такие общесистемные функции и характеристики перестают существовать.

Физическая аддитивность (независимость, суммативность) — свойство, противоположное эмержентности. Оно имеет место у С, составл. из независимых частей. Всякая С. находится посередине между абсолютной целостностью и абсолютной суммативностью и может двигаться в своем развитии в одну или в др.сторону.
Иерархичность — важнейшее свойство, проявляющееся в том, что каждая С. является подсистемой др., большей С, а элементы ее, при определ. условиях, также могут рассматриваться как С. На каждом уровне по-своему проявляются свойства целостности, возникают новые свойства, к-рых не было у элементов нижнего уровня. При этом при объединении могут меняться свойства самих объединяемых элементов.

Эквифинальность — свойство, проявляющееся у достаточно сложных С. Оно отражает способность достигать некоторого конечного состояния независимо от начальных условий. Механизмы реализации этого свойства изучены слабо.

Историчность — столь же очевидное и трудно изучаемое свойство, состоящее в том, что каждая С. зарождается, проходит этап становления, развития,
Схема взаимодействия АСС

расцвета, угасания, умирания. Задачей теории С. является создание методов, позволяющих определить, на какой стадии в данный момент находится С. Закономерность историчности тесно связана с процессами развития Си, в части., с такими процессами, как развитие специализации частей С, совершенствование координации их деятельности. Опыт показывает, что для многих С. процессы специализации опережают соответствующее совершенствование координации деятельности С, что кратко формулируется как свойство отставания координации от специализации в больших С.
Закон необходимого разнообразия (закон Эшби) состоит в том, что для того, чтобы некоторая С. управления могла управлять сложным объектом, она должна обладать сложностью не меньшей, чем сложность управляемого объекта. Важными свойствами сложных С. являются также адаптация, самосовершенствование, самовоспроизводство, средообразующая деятельно с т ь. В наст, время доказано, что важнейшим фактором, который определяет возникновение у сложных С. отмеч. ранее свойств, является способность создавать внутри себя информационную модель себя и окружающей среды (тезаурус).

Классификация путем объединения похожих С. позволяет упростить и облегчить их анализ, выбрать наиболее эффективные методы исследования. Примеры возможных классификаций С. по разл. критериям представлены на рисунке.

Особый класс С. составляют кибернетические С, С. управления. Всякое управление предполагает наличие объекта управления. Объекты обладают огромным многообразием, что определяет и большое кол-во способов организации процессов. Создание в строительстве автоматизиров. С. коренным образом меняет подходы к управлению, трансформирует системотехнич. проблемы отрасли и определяет пути их решения как пути проектирования взаимосвязей этих систем. Создаваемые в строительстве автоматизир. С., такие, как АСУС (управления строительством), САПР (автоматизации проектных работ), АСПР (плановых расчетов), АСН (нормативов), АСОД (обработки данных), СОУ (организац. управления), СПС (подготовки строительства) и др. должны иметь мно-гочисл. взаимосвязи: информац., лингвистич., математич., технич., методо-логич., организац., экономич., правовые и т.д. Системный подход при проектировании элементов АСС и организации их взаимодействия является важным фактором обеспечения эффективного функционирования строит, комплекса в целом.

Читайте также: