Принципы системы управления

Применение постулата  целостности состоит в раскрытии  и накоплении сведений о системных  свойствах на всех этапах исследования и в обобщении их в понятия, а затем - в применении этих понятий  к подсистемам при исследовании их порознь после декомпозиции. Рациональность декомпозиции оценивается на основании  определения целостности: если декомпозиция неудачна, системные и подсистемные понятия невозможно увязать, между ними теряется преемственность, они неустойчивы и производят случайное впечатление.

Система обладает особым, системным свойством, которого нет у подсистем при любом  способе декомпозиции.

Постулат  декомпозиции систем. Анализ и синтез сложной системы управления осуществляется путем расчленения её на подсистемы, располагаемые по уровням, причем подсистема на данном уровне является системой на нижеследующем уровне и, в свою очередь, рассматривается как элемент вышележащего уровня. Принцип декомпозиции позволяет снизить уровень сложности исследуемой системы.

Значения свойств  синтезируемой системы определяются в ходе многоуровневой процедуры  выработки решений, начиная с  рассматриваемых в рамках системы  более высокого ранга и кончая детальными свойствами элементов синтезируемой  системы.

Постулат  автономности. С точки зрения постулата целостности, разнообразие декомпозиции помогает выявлению системных свойств. С точки зрения постулата автономности, большинство декомпозиций, а может быть все, кроме одной, отпадут.

1.2 Принцип моделируемости и его постулаты

Принцип моделируемости: сложная система может быть представлена конечным множеством моделей, каждая из которых отражает определенную грань её сущности.

Этот важный принцип дает возможность исследовать  определенное свойство сложной системы  при помощи одной или нескольких упрощенных моделей. Модель, ориентированная  на определенную группу свойств сложной системы, всегда проще самой системы. Создание полной модели для сложной системы всегда бесполезно, так как такая модель будет столь же сложной, как и система.

Принцип моделируемости включает несколько постулатов.

Постулат  действий. Для изменения поведения системы требуется прирост воздействия, превосходящего некоторое пороговое значение.

Изменение поведения  сложной системы может быть связано  с энергетикой, с веществом и  информацией, которые, накапливаясь, проявляют  свое влияние скачкообразно, путем  качественного перехода. Одновременное  энергетическое и информационное воздействие  может привести к такому же результату, как энергетическое более высокого уровня.

Таким образом, порог есть функция трех переменных: Количества определенного вещества, количества энергии и количества определенной информации.

Реакция системы  на внешнее воздействие носит  пороговый характер.

Постулат  неопределенности. Существует область неопределенности, в пределах которой свойства системы могут быть описаны только вероятностными характеристиками.

Повышение точности определения какого-либо количественно  описываемого свойства сложной системы  сверх некоторого предела влечет за собой понижение возможной точности определения другого свойства. Одновременно измерить значения двух параметров с точностью, превышающей определенный уровень, невозможно.

Максимальная  точность определения свойств системы  зависит от присущей данной системе  области неопределенности, внутри которой  повышение точности определения  одного свойства влечет за собой снижение точности определения другого.

Постулат  дополнительности. Сложные системы, находясь в различных средах, могут проявлять различные системные свойства, в том числе альтернативные (т.е. несовместимые ни в одной из ситуаций по отдельности).

Наблюдатель воспринимает одни грани сущности в одних условиях и другие сущности в других.

Постулат  многообразия моделей. Определение характеристик системы на всех уровнях производится с помощью множества моделей, которые в общем случае различаются используемыми математическими зависимостями и физическими закономерностями. Выбор моделей зависит от цели анализа и синтеза и особенностей исследуемой системы.

Постулат  согласования уровней. Требования к системе, формируемые на любом уровне, выступают как условия (или ограничения) выбора частных моделей и предельных возможностей системы на нижележащих уровнях. В случае невозможности выполнения требований осуществляется корректировка условий.

Постулат  внешнего дополнения. Проверка истинности результатов, получаемых на каждом уровне, производится с использованием исходных данных, моделей и методов вышележащих уровней. Данный постулат является основополагающим в общей теории систем, и его соблюдение является необходимым условием получения правильных решений на всех уровнях исследования системы.

Постулат  достаточности. Последовательность уровней определения требуемых характеристик в процессе совершенствования сложной системы выбирается по возрастанию затрат на улучшение системы, с проверкой достаточности принимаемых решений по заданным критериям эффективности. Постулат достаточности реализуется, как правило, при использовании критериев пригодности и разработке соответствующих моделей, с помощью которых принимаются конструктивные решения на каждом уровне выбора характеристик системы.

Постулат  проверенного методического  обеспечения. Для анализа и синтеза системы управления необходимо использовать хорошо отработанные и экспериментально проверенные модели и методики, обеспечивающие отдельные характеристики системы в заданные сроки и с требуемой точностью.

1.3 Принцип целенаправленности и его постулаты

Целенаправленность  системы - функциональная тенденция, направленная на достижение системой некоторого состояния либо на усиление (или сохранение) некоторого процесса.

При этом система  способна противостоять внешнему воздействию, а также использовать среду и  случайные события.

Принцип целенаправленности включает постулат выбора.

Постулат  выбора. Сложная система обладает способностью к выбору поведения, и, следовательно, однозначно предсказать и экстраполировать её состояние невозможно ни при каком априорном знании свойств системы и ситуаций.

Сложная система  строит свое поведение в существенной связи с ситуацией. Следовательно, на это поведение можно влиять. Наиболее распространенными являются эргатические системы, для которых постулат выбора выдвигается на передний план. Познание и практическое использование этого постулата имеет два аспекта.

Первый касается стимулирования или подавления «свободы»  выбора. В исследовательских, поисковых, творческих системах возможность выбора должна быть максимальной - она расширяет  диапазон деятельности. Исполнительные системы должны иметь возможность  выбора в пределах поставленной задачи либо не иметь её вовсе.

Второй аспект связан с количеством описаний выбора, его формальным представлением, качественной или количественной оценкой и  использованием этой оценки при решении  задач более общего характера.

Сложные системы  управления имеют возможность выбора и обладают способностью выбирать поведение, т.е. реагировать на внешние воздействия  в зависимости от внутренних критериев  целенаправленности; никакое априорное  знание не позволяет ни надсистеме, ни самой системе однозначно предсказать  этот выбор.

Постулат выбора позволяет сложной системе управления, в соответствии с её целенаправленностью, использовать редкие благоприятные  события, возникающие во взаимодействии со средой, блокируя остальные события  и процессы.

Принципы физичности, моделируемости, целенаправленности и их постулаты полно отражают методологию системного подхода исследования систем управления.

Заключение

Научно-технический  прогресс создал новую ситуацию в  мире выбора альтернатив создания новых  систем, это обусловлено следующими обстоятельствами:

· жизненный  цикл созданной человеком системы  стал намного меньше жизни человека;

· сокращение жизненного цикла созданной человеком системы  сопровождается возрастанием полного  цикла создания системы;

· наличие проблемы вложения средств и ресурсов.

Вырос масштаб  создаваемых человеком систем. Некоторые  из них, например, энергетические, транспортные, информационные, стали глобальными. С ростом сложности и масштаба создания новой системы возросли затраты на их реализацию. Риск при  выборе варианта создания новой системы  становится все ощутимее.

Основой продления  жизненного цикла системы является её своевременная и неоднократная  модернизация, идеи которой закладываются  на этапе создания системы.

Следовательно, для придания системе какого-либо свойства надо строить её подсистему, взаимосвязанную со всеми другими  подсистемами, генеральной целью которой будет эффективное проявление этого свойства и, естественно, обеспечение его проявления.

Существенность  любого свойства системы будет завесить в первую очередь от значимости подсистемы, его проявляющей и обеспечивающей это проявление.

Ещё более сложно установление отношений между свойствами и процессами. Выявление совокупности этих отношений, установление взаимосвязей свойств системы и процессов, их показателей является важнейшей  задачей исследования систем управления.

Выделение существенных свойств процессов и систем - в основном процесс творческий, он носит неформальный характер и во многом зависит от квалификации исследователя, его опыта и интуиции. Часть свойств определяется исследователем при выработке требований, так как последние предъявляются к значениям показателей существенных свойств системы или процесса.

Важным моментом является формирование привил определения  факта и величины несоответствия между значениями показателей существенных свойств процесса системы и требуемыми их значениями.

Рассмотрев единые принципы существования и действия сложных систем управления (принцип  физичности, принцип моделируемости и принцип целенаправленности) можно сделать следующие выводы:

· система обладает особым, системным свойством, которого нет у подсистем при любом  способе декомпозиции;

· реакция системы  на внешнее воздействие носит  пороговый характер;

· максимальная точность определения свойств системы  зависит от присущей данной системе  области неопределенности, внутри которой  повышение точности определения  одного свойства влечет за собой снижение точности определения другого;

· сложные системы  управления имеют возможность выбора и обладают способностью выбирать поведение, т.е. реагировать на внешние воздействия  в зависимости от внутренних критериев  целенаправленности; никакое априорное  знание не позволяет ни надсистеме, ни самой системе однозначно предсказать  этот выбор.

Установление  внутренней структуры не является операцией  только начального этапа исследования, она будет уточняться и изменяться по мере проведения исследований. Этот процесс отличает сложные системы от простых, в которых элементы и связи между ними не изменяются в течение всего цикла исследования.

Главная задача в исследовании систем управления состоит  в том, чтобы, обнаружив и описав сложность, обосновать также дополнительные физически реализуемые связи, которые, будучи наложенными на сложную систему  управления, сделали бы её управляемой  в требуемых пределах, сохранив при  этом такие области самостоятельности, которые способствуют повышению  эффективности системы.

Включенные новые  обратные связи должны усилить благоприятные  и ослабить неблагоприятные тенденции  поведения системы управления, сохранив и укрепив её целенаправленность, но при этом ориентируя её на интересы надсистемы. 

Тезаурус

Управление в  широком смысле - это непрерывный процесс воздействия на объект управления (личность, коллектив, технологический процесс, предприятие, государство) для достижения оптимальных результатов при наименьших затратах времени и ресурсов.

Система управления — совокупность взаимосвязанных элементов, способ реализации технологии управления, предполагающий воздействие на объект с целью изменения его состояния и процессных характеристик.

Система - совокупность элементов, взаимосвязанных друг с  другом, образующих целостность, единство.(11)

Принципы отражают объективно присущие СУ закономерности развития и функционирования.(11)