Образовательный стандарт дисциплины "Системное моделирование"

Для уяснения изложенного рассмотрим следующий пример.

Пусть требуется организовать систему снабжения регионом с нескольких пунктов отправления различными транспортными средствами в разные пункты назначения. В зависимости от организации системы ее эффективность будет различной. Допустим, что на время перевозок ограничения не наложены. В этом случае имеем систему с одним показателем, характер

изующим ее эффективность, таким показателем является стоимость перевозок. Естественно взять стоимость перевозок в качестве критерия оптимальности. Если выразить этот критерий в виде некоторой функции от параметров, определяющих систему перевозок, то набор значений параметров, при котором функция достигает экстремума (в данном случае минимума) и будет оптимальным, то есть при этих значениях стоимость перевозок будет минимальной.

Теперь допустим, что требуется обеспечить перевозки за ограниченное время. Уменьшение времени перевозок повышает их стоимость, поэтому для оценки эффективности системы уже нужно учитывать два показателя – время и стоимость, причем, как нетрудно заметить, оба показателя противоречивы. Если перевозки должны быть обеспечены за возможно меньшее время (например, при подготовке или проведении операции), то критерием оптимальности будет время перевозок.

В общем случае применяются следующие способы выделения критерия оптимальности при наличии нескольких показателей:

часть показателей превращают в ограничения. Так, если в рассмотренном примере задано время перевозок, то его можно представить в виде ограничения, а критерием оптимальности считать стоимость перевозок. Возможна и обратная постановка задачи оптимизации: минимизировать время перевозок при заданной стоимости (при имеющихся средствах перевозки);

несколько показателей свертывают (объединяют) в один обобщенный показатель (путем постановки общей цели, введением весовых коэффициентов и др.). Применение этого способа сопряжено с большими трудностями, заключающимися в сложности определения единой меры для разнородных показателей;

варьируют постановку задачи, то есть производят оптимизацию

при разных критериях оптимальности и решение принимают по оптимизируемым требованиям на основании полученных результатов (метод уступок).

Необходимо отметить, что в иерархической системе значимость одного и того же показателя меняется в зависимости от уровня иерархии. Показатель высшей ступени системы не всегда обязателен для низшей его ступени; в то же время показатель низшей ступени всегда входит в показатель высшей ступени или прямо, или, что бывает чаще, опосредствованно. В каждой иерархически организованной системе показатель любого низшего ее уровня находится в области показателей высшего уровня.

3. Управление в больших системах

Управление присуще обществу на любой стадии развития. Оно обусловлено единой природой общества, ибо «Всякий непосредственно общественный или совместный труд, осуществляемый в сравнительно крупном масштабе, нуждается в большей или меньшей степени в управлении, которое устанавливает согласованность между индивидуальными работами и выполняет общие функции, возникающие из движения всего производственного организма в отличие от движения его самостоятельных органов» [1].

Под управлением в самом общем смысле этого слова понимают процесс целенаправленного воздействия органа управления на объект управления.

Сущность управления большой системой в общем случае заключается в согласовании действий ее подсистем и элементов и формировании такого их поведения, при котором достигается максимально возможная в данных условиях эффективность решения стоящих перед системой в целом задач.

Ранее указывалось, что процесс управления в большой системе осуществляется подсистемой управления. В литературе широко применяется и термин «система управления», которым мы также будем пользоваться.

В зависимости от характера управляемых объектов различают управление техническими системами (например, технологическими линиями) и управление организационными системами. Под организационными понимают системы, включающие наряду с техникой и материальными средствами большие человеческие коллективы. К организационным относятся административные системы, социально-экономические, производственные и др. Несмотря на сходство процессов управления техническими и организационными системами, заключающееся в общности основных принципов управления, имеется и существенное различие.

При управлении техническими системами известны условия протекания процессов в системе и предусмотрены способы нормализации поведения системы в зависимости от возмущений. Поэтому процесс управления может быть, алгоритмизирован и, следовательно, автоматизирован до конца.

При управлении организационными системами может отсутствовать часть необходимой информации и возникает сложная теоретическая и практическая проблема – принятие решения в условиях неполноты информации, или, как говорят, в условиях неопределенности; не исключена противоречивость целей всей системы и локальных целей ее подсистем и элементов; возможны различные варианты достижения цели, причем выбор наиболее предпочтительного варианта нельзя обосновать математическими, формализованными методами. Вследствие этого процесс управления организационными системами не может быть формализован, алгоритмизирован и автоматизирован до высших уровней иерархии, на которых происходит выработка и принятие решения.

Можно указать следующие основные причины, обусловливающие неполноту информации:

1) исходная статистическая информация недостаточно полна и достоверна;

2) существует большая группа явлений и факторов, информация о которых может быть оценена лишь с помощью вероятностных показателей;

3) часть информации имеет качественный характер и либо не поддается количественным измерениям, либо может быть выражена количественно сугубо приближенно;

4) могут возникнуть ситуации, когда информация в принципе может быть достаточно точно определена и измерена, но в момент выработки и принятия решения ее просто нет.

Далее рассматриваем вопросы управления организационными системами.

В общем случае процесс управления состоит из выполнения следующих основных функций:

постановка задачи;

выработка и принятие решения;

планирование действий;

организация действий;

контроль выполнения принятого решения.

К выполнению функций обычно приступают в приведенной последовательности, в дальнейшем отдельные этапы процесса управления, соответствующие перечисленным функциям, могут совпадать во времени и заканчиваться не обязательно в том же порядке.

Постановка задачи. Для отыскания решения любой задачи необходимо сначала ее поставить и сформулировать, причем сделать это нужно так, чтобы принятие решения основывалось на научных методах. Для того же, чтобы правильно поставить и сформулировать задачу, необходимо знать, в чем она заключается.

Понятие задачи имеет очень широкий диапазон применения. Термин «задача» широко используется как синоним термина «проблема» и в этом случае под постановкой задачи в системотехнике понимают формулировку проблемы.