1.Лекция 1 Понятие системы.Классификация систем. Общая теория систем
 Скачать 227.85 Kb.
|
|
Тема 1. Понятие системы. Классификация систем Среди современных научных дисциплин видное место занимает общая теория систем. Развитие этой науки показало, что понятие общая теория систем не имеет строгого определенного смысла; в этой связи в научный инструментарий вошли такие понятия, как «системный подход», «системное исследование», «системный анализ», «исследование операций». Следует учесть, что термины системного исследования, употребляемые в разных науках, существенно различаются по своим формулировкам. Представим некоторые подходы к определению системы: 3 система – это множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами (А. Холл и Р. Фейджин); 3 система есть абстрактный (языковый) аналог реального объекта или явления (А.И. Берг); 3 под целостной системой понимается совокупность компонентов, взаимодействие которых порождает новые (интегральные системные) качества, не присущие ее образующим (В.Г. Афанасьев). Система – это совокупность (множество) элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. При этом нужно учитывать, что: каждый элемент, входящий в систему, сам по себе может рассматриваться как система, состоящая из элементов другого типа, т.е. системы обычно представляют собой иерархическую структуру; взаимосвязи между элементами системы могут меняться во времени в соответствии с ходом выполнения возложенных на эти элементы функций. Система – целостный комплекс взаимосвязанных компонентов, имеющий особое единство с внешней средой и представляющий собой подсистему системы более высокого порядка (глобальной системы). Единство системы с внешней средой определяет ее взаимосвязь с действием объективных экономических законов. Существуют и другие определения понятия системы, выделяющие его философскую, математическую, физическую, лингвистическую и другие стороны. Несмотря на такое многообразие формальных определений этого понятия, суть его состоит в том, что система должна рассматриваться как некий целостный комплекс взаимосвязанных элементов, объединенных общностью цели и образующих особое единство с окружающей средой. Итак, в общем случае под системой понимается наличие множества объектов исследования с набором связей между ними и между их свойствами. Любая система S есть совокупность вида: ^ ` , n , 1 i , k ), o ( P ; o o : R ; М S k r i k 0 o (1.1) где o k – элемент системы S; М 0 – множество элементов; R – отношение между элементами о k и о i . k, i = n , 1 , входящими в систему S, или связь между элементами о k и о i ; P r (o k ) – свойство элемента o k ; n – число элементов системы S. При изучении системы предполагается что элементы о k системы S функционируют во времени и в пространстве как единое целое, каждый элемент (подсистема, объект, ячейка) работают и обладают наследственными свойствами самой системы S. Система обладает новыми интегральными качествами, которые отсутствуют у ее компонентов. Выделение системы из реального мира всегда субъективно. Любая система взаимодействует с окружающей ее средой – внешней средой. Внешней средой называется все то, что не входит в систему и воздействует на нее. В экономических системах к внешней среде относятся: компоненты макросреды (страны), инфраструктуры региона, в котором находится система, и микросреды системы, с которыми она имеет прямые или косвенные связи. Теория систем и системного анализа (ТССА), как отрасль науки, может быть разделена на две достаточно условные части: теоретическую, использующую такие отрасли, как теория вероятностей, теория информации, теория игр, теория графов, теория расписаний, теория решений, топология, факторный анализ и др. прикладную, основанную на прикладной математической статистике, методах исследования операций, системотехнике и т.п. Т.о., ТССА широко использует достижения многих отраслей науки. Вместе с тем в теории систем имеется свой особый метод – системный подход к возникающим задачам. Сущность этого метода достаточно проста: все элементы системы и все операции в ней должны рассматриваться только как одно целое, только в совокупности, только во взаимосвязи друг с другом. Рассмотрим теперь вопрос о связях системы – между отдельными элементами подсистем, подсистемами разных уровней и связях с внешней средой. Связи эти производятся по каналам, которые наполнены в общем случае продукцией, деньгами и информацией. Первый вопрос возникает о согласовании этих совершенно несопоставимых по размерностям показателей, ведь без этого не установить единый показатель эффективности системы в целом. Второй вопрос заключается в стохастической, вероятностной природе этих наполнителей, а также внешней среды и действий человека, неизменно присутствующего в системе. Поэтому при системном анализе часто приходится иметь дело не с конкретными значениями величин, не с заранее определенными событиями, а с их оценками по прошлым наблюдениям или по прогнозам на будущее. Отсюда возникает необходимость использования специальных, большей частью прикладных, методов математической статистики. Рассмотрим основные категории, раскрывающие сущность системы. Элемент – это предел деления экономической системы с точки зрения решения конкретной задачи в рамках поставленной цели. Таким образом, элементы - это части или компоненты системы S, причем n – число таких частей – может быть как конечным, так и возможно . n f o Содержание системы– вещественный субстрат системы: совокупность людей, средств производства и предметов труда. Вещество системы – предметы труда – все, что проходит обработку в системе. Энергия системы – люди и орудия труда, новшества, информация собственная. Управление должно быть направлено на рациональное использование энергии. Связь – это то, что объединяет отдельные элементы в систему. Связь есть ограничение степени свободы элементов. Связь обеспечивает возникновение и сохранение целостных свойств системы. Предполагается, что связи существуют между всеми элементами, между подсистемами и между любыми двумя системами S 1 и S 2 Связи в системе управления выступают как отношения управления. Такие связи могут быть вертикальными (отношение линейного и функционального управления) и горизонтальными (связи между звеньями одного уровня – отношения координации). Под функцией понимается характер отношения частей (элементов) к целому (системе). Например, отношение части к целому, когда часть служит сохранению и развитию целого. Организация – комплекс свойств, характеризующих определенную упорядоченность элементов системы, и совокупности их взаимодействия. Организации присуща иерархия уровней. Структура отражает наиболее устойчивые проявления упорядоченности отношений и связей между устойчиво выделенными элементами системы. Если организация может быть нестабильной, то в структуре она приобретает наиболее устоявшееся выражение. Такими структурами на предприятии являются производственная структура и организационная структура управления. Более подробно характеристика структуры экономических систем изложена в подразделе 1.3. Организация системы находит свое проявление в двух формах: структуре системы (в статике) и процессе взаимодействия элементов системы (в динамике). В процессе существования системы диалектические противоречия вызывают определенные изменения как внутри, так и вне ее, т.е. во внешней системе, в которую входит система. Это приводит к необходимости изменения (реорганизации) статики и динамики системы, которое осуществляется под воздействием управления. Системы можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим основные из них. 1. По степени сложности все системы можно разделить на три класса: простые динамические; сложные динамические, различающиеся разветвленной структурой и большим разнообразием внутренних связей, но поддающиеся описанию; очень сложные, не поддающиеся описанию. 2. По степени неопределенности во взаимодействии между собой элементов все системы можно разделить на два класса: детерминированные, в которых все элементы взаимодействуют друг с другом точно определенным и предварительно описанным образом; вероятностные, в которых характер реакции элементов на возникающие ситуации можно описать лишь с той или иной степенью достоверности. 3. По признаку глобальности сферы принимаемых управленческих решений выделяют централизованные и распределенные системы. В централизованной системерешения принимаются одним лицом (в одном центре) и охватывают объект управления в целом. Положительными чертами такого управления являются высший уровень планирования, координации и контроля деятельности. Однако рост сложности, масштабов объекта управления приводит к появлению: - во-первых, ситуации, когда решения долго не принимаются по причине перегрузки лица или центра принятия решений; - во-вторых, увеличению длительности «цикла управления» из-за отдаленности места принятия решений от места их исполнения. Это может вызывать асинергический эффект резкого снижения эффективности управления. Для снижения вероятности такого эффекта создают распределенные экономические системы. Распределенная система характеризуется наличием ряда иерархически, функционально, структурно связанных центров принятия решений и/или ответственности в согласованных сферах управления деятельностью системы. «Распределение» затрагивает: декомпозицию целей и функций; права на принятие решений и распоряжение ресурсами; определение сфер ответственности и др. «Распределение» дополняют процедурами предварительного согласования и отчетности. Недостатками таких систем являются повышенные риски: - нарушения целостности при «распределении»; - конфликтов уровней и/или элементов системы. В настоящее время большинство экономических систем распределенные. 4. По участию человека в принятии и реализации решений выделяют автоматические (без участия человека) и автоматизированные (с участием человека, чаще всего оператора) системы. Применение автоматических системограничено объектами и процессами, которые могут быть описаны и в отношении которых можно заранее разработать модели. Они работают по жестким, заранее заданным алгоритмам. Такие системы также применяют для обеспечения безопасности управления и эффективности некоторых быстропротекающих процессов управления, часто при одновременном сохранении за менеджером задач наблюдения и контроля. Если заранее описать, предсказать все ситуации невозможно, то участие человека в системе управления становится необходимым. Наибольшее распространение в настоящее время получилиавтоматизированные системы управления (АСУ) с распределением функций между человеком-оператором и техническими средствами, основными из которых могут быть признаны вычислительные машины. АСУ - это человеко-машинная (гуманистическая) система, совокупность элементов, алгоритмов и действий человека, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности (ГОСТ 19675-74), а также разработку или выбор вариантов команд управления (действий по достижению желаемого результата), передачу и исполнение команд управления. По степени автоматизации выделяют экономические системы высокой степени автоматизации, средней и низкой. При исследованиях необходимо учитывать, что наблюдается тенденция повышения степени автоматизации операций менеджера от 10% (слабая автоматизация) до 10-40% (средняя степень автоматизации) и далее до 40-70% (высокая степень автоматизации). Как правило, в АСУ предусматривается и обеспечивается приоритет исполнения команд человека по отношению к командам, вырабатываемым автоматически. 5. По принципу управления, используемому в системе, выделяют системы программного, адаптивного, ситуационного, социально-этического управления. При программном управлении система выдает управляющие воздействия в соответствии в заложенной в нее заранее программой вне зависимости от складывающейся ситуации. Например, при таком управлении ценообразованием цена товара остается постоянной независимо от уровня спроса. При адаптивном управлении сигналы вырабатывают в зависимости от уровня определенного «отклика», являющегося «обратной связью». Например, если спрос на товар растет, то при адаптивном управлении цена может быть повышена, а при падении спроса - понижена (с учетом эластичности спроса). Гибкость системы управления предусматривает не только ее адаптацию, но и живучесть. При ситуационном управлении решения и управляющие воздействия основываются на анализе вариантов с учетом: текущего состояния (например, того же спроса, запаса товара), располагаемых вариантов действий (например: повысить, понизить, не изменять цену), прогноза последствий (например, товар закончится быстрей, чем будет изготовлена и поступит новая партия, или имеются избыточные запасы, затоваривание). При этом открывается возможность учесть особенности конкурентной ситуации. Принципы социально-этического управления позволяют исключить недопустимое воздействие на нецелевые элементы внешней среды, третьих лиц и др. 6. По признаку охвата ряда смежных областей деятельности выделяют неинтегрированные (простые) и интегрированные экономические системы. Интегрированные системы управления объединяют и автоматизируют деятельность в нескольких сферах. Например, известны интегрированные системы проектирования и технологической подготовки объектов машиностроения. Такая интеграция не есть механическое объединение двух различных систем. Интеграция двух и более АСУ подразумевает возникновение на базе этих систем новой системы, имеющей свои цели и функции. В системе управления ценой интеграция позволит учитывать в цене стоимость разработки, производства и продвижения товара. 7. С точки зрения возможности выработки в процессе управления новых знаний можно выделить ординарные и интеллектуальные экономические системы. Ординарные системы не создают новых знаний. Интеллектуальные системыпозволяют вырабатывать и использовать новую информацию для повышения эффективности и снижения рисков управления. Творчество позволяет синтезировать в таких системах новые знания на базе композиции известных. Фундаментальная научная основа интеллектуальных АСУ - обеспечение и использование в различных вариантах и композициях существующих знаний для получения таким образом новых знаний, распространения этих знаний на новые области или на более длительный период времени. 8. По признаку рефлекторности. При исследовании экономических систем необходимо учитывать, относится ли эта система к рефлекторным или не относится. Известно, чторефлекторная система управления откликается на конкретное внешнее воздействие вполне определенным образом. Термин «рефлекторность» подчеркивает аналогию с рефлексами, существующими у любого организма. Они являются результатом длительного процесса обучения и эволюции. Известно, что в классической теории управления исследуют только рефлекторные системы управления. Частным случаем рефлекторности является изотонность отображения внешних воздействий.Изотонным называют такое отображение внешнего воздействия системой, ее конструкцией, при котором большему воздействию соответствует большая ответная реакция. Предположение о рефлекторном характере системы управления позволяет прогнозировать реакции в процессе исследований, поэтому в процессе исследований необходимо: 1)установить пределы рефлекторности реакций; 2) подтвердить или отвергнуть гипотезу о рефлекторном поведении объекта исследования в конкретных условиях. Соответственно,нерефлекторной будет система, которая может неоднозначно, многовариантно реагировать на одно и то же внешнее воздействие. Нерефлекторность систем управления возникает при: 1) потере стойкости системы или прочности элементов; 2) повреждениях, поражениях, отказах одного или ряда элементов; 3) сильном стрессе человека, являющегося элементом системы управления. Факт участия индивидуума в управлении делает автоматизированную систему управления нерефлекторной в определенных ситуациях. Это связано с многовариантностью действий человека, особенно трудно прогнозировать поведение индивидуума в ситуации риска, неизбежного выбора, сильного стресса. Одним из основных элементов теории нерефлекторных систем считают необходимость более полного учета особенностей субъектов управления, будь то отдельный индивидуум, социальная группа или общественный класс. Возможны и другие виды экономических систем, их многообразие растет и отражает усложнение экономических отношений. Особенности этих систем, отраженные при их классификации, могут играть решающую роль в выборе методов исследования экономических систем и определять достоверность результата, эффективность и затраты на такие исследования. Тема 2. Системный анализ: сущность системного анализа, микро- и макроподходы, задачи описания и конструирования данных Системный анализ – методология исследования труднонаблюдаемых и труднопонимаемых свойств и отношений в объектах с помощью представления этих объектов в качестве целенаправленных систем и изучение свойств этих систем, взаимоотношений между целями и средствами их реализации. Область системного анализа достаточно широка и включает большое разнообразие постановок задач и множество методов их решения. Она лежит на стыке целого ряда отраслей науки и сфер человеческой деятельности: экономики, политики, военного дела, космических и геофизических исследований и др. Системный анализ был разработан в 60-е годы в США по заданию военных ведомств. Применяется системный анализ для решения таких проблем, которые не могут быть поставлены и решены отдельными методами математики (т.е. проблем с неопределенностью ситуации принятия решения): использует не только формальные методы, но и методы качественного анализа («формализованный здравый смысл»), т.е. методы, направленные на активизацию использования интуиции и опыта специалистов; объединяет разные методы с помощью единой методики; |