Независимо от специфики системы ее цели всегда относятся к двум категориям — стабилизации и развития.

Независимо от специфики системы ее цели всегда относятся к двум категориям — стабилизации и развития.

Цели стабилизации направлены на сохранение уровня потребления и производства либо имеющих ценность ресурсов (например, денег, энергии, информации, оборудования, рабочей силы), либо состояний (например, удобства людей, безопасности, устойчивой занятости).
Цели развития направлены на приобретение ресурсов, отсутствующих в данной системе, или достижение состояний, к которым она стремится.

3. Критерии качества систем.

Эффективность – успешное выполнение функции с наименьшими затратами ресурсов. Эффективность — основной показатель качества работы системы (см. показатель эффективности), характеризующий степень ее способности выполнять свою функцию по назначению (достижение цели). Используется как для сравнения процессов самой системы, с целью выбора оптимальных параметров управления, так и для сравнительной оценки с другими системами.

Надёжность – способность выполнять свою функцию в течение длительного времени. Надёжность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Устойчивость – способность системы сохранять текущее состояние (выполнять свои функции) при наличии внешних воздействий.

4. Структура системы.

Под структурой, системы понимается устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и связей между ними, определяющая функциональ­ную компоновку системы и ее взаимодействие с внешней средой.

Пример. Примерами структур могут быть структура извилин мозга, структура студентов на курсе, структура государственного устройства, структура кристаллической решетки вещества, структура микросхемы и др. Кристаллическая решетка алмаза - структура неживой природы; пчелиные соты, полосы зебры - структуры живой природы; озеро - структура экологической природы; партия (общественная, политическая) - структура социальной природы; Вселенная - структура как живой и неживой природы.

5. Понятие метасистемы.

Более мелкая или вложенная система – подсистема, а более крупная – метасистема.

Существует два способа интегрирования систем: создание структурированной системы или метасистемы. В первом случае система разбивается на подсистемы, которые в свою очередь дробятся на подсистемы второго уровня, третьего уровня и так далее. Во втором случае система формируется на основании правила замены, когда из некоторого набора систем в каждый момент выбирается одна или некоторая группа функционирующих систем. Структурированную систему характеризуют следующие признаки:

- между элементами существует сильная и стабильная взаимосвязь;

- в данный момент времени функционируют все элементы системы.

- число элементов системы определяется по принципам полноты и достаточности;

Отличия структурированной системы от метасистемы иллюстрируются рисунком 2.1.

Метасистемный подход характеризуется тремя существенными особенностями, коррелирующими с указанными выше признаками и отличающимиего от традиционного системного.

Во-первых, элементы метасистемы в большой степени самодостаточны и независимы друг от друга.

Во-вторых, в метасистеме в любой момент времени функционируют не все элементы, а лишь один, либо некоторая группа, выбранных.Наконец, в метасистеме количество элементов удовлетворяет совсем другим критериям и должно быть оптимальным в соответствии с ними.Поэтому, чтобы в практической задаче доказать правомерность метасистемного подхода необходимо в первую очередь отыскать данные отличительные признаки. Примером метасистем может служить набор нескольких технологий изготовления продукции, обучения, лечения. Метасистемный подход позволяет расширить круг объектов управления в сторону возрастания сложности за счет включения в состав метасистемы управления даже разнородных регуляторов и адекватного применения процедур их замены. При

этом в зависимости от природы явления, могут всякий раз выбираться либо одна технология, либо некоторая группа параллельно функционирующих. В зависимости от этого рассматриваются два класса метасистем: последовательного и параллельного действия.

Каждый уровень изучения систем имеет свой, характерный именно для него набор задач.

Исходные системы требуют определиться со свойствами, принимаемыми к рассмотрению, процедурами их измерения, а также с базами, на которых рассматриваются изменения этих свойств.

Поскольку исходные системы являются всего лишь схемой, в случае систем данных возникают задачи сопоставления реальных данных переменным и параметрам, также степени уверенности в их значениях в случае нечетких каналов измерения, а также задачи осмысления и получения этих данных, определения их полноты.

Большим разнообразием отличается множество задач уровня порождающих систем, которые по сути моделируют процесс порождения данных. Здесь и задачи выбора масок, их упрощения и задачи оценки поведения систем и поиска систем с подходящим поведением, то есть задачи исследования

и проектирования систем. Структурированные системы требуют решения задач проектирования

систем, их идентификации и реконструкции. При проведении всех этих процедур требуется решать задачу упрощения.

При метасистемном подходе необходимо решить следующие типовые

задачи:

- выявление диапазонов эффективного функционирования систем;

- оценка и повышение необходимого уровня готовности систем к использованию

-выявление и обеспечение сочетаемости, согласованного взаимодействия систем;

- разработка стратегии переключения отдельных или групп одновременно функционирующих систем;

- оптимальное перераспределение ограниченных общесистемных ресурсов;

- оптимальный синтез метасистемы.

Метасистемный анализ удобнее всего начинать с выявления диапазонов оптимального функционирования систем, поскольку на их основе в дальнейшем удобно разрабатывать стратегию выбора.

При решении этой задачи важно помнить, что метасистема возникает там и тогда, где и когда диапазон решаемой задачи настолько велик, что он не перекрывается использованием одной системы, либо эта система функционирует неэффективно в некоторых частях общего диапазона. Поэтому и возникает задача выявления границ, разделяющих поддиапазоны эффектив-

ного функционирования систем.

Метасистема должна выбирать функционирующие системы на основе некоторой модели. Существующая модель, при которой оценивается внешний процесс и на основе этой оценки принимается решение о выборе, не учитывает внутренние процессы, проходящие в самой метасистеме. Из-за этого и возникают основные проблемы неточности срабатывания метасистемы. Рассмотрим этот аспект подробнее.

Метасистема, как известно, включает несколько систем. В ней и в каждой из входящих в нее систем протекают процессы управления. Они являются ведомыми. Кроме того, всегда имеется другой процесс (протекающий вовнешней среде или в объекте управления), который является ведущим для

метасистемы. Для большей общности разрабатываемых методов необходимо рассматривать данные процессы как стохастические.

Главная задача метасистемы, таким образом, заключается в согласовании двух процессов (то есть она является следящей системой управления). С одной стороны, она может выбирать (включать) одну из систем, максимизирующую некоторый критерий качества. С другой, пользуясь другим критерием, - перераспределять общесистемные ресурсы управления между функционирующими параллельно системами.

Данный подход является концептуальным, поскольку, он используется и для классификации метасистем и для оптимизации набора, входящих в метасистему систем и для оптимального

управления ими при функционировании

6. Взаимосвязь системы с окружающей средой.

7. Адаптивность систем. Гомеостаз.

Адаптивная система (самоприспосабливающаяся система) — система, автоматически изменяющая алгоритмы своего функционирования и (иногда) свою структуру с целью сохранения или достижения оптимального состояния при изменении внешних условий.

Гомеостаз— способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

8. Иерархические системы.

Иерархической называется структура, удовлетворяющая следующим условиям: 1.каждая подсистема является либо управляющей или подчиненной, либо управляющей и подчиненной одновременно; 2.существует, по крайней мере, одна только подчиненная подсистема; 3.существует только одна управляющая подсистема; 4.любая подчиненная подсистема непосредственно взаимодействует только с одной управляющей.

9. Надежность и устойчивость систем.

Надёжность – способность выполнять свою функцию в течение длительного времени. Надёжность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Устойчивость – способность системы сохранять текущее состояние (выполнять свои функции) при наличии внешних воздействий.

10. Основные принципы описания систем.

По содержанию и назначению все принципы системного подхода могут быть разделены на:

· общесистемные принципы;

· принципы проектирования систем;

· принципы управления;

· принципы моделирования;

· принципы описания конкретной предметной области.

I. Общесистемные принципы. Устанавливают особенности и направления практической реализации системного подхода как научного метода диалектико-материалистической методологии, имеющего, в силу высокой общности, общенаучное значение. Пренебрежение или неверное трактование общесистемных принципов может привести не только к неэффективному функционированию проектируемой системы и ограничению ее возможностей, но и к преждевременному разрушению и даже гибели системы.

Среди общесистемных принципов принцип системности является основным, поскольку он определяет сущность системного подхода к исследованию и проектированию систем любой природы.

Согласно этому принципу любая сложная динамическая система, с одной стороны, является системой среди себе подобных, а с другой стороны, может быть подсистемой некоторой более сложной системы. Этот принцип указывает, что при проектировании и исследовании сложных систем должны учитываться не только взаимосвязи между элементами внутри системы, но и связи с другими системами, образующими внешнюю среду. Система и внешняя среда должны рассматриваться при анализе ситуаций, порождаемых изменением либо текущего состояния системы, либо состояния внешней среды, как единое целое.

Системные принципы отражают те закономерности, которые присущи всем этапам существования системы. Поэтому использование системных принципов целесообразно при решении проблем, связанных с разработкой концепций и методологий, с проектированием (синтезом) и исследованием (анализом), с моделированием, диагностикой и прогнозированием, планированием и управлением, адаптацией и самоорганизацией и т.д.

Принцип декомпозиции заключается в возможности расчленения по тому или иному признаку исходной системы как по горизонтали, так и по вертикали на множество элементов (подсистем) и связей между ними и в формировании для них собственных (индивидуальных) функций и целей управления из условия обеспечения исходных общесистемных функций и целей управления. Отметим, что процедура выделения элементного состава системы, ее системных свойств и признаков определяется особенностями ее организации, задачами и целями исследования и не всегда является очевидной и легко разрешимой процедурой.

В результате декомпозиции по горизонтали образуется многосвязная система с той или иной плоской структурой, состоящей из нескольких взаимосвязанных и взаимодействующих подсистем, имеющих свои функции и цели. В результате декомпозиции по вертикали подсистемы также имеют свои собственные цели и функции, выполнение которых направлено на достижение глобальной цели ПРС.

Принцип интеграции (композиции) заключается в возможности объединения по определенным правилам и различными способами множества исходных элементов (подсистем) с помощью множества связей в единую систему и в выявлении общесистемных свойств и функций вновь образованной системы. Отметим, что данный принцип распространяется не только на способы формирования структуры сложной системы, но и на способы формирования характеристик системы из характеристик подсистем.

Использование принципа интеграции при разработке ПРС позволяет сформировать и решить ряд проблем, связанных с разработкой функциональных и структурных схем описания объекта и системы управления.

II. Принципы проектирования систем. Определяют основные требования к составу, структуре, функционированию и физической реализации системы. Большинство принципов носит общесистемный характер, поэтому при проектировании ПЭС уточняются содержание основных элементов системы и особенности функционирования системы.

Принцип адекватности (соответствия) определяет, что две подсистемы, предназначенные для достижения одной общей цели, должны быть адекватны (соответствовать друг другу) по свойствам, характеристикам, функциям, структуре, степени сложности и т.д.

Принцип согласованности заключается при проектировании в том, что все элементы (подсистемы) сложной системы, как по горизонтали, так и по вертикали, должны быть согласованы между собой по всем показателям с целью достижения заданной эффективности системы.

Частными случаями принципа согласованности являются:

а) принцип оптимальности, заключающийся в таком согласовании, например, режимов функционирования элементов (подсистем) сложной системы по расходу ресурсов, при котором обеспечивается максимальная эффективность системы, характеризуемая, как правило, векторным показателем оптимизации;

б) принцип координации (синхронизации), заключающийся в согласовании движений всех элементов системы во времени и по форме. Реализация этого принципа обеспечивает максимальные темпы группового движения, в частности, изготовления изделий из нескольких комплектующих элементов;

в) принцип сбалансированности заключается в согласовании целей и функций всех уровней по вертикали с учетом характера связей между ними и выделенного количества ресурсов для достижения этих целей или реализацию намеченных планов и программ. По этому принципу выделяют финансовые и материальные ресурсы, укомплектовывают штаты, выделяют транспортные средства между регионами, предприятиями, цехами для решения поставленных задач.

Принцип типизации и стандартизации состоит в том, что в проектируемой организационной системе должны максимально использоваться стандартные или типовые элементы и принимаемые решения. Применение этого принципа при проектировании сложных систем способствует снижению стоимости проекта системы и создает объективные предпосылки для автоматизации процессов выбора структуры системы, принятия решения в типовых ситуациях, декомпозиции сложных функций системы и т.п.

Принцип реализуемости (осуществимости) состоит в том, что проектируемая сложная система в своей структуре не должна содержать ни одного элемента, который нельзя было бы реализовать располагаемыми средствами техники и технологии.

III. Принципы управления. Определяют основные закономерности построения управляемых систем и обеспечивают теоретическое обоснование тех или иных структур систем управления.

Принцип управляемости заключается в том, что сложная динамическая система не должна содержать неуправляемых подсистем. Ни одна из подсистем не должна выпасть из процесса управления не испытывать целенаправленного воздействия со стороны элементов системы данного уровня либо элементов вышестоящего уровня. Этот принцип иногда нарушается при формировании организационной системы, у которой в процессе функционирования один из активных элементов (человек) вдруг отказывается выполнять свои производственные функции, что ведет к конфликту. Причина - изменение характера связей между элементами.

Принцип контролируемости (наблюдаемости) состоит в том, что проектируемая сложная система не должна содержать в своей структуре ни одной подсистемы или элемента, которые были бы неконтролируемы (ненаблюдаемы) для вышестоящего уровня. При этом контроль может осуществляться и опосредовано через другие элементы. Этот принцип очень важен при построении автоматизированных систем управления, необходимых для принятия обоснованного управленческого решения.

Принцип оперативного принятия решения состоит в том, что принятие управленческого решения должно быть существенно значительно быстрее, чем возникнут существенные изменения в управляемом процессе. Данный принцип ориентирует на разработку эффективных алгоритмов принятия решений при проектировании, планировании, контроле и организации производственного процесса. Особенно важно соблюдение этого принципа при проектировании систем оперативного управления, поскольку его нарушение может привести к созданию заведомо неритмичного производства.

Принцип самоорганизации (адаптации) заключается в том, что система самостоятельно, путем изменения своей структуры, быстро и целенаправленно изменяет свойства с изменением свойств окружающей среды и характера реакции с ее стороны. Перестройка структуры системы есть ее реорганизация, реконструкция. Примером производственных систем с высоким уровнем самоорганизации могут служить гибкие автоматизированные производства, а также осуществляемая перестройка структуры экономики при переходе к рыночным отношениям. Информационная, алгоритмическая, технологическая, организационная и т.д. гибкость, а также гибкость планирования, управления, контроля являются неотъемлемым свойством современных сложных систем.

Цель адаптации в производственно-рыночных системах достигается двумя путями:

· путем изменения стратегии (плана) поведения организационной системы;

· путем изменения тактики (алгоритма) управления за счет изменения параметров управляющей части либо структуры управляющей части.

Реализация процессов адаптации в сложных системах позволяет значительно повысить эффективность их функционирования.

Принцип ввода дополнительной информации, который состоит в том, что при синтезе структур ввод новой информации в виде дополнительной связи допускается только в том случае, когда дополнительная информация способствует повышению эффективности управления. При синтезе структур не каждая дополнительная связь обязательно улучшает свойства системы, поэтому необходимо выполнять предварительный анализ целесообразности ввода новой информации.

Принцип обратной связи заключается в такой организации взаимодействия элементов в системе, при которой принятие решения осуществляется не только по информации о целях системы, но и по информации о фактическом (текущем) состоянии системы. Реализация этого принципа в сложных производственно-рыночных системах обеспечивает высокую эффективность выполнения ими тех или иных функций.

IV. Принципы моделирования. Отражают кроме системных свойств особые стороны моделирования как метода анализа и синтеза систем и подчеркивают специфику решения данного класса задач.

Принцип универсальности системы моделирования состоит в том, что она может быть использована для решения широкого класса задач, связанного с исследованием и проектированием организационных систем. Данный принцип тесно связан с принципом ограниченности модели, состоящим в том, что одна модель не в состоянии отразить полностью все многообразие свойств системы. Принцип открытости системы моделирования состоит в том, что она способна изменяться и совершенствоваться по мере накопления знаний о системе путем замены существующих элементов модели на более совершенные. Принцип кумулятивности системы моделирования заключается в том, что она способна к накоплению различных видов информации (в форме моделей, алгоритмов, статистических данных, типовых управленческих решений, программ расчета и т.д.).

Принцип специфичности системы моделирования заключается в возможности упрощения применяемых методов, алгоритмов и программ благодаря выявлению общих свойств и закономерностей, присущих тому классу задач, для которых предназначена эта система моделирования. Принцип простоты в использовании системы моделирования заключается в том, чтобы она была доступна исследователю на всех этапах моделирования, предоставляла возможность общения человека с ЭВМ на языке, близком к естественному, и возможность получения информации в удобном виде. При использовании динамических моделей для описания организационно-экономических систем должны соблюдаться принципы преобразования и представления динамических звеньев, позволяющие осуществить решение данной задачи.

Принцип идеализации и вложения заключается в упрощении (идеализации) тем или иным способом динамических характеристик сложных элементов системы и их связей и в замене (вложении) этих элементов и связей при исследовании более простыми моделями.

Данный принцип, в частности, используется ниже при исследовании системы управления производством, когда ее подсистемы заменены более простыми моделями, динамические характеристики которых являются результатом аппроксимации временных характеристик исходных подсистем, полученных экспериментальным путем.

V. Принципы описания конкретной предметной области являются методологической основой проектирования систем определенного класса. Для организационно-экономических систем рассмотренные ранее общесистемные принципы справедливы в полной мере, однако проявляются в виде законов внешнего дополнения, внутреннего соответствия, единства целей системы и ее подсистем, совместимости элементов друг с другом, согласованности связей элементов систем их свойствам и сущности системы.

При исследовании производственно-экономических систем можно выделить принципы функционирования и принципы развития.

Принципы функционирования определяют экономическую сущность производства и рынка, позволяют планировать базовые производственно-экономические показатели. Особую роль здесь играют принципы накопления резервов, устранения избыточности, оптимальности величин показателей производства, непрерывности производства, эмерджентности основных и вспомогательных производственных процессов, а также принципы ценообразования, равенства спроса и предложения, рыночной конкуренции и т.д.

Принципы развития производственно-экономических систем проявляется в непрерывности совершенствования систем, прогрессивности технологий, перспективности моделей развития.

11. Модель системы. Функции и протоколы взаимодействия (институты).

Модель – знаковая система.

Модель – это физическая или информационная система, представляющая собой объект исследования адекватно целям исследования.

Различают два основных типа моделей по назначению – познавательную и прагматическую (управляющую).

Познавательная модель является формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися. Познание ориентировано в основном на приближение модели к реальности, которую модель отображает.

Прагматическая (управляющая) модель является средством управления, средством организации практических действий, способом представления образцово правильных действий или их результата; является рабочим представлением целей. Поэтому использование прагматических моделей состоит в том, чтобы при обнаружении расхождений между моделью и реальностью направить усилия на изменение реальности так, чтобы приблизить реальность к модели.

Различие между познавательной и прагматической моделью:
а) познавательная модель подгоняется под реальность,
б) прагматическая модель подгоняет реальность под модель. Познавательные модели отражают существующее, а прагматические – не существующее, но желаемое и возможно осуществимое.

Чтобы осуществить то, для чего модель была создана, недостаточно только наличия модели. Модель должна быть в достаточной степени согласована со средой (культурой). Это свойство модели называется ингерентностью.

Любая модель конечна, ограничена, поскольку:

1) модель отображает объект анализа лишь в конечном числе отношений с другими объектами;

2) способы описания модели ограничены, поэтому она всегда упрощенно отображает оригинал.

Модель – это специальный объект, в некоторых отношениях замещающий оригинал. Принципиально не существует модели, которая была бы полным эквивалентом оригинала. Любая модель отражает лишь некоторые стороны оригинала. Поэтому с целью получения больших зияний об оригинале приходится пользоваться совокупностью моделей.

Сложность моделирования как процесса заключается в соответствующем выборе такой совокупности моделей, которые замещают реальное устройство или объект в требуемых отношениях.

12. Управление, как средство достижения цели.