Лекция 6_2011 (986737), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Принцип функциональности предусматривает выяснение состава функ­ций и изучение внутренних связей и взаимодействия элементов системы.

При формулировании функций нужно придерживаться следующих правил.

1. Формулировка функций должна быть достаточно точной и иметь ло­гический смысл. Например, для вала в машине наиболее точно отражает его назначение формулировка: "передает крутящий момент".

2. Функция должна быть сформулирована достаточно абстрактно, для этого в названии функции должен быть минимум слов и не должно быть указаний на конкретное конструктивное исполнение.

3. Объекты действий (дополнения) в формулировке должны по возмож­ности быть "измеряемыми" понятиями, обозначать, например, усилие, тем­пературу, изгибающий или крутящий момент и т. д. В этом случае рядом с формулировкой функции указываются функционально обусловленные парамет­ры и характеристики. Например, для комплекса вооружения танка рядом с его функцией "поражать цели" следует указать такой параметр, как сред­нее время поражения цели.

Системный подход в военно-техническом анализе означает рассмотре­ние военно-технической системы, с одной стороны, как элемента более крупной системы, а с другой стороны, как системы, состоящей из ряда частей (элементов, подсистем). Функции можно рассматривать как отраже­ние взаимодействия различных частей и поэтому иерархия систем предпо­лагает иерархию функций. Задача анализа функций состоит не только в их определении, но и в построении иерархической структуры функций, показывающей их взаимосвязи и соподчиненности.

Функции, которыми обладает или должен обладать анализируемый объ­ект, как отдельная система, будем называть общесистемными. При опреде­лении этих функций внутренне строение объекта не затрагивается, т.е. объект рассматривается как "черный ящик" со своими "входами" и "выхо­дами".

Функции, которыми обладают или должны обладать элементы анализи­руемого объекта, будем называть внутрисистемными. Эти функции предоп­ределяются внутренним строением объекта.

Требования вышестоящей системы формулируют так называемые требуе­мые функции объекта. Чтобы выявить все требуемые функции, необходимо рассмотреть возможные режимы функционирования объекта, так как в каж­дом режиме функционирования обнаруживается свой состав необходимых функций. Кроме того, на протяжении жизненного цикла изделие может пе­реходить из одной вышестоящей системы в другую. Состав требуемых функ­ций должен отвечать требованиям всех этих систем.

В отличие от требуемых функций существуют реальные функции, т.е. те действие, которые может выполнять объект в силу того, что он обла­дает определенными свойствами.

Таким образом, принцип функциональности предполагает совершенно новый подход к описанию систем. При обычном предметном подходе специа­листы анализируют конкретные объекты и ищут пути повышения их эффек­тивности; при функциональном подходе специалисты концентрируют свое внимание не на конкретной конструкции, а на функциях, которые должен выполнять объект, определяя последовательно их необходимость, теорети­чески возможные варианты осуществления, практические реальные и, нако­нец, экономически эффективные варианты.

Принцип развития предусматривает изучение истории и перспективы развития системы, т.е. требует представления системы в непрерывном развитии. Каждая система проходит этапы разработки, создания, эксплуа­тации и последующего совершенствования на новом уровне. Поэтому для изучения систем необходимо знать, как возникла данная система, какие этапы совершенствования проходила в своем развитии, какой она стала в настоящее время и какие перспективы развития имеет в будущем.

Принцип децентрализации рекомендует, чтобы управляющие воздейс­твия и принимаемые решения исходили не только из одного центра (главенствующего элемента). Ситуация, когда все управление исходит из од­ного места, называется полной централизацией. Система с полной централизацией будет негиб­кой, неприспосабливающейся, не обладающей "внутренней активностью".

Принцип неопределенности утверждает, что мы можем иметь дело и с системой, в которой нам не все известно или понятно. Это может быть система с невыясненной структурой, с непредсказуемым ходом процессом, со значительной вероятностью отказов в работе элементов, с неизвестны­ми внешними воздействиями и др.

В свете изложенных принципов содержательное описание сложных объ­ектов природы, техники и общества как систем в общем случае должно от­ражать:

- цели и задачи исследования;

- место исследуемой системы в системе высшего порядка;

- характер взаимодействия исследуемой системы с внешней средой, форма и механизм этого взаимодействия;

- главные функции (свойства, цели, предназначения) исследуемой сис­темы;

- основные показатели функционирования системы;

- структуру системы и функциональное назначение элементов;

- содержание связей между элементами системы;

- структуру управления и организацию целенаправленного поведения системы;

- гипотезу о механизме функционирования системы;

- анализ функционирования и прогнозирование развития системы на ос­нове выявленных целей и задач системы и механизма ее функционирования.

Существует три основных уровня анализа системы: параметрический, морфологический и функциональный.

Параметрический анализ системы, являющийся исходным уровнем ана­лиза, состоит в описании системы в целом, ее признаков и внешних свя­зей. Например, параметрический анализ системы "основной танк" предпо­лагает описание боевых задач взвода, ее специфических черт, которые отличают танк от других боевых машин, обеспечивающих выполнение боевой задачи.

Морфологический анализ (морфология - наука о форме, строении) состоит в определении поэлементного состава системы и, главное, в отыскании и описании связей между элементами системы. Для системы "танковая дивизия" морфологическое описание заключается в определении количества частей, характера их взаимодействия в бою, в определении наличных технических средств, личного состава и их состояния.

Функциональный анализ позволяет установить функциональные связи элементов между собой, между элементами и центральным звеном системы в целом. Функциональное описание позволяет перейти к выявлению процесса функционирования системы в целом, к управлению выявленными связями, а, следовательно, к изменению параметров, характеризующих поведение системы.

2.3 Стадии исследования систем

В свете вышеизложенных основных понятий и принципов системного подхода рассмотрим программу исследования систем с целью поиска наи­лучшего способа управления этими системами.

В общем случае программа исследования систем с целью поиска наилучшего способа управ­ления этими системами может быть представлена в виде трех основных стадий исследования систем:

- формирование общих представлений о систе­ме;

- формирование углубленных представлений о системе;

- сопровождение системы.

В результате формирования общих представлений о системе должно быть отражено:

1. Место исследуемой системы в системе высшего порядка, взаимо­действие системы с внешней средой, форма и механизм этого взаимодейс­твия.

На этом этапе исследуются основные внешние воздействия на систему (входы) и воздействие системы на внешнюю среду (выходы). Определяются их тип (вещественные, энергетические, информационные), характер влияния внешней среды на систему и системы на внешнюю среду, основные показатели функционирования внешней среды и системы. Выявляются глав­ные функции (свойства, цели, предназначения, задачи) системы.

Фиксируются границы того, что считается системой, определяются элементы внешней среды, на которые направлены основные выходные воз­действия. Границы системы в известной мере определяют объект исследо­вания.

2. Основные части (подсистемы, элементы) системы и их функцио­нальное назначение.

На этом этапе происходит первое знакомство с внутренним строением системы, выявляется, из каких крупных частей она состоит и какую роль каждая часть играет в системе. Это этап - получение первичных сведений первичных сведений о структуре и характере связей между частями систе­мы. Такие сведения удобно представлять и изучать при помощи структур­ной схемы системы, где, например, выясняется наличие преимущественно последовательного или параллельного характера соединения частей, вза­имная или преимущественная односторонняя направленность воздействий между частями и т.п.

3. Основные процессы, происходящие в системе, их роли, условия осуществления; выявление стадийности, скачков, смен состояний и т.п. в функционировании системы; в системах с управлением - выделение основ­ных управляющих факторов.

Здесь изучается динамика важнейших изменений в системе, ход собы­тий в ней, вводятся параметры состояния, рассматриваются факторы, из­меняющие эти параметры, обеспечивающие течение процессов, а также ус­ловия начала и конца процессов и т.д. Изучаются, управляемы ли процес­сы и способствуют ли они осуществлению системой своих главных функций. Для управляемых систем уясняются основные управляющие воздействия, их тип, источник и степень влияния на систему.

Формирование углубленных представлений о системе должно обеспе­чить:

4.Выявление разветвленной структуры, иерархии, создание представ­лений о системе как о совокупности подсистем, связанных входами и вы­ходами.

5. Выявление всех элементов и связей, важных для целей рассмотре­ния. Ранжирование элементов и связей по их значимости.

Этапы 4 и 5 подводят итого общему, цельному изучению системы. Дальнейшие этапы уже рассматривают только ее отдельные стороны.

6. Учет изменений в системе.

На этом этапе исследуется медленное, как правило, нежелательное изменение свойств системы, которое принято называть "старением", а также возможность замены отдельных частей на новые, позволяющие не только противостоять старению, но и повысить качество системы по срав­нению с первоначальным состоянием. Такое совершенствование искусствен­ной системы принято называть развитием. К нему также относят улучшение характеристик элементов и подсистем, подключение новых элементов и подсистем, накопление информации с целью ее лучшего использования, а иногда и перестройку структуры, иерархии, связей.

7. Исследование функций и процессов в системе с целью управления ими. Введение управления и процедур принятия решения. Рассмотрение уп­равляющих воздействий как систем управления.

На данном этапе выясняется, где, когда и как (в каких точках системы, в какие моменты, в каких процессах, скачках, логических пере­ходах и т.д.) система управления воздействует на основную систему, насколько это эффективно, приемлемо и удобно реализуемо.

В процессе сопровождения системы осуществляется:

8.Накопление опыта работы с системой и уточнение сведений о сис­теме.

Данный этап можно охарактеризовать как опытную эксплуатацию на­ших знаний о системе. Достаточны и верны ли они? Это проверяется толь­ко работой с системой. Если выявлено несоответствие между предсказани­ем поведения системы и результатами ее функционирования, то должны быть пересмотрены наши представления, возможно, заново произведены анализ структуры и иерархии для нахождения недостающих или неверно оп­ределенных элементов и связей.

9. Оценка предельных возможностей системы. Исследование отказов, выходов из строя, отклонений от нормы.

Для эксплуатации системы важны сведения о ее работоспособности, потенциале, ресурсах, о возможных отказах, отклонениях, выходах из строя, незапланированных режимах, катастрофах. Работоспособность сис­темы проверяется ее постоянным или периодическим тестированием. Отказы и другие незапланированные (нетабельные) явления изучаются с точки зрения вероятности их возникновения, мер предупреждения и вариантов реагирования на них.

Характеристики

Список файлов лекций