Монография. Оренбург, ГОУ ОГУ, 2004, 338 стр.
Монография предназначена для специалистов в области системного анализа и управления. Рассмотрены как общие вопросы системного анализа, так и особенности метасистемного подхода. Книга может быть полезна аспирантам, а также студентам, как дополнительный источник по курсам: «Управление техническими системами», «Теория управления», «Введение в системный анализ», «Системы автоматизации и управления».
О достоинствах системного подхода написано большое количество книг, эффективность его применения доказана многочисленными примерами. Однако большинство примеров касается структурированных систем (по терминологии американского системного аналитика Джорджа Клира). И хотя часто говорят об интегрированных системах (метасистемах), достаточно серьезные исследования методологии решения типовых задач, связанных с ними, отсутствуют. Данная работа призвана, в первую очередь, заполнить этот пробел.
Однако метасистема может быть определена только после того, как описаны все другие типы систем, поэтому к работе приложены необходимые сведения из системологии Дж. Клира.
С другой стороны, разговор о метасистемах без привязки к предметной области уведет в абстрактную математику. Нисколько не умаляя достоинств этого направления, здесь будем рассматривать метасистемный подход в конкретной области - в теории управления. Управление на верхних иерархических уровнях неизбежно выходит на некоторое множество совместно работающих систем, поэтому здесь метасистемный подход является наиболее актуальным.
Метасистемы можно поделить на два больших класса: с последовательным выбором лишь одной системы, функционирующей в каждый конкретный момент времени, или некоторого подмножества параллельно функционирующих. Возможна также комбинация этих двух основных классов. В соответствии с этим разделением в работе рассмотрены особенности постановки и решения задач оптимального функционирования, а также типовые задачи, возникающие при синтезе и управлении такими метасистемами.
В качестве практических областей применения рассмотренной методологии выбраны: контроль качества готовой продукции, организация медицинского обслуживания, а также выбор методики оценки уровня безопасности при эксплуатации промышленных объектов. Столь разнообразный спектр лишний раз подчеркивает широту разработанных методов, двумерность современной науки по выражению Клира.
Авторы признательны рецензентам, прочитавшим рукопись и сделавшим массу полезных исправлений.
История зарождения науки об управлении и системах.
Основные понятия и определения.
Основные понятия системного анализа.
Основные понятия теории управления.
Системные составляющие процесса управления.
Согласованность составляющих системы и методы ее достижения.
Локальная согласованность.
Глобальная согласованность.
Методы достижения согласованности.
Оптимизация согласованности.
Адаптивная согласованность.
Селекция согласованных систем.
Особенности метасистемного подхода.
Концепция двух процессов при функционировании метасистемы.
Классификация матричных систем управления.
Подсистема распознавания образов.
Конечноавтоматная модель матричной системы.
Метасистемность матричных систем.
Модель функционирования метасистемы как системы массового обслуживания.
Синтез метасистем.
Выявление ограничений.
Исследование альтернативы параллельности и последовательности.
Алгоритм синтеза метасистемы.
Оптимизация управления в метасистемах.
Обсуждение критериев оптимального управления.
Согласование процессов случайной структуры.
Оптимизация управления ведомым процессом.
Оптимизация обратной связи в канале измерений.
Экспериментальное исследование последовательной метасистемы.
Координация в метасистеме.
Экспериментальное исследование параллельной метасистемы.
Применение метасистемного подхода.
Автоматизация контроля качества ткани.
Синтез подсистемы управления качеством ткани.
Синтез подсистемы автоматического контроля качества готовой ткани.
Организация медицинского обслуживания.
Общие соображения о синтезе системы.
Характеристика нехирургических методов лечения близорукости.
Параметры, характеризующие состояние глаза при близорукости.
Материал и методы исследования.
Критерии выбора методов лечения.
Автоматизация процесса назначения метода лечения.
Автоматизация процесса бурения скважины.
Синтез системы управления процессом бурения.
Управление безопасностью при эксплуатации промышленных объектов.
Метасистемная модель функционирования сортировочной станции.
Метасистемный подход к автоматизации выбора технологии проведения авиационно-химических работ (АХР).
Доказательство метасистемности процесса выбора технологии проведения АХР.
Выявление параметров, определяющих технологию проведения АХР.
Принципиальные отличия системы от метасистемы.
Выявление диапазонов эффективности технологий проведения авиационно-химических работ.
Обеспечение сочетаемости элементов АСК.
Стратегия выбора технологии проведения АХР.
Разработка концепции прогнозирования параметров технологии проведения АХР.
Оценка и обеспечение уровня готовности технологии проведения АХР к использованию.
Оптимизация перераспределения общесистемных ресурсов АСК.
Оптимизация набора используемых технологий.
Метасистемная модель функционирования АСК.
Приложение А Введение в системологию.
Наука о системах.
Приложение Б Исходные системы и системы данных.
Объекты и системы объектов.
Переменные и параметры.
Методологические отличия.
Представляющие и исходные системы.
Системы данных.
Приложение В Порождающие системы.
Эмпирическое исследование.
Системы с поведением.
Методологические отличия.
От систем данных к системам с поведением.
Меры нечеткости.
Поиск подходящих систем с поведением.
Порождающие системы.
Упрощение порождающих систем.
Исследование и проектирование систем.
Приложение Г Структурированные системы.
Целое и части.
Системы, подсистемы, суперсистемы.
Структурированные исходные системы и структурированные системы данных.
Структурированные системы с поведением.
Задачи проектирования систем.
Задачи идентификации.
Реконструктивное семейство.
Коэффициент идентифицируемости.
Единственный выбор из реконструктивного семейства.
Процедуры соединения.
Задача реконструкции.
Анализ реконструируемости.
Вычислительные эксперименты.
Индуктивное рассуждение.
Несогласованные структурированные системы.
Приложение Д Метасистемы.
Изменение и инвариантность.
Первичные и вторичные характеристики системы.
Метасистемы.
Многоуровневые метасистемы.
Идентификация изменения.
Монография предназначена для специалистов в области системного анализа и управления. Рассмотрены как общие вопросы системного анализа, так и особенности метасистемного подхода. Книга может быть полезна аспирантам, а также студентам, как дополнительный источник по курсам: «Управление техническими системами», «Теория управления», «Введение в системный анализ», «Системы автоматизации и управления».
О достоинствах системного подхода написано большое количество книг, эффективность его применения доказана многочисленными примерами. Однако большинство примеров касается структурированных систем (по терминологии американского системного аналитика Джорджа Клира). И хотя часто говорят об интегрированных системах (метасистемах), достаточно серьезные исследования методологии решения типовых задач, связанных с ними, отсутствуют. Данная работа призвана, в первую очередь, заполнить этот пробел.
Однако метасистема может быть определена только после того, как описаны все другие типы систем, поэтому к работе приложены необходимые сведения из системологии Дж. Клира.
С другой стороны, разговор о метасистемах без привязки к предметной области уведет в абстрактную математику. Нисколько не умаляя достоинств этого направления, здесь будем рассматривать метасистемный подход в конкретной области - в теории управления. Управление на верхних иерархических уровнях неизбежно выходит на некоторое множество совместно работающих систем, поэтому здесь метасистемный подход является наиболее актуальным.
Метасистемы можно поделить на два больших класса: с последовательным выбором лишь одной системы, функционирующей в каждый конкретный момент времени, или некоторого подмножества параллельно функционирующих. Возможна также комбинация этих двух основных классов. В соответствии с этим разделением в работе рассмотрены особенности постановки и решения задач оптимального функционирования, а также типовые задачи, возникающие при синтезе и управлении такими метасистемами.
В качестве практических областей применения рассмотренной методологии выбраны: контроль качества готовой продукции, организация медицинского обслуживания, а также выбор методики оценки уровня безопасности при эксплуатации промышленных объектов. Столь разнообразный спектр лишний раз подчеркивает широту разработанных методов, двумерность современной науки по выражению Клира.
Авторы признательны рецензентам, прочитавшим рукопись и сделавшим массу полезных исправлений.
История зарождения науки об управлении и системах.
Основные понятия и определения.
Основные понятия системного анализа.
Основные понятия теории управления.
Системные составляющие процесса управления.
Согласованность составляющих системы и методы ее достижения.
Локальная согласованность.
Глобальная согласованность.
Методы достижения согласованности.
Оптимизация согласованности.
Адаптивная согласованность.
Селекция согласованных систем.
Особенности метасистемного подхода.
Концепция двух процессов при функционировании метасистемы.
Классификация матричных систем управления.
Подсистема распознавания образов.
Конечноавтоматная модель матричной системы.
Метасистемность матричных систем.
Модель функционирования метасистемы как системы массового обслуживания.
Синтез метасистем.
Выявление ограничений.
Исследование альтернативы параллельности и последовательности.
Алгоритм синтеза метасистемы.
Оптимизация управления в метасистемах.
Обсуждение критериев оптимального управления.
Согласование процессов случайной структуры.
Оптимизация управления ведомым процессом.
Оптимизация обратной связи в канале измерений.
Экспериментальное исследование последовательной метасистемы.
Координация в метасистеме.
Экспериментальное исследование параллельной метасистемы.
Применение метасистемного подхода.
Автоматизация контроля качества ткани.
Синтез подсистемы управления качеством ткани.
Синтез подсистемы автоматического контроля качества готовой ткани.
Организация медицинского обслуживания.
Общие соображения о синтезе системы.
Характеристика нехирургических методов лечения близорукости.
Параметры, характеризующие состояние глаза при близорукости.
Материал и методы исследования.
Критерии выбора методов лечения.
Автоматизация процесса назначения метода лечения.
Автоматизация процесса бурения скважины.
Синтез системы управления процессом бурения.
Управление безопасностью при эксплуатации промышленных объектов.
Метасистемная модель функционирования сортировочной станции.
Метасистемный подход к автоматизации выбора технологии проведения авиационно-химических работ (АХР).
Доказательство метасистемности процесса выбора технологии проведения АХР.
Выявление параметров, определяющих технологию проведения АХР.
Принципиальные отличия системы от метасистемы.
Выявление диапазонов эффективности технологий проведения авиационно-химических работ.
Обеспечение сочетаемости элементов АСК.
Стратегия выбора технологии проведения АХР.
Разработка концепции прогнозирования параметров технологии проведения АХР.
Оценка и обеспечение уровня готовности технологии проведения АХР к использованию.
Оптимизация перераспределения общесистемных ресурсов АСК.
Оптимизация набора используемых технологий.
Метасистемная модель функционирования АСК.
Приложение А Введение в системологию.
Наука о системах.
Приложение Б Исходные системы и системы данных.
Объекты и системы объектов.
Переменные и параметры.
Методологические отличия.
Представляющие и исходные системы.
Системы данных.
Приложение В Порождающие системы.
Эмпирическое исследование.
Системы с поведением.
Методологические отличия.
От систем данных к системам с поведением.
Меры нечеткости.
Поиск подходящих систем с поведением.
Порождающие системы.
Упрощение порождающих систем.
Исследование и проектирование систем.
Приложение Г Структурированные системы.
Целое и части.
Системы, подсистемы, суперсистемы.
Структурированные исходные системы и структурированные системы данных.
Структурированные системы с поведением.
Задачи проектирования систем.
Задачи идентификации.
Реконструктивное семейство.
Коэффициент идентифицируемости.
Единственный выбор из реконструктивного семейства.
Процедуры соединения.
Задача реконструкции.
Анализ реконструируемости.
Вычислительные эксперименты.
Индуктивное рассуждение.
Несогласованные структурированные системы.
Приложение Д Метасистемы.
Изменение и инвариантность.
Первичные и вторичные характеристики системы.
Метасистемы.
Многоуровневые метасистемы.
Идентификация изменения.