Файл: Вдовин Суркова Валентинов Теория систем и системный анализ.pdf

Скачать файл (10,61Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Омский государственный технический университет

Категория: Книга

Дисциплина: Теория систем

Добавлен: 12.02.2019

Просмотров: 22695

Скачиваний: 342

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ся непременной характеристикой системы, что каждая система
исторична и что это такая же закономерность, как целостность,
интегративность и др.

Известна и основа закономерности историчности — вну-

тренние противоречия между компонентами системы.

Но вот как управлять развитием или хотя бы понимать при-

ближение соответствующего периода развития системы — эти
вопросы еще мало исследованы.

В последнее время на необходимость учета закономерности

историчности начинают обращать все больше внимания. В част-
ности, в системотехнике при создании сложных технических
комплексов требуют, чтобы уже на стадии проектирования
системы рассматривались не только вопросы создания и обе-
спечения развития системы, но и вопрос, как и когда нужно ее
уничтожить (возможно, предусмотрев и механизм уничтожения
системы, подобно тому, как мы предусматриваем механизмы
развития системы).

4. Коммуникативность. Этот закон составляет основу для

рассмотрения системы, находящейся в единстве со средой. Как
правило, любая система представляет собой элемент системы
более высокого уровня.

5. Иерархичность. Это закономерность построения всего

мира и любой выделенной из него системы. Л. фон Берталанфи
показал, что “иерархическая упорядоченность” тесно связана
с явлениями дифференциации и негэнтропийными явлениями
в системах и является одним из наиболее важных средств ис-
следования систем.

Все мы хорошо представляем проявление иерархической

упорядоченности в природе начиная от атомно-молекулярного
уровня и кончая человеческим обществом. Но не всегда, даже
пытаясь применять иерархические структуры, учитываем важ-
нейшую особенность иерархичности как закономерности, заклю-
чающуюся в том, что закономерность целостности проявляется
на каждом уровне. 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 подчиненный член иерархии приобретает новые
свойства, отсутствующие у него в изолированном состоянии.

Таким образом, на каждом уровне иерархии происходят

сложные качественные изменения, которые не всегда могут быть
формально представлены и объяснены. Но именно благодаря
этой особенности рассматриваемая закономерность приводит к
интересным следствиям, которые весьма полезны при примене-
нии системы представлений как средства исследования сложных
объектов и процессов, как средства принятия решений.

Во-первых, с помощью иерархических представлений мож-

но отображать системы с неопределенностью.

Во-вторых, построение иерархической структуры зависит

от цели, соответственно для многоцелевых ситуаций можно по-
строить несколько иерархических структур, соответствующих
разным целям, и при этом в разных структурах могут принимать
участие одни и те же компоненты.

В-третьих, если поручить формирование иерархической

структуры разным исследователям даже при одной и той же
цели, то в зависимости от их предшествующего опыта, квали-
фикации и знания системы они могут получить разные иерар-
хичские структуры, т. е. по-разному разрешить качественные
изменения на каждом уровне иерархии.

6. Эквифинальность. Это пока еще один из наименее ис-

следованных законов. Она характеризует как бы предельные
возможности систем определенного класса сложности. Л. фон
Берталанфи, предложивший этот термин, определяет эквифи-
нальность применительно к открытой системе как способность (в
отличие от состояний равновесия в закрытых системах) систем,
полностью детерминированных своими начальными условиями,
достигать не зависящего от времени состояния. Причем это со-
стояние не зависит от исходных условий системы и определяется
исключительно ее параметрами.

Потребность во введении этого понятия возникает начиная

с некоторого уровня сложности систем.

По-видимому, идею Берталанфи об эквифинальности можно

пояснить наиболее наглядно на примерах “живых” систем. Можно,
например, говорить об уровне развития крокодила или обезьяны и
характеризовать их предельными возможностями, предельно воз-
можным состоянием, к которому может стремиться тот или иной
ряд, а соответственно, и стремлением к этому предельному состоя-
нию из любых начальных условий, даже если индивид появился на
свет раньше положенного времени или если провел, подобно Маугли,
некоторый период жизни в несвойственной ему среде.

К сожалению, не исследованы еще вопросы: какие именно

параметры в конкретных системах обеспечивают свойство экви-
финальности, как обеспечивается это свойство, как проявляется
закономерность эквифинальности в организационных системах.

7. Закон необходимого разнообразия. Закономерность,

известную под этим названием, впервые сформулировал
У. Р. Эшби. Он доказал теорему, на основе которой можно сде-
лать вывод, что для того чтобы создать систему, способную
справиться с решением проблемы, обладающей определенным,
известным разнообразием, нужно, чтобы система имела еще
большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы,
или была способна создать в себе это разнообразие. Этот закон
достаточно широко применяется на практике. Он позволяет, на-
пример, получить рекомендации по совершенствованию системы
управления предприятием

8. Закон осуществимости и потенциальной эффективно-

сти. Развивая идею о потенциальной осуществимости системы,
Флейшман связывает сложность структуры системы со слож-
ностью поведения, предлагает количественные выражения.

Анализ предельных законов надежности, помехоустойчиво-

сти, управляемости и других качеств системы показывает, что
на их основе можно получить количественные оценки порогов
осуществимости.

3.1.3. Закономерности функционирования систем

Помимо общих и частных законов имеются и закономерно-

сти функционирования систем, к которым относятся:

— единство подсистем управления на всех ступенях управ-

ляемой системы;

— оптимальность соотношения (пропорциональности) ча-

стей системы;

— оптимальное соотношение централизации и децентра-

лизации управления;

— целесообразное распределение прав между органами

управления на различных уровнях;

— поддержание непрерывности и ритмичности функцио-

нирования;

— сокращение числа ступеней управления;
— возрастание или убывание масштаба функций управле-

ния на различных ступенях управления;

— концентрация функций управления на каждой сту-

пени.

В развитии систем можно выделить следующие закономер-

ности:

1. Постоянное улучшение всех процессов экономической

системы является одним из принципов повышения эффектив-
ности деятельности организации.

2. Изменения во времени среды существования системы

может привести к ее росту или спаду.

Система существует во внешней, внутренней средах и во

времени. Время воздействует как на внутреннюю, так и на внеш-
нюю среды, что приводит к изменениям в них. Изменения сред
может влиять на систему в сторону ее развития или упадка.

3. Развитие систем происходит циклически.
В теории систем цикл развития включает три этапа: мед-

ленный рост, связанный с накоплением потенциала для развития
(обучение персонала, научно-исследовательская работа, получе-
ние ноу-хау для процессов, увеличение финансового капитала);
бурный рост, связанный с реализацией накопленного потенциала
системы; замедление темпов роста, связанное с полностью реа-
лизованным потенциалом и накоплением нового потенциала для
развития и повторение цикла развития.

3.2. Процессы в системе и управление системой

3.2.1. Переходные процессы в системах

Изложим более подобно переходные процессы системы из

исходного состояния в конечное под воздействием управляющего
воздействия.

При описании динамических свойств элементов систе-

мы и системы в целом используются, как правило, системы
дифференциальных уравнений. Это положение справедливо
практически для любых систем, так как любая динамика пред-
полагает учет производных от параметров системы по времени.
Однако прямая постановка применения этого подхода связана с
реализацией огромного объема вычислительных операций. Для
решения этой проблемы были разработаны специальные методы,
основанные на применении преобразований Лапласа и Карсона.
С использованием этих преобразований наиболее легко описать
передаточные и переходные свойства системы.

Передаточная функции — отношение конечного состояния

системы (выхода) к начальному состоянию (входу), выраженное
в операторной форме или отношение изображения выходной
величины к входной при нулевых начальных условиях.

)

(

)

(

)

(

где W(p) — передаточная функция;

р — оператор преобразования Лапласа.
Если известна передаточная функция и величина, поступив-

шая на вход элемента — х(t), то может быть получен выходной
сигнал — y(t) (например, результат функционирования системы,
элемента системы), т. е.

)

(

)