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

1 Системный подход	1.1 Формулировка цели системы и ее подсистем 1.2 Деление системы на подсистемы и элементы 1.3 Выявление системных свойств ПРС
2 Динамический подход	2.1 Разработка динамических моделей элементов и подсистем 2.2 Исследование динамически равновесных состояний производства и рынка 2.3 Исследование неравновесной динамики ПРС
3 Функциональный подход, в том числе функционально-целевой	3.1 Выявление основных функций системы и подсистем адекватных поставленной цели 3.2 Определение роли человека как активного элемента системы 3.3 Разработка обобщенной функциональной схемы ПРС как объекта управления 3.4 Разработка функциональной схемы системы управления 3.5 Учет эволюционных изменений в системе при выработке интеллектуальных алгоритмов управления
4 Структурный подход	4.1 Разработка структур системы управления 4.2 Анализ альтернативных вариантов и выбор эффективных структур
5 Кибернетический подход	5.1 Выбор принципов управления и моделирования 5.2 Синтез алгоритмов управления 5.3 Повышение эффективности ПРС за счет принятия и реализации управленческих решений
6 Ситуационный подход	6.1 Определение понятия “ситуация” 6.2 Разработка модели описания и алгоритмов преобразования ситуаций 6.3 Классификация ситуаций 6.4 Выбор возможных управлений в разных ситуациях
7 Ресурсно-целевой подход	7.1 Разработка ресурсного обеспечения процесса достижения цели 7.2 Выбор критериев оценки эффективности функционирования системы 7.3 Формирование и корректировка обобщенного ресурса
8 Информацион-ный подход, в том числе информационно-структурный	8.1 Разработка и создание информационного и программного обеспечения для учета, контроля, планирования и управления 8.2 Разработка системы имитационного моделирования и обучения 8.3 Исследование ПРС в неопределенных ситуациях методом имитационного моделирования