Шпаргалка по дисциплине "Исследование систем управления"

Исследование систем управления

Содержание

 

 

 

 

 

 

1. Системный анализ в исследованиях систем управления.

 

Система — множество составляющих единство элементов, их связей и взаимодействий между собой и между ними и внешней средой, образующих присущую данной системе целостность, качественную определенность и целенаправленность.

В зависимости от степени изменчивости свойств системы делятся на статические и динамические.

К статическим относятся системы, при исследовании которых можно пренебречь изменениями во времени характеристик их существенных свойств.

Статическая система — это система с одним состоянием. В отличие от статических, динамические системы имеют множество возможных состояний, которые могут меняться как непрерывно, так и дискретно.

В зависимости от степени сложности системы делятся на простые, сложные и большие.

Простые системы с достаточной степенью точности могут быть описаны известными математическими соотношениями. Особенность простых систем — в практически взаимной независимости от свойств.

Сложные системы состоят из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, каждый из которых может быть представлен в виде системы (подсистемы). Сложные системы характеризуются многомерностью (большим числом составленных элементов), многообразием природы элементов, связей, разнородностью структуры.

Большие системы — это сложные пространственно-распределенные системы в которых подсистемы (их составные части) относятся к категориям сложных.

В зависимости от принадлежности системы делятся на открытые и закрытые.

Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, её действия не зависят от действий внешней среды и она являетс самообеспечивающейся.

Открытая система характеризуется взаимодействием  с внешней средой и состоящая из трех компонентов: входа, преобразования и выхода.

Развитие и функционирование сложных систем подчиняются ряду закономерностей.

Под закономерностями функционирования и развития систем понимают общесистемные закономерности, характеризующие принципиальные особенности построения, функционирования и развития сложных систем.

Закономерности систем

Целостность. Закономерность целостности проявляется в системе в возникновении новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее компонентам.

1. свойства системы (целого) не являются суммой свойств элементов или частей (несводимость целого к простой сумме частей);
2. свойства системы (целого) зависят от свойств элементов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе). 

Интегративность. Интегративными называют системообразующие, снстемоохраняющие факторы, важными среди которых являются неоднородность и противоречивость ее элементов.

Коммуникативность. Система не изолирована, она связана множеством коммуникаций со средой, которая не однородна, а представляет собой сложное образование, содержит надсистему (или даже надсистемы), задающую требования и ограничения исследуемой системе, подсистемы и системы одного уровня с рассматриваемой. 

Иерархичность. Заключается в том, что закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. Благодаря этому на каждом уровне возникают новые свойства, которые не могут быть выведены как сумма свойств элементов. При этом важно, что не только объединение элементов в каждом узле приводит к появлению новых свойств, которых у них не было, и утрате некоторых свойств элементов, но и что каждый член иерархии приобретает новые свойства, отсутствующие у него в изолированном состоянии.

Система управления — совокупность двух взаимодействующих подсистем (управляющей и управляемой — объекта управления), образующих новую систему — систему управления.

Управляющая подсистема — подсистема, формирующая управляющие воздействия.

Управляемая подсистема (объект управления) — подсистема, испытывающая на себе управляющие воздействия (управления).

Под законом управления понимают формирование (выработку решения) и реализацию управляющих воздействий (управлений), выбранных из множества возможных на основании определенной информации, обеспечивающей желаемое движение (функционирование, поведение) объекта к поставленной цели.

Эффективность управления системой рассматривается как степень достижения цели функционирования. Эффективное решение выбирается из множества решений с помощью правила, которое называется критерием (мерой) выбора решения.

Системный подход — это такое направление методе логики научного познания и практической деятельности, в основе которого лежит исследование любого объекта как сложной целостной кибернетической социально-экономической системы.

Основные принципы системного подхода (системного анализа).

1. Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

2. Иерархичность строения, т.е. наличие множества (по крайней мере двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня — элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

3. Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами ее отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.

4. Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

При системном подходе важное значение приобретает изучение характеристик организации как системы, т.е. характеристик «входа», «процесса» и характеристик «выхода».

Системный анализ — это комплекс исследований, направленных на выявление общих тенденций и факторов развития организации и выработку мероприятий по совершенствованию системы управления и всей производственно-хозяйственной деятельности организации.

Системный анализ деятельности предприятия либо организации проводится на ранних стадиях работ по созданию конкретной системы управления. Конечной целью системного анализа является разработка и внедрение выбранной эталонной модели системы управления.

Четко и грамотно сформулированные цели развития предприятия (компании) являются основой для системного анализа и разработки программы исследований.

В результате проведения системного анализа необходимо дать предложения по обоснованию целесообразности рационализации системы управления.

Основная особенность системного анализа заключается в том, что он ориентирует исследователя на разработку методики, содержащей средства, позволяющие постепенно формировать модель, обосновывая ее адекватность на каждом шаге формирования с участием лица принимающего решения вначале при выборе элементной базы, затем — при формулировании целей и выборе критериев, далее — при выборе методов моделирования, при получении вариантов решения, из которых лицо принимающее решение  выбирают лучший.

 

2. Методы исследования систем управления.

 

Логические предложения дают схему и способы проведения правильных умозаключений. Формальная логика устанавливает общие методы и схемы правильных умозаключений, т.к. схема правильных умозаключений строится с помощью логических символов, являющихся сокращенными знаками, заменяющими более длинные речевые обороты.

Исследуют следующие логические конструкции:

1. если…, то…
2. …или…
3. …и…
4. …либо…
5. …ни…ни…
6. …тогда и только тогда, когда…
7. …неверно, что…

Известны варианты символики логических предложений: Шредера-Пирса, Пеано-Рассела, Гильберта, Лукосевича.

При формулировании какого либо заключения необходимо использовать связывание:

1. Предложение состоящее из двух предложений, объединенных выражением «или», называется дизъюнкцией или не исключающей альтернативой. Дизъюнкция может быть многочисленной.
2. Конъюнкция – это предложение, составленное из двух предложений путем объединения их словом «и». В одном предложении утверждается, что произойдут оба события.
3. Эквивалентности - два предложения соединенные оборотом» тогда и только тога, когда…». Ее используют при необходимости выразить взаимную обусловленность.
4. Отрицание – это предложение, образованное из любого утверждения с помощью выражения «неверно, что…». Это отрицание смысла предложения.
5. Исключающая альтернатива – это предложение образованное из двух предложений «… либо…».
6. Одновременное отрицание – это предложение, объединяющее два предложения с помощью выражения «…ни…ни…».

Логический аппарат исследования систем управления предусматривает применение набора методов современной математики информатики, для анализа и синтеза систем управления, прогнозирования их развития, оценки эффективности управленческих решений и процедур управления.

Логические методы исследования базируются на применении в процессе исследований формальной логики.

Формальная логика — наука о законах выводного знания, т.е. знания, полученного из ранее установленных и проверенных истин, без обращения в каждом конкретном случае к опыту, а только в результате применения законов и правил мышления.

Формальная логика включает:

• традиционную логику;
• математическую логику.

Традиционная логика при получении новых (выводных) знаний использует следующие логические методы.

Анализ — логический метод расчленения целого на отдельные элементы с рассмотрением каждого из них в отдельности.

Синтез — объединение всех данных, полученных в результате анализа. Синтез не простое суммирование результатов анализа. Его задача состоит в мысленном воспроизведении основных связей между элементами анализируемого целого.

Абстрагирование — способность отвлечься от всей совокупности факторов и сосредоточить внимание на каком-либо одном вопросе.

Конкретизация — увязка того или иного явления с конкретными условиями обстановки.

Аналогия (традукция) — прием, в котором из сходства двух явлений в одних условиях делается вывод о сходстве этих явлений в других условиях.

Сравнение — установление сходства или различия явлений, процессов и объектов в целом или в каких-либо признаках. В отличие от аналогии сравнение направлено на обнаружение не только аналогичных существенных признаков, но и существенных признаков различия.

Как метод исследования индукция состоит в получении общего знания на основе знания частного (единичного), менее общего.

Полная индукция — это такая форма, при которой класс предмета, связей, явлений, процессов количественно ограничен и, когда система простая, поддается исчерпывающему исследованию. В этом случае объект исследования количественно ограничен и рассматривается во всех его противоречиях.

Популярная индукция — такая форма умозаключения от частного к общему, которая основана на простом перечислении признаков.

Научная индукция — это индукция через отбор, исключающий случайные обобщения. Она основана на знании законов развития, действующих в исследуемой области знаний. Опираясь на эти знания, формируют выборочную совокупность.

Дедукция как метод исследования, противоположный индукции, употребляется там, где исследователь распространяет общее знание (правило, закон) на отдельный, частный конкретный случай, на единичное явление.

Социологический метод основывается на регистрации единичных изучаемых событий, сборе и анализе полученной социальной информации. В соответствии с ним все методы можно подразделить  на регистрационные, сбора данных и анализа информации.

Регистрация единичных событий и сбор данных социального характера, в основном, могут быть осуществлены методами наблюдения и изучения документации (в том числе одной из разновидностей этого метода – опросов, включающих анкетирование, интервьюирование, опросы-беседы).

В ряде случаев используется метод социометрического тестирования, который представляет собой специфический вид опроса, обычно применяемый для определения меры вовлечения работника в соответствующую группу персонала. Такое тестирование на основе четырех – десяти вопросов позволяет определить качество взаимодействия тестируемого с группой.