Структурный системный анализ

Оценка эффективности организационно-технических мероприятий разработанных по результатам функционально-стоимостного анализа.

Критерии развития и показатели качества технических систем.

Критерии развития технических систем играют роль компаса, указывающего направление прогрессивного развития технических объектов (ТО).

Поскольку любой ТО имеет несколько критериев развития, то задачей системного анализа является улучшение, как правило максимизация, одного критерия при условии, что на другие критерии наложены ограничения.

Существуют 4 группы критериев:

— функциональные критерии, характеризующие важнейшие показатели реализации функции ТО;

— технологические критерии, связанные только с возможностью и простотой изготовления ТО;

— экономические критерии, определяющие только экономическую целесообразность реализации функции с помощью рассматриваемого ТО;

— антропологические критерии, связанные с вопросами человеческого фактора.

Рис. 2.10 Систематика критериев развития.

Выбранные конструктором критерии развития должны содержать только такие, которые не могут быть логически выведены из других критериев или не могут быть их прямым следствием. После выделения набора критериев развития для интересующего класса ТО конструктор дает описание каждого критерия, которое включает:

1. Сущность критерия, время и причины его возникновения.

2. Формула или способ измерения, включая указания единицы измерения.

3. Диапазон и характер изменения значений критерия во времени.

4. Основные способы и средства улучшения критерия.

Характеристики основного критерия функционального развития.

Критерий производительности всегда может быть измерен или вычислен и является основным критерием развития системы.

Примеры формул критерия производительности:

Наименование ТО	Структура формулы	Единицы измерения
Электробритва	L/t	чел/час
Чайник	V/t	л/час
Автомобиль	G*v	т*км/ч
Мельница	q/t	Кг/час
Насос	q*h/t	Л*м/с
Трансформатор	S	Кв*с
Эл. двигатель	P	Кв*т

Критерий производительности представляет собой интегральный показатель уровня развития техники, который непосредственно зависит от ряда параметров, определенным образом влияющих на производительность труда. Эти параметры представляют частные функциональные критерии главного критерия производительности. К ним относятся:

1) скорости обработки объекта, движения машин, химических реакций и т.д.;

2) физические параметры, определенным образом влияющие на интенсивность обработки объекта (температура, давление, напряжение и т.д.);

3) степень механизации труда;

4) степень автоматизации труда;

5) непрерывность процесса обработки;

Результатом функционально-стоимостного анализа, например производственно-экономического объекта является план-график организационно-технических мероприятий по повышению эффективности его хозяйственно-экономической деятельности. В плане обычно указываются следующие показатели:

— наименование мероприятия;

— срок его внедрения t;

— количество показателей производства, на которые влияет данное мероприятие n;

— общее количество мероприятий M_K;

Однако, если вышеуказанные параметры плана не согласованы, то реализация разработанного плана-графика организационно-технических мероприятий может не только не улучшить, но и ухудшить, состояние дел на данном предприятии.

Рассмотрим функциональную схему организационной системы управления производственно-экономическим объектом:

Рис. 2.11. Функциональная схема организационной системы управления.

Обозначения на рис.2.11: ОУ – орган управления; К₀(p) передаточная функция производственно-экономического объекта; К₁(p) - передаточная функция органа управления;

где К – коэффициент передачи органа управления;

Т – инерционность органа управления; n_п – плановое количество показателей функционирования производственно-экономического объекта; n_p – реальное количество показателей функционирования объекта, которые соответствуют плановым показателям.

В соответствии с логикой управления, количество параметров, которые не соответствуют плановым значениям:

n = n_п - n_p (2.1)

Из теории автоматического управления известно, что для эффективного управления любым объектом необходимо обеспечить устойчивость процессов управления.

Об устойчивости объекта можно судить по амплитудно-фазовой характеристике (АФХ), которая имеет вид:

Рис. 2.12. АФХ системы.

Обозначения:

q(w_м) - аргумент вектора ОМ;

(-1, j₀) - координаты критической точки K в которой система теряет устойчивость.

Условие потери устойчивости системы может быть записано в виде:

, (2.2)

Минимальное запаздывание, которое приводит к потере устойчивости:

, (2.3)

Для нашего случая, система имеет частотную характеристику:

, (2.4)

где

На границе устойчивости должно выполняться требование (2.2), поэтому

, (2.5)

Откуда значение критической частоты:

, (2.6)

Подставим (2.5) в (2.3) и получим условие потери устойчивости процессов управления производственно-экономической системой

, (2.7)

Для разных значений К по выражению (2.7) можно построить зависимость критического времени t_к внедрения организационно-технических мероприятий от их эффективности К в виде:

Рис. 2.13. Области устойчивости системы.

Обозначения: А – область устойчивого то есть успешного управления; В – область неустойчивого, т.е. неуспешного управления, когда запланированные мероприятия будут ухудшать состояние производственно-экономического объекте.

Например, в соответствии с вариантом плана организационно-технических мероприятий система попала в точку 1 (см. рис. 2.13). В этом случае внедрение плана мероприятий по управлению производственно-экономическим объектом дает отрицательный результат. Необходимо предложить пути улучшения первоначального плана. Например, уменьшить время внедрения мероприятий с t₁ до t₂ или повысить их эффективность, (K₁>K₂). В этом случае перейдем в зону А, (см. точку 2). Скорректированный план принесет успех и процессы управления в этом случае будут устойчивыми.

3.1 Цели и задачи структурного анализа.

Одной из важнейших характеристик любой системы является её структура. Под структурой системы понимается совокупность элементов и связей между ними, которые определяются исходя из распределения функций и целей, поставленных перед системой.

Одной из главных задач системного анализа является построение наглядной формальной модели, отображающей существующую систему отношений элементов, как между собой, так и с внешней средой. Структурная модель при создании АСУП или информационно-управляющей системы рассматривается на нескольких уровнях:

— организации;

— функций управления;

— технических средств;

При анализе организационной структуры производственно-экономической системы решаются следующие задачи:

1) описание состава организации и построение её структурной схемы;

2) определение функций отдельных подразделений, раскрытие их структурной схемы;

3) описание материальных, вещественных и информационных связей;

4) построение обобщённой структурной информационной модели предприятия;

При анализе функциональной структуры решаются задачи:

1) изучаются функции управления в структурных подразделениях существующей системы;

2) выбирается состав автоматизированных функций;

3) определяются их взаимосвязи;

4) составляется обобщённая функциональная структура задач управления АСУП;

При анализе технической структуры решаются задачи:

1) определяются основные элементы, участвующие в основных информационных процессах: регистрации и подготовки информации, сборе и передаче, хранении и обработке, воспроизведении и выдаче информации;

2) составляется формальная структурная модель системы технических средств с учётом топологии расположения элементов и энергетического взаимодействия их как между собой, так и с внешней средой;

Общая задача структурного системного анализа состоит в том, чтобы исходя из заданного описания элементов системы и непосредственных связей между ними, получить заключение о структурных свойствах системы в целом и основных её подсистем.

Структуры систем задаются, как правило, в виде графов. Например, организационная структура предприятия может быть задана графом, вершинами которого являются подразделения и службы предприятия, а дугами задаются материальные, вещественные и информационные связи.

Функциональная структура предприятия может быть задана графом, вершинами которого являются должностные лица, или подразделения, а дугами задаются выполняемые ими функции.

Техническая структура информационно-управляющей системы может быть задана графом, вершинами которого являются технические средства сбора, переработки и отображения информации, а дугами показаны каналы связи между ними.

Математическим аппаратом структурного системного анализа являются теория графов, множеств и матриц.

Дата добавления: 2014-11-29