Лекции по исследованию систем управления

ИСУ ЛЕКЦИЯ 10.

 

VI. ЭМПИРИЧЕСКИЕМЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Эмпирические  методы основаны, как правило, на использовании способов и приемов опытного исследования, позволяющих получить фактическую информацию о СУ. Особое место среди них занимают базовые методы, которые сравнительно часто используются в практической исследовательской деятельности.

Базовые методы:

- наблюдение — способ сбора информации, осуществляемого на основе регистрации и фиксации первичных данных о СУ;

- сравнение — позволяет проводить сравнения исследуемого объекта с аналогом;

- измерение;

- эксперимент;

- изучение первичной документации — основан на исследовании документированной информации, непосредственно зафиксированной ранее на предприятии.

Наблюдение

Наблюдение — это целенаправленное восприятие объекта, обусловленное задачей деятельности. Основное условие научного наблюдения — объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения других методов исследования (например, эксперимента). Это наиболее элементарный метод среди множества других эмпирических методов.

Наблюдение — метод исследования посредством сбора информации об исследуемом объекте, который осуществляется путем наблюдения за выбранным объектом исследования. При его проведении исследователь должен пользоваться такими чувственными способностями, как ощущение, восприятие и представление. Результатами использования данного метода являются знания о внешних и внутренних свойствах и характеристиках объекта исследования.

Используя данный метод получения информации. исследователь приобретает:

• информацию для построения гипотез;

• информацию для проверки данных, полученных другими методами;

• дополнительные сведения об изучаемом объекте.

Наблюдения  классифицируются:

- по основанию наблюдения исследователя за объектом изучения:

на прямое наблюдение — непосредственное наблюдение за поведением, например рабочих в процессе производства продукции. Недостатком проведения данного вида исследования является изучение объекта только в определенных условиях. В результате этого полученные частичные данные могут не соответствовать характеристикам этого объекта в целом. Присутствие наблюдателя может также повлиять на результаты наблюдения;

косвенное — наблюдение, осуществляемое посредством изучения результатов поведение, например изучение данных о производительности труда каждого работника, на основе которых можно сделать вывод, какой работник производит больше в процессе труда;

- степени информированности объекта исследования о наблюдении:

открытое — наблюдение, в процессе проведения которого объект исследования знает, что за ним происходит наблюдение;

скрытое — наблюдение, при котором объект исследования не знает о проводимом наблюдении;

- уровню формализации данного метода исследования:

структуризованное — наблюдение, проводимое по заранее разработанному детальному плану, в котором может определяться, например, объект исследования, место проведения наблюдения, необходимое время для проведения наблюдения;

неструктуризованное — наблюдение, строящееся на основе общих понятий о проводимом исследовании. В процессе его проведения фиксируются все виды поведения объекта исследования;

- условиям проведения:

полевое — наблюдение, проводимые над объектом исследования в естественных условиях его функционирования;

лабораторное — наблюдение, проводимое над объектом исследования, помещенным в искусственно созданные условия, ситуации.

При проведении наблюдения его разбивают на следующие  этапы:

- определяется цель проведения наблюдения, объект и предмет наблюдения;

- собирается необходимый материал для проведения наблюдения;

- определяется способ наблюдения;

- проводится наблюдение, которое способствует получению необходимых данных.

При проведении наблюдения необходимо руководствоваться  следующими правилами:

• элементы событий, подлежащих наблюдению, должны быть классифицированы максимально дробно;

• один и тот же элемент наблюдается в разных ситуациях: стандартных, конфликтных и т. п.;

• различают и регистрируют содержание и форму наблюдаемых событий, их количественные характеристики (интенсивность, регулярность и т. п.);

• описание событий не смешивают с интерпретацией.

Выделяют 2 вида трудностей проведения наблюдения:

• субъективные — трудности, связанные с личностью наблюдателя. Они возникают из-за влияния на результаты исследования ценностей наблюдателя, его эмоционального состояния, имеющегося опыта, сложившихся предпочтений наблюдателя;

• объективные — трудности, появляющиеся в процессе наблюдения, не зависящие от наблюдателя. Они могут возникать из-за недостатка временного ресурса, невозможности наблюдения некоторые факторов.

 

Сравнение

Это один из наиболее распространенных и универсальных методов исследования. Известный афоризм «все познается в сравнении» — лучшее тому доказательство.

В исследовании сравнением называется установление сходства и различия предметов и явлений действительности. В результате сравнения устанавливается то общее, что присуще двум или нескольким объектам, а выявление общего, повторяющегося в явлениях, как известно, есть ступень на пути к познанию закона.

Для того чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлетворять двум основным требованиям.

1. Сравниваться должны лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи, — это ничего не дает. В лучшем случае здесь можно прийти только к поверхностным и потому бесплодным аналогиям.

2. Сравнение должно осуществляться по наиболее важным признакам. Сравнение по несущественным признакам может легко привести к заблуждению.

Так, формально сравнивая работу предприятий, выпускающих один и  тот же вид продукции, можно найти  в их деятельности много общего. Если при этом будет упущено сравнение  по таким важнейшим параметрам, как  уровень производства, себестоимость продукции, различные условия, в которых функционируют сравниваемые предприятия, то легко прийти к методологической ошибке, ведущей к односторонним выводам. Если же учесть эти параметры, то станет ясным, в чем причина и где кроются действительные истоки методологической ошибки. Такое сравнение уже даст истинное, соответствующее реальному положению дел представление о рассматриваемых явлениях.

Различные интересующие исследователя  объекты могут сравниваться непосредственно между собой() или опосредованно — через сравнение их с каким-либо третьим объектом. В первом случае обычно получают качественные результаты (больше — меньше; светлее — темнее; выше — ниже и т.д.). Однако уже при таком сравнении можно получить простейшие количественные характеристики, выражающие в числовой форме количественные различия между объектами (больше в 2 раза, выше в 3 раза и т.п.).

Когда же объекты сравниваются с  каким-либо третьим объектом, выступающим  в качестве эталона, количественные характеристики приобретают особую ценность, поскольку они описывают объекты безотносительно друг к другу, дают более глубокое и подробное знание о них (например, знать, что один автомобиль весит 1 т, а другой — 5т, — это значит знать о них значительно больше того, что заключено в предложении: "первый автомобиль легче второго в 5 раз". Такое сравнение называется измерением. Оно будет подробно рассмотрено ниже.

С помощью сравнения информация об объекте может быть получена двумя  различными путями.

Во-первых, она очень часто выступает в качестве непосредственного результата сравнения. Например, установление каких-либо соотношений между объектами, обнаружение различия или сходства между ними есть информация, получаемая непосредственно при сравнении. Эту информацию можно назвать первичной.

Во-вторых, очень часто получение первичной информации не выступает в качестве главной цели сравнения, этой целью является получение вторичной или производной информации, являющейся результатом обработки первичных данных. Наиболее распространенным и наиболее важным способом такой обработки является умозаключение по аналогии. Это умозаключение было обнаружено и исследовано (под названием "парадейг-ма") еще Аристотелем.

Сущность его сводится к следующему: если из двух объектов в результате сравнения обнаружено несколько одинаковых признаков, но у одного из них найден дополнительно еще какой-то признак, то предполагается, что этот признак должен быть присущ также и другому объекту. Коротко ход умозаключения по аналогии можно представить следующим образом:

А имеет признаки X_v X₂, X_v ..., Х_п, Х_{п +1}.

Б имеет признаки Х_х, Х₂, Х_ъ, ..., Х_п.

Вывод: «Вероятно, Б имеет признак Х_п+1». Вывод на основе аналогии носит вероятностный характер, он может привести не только к истине, но и к заблуждению. Для того чтобы увеличить вероятность получения истинного знания об объекте, нужно иметь в виду следующее:

- умозаключение по аналогии дает тем более истинное значение, чем больше сходных признаков мы обнаружим у сравниваемых объектов;

- истинность вывода по аналогии находится в прямой зависимости от существенности сходных черт объектов, даже большое количество сходных, но не существенных признаков, может привести к ложному выводу;

- чем глубже взаимосвязь обнаруженных у объекта признаков, тем выше вероятность ложного вывода;

- общее сходство двух объектов не является основанием для умозаключения по аналогии, если у того из них, относительно которого делается вывод, есть признак, несовместимый с переносимым признаком. Иначе говоря, для получения истинного вывода надо учитывать не только характер сходства, но и характер различия объектов.

 

Измерение

Измерение исторически  развивалось из операции сравнения, являющейся его основой. Однако в  отличие от сравнения, измерение  является более мощным и универсальным  познавательным средством.

Измерение— совокупность действий, выполняемых при помощи средств измерений с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. Различают прямые измерения (например, измерение длины проградуированной линейкой) и косвенные измерения, основанные на известной зависимости между искомой величиной и непосредственно измеряемыми величинами.

Измерение предполагает наличие следующих основных элементов:

- объекта измерения;

- единицы измерения, т.е. эталонного объекта;

- измерительного прибора (приборов);

- метода измерения;

- наблюдателя (исследователя).

При прямом измерении результат получается непосредственно из самого процесса измерения (например, в спортивных соревнованиях измерение длины прыжка при помощи рулетки, измерение длины ковровых покрытий в магазине и т.п.).

При косвенном измерении искомая величина определяется математическим путем на основе знания других величин, полученных прямым измерением. Например, зная размер и вес строительного кирпича, можно измерить удельное давление (при соответствующих расчетах), которое должен выдержать кирпич при строительстве многоэтажных домов.

Ценность измерений  видна уже хотя бы из того, что  они дают точные, количественно определенные сведения об окружающей действительности. В результате измерений могут быть установлены такие факты, сделаны такие эмпирические открытия, которые приводят к коренной ломке устоявшихся в науке представлений. Это касается в первую очередь уникальных, выдающихся измерений, представляющих собой очень важные вехи в истории науки. Подобную роль сыграли в развитии физики, например, знаменитые измерения А. Майкельсоном скорости света.

Важнейшим показателем  качества измерения, его научной  ценности является точность. Именно высокая  точность измерений Т. Браге, помноженная на необыкновенное трудолюбие И. Кеплера (свои вычисления он повторил 70 раз), позволила установить точные законы движения планет.

Практика показывает, что главными путями повышения точности измерений нужно считать:

совершенствование качества измерительных приборов, действующих на основе некоторых утвердившихся принципов;

создание приборов, действующих  на основе новейших научных открытий. Например, сейчас время измеряется при помощи молекулярных генераторов с точностью до 11-го знака.

В числе эмпирических методов исследования измерение занимает примерно такое же место, как наблюдение и сравнение. Оно представляет собой сравнительно элементарный метод.

 

Эксперимент

Эксперимент — исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же через изменение течения процесса в нужном направлении. Это наиболее сложный и эффективный метод эмпирического исследования. Он предполагает использование наиболее простых эмпирических методов — наблюдения, сравнения и измерения. Эксперимент — метод исследования системы управления в определенных условиях ее функционирования, которые могут быть реальными или искусственно созданными исследователем, для получения необходимой информации. Проведение эксперимента обычно обусловлено необходимостью подтверждения или опровержения научной теории или гипотезы. Итогами эксперимента могут быть как качественные, так и количественные характеристики исследуемого объекта. Но все результаты эксперимента нуждаются в теоретической интерпретации.