Целевое предназначение и эффективность систем

На весь жизненный цикл систем, включая их создание, функционирование и разрушение, существенно влияют те цели, для достижения которых предназначена каждая конкретная система. Вне нет системы, так как исчезают ориентиры и мотивации поведения, структурирования, управления. Любая цель объективно становится главным системообразующим фактором независимо от истоков, которыми могут быть чья-то воля, вынужденные ситуации, эволюционные процессы и т. п. Например, целевая установка на освоение космоса становится решающим стимулом для разработки ракетных систем, околоземных и межпланетных станций. Точно так же опасность наводнений в каком-либо регионе порождает цель предотвратить их последствия путем строительства системы плотин и водохранилищ. В животном мире сокращение запасов пищи из-за экологических неурядиц приводит к вырождению популяций (структурному и количественному) с целью выживания того, что осталось и т. д. Под влиянием целей формируются структуры, поведение обратные связи и другие атрибуты систем, согласованные друг с другом, и в конечном счете все это концентрируется и обобщается в понятии эффективности (от лат. effectus — исполнение действие).

Эффективность определяется как степень соответствия системы своему целевому предназначению или как мера способности системы исполнить это предназначение.

Введенное понятие играет важную роль в системном анализе благодаря открывающимся возможностям оценки систем, выбора среди них лучших в том или ином смысле, экономии средств на разработках, правильного понимания перспектив, своевременного пересмотра принципиальных решений. Вместе с тем реализация указанных возможностей требует уточнения критериев эффективности, определяющих практически все действия исследователей разработчиков, пользователей той или иной системы.

Критерием эффективности называется показатель, по которому оцениваются решения, предложенные в процессе проектирования технической системы, проверяемые в ходе ее испытаний и последующей эксплуатации.

Критерий выражает сложившиеся взгляды на эффективность в каждом конкретном случае, лежит в основе количественного измерения эффективности, подчеркивает главные стороны жизнедеятельности системы (это в равной мере относится и к искусственным, и к естественным системам). Выбор критерия эквивалентен формулированию цели (основной задачи) системы или как минимум связан с ней.

Желаемые свойства критериев эффективности и требования к ним сформированы многолетней практикой, подтверждены том системных исследований. Критерий должен:

· соответствовать смыслу, который вкладывается в понятие эффективности определенной (выбранной) системы, и достаточно полно отражать этот смысл;

· иметь количественное выражение, т. е. исчисляться в каких единицах по возможности точно и быстро;

· обеспечивать относительную простоту анализа результатов вычислений и их физическую интерпретацию.

Отсюда следует, что эффективность одних и тех же систем может оцениваться разными критериями (т. е. с разных зрения), поэтому всегда нужно выявлять те свойства и особенности, которые представляют первоочередной интерес.

В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию. Разрабатывается система защиты атомной электростанции (АЭС), объединяющая датчики, коммуникационную аппаратуру, исполнительные устройства. Ее характеристиками являются начальная стоимость, надежность, время реакции (срабатывания), затраты на периодически повторяемые профилактики. Эти характеристики, так или иначе, связаны друг с другом (достижение высокой надежности повышает начальную стоимость, поддержание быстроты реакции требует более частых профилактик и т. д.), и каждая из них может претендовать на роль критерия эффективности (сама по себе или в сочетании другими характеристиками). Вместе с тем известно, что в случае арии бездействие или медлительность системы защиты приведет радиоактивному загрязнению окружающей среды в радиусе до 100 эвакуации населения, гибели части урожая, срыву энергоснабжения близлежащих городов. Это обстоятельство выдвигает на первый план проблему надежности (в виде общей целевой установки), однако никак не уточняет ее деталей (в частности, единиц измерения, предельных значений и др.). Следовательно, нужны какие-то дополнительные оценки ситуации, позволяющие раскрыть суть изучаемого явления, которая заключена, скорее всего, в требовании предотвратить тяжелые последствия возможной аварии. Такой подход позволяет считать эффективной систему защиты АЭС, предупреждающую указанные последствия с высокой вероятностью, а критерием эффективности — величину предотвращенного ущерба.

Другим примером может служить система обработки данных, представляемых дирекции завода для принятия решений, касающихся состояния производства. Основу СОД составляет вычислительный центр, работа которого характеризуется временем подто­ки необходимой информации, ее качеством (процент ошибок, частичная утрата полноты сведений и др.), удобством восприятия (отображение на экране, твердые копии, табулирование результатов, построение графиков). Если все это имеет место, то рассматриваемую СОД можно признать достаточно эффективной с точки зрения предлагаемых информационных услуг. Если же иметь в виду не только уровень обеспеченности дирекции нужными данными, но и результаты их использования, то следует оценивать эффективность СОД с позиций выполненного производственного плана, полученной прибыли, совершенства организационных структур и т. п. определяется роль СОД в управлении производством, т. е. ее назначение. Критериями эффективности становятся либо размеры прибыли завода, либо фондоотдача, либо производительность труда, т. е. все то, что связано с более качественной подготовкой реализацией управленческих решений (СОД оправдывает себя а, когда способствует совершенствованию производства во всех отношениях).

Важный вывод, к которому приводит сказанное, заключается в признании объективной трудности выбора критериев (даже в относительно несложных ситуациях), возможной его многовариантности и практического отсутствия формальной основы (нет правил выбора, есть лишь путь всестороннего обсуждения изучаемых вопросов). Следует также заметить, что каждая система можно оцениваться либо единственным критерием, подчеркивающим главную ее особенность, либо многими равнозначными критериями, отражающими ряд полезных свойств этой системы. В первом случае упрощаются исследования, но сам выбор требует известных усилий, во втором случае выбор становится более легким, а исследования — значительно более сложными.

Для систем, включающих в себя многие элементы и подсистемы характерно существование локальных критериев, связанных с элементами и подсистемами как самостоятельными объектами. Выполнения свои функции и имея определенную специфику, названные объекты должны быть эффективными в том смысле, который определен структурой всей системы. Это не только не противоречит системной идее, но часто оказывается необходимым ее условием. Например, двигатель есть одна из главных подсистем самолета или ракеты, от эффективности которой (удельная тяга, расход топлива безотказность работы) зависит эффективность летательного аппарата в целом (дальность полета, безопасность, полезная нагрузка и т. д.).

Обсуждение различных аспектов системного анализа, проведенное в предыдущих параграфах, позволяет рассматривать как самостоятельное направление науки, сложившееся под влиянием других наук и развивающее единые методологические подходы к изучению и решению сложных современных проблем. Системный анализ не ограничивается какой-то одной областью знаний, он применим практически везде. Не отрицая важности и полезности частных («локальных») исследований, системный анализ способен придать им нужную направленность, подчинить идее системности, достичь желаемого «единства противоположностей». В своих основах системный анализ отражает реальности окружающего и создает необходимые предпосылки для поиска новых путей познания живой природы, развития социально-экономической с разработки совершенных образцов техники.

Дата добавления: 2014-01-07