Методологические подходы к исследованию и моделированию систем управления

Общая теория систем, ее происхождение, место среди других наук

Общая теория систем (системология) – это наука об общих свойствах систем любой природы.

2. 2. Понятия «система», «системность»

Система (с греч.) – состоящая из частей.

В самом широком смысле по системой понимается множество, элементы которого закономерно связаны между собой. Элементами могут служить предметы, явления и т.п.

Система – некоторое количество взаимосвязанных элементов, объединенных с целью достижения нового свойства, называемого системным эффектом.

Системность – всеобщее свойство материи, форма ее существования, а, следовательно, неотъемлемое свойство человеческой практики, включая мышление.

Системность – обладание всеми признаками системы.

Общие свойства систем

1. 1. Целостность

2. 2. Организация и структура

3. 3. Наличие внешней среды

4. 4. Изменчивость

5. 5. Противоинтуитивное поведение

6. 6. Тенденция к ухудшению характеристик

Способы описания свойств систем

1. 1. Информационное описание

2. 2. Функциональное описание

3. 3. Морфологическое описание

Методологические подходы к исследованию и моделированию систем управления

На примере производственно-рыночной системы (ПРС).

1. Системный подход как методология исследования предполагает изучение процессов функционирования производственных систем на основе общесистемных принципов. Системный подход требует выявления роли отдельных подсистем в формировании свойств системы в целом, а также выявления особенностей взаимодействия системы с внешней средой. Решение проблемы моделирования производственных систем также находится в системном подходе, поскольку адекватность моделей реальным объектам определяется не как копирование структур и функций системы, а как воспроизведение основных закономерностей, присущих системе. Нарушение системного подхода при проектировании, исследовании и моделировании сложных производственных систем приводит к дестабилизации экономики.

2. Динамический подход обуславливает рассмотрение производственных систем в движении (динамике) под действием внешних и внутренних факторов, вызвавших нарушение их равновесного состояния. Динамический подход нацеливает на изучение неравновесных режимов изменения во времени ресурсов, затрат, производительности, выручки и эффективности системы. Поскольку динамические процессы при функционировании ПРС становятся доминирующими, то динамический подход к исследованию и моделированию систем является главным подходом разрабатываемой методологии.

3. Функциональный подход - это методология научного познания, в соответствии с которой жизнедеятельность сложной системы рассматривается как выполнение локальными подсистемами множества взаимосвязанных функций, обеспечивающих достижение глобальной цели системы. Функциональный подход нацеливает исследователя на изучение механизма формирования и способов моделирования таких свойств системы как адаптация системы к внешней среде, подсистем друг к другу, человека к системам (техническим, информационным, организационным), надежность, живучесть и устойчивость как структурная, так и параметрическая, самоорганизация и самообучение.

4. Структурный подход требует изучения закономерностей в строении систем с целью установления взаимозависимости между их структурой и свойствами. В производственных системах особенно важно выявить зависимость между организационной структурой и эффективностью системы. Системный подход в системной концепции исследования ПРС позволяет выявить множество структур, способных реализовать выбранный принцип управления и, наоборот, исследовать различные алгоритмы управления, соответствующие некоторой структуре. Структурный подход составляет основу анализа и синтеза систем, моделей и алгоритмов управления.

5. Кибернетический подход как методология исследования и управления требует рассмотрения динамического объекта с точки зрения эффективного и целенаправленного управления на основе обратной связи на основании информации о внутреннем состоянии объекта и состоянии среды. Кибернетический подход позволяет исследовать различные формы движения системы, возможности целенаправленного воздействия на нее, а также способы эффективного парирования вредных воздействий со стороны внешней среды. Принципы обратной связи, комбинированного управления, управления по модели используются при разработке динамических управляемых моделей производственно-рыночных систем.

6. Ситуационный подход - это методология ориентации (планирования) и принятия решения, в соответствии с которой принимаемое решение в условиях неопределенности и противодействия окружающей среды формируется на основе как обработки располагаемой текущей информации, так и накопленных ранее знаний, опыта путем переориентации (перепланирования) целей, перераспределения ресурсов, пересмотра алгоритмов и структуры системы.

Данный подход ориентирует исследователя на правильный анализ ситуаций и на эффективное использование своих возможностей, исходя из накопленных опыта и знаний. При этом текущее состояние системы и состояние окружающей среды рассматриваются совместно как некоторая ситуация, которую требуется распознать и правильно в ней сориентировать систему. Ситуация считается неопределенной, когда либо у системы, располагающей ресурсами, отсутствуют цели, либо поведение внешней среды и системы непредсказуемо. Ситуация может превратиться в проблему (проблемную ситуацию), когда у системы определены цели, но отсутствуют ресурсы и не указаны конкретные пути достижения целей.

7. Ресурсно-целевой (экономический) подход как методология исследования производственных систем предписывает изучение подсистем или элементов с точки зрения их роли в организации процесса производства путем распределения, обмена и потребления ресурсов, а также путем организации производственных отношений с целью выпуска готовой продукции, необходимой для удовлетворения потребностей общества. Разработанная методология системообразования, основанная на преобразовании ресурсно-целевых триад, реализует системную концепцию производственно-технического развития и ориентирует исследователя на согласование реальных возможностей системы с запланированными целями.

8. Информационный подход - это методология, в соответствии с которой функционирование систем или объектов рассматривается с точки зрения преобразования, хранения, обмена, выдачи и использования информации, необходимой для достижения цели функционирования. В сложных многофункциональных системах ПРС существуют и взаимодействуют два потока: материальный и информационный. Материальный поток - это организация производства и сбыта готовой продукции. Информационный поток - это техническая, технологическая, плановая, расчетно-учетная, управляющая информация, поддерживающая материальное производство и проектируемая в соответствии с целями системы, особенностями функционирования подсистем и возможностями автоматизации ее использования. Информационный подход на современном этапе развития производства оказывает существенное влияние на концепцию исследования, проектирования и моделирования систем прежде всего потому, что количество хранимой информации и скорость ее обработки позволяют принимать качественно новые решения на всех уровнях управления.

Таблица 1 - Общенаучные подходы в методологии исследования и моделирования систем управления и решаемые задачи