Сегодня хочу поговорить об «идеальной» системе образования. Все чаще и чаще слышны голоса недовольных, современное положение дел не устраивает уже, похоже, никого - ни студентов, ни преподавателей, ни крупных заказчиков в лице бизнеса (разве что государство сладко дремлет или озабочено другими, более важными делами).

Начну с рамок: говорить обо всей системе образования я не могу, поэтому речь будет идти только об образовательных процессах в пределах ИТ. Попытка что-то предложить в других областях знаний с моей стороны будет или сильным лукавством, или откровенной некомпетентностью: вряд ли можно что-то коренным образом поменять в подготовке врача или иного высокотехнологичного работника, деятельность которого сопряжена с большой степенью ответственности или высокой технологической загруженностью. Поэтому я ограничился лишь теми сферами, в которых возможно применить принципы самоподготовки; там, где для обучения не требуются сложные технические объекты (наподобие эмуляторов самолетов для подготовки пилотов).

Итак, для начала давайте определимся с тем, какие есть «сущности» (назовем их так) в системе образования и как они взаимодействуют между собой в учебном процессе. Можно смело выделить несколько важных сущностей:

административная часть системы образования (далее «администрация»);

государство как агрегатор множества запросов к системе образования (далее «заказчик», в роли которого может выступать необязательно государство, а бизнес или частное лицо).

Можно эту систему и дополнить, но, пожалуй, не стоит излишне усложнять (к примеру, опустим такую сущность, как «родители», буду считать, что «студенты» включают эту сущность в себя). Вполне очевидно, что основной вектор взаимодействий в этой системе выглядит примерно так:

При этом возможны взаимодействия между несмежными уровнями, но чаще всего этого не происходит. То есть процессы между уровнями «студенты» - «преподаватели» идут гораздо интенсивнее, чем между уровнями «студенты» - «администрация», а про уровень взаимодействия «студенты» - «заказчик» и говорить не приходится. Хорошо это или плохо? И хорошо, и плохо. Иерархические схемы успешно управляемы, но при этом проблемы внизу иногда плоховато видны сверху. И наоборот.

Очевидно, что в настоящий момент у каждого участника (сущности) учебного процесса имеются разнообразные ожидания, которые не могут быть удовлетворены при существующих взаимоотношениях. Это закономерно ведет к возникновению различных проблем. Каких именно?

«Студенты» . Чаще всего недовольны следующим:

а) диплом (свидетельство об образовании) сам по себе не ценится «заказчиком», так как не отражает реальной ценности специалиста;
б) уровень знаний, получаемых в системе, не всегда соответствует хотя бы минимально приемлемым стандартам - передаваемые знания либо сильно устарели, либо преподаются на низком уровне;
в) процессы трансфера знаний неэффективны, так как не учитывают психофизических особенностей студентов («сильные» и «слабые» студенты системой усредняются).

«Преподаватели» . Претензии, которые высказывают сущности этого уровня:

а) огромная проблема преподавательского состава - недовольство финансовой составляющей работы;
б) вопрос последних лет - ухудшение качества студенческого потока за счет снижения уровня базовых знаний, увеличения количества платных мест (из-за этого в систему попадают очень и очень слабые абитуриенты). Это влечет за собой усложнение работы преподавателя (с более одаренными студентами работать и легче, и интереснее);
в) недовольство реформами в высшей школе - практический эффект незаметен (пример - переход от пятибалльной системы оценок к десятибалльной).

«Администрация» . Что не устраивает руководящую процессом прослойку:

а) ухудшение качества профессорско-преподавательского состава, снижение численности работающих. Все сложнее привлекать в систему молодых специалистов, так как потенциально хорошие кандидаты на место преподавателя уходят в производство;
б) отсутствие внятной стратегии воспроизводства кадров.

«Заказчик» . Кажется, это единственный участник, которого пока все устраивает в том виде, в каком оно находится. По крайней мере хочется так думать. Но если идентифицировать «заказчика» как бизнес, у него тоже найдется чем быть недовольным. Как мне кажется, тут будут две основные претензии:

а) слабый «выхлоп» - количество вакансий не покрывается существующими объемами выпуска студентов. В итоге это создает дефицит кадров, что приводит к разогреву рынка - заработные платы растут (сюрприз-сюрприз! опять такая нелюбимая бизнесом новость!). Мой личный микровывод: вкладываясь в систему образования, можно удерживать рост заработных плат в индустрии;
б) само качество «выхлопа» - современная система образования дает более-менее сносные базовые знания, но не предоставляет нужный объем знаний по современному стеку технологий;
в) бизнес имеет слабое влияние на процессы, которые протекают в системе взаимоотношений «студент» - «преподаватель».

Понятное дело, мне как преподавателю (и немножечко администратору) больше близки и понятны взаимоотношения между преподавателями и студентами, а также между преподавателями и администрацией, ЧЕМ МЕЖДУ КЕМ И КЕМ? Но общая картина вырисовывается достаточно отчетливо.

Общий итог такой. Система образования накопила достаточно большое количество сложно разрешимых при существующем укладе проблем.

Так какой же должна быть именно «идеальная» система образования, которая сможет решать вопросы по мере их поступления? На этот вопрос у меня получились разные ответы!

С точки зрения студента: система образования должна давать максимально востребованные знания, гарантию работы по окончании вуза, возможность прикладывать как можно меньше усилий при обучении.

С точки зрения преподавателя: система должна максимизировать финансовое и моральное удовлетворение от работы при минимизации трудовых затрат.

С точки зрения администрации: система должна быть саморегулируемой для минимизации усилий по регулированию процесса обучения.

С точки зрения заказчика: система должна максимизировать количество рабочей силы с максимально качественной подготовкой при минимальном количестве затраченных средств.

Итак, все участники взаимоотношений в образовательном процессе склонны к снижению усилий по достижению результата. Студенты, преподаватели и администрация склонны к снижению трудовых затрат, а заказчик - к снижению финансовых затрат. И все этой ситуацией недовольны! Студенты недовольны получаемым в итоге качеством образования (при этом не желая затрачивать трудовые усилия), преподаватели - снижением финансовых потоков (при этом также не желая тратить трудовые усилия). Администрация страдает от «зарегулированности» системы, так как в текущей обстановке не в состоянии управлять системой образования. Заказчик недоволен качеством знаний и количеством специалистов на выходе, но при этом склонен минимизировать финансовые затраты.

Стоит ли отказаться от какой-нибудь из вышеперечисленных категорий в системе обучения? Очевидно, что нет. Обучающиеся не могут быть изъяты, это понятно. Есть ли смысл обходиться без преподавателей? Разумеется, нет (есть самоучки, которые в состоянии обучаться самостоятельно - но речь не о них). Функция преподавателя не только ускоряет процесс обучения, но и направляет его, минимизируя затраты времени на обучение. В состоянии ли мы отказаться от администрации? Судя по всему, тоже нет, так как функции администрации - регулирующая и надзорная. Ну, разве что постараться максимально сократить штат этой прослойки. Как-то отказаться от заказчика? Если нет заказчика, то нет и смысла в подготовке специалистов.

Общий вывод - любая система образования будет состоять из 4 прослоек/категорий, и если рассматривать «идеальную» систему как отражение желаний каждой из сторон, то получится неработающая система, где каждая из категорий будет стремиться уменьшить свои расходы. Следовательно, «идеальной» системы быть не может, любое ее построение будет являться компромиссом, или же в качестве идеальной будет выступать система с максимально возможным выходом по качеству, при оптимальной удовлетворенности всех участников системы и минимизации расходов на ее содержание.

Что можно сделать в таком случае? Прежде всего признать: современные подходы к обучению устарели!

Да, следует признать, что нужно менять систему. Как могут помочь современные подходы к организации процессов? Прежде всего, нужно изменить структуру системы, например, на такую:

В этой схеме все участники равноправны и могут влиять на процесс обучения непосредственно. Студенты могут общаться с заказчиком, который может мотивировать студентов на обучение, он же имеет возможность оперативно влиять на содержание образовательных программ, преподаватели - более чутко реагировать на изменяющиеся тенденции в сфере производства.

Что можно изменить в процессе подготовки специалистов? Вот только некоторые рекомендации:

введение в учебный процесс качественных дистанционных курсов (), однако самостоятельная разработка таких курсов обойдется очень дорого (по оценкам OCW Concorcium, стоимость подготовки 1 часа курса составляет $1000;

использование асинхронной модели ведения занятий (студенты работают самостоятельно, просматривая записанные лекции, но под присмотром ведущего курс, таким образом те, кто усваивает материал быстрее, могут двигаться в обучении быстрее);

использование смешанных групп - более опытные студенты передают опыт студентам младших курсов, также под присмотром ведущего курс. В смешанных группах процесс трансфера знаний очень быстр!

использование в процессе обучения записей курсов, семинаров, конференций;

создание единой в рамках страны базы знаний, унификация рабочих программ, курсов, заданий и прочее;

оптимизация «бумаготворчества» в системе за счет внедрения единой республиканской электронной системы документооборота;

необходимо воспитать новую волну преподавателей, тех, кто сможет все эти элементы системы запустить в работу, а для этого нужно создать привлекательные условия труда и справедливую систему его оплаты;

увеличить набор на ИТ-специальности, а для этого нужно вплотную заняться профессиональной ориентацией в средней школе;

приглашать иностранных специалистов для проведения занятий и обучения собственных специалистов;

научиться мотивировать студентов обучаться;

подумать над введением единого электронного диплома (свидетельства) об образовании (http://degreed.com/about);

активно использовать вебинары при обучении.

Итак, со одной стороны, нужно признать, что для модернизации системы необходимо затратить большое количество денег! Но при внедрении единых унифицированных курсов, использовании электронных систем документооборота и отчетности, изменении концепций взаимодействий в системе очевидно можно добиться существенного снижения издержек при подготовке специалистов при одновременном увеличении как их качества, так и количества.

Первые пять правил логистики формулируются так:
товар - нужный товар место - в нужном месте время - в нужное время
количество - в необходимом количестве качество - необходимого качества
Шестое правило логистики формулируется:
1) затраты - с минимальными затратами6 +
2) транспорт - правильным видом транспорта
3) тара - в нужной таре 4) комплектность - правильной комплектности

4. Какой из перечисленных ниже методов определения места расположения распределительного склада лишний?
1) метод определения центра тяжести
2) метод пробной точки
3) метод пробных линий6 +
4) метод частичного перебора

5. Какой из перечисленных ниже статистических коэффициентов используется при XYZ - анализе?
1) коэффициент корреляции 2) коэффициент вариации 6 +
3) коэффициент регрессии 4) коэффициент динамики

6. Выберите правильный номер, обозначающий инструкцию о порядке приемки продукции производственно-технического назначения и товаров народного потребления по количеству:
1) П-8 2) П-7 3) П-6 + 4) П-5

7. На какой участок склада поступают грузы в нерабочее время?
1) участок приемки 2) участок разгрузки
3) приемочная экспедиция6 + 4) участок хранения

8. Какое из приведенных ниже значений не применяется при расчете потребной площади склада:
1) годовой грузооборот
2) суточная стоимость использования грузовой площади наемного склада6 +
3) число рабочих дней в году 4) размер запаса в днях оборота

9. К какому из подходов относится метод уровневого построения изделия?
1) детерминированный6 + 2) стохастический
3) эвристический 4) ни к одному из перечисленных

10. Какая из перечисленных групп обладает следующими характеристиками: самая дорогостоящая, хорошо прогнозируемая, достаточно стабильное потребление?
1) AY6 + 2) CY 3) BZ 4) AZ

11. Что в логистике является объектом исследования?
1) процессы, выполняемые торговлей
2) материальные и соответствующие им информационные потоки6 +
3) рынки и конъюнктура конкретных товаров и услуг
4) экономические отношения, возникающие в процессе товародвижения

12. Самой дорогостоящей из перевозок является перевозка … транспортом.
1) железнодорожным 2) авиационным6 +
3) автомобильным 4) водным

13. Сколькими методами может осуществляться процедура выдачи заказа на пополнение склада?
1) одним 2) двумя 3) тремя6 + 4) четырьмя

14. Правило Парето также называется правилом …
1) 20/20 2) 20/80 + 3) 40/40/20 4) 20/60

15. Сколько существует основных топологий сети?
1) 4 2) 3 + 3) 2 4) 1

16. Выберите одно условие, при котором применяется метод осуществления процедуры заказа «По наличию запасов на складе»:
1) объем и интервал поступлений не постоянные
2) недопустимо отсутствие запасов6 +
3) наполнение склада по установленному максимуму
4) высокий риск складирования

17. Какой из видов транспорта обладает свойством непрерывности доставки?
1) автомобильный 2) трубопроводный6 +
3) железнодорожный 4) водный 5) воздушный

18. Какая из перечисленных составляющих не входит в формулу Андлера?
1) затраты на получение заказа 2) нетто - потребность
3) минимальная партия отгрузки6 + 4) суммарные затраты на складирование

19. Признаком классификации, на основе которого материальные потоки подразделяют на внешние, внутренние, входные и выходные, является:
1) натурально - вещественный состав 2) отношение к логистической системе6 +
3) степень совместимости груза 4) консистенция груза

20. Какой из анализов основывается на правиле Парето?
1) SWOT - анализ 2) ABC – анализ6 +
3) SPACE - анализ 4) XYZ - анализ

1. Логистика - это...

а) организация перевозок; б) предпринимательская деятельность;

в) наука и искусство управления материальным потоком; г) искусство коммерции.

2. Объект исследования в логистике - это...

а) процессы, выполняемые торговлей;

б) материальные и соответствующие им информационные потоки;

в) рынки и конъюнктура конкретных товаров и услуг;

г) экономические отношения, возникающие в процессе товародвижения.

3. Задачей микрологистики является...

а) организация доставки грузов на Крайний Север сначала речным, а затем морским транспортом;

б) обеспечение согласованности в действиях поставщика, покупателя и транспортной организации;

в) организация грузопереработки в крупном морском порту.

4. Наиболее сильное влияние на развитие логистики оказывает…

а) компьютеризация управления процессами в сферах производства и обращения;

в) совершенствование налоговой системы; г) увеличение численности населения в регионе.

5. Логистическая функция - это...

а) множество элементов, находящихся в отношениях связи друг с другом, образующих определенную целостность, единство;

б) совокупность различных видов деятельности с целью получения необходимого количества груза в нужном мес­те, в нужное время, с минимальными затратами;

в) укрупненная группа логистических операций, направленных на реализацию целей логистической системы;

г) система мероприятий по комплексному изучению рынка.

6. Единицей измерения материального потока является...

а) рубль; б) кубический метр; в) количество тонн, приходящихся на квадратный метр (т/м 2);

г) тонна; д) штука; е) количество тонн, проходящих через участок в единицу времени (т/год).

7. Материальный поток - это...

в) имеющая вещественную форму продукция, рассматриваемая в процессе приложения к ней различных логистических операций в заданном интервале времени;

г) материальная продукция, ожидающая вступления в процесс производственного или личного потребления, или в процесс продажи

8. Логистическая операция - это...

а) самостоятельная часть логистического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и/или с помощью одного технического устройства;

б) имеющая вещественную форму продукция, рассматриваемая в процессе приложения к ней различных логистических операций в заданном интервале времени;

в) материальная продукция, ожидающая вступления в процесс производственного или личного потребления или в процесс продажи.

9. Признаком классификации, на основе которого материальные потоки подразделяют на внешние, внутренние, входные и выходные, является...

а) отношение к логистической системе;

б) натурально-вещественный состав продвигающегося в потоке груза;

в) количество груза; г) степень совместимости грузов; д) консистенция груза.

10. Для службы логистики критерием выбора варианта организа­ции товародвижения является...

а) оптимальный уровень обслуживания потребителей;

б) минимум издержек на закупки; в) минимум издержек на содержание запасов;

г) минимум издержек на транспортирование.

11. Цель логистики можно выразить шестью правилами. Первые пять правил логистики формулируются так: а) товар нужный товар б) место в нужном месте в) время в нужное время

г) количество в необходимом количестве д) качество необходимого качества

Шестое правило логистики формулируется : …

а) цвет нужного цвета б) затраты с минимальными затратами

в) транспорт правильным видом транспорта г) тара в нужной таре д) вес нужного веса

12. Ниже приведен ряд высказываний, из которых к производственной логистике относится следующее: ...

а) рациональное размещение распределительных центров в районе минимизирует сумму складских и транспортных затрат;

6) удельные издержки на хранение товаров тем ниже, чем быстрее оборачиваются запасы;

в) торгово-посредническая фирма производит 40-процентную наценку на стоимость товаров;

г) компания перешла к выпуску только той продукции, на которую имеется заказ.

13. Наиболее существенной предпосылкой применения логистики в хозяйственной практике является...

а) усиление конкуренции на товарном рынке;

б) совершенствование производства отдельных видов товаров;

в) совершенствование налоговой системы; г) рост численности населения.

14. Тянущей системой в логистике называется...

а) система организации производства, в которой детали полуфабрикаты подаются с предыдущей технологической операции на последующую в соответствии с централизованно сформированным графиком производства;

б) система организации производства, в которой детали и полуфабрикаты подаются с предыдущей технологичес­кой операции на последующую по мере необходимости (жесткий график отсутствует);

в) система управления запасами в каналах сферы обращения, в которой решение о пополнении запасов на пери­ферийных складах принимается централизованно;

г) стратегия сбыта, направленная на опережающее (по отношению к спросу) формирование товарных запасов на оптовых и розничных торговых предприятиях.

15. Толкающей системой в логистике называется...

а) система управления запасами в каналах сферы обращения с децентрализованным процессом принятия реше­ний о пополнении запасов;

б) система организации производства, в которой детали и полуфабрикаты подаются с предыдущей технологической операции на последующую по мере необходимости (жесткий график отсутствует);

в) стратегия сбыта, направленная на опережающее (по отношению к спросу) формирование товарных запасов в оптовых и розничных торговых предприятиях;

16. Непрерывное отслеживание перемещения и изменения каждого объекта потока, а также оперативная корректировка его движе­ния являются проявлением принципа … логистики

а) системности; б) научности; в) конструктивности; г) конкретности.

17. Систему не образуют...

а) три незнакомых человека, проживающих в одном доме города;

б) три друга, проживающих в разных городах; в) поставщик, транспортное предприятие и покупатель, связанные единым договором; г) подразделения производственного предприятия.

18. К прямым функциям службы логистики на предприятии от­носят...

а) выбор транспорта; б) рыночные исследования; в) организацию складирования и хранения;

е) управление запасами

19. Предприятие создает запасы с целью снижения...

а) потерь от закупки мелких партий товаров по более высоким ценам;

б) потерь от омертвления в запасах отвлеченных финансовых средств;

в) риска порчи товаров; г) расходов на оплату труда персонала, занятого хранением товаров.

а) на складах предприятий оптовой торговли;

б) на складах сырья предприятий промышленности;

в) в пути от поставщика к потребителю; г) на складах готовой продукции предприятий изготовителей.

21. Расположите виды транспорта в порядке убывания способнос­ти доставлять груз непосредственно к складу потребителя:

А: воздушный 3 Б: железнодорожный 2 В: водный 4 Г: автомобильный 1

22. Расположите виды транспорта в порядке убывания способнос­ти надежно соблюдать график доставки:

А: воздушный 4 Б: автомобильный 1 В: водный 3 Г: железнодорожный 2

23. Последовательность этапов выбора перевозчика

А: Ранжирование критериев выбора перевозчика 2

Б: Принятие решения о выборе перевозчика 6

Г: Оценка возможных перевозчиков в разрезе намеченных критериев 3

Д: Определение критериев выбора перевозчика 1

24. Расположите виды транспорта в порядке убывания способнос­ти перевозить разные грузы

А: воздушный – 4 Б: водный – 1 В: автомобильный – 3 Г: железнодорожный - 2

25. Расположите виды транспорта в порядке убывания способнос­ти быстро доставлять грузы

А: железнодорожный – 3 Б: воздушный – 1 В: водный – 4 Г: автомобильный - 2

26. Расположите виды транспорта в порядке убывания стоимости перевозки

А: воздушный 1 Б; водный 4 В: железнодорожный 3 Г: автомобильный 2

27. Недостатком железнодорожного транспорта является...

б) ограниченное количество перевозчиков;

в) относительно высокая себестоимость перевозок на большие расстояния;

28. Недостатком автомобильного транспорта является...

а) малая грузоподъемность; б) ограниченное количество перевозчиков;

в) большие капитальные вложения в производственно-техническую базу;

г) низкая скорость доставки.

29. Недостатком воздушного транспорта является...

а) низкая производительность; б) недостаточно высокая сохранность грузов;

в) высокая себестоимость перевозок; г) недостаточная экологическая чистота.

30. Недостатком морского транспорта является...

а) низкая производительность; б) низкая скорость доставки;

в) относительно высокая стоимость перевозок на большие расстояния;

г) ограниченность видов транспортируемых грузов.

31. Принцип пропорциональности складского процесса означает...

Стадиях складского процесса;

д) соответствие всех звеньев складского процесса по производительности, пропускной способности или скорости

32. Принцип параллельности складского процесса означает...

а) повторяемость всего цикла и отдельных операций в равные промежутки времени;

б) подчинение всех операций технологического цикла единому расчетному ритму;

в) устранение или сокращение всякого рода перерывов в технологическом процессе;

г) одновременное выполнение отдельных операций на всех стадиях складского процесса;

д) соответствие всех звеньев складского процесса по производительности, пропускной способности или скорости

33.Принцип непрерывности складского процесса означает...

а) повторяемость всего цикла и отдельных операций в равные промежутки времени;

б) подчинение всех операций технологического цикла единому расчетному ритму;

в) устранение или сокращение всякого рода перерывов в технологическом процессе;

г) одновременное выполнение отдельных операций на всех

стадиях складского процесса.

34. Принцип поточности складского процесса означает...

а) повторяемость всего цикла и отдельных операций в равные промежутки времени;

б) подчинение всех операций технологического цикла единому расчетному ритму;

в) устранение или сокращение всякого рода перерывов в
технологическом процессе;

г) одновременное выполнение отдельных операций на всех
стадиях складского процесса;

35. По признаку отношения к логистической системе информаци­онные потоки подразделяют на...

а) бумажные, электронные, смешанные; б) входные, выходные, внутренние, внешние;

в) первичные, производные; г) однородные, неоднородные.

36. По методу образования информационные потоки подразделя­ют на...

в) первичные, производные; г) однородные, неоднородные.

37. По структуре информационные потоки подразделяют на...

а) бумажные, электронные, смешанные; б) входные, выходные, внутренние, внешние;

в) первичные, производные; г) однородные, неоднородные.

38. Аббревиатура ЭДИФАКТ является условным сокращением развернутого названия...

а) штрихового кода, наносимого на групповую и транспортную упаковку;

б) ассоциации автоматической идентификации, действующей на территории Российской Федерации;

в) перспективной концепции, охватывающей все задачи автоматизации предприятия на базе систем управления знаниями и нейронных сетей;

г) стандарта электронного обмена данными в управлении, торговле и на транспорте.

39. В каналах распределения от чужого имени и за чужой счет могут вести операции...

а) дилеры; б) агенты; в) дистрибьюторы; г) комиссионеры.

40. Последовательность этапов разработки логистической стратегии…

а) установление приоритетов – 3 Б) анализ возможностей - 2

В) разработка стратегического плана развития логистической системы – 4 Г) оценка - 1

41. К логистическим издержкам не относят…

в) затраты на формирование и хранение запасов;

г) затраты на содержание административно-управленческого аппарата.

42. К переменным затратам на перевозку относят:

а) накладные расходы;

б) затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт подвижного состава;

в) затраты на содержание производственно-технической базы и инфраструктуры транспорта;

г) расходы на оплату труда административно-управленческого персонала.

43. К постоянным затратам на перевозку относят...

а) затраты на страхование транспортного средства;

б) затраты на содержание производственно-технической базы и инфраструктуры транспорта;

в) затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт подвижного состава, включая запасные части и материалы;

г) затраты на топливо, смазочные материалы, электроэнергию на движенческие операции.

44. Под логистикой обычно принято понимать:

а) управление материальными и связанными с ними информационными и финансовыми потоками с целью снижения общих затрат на продвижение товара от производителя к конечному потребителю;

б) логически обоснованные действия высших звеньев руководства по управлению предприятием и связанной с этим организацией информационного обмена и оборота финансовых средств;

в) логистически упорядоченные функции, составляющие алгоритм управления материальными потоками, а также связанными с ними информационными и финансовыми потоками с целью максимального удовлетворения потребностей клиента.

45. Материальный поток составляют:

а) автотранспортные средства, железнодорожные составы, морские и речные суда, авиатранспортные средства, трубопроводы;

б) материальные ресурсы (сырье, основные и вспомогательные материалы, полуфабрикаты, комплектующие, топливо, запасные части и т.д.), незавершенное производство и готовая продукция;

в) автомобильные дороги, железнодорожные пути сообщения, порты и пристани водного транспорта, аэропорты, сеть трубопроводов с перекачивающими станциями.

46. Ключевую роль в управлении материальными потоками играют:

а) транспортные и экспедиционные предприятия общего пользования;

б) предприятия оптовой торговли; в) магазины и другие точки розничной торговли;

г) коммерческо-посреднические организации, оказывающие услуги по организации оптового оборота;

д) предприятия - изготовители.

47. Логистическая операция - это:

а) действия логистического оператора по управлению материальным потоком, который не подлежит дальнейшему дроблению;

б) не подлежащие дальнейшему дроблению действия, связанные с управлением материальными, информационными или финансовыми потоками;

в) логистически упорядоченные операции, составляющие целостный алгоритм информационной модели управления.

48. Логистическая функция - это:

а) совокупность логистических операций, связанных решением задачи управления материальными, информационными и финансовым потоками;

49. К базисным логистическим функциям относятся:

а) снабжение; б) хранение; в) производство; г) сбыт; д) грузопереработка;

е) информационная поддержка.

50. К вспомогательным логистическим функциям относятся:

а) складирование, грузопереработка, упаковка, послепродажный сервис, информационная поддержка;

б) снабжение, складирование, распределение, транспортировка.

51. Логистические системы обладают такими свойствами, как:

а) способность к адаптации, наличие обратной связи, организация;

б) целенаправленность, взаимный обмен с внешней средой;

в) закрытость от воздействия внешних факторов, устойчивость функциональных параметров.

52. Макрологические системы формируются на уровне:

а) предприятия, организации, фирмы.

б) государства, межгосударственных, межрайонных, межреспубликанских связей;

53. Цель логистики заключается в:

а) минимизации затрат на прохождение продукта в каждом звене логистической цепи;

б) оптимизация затрат в звеньях логистической цепи с целью уменьшения общих издержек;

в) увеличение количества товара, проходящего по логистической цепи.

54. Логистика является:

а) средством улучшения имиджа компании;

б) стратегическим фактором достижения конкурентных преимуществ;

в) эффективным способом согласования различных направлений маркетинговой политики.

55. Управление заказами (обработка заказов) - это деятельность в период:

а) между моментом получения заказа и до момента отгрузки готового продукта потребителю;

б) между моментом получения заказа и до момента передачи складу указания отгрузить готовый продукт потребителю;

в) между моментом получения заказа и до момента завершения жизненного цикла готового продукта, переданного потребителю.

56. Закупка в себя включает:

а) выбор поставщиков; проведение переговоров об условиях поставки; заключение договора; приемку товаров от поставщика; транспортно-складские работы;

57. К основным задачам транспортного обеспечения логистики относят:

а) управление материальными и связанными с ними информационными и финансовыми потоками с целью снижения общих затрат на продвижение товара от производителя к конечному потребителю;

б) выбор транспортно - технологической схемы доставки;

в) согласование транспортного процесса с работой склада;

г) выбор перевозчика, включающий в себя определение вида транспорта, оператора перевозки и типа транспортного средства;

д) заключение договора на закупку необходимых матери­альных ресурсов;

е) маршрутизация перевозок и контроль движения груза в пути.

58. Задачи закупочной логистики включают:

а) исследование рынка закупок и выбор поставщика; б) подготовка бюджета закупок;

в) организация отгрузки товара; г) организация послереализационного обслуживания;

д) координация и системная взаимосвязь закупок с про­изводством, сбытом и складированием.

59. Задачи распределительной логистики включают:

а) заключение договора на закупку необходимых матери­альных ресурсов; б) контроль поставок;

в) определение оптимального количества распределительных центров на обслуживаемой территории;

г) организация послереализационного обслуживания; д) выбор вида упаковки.

60. Посредник, работающий от чужого имени и за свой счет - это:

а) дилер; б) брокер; в) дистрибьютор; г) комиссионер.

61. Роль транспорта в логистической цепи поставок определяется тем, что:

а) затраты на транспортировку сырья, материалов, готовой продукции являются преобладающими в структуре логистических издержек;

б) значительное количество компаний - производителей товаров являются владельцами транспортных средств и заинтересованы в их эффективном использовании;

в) транспорт оказывает значительное влияние на затраты в сфере основной деятельности компаний - заказчиков транспортных услуг.

62. В первую очередь принципы логистики применимы:

а) при доставке товаров народного потребления конечным потребителям;

б) при перевозке массовых грузов на технологических маршрутах;

в) при доставке ценных высокотехнологичных товаров.

63. По назначению выделяют следующие основные группы транспорта:

а) транспорт, принадлежащий владельцам грузов и обеспечивающий их потребности в перевозках;

в) транспорт общего пользования, оказывающий транспортные услуги владельцам грузов на коммерческой основе.

64. Маркетинг:

а) исследует рынки и конъюнктуру конкретных товаров и услуг;

б) оптимизирует рыночное поведение по реализации товаров и услуг;

в) исследует материальные потоки, циркулирующие на рынках;

65. Для перевозок грузов несколькими видами транспорта используют термины:

а) мультимодальная перевозка; б) интермодальная перевозка;

в) смешанная перевозка; г) унимодальная перевозка;

66. Под интермодальными перевозками понимается:

а) доставка груза несколькими видами транспорта;

в) доставка груза несколькими видами транспорта с участием оператора перевозки, по единому провозному документу, в единой транспортной единице;

67. Производственная себестоимость включает в себя следующие номенклатурные статьи:

а) топливо и энергия на технологические цели; б) заработная плата;

в) общепроизводственные расходы предприятия ; г) коммерческие расходы.

68. Маржинальный доход - это:

а) сумма между прибылью и постоянными расходами на единицу продукции;

69. Преимуществом унимодальных перевозок является:

а) удешевление доставки; б) отсутствие перегрузочных операций;

в) простота в организации;

70. В цикл заказа входят следующие стадии:

а) проведение маркетинговых исследований; анализ сегментов рынка; выбор ценовой стратегии; продвижение товара;

б) планирование заказа; передача заказа; обработка заказа; подбор и комплектация заказа; доставка заказа;

в) выбор экспедитора; определение рациональных маршрутов доставки; согласование времени прибытия товара на склад; составление отчета о выполненном заказе.

71. Информационная логистика должна реализовывать следующие функции:

а) транспортировка грузов на дальние расстояния; б) анализ информации и ее преобразование;

в) исследование рынка закупок и выбор поставщика; г) передача информации;

д) управление информационным потоком.

72. Фрахт – это:

а) цена за транспортировку, установленная по согласо­ванию между грузовладельцем и перевозчиком на каждую конк­ретную перевозку;

б) база расчетов за транспортные услуги.

73. Цепь снабжения должна строиться на основе современной концепции маркетинга:

а) сбыт-снабжение-производство; б) снабжение-производство-сбыт;

в) производство-сбыт-снабжение;

74. Посредник, работающий от своего имени и за свой счет - это:

а) дилер; б) брокер; в) дистрибьютор; г) комиссионер.

75. На уровне предприятия распределительная логистика решает следующие задачи:

а) выбор вида упаковки; б) определение оптимального количества распределительных центров;

в) организация отгрузки товара; г) выбор схемы распределения материального потока.

76. Каналы распределения выполняют ряд функций:

а) проводят исследовательскую работу по сбору информации, необходимой для планирования распределения продукции и услуг;

б) определяют оптимальное количество распределительных центров на обслуживаемой территории;

в) приспосабливают товар к требованиям покупателя;

г) принимают на себя риски, связанные с функционированием канала.

77. Толкающая система управления производством представляет собой:

а) систему организации производства, в кото­рой предметы труда, поступающие на производственный учас­ток, непосредственно этим участком у предыдущего технологи­ческого звена не заказываются;

б) систему организации производства, в которой де­тали и полуфабрикаты подаются на последующую техноло­гическую операцию с предыдущей по мере необходимости.

78. Преимуществами тянущей системы управления являются:

а) отказ от избыточных запасов, информация о возможности быстрого приобретения материалов, или наличие резервных мощностей для быстрого реагирования на изменение спроса;

б) строгий контроль центральной системы управления за обменом материальными потоками между различными участками предприятия;

г) снижение партии обработки.

79. Маржинальный доход - это:

а) разница между ценой и переменными расходами на единицу продукции;

б) разница между ценой продукта и суммой постоянных затрат;

в) разница между постоянными и переменными затратами на единицу продукции.

80. Текущие запасы-это:

а) запасы готовой продукции у предпри­ятий-изготовителей, запасы предприятий оптовой и розничной торговли, а также запасы в пути;

б) основная часть производственных запа­сов. Такие запасы обеспечивают непрерывность производствен­ного и торгового процессов между очередными поставками;

в) это уровень запаса, эко­номически целесообразный в данной системе.

81. Объектом изучения логистики являются?

Материальные потоки

- материальные потоки и связанные с ними информационные потоки

Расходы на организацию передвижения материальных потоков

82. Размерность материального потока учитывает?

Единицу измерения (штук, тонн и т.д.)

Единицу измерения затрат на передвижение материального потока (руб. за тонну, руб. за кг. и т.д.)

- единицу измерения и временной период (штук в сутки, тонн в год и т.д.)

83. Укрупненная группа логистических операций, направленных на реализацию целей логистической системы – это?

- логистическая функция - логистическая система - центральная логистическая операция

84. Закупка, планирование и управление производством, сбыт могут являться элементами?

- микрологистической системы - любой логистической системы - макрологистической системы

85. Принципиальным отличием логистического подхода к управлению от традиционного является?

Рассмотрение в качестве объекта управления отдельного подразделения, предприятия

- рассмотрение в качестве объекта управления сквозного материального потока

Рассмотрение в качестве объекта управления взаимодействие предприятия с внешней средой при организации материального потока

86. В внешним материальным потокам в логистике относятся?

- протекающие во внешней для системы среде

Протекающие во внешней для системы среде, имеющие к системе непосредственное отношение

Материальные потоки, передающиеся во внешнюю для системы среду

87. Система, в которой на пути материального потока стоит, по крайней мере, один посредник, относится к системе?

С прямыми связями - эшелонированной - с гибкими связями

88. Специальные компьютерные программы, помогающие специа­листам принимать решения, связанные с управлением материальными потоками?

- экспертные системы - макеты - материальные модели

89. Задачи управления материальными потоками в процессе обеспечения предприятия материальными ресурсами решает?

- закупочная логистика - производственная логистика - распределительная логистика

90. Задача «сделать или купить» предполагает ответ?

Закупка товара у изготовителя или посредника

- определение выгодности самостоятельно произвести или закупить у изготовителя или посредника

Реализовывать товар самостоятельно или через посредника

91. При выборе поставщика незначительных с точки зрения производственного и торгового процессов предметов труда определяющее значение имеет?

- цена (затраты на приобретение и доставку)

Надежность поставщика

Сроки выполнения заказа

92. Какие из перечисленных операций относятся к закупочной логистике?

- определение потребностей в предметах материально-технического снабжения

93. Система поставок "Точно в срок" в закупочной логистике – это система?

Производства и поставки комплектующих или товаров к месту производственного потребления или к моменту продажи в торговом предприятии в требуемом количестве и в нужное время

Производства товаров в требуемом количестве и в нужное время

- поставка комплектующих или товаров в требуемом количестве и в нужное время

94. Система, при которой детали и полуфабрикаты подаются на последующую технологическую операцию по мере необходимости, производственная программа последующего звена определятся размером заказа последующего звена, представляет собой?

Европейскую систему управления материальным потоком

- тянущую систему управления материальным потоком

Толкающую систему управления материальным потоком

95. Какие из перечисленных операций относятся к производственной логистике?

- оптимизация материальных потоков внутри предприятия

Обеспечение взаимосвязи логистической системы с совокупным материальным потоком

96. Какие из перечисленных операций относятся к распределительной логистике?

Определение потребностей в предметах материально-технического снабжения

- организация доставки и контроль над транспортированием товаров

Обеспечение согласованности действий непосредственных участников транспортного процесса

97. Линейно упорядоченное множество участников логистического процесса, осуществляющих логистические операции по доведению внешнего материального потока от одной логистической системы до другой представляет собой?

Логистическую цепь - логистический канал - службу логистики

98. Выбор конкретного дистрибьютора, перевозчика, страховщика, экспедитора, банкира и т.д. осуществляется при выборе?

- логистического канала - логистической цепи - нет правильного варианта

99. Принципиальное отличие распределительной логистики от традиционной системы сбыта заключается в?

Подчинении процесса управления материальными и информационными потоками целям и задачам маркетинга

- системной взаимосвязи процесса распределения с процессами производства и закупок

Оба варианта

100. Распределительная логистика не решает вопросы?

О канале движения продукции - об упаковке продукции - о маршруте движения товара

Об уровне обслуживания - все ответы верны (не решает ни одной из перечисленных задач)

- нет верного ответа (решает все перечисленные задачи)

101. Движение товара от поставщика к потребителю минуя посредников носит название канала распределения?

Первого уровня - нулевого уровня - второго уровня

102. Какие из перечисленных операций относятся к транспортной логистике?

Оптимизация материальных потоков внутри предприятия

Организация доставки и контроль над транспортированием товаров

- обеспечение согласованности действий непосредственных участников транспортного процесса

103. Признаками интермодальной перевозки являются?

Использование нескольких видов транспорта

- использование нескольких видов транспорта и наличие единого оператора перевозки

Использование только воздушного или морского видов транспорта

104. Определите верную последовательность транспортных средств по признаку удорожания перевозки?

- трубопроводный, водный, железнодорожный, автомобильный, воздушный транспорт

Водный, железнодорожный, автомобильный, воздушный транспорт

Железнодорожный, водный, автомобильный, воздушный транспорт

105. Узкая номенклатура возможных к перевозке грузов является недостатком?

Водного транспорта - автомобильного транспорта - трубопроводного транспорта

106. Зависимость от метеоусловий является недостатком?

- водного и воздушного транспорта - автомобильного и железнодорожного транспорта

Трубопроводного транспорта

107. Как называются тарифы, которые устанавливаются с отклонением от общих тарифов в виде специальных надбавок или скидок?

- исключительными - льготными - местными

108. Целью информационной логистики является?

Своевременное обеспечение лица, принимающего решение информацией о положении на рынке

Наличие нужной информации (для управления материальным потоком) в нужном месте, в нужное время, необходимого содержания (для лица, принимающего решение), с минимальными затратами

Создание информационной базы для последующего использования и обеспечение доступности любому пользователю

109. Пути, по которым движутся информационный и материальный поток?

- - могут не совпадать - - всегда совпадают - всегда находятся во встречном направ­лении

110. Договор морской перевозки называют "чартером", если:

• - судно совершает попутный рейс на условиях фрахта
• - судно совершает нерегулярный рейс на условиях фрахта

111. Что такое физическое распределение?

1. Доставка продукции от продавца к потребителю.

2. Распределение различных видов продукции.

3. Оказание услуг по сохранности продукции.

112. Какое определение для системы с фиксированным размером заказа в ответе правильное?

1. Пополнение запасов является величиной постоянной, а очередная поставка товара осуществляется при

уменьшении запасов до критического уровня (точка заказа).

2. Пополнение запаса осуществляется определенными фиксированными партиями.

3. Оба ответа верны.

113. По каким признакам классифицируются склады фирм?

Существует множество понятий системы. Рассмотрим понятия, которые наиболее полно раскрывают ее существенные свойства (рис. 1).

Рис. 1. Понятие системы

«Система – это комплекс взаимодействующих компонентов».

«Система – это множество связанных действующих элементов».

«Система – это не просто совокупность единиц... а совокупность отношений между этими единицами».

И хотя понятие системы определяется по-разному, обычно все-таки имеется в виду, что система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями.

Мы можем определить систему как нечто целое, абстрактное или реальное, состоящее из взаимозависимых частей.

Системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процесс или совокупность процессов, научная теория и т. д., если в них определены элементы, образующие единство (целостность) со своими связями и взаимосвязями между ними, что создает в итоге совокупность свойств, присущих только данной системе и отличающих ее от других систем (свойство эмерджентности).

Система (от греч. SYSTEMA, означающего «целое, составленное из частей») представляет собой множество элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующих определенную целостность, единство и целенаправленность. Практически каждый объект может рассматриваться как система.

Система – это совокупность материальных и нематериальных объектов (элементов, подсистем), объединенных какими-либо связями (информационными, механическими и др.), предназначенных для достижения определенной цели и достигающих ее наилучшим образом. Система определяется как категория, т.е. ее раскрытие производится через выявление основных, присущих системе свойств. Для изучения системы необходимо ее упростить с удержанием основных свойств, т.е. построить модель системы.

Система может проявляться как целостный материальный объект, представляющий собой закономерно обусловленную совокупность функционально взаимодействующих элементов.

Важным средством характеристики системы являются ее свойства . Основные свойства системы проявляются через целостность, взаимодействие и взаимозависимость процессов преобразования вещества, энергии и информации, через ее функциональность, структуру, связи, внешнюю среду.

Свойство – это качество параметров объекта, т.е. внешние проявления того способа, с помощью которого получают знания об объекте. Свойства дают возможность описывать объекты системы. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы . Свойства – это внешние проявления того процесса, с помощью которого получается знание об объекте, ведется за ним наблюдение. Свойства обеспечивают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность. Свойства объектов системы могут изменяться в результате ее действия.

Выделяют следующиеосновные свойства системы :

· Система есть совокупность элементов . При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.

· Наличие существенных связей между элементами . Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.

· Наличие определенной организации , что проявляется в снижении степени неопределенности системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы. К этим факторам относят число элементов системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент.

· Наличие интегративных свойств , т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. Их наличие показывает, что свойства системы, хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Система не сводится к простой совокупности элементов; декомпозируя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.

· Эмерджентностъ – несводимость свойств отдельных элементов и свойств системы в целом.

· Целостность – это общесистемное свойство, заключающееся в том, что изменение любого компонента системы оказывает воздействие на все другие ее компоненты и приводит к изменению системы в целом; и наоборот, любое изменение системы отзывается на всех компонентах системы.

· Делимость – возможна декомпозиция системы на подсистемы с целью упрощения анализа системы.

· Коммуникативность . Любая система функционирует в окружении среды, она испытывает на себе воздействия среды и, в свою очередь, оказывает влияние на среду. Взаимосвязь среды и системы можно считать одной из основных особенностей функционирования системы, внешней характеристикой системы, в значительной степени определяющей ее свойства.

· Системе присуще свойство развиваться , адаптироваться к новым условиям путем создания новых связей, элементов со своими локальными целями и средствами их достижения. Развитие – объясняет сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.

· Иерархичность . Под иерархией понимается последовательная декомпозиция исходной системы на ряд уровней с установлением отношения подчиненности нижележащих уровней вышележащим. Иерархичность системы состоит в том, что она может быть рассмотрена как элемент системы более высокого порядка, а каждый ее элемент, в свою очередь, является системой.

· Важным системным свойством является системная инерция, определяющая время, необходимое для перевода системы из одного состояния в другое при заданных параметрах управления.

· Многофункциональность – способность сложной системы к реализации некоторого множества функций на заданной структуре, которая проявляется в свойствах гибкости, адаптации и живучести.

· Гибкость – это свойство системы изменять цель функционирования в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем.

· Адаптивность – способность системы изменять свою структуру и выбирать варианты поведения сообразно с новыми целями системы и под воздействием факторов внешней среды. Адаптивная система – такая, в которой происходит непрерывный процесс обучения или самоорганизации.

· Надежность – это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определенного периода времени с заданными параметрами качества.

· Безопасность – способность системы не наносить недопустимые воздействия техническим объектам, персоналу, окружающей среде при своем функционировании.

· Уязвимость – способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних факторов.

· Структурированность – поведение системы обусловлено поведением ее элементов и свойствами ее структуры.

· Динамичность – это способность функционировать во времени.

· Наличие обратной связи .

Любая система имеет цель и ограничения. Цель системы может быть описана целевой функцией U1 = F (х, у, t, ...), где U1 – экстремальное значение одного из показателей качества функционирования системы.

Поведение системы можно описать законом Y = F(x), отражающим изменения на входе и выходе системы. Это и определяет состояние системы.

Состояние системы – это мгновенная фотография, или срез системы, остановка ее развития. Его определяют либо через входные взаимодействия или выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы. Это совокупность состояний ее n элементов и связей между ними. Задание конкретной системы сводится к заданию ее состояний, начиная с зарождения и кончая гибелью или переходом в другую систему. Реальная система не может находиться в любом состоянии. На ее состояние накладывают ограничения – некоторые внутренние и внешние факторы (например, человек не может жить 1000 лет). Возможные состояния реальной системы образуют в пространстве состояний системы некоторую подобласть Z СД (подпространство) – множество допустимых состояний системы.

Равновесие – способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий или при постоянных воздействиях сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость – это способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних или внутренних возмущающих воздействий. Эта способность присуща системам, когда отклонение не превышает некоторого установленного предела.

3. Понятие структуры системы .

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.Структура системы означает строение, расположение, порядок и отражает определенные взаимосвязи, взаимоположение составных частей системы, т.е. ее устройства и не учитывает множества свойств (состояний) ее элементов.

Система может быть представлена простым перечислением элементов, однако чаще всего при исследовании объекта такого представления недостаточно, т.к. требуется выяснить, что представляет собой объект и что обеспечивает выполнение поставленных целей.

Рис. 2. Структура системы

Понятие элемента системы. По определению элемент – это составная часть сложного целого. В нашем понятии сложное целое – это система, которая представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент – часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения частей. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними прояв­лениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элемен­тами и внешней средой.

Понятие связи. Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств. Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер.

Взаимосвязи – совокупность двухсторонних зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Понятие внешней среды. Система существует среди других материальных или нематериальных объектов, которые не вошли в систему и объединяются поняти­ем «внешняя среда» – объекты внешней среды. Вход характеризует воздействие внешней среды на систему, выход – воздействие системы на внешнюю среду.

По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система – объект анализа (синтеза), а другая – как внешняя среда.

Внешняя среда – набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему.

Внешняя среда – это совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Типы структур

Рассмотрим ряд типовых структур систем, использующихся при описании организационно-экономических, производственных и технических объектов.

Обычно понятие "структура" связывают с графическим отображением элементов и их связей. Однако структура может быть представлена и в матричной форме, форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем .

Линейная (последовательная) структура (рис. 8) характеризуется тем, что каждая вершина связана с двумя соседними При выходе из строя хотя бы одного элемента (связи) структура разрушается. Примером такой структуры является конвейер.

Кольцевая структура (рис. 9) отличается замкнутостью, любые два элемента обладают двумя направлениями связи. Это повышает скорость общения, делает структуру более живучей.

Сотовая структура (рис. 10) характеризуется наличием резервных связей, что повышает надежность (живучесть) функционирования структуры, но приводит к повышению ее стоимости.

Многосвязная структура (рис. 11) имеет структуру полного графа. Надежность функционирования максимальная, эффективность функционирования высокая за счет наличия кратчайших путей, стоимость - максимальная.

Звездная структура (рис. 12) имеет центральный узел, который выполняет роль центра, все остальные элементы системы являются подчиненными.

Графовая структура (рис. 13) используется обычно при описании производственно-технологических систем.

Сетевая структура (сеть) - разновидность графовой структуры, представляющая собой декомпозицию системы во времени.

Например, сетевая структура может отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т. п.), этапы деятельности человека (при производстве продукции - сетевой график, при проектировании - сетевая модель, при планировании - сетевая модель, сетевой план и т. д.).

Иерархическая структура получила наиболее широкое распространение при проектировании систем управления, чем выше уровень иерархии, тем меньшим числом связей обладают его элементы. Все элементы кроме верхнего и нижнего уровней обладают как командными, так и подчиненными функциями управления.

Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все вершины (узлы) и связи (дуги, ребра) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени).

Иерархические структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами (структурами типа "дерева"; структурами, на которых выполняются отношения древесного порядка, иерархическими структурами с сильными связями) (рис 14, а).

Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышестоящего уровня, называют иерархическими структурами со слабыми связями (рис 14, б).

В виде иерархических структур представляются конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры, организационные структуры предприятий.

В общем случае термин иерархия шире, он означает соподчиненность, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим, возник как наименование "служебной лестницы" в религии, широко применяется для характеристики взаимоотношений в аппарате управления государством, армией и т.д., затем концепция иерархии была распространена на любой согласованный по подчиненности порядок объектов.

Таким образом, в иерархических структурах важно лишь выделение уровней соподчиненности, а между уровнями и компонентами в пределах уровня могут быть любые взаимоотношения. В соответствии с этим существуют структуры, использующие иерархический принцип, но имеющие специфические особенности, и их целесообразно выделить особо.

1. Основные понятия теории систем (определение системы, внешней среды, объекта, элемента; системы представлений)

Система - это полный, целостный набор элементов (компонентов), взаимосвязанных и взаимодействующих между собой так, чтобы могла реализоваться функция системы.

Исследование объекта как системы предполагает использование ряда систем представлений (категорий) среди которых основными являются:

Структурное представление связано с выделением элементов системы и связей между ними.

Функциональные представление систем - выделение совокупности функций (целенаправленных действий) системы и её компонентов направленное на достижение определённой цели.

Макроскопическое представление - понимание системы как нерасчленимого целого, взаимодействующего с внешней средой.

Микроскопическое представление основано на рассмотрении системы как совокупности взаимосвязанных элементов. Оно предполагает раскрытие структуры системы.

Иерархическое представление основано на понятии подсистемы, получаемом при разложении (декомпозиции) системы, обладающей системными свойствами, которые следует отличать от её элемента - неделимого на более мелкие части (с точки зрения решаемой задачи). Система может быть представлена в виду совокупностей подсистем различных уровней, составляющую системную иерархию, которая замыкается снизу только элементами.

Процессуальное представление предполагает понимание системного объекта как динамического объекта, характеризующегося последовательностью его состояний во времени.

Объектом познания является честь реального мира, которая выделяется и воспринимается как единая целая в течении длительного времени. Объект может быть материальным или абстрактым, естественным или искусственным. Объект обладает бесконечным набором свойств. Но на практике необходим ограниченный набор свойств, которые нам важны.

Внешняя среда - Понятие «система» возникает там и тогда, где и когда мы материально или умозрительно проводим замкнутую границу между неограниченным или некоторым ограниченным множеством элементов. Те элементы с их соответствующей взаимной обусловленностью, которые попадают внутрь, - образуют систему.

Те элементы, которые остались за пределами границы, образуют множество, называемое в теории систем «системным окружением» или просто «окружением», или «внешней средой».

Из этих рассуждений вытекает, что немыслимо рассматривать систему без ее внешней среды. Система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия с окружением, являясь при этом ведущим компонентом этого воздействия.

В зависимости от воздействия на окружение и характер взаимодействия с другими системами функции систем можно расположить по возрастающему рангу следующим образом:

пассивное существование;

материал для других систем;

обслуживание систем более высокого порядка;

противостояние другим системам (выживание);

поглощение других систем (экспансия);

преобразование других систем и сред (активная роль).

Всякая система может рассматриваться, с одной стороны, как подсистема более высокого порядка (надсистемы), а с другой, как надсистема системы более низкого порядка (подсистема). Например, система «производственный цех» входит как подсистема в систему более высокого ранга - «фирма». В свою очередь, надсистема «фирма» может являться подсистемой «корпорации».

Обычно в качестве подсистем фигурирует более или менее самостоятельные части систем, выделяемые по определённым признакам, обладающие относительной самостоятельностью, определённой степенью свободы.

Компонент - любая часть системы, вступающая в определённые отношения с другими частями (подсистемами, элементами).

Элементом с истемы является часть системы с однозначно определёнными свойствами, выполняющие определённые функции и не подлежащие дальнейшему разбиению в рамках решаемой задачи (с точки зрения исследователя).

Понятие элемент, подсистема, система взаимопреобразуемы, система может рассматриваться как элемент системы более высокого порядка (метасистема), а элемент при углубленном анализе, как система. То обстоятельство, что любая подсистема является одновременно и относительно самостоятельной системой приводит к 2 аспектам изучения систем: на макро- и микро- уровнях.

При изучение на макроуровне основное внимание уделяется взаимодействию системы с внешней средой. Причём системы более высокого уровня можно рассматривать как часть внешней среды. При таком подходе главными факторами являются целевая функция системы (цель), условия её функционирования. При этом элементы системы изучаются с точки зрения организации их в единое целое, влияние на функции системы в целом.

На микроуровне основными становятся внутренние характеристики системы, характер взаимодействия элементов между собой, их свойства и условия функционирования.

Для изучения системы сочетаются оба компонента.

2. Понятия структуры системы. Связи и их виды.

Под структурой системы понимается устойчивое множество отношений, которое сохраняется длительное время неизменным, по крайней мере в течение интервала наблюдения. Структура системы опережает определенный уровень сложности по составу отношений на множестве элементов системы или что эквивалентно, уровень разнообразий проявлений объекта.

Связи - это элементы, осуществляющие непосредственное взаимодействие между элементами (или подсистемами) системы, а также с элементами и подсистемами окружения.

Связь - одно из фундаментальных понятий в системном подходе. Система как единое целое существует именно благодаря наличию связей между ее элементами, т.е., иными словами, связи выражают законы функционирования системы. Связи различают по характеру взаимосвязи как прямые и обратные, а по виду проявления (описания) как детерминированные и вероятностные.

Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций - от одного элемента к другому в направлении основного процесса.

Обратные связи, в основном, выполняют осведомляющие функции, отражая изменение состояния системы в результате управляющего воздействия на нее. Открытие принципа обратной связи явилось выдающимся событием в развитии техники и имело исключительно важные последствия. Процессы управления, адаптации, саморегулирования, самоорганизации, развития невозможны без использования обратных связей.

Рис. - Пример обратной связи

С помощью обратной связи сигнал (информация) с выхода системы (объекта управления) передается в орган управления. Здесь этот сигнал, содержащий информации о работе, выполненной объектом управления, сравнивается с сигналом, задающим содержание и объем работы (например, план). В случае возникновения рассогласования между фактическим и плановым состоянием работы принимаются меры по его устранению.

Основными функциями обратной связи являются:

противодействие тому, что делает сама система, когда она выходит за установленные пределы (например, реагирование на снижение качества);

компенсация возмущений и поддержание состояния устойчивого равновесия системы (например, неполадки в работе оборудования);

синтезирование внешних и внутренних возмущений, стремящихся вывести систему из состояния устойчивого равновесия, сведение этих возмущений к отклонениям одной или нескольких управляемых величин (например, выработка управляющих команд на одновременное появление нового конкурента и снижение качества выпускаемой продукции);

выработка управляющих воздействий на объект управления по плохо формализуемому закону. Например, установление более высокой цены на энергоносители вызывает в деятельности различных организаций сложные изменения, меняют конечные результаты их функционирования, требуют внесения изменений в производственно-хозяйственный процесс путем воздействий, которые невозможно описать с помощью аналитических выражений.

Нарушение обратных связей в социально-экономических системах по различным причинам ведет к тяжелым последствиям. Отдельные локальные системы утрачивают способность к эволюции и тонкому восприятию намечающихся новых тенденций, перспективному развитию и научно обоснованному прогнозированию своей деятельности на длительный период времени, эффективному приспособлению к постоянно меняющимся условиям внешней среды.

Особенностью социально-экономических систем является то обстоятельство, что не всегда удается четко выразить обратные связи, которые в них, как правило, длинные, проходят через целый ряд промежуточных звеньев, и четкий их просмотр затруднен. Сами управляемые величины нередко не поддаются ясному определению, и трудно установить множество ограничений, накладываемых на параметры управляемых величин. Не всегда известны также действительные причины выхода управляемых переменных за установленные пределы.

Детерминированная (жесткая) связь , как правило, однозначно определяет причину и следствие, дает четко обусловленную формулу взаимодействия элементов. Вероятностная (гибкая) связь - Определяет неявную и косвенную зависимость между элементами. Теория вероятности предлагает специальный математический аппарат для исследования этих связей, называемый корреляционный анализ.

Критерии - это признаки, по которым производится оценка соответствия функционирования системы её цели при заданных ограничениях

Эффективность системы - соотношение между целевым результатом функционирования и фактически реализованным.

Часто на входе и выходе присутствуют ограничения - обеспечивает соответствие между выходом системы и требованиями ко входу в последующую систему. Если требования не выполняются, ограничение не пропускает его через себя, то есть, работает по принципу фильтра.

Состоянием системы называется совокупность существенных свойств, которыми система обладает в текущий момент.

3. Основные свойства систем.(6 свойств).

Под свойством понимают сторону объекта (его характеристику), обуславливающую его отличие или сходство с другим объектом, либо проявляющиеся при взаимодействии.

Из определения системы следует, что главным свойством является целостность или единство, обеспечиваемое взаимосвязями между компонентами и проявляющееся в возникновении новых свойств, которыми отдельные элементы не обладают.

Это свойство называют свойством эмержентности.

Эмержентность - свойство систем, обуславливающее появление новых свойств и качеств, не присущих отдельным элементам системы. В основе лежит принцип, противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, разделив его на части и затем, определив свойства частей, определить свойства целого.

Целостность - каждый элемент системы вносит свой вклад в реализацию цели системы.

Целостность и эмержентность - интегративные свойства системы.

Целостность заключается в том, что каждый из компонент обеспечивает собственную закономерность функциональности и достижения цели.

Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью.

Организованность - сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно.

Функциональность - это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат.

Структурность - это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот.

Важным свойством системы является наличие поведения - действия, изменений, функционирования и т.д. Считается, что это поведение системы связано со средой (окружающей), т.е. с другими системами с которыми она входит в контакт или вступает в определенные взаимоотношения. Процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы называется поведением. В отличие от управления, когда изменение состояния системы достигается за счет внешних воздействий, поведение реализуется исключительно самой системой, исходя из собственных целей.

Еще одним свойством является свойство роста (развития ). Развитие можно рассматривать как составляющую часть поведения (при этом важнейшим).

Фундаментальным свойством систем является устойчивость , т.е. способность системы противостоять внешним возмущающим воздействиям. От нее зависит продолжительность жизни системы. Простые системы имеют пассивные формы устойчивости: прочность, сбалансированность, регулируемость, гомеостаз. А для сложных определяющими являются активные формы: надежность, живучесть и адаптируемость. Если перечисленные формы устойчивости простых систем (кроме прочности) касается их поведения, то определяющая форма устойчивости сложных систем носят в основном структурный характер.

Надежность - свойство сохранения структуры систем, несмотря на гибель отдельных ее элементов с помощью их замены или дублирования, а живучесть - как активное подавление вредных качеств. Таким образом, надежность является более пассивной формой, чем живучесть.

Адаптируемость - свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды. Обязательным условием возможности адаптации является наличие обратных связей.

4. Классификация систем по содержанию. Дайте краткое описание каждого класса.

Классификацией называется разбиение на классы по наиболее существенным признакам. Под классом понимается совокупность объектов, обладающие некоторыми признаками общности. Признак (или совокупность признаков) является основанием (критерием) классификации.

Система может быть охарактеризована одним или несколькими признаками и соответственно ей может быть найдено место в различных классификациях, каждая из которых может быть полезной при выборе методологии исследования. Обычно цель классификации ограничить выбор подходов к отображению систем, выработать язык описания, подходящий для соответствующего класса.

Реальные системы делятся на естественные (природные системы) и искусственные (антропогенные).

Естественные системы : системы неживой (физические, химические) и живой (биологические) природы.

Искусственные системы: создаются человечеством для своих нужд или образуются в результате целенаправленных усилий. Искусственные делятся на технические (технико-экономические) и социальные (общественные). Техническая система спроектирована и изготовлена человеком в определенных целях.

К социальным системам относятся различные системы человеческого общества.

Выделение систем, состоящих из одних только технических устройств почти всегда условно, поскольку они не способны вырабатывать свое состояние. Эти системы выступают как части более крупных, включающие людей - организационно-технических систем.

Организационная система, для эффективного функционирование которой существенным фактором является способ организации взаимодействия людей с технической подсистемой, называется человеко-машинной системой . Примеры человеко-машинных систем: автомобиль - водитель; самолет - летчик; ЭВМ - пользователь и т.д.

Таким образом, под техническими системами понимают единую конструктивную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, предназначенная для целенаправленных действий с задачей достижения в процессе функционирования заданного результата. Отличительными признаками технических систем по сравнению с произвольной совокупностью объектов или по сравнению с отдельными элементами является конструктивность (практическая осуществляемость отношений между элементами), ориентированность и взаимосвязанность составных элементов и целенаправленность.

Для того чтобы система была устойчивой к воздействию внешних влияний, она должна иметь устойчивую структуру. Выбор структуры практически определяет технический облик как всей системы, так ее подсистем, и элементов. Вопрос о целесообразности применения той или иной структуры должен решаться исходя из конкретного назначения системы. От структуры зависит также способность системы к перераспределению функций в случае полного или частичного отхода отдельных элементов, а, следовательно, надежность и живучесть системы при заданных характеристиках ее элементов.

Абстрактные системы являются результатом отражения действительности (реальных систем) в мозге человека. Их настроение - необходимая ступень обеспечения эффективного взаимодействия человека с окружающим миром. Абстрактные (идеальные) системы объективны по источнику происхождения, поскольку их первоисточником является объективно существующая действительность.
Абстрактные системы разделяют на системы непосредственного отображения (отражающие определенные аспекты реальных систем) и системы генерализирующего (обобщающего) отображения. К первым относятся математические и эвристические модели, а ко вторым - концептуальные системы (теории методологического построения) и языки.

5. Классификация систем на 9 групп. Дайте краткое описание каждого класса.

Открытой называют систему, взаимодействующую с окружающей средой. Все реальные системы являются открытыми. При описании структуры таких систем, внешние коммуникационные каналы стараются разделить на входные и выходные.

У открытой системы по крайней мере 1 элемент имеет связь с внешней средой.

В реальной системе количество взаимосвязей огромно. Поэтому одной из задач исследователя является выделение и включение в систему только существенных связей. Несущественные отбрасываются.

Закрытая система - та, которая не взаимодействует со средой, либо взаимодействует с ней строго определённым образом. Во втором случае существую входные каналы, но воздействие среды носит неизменный характер и заранее полностью известно. В таком случае, такие воздействия относят непосредственно к системе, что позволяет рассматривать её как закрытую.

Комбинированные системы содержат в себе открытые и закрытые подсистемы. То есть, в них можно выделить одну или несколько подсистем, взаимодействуя с окружающей средой, а остальные подсистемы являются закрытыми.

Простые системы - не имеют разветвлённых структур и состоят из небольшого количества взаимосвязей и элементов. Служит для выполнения простейших функций, в них нельзя выделить иерархических уровней. Отличительной особенностью является детерминированность (чёткая определённость) номенклатуры, числа элементов и внутренних и внешних связей.

Сложные - содержат большое число элементов и внутренних связей, отличаются структурным разнообразием. Выполняет сложную функцию или ряд функций. Могут быть легко поделены на подсистемы. Систему называют сложной, если для её познания требуют привлечения нескольких научных дисциплин, теорий, моделей, а также, учёта неопределённости.

Модель - некое описание (математическое, вербальное, и т. д.) системы или подсистемы, отражающее группу и её свойство.

Систему называют сложной, если в действительности существенно проявляются следующие признаки сложности:

Структурная сложность

Основные понятия связей:

Структурные

Иерархические

Функциональные

Каузальные (причинно-следственные)

Информационные

Пространственно-временные

Сложность функционирования (поведения)

Сложность выбора поведения.В многоальтернативных ситуациях выбор поведения определяется целью системы.

Сложность развития.

Определяется характеристиками эволюционных или стохастических процессов.

Эти признаки следует рассматривать во взаимосвязи. Сложным системам присущи слабая предсказуемость, скрытность, и разнообразие возможных состояний.

Большой системой называют такую систему, которую невозможно наблюдать одновременно с позиции одного наблюдателя во времени и пространстве. То есть, для неё существенен пространственный фактор. Число её подсистем очень велико, а состав разнороден. При анализе и синтезе больших и сложных систем основополагающими являются процедуры декомпозиции и агрегирования.

Для специализированных систем характерна единственность назначения и узкая специализация обслуживающего персонала. В универсальных системах множество действий также выполняется на единой структуре, однако, состав функций по их виду и количеству менее однороден.

Автоматические - однозначно реагируют на ограниченный набор внешних взаимодействий. Внутренняя организация имеет несколько равновесных состояний.

Решающие - имеют постояннные критерии различения внешних воздействий и постоянные реакции на них.

Самоорганизующиеся - имеют гибкие критерии различения и гибкие реакции на внешние воздействия. Могут приспосабливаться к воздействиям. Обладают признаками диффузных систем, стохастичностью поведения и нестабильностью параметров и процессов. Способны незначительно изменять структуру. Например: биологические организации, коллективное поведение людей и т. д. Если по своей устойчивости превосходит внешние воздействия, то это предвидящие системы . То есть, могут предвидеть дальнейший ход событий.

Превращающиеся системы - воображаемые сложные системы на высшем уровне сложности, не связанные постоянством существующих носителей. Они могут менять вещественные носители и свою структуру, сохраняя индивидуальность.

Детерминированными называют системы, для которых их состояние однозначно определяется начальным моментом и может быть предсказано для любого последующего момента времени. Стохастические системы - системы, изменения в которых носит случайный характер. В этом случае, начальных данных для предсказания недостаточно.

Систему называют централизованной, если одной из её части принадлежит доминирующая (центральная) роль, которая и определяет функционирование.

Децентрализованными системами называют те системы, в которых компоненты одинаково значимы.

В производящих системах реализуются процессы получения продуктов или услуг. Такие системы делятся на вещественно-энергетические и информационные.

Управляющие системы - занимаются организацией и управлением вещественно-энергетических и информационных процессов.

Обслуживающие системы - занимаются поддержкой работоспособности производящих и управляющих систем.

6. Назовите закономерности взаимодействия части и целого (2). Дайте краткую характеристику каждой закономерности.

Закономерность целостности/ эмержентности проявляется в системе в появлении у нее новых свойств, отсутствующих у элементов. Для того чтобы глубже понять закономерность целостности, необходимо, прежде всего, учитывать две ее стороны:

свойства системы (целого) Qs не является простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей):

Qs ≠ ∑Qi

свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов (частей):

Qs = f(qi)

Кроме этих двух основных сторон, следует иметь в виду, что объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущих им вне системы, т.е. система как бы подавляет ряд свойств элементов. Но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

Обратимся к закономерности, двойственной по отношению к закономерности целостности. Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью. Свойство физической аддитивности проявляются у системы, как бы распавшейся на независимые элементы; тогда становится справедливым

Qs = ∑Qi

В этом крайнем случае и говорить о системе уже нельзя.

Рассмотрим промежуточные варианты - две сопряженные закономерности, которые можно назвать прогрессирующей факторизацией - стремлением системы к состоянию с все более независимыми элементами, и прогрессирующей систематизацией - стремлением системы к уменьшению самостоятельности элементов, т. е. к большей целостности.

Интегративность - Этот термин часто употребляется как синоним целостности. Однако некоторые исследователи выделяют эту закономерность как самостоятельную, стремясь подчеркнуть интерес не к внешним факторам проявления целостности, а к более глубоким причинам, обусловливающим возникновение этого свойства, к факторам, обеспечивающим сохранение целостности.

Интегративными называют системообразующие, системосохраняющие факторы, в числе которых важную роль играют неоднородность и противоречивость элементов (исследуемые большинством философов), с одной стороны, и стремление их вступать в коалиции - с другой.

7. Назовите закономерности иерархической упорядоченности (2). Дайте краткую характеристику каждой закономерности.

Эта группа закономерностей характеризует и взаимодействие системы с ее окружением - со средой (значимой или существенной для системы), надсистемой, подчиненными системами.

Коммуникативность - Эта закономерность составляет основу определения системы, где система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций со средой, представляющей собой, в свою очередь, сложное и неоднородное образование, содержащее надсистему (метасистему - систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения исследуемой системе), подсистемы (нижележащие, подведомственные системы), и системы одного уровня с рассматриваемой.

Такое сложное единство со средой названо закономерностью коммуникативности, которая, в свою очередь легко помогает перейти к иерархичности как закономерности построения всего мира и любой выделенной из него системы.

Иерархичность - Закономерности иерархичности или иерархической упорядоченности были в числе первых закономерностей теории систем, которые выделил и исследовал Л. фон. Берталанфи. Необходимо учитывать не только внешнюю структурную сторону иерархии, но и функциональные взаимоотношения между уровнями. Например, в биологических организациях более высокий иерархический уровень оказывает направляющее воздействие на нижележащий уровень, подчиненный ему, и это воздействие проявляется в том, что подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства, отсутствовавшие у них в изолированном состоянии (подтверждение положения о влиянии целого на элементы, приведенного выше), а в результате появления этих новых свойств формируется новый, другой «облик целого» (влияние свойств элементов на целое). Возникшее таким образом новое целое приобретает способность осуществлять новые функции, в чем и состоит цель образования иерархий.

Основными особенностями иерархической упорядоченности являются:

Непосредственное взаимодействие системы с вышестоящими и нижележащими уровнями. В этом случае появляется понятие надсистемы и подсистемы, цель для общего уровня (для высоких уровней) , подцель(для низких и средних уровней) и средство (для нижележащих)

Закономерность целостности и эмержентности проявляется на каждом уровне иерархии.

8. Назовите закономерности осуществимости систем. Дайте краткую характеристику каждой закономерности.

Проблема осуществимости систем является наименее исследованной. Рассмотрим некоторые из закономерностей, помогающие понять эту проблему и учитывать ее при определении принципов проектирования и организации функционирования систем управления.

Эквифинальность - Эта закономерность характеризует как бы предельные возможности системы. Л. фон Берталанфи, предложивший этот термин, определил эквифинальность как «способность в отличие от состояния равновесия в закрытых системах, полностью детерминированных начальными условиями,... достигать не зависящего от времени состояния, которое не зависит от ее начальных условий и определяется исключительно параметрами системы». В соответствии с данной закономерностью система может достигнуть требуемого конечного состояния, не зависящего от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями. Это форма устойчивости по отношению к начальным и граничным условиям.

Закон «необходимого разнообразия» - На необходимость учитывать предельную осуществимость системы при создании впервые в теории систем обратил внимание У.Р. Эшби. Он сформулировал закономерность, известную под названием закон «необходимого разнообразия». Для задач принятия решений наиболее важным является одно из следствий этой закономерности, которое можно упрощенно пояснить на следующем примере.

Когда исследователь (ЛПР - лицо, принимающее решение, наблюдатель) N сталкивается с проблемой D, решение которой для него неочевидно, то имеет место некоторое разнообразие возможных решений Vd. Этому разнообразию противостоит разнообразие мыслей исследователя (наблюдателя) Vn. Задача исследователя заключается в том, чтобы свести разнообразие Vd - Vn к минимуму, в идеале - к 0.

Эшби доказал теорему, на основе которой формулируется следующий вывод: «Если Vd дано постоянное значение, то Vd - Vn может быть уменьшено лишь за счет соответствующего роста Vn. только разнообразие в N может уменьшить разнообразие, создаваемое в D; только разнообразие может уничтожить разнообразие».

Применительно к системам управления закон «необходимого разнообразия» может быть сформулирован следующим образом: разнообразие управляющей системы (системы управления) Vsu должно быть больше (или, по крайней мере, равно) разнообразию управляемого объекта Vou:

Vsu > Vou.

Возможны следующие пути совершенствования управления при усложнении производственных процессов:

увеличение Vsu, что может быть достигнуто путем роста численности аппарата управления, повышения его квалификации, механизации и автоматизации управленческих работ;

уменьшение Vou, за счет установления более четких и определенных правил поведения компонентов системы: унификация, стандартизация, типизация, введение поточного производства, сокращение номенклатуры деталей, узлов, технологической оснастки и т.п.;

снижение уровня требований к управлению, т.е. сокращение числа постоянно контролируемых и регулируемых параметров управляемой системы;

самоорганизация объектов управления путем ограничения контролируемых параметров с помощью создания саморегулирующихся подразделений (цехов, участков с замкнутым циклом производства, с относительной самостоятельностью и ограничением вмешательства централизованных органов управления предприятием и т.п.).

9. Назовите закономерности развития систем (2). Дайте краткую характеристику каждой закономерности.

В последнее время все больше начинает осознаваться необходимость учета при моделировании систем принципов их изменения во времени, для понимания которых могут помочь рассматриваемые ниже закономерности.

Историчность - Хотя, казалось бы, очевидно, что любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает, и каждый легко может привести примеры становления, расцвета, упадка (старения) и даже смерти (гибели) биологических и социальных систем, все же для конкретных случаев развития организационных систем и сложных технических комплексов трудно определить эти периоды. Не всегда руководители организаций и конструкторы технических систем учитывают, что время является непременной характеристикой системы, что каждая система подчиняется закономерности историчности, и что эта закономерность - такая же объективная, как целостность, иерархическая упорядоченность и др. При этом закономерность историчности можно учитывать не только пассивно, фиксируя старение, но и использовать для предупреждения «смерти» системы, разрабатывая «механизмы» реконструкции, реорганизации системы для сохранения ее в новом качестве.

Закономерность самоорганизации- В числе основных особенностей самоорганизующихся систем с активными элементами названы способность противостоять энтропийным (энтропия в данном случае - степень неопределенности, непредсказуемости состояния системы и внешней среды) тенденциям, способность адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру и т.п. В основе этих внешне проявляющихся способностей лежит более глубокая закономерность, базирующаяся на сочетании в любой реальной развивающейся системе двух противоречивых тенденций: с одной стороны, для всех явлений, в том числе и для развивающихся, открытых систем справедлив второй закон термодинамики («второе начало»), т.е. стремление к возрастанию энтропии; а с другой стороны, наблюдаются негэнтропийные (противоположные энтропийным) тенденции, лежащие в основе эволюции.

Важные результаты в понимании закономерности самоорганизации получены в исследованиях, которые относят к развивающейся науке, называемой синергетикой.

10. Что такое синергетика? Для чего она служит? Дайте краткое описание 9 главных принципов синергетического подхода.

Синергетикой называют междисциплинарное научное направление, изучающее универсальные закономерности процессов самоорганизации, эволюции и кооперации. Ее цель состоит в построении общей теории сложных систем, обладающих особыми свойствами. В отличие от простых, сложные системы имеют следующие основные характеристики:

множество неоднородных компонентов;

активность (целенаправленность) компонентов;

множество различных, параллельно проявляющихся взаимосвязей между компонентами;

семиотическая (слабоформализуемая) природа взаимосвязей;

кооперативное поведение компонентов;

открытость;

распределенность;

динамичность, обучаемость, эволюционный потенциал;

неопределенность параметров среды.

Особое место в синергетике занимают вопросы спонтанного образования упорядоченных структур различной природы в процессах взаимодействия, когда исходные системы находятся в неустойчивых состояниях. Следуя ученому И.Пригожину, ее можно кратко охарактеризовать как «комплекс наук о возникающих системах».

Согласно синергетическим моделям, эволюция системы сводится к последовательности неравновесных фазовых переходов. Принцип развития формулируется как последовательное прохождение критических областей (точек бифуркаций (раздвоения, разветвления)). Вблизи точек бифуркации наблюдается резкое усиление флуктуации (от лат. fluctuatio - колебание, отклонение). Выбор, по которому пойдет развитие после бифуркации, определяется в момент неустойчивости. Поэтому зона бифуркации характеризуется принципиальной непредсказуемостью - неизвестно, станет ли дальнейшее развитие системы хаотическим или родится новая, более упорядоченная структура. Здесь резко возрастает роль неопределенности: случайность на входе в неравновесной ситуации может дать на выходе катастрофические последствия. В то же время, сама возможность спонтанного возникновения порядка из хаоса - важнейший момент процесса самоорганизации в сложной системе.

Главные принципы синергетического подхода в современной науке таковы:

Принцип дополнительности Н. Бора. В сложных системах возникает необходимость сочетания различных, ранее казавшихся несовместимыми, а ныне взаимодополняющих друг друга моделей и методов описания.

Принцип спонтанного возникновения И. Пригожина. В сложных системах возможны особые критические состояния, когда малейшие флуктуации могут внезапно привести к появлению новых структур, полностью отличающихся от обычных (в частности, это может вести к катастрофическим последствиям - эффекты «снежного кома» или эпидемии).

Принцип несовместимости Л. Заде . При росте сложности системы уменьшается возможность ее точного описания вплоть до некоторого порога, за которым точность и релевантность (смысловая связанность) информации становятся несовместимыми, взаимно исключающими характеристиками.

Принцип управления неопределенностями. В сложных системах требуется переход от борьбы с неопределенностями к управлению неопределенностями. Различные виды неопределенности должны преднамеренно вводиться в модель исследуемой системы, поскольку они служат фактором, благоприятствующим инновациям (системным мутациям).

Принцип незнания . Знания о сложных системах принципиально являются неполными, неточными и противоречивыми: они обычно формируются не на основе логически строгих понятий и суждений, а исходя из индивидуальных мнений и коллективных идей. Поэтому в подобных системах важную роль играет моделирование частичного знания и незнания.

Принцип соответствия . Язык описания сложной системы должен соответствовать характеру располагаемой о ней информации (уровню знаний или неопределенности). Точные логико-математические, синтаксические модели не являются универсальным языком, также важны нестрогие, приближенные, семиотические модели и неформальные методы. Один и тот же объект может описываться семейством языков различной жесткости.

Принцип разнообразия путей развития . Развитие сложной системы многовариантно и альтернативно, существует «спектр» путей ее эволюции. Переломный критический момент неопределенности будущего развития сложной системы связан с наличием зон бифуркации - «разветвления» возможных путей эволюции системы.

Принцип единства и взаимопереходов порядка и хаоса . Эволюция сложной системы проходит через неустойчивость; хаос не только разрушителен, но и конструктивен. Организационное развитие сложных систем предполагает своего рода конъюнкцию порядка и хаоса.

Принцип колебательной (пульсирующей) эволюции. Процесс эволюции сложной системы носит не поступательный, а циклический или волновой характер: он сочетает в себе дивергентные (рост разнообразия) и конвергентные (свертывание разнообразия) тенденции, фазы зарождения порядка и поддержания порядка. Открытые сложные системы пульсируют: дифференциация сменяется интеграцией, разбегание - сближением, ослабление связей - их усилением и т, п.

Нетрудно понять, что перечисленные принципы синергетической методологии можно разбить на три группы: принципы сложности (1-3), принципы неопределенности (3-6) и принципы эволюции (7-9).

11. Назовите закономерности возникновения и формулирования целей (4). Дайте краткую характеристику каждой закономерности.

Обобщение результатов исследований процессов целеобразования, проводимых философами, психологами, кибернетиками, и наблюдение процессов обоснования и структуризации целей в конкретных условиях позволили сформулировать некоторые общие принципы, закономерности, которые полезно использовать на практике.

Зависимость представления о цели и формулировки цели от стадии познания объекта (процесса) и от времени - Анализ определений понятия «цель» позволяет сделать вывод о том, что, формулируя цель нужно стремиться отразить в формулировке или в способе представления цели основное противоречие: ее активную роль в познании, в управлении, и в то же время необходимость сделать ее реалистичной, направить с ее помощью деятельность на получение определенного полезного результата. При этом формулировка цели и представление о цели зависит от стадии познания объекта, и по мере развития представления о нем цель может переформулироваться.

Зависимость цели от внешних и внутренних факторов - При анализе причин возникновения и формулирования целей нужно учитывать, что на цель влияют как внешние по отношению к системе факторы (внешние требования, потребности, мотивы, программы), так и внутренние факторы (потребности, мотивы, программы самой системы и ее элементов, исполнителей цели); при этом последние являются такими же объективно влияющими на процесс целеобразования факторами, как и внешние (особенно при использовании в системах управления понятия цели как средства побуждения к действию).

Проявление в структуре целей закономерности целостности - В иерархической структуре закономерность целостности (эмерджентности) проявляется на любом уровне иерархии. Применительно к структуре целей это означает, что, с одной стороны, достижение цели вышестоящего уровня не может быть полностью обеспечено достижением подчиненных ей подцелей, хотя и зависит от них, а, с другой стороны, потребности, программы (как внешние, так и внутренние) нужно исследовать на каждом уровне структуризации, и получаемые разными ЛПР расчленения подцелей в силу различного раскрытия неопределенности могут оказаться разными, т.е. разные ЛПР могут предложить разные иерархические структуры целей и функций, даже при использовании одних и тех же принципов структуризации и методик.

Закономерности формирования иерархических структур целей - Учитывая, что наиболее распространенным способом представления целей в системах организационного управления являются древовидные иерархические структуры («деревья целей»), рассмотрим основные рекомендации по их формированию:

приемы, применяющиеся при формировании древовидных иерархий целей, можно свести к двум подходам: а) формирование структур «сверху» - методы структуризации, декомпозиции, целевой или целенаправленный подход, б) формирование структур целей «снизу» - морфологический, лингвистический, тезаурусный, терминальный подход; на практике обычно эти подходы сочетаются;

цели нижележащего уровня иерархии можно рассматривать как средства для достижения целей вышестоящего уровня, при этом они же являются целями для уровня нижележащего по отношению к ним;

в иерархической структуре по мере перехода с верхнего уровня на нижний происходит как бы смещение рассмотренной выше «шкалы» от цели-направления (цели-идеала, цели-мечты) к конкретным целям и функциям, которые на нижних уровнях структуры могут выражаться в виде ожидаемых результатов конкретной работы с указанием критериев оценки ее выполнения, в то время как на верхних уровнях иерархии указание критериев может быть либо выражено в общих требованиях (например, «повысить эффективность»), либо вообще не приводится в формулировке цели;

для того чтобы структура целей была удобной для анализа и организации управления, к ней рекомендуется предъявлять некоторые требования - число уровней иерархии и число компонентов в каждом узле должно быть (в силу гипотезы Миллера или числа Колмогорова) К = 5 ± 2 (предел восприятия человеком).

И еще несколько важных законов .

Закон простоты сложных систем - Реализуется, выживает, отбирается тот вариант сложной системы, который обладает наименьшей сложностью. Закон простоты сложных систем реализуется природой в ряде конструктивных принципов:

Оккама,

иерархического модульного построения сложных систем,

симметрии,

симморфоза (равнопрочности, однородности),

полевого взаимодействия (взаимодействия через носитель),

экстремальной неопределенности (функции распределения характеристик и параметров, имеющих неопределенные значения, имеют экстремальную неопределенность).

Закон конечности скорости распространения взаимодействия - Все виды взаимодействия между системами, их частями и элементами имеют конечную скорость распространения. Ограничена также скорость изменения состояний элементов системы. Автором закона является А.Эйнштейн.

Теорема Геделя о неполноте - В достаточно богатых теориях (включающих арифметику) всегда существуют недоказуемые истинные выражения. Поскольку сложные системы включают в себя (реализуют) элементарную арифметику, то при выполнении вычислений в ней могут возникнуть тупиковые ситуации (зависания).

Закон эквивалентности вариантов построения сложных систем - С ростом сложности системы доля вариантов ее построения, близких к оптимальному варианту, растет.

Закон Онсагера максимизации убывания энтропии - Если число всевозможных форм реализации процесса, согласных с законами физики, не единственно, то реализуется та форма, при которой энтропия системы растет наиболее медленно. Иначе говоря, реализуется та форма, при которой максимизируется убывание энтропии или рост информации, содержащейся в системе.

12. Что подразумевают под функциональным описанием систем? Зачем и как это делается? Поясните общую формулу функционального описания любой динамической системы.

Изучение любой системы предполагает создание модели системы, позволяющей произвести анализ и предсказать ее поведение в определенно диапазоне условий, решать задачи анализа и синтеза реальной системы. В зависимости от целей и задач моделирования оно может проводиться на различных уровнях абстракции.

Модель - описание системы, отражающее определенную группу ее свойств.

Описание системы целесообразно начинать с трех точек зрения: функциональной, морфологической и информационной.

Всякий объект характеризуется результатами своего существования, местом, которое он занимает среди других объектов, ролью, которую он играет в среде. Функциональное описание необходимо для того, чтобы осознать важность системы, определить ее место, оценить отношения с другими системами.

Функциональное описание (функциональная модель) должно создать правильную ориентацию в отношении внешних связей системы, ее контактов с окружающим миром, направлениях ее возможного изменения.

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет некоторые функции: просто пассивно существует, служит областью обитания других систем, обслуживает системы более высокого порядка, служит средством для создания более совершенных систем.

Как нам уже известно, система может быть однофункциональной и многофункциональной.

Во многом оценка функций системы (в абсолютном смысле) зависит от точки зрения того, кто ее оценивает (или системы, ее оценивающей).

Функционирование системы может описываться числовым функционалом, зависящем от функций, описывающих внутренние процессы системы, либо качественным функционалом (упорядочение в терминах «лучше», «хуже», «больше», «меньше» и т.д.)

Функционал количественно или качественно описывающий деятельность системы называют функционалом эффективности.

Функциональная организация может быть описана:

алгоритмически,

аналитически,

графически,

таблично,

посредством временных диаграмм функционирования,

вербально (словесно).

Описание должно соответствовать концепции развития систем определенного класса и удовлетворять некоторым требованиям:

должно быть открытым и допускать возможность расширения (сужения) спектра функций, реализуемых системой;

предусматривать возможность перехода от одного уровня рассмотрения к другому, т.е. обеспечивать построение виртуальных моделей систем любого уровня.

При описании системы будем рассматривать ее как структуру, в которую в определенные моменты времени вводится нечто (вещество, энергия, информация), и из которой в определенные моменты времени нечто выводится.

В самом общем виде функциональное описание системы в любой динамической системе изображается семеркой:

Sf = {T, x, C, Q, y, φ, η},

где T - множество моментов времени, х - множество мгновенных значений входных воздействий, С = {c: T → x} - множество допустимых входных воздействий; Q - множество состояний; y - множество значений выходных величин; Y = {u: T → y} - множество выходных величин; φ = {T×T×T×c → Q} - переходная функция состояния; η:T×Q → y - выходное отображение; с - отрезок входного воздействия; u - отрезок выходной величины.

Такое описание системы охватывает широкий диапазон свойств.

Недостаток данного описания - не конструктивность: трудность интерпретации и практического применения. Функциональное описание должно отражать такие характеристики сложных и слабо познанных систем как параметры, процессы, иерархию.

Примем, что система S выполняет N функций ψ1, ψ2, ..., ψs, ..., ψN, зависящих от n процессов F1, F2, ..., Fi, ..., Fn. Эффективность выполнения s-й функции

Эs = Эs(ψs) = Э(F1, F2, ..., Fi, ..., Fn) = Эs({Fi}), i = 1...n, s = 1...N.

Общая эффективность системы есть вектор-функционал Э = {Эs}. Эффективность системы зависит от огромного количества внутренних и внешних факторов. Представить эту зависимость в явной форме чрезвычайно сложно, а практическая ценность такого представления незначительна из-за многомерности и многосвязности. Рациональный путь формирования функционального описания состоит в применении такой многоуровневой иерархии описаний, при которой описание более высокого уровня будет зависеть от обобщенных и факторизованных переменных низшего уровня.

Иерархия создается по уровневой факторизацией процессов {Fi} при помощи обобщенных параметров {Qi}, являющихся функционалами {Fi}. Предполагается, что число параметров значительно меньше числа переменных, от которых зависят процессы. Такой способ описания позволяет построить мост между свойствами взаимодействующих со средой элементов (подсистемами низшего уровня) и эффективностью системы.

Процессы {Fi(1)} можно обнаружить на выходе системы. Это процессы взаимодействия со средой. Будем называть их процессами первого уровня и полагать, что они определяются:

параметрами системы первого уровня - Q1(1), Q2(1), ..., Qj(1), ..., Qm(1);

активными противодействующими параметрами среды, непосредственно направленными против системы для снижения ее эффективности - b1, b2, ..., bk, ..., bK;

нейтральными (случайными параметрами среды) c1, c2, ..., cl, ..., cL;

благоприятными параметрами среды d1, d2, ..., dp, ..., dP.

Среда имеет непосредственный контакт с подсистемами низших уровней, воздействуя через них на подсистемы более высокого уровня иерархии, так что Fi* = Fi*({bk}, {cl}, {dp}). Путем построения иерархии (параметры β-го уровня - процессы (β-1)-го уровня - параметры (β-1)-го уровня) можно связать свойства среды с эффективностью системы.

Параметры системы {Qj} могут изменяться при изменении среды, они зависят от процессов в системе и записываются в виде функционалов состояния Qj1(t).

Собственным функциональным пространством системы W называется пространство, точками которого являются все возможные состояния системы, определяемое множеством параметров до уровня b:

Q = {Q(1), Q(2), ... Q(β)}.

Состояние может сохраняться постоянным на некотором интервале времени Т.

Процессы {Fi(2)} не могут быть обнаружены на выходе системы. Это процессы второго уровня, которые зависят от параметров Q(2) подсистем системы (параметров второго уровня). И так далее.

Образуется следующая иерархия описания: эффективность (конечное множество функционалов) - процессы первого уровня (функции) - параметры первого уровня (функционалы) - процессы второго уровня (функции) - параметры второго уровня (функционалы) и т.д. На каком-то уровне наши знания о функциональных свойствах системы исчерпываются, и иерархия обрывается. Обрыв может произойти на разном уровне для разных параметров (процессов), причем как на процессе, так и на параметре.

Внешние характеристики системы определяются верхним уровнем иерархии, поэтому часто удается ограничиться описанием вида ({Эi},{ψS}, {Fi(1)}, {Qj(1)}, {bk}, {cl}, {dp}). Число уровней иерархии зависит от требуемой точности представления входных процессов.

13. Графические способы функционального описания систем. Дерево функций системы.

Выше был рассмотрен способ обобщенного аналитического функционального описания систем. Очень часто при анализе и синтезе систем используется графическое описание, разновидностями которого являются:

дерево функций системы,

стандарт функционального моделирования IDEF0.

Все функции, реализуемые сложной системой, могут быть условно разделены на три группы:

целевая функция;

базисные функции системы;

дополнительные функции системы.

Целевая функция системы соответствует ее основному функциональному назначению, т.е. целевая (главная) функция - отражает назначение, сущность и смысл существования системы.

Основные функции отражают ориентацию системы и представляют собой совокупность макрофункций, реализуемых системой. Эти функции обусловливают существование системы определенного класса. Основные функции - обеспечивают условия выполнения целевой функции (прием, передача приобретение, хранение, выдача).

Дополнительные (сервисные) функции расширяют функциональные возможности системы, сферу их применения и способствуют улучшению показателей качества системы. Дополнительные функции - обеспечивают условия выполнения основных функций (соединение (разведение, направление, гарантирование)).

Описание объекта на языке функций представляется в виде графа.

Формулировка функции внутри вершин должна включать 2 слова: глагол и существительное «Делать что».

Дерево функций системы представляет декомпозицию функций системы и формируется с целью детального исследования функциональных возможностей системы и анализа совокупности функций, реализуемых на различных уровнях иерархии системы. На базе дерева функций системы осуществляется формирование структуры системы на основе функциональных модулей. В дальнейшем структура на основе таких модулей покрывается конструктивными модулями (для технических систем) или организационными модулями (для организационно-технических систем). Таким образом, этап формирования дерева функций является одним из наиболее ответственных не только при анализе, но и при синтезе структуры системы. Ошибки на этом этапе приводят к созданию «систем-инвалидов», не способных к полной функциональной адаптации с другими системами, пользователем и окружающей средой.

Исходными данными для формирования дерева функций являются основные и дополнительные функции системы.

Формирование дерева функций представляет процесс декомпозиции целевой функции и множества основных и дополнительных функций на более элементарные функции, реализуемые на последующих уровнях декомпозиции.

При этом каждая из функций конкретно взятого i-ого уровня может рассматриваться как макрофункция по отношению к реализующим ее функциям на (i+1)-го уровня, и как элементарная функция по отношению к соответствующей функции верхнего (i-1)-го уровня.

Описание функций системы с использованием IDEF0-нотации основано на тех же принципах декомпозиции, но представляется не в виде дерева, а набора диаграмм.

14. Графические способы функционального описания систем. Методология IDEF0. Синтаксис языка.

Объектами моделирования являются системы.

Описание IDEF0 модели построено в виде иерархической пирамиды, в вершине которой представляется самое общее описание системы, а основание представляет собой множество более детальных описаний.

IDEF0 методология построена на следующих принципах:

Графическое описание моделируемых процессов. Графический язык Блоков и Дуг IDEF0 Диаграмм отображает операции или функции в виде Блоков, а взаимодействие между входами/выходами операций, входящими в Блок или выходящими из него, Дугами.

Лаконичность. За счет использования графического языка описания процессов достигается с одной стороны точность описания, а с другой - краткость.

Необходимость соблюдения правил и точность передачи информации. При IDEF0 моделировании необходимо придерживаться следующих правил:

На Диаграмме должно быть не менее 3-х и не более 6-и функциональных Блоков.

Диаграммы должны отображать информацию, не выходящую за рамки контекста, определенного целью и точкой зрения.

Диаграммы должны иметь связанный интерфейс, когда номера Блоков, Дуги и ICOM коды имеют единую структуру.

Уникальность имен функций Блоков и наименований Дуг.

Четкое определение роли данных и разделение входов и управлений.

Замечания для Дуг и имена функций Блоков должны быть краткими и лаконичными.

Для каждого функционального Блока необходима как минимум одна управляющая Дуга.

Модель всегда строится с определенной целью и с позиций конкретной точки зрения.

В процессе моделирования очень важным является четко определить направление разработки модели - ее контекст, точку зрения и цель.

Контекст модели очерчивает границы моделируемой системы и описывает ее взаимосвязи с внешней средой.

Необходимо помнить, что одна модель представляет одну точку зрения. Для моделирования системы с нескольких точек зрения используется несколько моделей.

Цель отражает причину создания модели и определяет ее назначение. При этом все взаимодействия в модели рассматриваются именно с точки зрения достижения поставленной цели.

В рамках методологии IDEF0 модель системы описывается при помощи Графических IDEF0 Диаграмм и уточняется за счет использования FEO, Текстовых и Диаграмм Глоссария. При этом модель включает в себя серию взаимосвязанных Диаграмм, разделяющих сложную систему на составные части. Диаграммы более высокого уровня (А-0, А0) - являются наиболее общим описанием системы, представленным в виде отдельных Блоков. Декомпозиция этих Блоков позволяет достигать требуемого уровня детализации описания системы.

Разработка IDEF0 Диаграмм начинается с построения самого верхнего уровня иерархии (А-0) - одного Блока и интерфейсных Дуг, описывающих внешние связи рассматриваемой системы. Имя функции, записываемое в Блоке 0, является целевой функцией системы с принятой точки зрения и цели построения модели.

При дальнейшем моделировании Блок 0 декомпозируется на Диаграмме А0, где целевая функция уточняется с помощью нескольких Блоков, взаимодействие между которыми описывается с помощью Дуг. В свою очередь, функциональные Блоки на Диаграмме А0 могут быть также декомпозированы для более детального представления.

В результате, имена функциональных Блоков и интерфейсные Дуги, описывающие взаимодействие всех Блоков, представленных на Диаграммах, образуют иерархическую взаимосогласованную модель.

Хотя вершиной модели является Диаграмма уровня А-0, настоящей «рабочей вершиной или структурой» является Диаграмма А0, поскольку она является уточненным выражением точки зрения модели. Ее содержание показывает, что будет рассматриваться в дальнейшем, ограничивая последующие уровни в рамках цели проекта. Нижние уровни уточняют содержание функциональных Блоков, детализируя их, но, не расширяя границ модели.

15. Методология IDEF0. Понятие Дуг. Пять типов взаимосвязей между блоками. Принцип декомпозиции блоков .

Блоки отображают функции или действия системы. Их действия записываются глагол + объект действия + дополнение

например, «разработать план-график проведения работ».

Дуги отображают информацию или материальные объекты, которые необходимы для выполнения функции или появляются в результате выполнения. В роли объекта могут выступать: Документы, физические материалы, инструменты, станки, информация, организации м даже подсистемы. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Замечания к дуге формулируются в виде оборота существительного, отвечающего на вопрос «что». Блоки располагаются на диаграмме по степени автора в зависимости от степени автора. Доминирующим является блок, выполнение которого оказывает влияние управления для максимального количества блоков. Доминирующий блок располагается в левом верхнем углу, наименее важный - в правом нижнем.

Важно!

Расположение блоков не задаёт временную зависимость операции!

Смотри рис. 1

Взаимосвязь по управлению.

Взаимосвязь по входу. (конвеер)

Обратная связь по управлению. Выход первой функции управляет входом второй, которая в свою очередь влияет на работу 1-го.

Обратная связь по входу.

Взаимосвязь выход - механизм. Редкий тип связи, используемый в подготовительных операциях.

Пример: создать idef модель для отдела контроля оценки эффективности управления и функционирования библиотеки. см. рисунок 2. Блок А0, отражающий целевую функцию. Затем, на рисунке 3 происходит декомпозиция диаграммы А0. В случае необходимости каждый из блоков необходимо декомпозировать.

Декомпози́ция - научный метод, использующий структуру задачи и позволяющий заменить решение одной большой задачи решением серии меньших задач.

16. Морфологическое описание и моделирование систем. Описание структуры системы и отношений между элементами.

морфологическое описание должно давать представление о строении системы (морфология - наука о форме, строении). Глубина описания, уровень детализации, т.е. определение какие компоненты системы будут рассматриваться в качестве элементарных (элементов), обусловливается назначением описания системы. Морфологическое описание иерархично. Конфигурация морфологии дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основных свойствах системы.

Целями структурного анализа являются:

разработка правил символического отображения систем;

оценка качества структуры системы;

изучение структурных свойств системы в целом и ее подсистем;

выработка заключения об оптимальности структуры системы и рекомендаций по дальнейшему ее совершенствованию.

В структурном подходе можно выделить два этапа: определение состава системы, т.е. полное перечисление ее подсистем, элементов, и выяснение связей между ними.

Изучение морфологии системы начинается с элементного состава. Он может быть:

гомогенным (однотипные элементы);

гетерогенным (разнотипные элементы);

смешанным.

Однотипность не означает полной идентичности и определяет только близость основных свойств.

Гомогенности, как правило, сопутствует избыточность и наличие скрытых (потенциальных) возможностей, дополнительных резервов.

Гетерогенные элементы специализированы, они экономичны и могут быть эффективными в узком диапазоне внешних условий, но быстро теряют эффективность вне этого диапазона.

Иногда элементный состав определить не удается - неопределенный.

Важным признаком морфологии является назначение (свойства) элементов. Различают элементы:

информационные;

энергетические;

вещественные.

Следует помнить, что такое деление условно и отражает лишь преобладающие свойства элемента. В общем же случае, передача информации не возможна без энергии, перенос энергии не возможен без информации.

Информационные элементы предназначены для приема, запоминания (хранения), преобразования и передачи информации. Преобразование может состоять в изменении вида энергии, которая несет информацию, в изменении способа кодирования (представления в некоторой знаковой форме) информации, в сжатии информации путем сокращения избыточности, принятия решений и т.д.

Различают обратимые и необратимые преобразования информации.

Обратимые не связаны с потерей (либо созданием новой) информации. Накопление (запоминание) является обратимым в том случае, если не происходит потерь информации в течение времени хранения.

Преобразование энергии состоит в изменении параметров энергетического потока. Поток входной энергии может поступать извне, либо от других элементов системы. Выходной энергетический поток направлен в другие системы, либо в среду. Процесс преобразования энергии, естественным образом, нуждается в информации.

Процесс преобразования вещества может быть механическим (например, штамповка), химическим, физическим (например, резка), биологическим. В сложных системах преобразование вещества носит смешанный характер.

В общем случае, следует иметь в виду, что любые процессы, так или иначе, приводят к преобразованию вещества, энергии и информации.

Морфологические свойства системы существенно зависят от характера связей между элементами. Понятие связи входит в любое определение системы. Оно одновременно характеризует и строение (статику) и функционирование (динамику) системы. Связи обеспечивают возникновение и сохранение структуры и свойств системы. Выделяют информационные, вещественные и энергетические связи, определяя их в том же смысле, в каком были определены элементы.

Характер связи определяется удельным весом соответствующего компонента (или целевой функцией).

Связь характеризуется:

направлением,

силой,

видом.

По первым двум признакам связи делят на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру - подчинения, порождения (генетические), равноправные и связи управления.

Некоторые из этих связей можно раздробить еще более детально. Например, связи подчинения на связи «род-вид», «часть-целое»; связи порождения - «причина-следствие».

Их можно разделить также по месту приложения (внутренние - внешние), по направленности процессов (прямые, обратные, нейтральные).

Прямые связи предназначены для передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций от одного элемента другому в соответствии с последовательностью выполняемых функций.

Качество связи определяется ее пропускной способностью и надежностью.

Очень важную роль, как мы уже знаем, играют обратные связи - они являются основной саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Они в основном служат для управления процессами и наиболее распространены информационные обратные связи.

Нейтральные связи не относятся к функциональной деятельности системы, непредсказуемы и случайны. Однако нейтральные связи могут сыграть определенную роль при адаптации системы, служить исходным ресурсом для формирования прямых и обратных связей, являться резервом.

Морфологическое описание может включать указания на наличие и вид связи, содержать общую характеристику связи либо их качественные и количественные оценки.

Структурные свойства систем определяются характером и устойчивостью отношений между элементами. По характеру отношений между элементами структуры делятся на:

многосвязные,

иерархические,

смешанные.

Наиболее устойчивы детерминированные структуры, в которых отношения либо постоянны, либо изменяются во времени по детерминированным законам. Вероятностные структуры изменяются во времени по вероятностным законам. Хаотические структуры характерны отсутствием ограничений, элементы в них вступают в связь в соответствии с индивидуальными свойствами. Классификация производится по доминирующему признаку.

Структура играет основную роль в формировании новых свойств системы, отличных от свойств ее компонентов, в поддержании целостности и устойчивости ее свойств по отношению к изменению элементов системы в некоторых пределах.

Важными структурными компонентами являются отношения координации и субординации.

Координация выражает упорядоченность элементов системы «по-горизонтали». Здесь идет речь о взаимодействии компонент одного уровня организации.

Субординация - «вертикальная» упорядоченность подчинения и субподчинения компонент. Здесь речь идет о взаимодействии компонент различных уровней иерархии.

Иерархия (hiezosazche - священная власть, греч.) - это расположение частей целого в порядке от высшего к низшему. Термин «иерархия» (многоступенчатость) определяет упорядоченность компонентов системы по степени важности. Между уровнями иерархии структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонент нижележащего уровня одному из компонент вышележащего уровня, т.е. отношения древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархии типа «дерево».

Однако между уровнями иерархической структуры необязательно должны существовать отношения древовидного характера. Могут иметь место связи и в пределах одного уровня иерархии. Нижележащий компонент может подчиняться нескольким компонентами вышележащего уровня - это иерархические структуры со слабыми связями.

Для иерархических структур характерно наличие управляющих и исполнительных компонент. Могут существовать компоненты, являющиеся одновременно и управляющими и исполнительными.

Различают строго и нестрого иерархические структуры.

Система строгой иерархической структуры имеют следующие признаки:

в системе имеется один главный управляющий компонент, который имеет не менее двух связей;

имеются исполнительные компоненты, каждый из которых имеет только одну связь с компонентом вышележащего уровня;

связь существует только между компонентами, принадлежащим двум соседним уровням, при этом компоненты низшего уровня связаны только с одним компонентом высшего уровня, а каждый компонент высшего уровня не менее, чем с двумя компонентами низшего. Рис.1

Рис. 2.

На рис.1 приведен граф строго иерархической структуры, на рис.2 граф нестрогой иерархической структуры. Обе структуры трехуровневые.

Так на рис.1 элемент 1-го уровня иерархии может представлять собой ректора университета, элементы 2-го уровня - проректоров, 3-го уровня - деканов, остальные элементы (4-го уровня, не отраженного на рисунке) будут представлять заведующих кафедрами. Понятно, что все элементы и связи представленной структуры не равноправны.

Как правило, наличие иерархии является признаком высокого уровня организации структуры, хотя могут существовать и не иерархические высокоорганизованные системы.

В функциональном отношении иерархические структуры более экономичны.

Для не иерархических структур не существует компонент, которые являются только управляющими или только исполнительными. Любой компонент взаимодействует более чем с одним компонентом.

Рис. 3 - Граф многосвязной структуры системы

Рис. 4 - Граф сотовой структуры системы

Смешанные структуры представляют собой различные комбинации иерархических и неиерархических структур.

Введем понятие лидерства.

Лидирующей называется подсистема, удовлетворяющая следующим требованиям:

подсистема не имеет детерминированного взаимодействия ни с одной подсистемой;

подсистема является управляющей (при непосредственном или опосредованном взаимодействии) по отношению к части (наибольшему числу подсистем);

подсистема либо не является управляемой (подчиненной), либо управляется наименьшим (по сравнению с другими) числом подсистем.

Лидирующих подсистем может быть больше одной, при нескольких лидирующих подсистемах возможна главная лидирующая подсистема. Подсистема высшего уровня иерархической структуры одновременно должна быть главной лидирующей, если же этого нет, то предполагаемая иерархическая структура либо неустойчива, либо не соответствует истинной структуре системы.

Смешанные структуры представляют собой различные комбинации иерархических и неиерархических структур. Стабильность структуры характеризуется временем ее изменения. Структура может изменяться без преобразования класса или преобразованием одного класса в другой. В частности, возникновение лидера в неиерархической структуре может привести к преобразованию ее в иерархическую, а возникновение лидера в иерархической структуре - к установлению ограничивающей, а затем детерминированной связи между лидирующей подсистемой и подсистемой высшего уровня. В результате этого подсистема высшего уровня заменяется лидирующей подсистемой, либо объединяется с ней, или иерархическая структура преобразуется в неиерархическую (смешанную).

Равновесными называются неиерархические структуры без лидеров. Чаще всего равновесными бывают многосвязные структуры. Равновесность не означает покомпонентной идентичности метаболизма, речь идет только о степени влияния на принятие решений.

Особенностью иерархических структур является отсутствие горизонтальных связей между элементами. В этом смысле данные структуры являются абстрактными построениями, поскольку в реальной действительности трудно найти производственную или какую-либо другую действующую систему с отсутствующими горизонтальными связями.

Важное значение при морфологическом описании системы имеют ее композиционные свойства. Композиционные свойства систем определяются способом объединения элементов в подсистемы. Будем различать подсистемы:

эффекторные (способные преобразовывать воздействие и воздействовать веществом или энергией на другие подсистемы и системы, в том числе на среду),

рецепторные (способные преобразовывать внешнее воздействие в информационные сигналы, передавать и переносит информацию)

рефлексивные (способные воспроизводить внутри себя процессы на информационном уровне, генерировать информацию).

Композиция систем, не содержащих (до элементного уровня) подсистем с выраженными свойствами, называется слабой. Композиция систем, содержащих элементы с выраженными функциями, называется соответственно с эффекторными, рецепторными или рефлексивными подсистемами; возможны комбинации. Композицию систем, включающих подсистемы всех трех видов, будем называть полной Элементы системы (т.е. подсистемы, в глубь которых морфологический анализ не распространяется) могут иметь эффекторные, рецепторные или рефлексивные свойства, а также их комбинации.

На теоретико-множественном языке морфологическое описание есть четверка:

SM = {S, V, d, K},

где S={Si}i - множество элементов и их свойств (под элементом в данном случае понимается подсистема, вглубь которой морфологическое описание не проникает); V ={Vj}j - множество связей; δ - структура; К - композиция.

Все множества считаем конечными.

Будем различать в S:

Состав:

гомогенный,

гетерогенный,

смешанный (большое количество гомогенных элементов при некотором количестве гетерогенных),

неопределенный.

Свойства элементов:

информационные,

энергетические,

информационно-энергетические,

вещественно-энергетические,

неопределенные (нейтральные).

Будем различать во множестве V:

Назначение связей:

информационные,

вещественные,

энергетические.

Характер связей:

прямые,

обратные,

нейтральные.

Будем различать в d:

Устойчивость структуры:

детерминированная,

вероятностная,

хаотическая.

Построения:

иерархические,

многосвязные,

смешанные,

преобразующиеся.

Будем различать во множестве К:

Композиции:

слабые,

с эффекторными подсистемами,

с рецепторными подсистемами,

с рефлексивными подсистемами,

полные,

неопределенные.

Морфологическое описание, как и функциональное, строится по иерархическому (многоуровневому) принципу путем последовательной декомпозиции подсистем. Уровни декомпозиции системы, уровни иерархии функционального и морфологического описания должны совпадать. Морфологическое описание можно выполнить последовательным расчленением системы. Это удобно в том случае, если связи между подсистемами одного уровня иерархии не слишком сложны. Наиболее продуктивны (для практических задач) описания с единственным членением или с небольшим их числом. Каждый элемент структуры можно, в свою очередь, описать функционально и информационно. Морфологические свойства структуры характеризуются временем установления связи между элементами и пропускной способностью связи. Можно доказать, что множество элементов структуры образует нормальное метрическое пространство. Следовательно, в нем можно определить метрику (понятие расстояния). Для решения некоторых задач целесообразно введение метрики в структурном пространстве.

17. Методы описания структур при морфологическом описании. Графы структур .

Структурные схемы - Формирование структуры является частью решения общей задачи описания системы. Структура выявляет общую конфигурацию системы, а не определяет систему в целом.

Если изобразить систему как совокупность блоков, осуществляющих некоторые функциональные преобразования, и связей между ними, то получим структурную схему, в обобщенном виде описывающую структуру системы. Под блоком обычно понимают, особенно в технических системах, функционально законченное и оформленное в виде отдельного целого устройство. Членение на блоки может осуществляться исходя из требуемой степени детализации описания структуры, наглядности отображения в ней особенностей процессов функционирования, присущих системе. Помимо функциональных, в структурную схему могут включаться логические блоки, позволяющие изменять характер функционирования в зависимости от того, выполняются или нет некоторые заранее заданные условия.

Структурные схемы наглядны и вмещают в себя информацию о большом числе структурных свойств системы. Они легко поддаются уточнению и конкретизации, в ходе которой не надо изменять всю схему, а достаточно заменить отдельные ее элементы структурными схемами, включающими не один, как раньше, а несколько взаимодействующих блоков.

Однако, структурная схема - это еще не модель структуры. Она с трудом поддается формализации и является скорее естественным мостиком, облегчающим переход от содержательного описания системы к математическому, чем действительным инструментом анализа и синтеза структур. Рис. - Пример структурной схемы

Графы - Отношения между элементами структуры могут быть представлены соответствующим графом, что позволяет формализовать процесс исследования инвариантных во времени свойств систем и использовать хорошо развитый математический аппарат теории графов.

Определение. Графом называют тройку G=(M, R, P), где М - множество вершин, R - множество ребер (или дуг графа), Р - предикат инцидентности вершин и ребер графа. Р(x, y, r) = 1 означает, что вершины x,y ∈ M инцидентны (связаны, лежат на) ребру графа r ∈ R.
Для того чтобы облегчить работу с графом, вершины его обычно нумеруют. Граф с пронумерованными вершинами называется отмеченным.

Каждое ребро графа связывает две вершины, называемые в этом случае смежными. Если граф отмечен, то ребро задается парой (i,j), где i и j - номера смежных вершин. Очевидно, что ребро (i,j) инцидентно вершинам i и j , и обратно.

Если все ребра графа заданы упорядоченными парами (i,j), в которых порядок расположения смежных вершин имеет значение, то граф называется ориентированным. Неориентированный граф не содержит ориентированных ребер. В частично ориентированном графе ориентированы не все ребра.

Геометрически графы изображают в виде диаграмм, на которых вершины отображаются точками (окружностями, прямоугольниками), а ребра - отрезками, соединяющими смежные вершины. Ориентированное ребро задают отрезком со стрелкой.

Использование диаграмм настолько распространено, что обычно, говоря о графе, представляют себе именно диаграмму графа.

Если ребра графа имеют некоторые числовые характеристики связи, то такие графы называются взвешенными. В этом случае матрица инцидентности содержит веса соответствующих связей, знак перед числом определяет направление ребра.

Важной характеристикой структурного графа является число возможных путей, по которым можно пройти от одной вершины к другой. Чем больше таких путей, тем совершеннее структура, но тем она избыточнее. Избыточность обеспечивает надежность структуры. Например, разрушение 90% нервных связей головного мозга не ощущается и не влияет на поведение. Может существовать и бесполезная избыточность, которая в структурном графе изображается в виде петель.

18. Структура системного анализа. Базовый цикл решения. Дерево функций.

Общий подход к решению проблем может быть представлен как цикл.

При этом в процессе функционирования реальной системы выявляется проблема практики как несоответствие существующего положения дел требуемому. Для решения проблемы проводится системное исследование (декомпозиция, анализ и синтез) системы, снимающее проблему. В ходе синтеза осуществляется оценка анализируемой и синтезируемой систем. Реализация синтезированной системы в виде предлагаемой физической системы позволяет провести оценку степени снятия проблемы практики и принять решение на функционирование модернизированной (новой) реальной системы.

При таком представлении становится очевидным еще один аспект определения системы: система есть средство решения проблем.

Основные задачи системного анализа могут быть представлены в виде трехуровневого дерева функций.

На этапе декомпозиции, обеспечивающем общее представление системы, осуществляются:

Определение и декомпозиция общей цели исследования и основной функции системы как ограничение траектории в пространстве состояний системы или в области допустимых ситуаций. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций.

Выделение системы из среды (разделение на систему/«несистему») по критерию участия каждого рассматриваемого элемента в процессе, приводящем к результату на основе рассмотрения системы как составной части надсистемы.

Описание воздействующих факторов.

Описание тенденций развития, неопределенностей разного рода.

Описание системы как «черного ящика».

Функциональная (по функциям), компонентная (по виду элементов) и структурная (по виду отношений между элементами) декомпозиции системы.

Глубина декомпозиции ограничивается. Декомпозиция должна прекращаться, если необходимо изменить уровень абстракции - представить элемент как подсистему. Если при декомпозиции выясняется, что модель начинает описывать внутренний алгоритм функционирования элемента вместо закона его функционирования в виде «черного ящика», то в этом случае произошло изменение уровня абстракции. Это означает выход за пределы цели исследования системы и, следовательно, вызывает прекращение декомпозиции.

В автоматизированных методиках типичной является декомпозиция модели на глубину 5-6 уровней. На такую глубину декомпозируется обычно одна из подсистем. Функции, которые требуют такого уровня детализации, часто очень важны, и их детальное описание дает ключ к секретам работы всей системы.

В общей теории систем доказано, что большинство систем могут быть декомпозированы на базовые представления подсистем. К ним относят: последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов, соединение с помощью обратной связи.
Проблема проведения декомпозиции состоит в том, что в сложных системах отсутствует однозначное соответствие между законом функционирования подсистем и алгоритмом, его реализации. Поэтому осуществляется формирование нескольких вариантов (или одного варианта, если система отображена в виде иерархической структуры) декомпозиции системы.

Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые стратегии декомпозиции.

Функциональная декомпозиция. Декомпозиция базируется на анализе функций системы. При этом ставится вопрос что делает система, независимо от того, как она работает. Основанием разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых группами элементов.

Декомпозиция по жизненному циклу. Признак выделения подсистем - изменение закона функционирования подсистем на разных этапах цикла существования системы «от рождения до гибели». Рекомендуется применять эту стратегию, когда целью системы является оптимизация процессов и когда можно определить последовательные стадии преобразования входов в выходы.

Декомпозиция по физическому процессу. Признак выделения подсистем - шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояний. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов, результатом ее часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Применять эту стратегию следует, только если целью модели является описание физического процесса как такового.

Декомпозиция по подсистемам (структурная декомпозиция). Признак выделения подсистем - сильная связь между элементами по одному из типов отношений (связей), существующих в системе (информационных, логических, иерархических, энергетических и т.п.). Силу связи, например, по информации можно оценить коэффициентом информационной взаимосвязи подсистем k = N / N0 , где N - количество взаимоиспользуемых информационных массивов в подсистемах, N0 - общее количество информационных массивов. Для описания всей системы должна быть построена составная модель, объединяющая все отдельные модели. Рекомендуется использовать разложение на подсистемы, только когда такое разделение на основные части системы не изменяется. Нестабильность границ подсистем быстро обесценит как отдельные модели, так и их объединение.

На этапе анализа, обеспечивающем формирование детального представления системы, осуществляются:

Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к создаваемой системе. Он включает уточнение состава и законов функционирования элементов, алгоритмов функционирования и взаимовлияний подсистем, разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояний Z, задание параметрического пространства Т, в котором задано поведение системы, анализ целостности системы, формулирование требований к создаваемой системе.

Морфологический анализ - анализ взаимосвязи компонентов.

Генетический анализ - анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.

Анализ аналогов.

Анализ эффективности (по результативности, ресурсоемкости, оперативности). Он включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, непосредственно оценивание и анализ полученных оценок.

Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничений.

Этап синтеза системы, решающей проблему, представлен в виде упрощенной функциональной диаграммы на рисунке. На этом этапе осуществляются:

Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).

Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.

Синтез параметров системы, снимающей проблему.

Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).

Рис. - Упрощенная функциональная диаграмма этапа синтеза системы, решающей проблему

Оценка степени снятия проблемы проводится при завершении системного анализа.

Наиболее сложными в исполнении являются этапы декомпозиции и анализа. Это связано с высокой степенью неопределенности, которую требуется преодолеть в ходе исследования.

19. 9 стадий формирования представления системы.

Стадия 1. Выявление главных функций (свойств, целей, предназначения) системы. Формирование (выбор) основных предметных понятий, используемых в системе. На этой стадии речь идет об уяснении основных выходов в системе. Именно с этого лучше всего начинать ее исследование. Должен быть определен тип выхода: материальный, энергетический, информационный, они должны быть отнесены к каким-либо физическим или другим понятиям (выход производства - продукция (какая?), выход системы управления - командная информация (для чего? в каком виде?), выход автоматизированной информационной системы - сведения (о чем?) и т.д.).

Стадия 2. Выявление основных функций и частей (модулей) в системе. Понимание единства этих частей в рамках системы. На этой стадии происходит первое знакомство с внутренним содержанием системы, выявляется, из каких крупных частей она состоит и какую роль каждая часть играет в системе. Это стадия получения первичных сведений о структуре и характере основных связей. Такие сведения следует представлять и изучать при помощи структурных или объектно-ориентированных методов анализа систем, где, например, выясняется наличие преимущественно последовательного или параллельного характера соединения частей, взаимной или преимущественно односторонней направленности воздействий между частями и т.п. Уже на этой стадии следует обратить внимание на так называемые системообразующие факторы, т.е. на те связи, взаимообусловленности, которые и делают систему системой.

Стадия 3. Выявление основных процессов в системе, их роли, условий осуществления; выявление стадийности, скачков, смен состояний в функционировании; в системах с управлением - выделение основных управляющих факторов. Здесь исследуется динамика важнейших изменений в системе, ход событий, вводятся параметры состояния, рассматриваются факторы, влияющие на эти параметры, обеспечивающие течение процессов, а также условия начала и конца процессов. Определяется, 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.

Стадия 4. Выявление основных элементов «несистемы», с которыми связана изучаемая система. Выявление характера этих связей. На этой стадии решается ряд отдельных проблем. Исследуются основные внешние воздействия на систему (входы). Определяются их тип (вещественные, энергетические, информационные), степень влияния на систему, основные характеристики. Фиксируются границы того, что считается системой, определяются элементы «несистемы», на которые направлены основные выходные воздействия. Здесь же полезно проследить эволюцию системы, путь ее формирования. Нередко именно это ведет к пониманию структуры и особенностей функционирования системы. В целом данная стадия позволяет лучше уяснить главные функции системы, ее зависимость и уязвимость или относительную независимость во внешней среде.

Стадия 5. Выявление неопределенностей и случайностей в ситуации их определяющего влияния на систему (для стохастических систем).

Стадия 6. Выявление разветвленной структуры, иерархии, формирование представлений о системе как о совокупности модулей, связанных входами-выходами.

Стадией 6 заканчивается формирование общих представлений о системе. Как правило, этого достаточно, если речь идет об объекте, с которым мы непосредственно работать не будем. Если же речь идет о системе, которой надо заниматься для ее глубокого изучения, улучшения, управления, то нам придется пойти дальше по спиралеобразному пути углубленного исследования системы.

Формирование детального представления системы

Стадия 7. Выявление всех элементов и связей, важных для целей рассмотрения. Их отнесение к структуре иерархии в системе. Ранжирование элементов и связей по их значимости.

Стадии 6 и 7 тесно связаны друг с другом, поэтому их обсуждение полезно провести вместе. Стадия 6 - это предел познания «внутрь» достаточно сложной системы для лица, оперирующего ею целиком. Более углубленные знания о системе (стадия 7) будет иметь уже только специалист, отвечающий за ее отдельные части. Для не слишком сложного объекта уровень стадии 7 - знание системы целиком - достижим и для одного человека. Таким образом, хотя суть стадий 6 и 7 одна и та же, но в первой из них мы ограничиваемся тем разумным объемом сведений, который доступен одному исследователю.

При углубленной детализации важно выделять именно существенные для рассмотрения элементы (модули) и связи, отбрасывая все то, что не представляет интереса для целей исследования. Познание системы предполагает не всегда только отделение существенного от несущественного, но также акцентирование внимания на более существенном. Детализация должна затронуть и уже рассмотренную в стадии 4 связь системы с «несистемой». На стадии 7 совокупность внешних связей считается проясненной настолько, что можно говорить о доскональном знании системы.

Стадии 6 и 7 подводят итог общему, цельному изучению системы. Дальнейшие стадии уже рассматривают только ее отдельные стороны. Поэтому важно еще раз обратить внимание на системообразующие факторы, на роль каждого элемента и каждой связи, на понимание, почему они именно таковы или должны быть именно таковыми в аспекте единства системы.

Стадия 8. Учет изменений и неопределенностей в системе. Здесь исследуются медленное, обычно нежелательное изменение свойств системы, которое принято называть «старением», а также возможность замены отдельных частей (модулей) 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 модулей, подключение новых модулей, накопление информации для лучшего ее использования, а иногда и перестройку структуры, иерархии связей.

Основные неопределенности в стохастической системе считаются исследованными на стадии 5. Однако недетерминированность всегда присутствует и в системе, не предназначенной работать в условиях случайного характера входов и связей. Добавим, что учет неопределенностей в этом случае обычно превращается в исследование чувствительности важнейших свойств (выходов) системы. Под чувствительностью понимают степень влияния изменения входов на изменение выходов.

Стадия 9. Исследование функций и процессов в системе в целях управления ими. Введение управления и процедур принятия решения. Управляющие воздействия как системы управления. Для целенаправленных и других систем с управлением данная стадия имеет большое значение. Основные управляющие факторы были уяснены при рассмотрении стадии 3, но там это носило характер общей информации о системе. Для эффективного введения управлений или изучения их воздействий на функции системы и процессы в ней необходимо глубокое знание системы. Именно поэтому мы говорим об анализе управлений только сейчас, после всестороннего рассмотрения системы. Напомним, что управление может быть чрезвычайно разнообразным по содержанию - от команд специализированной управляющей ЭВМ до министерских приказов.

Однако возможность единообразного рассмотрения всех целенаправленных вмешательств в поведение системы позволяет говорить уже не об отдельных управленческих актах, а о системе управления, которая тесно переплетается с основной системой, но четко выделяется в функциональном отношении.

На данной стадии выясняется, где, когда и как (в каких точках системы, в какие моменты, в каких процессах, скачках, выборах из совокупности, логических переходах и т.д.) система управления воздействует на основную систему, насколько это эффективно, приемлемо и удобно реализуемо. При введении управлений в системе должны быть исследованы варианты перевода входов и постоянных параметров в управляемые, определены допустимые пределы управления и способы их реализации.

После завершения стадий 6-9 исследование систем продолжается на качественно новом уровне - следует специфическая стадия моделирования. О создании модели можно говорить только после полного изучения системы.

Целевая

Осн. Функция 2

Осн. Функция 1

Всп. функция 2

Всп. функция 1

Всп. функция 3

Всп. функция 1

Всп. функция 2

Системные методы и процедуры.Какие типы математических моделей по способу построения вы...

ОСНОВЫ СИСТЕМНОЙ КОНЦЕПЦИИ: ПОНЯТИЯ, СУЩНОСТЬ, АТРИБУТЫ

Программная аннотация

Происхождение понятия система. Целостность системы. Эволюция взглядов на систему. Подходы к определению системы. Свойства социально-экономической системы.

Язык описания системы. Понятия, характеризующие строение и деятельность системы. Элемент системы. Среда. Связь. Целостность системы. Цель системы.

Атрибуты системы. Целостность – коренной атрибут системы. Эмерджентность и ее проявление в системе.

Внешняя среда и система. Закрытая (замкнутая) и открытая системы.

Понятия, характеризующие строение и функционирование системы. Структура системы. Сетевая и иерархическая структуры. Сложность системы и подходы к ее определению Состояние и параметры системы. Статическая и динамическая системы. Поведение системы. Ситуация. Возмущения.

Опорный конспект лекции

2.1. Определение понятия система. Удивительное единство и гармония мироздания издавна поражали воображение людей. Непостижимая сложность и взаимообусловленность явлений и процессов не давали покоя ни древним мыслителям, ни их нынешним потомкам - физикам, биологам, кибернетикам, философам, экономистам. В стремлении раскрыть источник самодвижения природы и общества, познать в них причинно-следственные связи и закономерности исследователи от поколения к поколению обогащали знания о системах и шли к современному представлению о них.

Своим происхождением категория “система” обязана греческому слову systē ma, означающему в переводе “целое, составленное из частей, соединение ”. В те незапамятные времена, когда мудрецы Древней Греции создавали свое учение о строении Вселенной и мучительно искали ее движущее начало, стало складываться и воззрение о системах. От проницательного взгляда Гераклита, Демокрита, Аристотеля не ускользнули сложность и противоречивость созерцаемых ими систем, будь то звездные скопления или взращиваемые злаки.

Примечательным в этом отношении является воззрение Гераклита. Он полагал, что мир всегда был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и снова закономерно угасающим. Все течет, но в этом течении господствует логос (мировой разум) как закон. При этом во всем объединены противоположности и существует скрытая гармония.

Между тем приведенное выше определение системы, отмечая ее важнейшее качество - целостность, было слишком общим и абстрагировалось от присущих системе черт. Становилось очевидным, что целостность придает системе сочленение ее элементов, благодаря чему она отличается от простой суммы, совокупности составляющих ее компонент. Поэтому оказалось необходимым осмыслить понятия целого и части и отношение между ними.

К проблеме целого и части проявили интерес уже в глубокой античности. Так, Аристотель следующим образом понимал сущность этих категорий: “Целым называется то, у чего не отсутствует ни одна из тех частей, состоя из которых оно именуется целым от природы, а также то, что так объемлет объемлемые им вещи, что последние образуют нечто одно…”. Тем самым целое не только объединяет в себе его части, но и выступает качественно новым образованием.

Выяснение природы целого и его частей подвело к исследованию способа их взаимодействий, которые устанавливаются между элементами и порождают систему как таковую. Вследствие этого в определение системы стали включать существующие в ней связи между элементами.

В результате системами стали называть “множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство”. Процитированное из Большого энциклопедического словаря, такое определение системы является сегодня наиболее универсальным и употребительным. Его преимуществом является безотносительность к природе систем, которая накладывает специфику на их строение и функционирование и может быть учтена в определении конкретной системы .

В ряде определений резонно акцентируется внимание на многосвязности и взаимозависимости элементов системы, ввиду чего она не может быть разложена на автономные части. В последнем случае система переходит в иное качество или просто утрачивает себя.

Кстати, этот исход подметил еще Гегель: “Целое, хотя оно и состоит из частей, перестает, однако, быть целым, когда его делят…”. Отсюда целостность системы предполагает отсутствие в ней каких-либо изолированных частей, т. е. не охваченных взаимодействиями с другими частями системы.

На этом основании свойство зависимости распространяется на все без исключения элементы системы, ввиду чего ее толкование подразумевает взаимодействие всех элементов и нераздельность системы.

Примером такого определения служит трактовка системы Р. Акоффом и Ф. Эмери, под которой они понимают “множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любые подмножества этого множества не могут быть независимыми”.

Вместе с тем некоторые аналитики усматривают в подобной интерпретации системы неполноту, считая необходимым указать на ее исследователя (наблюдателя). Дело в том, что границы и содержание системы во многом обусловливаются подходом и возможностями лица (коллектива), осуществляющего ее изучение или конструирование. Поэтому одна и та же система, исследуемая под различным углом зрения, может быть и по-разному изучена и описана.

На это обстоятельство обращает внимание, в частности, английский нейрофизиолог. По его мнению, если система в ходе исследования становится все больше и больше, информация о ней резко возрастает и восприятие ее становится невозможным. Тогда целью “должно быть получение частичного знания, которое, будучи частичным по отношению к целому, было бы тем не менее полным в себе и достаточным для решения данной практической задачи”.

Наконец, существенно отличаются от прочих системы, обладающие поведением, - так называемые бихевиористические (от англ. вehaviour - поведение) системы. Поскольку предметом нашего рассмотрения служат социально-экономические системы, следует дополнить ее определение целью создания системы. Целевая установка играет для таких систем решающую роль, задавая для нее внутреннее строение и характер функционирования.

Таким образом, обобщая свойства социально-экономической системы, можно сформулировать следующее определение ее.

Социально-экономическая система представляет собой множество связанных между собой элементов, характеризуемых в рамках исследовательской задачи целостностью и целенаправленным поведением.

Настоящее толкование системы вытекает из основных признаков ее и дает лишь предварительные сведения о системе. В дальнейшем по мере углубления знаний о ней приведенное определение системы будет расширяться и конкретизироваться.

Упорядочивая существующие в литературе подходы к определению системы, аналитики склонны разделить их на 3 группы.

Первая группа охватывает объективно существующие комплексы процессов и явлений, связанные между собой (скажем, туристические фирмы, гостиницы, учреждения здравоохранения, банки и т. п.).

Вторая группа включает искусственно разрабатываемые системы, например, модели функционирования тех или иных предприятий. Эти системы служат отображением реально протекающих явлений и процессов и служат инструментом их исследования.

Третья группа включает комбинированные системы, имеющие черты первой и второй групп. Таковыми являются проектируемые и создаваемые предприятия и их подразделения, при реализации которых используются методы и средства моделирования.

Разумеется, вряд ли можно дать исчерпывающее определение системы. И не только потому, что системы многообразны, имеют бесконечное множество свойств и подвести их под “общий знаменатель” довольно трудно. Ведь с течением времени наши знания о системе прирастают, ввиду чего переосмысливается и уточняется само определение системы. Подобно тому, как системы живут и развиваются, совершенствуется и понятие о ней.

2.2. Понятия, характеризующие содержание системы. Исследование и проектирование систем предполагает применение определенного языка ее описания. Он должен быть достаточно информативным, емким по содержанию для охвата проблематики систем и при этом не допускать двусмысленности. В противном случае могут возникнуть трудности как с полнотой изложения материала, так и с пониманием его существа.

Вследствие этого уместно остановиться на основных понятиях, характеризующих строение и деятельность социально-экономических систем. Раскроем содержание тех из них, которые составляют терминологический минимум теории систем и потребуются нам в дальнейшем. Прежде всего обратимся к категориям, раскрывающим понятие системы.

Элемент системы – это ее наименьшее звено в рамках проводимого исследования. Другими словами, ее первичные ячейки, которые в том или ином конкретном анализе системы не подлежат дроблению и формируют представление о ее устойстве и поведении. В зависимости от цели и специфики задачи в качестве элемента могут быть приняты различные части системы: рабочее место, бюро, отдел, участок, цех, филиал, предприятие, объединение и др.

Среда – это совокупность принимаемых во внимание элементов, их свойства и характеристики. В этой совокупности принято выделять некоторое множество элементов, которое образует изучаемую систему, и остальные элементы, окружающие ее. Говорят, что первые составляют внутреннюю, вторые – внешнюю среду системы. Такое подразделение среды на внутреннюю и внешнюю носит условный характер, и граница между ними обусловливается критерием выделения системы. Этот критерий обычно задается внешней средой, диктуется соображениями исследования и потому часто в ходе его переосмысливается и уточняется.

Свойства среды находят выражение в многообразии, взаимозависимости, изменчивости и определенности значений ее факторов.

Очевидно, чем больше многообразие и изменчивость факторов среды, тем она сложнее для анализа. При этом скорость изменения значений факторов характеризует степень подвижности среды, ее динамичность. А определенность значений факторов, т. е. полнота и точность сведений о них, придает среде ту или иную “прозрачность” и влияет на процесс ее воспроизведения формальными средствами.

Связь – это ограничение, налагаемое на элементы системы. Образуя связь, элементы утрачивают часть своей свободы, но вместе с тем приобретают возможность вступать в контакт друг с другом.

Связи существуют как внутри некоторой системы, так и с внешней средой. Посредством внешних связей система “общается” со своим окружением, с помощью внутренних связей элементы системы взаимодействуют между собой и поддерживают ее целостность. Различают жесткие, неизменные во времени связи, и гибкие, которые могут изменяться в процессе работы системы . Необходимо иметь в виду, что с позиций управления связь представляет собой обмен информацией между элементами системы, благодаря чему обеспечивается ее целенаправленное поведение. При этом также можно встретить непосредственные и опосредованные, сильные и слабые, направленные и ненаправленные, прямые и обратные связи.

Целостность системы – это ее органическое единство, выражаемое обособленностью элементов данной системы от других элементов внешней среды и способностью к самосохранению системы. Ее целостность обеспечивается прежде всего тем, что внутренние связи системы сильнее, нежели внешние, и потому удается противостоять негативным воздействиям окружающей среды и избежать распада системы. С другой стороны, ее целостность поддерживается появлением у системы новых интегративных свойств, что побуждает ее элементы вступать в контакт друг с другом и следовать коллективному поведению.

В методологическом аспекте здесь необходимо отметить следующее. Поскольку целостность имеет примат над остальными свойствами системы, именно система как целое доминирует во взаимодействии с элементами, а не наоборот. Элементы составляют систему, но при этом она подчиняет себе свои элементы и при расщеплении порождает их. Ведь разбиение системы на элементы может быть выполнено различным образом, но целостность ее от этого не меняется.

Цель системы – это ее намерение относительно результата своей деятельности на протяжении некоторого периода времени . “Стремление сопродуцировать достижение общих целей – это то, что продуцирует взаимодействия, объединяющие индивидов в социальную группу” (). Тем самым цель выступает движущим мотивом образования системы, предпосылкой ее функционирования и целостности.

Обсуждаемые понятия являются исходными для определения системы. В последующем эта терминология будет уточняться и расширяться по мере изучения атрибутов и закономерностей поведения системы.

2.3. Атрибуты системы. Коренной атрибут системы – ее целостность – обеспечивается зарождением у системы новых качеств, отсутствующих у ее элементов в отдельности. Именно такие интегративные свойства придают системе уникальность и обусловливают специфику ее деятельности.

В зарубежной системологии этот феномен получил название эмерджентности (от латинского emergere), что в переводе означает “появляться, возникать”. При этом констатируется принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и невыводимость из последних свойств системы . Этим подчеркивается качественная новизна эмерджентных свойств системы: они не могут быть получены простым сложением свойств ее элементов, хотя свойства элементов, конечно, накладывают отпечаток на свойства системы.

Воздействия системы и ее элементов отличаются взаимовлиянием их друг на друга: система оказывает влияние на элементы, элементы – на систему. В результате элементы утрачивают некоторые свойства, которые они имели в свободном (до вхождения в систему) положении, но взамен приобретают иные свойства, вытекающие из их места и функций в системе. Аналогично и система претерпевает изменения в случае включения в нее новых или исключения прежних элементов. Кстати, в процессе взаимодействия элементов системы у нее могут появляться не только новые свойства, но и части, которые отсутствовали у системы раньше. Тем самым у системности просматривается структурный и функциональный аспекты.

Внешняя среда и система. Выше уже отмечалось, что разделение среды на внешнюю и внутреннюю в известной мере условно и привносится исследователем. Такое отграничение одних элементов от других дает возможность очертить в среде систему, но вместе с тем подчеркивает неотрывность системы от своего внешнего окружения. Поэтому функционирование системы протекает во внешней среде и требует учета их взаимодействия.

Закрытая (замкнутая) система – это система, которая не имеет каналов обмена с внешней средой. Иными словами, ни один элемент системы не связан ни с одним элементом внешней среды. При рассмотрении подобной идеализированной системы пренебрегают влиянием внешнего окружения, полагая, что система является автономной и остается “непроницаемой” для его воздействия. Поэтому изменение состояний закрытой системы может быть вызвано лишь какими-то ее внутренними причинами.

Открытая система – это система, имеющая каналы обмена с внешней средой и испытывающая ее влияние. У таких систем хотя бы один ее элемент связан с элементом внешнего окружения. В общем случае взаимодействие со средой может иметь многообразный характер: материально-энергетический, кадровый, финансовый, информационный и иной. Тем самым открытые системы восприимчивы к воздействиям среды, способны реагировать на них и изменять режим своего функционирования.

В реальности системы не могут отгородиться от своего окружения и потому являются открытыми. Между тем иногда аналитики пренебрегают несущественными в рамках той или иной задачи воздействиями среды (например, гравитационными, магнитными и т. п.) и представляют такую систему закрытой, допуская при этом известную погрешность.

2.4. Понятия, характеризующие структуру и функционирование системы. Достижение цели предполагает подчинение ей внутреннего устойства системы и деятельности всех входящих в нее элементов . В условиях нарастающей сложности внешней и внутренней среды целенаправленное движение системы находит выражение во множественности и масштабности выполняемых элементами функций. Вследствие этого возникает необходимость в рациональном осуществлении взаимодействия элементов системы, для чего формируется ее структура.

Структура системы – это совокупность ее базисных элементов, связей и отношений между ними, а также способов взаимодействия элементов. Она представляет собой “скелет” системы, ее инвариант, т. е. такое качество системы, которое остается относительно стабильным при изменении режима ее работы. Структура как сеть существенных связей между элементами выполняет системообразующую и системосохраняющую роли в системе, благодаря чему обеспечивается ее целостность.

Между тем относительное постоянство структуры вовсе не означает, что она пребывает неизменной в процессе функционирования системы. Наоборот, подвижность системы была бы невозможной, если бы ее структура окостенела и не подвергалась изменению. Но при этом существует предел динамичности структуры, за которым наступает переход системы в новое качество или ее распад.

Приведенное выше определение структуры системы по своему содержанию близко к понятию системы, что может внести путаницу в их толкование. Чем же они отличаются друг от друга? Структуру формируют только устойчивые элементы и связи, тогда как систему – вся совокупность (и устойчивых, и неустойчивых) имеющихся в ней элементов и связей. Вот почему структурные связи предохраняют систему от разрушения, несмотря на помехи, возникающие внутри и вне системы.

Система функционирует во времени и в пространстве. Поэтому в зависимости от того, в каком измерении рассматриваются взаимодействия в системе, она может быть представлена в виде сетевой или иерархической структуры.

Сетевая структура (или просто сеть) служит средством декомпозиции системы во времени. Такая структура отражает развертывание процесса функционирования системы по мере следования событий друг за другом и связь между ними. Задача исследования в этом случае сводится к анализу цепочек событий и расчетам продолжительности критического пути (наиболее продолжительной цепи событий) и резервов совершения событий.

Иерархическая структура (иерархия) является средством декомпозиции системы в пространстве. Она фиксирует взаимодействие элементов, распределенных по уровням в соответствии с присущей им подчиненностью. Подобное вертикальное строение системы примечательно тем, что позволяет сочетать директивность с предоставлением определенной свободы маневрирования нижестоящим элементам. Отсюда основная проблема состоит в поиске рационального соотношения централизации-децентрализации элементов системы с тем, чтобы в полной мере реализовать ее возможности для достижения цели.

Очевидно, чем больше элементов в системе и многочисленнее связи в ней, тем разветвленнее ее структура и сложнее система. Поэтому необходимо уточнить, что будем понимать здесь под категорией сложности.

Сложность системы - это разнообразие ее элементов и связей между ними. На этом основании о сложности системы будем судить не только по тому, много или мало в ней элементов и связей, но и какова их неоднородность. Это значит, требуется учет степени сходства и различия элементов и связей, их способности к преобразованиям - изменению, отмиранию и порождению и т. п. Отсюда максимальная сложность приходится на живые организмы и социальные системы. Понятно, чем сложнее система, тем менее предсказумо поведение ее и труднее проводить исследование.

Существуют различные подходы к классификации систем по уровню сложности, среди которых наибольшую известность получили следующие.

Один из них берет в качестве классификационного признака число элементов системы. Например, советский математик делит все системы на малые (10-1000 элементов), сложные (00 элементов) и так далее – ультрасложные и суперсистемы. В качестве примера системы 2-ой группы он приводит транспортную систему большого города, 3-ей группы – организмы животных и человека, социальные организации, а 4-ой группы – звездную вселенную.

Другой подход к классификации исходит из возможности описания системы. Так, английский кибернетик С. Бир предлагает разделить все системы на простые, сложные и очень сложные. Если описание первых систем не встречает затруднений, вторые еще поддаются подробному описанию, то третьи (экономика, мозг, фирма) - уже нет. При этом автор классификации вводит и второй критерий – характер протекающих в них процессов (детерминированный или вероятностный).

Из определения сложности систем и их классификации видно, что разнообразие элементов и связей порождает множество возможных состояний системы, которые образуют процесс ее функционирования.

Состояние системы – это ее положение в некоторый момент времени. Описание этого положения дают зафиксированные в данный момент значения характеристик системы. Среди них могут быть наблюдаемые внешние воздействия на систему и ее ответная реакция.

Число состояний реальных систем чрезвычайно велико. Для примера допустим, что элемент описывается 3 характеристиками, каждая из которых может принимать всего 2 значения. Тогда число состояний такого элемента равно 2×2×2 = 8. Если система образована из 10 таких элементов, то общее число состояний системы будет равно 8 в степени 10, т. е. больше 1 миллиарда.

Параметры системы – это ее характеристики, выбранные для целей исследования данной системы. Параметры сообщают о тех свойствах системы, которые переводят ее из одного состояния в другое. Процедура выбора параметров лишена строгой регламентации и формализации, ввиду чего она зависит от подхода и опыта исследователя. Однако субъективизм процедуры может быть снижен благодаря последующему анализу и отсеиванию несущественных и малоинформативных параметров.

В зависимости от способности находиться в различных состояниях системы могут быть статическими или динамическими.

Статическая система – это система, которая не изменяется во времени. Поскольку в этой системе не происходит смены состояний, принимается, что она пребывает только в одном состоянии. Такая система, несмотря на влияние внешней среды, не откликается на ее воздействия и представляет мало интереса для исследования.

Динамическая система – это система, которая с течением времени может менять свои состояния. В результате происходящие в ней процессы отличаются разнообразием внутренних состояний и потому более богатыми свойствами. В дальнейшем предметом нашего изучения будут лишь открытые динамические системы.

Поведение системы – это последовательность ее состояний в определенном пространстве и времени. Ввиду этого поведением обладают только те системы, которые могут переходить из одного состояния в другое . Заметим, что некоторые специалисты склонны считать, что поведение присуще только организационным и человеко-машинным системам, т. е. наделенных целеполаганием, тогда как в отношении других систем уместнее говорить лишь о протекающих в них процессах.. В этом случае можно утверждать, что поведение систем складывается под влиянием взаимозависимых действий элементов системы, направленных на достижение желаемого результата..

Ситуация – это совокупность состояний системы и внешней среды в фиксированный момент времени. Ситуация характеризует сложившееся положение системы и ее окружения посредством значений их параметров .

В различных ситуациях обращают на себя внимание такие действия внешней и внутренней среды, которые вносят помехи в ход функционирования системы.

Возмущение (помеха) – это такое действие, которое влияет на состояния системы и дестабилизирует ее поведение. Оно вносит разлад во взаимодействие элементов и снижает полезный результат функционирования системы. Возмущения могут исходить как от внутренней среды, так и внешней . Другими словами, они могут возникать в самой системе под влиянием собственных процессов и в ее окружении.

Возмущения накладывают отпечаток на функционирование системы и вызывают ее изменение значений ее параметров, а иногда и структуры системы. Поэтому управление системой призвано обеспечить ее движение по расчетной траектории, задаваемой параметрами системы.

Функциональные свойства системы. Равновесие системы. Статическое и динамическое равновесие. Устойчивость системы. Область устойчивости. Устойчивое равновесие.

Гомеостазис. Адаптация. Развитие. Эволюционное и революционное развитие.

Организация и организованность системы. Отношения порядка между ее элементами, связями и взаимодействиями.

Классификация систем по степени организованности. Хорошо и плохо организованные системы. Самоорганизующиеся системы.

Опорный конспект лекции

3.1. Функциональные свойства и характеристики системы. Воздействие среды на открытую систему приводит к изменению условий ее функционирования и встречает ответную реакцию системы.

Равновесие системы – это ее способность сохранять свое поведение при отсутствии возмущений среды. Такая ситуация в социальных системах примечательна тем, что ни один из взаимодействующих элементов не стремится нарушить его. Поэтому состояние равновесия часто ассоциируется с достижением системой желаемого положения.

Между тем даже в благоприятном для системы состоянии она в процессе своего функционирования не теряет подвижности и смещается относительно точки равновесия в ту или иную сторону. Совершая вокруг нее колебания, система находится в состоянии уже не статического, а динамического равновесия.

Устойчивость – это способность системы поддерживать свое поведение, несмотря на возмущения среды. Строго говоря, понятие устойчивости относится не к системе как таковой, а к ее параметрам. Дело в том, что одни параметры системы могут обладать свойством устойчивости, другие - нет. В этом случае оценивать устойчивость системы в целом затруднительно .

К тому же с практической точки зрения существенными являются вопросы, о сохранении каких свойств системы идет речь и каков класс допустимых возмущений. После ответа на эти вопросы усилия исследователей могут быть направлены на определение значений параметров, при которых система остается устойчивой (“области устойчивости”). Ведь относительно иных свойств или ограничений на возмущения параметры системы могут оказаться неустойчивыми.

Устойчивое равновесие – это способность системы возвращаться в состояние равновесия, после того, как она была из него выведена. Поскольку система не всегда принимает прежнее состояние равновесия, среди них могут встречаться и состояния неустойчивого равновесия. В общем случае у системы может быть не одно, а множество различных состояний равновесия.

Свойство устойчивого равновесия проявляет себя в другом свойстве, присущем живым организмам, - гомеостазисе . В биологии под гомеостазисом понимают способность организма удерживать свои параметры в физиологически допустимых границах. Между тем гомеостатическое поведение могут иметь и технические системы, снабженные механизмами саморегуляции.

Адаптация – это способность системы приспосабливаться к возмущениям. В результате этого система имеет возможность ослабить негативное воздействие внешних и внутренних возмущентй и сохранить себя как целостную систему. В зависимости от характера возмущений процесс адаптации системы может включать изменение режима ее функционирования, либо коренную перестройку структуры системы.

Развитие системы – это процесс количественных и качественных изменений в ней, не нарушающих целостность системы. В ходе развития системы в ней происходит изменение сложности и модификация структуры, т. е. преобразования в составе элементов и совокупности связей между ними. При этом выделяют две формы развития – постепенного (эволюционного) и скачкообразного (революционного) изменения свойств системы. К тому же и направление этих изменений может быть различным – восходящим (прогрессивным), либо нисходящим (регрессивным). В последнем случае система утрачивает свои прежние качества и деградирует вплоть до распада.

При прогрессивном развитии усложняется структура системы, например, фирма расширяет свою технологическую базу, что позволяет ей диверсифицировать производство и адаптироваться к колебаниям спроса на ее товары и услуги. В противоположность ему регрессивное развитие протекает при старении оборудования, истощении оборотных средств и свертывании производственно-финансовой деятельности фирмы.

3.2. Организация и организованность системы. Структурные преобразования в системе могут иметь своим следствием повышение взаимосвязанности ее элементов и согласованности функционирования частей системы, или, наоборот, разрыв связей между ее элементами и тем самым нарастание разлада в системе. Поэтому понятие развития системы можно рассмотреть с точки зрения ее организации.

Организация системы - это ее строение, характеризуемое отношениями порядка среди элементов, связей и взаимодействий между ними. В такой интерпретации понятие организации системы содержит в себе ее структуру и определяется через нее. Вместе с тем в толкование организации системы дополнительно вводятся отношения порядка между ее элементами, связями и взаимодействиями.

Под отношением порядка между элементами будем понимать правило их расположения в пространственно-временном измерении. Здесь учитывается позиция элементов относительно друг друга, их предшествование и т. п. Иначе говоря, если есть какое-то закономерное появление элементов в системе, то его и будем полагать отношением порядка между ними.

Аналогично принимается во внимание также отношение порядка между связями и взаимодействиями среди элементов, т. е. их закономерное осуществление в системе.

Отмечаемые отношения в системе могут отличаться друг от друга и быть достаточно разнообразными. В силу этого согласованное функционирование элементов системы диктует необходимость уменьшения этого разнообразия и повышения слаженности их взаимодействия, поскольку в противном случае в системе станет нарастать хаос.

Организованность системы – это степень упорядоченности ее функционирования, достигаемая благодаря взаимодействию элементов системы. Отсюда чем больше и теснее связаны элементы системы друг с другом, тем лучше ее организованность. Для социально-экономической системы это условие выражается в необходимости координации поведения всех ее элементов, что повышает согласованность поведения частей системы и ее организованность.

По степени организованности системы можно классифицировать на хорошо организованные, плохо организованные и самоорганизующиеся.

В хорошо организованной системе элементы и связи просматриваются отчетливо и однозначно, и потому процесс ее функционирования имеет детерминированный характер. Таковыми системами являются, например, малоэлементные механические устройства – велосипед , часы и др.

В плохо организованной системе взаимодействия элементов становятся менее очевидными, трудноопределяемыми и тем самым протекающие в ней процессы будут иметь уже случайную природу. Детерминизм функционирования системы уступает место стохастическим закономерностям. Наглядную иллюстрацию их можно найти в статистических процессах взаимодействия молекул в газе, отчего настоящие системы называют также диффузными. Примером подобных процессов могут служить те из них, которые реализуют удовлетворение заявок клиентов, - в телефонной сети, на автозаправочных станциях и др.

Наконец, самоорганизующиеся системы отличаются еще большей непредсказуемостью, способностью к неожиданному и нетривиальному поведению и адаптацией к внешней среде. К ним относятся социально-экономические системы, и в частности, учреждения общественного питания, туризма и др.

Закономерности образования системы: целенаправленности, дифференцированности и противоречивости элементов, совместимости элементов, интегративности и коммуникативности элементов.

Закономерности поведения системы: сохранения целостности системы, повышения сложности и организованности системы, потенциальной эффективности, иерархичности, адаптации, самоорганизации.

Опорный конспект лекции

4.1. Закономерности образования системы. Становление системы происходит при некоторых условиях, которые служат предпосылками ее возникновения и сохранения. Среди этих условий можно обнаружить следующие закономерности.

1. Целенаправленности . Создание системы преследует определенную цель, которая формируется внутри системы. Цель играет основополагающую роль в формировании структуры, функций, организации и поведении системы.

Примечательным в этом отношении служит мнение Генри Форда: “Во-первых, корпорация должна иметь своей целью оказание определенных услуг… Самое важное – это преследуемая цель. Для того, чтобы правильно производить то или другое, необходимо руководствоваться определенной целью…”. На приоритет цели обращал внимание и другой классик теории менеджмента - Г. Эмерсон, который отвел постановке цели первое место среди сформулированных им 12 принципов производительности.

2. Дифференцированности и противоречивости элементов . В процессе образования системы элементы ее предстают как разнородные, отличающиеся друг от друга, что вносит противоречивость в отношение между ними и с системой. Эта противоречивость вытекает уже из нетождественности целого и его части. Целое зиждется прежде всего на том, что есть общее у элементов, объединяет их в систему. Однако у элементов есть и особенное, специфичное от черт других элементов. Но именно благодаря дифференцированности и различной специализации элементы могут взаимодополнять друг друга и содействовать в выполнении общих функций.

3. Совместимости элементов . Функционирование системы как единого целого предполагает не только дифференцированность ее элементов, но и совместимость их. Совместное поведение элементов подразумевает наличие у них способности к взаимодействию. В противном случае согласованное поведение элементов будет нарушено отсутствием у некоторых (или всех) из них связей, обеспечивающих координацию элементов.

4. Интегративности элементов . Для осуществления общесистемных функций элементы вступают в связь и объединяются, представляя собой целостность. Подобная интеграция элементов становится возможной, если сила связей между ними превысит силу их взаимодействия с окружающей средой. Иначе произойдет разрыв внутренних связей, и элементы могут оказаться вне системы, поставив под угрозу ее целостность.

5. Коммуникативности элементов . Интегративность систем не исключает, а наоборот, предполагает взаимодействие элементов открытых систем не только в рамках системы, но и за ее пределами, т. е. с элементами внешней среды. По каналам связи система может вести обмен с внешней средой ресурсами (материально-энергетическими, трудовыми, финансовыми, информационными и др.), вследствие чего окружение системы задает ей условия функционирования.

4.2. Закономерности поведения системы. Функционирование системы подчинено определенным свойствам, имеющим существенный и повторяемый характер. Они представляют собой закономерности поведения системы и проявляют себя в виде тенденций ее развития. Среди них методологическое значение имеют следующие.

1. Сохранения целостности системы . В процессе функционирования система стремится обеспечить свою целостность благодаря модернизации элементов и структуры системы, поскольку в ином случае ее ожидает разрушение внутренних связей и целостности.

2. Повышения сложности и организованности системы . Поддержание целостности системы в условиях нарастания возмущений внутри и вне ее побуждает систему реагировать на них усложнением, реорганизацией, порождением новых элементов и связей, что позволяет системе противостоять помехам и сохранять в подвижной среде свою устойчивость.

3. Потенциальной эффективности . Настоящая закономерность устанавливает зависимость предельных свойств системы от сложности ее структуры и поведения. В соответствии с этим потенциальные возможности системы имеют свой предел и в случае их исчерпания требуется усложнение системы.

4. Иерархичности . В ходе повышения сложности системы происходит реструктуризация системы, перестроение связей элементов по вертикали и горизонтали, переподчинение их, что влечет за собой изменение степени централизации системы. При этом каждый уровень иерархии проявляет разные свойства по отношению к вышестоящему и нижестоящему уровню. Во взаимодействии с вышестоящим уровнем больше проявляется свойство подчинения, во взаимодействии с нижестоящим уровнем – свойство системного единства.

5. Адаптации .. С позиций иерархичности внешняя среда оказывает доминирующее влияние на систему. Стремление системы сохранить при этом устойчивость параметров находит свое выражение в закономерности адаптации. Процесс адаптации может протекать пассивно, когда система лишь подстраивается под внешние условия, и активно, когда система реагирует на них, отвечая обратным воздействием на свое окружение.

6. Самоорганизации . Среди адаптивных систем обычно различают самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы. Если первые в процессе приспособления к возмущениям изменяют лишь способ своего функционирования, то вторые модернизируют свою структуру.

Например, самонастраивающиеся системы в соответствии с колебаниями спроса на свои услуги могут наращивать объем выгодных услуг и свертывать производство убыточных услуг. В отличие от них самоорганизующиеся системы проводят более глубокие преобразования в своей производственной структуре - создают новые подразделения и осваивают технологию производства выгодных им услуг.

Самоорганизация предполагает накопление информации о ситуациях в прошлом и с учетом ее выработку линии дальнейшего поведения системы. Тем самым она набирается опыта и занимается самообучением, благодаря которому система имеет возможность осознанно корректировать режим своего функционирования и добиваться достижения цели.

Необходимо заметить, что закономерность самоорганизации в настоящее время остается во многом загадочной для исследователей и слабоизученной.