Понятие об имитационно-динамическом моделировании систем управления

Имитационная динамическая модель (ИДМ) повторяет поведение системы во времени.

По Р. Шеннону (Rober t Е. Shannon— профессор университета в Хантсвилле, штат Алабама, США), имитационное моделирование есть процесс конструирования на ЭВМ модели сложной реальной системы, функционирующей во времени, и постановки экспериментов на этой модели с целью либо понять поведение системы, либо оценить различные стратегии, обеспечивающие функционирование данной системы.

Укажем ряд основных достоинств и недостатков метода имитационного моделирования [40]. Основные достоинства:

• имитационная модель позволяет, в принципе, описать моделируемый процесс с большей адекватностью, чем другие;

• имитационная модель обладает известной гибкостью варьирования структуры, алгоритмов и параметров системы;

• применение ЭВМ существенно сокращает продолжительность испытаний по сравнению с натурным экспериментом (если он возможен), а также их стоимость.

Основные недостатки:

• решение, полученное на имитационной модели, всегда носит частный характер, так как оно соответствует фиксированным элементам структуры, алгоритмам поведения и значениям параметров системы;

• большие трудозатраты на создание модели и проведение экспериментов, а также обработку их результатов;

• если использование системы предполагает участие людей при проведении машинного эксперимента, на результаты може т оказать влияние так называемый хотторнский эффект, заключающийся в том, что люди, зная (чувствуя), что за ними наблюдают, могут изменить свое обычное поведение.

Для построения ИДМ необходимо:

1. Выявить внутреннюю структуру системы по элементам.

2. Выявить прямые и обратные связи между элементами системы.

3. Установить характер этих связей и опытным путём определить количественные зависимости, вызываемые этими связями.

4. Определить уравнение функций описывающие найденные зависимости.

5. Описать систему уравнений моделей на языке программирования.

6. Задать начальные параметры системы и их возможные отклонения.

7. Выполнить изменение всех элементов системы и получить конечный результат.

Простейший пример модели (взаимодействие параметров развития региона) приведем на рисунке 3.1.3.

l – сила влияния, τ – временной лаг

Рисунок 3.13 – Простейшая имитационная модель

Раздел 3 «Организация процесса исследования систем управления»

Лекция 6 «Планирование и организация исследованиясистем управления»

1.Планирование процесса исследования систем управления

Организация исследования систем управления требует учета ряда системных характеристик. Раскроем эти характеристики.

1. Потребность в исследовании предопределяет масштаб и глубину исследования системных характеристик, реализация которых в наибольшей степени влияет на достижение поставленных целей.

2. Объектом исследований является система управления конкретной организации, предметом – ее основная проблема.

3. Ресурсы — это комплекс средств, обеспечивающих успешное проведение исследований. Это, прежде всего, материальные ресурсы, трудовые ресурсы, финансовые ресурсы, информационные ресурсы, технические средства, необходимые для обработки результатов, а также правовые документы, характеризующие объект исследования.

4. Эффективность исследований требует соизмерения затрат на проведение исследований и полученных результатов.

5. Результаты исследований могут быть представлены в различных формах. Это может быть новая модель системы управления, новые регламентирующие документы, скорректированные расчетные формулы, новая корпоративная культура.

С практической точки зрения методика проведения исследований, как правило, включает три основных раздела:

- в теоретическом разделе определяются основные цели, задачи, предмет и объект исследования.

- методический раздел содержит обоснование выбора метода проведения исследований, сбора и обработки данных, анализ полученных результатов, способы их оформления.

- организационный раздел представляет, прежде всего, план проведения исследований, формирование команды исполнителей, распределение трудовых и финансовых ресурсов. Здесь же определяется и организационная форма проведения исследований, т.е. индивидуальные или коллективные исследования, исследования, проводимые внутренними или внешними специалистами. Выделяются специальные отделы, службы управления изменениями, целевые проектные подразделения, которые будут задействованы в проведении исследования систем управления.

Любое исследование начинается с составления его программы. Программа исследований — это комплекс положений, определяющих цели и задачи исследования, предмет и условия его проведения, используемые ресурсы, а также предполагаемый результат.

Программу рассматривают как средство достижения цели, форму ее конкретизации, а план — как органи­зующий фактор последовательного движения к цели.

Программа, как правило, состоит из следующих разделов: цель проведения исследований, содержание проблемы, ее актуальность и важность, парадигма и рабочая гипотеза решения проблемы в процессе исследования, обеспечение исследования ресурсами (ничего нельзя сделать, не имея ничего), предполагаемый результат и эффективность исследования.

План исследования — это комплекс показателей, отражающих связь и последовательность ключевых мероприятий (действий, акций и пр.), веду­щих к полной реализации программы и разрешению проблемы.

План представляет собой организационную конкретизацию программы исследования. Он как бы соединяет содержание проблемы с организацион­ными возможностями и вариантами ее практического решения.

По сложным проблемам исследования бывает полезно разрабатывать алгоритм исследования, который позволяет предусматривать возможные возвратные операции при неудачных ре­шениях или непредвиденных трудностях, быстро находить адрес таких возвра­тов. Алгоритм — это технология решения проблемы, предусматривающая не только последовательность и параллельность различных операций, но и воз­можности их неудачи, поиск новых путей решения проблемы в рамках данной программы, корректировку содержательного взаимодействия проблем.

Основные этапы исследования системы управления и алгоритм исследования представим на рисунке 3.14.

Основными принципами планирования исследования можно назвать сле­дующие.

1. Принцип конкретности формулирования заданий. План должен состо­ять из заданий, которые необходимо формулировать предельно кон­кретно и ясно. Они не должны требовать дополнительных разъяснений и уточнений. По крайней мере, к этому следует стремиться.

Рисунок 3.14 – Основные этапы (слева) и алгоритм исследования систем управления

2. Принцип организационной значительности. План должен соответство­вать существующей организации деятельности исследовательских групп или вносить заранее разработанные новые организационные формы, необходимые для его успешного выполнения.

3. Принцип соизмеренной и рассчитанной трудоемкости. Исследование — это работа специалистов, которая может быть выполнена успешно только тогда, когда задания соответствуют определенной трудоем­кости их выполнения.

4. Принцип интеграции деятельности. План должен учитывать необходи­мость взаимодействия различных исполнителей и подразделений, стать фактором объединения их работы, исключать, по возможности, дубли­рование и конфликтные ситуации.

5. Принцип контролируемости. Все задания, показатели плана должны отвечать потребностям контроля его исполнения, и система контроля должна быть заложена в план. Не следует включать в план положения, которые трудно контролировать.

6. Принцип ответственности. Как правило, план включает графу ответст­венных за выполнение его положений или заданий лиц, подразделений. Не должно быть в плане заданий, не имеющих адреса и исполнителя.

7. Принцип реальности. План не может содержать заданий желательных, по маловероятных для исполнения. Реальность выполнения заданий плана должна оцениваться наличием ресурсов, расчетами времени, квалификаци­ей исследователей, использованием опыта аналогичных работ, возможнос­тями организации деятельности, наличием соответствующей техники и пр.

Дата добавления: 2014-11-26