Особенности эвристических методов исследования систем

Содержание

Введение	3
1 Концептуальные основы исследования  систем управления	4
2 Особенности эвристических методов  исследования систем	12
2.1 Характеристика эвристических  методов исследования систем	12
2.2 Организация проведения исследования  с использованием эвристических методов	17
3 Исследование системы с использованием  эвристических методов	23
Заключение	38
Список литературы	40

 

 

 

Введение

 

Эвристические методы - это система принципов и правил, которые задают наиболее вероятностные стратегии и тактики деятельности,  решающие, стимулирующие его интуитивное мышление в процессе решения, генерирование новых идей и на этой основе существенно повышающие эффективность решения определенного класса творческих задач.

  Эти методы появились в  науке сравнительно недавно, но они уже являются одними из базовых и эффективных. Сейчас, в период глобализации, применение этих методов просто необходимо – в  этом заключается актуальность темы данной исследовательской работы.  Эвристические методы находят сегодня широкое применение в различных курсах бизнеса и управления, так как стимулируют развитие интуитивного мышления, способности к воображению и творчеству. Поэтому перед нами возникает проблема дальнейшего использования эвристических методов в исследовании явлений в современном обществе.

Цель работы – изучить применение эвристических методов в исследовании систем управления.

Задачи работы:

- описать концептуальные основы исследования систем управления,

- выявить особенности эвристических методов исследования систем

- провести исследование системы с использованием эвристических методов.

Предмет работы – использование эвристических методов в исследовании систем управления.

Объект работы – системы управления.

 

 

 

1 Концептуальные основы исследования  систем управления

 

Система (греч. Systema- целое, составленное из частей) [5].

Система – это множество составляющих единство  элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующие определенную целостность, качественную определенность и целенаправленность.

Основные типы системных представлений.

Микроскопическое представление системы основано на понимании ее как множества наблюдаемых и неделимых величин (элементов). В принципе абсолютно неделимых элементов нет, однако в каждом конкретном случае проектирования системы элемент принимается неделимым. Структура системы фиксирует расположение выбранных элементов и их связи.

Под функциональным представлением системы понимается совокупность действий (функций), которые необходимо выполнять для реализации целей функционирования системы. [11]

Макроскопическое представление характеризует систему как единое целое, находящееся в «системном окружении» (среде). Это означает, что реальная система не может существовать вне системного окружения (среды), а окружающая среда представляет собой ту систему, в рамках которой выбраны интересующие нас объекты. Следовательно, система может быть представлена множеством внешних связей со средой.

Иерархическое представление основано на понятии «подсистема» и рассматривает всю систему как совокупность подсистем, связанных иерархически.

Процессуальное представление характеризует состояние системы во времени.

Черты, общие для систем различной природы.

1. Цельность системы. Все ее части  служат достижению единой цели  и обладают некоторыми общими свойствами, признаками и поведением. Однако свойство системы в целом не есть сумма свойств составляющих ее частей (эмержентность соединения), и наоборот, нельзя вывести свойства частей из свойства системы.

2. Величина (масштаб) системы, что определяется  как разнообразием, так и количеством составляющих ее элементов.

3. Сложность системы: наличие большого  количества и разнообразия связей  между элементами как по вертикали, так и по горизонтали, поэтому  изменение в каком-либо одном  компоненте влечет за собой  изменение в других.

4. Стохастическая природа входных  воздействий, поведения системы  в целом. Следовательно, независимо  от сложности и размера системы  ее поведение в любой момент  времени имеет вероятностный  характер.

5. Наличие элементов конкурентной  ситуации. Это характерно в первую очередь для наиболее сложных систем и предполагает, что обязательно существуют элементы, которые стремятся уменьшить эффективность системы.

6. Делимость - возможность расчленения  системы на составляющие ее  компоненты.

7. Изолированность, т. е. совокупность элементов, образующих систему, и связи между ними можно оградить от внешнего окружения и рассматривать изолированно, но эта изолированность относительна (абсолютна для закрытых систем).

8. Множественность состояния частей  целого: каждый элемент системы обладает своим поведением и состоянием, отличными от других и системы в целом.

9. Структурность: любая система  обладает структурой (хотя бы  слабо выраженной) - совокупностью  связей между частями целого.

10. Иерархичность: любая система может быть последовательно расчленена на составляющие ее компоненты сверху вниз - от более сложных и больших систем к подсистемам, компонентам и т. д. [18]

Виды систем. Существует множество классификаций систем в зависимости от целей исследования.

1. По природе элементов

Реальными (физическими) системами являются объекты, состоящие из материальных элементов. Среди них обычно выделяют механические, электрические (электронные), биологические, социальные и другие подклассы систем и их комбинации.

Абстрактные системы составляют элементы, не имеющие прямых аналогов в реальном мире. Они создаются путем мысленного отвлечения от тех или иных сторон, свойств и(или) связей предметов и образуются в результате творческой деятельности человека. То есть это продукт его мышления. Пример абстрактных систем: системы уравнений, системы счисления, идеи, планы, гипотезы, теории и т.п.

2. В зависимости от происхождения

Естественные системы - продукты развития природы - возникли без вмешательства человека. К ним можно отнести климат, почву, живые организмы, солнечную систему и другие системы. Появление новой естественной системы - большая редкость.

Искусственные системы - результат созидательной деятельности человека, следовательно, со временем их количество увеличивается.

3. По длительности существования

К постоянным обычно относятся естественные системы, хотя с точки зрения диалектики все существующие системы временные.

К временным относятся искусственные системы, которые в процессе заданного времени функционирования сохраняют существенные свойства, определяемые предназначением этих систем.

4. В зависимости от степени  изменчивости свойств

К статическим относятся системы, при исследовании которых можно пренебречь изменениями во времени характеристик их существенных свойств.

Динамические системы имеют множество возможных состояний, могущие меняться как непрерывно, так и в дискретные моменты времени.

5. В зависимости от степени  сложности

Простые системы с достаточной степенью точности могут быть описаны известными математическими соотношениями. Особенность простых систем - в практически взаимной независимости от свойств, позволяющей исследовать каждое из них в отдельности в условиях классического лабораторного эксперимента и описать методами традиционных технических дисциплин (электротехника, радиотехника, прикладная механика и др.). Простые системы - отдельные детали, элементы электронных схем и т.п. [13]

Сложная система - система, состоящая из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Каждый из них может быть представлен в виде системы (подсистемы). Сложные системы характеризуются многомерностью (большим числом составленных элементов), многообразием связей, разнородностью структуры, многообразием природы элементов. Сложные системы обладают свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих элементов. Сложные системы - организм или человек, ЭВМ и т.д. Особенность сложных систем в существенной взаимосвязи их свойств.

Большие системы - это сложные пространственно-распределенные системы, в которых подсистемы (ее составные части) относятся к категориям сложных. Большие системы - автоматизированные системы управления, воинские части, системы связи, промышленные предприятия, отрасли промышленности и т.п.

6. По степени связи с внешней  средой

Изолированные системы не обмениваются со средой энергией и веществом.

Закрытые системы не обмениваются с окружающей средой веществом, но обмениваются энергией.

Открытые системы обмениваются с окружающей средой энергией и веществом.

7. В зависимости от реакции  на возмущение воздействия

Активные системы способны противостоять воздействиям среды (противника, конкурента и т.д.) и сами могут воздействовать на нее.

У пассивных систем это свойство отсутствует.

8. По характеру поведения все  системы подразделяются на системы  с управлением и без управления.

Класс систем с управлением образуют системы, в которых реализуется процесс целеполагания и целеосуществления.

Примером системы без управления может служить Солнечная система, в которой траектории движения планет определяются законами механики.

9. В зависимости от степени  участия человека в реализации  управляющих воздействий

К техническим относятся системы, которые функционируют без участия человека. [13]

К человеко-машинным (эргатических) системам относятся автоматизированные системы управления различного назначения. Их характерной особенностью является то, что человека сопряжен с техническими устройствами, причем окончательное решение принимает человек - лицо, принимающее решение (ЛПР), а средства автоматизации лишь помогают ему в обосновании правильности этого решения.

К организационным системам относятся социальные системы - группы, коллективы людей, общество в целом.

Понятия, характеризующие систему.

Элемент - это составная часть сложного целого. В нашем понятии сложное целое - это система, представляющая собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент - неделимая часть системы; часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения частей. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения. [21]

Сам элемент характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами и внешней средой.

Связь - совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами - это выявить наличие зависимостей их свойств.

Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер.

Взаимосвязи - совокупность двухсторонних зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Взаимодействие - совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Структура системы - совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.

Внешняя среда - набор существующих в пространств и времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему.

Состояние системы - совокупность состояний ее элементов и связей между ними.

Обратная связь - то, что соединяет выход со входом системы и используется для контроля за изменением выхода. [2]

Ограничения системы - то, что определяет условия реализации процесса (процесс - последовательность операций по преобразованию чего-либо, т.е. то, что преобразует вход и выход). Ограничения бывают внутренними и внешними. Одна из внешних ограничений - цель функционирования системы. Пример внутренних ограничений - ресурсы, обеспечивающие реализацию того или иного процесса.