ТЕМА 9. Специфические методы исследования систем управления

 

Методы проявления системной идеи. Эвристические методы исследования систем управления. Формализованные методы исследования систем управления. Статистические методы анализа систем управления. Детерминированные методы анализа систем управления. Синтез систем управления методами оптимизации. Синтез систем управления методами математического программирования. Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий.

Рождение идеи можно определить как актуализацию энергии ума для распознавания непознанных сущностей окружающего мира. Возникновение идей, их созревание и воплощение является вечным и непрерывным процессом во Вселенной, охватывающим все без исключения сферы жизни. Основной формой выражения идеи является понятие, а способ выражения идей в форме понятий осуществляется путем суждений.

Для эффективного решения проблем и задач необходим комплексный подход с использованием основных положений анализа и синтеза систем управления.

К эвристическим методам исследования систем управления относятся:

- методы активизации технологии творчества (проблемная ситуация решается за счет личных творческих возможностей и информированности разработчика без применения каких-либо внешних методических приемов);

- ассоциативные методы (основным источником для генерирования новых идей служат ассоциации, метафоры и случайно выбранные понятия): метод фокальных объектов (основан на перенесении признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект), метод гирлянд и случайности ассоциаций (помогает найти большое количество подсказок для новых идей путем образования ассоциаций), метод контрольных вопросов (исследователь отвечает на вопросы, содержащиеся в универсальных вопросниках и в связи с ними рассматривает свою задачу);

- метод «мозгового штурма» (условие задачи перед ее штурмом формулируют только в общих понятиях, задачу последовательно решают две группы людей: первая – выдвигает различные идеи (генераторы идей), вторая – по окончанию штурма выносит суждения о ценности выдвинутых идей (эксперты));

- метод синектики (соединение воедино различных, порой даже очевидно не совместимых элементов, т.е. формирование постоянной группы людей различных специальностей для совместной постановки и решения конкретных задач);

К формализованным методам исследования систем управления относятся:

- параметрический метод (основанный на выявлении и устранении физических противоречий, присущих исходной системе);

- морфологический метод (основан на выделении нескольких характеристик структурных и морфологических признаков системы, от которых зависит решение проблемы или достижение основной цели; по каждому выделенному морфологическому признаку составляют список различных конкретных вариантов, альтернатив в виде таблицы; перебирая варианты, выявляют новые решения задачи): метод организующих понятий, метод «матриц открытия», метод десятичных матриц поиска, метод семикратного поиска;

- методы логического поиска (процесс суждения, при котором одно доказательство вытекает из другого и в результате делаются правильные выводы, т.е. происходит отбор нужной информации, выявление взаимосвязей и доказательство их существования);

- метод «букета проблем» (основываясь на исходной формулировке проблемы, рассматривают несколько иных проблем, формируя тем самым группу, или «букет» проблем);

- методы поиска новых технических решений (сравнивают идеальную и реальную системы, выявляют техническое противоречие, устраняют его путем перебора вариантов).

В статистическом анализе выполняется обработка некоторой случайной выборки, под которой понимаются результаты последовательных и независимых экспериментов со случайной величиной или событием. Выборка должна быть состоятельной, т.е. чтобы объем обрабатываемой информации был достаточен для получения результатов с требуемой точностью и надежностью. К статистическим методам анализа систем управления относятся регрессионный анализ, корреляционный анализ, дисперсионный анализ, анализ временных рядов, метод главных компонентов, факторный анализ.

Сущность методов детерминированного анализа состоит в нахождении оценок влияния изменения параметров на величину изменения показателя. Используется для исследования процессов и систем управления по результатам экспериментов на математической модели с неслучайными (детерминированными) переменными.

В задачах оптимизации все хорошо, когда модель линейна, однокритериальна и детерминирована. Любые отклонения от этих свойств приводят к появлению трудностей. Для решения таких задач необходимо вводить допущения, т.е. искусственно уходить от нелинейности. При многокритериальной оптимизации стремятся выделить главный критерий или проранжировать критерии, чтобы свести к некоторому обобщенному критерию, а затем переходить к однокритериальной оптимизации. Для обоснования законности использования математического метода необходимо по пунктам расписать, при каких условиях он применим. Затем сравнить с ним условия своей задачи на предмет их близости.

К анализу и синтезу систем управления с помощью математических теорий относятся:

- теория принятия решений (эта теория является одним из основных этапов процесса управления в организациях, общественных системах, используется при необходимости сделать выбор варианта действий в условиях риска или наличия неопределенности);

- теория массового обслуживания (используется для исследования систем управления, в которых необходимо пребывать в состоянии ожидания);

- теория эффективности (позволяет оценивать результативность использования системы управления и выбрать лучшую организацию ее применения при конкретных обстоятельствах, т.е. оценка эффективности достижения системой цели и затраченные на это усилия);

- теория игр (предполагает участие в активном воздействии на объект управления двух сторон или игроков: управляющей системы, которая определяет состояние объекта, и среды, которая формирует воздействие, ухудшающее эффективность управления.

 

Вопросы к теме:

1. Какие вы знаете методы проявления системной идеи?

2. Охарактеризуйте эвристические методы исследования систем управления.

3. Какие методы исследования систем управления относятся к формализованным? Раскройте суть и содержание данных методов.

4. Когда можно использовать методы статистического анализа при исследовании систем управления?

5. В каких случаях можно использовать детерминированные методы при исследовании систем управления?

6. Раскройте сущность и область применения методов оптимизации при исследовании систем управления.

7. В каких случаях можно использовать методы математического программирования в задачах синтеза систем управления?