Общесистемные законы (законы строения S)

1. Закон системности (закон иерархического строения мира).

Любая S с одной стороны м.б. S среди себе подобных, т.е. состоять из множества взаимосвязанных м/у собой элементов (п/с), а с другой стороны м.б. п/с другой более сложной S. Этот закон определяет иерархическое строения СС. Он нацеливает проектировщика на то, чтобы при проектировании СС были учтены не только взаимосвязи м/у элементами внутри S, но и с S, относящимися к ОС.

Частным случаем проявления закона системности является принцип комплексности (синергетический подход), который состоит в рассмотрении конкретной проблемы, плана, процесса, S и т.д. в комплексе с др. проблемами, планами и т.д.

2. Первый закон преобразования композиции (структур) систем.

Всего в природе существует 7 способов образования новых композиций (структур) систем построенных из элементов множеств Ф и Н. Эти способы основаны на изменении:

1) только кол-ва элементов множеств Ф и Н; //при неизменном качестве

2) только элементов связи (отношений) множества Н;

3) только элементов (первичных п/с) множества Ф;

4) кол-ва и элементов связи;

5) кол-ва и первичных элементов (п/с);

6) элементов связи и первичных п/с;

7) кол-ва, элементов связи и первичных п/с.

Когда речь идет о замене элементов связи и первичных элементов, то имеется ввиду замена их подобными элементами, но с др. характеристиками, свойствами. Например, в оргсистемах – смена кадров. При данной замене структура не меняется.

3. Второй закон преобразования композиций (структур) систем.

Относится только к первому способу преобразования композиций систем, детализирует изменение количества.

В природе существуют след. способы изменения кол-ва базовых элементов Ф и связей Н.

1) путем присоединения (прибавления, наращивания) некоторого количества элементов и связей

а) внешняя форма (поглощение из вне);

б) внутренняя – путем деления и распада элементов самой S, путем синтеза новых элементов внутри S;

в) внешняя и внутренняя одновременно;

2) путем удаления (вычитания) базовых элементов и связей

а) внешняя – элементы удаляются из S вовне, в т.ч. путем их разрушения;

б) внутренняя – путем слияния нескольких элементов в один

в) внешняя и внутренняя одновременно

3) путем одновременного удаления и добавления.

Следствие: С т. зр. «входа» и «выхода» возможны S 4-х видов: 1) без входа и без выхода (закрытые, изолированные S); 2) со входом и с выходом (двусторонне-открытые S); 3) со входом, но без выхода; 4) с выходом, но без входа (полузакрытые, односторонне открытые S).

4. Закон полиморфизации.

Любая S (объект) принадлежит к нескольким множествам полиморфических модификаций.

Полиморфизм (многообразие форм) – это множ-во S, различающихся либо по составу элементов, либо по отношению (связям) м/у ними.

Следствие закона: В любой S имеет место полиморфизм, который возникает как мн-во модификаций первонач. эл-тов.

Две S явл-ся изоморфными, если сущ-ет взаимнооднозначное соответствие между их структурами, свойствами, формами движения, существования и т.д..

Связь между полиморфизмом и изоморфизмом:

1) полиморфизм изоморфичен (многообразия схожи) (у университета и предприятия есть какая-то оргстр-ра)

2) изоморфизм полиморфичен (сходство имеет многообразие форм) (группа человек одинакового роста и веса).

Вывод: согласно закону полиморфизации при проектировании СС необходимо выявить все многообразие вариантов, которое возникает при анализе и синтезе структур и свойств оргсистем, целей организации, принимаемых управленческих решений, возможных ситуаций и т.д.

Одним и тем же свойством м. обладать множ-во систем, т.е. одна цель может достигаться различными S.

В то же время одна и та же S (стр-ра) м. обладать множеством свойств, быть многофункциональной и предназначенной для достижения нескольких целей (многоцелевой)

Следствие закона: Любая S по своей природе явл-ся гетерогенной, разнородной по составу своих первичных эл-тов.

5. Закон цикличности – любая S (процесс, явление, событие и т.д.) всегда находится в колебательном (циклическом) состоянии, которое выражается в зримом или незримом переходе из 1-го крайнего состояния (как результат композиции, объединения, слияния и т.д.) в другое противоположное состояние (как результат декомпозиции, разъединения, распада, расщепления и т.д.) с последующим переходом в первоначальное состояние и повтором нового цикла. Этот переход происходит через одинаковые промежутки времени.

Например в производстве: Ресурсы – пр-во – продукция – реализация – прибыль – ресурсы – пр-во – и т.д.

Лекция 9

Общесистемные принципы:

Системные принципы – это есть некоторые положения, которые правила функционирования систем.

Принципы:

1. принцип декомпозиции – заключается в возможности расчленения по тому или иному признаку исходной системы на отдельные части и формировании для них собственных целей и ф-ий для достижения глобальной цели.

Различают декомпозицию по горизонтали и по вертикали.В рез-те декомп-ции по гориз., образуется S с плоской Str, состоящая из нескольких взаимосвязанных и взаимодействующих подсистем, имеющих свои ф-и и цели. Вертик.: иерархические S, с уровнями (например предприятие).

Задачи выделения оптимального кол-ва уровней трудноформализуема и решается с учетом особенностей S, традиций, представлений, возможностей S и т.д.

Различают 2 способа декомпозиции:

1) материальный (физический) напр. декомпозиция техн. S на мн-во самост-х устройств, модулей, комплексов;

2) концептуальный (абстрактный) непр. декомпозиция проблемы, цели, технологии, ф-и на отдельные элементы.

2. Принцип композиции (интеграции) – заключается в возможности объединения по определенным правилам и различными способами исходных элементов с помощью мн-ва связей в единую S и в выявлении общесист-х св-в и ф-й вновь образованной S.

Различают композицию: материальную и концептуальную.

Принцип распространяется не только на формирование Str, но и на формир-е характеристик S.

3. Принцип адекватности (принцип соответствия).

Две системы, кот предназначены для достижения общей цели д.б. адекватны друг другу по свойствам, хар-кам, функциям, структуре, степени сложности.

Примеры, раскрывающие суть принципа:

1) Ур-нь профессионализма работника д.б. адекватен ур-ню сложности решаемой задачи.(реальная S – человек с его реальным уровнем квалификации, идеальная S – модель с требованиями, которые предъявляются к нему)

2) В орг-ой S человек должен соответствовать занимаемой должности, т.е. быть адекватным тому абстрактному элементу, который своевременно и качественно выполняет свои ф-ии.

3) Математическая модель д.б. адекватна тем физическим процессам, кот она описывает. Только тогда возможно будет изучать реальные процессы по их мат. моделям.

4) Стр-ра, конфигурации, форма, строение S д.б. адекватны достигаемым целям (цель- это модель будущего состояния системы, структура д. соответствовать целям) например: система образования подстраивается под западную, меняется структура, вводят бакалавриат, магистратуру и т.п.

5) План д.б. адекватен располагаемым ресурсам. (план – это цель)

6) В теории управления, сложному динамическому объекту должна соответствовать управляющая S, имеющая не меньший уровень сложности, чем объект (принцип Эшби или принцип необходимого разнообразия). Т.е. простая S не может управлять сложным объектом.

4. Принцип управляемости – сложная динамическая S не должна иметь неуправляемых подсистем, элементов, ни одна из S не должна выпасть из процесса управления и не испытывать целенаправленного воздействия со стороны управляющей системы.

Этот принцип нарушится, если, например 1-н из активных элементов (человек) вдруг откажется выполнить свои производственные функции, т.е. станет неуправляем, это приведет к конфликту. Причина – изменение характера связей м/у элементами.

5. Принцип контролируемости (наблюдаемости) – спроектированная S не должна содержать в своей стр-ре ни одного элемента, который был бы не контролируемым для вышестоящего уровня. При этом контроль некоторого элемента может осуществляться и через другие элементы (опосредованно).

Этот принцип очень важен при построении автоматизированных систем обработки, хранения и выдачи инф., необходимой для принятия управленческого решения.

6. Принцип согласованности – заключается в том, что все элементы (подS) сложной системы как по горизонтали, так и по вертикали д.б. согласованы м\у собой по всем показателям с целью достижения заданной эф-сти системы. Напр. на предприятии согласованность элементов по расходу ресурсов, по выполняемым ф-ям, по ПО и т.д.

Частные случаи принципа согласованности:

1) принцип оптимальности – кот заключается в таком согласовании, в кот достигается максимальная, оптимальная эфф-ть системы.

2) Принцип координации (синхронизации) – согласование движения всех элементов S по времени и по форме. Реализация этого принципа обеспечивает максимальные темпы группового движения, например, выпуска продукции.

3) Принцип сбалансированности – согласование целей и ф-ий всех уровней по вертикали с учетом хар-ра связи м\у ними и выделенного количества ресурсов для достижения этих целей. Например, по этому принципу выделяют финансовые и материальные ресурсы, штаты, ТС м/у регионами, предприятиями, цехами для решения поставленных задач.

Согласованность не явл-ся структурным свойством (меняем только параметры, а не структуру S).

7. Принцип совместимости (достижимости) – заданное множ-во базовых элементов подS и связей м\у ними при совместном функционировании обеспечит достижение целей или требуемых характеристик.

Этот принцип является многоплановым, т.к. совместимость может быть техническая, функциональная, информационная, технологическая, организационная, программная, психологическая, биологическая и т.д. Можно говорить о совместимости локальных целей элементов с глобальной целью системы, о совместимости структуры системы с ее целью.

Достижимость является структурным свойством (меняем структуру).

Предположим мы хотим достичь максимальной эф-сти системы. Что может нам помешать? Во-первых, неправильный выбор параметров, характеристик и режимов функционирования системы. Во-вторых, неправильный выбор структур, элементов и связей между ними. В первом случае не соблюдается принцип согласованности. Его можно устранить путем оптимизации параметров, характеристик элементов и согласованием их режимов работы. Но в рамках заданной структуры системы. Вторая проблема - неправильный выбор структур, элементов и связей между ними – это уже несоблюдение принципа совместимости. Для ее утсранения требуется изменение структуры системы: введение новых элементов или новых связей между ними.

Понятие параметрической корректировки (напр, изменение кол-ва работников в отделе при выбранном базовом элементе – руководителе отдела) является относительным и определяется степенью детализации структуры (выбора базового элемента), кот в свою очередь определяется целью системных исследований.

При дальнейшей декомпозиции системы на более мелкие элементы параметрическая корректировка системы становится структурной.

С позиций оценки затрат на решение проблемы структурная корректировка считается более серьезной, чем параметрическая.

8. Принцип реализуемости (осуществимости) – проектируемая сложная S в своей стр-ре не должна содержать ни одного элемента, кот нельзя было бы реализовать располагаемыми средствами техники и технологии. S д.б. обеспечена всеми видами ресурсов для достижимости цели. Этот принцип тоже многоплановый и может рассматриваться применительно как к целям, так и к функциям элементов системы. Согласно этому принципу в сложной системе должны отсутствовать подсистемы, чьи локальные цели и функции нереализуемы, а следовательно недостижимы, из-за нехватки кадров, ресурсов и располагаемых технических и технологических средств.

9. Принцип единства цели системы и среды – проектируемая S всегда должна рассматриваться относительно той среды, в кот предполагается ее функционирование. Согласно этому принципу при проектировании должны учитываться все возможные ситуации, вызванные как изменением состояния системы, так и действием различных видов возмущений со стороны ОС. Нельзя отрывать S от среды, так же как и систему от цели. По крайней мере среди технических, биологических и организационных систем нет систем бесцельных и нет систем не испытывающих действие ОС.

10. принцип типизации и стандартизации – в проектируемой организационной S должны максимально использоваться стандартные или типовые элементы (модули, комплексы, подсистемы), функции, программы и т.д. Это снижает стоимость проекта системы и создает объективные предпосылки для автоматизации процессов выбора структуры системы, принятия решения в типовых ситуациях, декомпозиции сложных функций системы и т.д. Например, можно выделить типовые структуры производственных модулей для выполнения типовых технологических операций. Или блоки принятия типовых решений при типовых производственных ситуациях. Или блоки (модули), выполняющие элементарные (типовые) функции в информационно-управляющей системе. Следует отметить, что типовые элементы являются основой для создания стандартных элементов в различных структурах организационных систем.

Если рассматривать человека, то это типовое поведение в стандартных ситуациях (модели заложены в памяти).

11. принцип контруитивного проектирования – практически невозможно создать удовлетворительный проект сложной системы, опираясь только на опыт и интуицию проектировщика. Согласно этому принципу при проектировании сложных систем д.б. исключены необоснованные решения и решения, принимаемые только исходя из опыта и интуиции проектировщика. Этот принцип исключает влияние субъективизма при проектировании и при оценке эф-сти системы и требует применения только проверенных и научно-обоснованных решений. Последние могут быть получены в результате аналитических расчетов или имитационного моделирования проектируемой системы. Однако можно использовать метод экспертных оценок, которые выступают как объективная часть множества субъективных мнений опытных специалистов.

Близкий принцип – принцип контринтуитивного поведения Дж.Форрестора, который заключается в том, что дать удовлетворительный прогноз о поведении сложной системы в достаточно большом промежутке времени, опираясь только на собственный опыт и интуицию, практически невозможно. Также нельзя по поведению системы в малом промежутке времени судить о ее поведении в большом промежутке. По поведению 1-2 элементов – судить о поведении системы в целом. Сложная система может реагировать на воздействия совсем иным образом, чем это интуитивно ожидалось. Например, реакция организма человека на лекарства. Соблюдение этого принципа особенно важно при разработке имитационных моделей сложных систем. Он позволяет при составлении моделей исключить внесение в нее субъективных представлений исследователя о структуре и механизмах динамики моделируемых систем.

12. принцип оперативности принятия решений – принятие УР д.б. осуществлено значительно быстрее, чем возникнут существенные изменения в управляемом процессе. Данный принцип ориентирует на разработку эффективных алгоритмов принятия решений при проектировании, планировании, контроле и организации пр-венного процесса. особенно важно соблюдение этого принципа при проектировании систем оперативного управления Гибкими Автоматизированными Производствами, поскольку его нарушение м. привести к созданию заведомо неритмичного пр-ва.

13. принцип самоорганизации (гибкости) – S самостоятельно, путем изменения своей структуры быстро и целенаправленно меняет свои свойства; необходимость возникает в результате изменений свойств окружающей среды и характера реакции с ее стороны. Примером пр-венных систем с высоким уровнем самоорганизации м. служить ГАП, или перестройка структуры экономики при переходе к рыночным отношениям.

Информационная, алгоритмическая, технологическая, организационная и т.п. гибкость, а также гибкость планирования, управления, контроля являются неотъемлемым свойством современных сложных систем.

14. принцип адаптации (близок к принципу самоорганизации) преследует ту же цель, но более разнообразными способами. Целью адаптации м. быть и сохранение свойств системы в целом при изменении свойств ОС.

Цель адаптации достигается двумя путями:

1) путем изменения стратегии (плана) поведения;

2) путем изменения тактики (алгоритма) управления:

а) за счет изменения параметров управляющей части,

б) за счет изменения структуры управляющей части.

Реализация этих процессов позволяет значительно повысить эф-сть их функционирования.

15. Принцип системной готовности – для физической реализации любой функциональной S необходимо наличие всех компонентов S и ОС, согласованных между собой для достижения цели системы. Например, для организации производства необходимо наличие соответствующего оборудования, технологии, ресурсов, профессиональных кадров и т.п.

16. Конвейерный принцип управления – для достижения цели управления необходимо обеспечить доставку ресурсов а) своевременно, б) к месту, в) в требуемом объеме, г) с требуемым качеством. По этому принципу осуществляется организация производства, выполнения конструкторско-проектных работ и научно-исследовательских работ, планирования, строительства и т.д.

17. Принцип эквивалентности путей достижения цели – существует несколько эквивалентных (равноценных) путей достижения одинакового конечного результата, отличающихся друг от друга траекториями движения (маршрутами), используемыми средствами, технологиями (способами, алгоритмами), ресурсами и т.д.

Этот принцип нацеливает исследователя на поиск нескольких путей достижения цели и выбора среди них наиболее рационального или оптимального в смысле быстроты достижения цели, минимума затрат ресурсов или какого-то другого критерия. Этот принцип является следствием закона полиморфизации и отражает многообразие процессов и явлений в природе.

Дата добавления: 2014-01-07