Задачи управления проектами

Успешность деятельности предприятия зависит от непрерывной последовательности управленческих решений по инвестиции в проект и управление проектом. Эти решения базируются на анализе внешней среды кА общего фона конкурентоспособности продукции.

Управление проектом представляет собой организацию планирования, руководства, координации трудовых, финансовых и материально-технических ресурсов на протяжении жизненного цикла системы, направленную на эффективное достижение целей проекта.

Проект и процесс его реализации трактуются как сложная система, в которой сам проект выступает как управляемая подсистема.

Основу управления проектами составляет взгляд на проект как на изменение исходного состояния любой системы, связанное с затратами времени и средств - процесс этих изменений осуществляется в рамках бюджета и временных ограничений.

Такой подход позволяет все изменения в экономике, управлении, укладе жизни свести к системе инвестиционных проектов, а управление ими – к управлению инвестициями (инвестиционному менеджменту).

Основные функции управления проектом: управление качеством, временем, риском, персоналом, контрактами и обеспечением проекта, взаимодействиями и информационными связями.

Управляемые параметры проекта: объемы и виды работ, расходы по проекту, временные параметры, ресурсы для осуществления проекта, качество проектных решений.

Достижение эффективных результатов предполагает поиск оптимальных сочетаний между целями, сроками, затратами, качеством и др. характеристиками проекта.

Управление работами по проекту

Управление работами по проекту состоит из следующих процедур: мониторинг проекта и отчетности его состояния, управление проблемами, рисками и угрозами, контроль изменений проекта.

Мониторинг проекта и отчетность его состояния предполагает постоянное отслеживание хода выполнения работ по проекту: общее состояние, проблемы, риски и угрозы, требования к изменениям проекта.

При мониторинге проекта (постоянное слежение за продвижением проекта) оцениваются полученные результаты, сравниваются с запланированными и выявляются расхождения (отклонения). Приемлемые уровни отклонений определяются в начале проектирования, что позволяет минимизировать проектный риск.

Процедура управления проблемами состоит из шагов: выявление и анализ проблемы, разработка возможных действий по решению проблемы, решение проблемы.

Процедура контроля изменений проекта состоит из шагов: выявление и анализ требований на изменение проекта, корректировка плана работ.

Управление рисками

При анализе долгосрочных инвестиций предпочтение при равных доходах отдается проектам с меньшим риском. Под риском понимается возможность получения меньших доходов, чем ожидается инвестором.

Появление риска как неотъемлемой части экономического процесса - объективный экономический закон. Риск определяется неопределенностью хозяйственной ситуации, обусловлен следующими факторами: отсутствием необходимой информации, случайностью, противодействием. Могут быть проекты с разными доходами и разными степенями риска, например, при большем доходе большая степень риска – какой проект предпочесть?

Для определения предпочтения инвестиций необходимо определить понятие риска, оценить риски, управлять рисками.

В общем случае риск может быть вызван: неопределенностью хозяйственной деятельности, отсутствием необходимой информации, случайными факторами, противодействием.

Понятия неопределенности риска и риска как возможной вероятности потерь различно, но между ними нет четкого разделения.

Условия неопределенности не позволяют оценить не только вероятности возможных исходов событий, но и сам набор событий.

Статистические методы анализа рисков и обоснования принимаемых решений могут применяться только при знании вероятности событий.

Процедура управления рисками и угрозами успешного завершения проекта состоит из следующих шагов: выявление риска или угрозы, их анализ, разработка возможных действий по уменьшению рисков и ликвидации угроз.

Факторы, определяющие риски: неполнота или неточность исходных данных для системы, требования к функциональному или информационному обеспечениям не могут быть реализованы в заданные сроки или объемы финансирования, изменение постановки задачи заказчиком в процессе разработки.

Анализ рисков конкретного проекта осуществляется в несколько этапов.

Первый этап – выявление, классификация и описание возможных рисков. Отнесение рисков к той или иной категории при их классификации не всегда однозначно – проводится анализ взаимосвязи и взаимовлияния рисков.

Последующие этапы - анализ причин возникновения рисков, прогноз возможных последствий их осуществления, анализ воздействий рисков на прогнозную результативность проекта. Выделяются управляемые и неуправляемые риски, осуществляется разработка мероприятий по снижению рисков и анализ возможности реализации мероприятий.

При классификации риски можно разделить на две основные группы: внешние - риски, независимые от конкретного проекта, и внутренние - риски, связанные с конкретным проектом.

Риски, независимые от конкретного проекта:

- природно-естественные – изменение природно-климатических условий, стихийные бедствия;

- политические – изменение государственной политики, социально-политические изменения, изменения законодательной и нормативной баз;

- экономические – изменение внутриэкономических (нестабильность экономической ситуации и условий инвестирования) и внешнеэкономических факторов (введение ограничений на торговлю и поставки);

- технико-технологические – изменение технических условий, форс-мажорные обстоятельства (непреодолимая сила);

- транспортные – изменение условий перевозки грузов;

- финансовые – изменение покупательной способности денег.

В свою очередь, финансовые риски, связанные с изменением покупательной способности денег, можно разделить на категории:

- инфляционные – обесценивание реальных денежных доходов при росте инфляции;

- дефляционные – ухудшение экономических условий предпринимательства и снижение доходов при снижении уровня цен;

- валютные – опасность валютных потерь, связанных с изменениями курсов валют при проведении внешнеэкономических, кредитных и других валютных операций.

Риски, связанные с конкретным проектом (опасность потерь в результате финансово-хозяйственной деятельности - неопределенность результатов проекта):

- имущественные – возможность потерь имущества по причине кражи, диверсии, халатности, перенапряжения технической и технологической систем;

- производственные – невыполнение планируемых объемов работ, связанное с недостатками планирования, внедрением новой техники и технологии, гибелью или повреждением основных и оборотных фондов, увеличением затрат;

- финансовые – срывы договорных обязательств, задержки платежей, поставки товаров вследствие неполноты или неточности информации о финансовом положении предприятий-участников;

- ликвидности – возможность потерь при реализации ценных бумаг или товаров при изменении оценки их качества и потребительской стоимости;

- инвестиционные – неполучение прибыли, снижение доходности вследствие неправильной оценки спроса, конкурентов и цен на продукцию проекта, упущенная выгода в результате неосуществления какого либо мероприятия (например, страхования);

- экологические - возмещение ущерба вследствие загрязнения окружающей среды.

Для новой системы все виды рисков - технические, производственно-экономические, коммерческие - значительно выше.

В каждом конкретном проекте выделяются группы рисков: по возможности страхования, по возможности управления, информационные, связанные с недостаточностью знаний о внешней среде проекта.

Неопределенность и степень риска во многом определяются структурой, объемом, возможностями информационно-аналитической системы.

Способы оценки степени риска

Степень риска определяется вероятностью наступления случая потерь и размером возможного ущерба.

Основное назначение оценки степени риска – подготовка необходимых данных для принятия решений о выработке антирисковых мероприятий для защиты от возможных финансовых потерь.

Качественный анализ рисков предполагает выявление возможных рисков, их классификацию, выявление возможных причин их возникновения, описание последствий реализации рисков и потерь, связанных с ликвидацией этих последствий.

Количественный анализ рисков проводится на основе качественного анализа и предполагает численное определение размеров отдельных рисков и рискованности проекта в целом. Чтобы количественно определить величину риска, необходимо знать все возможные последствия какого-нибудь отдельного действия и вероятность самих последствий - возможность получения определенного результата.

Основные методы оценки рисков: статистический метод, метод экспертных оценок, использование аналогов.

Статистический метод требует больших объемов статистической информации, позволяет количественно оценить как проект, так и предприятие в целом (анализ динамики доходов).

Метод экспертных оценок дает возможность оценить разнообразные качественные факторы при небольшом объеме информации, включает комплекс логических и математико-статистических процедур для анализа информации и принятия решений.

Метод аналогий позволяет оценить вероятность рисков конкретного проекта на основе анализа аналогичных, часто повторяющихся проектов.

При оценке рисков используются анализ чувствительности эффективности проекта к изменению конкретных риск-переменных, анализ сценариев возможных условий реализации проекта с учетом взаимосвязи факторов риска и параметров проекта, имитационное моделирование множества сценариев, факторов риска, параметров проекта на всех этапах жизненного цикла.

Негативное влияние рисков на результаты инвестирования проекта вызывает необходимость в их минимизации.

В основе минимизации риска лежит подход к риску как к изменяемому параметру, управление которым направлено на обеспечение приемлемого уровня риска, а не на полное его исключение, т.е. на обеспечение оптимального соотношения цели проекта (прибыли) и риска.

Антирисковые мероприятия представляют собой систему организационно-экономических стабилизационных механизмов, действующих на протяжении всего жизненного цикла проекта. Затраты на создание такой системы зависят от условий реализации проекта и оценок степени возможных рисков. Эти затраты учитываются в бизнес-плане при определении эффективности проекта - необходимо выбрать стратегию, которая уменьшит степень противодействия и тем самым снизит степень риска. При таком подходе периодически пересматриваемый бизнес-план является инструментом управления инвестиционным проектом. Объектами управления являются риски и экономические отношения между субъектами хозяйственной деятельности (страхователем и страховщиком, заемщиком и кредитором, между участниками проекта).

Управление рисками основывается на комплексе дисциплин специального и общего характера, а также на базах данных по различным сферам (общеэкономическая, материально-производственная, финансовая, социальная, правовая).

Математический аппарат для выбора стратегии дает теория игр – позволяет лучше понимать конкурентную обстановку и свести к минимуму степень риска.

Теория принятия решений на основе полученных данных дает лицу, принимающему решение (предпринимателю) аппарат для принятия предпочтительного решения.

На основе анализа рисков создается совокупность инструментов (мер) управления рисками на каждой стадии жизненного цикла.

Наиболее общие инструменты управления рисками.

Информационно-аналитические – создание в рамках проекта системы сбора и анализа информации, направленной на поиск, систематизацию и описание факторов риска и методов управления ими.

Организационные – создание системы управления рисками и реагирования на риски, аварийно-спасательных служб и их технического обеспечения.

Технические – обеспечение безопасности на этапах проектирования и наземной отработки, системы контроля за технологическим режимом производства, входной контроль закупаемых материалов и оборудования.

Финансовые – оптимальное распределение рисков между участниками проекта, создание резервных фондов, страхование рисков.

Кадровые – обучение и повышение квалификации персонала.

9.7 Особенности синтеза модели (проекта) технических систем

Этапы проектирования

Принято пять этапов проектирования: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая документация.

Укрупненная логическая схема проектирования представлена на рисунке.

1. Определение потребности в системе, прогнозирование условий функционирования 2. Формулировка технического задания на разработку системы 3. Анализ альтернативных вариантов, разработка технического предложения 4. Эскизное проектирование 5. Экспериментальная отработка основных решений 6. Отработка конструкторских и технологических решений   7. Техническое проектирование 8. Создание опытного образца 9. Разработка программы испытаний 10. Проведение испытаний   11. Корректировка рабочей документации по результатам испытаний   12. Выпуск технической документации   Дополнительные процедуры: п1 – формулировка концепции системы п2 – сравнение вариантов концепции п3 – структурная оптимизация п4 – параметрическая оптимизация п5 – детальное проектирование

Логическая схема проектирования

Техническое задание на разработку системы содержит цели и задачи системы, концепцию создания системы. Выполнение поставленной цели в концепции рассматривается с помощью различных видов систем, различных классов одного вида системы, различных типов систем внутри одного класса и вида.

Техническое предложение содержит техническое и экономическое обоснование разработки системы, облик системы – укрупненная структура и основные характеристики системы, которые позволят начать разработку эскизного проекта системы. При этом анализируется политическая и экономическая обстановка, исследуются целесообразные сферы и способы применения системы, возможности научно-технической и технологической реализации проекта. На этом этапе рассматривается множество возможных вариантов системы, оценивается эффективность каждого, выбирается вариант для дальнейшей разработки.

Эскизный проект содержит принципиальные решения, дающие представления об устройстве и принципе работы системы, ее основные проектные параметры.

Технический проект содержит окончательные детальные технические решения, дающие возможность подготовить рабочую документацию.

Рабочая документация содержит описание системы, дающее возможность ее изготовить.

Первые три этапа - техническое задание, техническое предложение, эскизный проект – обычно называются внешним проектированием, другие два - технический проект и разработка рабочей документации – внутренним проектированием.

Проектируемая система выступает, с одной стороны, как часть системы более высокого уровня, с другой – как система для объектов более низкого уровня (подсистем). В соответствии с этим процесс проектирования состоит из двух основных этапов: внешнего проектирования и внутреннего проектирования.

В соответствии с двумя основными классами задач – системное и детальное проектирование - различают два основных класса моделей – быстрые и поверочные модели (в каждой из них может быть несколько уровней точности).

На системном уровне модели обычно строятся по принципу «от простого к сложному» – модели уточняются в процессе проектирования по мере расширения наших знаний о системе.

На более поздних стадиях системных исследований иерархия математических моделей может строиться и по противоположному принципу: «от сложного к простому».

При построении моделей по принципу «от простого к сложному» каждый следующий шаг уточняет более простую модель после ее подробного изучения. Возникает цепочка (иерархия) все более полных моделей, каждая из которых обобщает предыдущие, включая их в качестве частного случая. Путь «от простого к сложному» дает возможность изучать все более реалистичные модели и сравнивать их свойства.

При построении моделей по принципу «от сложного к простому» из достаточно общей и сложной модели при упрощающих предположениях получается последовательность все более простых (но имеющих уменьшающуюся область применимости) моделей. Путь от общего к частному позволяет сразу установить некоторые общие свойства системы, конкретизируя и дополняя их в частных ситуациях, дает возможность проводить многочисленные оптимизационные расчеты.

На базе детализированной хорошо обоснованной модели, полученной на основании детально проработанного опорного варианта, создается ее упрощенный аналог, отражающий все основные связи и ограничения, необходимые для решения конкретной задачи. При необходимости для ограниченного количества опорных вариантов корректируются принятые проектные решения.

Особенности проектирования адаптивных систем

Условия применения систем и требования к ним непрерывно изменяются, и, несмотря на прогнозы и сценарии, любая ранее созданная система станет перед необходимостью приспособления к новым условиям. Неучет этого фактора при проектировании приведет в будущем к быстрому моральному старению системы, потере конкурентоспособности, сокращению жизненного цикла.

Возможность адаптируемости (приспособления) системы к будущим условиям применения – один из критериев оценки качества системы.

Для конкретных условий применения системы ее основные проектные параметры могут быть с достаточной степенью оптимальности определены на основе проектных проработок, моделирования, экспериментальной отработки. Для адаптации системы к будущим условиям применения необходимы такие проектные решения, которые позволят обеспечить максимальную эффективность системы в изменившихся условиях.

Этап формирования облика характеризуется множеством неопределенных факторов. Идеальное планирование работ и принятие решений состоят не в том, чтобы предусмотреть все возможные ситуации и рекомендовать соответствующие решения по применению системы, а в том, чтобы спланировать возможность маневрирования ресурсами при изменении ситуации.

Принятые на этапе проектирования решения определяют эффективность системы на весь период ее жизненного цикла и являются необратимыми. Выбор адаптивных систем предусматривает анализ информации о неопределенных факторах.

При выборе адаптивных технических решений возникает противоречивая ситуация, требующая неформальной оптимизации. С одной стороны, отсутствие адаптивных решений не может обеспечить высокую эффективность системы для достаточно широкого диапазона условий применения. С другой, - предельная степень адаптации к неопределенным условиям связана со значительными затратами, сложностью реализации, возможностью принятия рискованных (невостребуемых впоследствии) проектных решений. Поэтому необходимо обоснование степени адаптации на основе оценки эффективности системы в широких условиях применения с учетом затрат и сроков создания.

Неопределенные факторы обусловлены не только отсутствием сведений о характеристиках системы и условий применения, но и – в наиболее общем случае, характерном для конкурирующих систем, - факторами, направленными на уменьшение эффективности системы.

Наивысшая степень адаптации всех компонентов системы на всех этапах жизненного цикла – разработка алгоритма применения, позволяющего изменять параметры и варианты действий системы по мере получения информации в процессе операции (например, на борту ЛА, танка). Выбранные технические решения должны позволять это делать.

Системы, гибко реагирующие на условия операции, называют адаптивными или системами параметрической компенсации.

Возможны две предельные схемы параметрической компенсации: компенсация неопределенности до непосредственного применения (до операции) и в процессе применения (в ходе операции).

Компенсация до операции предусматривает изменение проектных параметров в процессе эксплуатации при уточнении условий применения: может быть реализована созданием адаптивно-модульных конструктивных схем элементов на основе разработки унифицированных элементов конструкций (модулей) с последующим их комплектованием в различных вариантах в зависимости от условий эксплуатации.

Компенсация в ходе операции связана с изменением параметров на основе перераспределения располагаемых ресурсов или за счет других, предусмотренных в конструкции возможностей. Обеспечивается системой управления.

Возможные пути компенсации неопределенности:

- применение набора вариантов систем различной степени специализации, каждый из которых является оптимальным в определенных условиях (в том числе, набор вариантов комплектования одной системы разнотипными компонентами – например, кухонный комбайн, различные боекомплекты на самолете, танке),

- реализацию «гибких» технических решений (многофункциональные системы, многорежимные агрегаты),

- оптимальные стратегии использования систем (перераспределение ресурсов и функций компонентов системы).

Исследование эффективности адаптивных систем связано с использованием методов прогнозирования, имитационного моделирования, игровых подходов для анализа конфликтных ситуаций.

Если для монопараметрической (без адаптации) системы задача оценки эффективности решается для каждого из вариантов системы, то для адаптивных систем оценка эффективности осуществляется с учетом анализа технических гибких решений, синтеза алгоритмов применения.

Основные особенности исследования эффективности систем с адаптивными компонентами:

- математическая модель операции должна отражать возможность изменения параметров каждого из рассматриваемых вариантов проектируемого компонента в зависимости от информации об условиях применения, изменяющихся как до, так и в ходе операции

- выбор вариантов проектируемых адаптивных компонентов может основываться на их сопоставлении с аналогичными вариантами, не реализующими адаптивные возможности.

- к числу варьируемых относится только часть параметров, обеспечивающих адаптивные возможности системы, для каждого из компонентов адаптивной системы рассматриваются возможные пути адаптации (модульность, изменение конструкции).

Моделирование функционирования технической системы

Особенности построения моделей при проектировании

В процессе проектирования с использованием математических моделей решаются следующие задачи:

- формирование структуры и выбор основных проектных параметров;

- определение оптимальных режимов функционирования системы и ее элементов в различных условиях внешней среды и оптимальная организация взаимодействия элементов;

- учет неопределенностей функционирования системы при оценке ее эффективности.

Построение моделей – процедура неформальная. Модель не только должна правильно отражать явления, но и быть удобной для пользователя – степень детализации и способы представления модели для каждой решаемой задачи зависят от пользователя.

Для каждого этапа проектирования вырабатываются стандартные приемы моделирования и общие способы работы с этими моделями.

Модель на системном уровне обеспечивает взаимосвязь критериев эффективности и основных параметров системы с учетом внешней среды. В состав модели системы в целом входят те структурные компоненты, параметры которых признаны определяющими для эффективности системы. Устанавливается физическая и функциональная зависимости (структура и поведение системы), определяются соотношения между параметрами системы, внешней среды и параметрами каждого компонента системы, которые влияют на критерии эффективности системы, составляется иерархия моделей. Модель должна позволять исследовать влияние параметров системы и среды на эффективность (анализ чувствительности).

Исходя из основных принципов системного подхода - модель строится как единое целое, все элементы, связи, действия системы подчинены достижению конечной цели (каждый компонент системы разрабатывается так, чтобы обеспечить системе достижение цели с максимальной эффективностью), строится иерархия моделей исходя из иерархического характера системы, обеспечивается совместное рассмотрение структуры системы и ее функций;

Многоуровневость технической системы и моделей определяется большой размерностью задачи и связанной с этим необходимостью ее декомпозиции на частные подзадачи с передачей информации от одной к другой. Каждая из подзадач имеет свои критерии, связи и ограничения, но в совокупности они должны давать возможность решать общую задачу. Образование иерархии самостоятельных подзадач ведет к уменьшению размерности, но является источником неопределенностей в связи с несовпадением их целей.

Возникает неформализуемая проблема не только выделения подзадач, но и определения их состава и глубины исследований.

Схема многоуровневого представления сложной технической системы

Уровень I представлен самой системой, уровень II – ее агрегатами и подсистемами, уровень III – узлы агрегатов и подсистем, уровень IV – детали узлов.

Система может быть представлена множеством моделей, каждая из которых отражает определенную грань условий ее физического и функционального существования. Это дает возможность исследовать и выявить свойства системы, используя ряд узкоориентированных моделей. Основная специфика построения таких моделей – их согласование, обеспечивающее координацию принимаемых проектных решений.

Укрупненное исследование системы заключается в игнорировании детальной структуры системы и анализе только общего поведения системы как целого, в оценке ее интегративных характеристик. Цель состоит в создании модели системы в ее взаимодействии с окружением (модель "вход – выход"). На этом уровне формируются общие представления о системе. Единая модель всей сложной системы – укрупненная модель – создается для формирования концепции системы – для приблизительных оценок качества системы.

На начальном этапе проектирования строится опорный вариант модели, укрупненные блоки которой используются для построения моделей альтернативных систем. Степень детализации модели, форма представления определяются задачами каждой проектной процедуры.

В соответствии с двумя основными классами задач – системное и детальное проектирование - различают два основных класса моделей – быстрые и поверочные модели (в каждой из них может быть несколько уровней точности).

На системном уровне модели обычно строятся по принципу "от простого к сложному" – модели уточняются в процессе цикличного проектирования по мере расширения наших знаний о системе.

На более поздних стадиях системных исследований иерархия математических моделей может строиться и по противоположному принципу: «от сложного к простому».

На основе детализированной хорошо обоснованной модели (например, опорного варианта системы) создается ее упрощенный аналог, отражающий все основные связи и ограничения, необходимые для решения системной задачи - выбора концепции, структуры и основных проектных параметров. При необходимости создаются модели на основании ограниченного количества опорных вариантов и корректируются принятые решения.

На любой стадии проектирования, при любой степени детализации модели типичная последовательность работ при построении моделей:

1. Выявление главных функций системы (цели, назначение, свойства), формирование и определение основных понятий, используемых в системе.

2. Выявление основных компонентов системы и их функций, их единства в рамках системы, выявляются укрупненная структура системы и характеристики основных связей, выявляются системообразующие факторы – те связи и взаимообусловленности, которые и делают систему системой.

3. Выявление основных процессов в системе, их роли и условий осуществления, выявление смены состояний в функционировании системы. В системе с управлением выявляются основные управляющие факторы.

4. Выделение системы из внешней среды, определение границ системы, выявление характера связей с внешней средой. Исследуются внешние воздействия на систему (входы), определяется их тип (вещественные, энергетические, информационные), степень влияния на систему, основные характеристики.

5. Выявление неопределенностей и случайностей в системе, степени их влияния на систему.

Структура системы, связи, значимость каждого элемента выявляются в результате спирального (все более углубляющегося на каждом витке) повторения исследований на основе этих моделей.

Аналитические модели дают возможность получения приближенного, но отражающего основные закономерности решения задачи, выявить основные зависимости и определить направления дальнейших исследований.

Модели с использованием численных методов могут быть более точными, но менее полными, что ограничивает исследования небольшим числом вариантов или частных реализаций процесса.

Приближенное решение точно сформулированной задачи предпочтительнее решения упрощенной задачи точными методами оптимизации: точная формулировка задачи дает возможность осуществить оценку сложных взаимосвязей между многими элементами. Даже если модель и не обеспечит получения строго оптимального решения задачи (чего практически никогда невозможно достичь), но в ней будут учтены все важные факторы, что окажется более полезным, чем оптимальное решение нечетко сформулированной задачи.

При моделировании сложных процессов далеко не всегда можно модель преобразовать в систему уравнений, пригодную для применения численных методов.

Имитационное моделирование – исследование свойств системы путем воспроизведения процесса ее функционирования. Это одна из разновидностей эксперимента с математической моделью системы.

Имитационное моделирование при синтезе системы позволяет решать следующие задачи:

- обоснование и проверка принятых технических решений, поиск новых;

- получение данных для более простых моделей системы;

- проверка результатов, полученных на более простых моделях, для обоснования принятых на этих моделях допущений.

Модель функционирования системы определяет поведение системы в пространстве и во времени под влиянием тех или иных воздействий, в том числе неопределенных. Для описания множества входных воздействий требуется моделирование внешней среды (моделирование обстановки проведения операции).

Пример космического корабля для исследования планеты. Здесь отыскания такого управления кораблем, которое обеспечит попадание его в заданную точку пространства (на планету) недостаточно. Необходимо посадить аппарат на поверхность планеты – здесь уже задача решается в условиях неопределенности: неизвестны условия внешней среды – условия функционирования аппарата, что значительно влияет на конструкцию и выбор оптимальных ее параметров. Это неопределенности природного характера.

Главным является моделирование функционирования каждого компонента системы с учетом его связей с другими компонентами и влияния на эффективность системы в целом.

Также как и весь процесс проектирования, построение моделей имеет циклический итеративный, спиралевидный характер с последовательным расширением понимания системы на каждом шаге с постепенным углублением исследований и пониманием системы, ее сущности, условий функционирования и эффективности.

Система представляется множеством узкоориентированных моделей, каждая из которых отражает определенную грань условий ее физического и функционального существования, что дает возможность исследовать и выявить различные свойства системы. Основная трудность при этом – учет связей между отдельными моделями (согласование моделей).

Для обоснования принятия решения о наилучшем способе достижения системой заданной цели функционирования необходимо на моделях исследовать различные ситуации, которые могут возникнуть при функционировании системы.

Модель функционирования (функциональная модель) должна обеспечивать прогнозирование процесса функционирования по заданным начальному состоянию системы и параметрам процесса.

В модели устанавливаются функциональные зависимости, определяющие поведение системы - соотношения между параметрами системы, внешней среды и критериями эффективности для системы в целом и каждого из ее основных компонентов. В состав системы входят только те компоненты, параметры которых признаны определяющими. Исследуется влияние изменения параметров системы и среды на эффективность (анализ чувствительности).

Традиционное требование при построении моделей – замкнутость. Замкнутость модели процесса функционирования (протекания операции) означает следующее.

При известной информации о внешних по отношению к модели факторах операции можно восстановить (в силу объективных законов, формальным выражением которых является модель операции) состояние операции на любой заданный момент времени.

При известном начальном состоянии операции, известных на некотором интервале времени параметрах модели и управления, совокупность связей между ними (т.е. модель процесса) позволит определить на данном интервале времени все фазовые переменные и тем самым иметь полное представление о состоянии операции на этом интервале времени.

Величины, входящие в модель подразделяются на три основные группы.

Фазовые переменные (внутренние – эндогенные) – определяют состояние операции на данный момент времени. Если эти переменные известны на некотором интервале времени, то считается, что состояние операции на этом интервале полностью определено. Чаще всего фазовые переменные являются искомыми функциями и должны определяться из самой модели операции.

Внешние переменные (экзогенные) – параметры, которые не определяются в модели, а должны быть тем или иным способом заданы извне. Эти переменные не зависят от воли оперирующей стороны.

Управления – переменные, которые может формировать оперирующая сторона.

Формирование технического облика системы

Технический облик системы – модель системы (вербальная), в которой представлены перечень задач системы, ее структура и основные проектные параметры, основные характеристики функциональных подсистем.

В структуре системы учитываются только основные элементы, критичные при определении соответствия системы поставленным целям и при оценке эффективности системы.

Задача выбора оптимального облика системы решается при декомпозиции ее на две задачи: структурную и параметрическую оптимизации (синтез и анализ системы).

При создании моделей сложных систем строятся две взаимосвязанные модели: структурно-параметрическую модель системы и модель функционирования системы.

Структурно-параметрическая модель системы должна выявить разбиение системы на подсистемы, расположение подсистем, их параметры и связь между ними. Такая модель необходима для выбора структуры системы. Структурно параметрическое описание системы может помочь созданию модели функционирования системы - создаются модели функционирования подсистем, которые затем объединяются в общую систему.

В процессе структурного проектирования (при формировании концепции) создается единая укрупненная модель всей системы, целью которой является приближенная сравнительная оценка эффективности альтернативных вариантов концепций (структуры и состава основных компонентов) для выбора наилучшей (нескольких). При этом игнорируется детальная структура системы и анализируется только общее поведение системы как единого целого, оцениваются ее интегративные характеристики и взаимодействие ее с внешней средой.