• методы линейного программирования: в процессе управления одной из главных является задача нахождения оптимального решения из всех имеющихся вариантов. Для достижения этого решения необходимо наличие определенных ресурсов: финансовых, трудовых, материальных, временных и т.д. Поэтому оптимальным вариантом решения будет являться тот, при котором поставленная цель будет достигнута:
• с минимальными расходами;
• максимальной эффективностью;
• наименьшими затратам времени и усилий. Задачей линейного программирования является достижение оптимального управления.
Оптимальное управление – управление, которое удовлетворяет всем поставленным ограничениям. На выбор наилучшего решения налагаются 2 вида ограничений:
• ограничения внешней среды: законы и условия природы;
• ограничения, связанные с используемыми ресурсами.
Лекция 5. Общая теория систем
Чтение – вот лучшее учение! Книгу ничто не заменит.
Общая теория систем (ОТС) – подход, изучающий законы отдельных систем с целью выявления общих законов, свойственных всем системам, с последующим их обобщением в закономерности функционирования систем.
Цель ОТС заключается в построении концептуальной и диалектической основы для развития методов, пригодных для исследования более широкого класса систем, чем те, которые связаны с неживой природой.
OTС использует следующие основные понятия.
• система – целостное упорядоченное множество объектов (элементов, компонентов, подсистем), связанных между собой отношениями, направленное на достижение поставленной цели;
• внешняя среда – множество элементов, не входящих в состав системы, но влияющих на нее либо испытывающих на себе ее влияние;
• входы системы – это внешние связи, по которым из окружающей среды в организацию поступают ресурсы (материальные, трудовые, информационные и др.);
• выходы системы – связи, по которым системы осуществляют передачу результатов своей деятельности (товары и услуги) в окружающую среду;
• процесс системы – преобразования, протекающие внутри организации по преобразованию входов в выходы;
• элемент – простейшая составная часть системы (не имеющая внутреннего строения), которая при разложении системы является заключительной частью системы;
• компонент – группа элементов, которые образуют целостную часть системы в функциональном отношении;
• подсистема – относительно самостоятельная часть системы, обладающая внутренней структурой для достижения определенных подцелей цели системы;
• отношение – множество последовательных контактов, порождающих структуру системы;
• структура – совокупность элементов и связей между ними;
• связь – отношение между элементами, компонентами и подсистемами системы. Связи бывают внешние и внутренние;
• прямые (передают элементам цели и порядок действия) и обратные (передают ответ элементов на полученную информацию);
• вертикальные (связь между руководителем и подчиненным) и горизонтальные (связи на одном уровне иерархии);
• цель – желаемый результат деятельности, но не всегда является достижимым;
• результат – реально полученная ситуация в итоге функционирования системы;
• эффект – следствие, полученное от результата деятельности.
Применение обшей теории систем обусловлено следующими ее достоинствами:
• при рассмотрении систем используется «целостный подход», т. е. сохраняются идентичность систем и свойства неделимых элементов;
• при исследовании систем используются частные законы других дисциплин и наук при помощи нахождения подобных структур в системах;
• часто используются математические модели для исследования, с помощью которых мы переходим «от анализа содержания к анализу структуры» для более быстрого исследования. Но с помощью математических моделей мы не можем полностью описать реальные системы;
• является связующим звеном между различными дисциплинами;
• проектирование системы в целом означает создание оптимальной конфигурации (структуры) системы.
Недостаток – не учитывает множество специфических факторов.
Лекция 6. Основы и принципы системотехники
Системотехника – научное направление, охватывающее изучение процессов:
• создания:
• испытания:
• эксплуатации сложных систем.
Системотехника выявляет устойчивые причинно-следственные связи между объектами, процессами и величинами и устанавливает принципы существования и действия сложных систем.
Концепция системотехники состоит в упрощении сложных систем. Выделяют 3 основных принципа системотехники.
• физичности;
• моделируемости;
• целенаправленности.
Принцип физичности: всякой системе (независимо от ее природы) присущи физические законы (закономерности), возможно, уникальные, определяющие внутренние причинно-следственные связи, существование и функционирование. Никаких других законов (кроме физических) для объяснения действия систем любой природы (в том числе живых) не требуется. Принцип основан на следующих постулатах:
• целостности, система – целостный объект, а не множество подсистем, который допускает различные членения на подсистемы.
В основе этого постулата лежит принцип о недопустимости потери понятий ни при композиции (объединении подсистем в систему), ни при декомпозиции (делении системы).
Если сумма частей равна целому, системы называют аддитивными относительно данного членения, если сумма больше целого – супераддитивными, если сумма меньше целого – субаддитивными.
Постулат целостности применяется 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. Выявление целостности состоит из изучения:
• всех взаимосвязей внутри системы;
• взаимосвязей системы со средой;
• системного свойства;
• его содержания;
• механизма образования;
• свойств подсистем, подавляемых общесистемным свойством, механизма этого подавления и условий в которых он теряет силу;
• автономности: сложные системы имеют автономную пространственно– временную метрику (группу преобразований) и внутрисистемные законы сохранения, определяемые физическим содержанием и устройством системы и не зависящие от внешней среды. Суть этого постулата состоит в том, что каждая система расположена в адекватном ей геометрическом пространстве (реальном, функциональном, мыслимом) и, ограничиваясь метрическими пространствами, каждому классу систем (конкретной системе) можно приписать метрику, определяемую соответствующей группой преобразований. Это – автономная метрика системы, либо автономная группа преобразований.
Введение метрики означает создание модели геометрии системы, чем ближе эта модель к истинной геометрии системы, тем проще представление системы.
Принцип моделируемости: представление сложных систем в виде множества моделей. Модель, ориентированная на определенную группу свойств сложной системы, всегда проще самой системы. Принцип содержит 3 постулата.
• дополнительности: сложные системы, находясь в различных средах (ситуациях), могут проявлять различные системные свойства, в том числе альтернативные (т. е. несовместимые ни в одной из ситуаций по отдельности). Например, электрон в одних взаимодействиях проявляет себя как частица, в других – как волна;