Задачи моделирования-проектирования

Эффективность, параметры и характеристики системы

Процесс моделирование-проектирование направлен на решение задач анализа, связанных с оценкой эффективности систем, и синтеза, направленных на построение оптимальных систем в соответствии с выбранным критерием эффективности.

Эффективность системы задается в виде совокупности показателей эффективности, каждый из которых служит мерой одного свойства системы.

Мера эффективности, обобщающая наиболее существенные свойства системы в одной оценке, называется критерием эффективности.

Анализ (греч. análysis – разложение, расчленение) – процесс определения свойств системы. В процессе анализа на основе сведений о функциях и параметрах элементов системы, сведений о структуре системы определяются характеристики, описывающие свойства, присущие системе в целом.

Синтез (греч. synthesis – соединение, сочетание, составление) – процесс порождения функций и структур, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к эффективности системы.

Для количественного описания системы используются параметры, описывающие первичные свойства системы, и характеристики, определяемые в процессе анализа как функция параметров.

Множество параметров экономических систем можно разделить на внутренние (структурные и функциональные) и внешние (входные управляющие воздействия и параметры внешней среды). Параметры могут быть детерминированными или случайными и управляемыми или неуправляемыми.

Основные характеристики экономических систем: мощностные (характеристики производительности), временные (оперативность), надежностные, экономические (стоимостные показатели затрат) и др.

Процесс «моделирование-проектирование», как процесс исследования сложных систем, в общем случае решает следующие взаимосвязанные задачи:

- разработка модели;

- анализ характеристик системы;

- синтез системы;

- детальный анализ синтезированной системы.

1. Разработка модели состоит в выборе математического аппарата, в терминах которого формулируется модель, и построении самой модели системы, отображающей возможные варианты структурно-функциональной организации системы.

Любая модель, как и система, количественно описывается совокупностью параметров и характеристик. Их состав определяется составом параметров и характеристик системы и может в идеале совпадать с ним. Однако в общем случае их составы различаются, т.к. при построении модели они формулируются в терминах математического аппарата типа данной модели, а параметры и характеристики системы формулируются в терминах прикладной области, к которой принадлежит система. В связи с этим параметры и характеристики системы называют системными, а параметры и характеристики модели – модельными.

Различие в составе и номенклатуре системных и модельных параметров и характеристик определяет необходимость установления соответствия между их значениями, которое выполняется на этапе разработкимодели.

Таким образом, в процессе разработки модели определяются состав и перечень параметров и характеристик модели (модельных) в терминах выбранного математического аппарата и устанавливается их взаимосвязь с параметрами и характеристиками системы (системными), то есть выполняется параметризация модели.

2. Анализ характеристик системы с использованием разработанной модели заключается в выявлении свойств и закономерностей процессов, протекающих в системах с различной организацией, и выработке рекомендаций для решения основной задачи системного проектирования – задачи синтеза.

3. Синтез системы заключается в определении ее параметров, удовлетворяющих заданным требованиям к характеристикам системы. Решение задачи синтеза связано с определением математических зависимостей характеристик функционирования системы от параметров.

Задача синтеза, с учетом специфических особенностей реальных систем, в общем виде является математически неразрешимой из-за своей сложности и большой трудоемкости. Для снижения сложности задачи синтеза процесс проектирования разделяют на последовательность этапов, на каждом из которых решаются частные задачи синтеза, а именно, определяются параметры, связанные с отдельными аспектами организации системы, с использованием тех или иных моделей.

Выделяют следующие частные задачи (этапы) синтеза:

· структурный синтез – выбор способа структурной организации системы. Структурный синтез включает два этапа:

- элементный синтез – определение требований к параметрам отдельных элементов системы;

- топологический (конфигурационный) синтез – определение способа взаимосвязи элементов системы, т.е. топологии (конфигурации) системы;

· функциональный синтез – выбор режима (способа) функционирования системы;

· нагрузочный синтез – определение требований к параметрам нагрузки, обеспечивающим функционирование системы с заданным качеством.

На этапах синтеза оптимизируются значения параметров, характеризующих структурную, функциональную организацию системы или нагрузку на систему. Параметры оптимизируются лишь в отношении факторов, учитываемых на каждом из этапов, но не в отношении системы в целом.

Задача синтеза обычно решается на моделях с использованием упрощающих предположений и допущений, и поэтому дает лишь приближенные оптимальные решения, качество которых проверяется путем детального анализа синтезированной системы.

4. Детальный анализ синтезированной системы проводится для оценки качества решения задачи системного проектирования (определения фактической эффективности конкретных значений характеристик) и оценки полученных в процессе синтеза параметров системы, а также выявления предельных возможностей системы, узких мест в системе и т.д.

Анализ синтезированной системы обычно проводится на основе более детальных моделей, в качестве которых чаще всего используются имитационные или комбинированные (например, аналитико-имитационные) модели.

Дата добавления: 2014-01-15