Элементы теории измерений. Виды задач моделирования

Например, гипотеза о ходе лечения конкретного больного; * рабочая - первоначальное и временное предположение, которое является основой для формирования устойчивой гипотезы. Она является условным допущением, на основании которого группируются результаты наблюдений и даются их первоначальные объяснения; * выдвижение (зарождение) гипотезы - выдвижение интуитивного предположения; * развитие (выделение следствий) - объяснение фактов, относящихся к данной гипотезе, на основе выдвинутого предположения; * проверка (доказательство, обоснование, опровержение). Выдвинутые предположения могут быть доказаны: путем обнаружения этих явлений и процессов; с помощью выделения данного предположения из более общих положений; путем доказательства одного предположения и опровержения всех остальных. Гипотезы опровергаются: с помощью установления отсутствия данных явлений и предметов; путем доказательства обратного, т. е. доказательства положения, отрицающего гипотезу; путем приведения их к абсурду; * ни одна система управления не является совершенной, так как всегда имеет проблемы и недостатки, которые можно разрешить и ликвидировать, повышая тем самым эффективность функционирования системы; * менеджеры системы управления не всегда уверены, что им требуется помощь исследователей по управлению, поскольку часто не осознают проблемы и недостатки системы и их причины; * большинство менеджеров системы управления имеют побуждение разрешать проблемы, а также устранять недостатки в управлении и их причины, но нуждаются при этом в помощи консультантов; * консультант может провести достаточно объективный анализ системы управления в краткосрочный период только с участием персонала исследуемой системы; * исследователь-консультант должен передать навыки анализа и выявления проблем и поиска путей их разрешения менеджерам системы управления, чтобы в дальнейшем они были способны самостоятельно совершенствовать управление; * большинство систем управления могут быть более эффективными, если управленческий персонал научится проводить самостоятельно оценку системы, рационально использовать сильные стороны управления, разрешать проблемы и устранять причины их возникновения.

26. Методы, основанные на использовании знаний и интуиции специалистов

Развитие системного анализа неразрывно связано с такими понятиями, как "мозговая атака", "сценарии", "дерево целей", морфологические методы и т.п. Перечисленные термины характеризуют тот или иной подход к активизации выявления и обобщению мнений опытных специалистов-экспертов (термин "эксперт" в переводе с латинского означает "опытный"). Иногда все эти методы называют "экспертными".

Дадим краткий обзор экспертных методов.

Концепция мозговой атаки известна также под названиями мозгового штурма, конференций идей, коллективной генерации идей (КГЦ).

В зависимости от принятых правил и жесткости их выполнения различают прямую мозговую атаку, метод обмена мнениями, методы типа комиссий, судов (когда одна группа вносит как можно больше предложений, а вторая -- старается их максимально критиковать) и т.п. В последнее время иногда мозговую атаку проводят в форме деловой игры. Деловые игры -- метод имитации выработан для принятия управленческих решений в различных ситуациях путем игры по заданным правилам группы людей или человека и компьютера. Деловые игры позволяют с помощью моделирования и имитации процессов выйти на анализ, решение сложных практических задач, обеспечить формирование мыслительной культуры, управления, мастерства общения, принятия решений, инструментальное расширение управленческих навыков.

Методы типа «сценариев». Сценарием называют любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы и предложения по ее решению или по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен.

Сценарий позволяет создать предварительное представление о проблеме (системе) в ситуациях, когда не удается сразу отобразить ее формальной моделью.

Методы экспертных оценок. Изучению возможностей и особенностей применения экспертных оценок посвящено много работ. В них рассматриваются формы экспертного опроса (разные виды анкетирования, интервью), подходы к оцениванию (ранжирование, нормирование, различные виды упорядочения и т.д.), методы обработки результатов опроса, требования к экспертам и формированию экспертных групп, вопросы тренировки экспертов, оценки их компетентности (при обработке оценок вводятся и учитываются коэффициенты компетентности экспертов, достоверности их мнений), методики организации экспертных опросов. Выбор форм и методов проведения экспертных опросов, подходов к обработке результатов опроса и т.д. зависит от конкретной задачи и условий проведения экспертизы. Однако существуют некоторые общие проблемы, которые нужно помнить специалисту по системному анализу. Остановимся на них подробнее.

Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности обычно базируется

Методы типа «Делъфи». Метод «Дельфи», или метод «дельфийского оракула», первоначально был предложен как итеративная процедура при проведении мозговой атаки, которая способствовала бы снижению влияния психологических факторов при повторении заседаний и повышении объективности результатов.

В общем случае метод «Дельфи» направлен на рациональную организацию и создание таких условий для работы экспертов, которые бы обеспечивали согласованную оценку экспертной группы путем независимого опроса каждого из экспертов в несколько туров с последующим сообщением им результатов предыдущего тура. В дальнейшем были разработаны другие аналогичные методы, в основе которых также лежат экспертные оценки.

Идея метода дерева целей. Метод «дерева целей» ориентирован на получение полной и относительно устойчивой структуры целей, проблем, направлений, т.е. такой структуры, которая на протяжении какого-то периода времени мало изменялась при неизбежных изменениях, происходящих в любой развивающейся системе. Для достижения этого при построении вариантов структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы и методики формирования иерархических структур целей и функций.

Основная идея морфологического подхода -- систематически находить наибольшее число, а в пределе -- все возможные варианты решения поставленной проблемы или реализации системы путем комбинирования основных (выделенных исследователем) структурных элементов системы или их признаков. При этом система или проблема может разбиваться на части разными способами и рассматриваться в различных аспектах.

27. Методы формализованного представления систем управления

Для описания систем управления на практике используется ряд формализованных методов, которые в разной степени обеспечивают изучение функционирования систем во времени, изучение схем управления, состава подразделений, их подчиненности и т.д., с целью создания нормальных условий работы аппарата управления, персонализации и четкого информационного обеспечения управления.

Выбор конкретного метода формализованного описания, системы управления зависит от того, в каких условиях осуществляется обследование, какова ответственность исполнителей за принимаемые решения и какова степень регламентации управления в обследуемой организации.

В настоящее время разработано и опробовано целый ряд различных методик обследования и формализованного представления систем управления.

Сетевой метод формализованного представления систем управления сводится к построению сетевой модели для решения комплексной задачи управления. Основой сетевого планирования является информационная динамическая сетевая модель.

Характеристики модели сетевого планирования и управления (СПУ).

Весь процесс создания системы СПУ можно условно разбить на три стадии.

1) стадия обследования: результаты обследования оформляются в виде сетевых графиков;

2) расчет и анализ сетевых графиков;

3) стадия оперативного управления.

В последнее время для решения задач управления и анализа функционирования различных систем все шире применяется метод системной динамики или имитационным динамическим моделированием,

основы которого разработаны профессором Дж, Форрестером (США) в 50-х годах.

При имитационном динамическом моделировании строится модель, адекватно отражающая внутреннюю структуру моделируемой системы; затем поведение модели проверяется на ЭВМ на сколь угодно продолжительное время вперед. Это дает возможность исследовать поведение как системы в целом, так и ее составных частей. Имитационные динамические модели используют специфический аппарат, позволяющий отразить причинно-следственные связи между элементами системы и динамику изменений каждого элемента. Модели реальных систем обычно содержат значительное число переменных, поэтому их имитация осуществляется на компьютере.

28. Методы исследования информационных потоков

Целью такого исследования является изучение и формализация информационных процессов. Исследования проводятся по заранее разработанной программе. В программе указывается, что и в какой последовательности необходимо выполнить.

Метод инвентаризации. При методе инвентаризации собираются сведения о всех документах. Он позволяет получить наиболее исчерпывающие сведения о потоках информации. Однако в силу большой трудоемкости метод инвентаризации применяется очень редко.

Метод типических групп. Для обследования систематизированных массовых и регулярно повторяющихся документов более часто используется метод типических групп, когда регистрации подлежит не каждый документ, а определенный тип однородных документов.

Графический метод используется для описания потоков информации (главным образом документопотоков) небольшой размерности на макро уровне, для выявления общей структуры и функций системы управления, а также для совершенствования существующих потоков информации. Однако при увеличении размерности потока схема может стать настолько велика, что, потеряет свою ценность как средство анализа, или будет настолько поверхностна в деталях, что не окажет помощи при анализе потоков информации.

Информационная модель позволяет символически выразить технологию подготовки управленческих решений, а также информационные взаимосвязи между сотрудниками конкретного подразделения, подразделениями предприятия и внешней средой.

Основное назначение информационной модели заключается в том, что она характеризует существующие потоки документированной информации, отражающие процессы управленческой деятельности.

Информационные модели характеризуют также последовательность управленческих работ в системе управления.

29. Системный подход и системный анализ как универсальная методология исследования систем

Системный подход к исследованию систем управления

Системный подход - подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирования, а цели каждого из элементов определены исходя из общего предназначения объекта. При использовании системного подхода организация рассматривается как система, состоящая из элементов и подсистем, обособленных между собой, но взаимосвязанных и взаимодействующих.

В основе системного подходи лежат следующие общие черты: * при исследовании объекта как системы каждый элемент описывается с учетом его места в целом; * в любом системном исследовании возникает проблема управления; * исследование системы неотделимо от исследования условий ее существования; * для системного подхода специфична проблема порождения свойств целого из свойств элементов и наоборот; * в системном исследовании недостаточны чисто причинные объяснения функционирования и развития объекта (целесообразность поведения не всегда, соответствует причинно-следственным схемам); * источник преобразования системы или функций находится обычно в самой системе; * самоорганизация систем связана с целесообразным поведением, допущением множества индивидуальных характеристик и степеней свободы. Системный подход обладает следующими достоинствами: * расширение путей для познания объекта исследования, в том числе его синергетических свойств; * возможность декомпозировать любой изучаемый объект с необходимой глубиной для достижения цели исследования, что обеспечивает выявление всего необходимого для изучения любого относительно неделимого элемента; * создание более глубокой схемы.

Системный анализ -- это комплекс исследований, направленных на выявление общих тенденций и факторов развития организации и выработку мероприятий по совершенствованию системы управления и всей производственно-хозяйственной деятельности организации.

30. Системный анализ: содержание, этапы

Системный анализ -- научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы. Опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, статистических, математических методов. Системный анализ возник в эпоху разработки компьютерной техники. Успех его применения при решении сложных задач во многом определяется современными возможностями информационных технологий. Н.Н. Моисеев приводит, по его выражению, довольно узкое определение системного анализа [1]: «Системный анализ -- это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем -- технических, экономических, экологических и т.д.

Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы: плана развития региона, параметров конструкции и т.д. Поэтому истоки системного анализа, его методические концепции лежат в тех дисциплинах, которые занимаются проблемами принятия решений: теории операций и общей теории управления». Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:

- хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;

- неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;

- слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.

31. Основные категории системного анализа

В настоящее время одной из важнейших категорий, составляющих методологическую базу исследования для относительно сложных СУ, является системный анализ. С одной стороны, он связан с понятием и методом анализа, а с другой -- с понятием системы.

Термин «анализ» (от греч. analysis -- разложение, расчленение) может рассматриваться различным образом.

Аналитические методы широко используются в практике исследований. Иногда анализ отождествляют с термином «исследование».

Системный анализ -- это комплекс исследований, направленных на выявление общих тенденций и факторов развития организации и выработку мероприятий по совершенствованию системы управления и всей производственно-хозяйственной деятельности организации.

Методологический подход системного анализа определяет его основные компоненты.

Однако системный анализ, несмотря на использование им сравнительно четких процедур, до настоящего времени все еще не имеет строгой и методологически проработанной формы. Это допускает проведение аналитических работ и принятие на их основе в ряде случаев интуитивных решений.

Этот метод базируется на достаточно проверенных принципах.

Системному анализу предшествует выполнение ряда операций (работ).

Системный анализ деятельности предприятия либо организации проводится на ранних стадиях работ по созданию конкретной системы управления.

Конечной целью системного анализа является разработка и внедрение выбранной эталонной модели системы управления.

В соответствии с главной целью необходимо выполнить исследования системного характера.

Четко и грамотно сформулированные цели развития предприятия (компании) являются основой для системного анализа и разработки программы исследований.

Программа системного анализа в свою очередь включает перечень вопросов, подлежащих исследованию и их приоритетность.

В результате проведения системного анализа необходимо дать предложения по обоснованию целесообразности рационализации системы управления.

Особенность системного анализа -- сочетание различных методов анализа с общей теорией систем, исследованием операций, технических и программных средств управления.

32. Рефлексивный подход к исследованию систем

Рефлексия - способность, свойственная только человеку и заключается в само отражении субъекта в мышлении.

Рефлексивное управление - процесс, основанный на передаче одним из "противников" другому оснований для принятия решений. Тем самым один игрок пытается повлиять на решение другого.

По своему содержанию рефлексивное управление может быть простым и сложным. При простом управлении оно достигается (в вероятностном смысле) с помощью передачи тем или иным способом информации (фактической или воображаемой) взаимодействующей системе для принятия ею решения, выгодного управляющей стороне. Переданная информация должна побудить такие мотивы поведения, которые стимулируют желательный выбор действий второй стороны, то есть ей известно множество возможных действий второй стороны, её функционал эффективности, ограничения по ресурсам, а также уравнение, характеризующее изменение свойств системы с учетом их взаимодействия во времени.

Сложное рефлексивное управление осуществляется через управление самой рефлексией, то есть отражением окружающей действительности в управляемой системе.

Необходимо учитывать двоякую роль рефлексии, заключающуюся в определенной свободе при выборе поведения ,что убыстряет адаптацию к определенному классу ситуаций на основе анализа вариантов собственных действий. Рефлексия может оказать и разрушающее действие, когда мыслительная деятельности происходит по стереотипам.

Мотивационный механизм рефлексивного управления опирается на внутри интеллектуальный подражательный механизм. В сознании формируются модели, отображающие внутренние ситуации и взаимодействующую систему, себя в этой системе, взаимодействующие системы в себе и т.д., а также модели возможных действий и поведения. Оперируя этими моделями, сознание выявляет общность в разнотипных моделях и, используя ассоциации (то есть в сущности, различные варианты фрагментарного подражания прошлому, образцом, сторонним моделями), формирует новые модели с более глубокой рефлексией (то есть взаимным отображением систем). В рефлексивном управлении необходимо последовательно изучать свойство и тенденции поведения каждой взаимодействующей системы.

Сложные системы имеют либо генетические ("вложенные" при создании системы), либо накопленные в процессе работы варианты действий и фрагменты ситуаций с различным поведением и различные исходы.

Рефлексивные системы должны быть способны к обучению, самообучению и накоплению опыта. Для оценки поведения и опыта служит физически измеримый критерий эффективности, на основании которого устанавливается соответствие ситуации целенаправленной реакции. Система должна также иметь возможность распознавать ситуации и отождествлять их с хранящимися в памяти моделями.

Рефлексивная система состоит из четырех частей, действующих автономно. Одна часть моделирует ("играет") себя, другая - взаимодействующую систему, третья - осуществляет контроль. В результате проигрывания множества вариантов отбирается такой, в котором взаимодействующая система получает выгодные (с точки зрения рефлексирующей системы) стимулы к поведению. На основании этих стимулов строится программа рефлексивного управления, которая подвергается непрерывной оперативной корректировке. Основная трудность рефлексии состоит в том, чтобы осуществляя контроль за моделями взаимодействующих систем, управлять ими, предоставлять определенную свободу деятельности.

33. Основы теории рефлексивного управления

Понятие "рефлексивное управление" введено в теорию и практику более лет назад, однако до сих пор единства в его понимании не достигнуто. Во многом это объясняется самим феноменом рефлексии, изучаемым различными научными дисциплинами, и получением соответствующих результатов, исходя из натуралистического методологического подхода, используемого многими их них. Феномен рефлексии объясняет отражение внешнего мира через внутренний мир человека с преобразованием в его мозгу образов, возникших в прошлом или настоящем. В основе рефлексивного управления -- такая качественная характеристика, свойственная только человеку, как рефлексивная самоорганизация. Человек осуществляет простые деятельностные функции либо в форме "норма -- реализация", "задача -- решение задачи" (реактивное управление), либо в форме "норма -- реализация -- затруднение в реализации -- рефлексия -- ситуационное включение корректирования нормы реализации измененной нормы" (рефлексивное управление). Рефлексия "включается" у человека, когда он испытывает затруднения. При этом развитие человека осуществляется только в том случае, когда он, испытывая затруднения, предпринимает попытки их преодоления.

В противном случае он не развивается. В связи с этим "секрет" хорошего преподавателя состоит не в том, что он так хорошо все излагает, что обучаемому не надо учить, а в дополнительной мотивации, побуждении учащегося к пониманию, казалось бы, усвоенных текстов. Однако следует различать рефлексивное управление и манипулирование (манипулятивное воздействие). При рефлексивном управлении используются различные средства и приемы для введения человека в заблуждение осознанно и целенаправленно. При манипулировании применяются приемы и средства скрытого психологического принуждения на неосознанном уровне. Примером манипуляции являются некоторые психологические игры, когда "включаются" механизмы внутри личностной психологической защиты и происходит вытеснение истинной цели манипуляции. Схема рефлексивного программирования состоит из таких процедур:

* фиксация разрыва ранее сложившейся жизнедеятельности;

* рефлексивная блокада -- блокировка "несанкционированных" рефлексивных процессов, фактически лишение человека возможности самостоятельно выбирать форму жизнедеятельности;

* социальная изоляция -- блокировка "несанкционированных" информационных психологических воздействий социального окружения, лишение возможности выбора формы жизнедеятельности;

* рефлексивное программирование -- навязывание человеку заранее предопределенных кем-то представлений, точек зрения, позиций, мнений и других психологических образований с целью сформировать осознанное принятие предлагаемой нормы жизнедеятельности.

При использовании схемы рефлексивного программирования человек превращается в объект управления.

34. Особенности и этапы рефлексивного управления

Рефлексия - способность, свойственная только человеку и заключается в само отражении субъекта в мышлении.

Рефлексивное управление - процесс, основанный на передаче одним из "противников" другому оснований для принятия решений. Тем самым один игрок пытается повлиять на решение другого.

Сущность рефлексивного управления состоит в том, что взаимодействующей системе содействующей или противодействующей “внушается” (посредством передачи информации) определенные данные относительно поведения системы, которые стимулируют желательный выбор варианта движения.

Рефлексивное управление обладает рядом особенностей:

1. Рефлексивное управление имеет отражательный характер. Чтобы первая система могла принять решение о воздействии на вторую, в первой системе создается представление о возможной реакции второй системы путем мысленного восстановления: “Я думаю, что противник предполагает, что я приму решение, думая, что он ответит и т.д.”. Такая рефлексия может носить многократный характер (обладает иерархической системой рангов).

2. В рефлексивном управлении велика роль мотивации, определяющей цели рефлексивного управления. Мотивация, при этом извлекает из памяти опыт прошлого, заставляет мышление оценивать его результаты с учетом конкретной внешней обстановки настоящего, в которой происходит работа взаимодействующих систем.

3. Рефлексивное управление имеет недостоверный характер. Так соперник может не понять цели и намерения управляющей системы и прореагировать в силу своего понимания цели воздействия; противник может вскрыть замысел и цель воздействия и прореагировать на него исходя из своей оценки обстановки.

4. В рефлексивном управлении при выборе дозволенных приемов, способов и средств воздействия играют роль морально-этические принципы и правовые нормы, являющиеся ограничивающими условиями. В спортивных играх таким условием может быть правило игры и моральные кодексы выраженные, например, в олимпийской клятве спортсмена, в военном искусстве - то, что возможно по отношению к противнику, нельзя применять к союзнику.

5. Чем масштабнее цели рефлексивного управления, тем сложнее и многостороннее по охвату различных сторон деятельности “управляемой” системы проводимый комплекс “управляющих” воздействий.

6. Рефлексивное управление динамично, особую роль в нем приобретает прогнозирование ожидаемых результатов, глубина рефлексивного управления определяется прочностью связей между системами (напряженностью) и соотношением сил.

В общем процесс рефлексивного управления разбивается на следующие этапы.

1. Рефлексивная разведка

U₁=U₁(t)

в течение интервала [0,t₁].

2. Рефлексивное управление (информация или дезинформация)

U₂=U₂(t)

на интервале [t₁,t₂] с целью передачи противоположной стороне таких сведений, которые соответствуют замыслу первой стороны.

3. Оперативная разведка

U₃=U₃(t)

на интервале [t₂,t₃] с целью проверки результата рефлексивного управления и принятия решения.

4. Оперативное управление

U₄=U₄(t)

на интервале [t₃,t₄] с целью получения закона

Z(t)/[t₃,T]

обеспечивающего эффективность системы.

35. Адаптивное управление, схема адаптивного управления

Адаптивное управление -- совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. Подобные системы управления называются адаптивными. Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления.

По характеру изменений в управляющем устройстве адаптивные системы делят на две большие группы:

самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора) и

самоорганизующиеся (изменяется структура самого регулятора).

По способу изучения объекта системы делятся на

поисковые и без поисковые.

В первой группе особенно известны экстремальные системы, целью управления которых является поддержание системы в точке экстремума статических характеристик объекта. В таких системах для определения управляющих воздействий, обеспечивающих движение к экстремуму, к управляющему сигналу добавляется поисковый сигнал. Без поисковые адаптивные системы управления по способу получения информации для подстройки параметров регулятора делятся на

системы с эталонной моделью (ЭМ)

системы с идентификатором, в литературе иногда называют, как системы с настраиваемой моделью (НМ).

Адаптивные системы с ЭМ содержат динамическую модель системы, обладающую требуемым качеством. Адаптивные системы с идентификатором делятся по способу управления на

прямой

косвенный(непрямой).

При косвенном адаптивном управлении сначала делается оценка параметров объекта, после чего на основании полученных оценок определяются требуемые значения параметров регулятора и производится их подстройка. При прямом адаптивном управлении благодаря учёту взаимосвязи параметров объекта и регулятора производится непосредственная оценка и подстройка параметров регулятора, чем исключается этап идентификации параметров объекта. По способу достижения эффекта самонастройки системы с моделью делятся на

системы с сигнальной (пассивной)

системы с параметрической (активной) адаптацией.

В системах с сигнальной адаптацией эффект самонастройки достигается без изменения параметров управляющего устройства с помощью компенсирующих сигналов. Системы, сочетающие в себе оба вида адаптации называют комбинированными

структура АУ

36. Теоретические методы исследования систем управления

При проведении исследований СУ может использоваться исключительно широкий арсенал разнообразных методов. Соответственно все они могут быть различным образом классифицированы. Например, методы исследования могут быть подразделены на:

· теоретические;

· эмпирические;

· теоретико-эмпирические.

При этом к теоретическим методам исследования можно отнести следующие:

· метод формализации, основанный на изучении содержания и структуры СУ в знаковой форме с помощью искусственных языков и символов, что может обеспечить краткость и однозначность результата исследования. Этот метод взаимосвязан с другими методами (моделирования, абстрагирования, идеализацией и т.п.);

· метод аксиоматизации, основанный на получении результатов исследования на базе логических аксиом;

· метод идеализации, предполагающий изучение элемента или компонента системы, наделенного некими гипотетическими идеальными свойствами. Это позволяет упростить исследования и получить результаты на основе математических вычислений с любой наперед заданной точностью;

· метод восхождения от абстрактного к конкретному, основанный на получении результатов исследования на базе перехода от логического изучения абстрактно расчлененного исследуемого объекта к целостному конкретному его познанию.

37. Практические (полевые) методы исследования систем управления

К эмпирическим методам можно отнести:

· метод наблюдения, базирующийся на фиксации и регистрации параметров и показателей свойств изучаемого объекта исследования;

· метод измерения, позволяющий дать определенными единицами измерения численную оценку исследуемого свойства объекта;

· метод сравнения, позволяющий определить различия или общность исследуемого объекта с аналогом (эталоном, образцом и т.п. - в зависимости от цели исследования);

· метод эксперимента, основанный на исследовании изучаемого объекта в искусственно созданных для него условиях. Условия могут натурные или моделированные. Данный метод предполагает, как правило, использование ряда других методов исследования, в том числе методов наблюдения. измерения и сравнения.

38. Основные понятия и виды моделей (классификация)

Модель - упрощенное представление объекта системы или идеи в некоторой форме, отличной от самой целостности, создаваемое исследователем с целью получения знаний об объекте-оригинале и отражающее его наиболее существенные свойства с точки зрения поставленной задачи. Выделяются следующие причины использования моделей'. * сложность реального мира (организация - сложная система, в которой происходят различные перемены, которые часто не могут быть постижимы с помощью возможностей любого человека. Для этого создаются упрощенные модели реального мира); * экспериментирование (большинство вариантов решения перед воплощением в жизнь необходимо экспериментально проверить. Но не все решения могут быть экспериментально проверены в условиях реального мира); * ориентация управления на будущее (наблюдение несуществующих явлений и проведение экспериментов над ними.

Моделирование - единственный к настоящему времени систематизированный способ увидеть варианты будущего и определить потенциальные последствия альтернативных решений, что позволяет их объективно сравнивать). Выделяют следующие признаки классификации моделей: * с точки зрения этапов моделирования: * когнитивная - мысленный образ объекта; * содержательная - получение информации об объекте и выявление взаимосвязей и закономерностей (описательные, объяснительные и прогностические модели); * концептуальная - сформулированная на вербальном или на вербально-визуальном уровне модель, базирующаяся на определенной концепции или аспекте (логико-семантические, структурно-функциональные и причинно-следственные модели); * формальная - представленная в виде алгоритмов и математических зависимостей, описывающих или имитирующих реальные объекты и процессы (математические и компьютерные модели); * в зависимости от средств, с помощью которых реализованы модели: * материальные - воспроизводят основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики изучаемого объекта; частным случаем являются физические модели, имеющие ту же физическую природу, что и объект моделирования; * идеальные - основаны на символических схемах (графические, логические, математические и др.); математические модели в свою очередь могут разделяться на аналитические (когда свойства и взаимосвязи описываются отношениями-функциями в явной и неявной форме) и имитационные (основанные на многократных экспериментах, главным об разом машинных, по реализации алгоритмов и процедур, описывающих процесс функционирования исследуемой системы).

39. Контур моделирования

Моделир-е- циклич процессии один цикл моделирования можно представить в виде: рис.

Формальная модель строится на математич. допущениях, блоки контура предназнач. для испытания модели. Для проверки модели желательно получ. некоторые выводы о реальном явлении. Сущ 2 типа вывода: 1. относит к прошлым наблюдениям, 2. новые ранее на наблюдаемые ситуации. На заключит этапе прогнозы сводятся с данными либо новыми в случ проверки ее предсказания возможностей. На основе новых д-х вкл сведения о прогнозах, модель моделируется и процесс исследования циклично повторяется по плановому контуру. Т.О. любая матем. модель принимается временно.

40. Основные виды задач моделирования. Функции моделей

Согласно кибернетич подходу система представляет такое описание:

Приведенное описание системы использ-т аксиоматически заданные математические объекты -множ-во, отображение. Является абстрактной математической моделью,которая выполняет одну из своих функций-описательную (диструктивную).

В методологич. отношении дан группа означает реализацию функции-выработку гипотез, анализ наблюдений.

Для иллюстрации конкретн модели при этом возможность изменения величин x y t позволяет решать математ задачи.

1. Дано x(t) y(t) определить S. Это задача идентификации системы.

2. Дано x(t) S определить y(t). Это задача прогнозирования

3. дано y(t) S определить x(t) Это задача планирования

Модель - это копия реального объекта, обладающая его основными характеристиками и способная имитировать его поведение.

Построение модели помогает привести сложные и подчас непреодолимые факторы, связанные с проблемой принятия решения, в логически стройную схему, доступную для детального анализа. Такая модель позволяет выявить альтернативы решения задачи и оценить результаты, к которым они приводят, а также дает возможность определить, какие данные необходимы для оценки имеющихся альтернатив. В итоге это обеспечивает получение обоснованных выводов. Короче говоря, модель является средством формирования четкого представления о действительности.

Примерами экономических моделей являются модели потребительского выбора, модели фирмы, модели экономического роста, модели равновесия на товарных, факторных и финансовых рынках и многие другие. Строя модели, экономисты выявляют существенные факторы, определяющие исследуемое явление и отбрасывают детали, несущественные для решения поставленной проблемы. Формализация основных особенностей функционирования экономических объектов позволяет оценить возможные последствия воздействия на них и использовать такие оценки в управлении.

Экономические модели позволяют выявить особенности функционирования экономического объекта и на основе этого предсказывать будущее поведение объекта при изменении каких-либо параметров.

41. Реализация основных этапов экономического моделирования на примере построения классической экономико-математической модели

Модель - это копия реального объекта, обладающая его основными характеристиками и способная имитировать его поведение.

Как обычно строится экономическая модель?

1. Формулируются предмет и цели исследования.

2. В рассматриваемой экономической системе выделяются структурные или функциональные элементы, соответствующие данной цели, выявляются наиболее важные качественные характеристики этих элементов.

3. Словесно, качественно описываются взаимосвязи между элементами модели.

4. Вводятся символические обозначения для учитываемых характеристик экономического объекта и формализуются, насколько возможно, взаимосвязи между ними. Тем самым, формулируется математическая модель.

5. Проводятся расчеты по математической модели и анализ полученного решения.

42. Базовая структура модели Форрестера

Для анализа сложных систем с нелинейными обратными связями используется принцип системной динамики. Системная динамика, как метод имитационного моделирования, включает в себя структуризацию объекта; построение системной диаграммы объекта, где указываются связи между элементами; определение переменных для каждого элемента и темпов их роста; принятие гипотез о зависимости каждого темпа роста от переменных и формальное описание этих гипотез; процесс оценки введенных параметров с помощью имеющейся статистики. Для построения и исследования моделей с помощью метода системной динамики разработан специальный язык программирования DYNAMO.

Модель Форрестера включает следующие элементы:

· уровни (ресурсы):

· потоки, перемещающие содержимое одного уровня к другому;

· функции решений, которые регулируют темпы потока между уровнями;

· каналы информации, соединяющие функции решений с уровнями.

Уровни характеризуют возникающие накопления внутри системы. Это могут быть заготовки, комплектующие и готовая продукция, страховые межоперационные запасы, производственные площади, численность работающих, финансовые ресурсы и т. п. Каждый уровень описывается его переменной величиной, зависящей от разности входящих и исходящих потоков. Темпы определяют существующие мгновенные потоки между уровнями в системе и отражают работу, в то время как уровни измеряют состояние, которого система достигает в результате выполнения некоторой работы.

Функции решений (или уравнения темпов) представляют собой формулировку правила поведения, определяющую, каким образом имеющаяся информация об уровнях приводит к выбору решений, связанных с величинами текущих темпов.

Базовая структура модели Форрестера, показывает только одну сеть с элементарной схемой информационных связей между уровнями и темпами. Чтобы отразить деятельность всего промышленного предприятия, необходимы несколько взаимосвязанных сетей. Выделяют шесть типов сетей, представляющих существенно различные типы переменных: заказы, материалы, денежные средства, рабочую силу и оборудование, соединенных воедино с помощью сети информации. Любая из этих сетей может быть разбита еще на несколько отдельных частей.

Этапы построения модели Форрестера:

1. Построение базовой структуры модели в виде специализированного графа;

2. Параметризация графа и построение соответствующей системы уравнений;

3. Описание полученной модели на языке DYNAMO и проведение экспериментов.

К числу достоинств модели относятся: возможность отражать практически любую причинно-следственную связь; простая математическая форма; использование терминологии, синонимичной языку экономики и производства. Для основных фазовых переменных (так называемых системных уровней) используются дифференциальные уравнения одного вида:

43. Общие принципы построения имитационной динамической модели Форрестера

Для анализа сложных систем с нелинейными обратными связями используется принцип системной динамики. Системная динамика, как метод имитационного моделирования, включает в себя структуризацию объекта; построение системной диаграммы объекта, где указываются связи между элементами; определение переменных для каждого элемента и темпов их роста; принятие гипотез о зависимости каждого темпа роста от переменных и формальное описание этих гипотез; процесс оценки введенных параметров с помощью имеющейся статистики. Для построения и исследования моделей с помощью метода системной динамики разработан специальный язык программирования DYNAMO.

Модель Форрестера включает следующие элементы:

· уровни (ресурсы):

· потоки, перемещающие содержимое одного уровня к другому;

· функции решений, которые регулируют темпы потока между уровнями;

· каналы информации, соединяющие функции решений с уровнями.

Уровни характеризуют возникающие накопления внутри системы. Это могут быть заготовки, комплектующие и готовая продукция, страховые межоперационные запасы, производственные площади, численность работающих, финансовые ресурсы и т. п. Каждый уровень описывается его переменной величиной, зависящей от разности входящих и исходящих потоков. Темпы определяют существующие мгновенные потоки между уровнями в системе и отражают работу, в то время как уровни измеряют состояние, которого система достигает в результате выполнения некоторой работы.

Функции решений (или уравнения темпов) представляют собой формулировку правила поведения, определяющую, каким образом имеющаяся информация об уровнях приводит к выбору решений, связанных с величинами текущих темпов.

Базовая структура модели Форрестера показывает только одну сеть с элементарной схемой информационных связей между уровнями и темпами. Чтобы отразить деятельность всего промышленного предприятия, необходимы несколько взаимосвязанных сетей. Выделяют шесть типов сетей, представляющих существенно различные типы переменных: заказы, материалы, денежные средства, рабочую силу и оборудование, соединенных воедино с помощью сети информации. Любая из этих сетей может быть разбита еще на несколько отдельных частей.

Этапы построения модели Форрестера:

4. Построение базовой структуры модели в виде специализированного графа;

5. Параметризация графа и построение соответствующей системы уравнений;

6. Описание полученной модели на языке DYNAMO и проведение экспериментов.

К числу достоинств модели относятся: возможность отражать практически любую причинно-следственную связь; простая математическая форма; использование терминологии, синонимичной языку экономики и производства. Для основных фазовых переменных (так называемых системных уровней) используются дифференциальные уравнения одного вида:

44. Модель межотраслевого баланса

Межотраслевой баланс (МОБ, метод «затраты-выпуск») -- экономико-математическая балансовая модель, характеризующая межотраслевые производственные взаимосвязи в экономике страны. Характеризует связи между выпуском продукции в одной отрасли и затратами, расходованием продукции всех участвующих отраслей, необходимым для обеспечения этого выпуска. Межотраслевой баланс составляется в денежной и натуральной формах.

Межотраслевой баланс представлен в виде системы линейных уравнений. Межотраслевой баланс (МОБ) представляет собой таблицу, в которой отражен процесс формирования и использования совокупного общественного продукта в отраслевом разрезе. Таблица показывает структуру затрат на производство каждого продукта и структуру его распределения в экономике. По столбцам отражается стоимостный состав валового выпуска отраслей экономики по элементам промежуточного потребления и добавленной стоимости. По строкам отражаются направления использования ресурсов каждой отрасли.

В Модели МОБ выделяются три квадранта. В первом отражается промежуточное потребление и система производственных связей, во втором -- структура конечного использования ВВП, в третьем -- стоимостная структура ВВП.

Межотраслевой анализ базируется на использовании статистических таблиц, называемых «межотраслевыми», дающих картину народнохозяйственной динамики за определенный период. В таблице 1 приведен пример межотраслевого баланса для отраслей в стоимостном выражении.

Строки таблицы характеризуют выходы (данные о распределении объема продукции), а столбцы - входы (структуру затрат). Так величина  характеризует стоимость продукции, производимой i-й отраслью для потребления j-й отраслью. каждая строка характеризуется следующим баланс

,

45. Методы формализованного представления социально-экономических систем

Сетевой метод формализованного представления систем управления сводится к построению сетевой модели для решения комплексной задачи управления. Основой сетевого планирования является информационная динамическая сетевая модель.

Характеристики модели сетевого планирования и управления (СПУ).

Весь процесс создания системы СПУ можно условно разбить на три стадии.

1) стадия обследования: результаты обследования оформляются в виде сетевых графиков;

2) расчет и анализ сетевых графиков;

3) стадия оперативного управления.

Социально-экономическое экспериментирование -- одна из разновидностей эксперимента, представляющая собой реализацию искусственно созданного (но близкого к реальному или соответствующего реальному) социально-экономического процесса в системе управления, на основе чего можно получить широкий спектр возможных состояний системы.

Социально-экономическое экспериментирование осуществляется в виде активной формы вмешательства в СУ и обладает широкими возможностями.

На проведение социально-экономического экспериментирования необходимо накладывать соответствующие ограничения в виде предельно допустимых параметров на определенные процессы и явления.

Схема социально-экономического экспериментирования.

1. Формирование цели и постановка задач социально-экономического экспериментирования.

2. Принятие решения о проведении социально-экономического экспериментирования.

3. Сбор и анализ априорной информации.

4. Принятие решения о проведении социально-экономического экспериментирования.

5. Проведение социально-экономического экспериментирования.

6. Обработка, анализ и интерпретация апостериорных (опытных) экспериментальных данных.

7. Принятие решений по результатам социально-экономического экспериментирования.

46. Когнитивное моделирование

Удобным инструментом выявления представлений изображений их в виде нагляд. схем, анализ к-х способствует выявлению противоречий, качественному ан-у возмож. явлений или первым этапом системного моделирования наз когнитивной структуризацией. В рез к-й формир. Когнитив. карта. когитив. карта явл разновидностью теоретич. метода, отраж-й основн. вид связи в природе где вершина в которую входит дуга-причина, а из которой выход-следствие. Этапы разработки когнитив диаграмм: 1. выделение Эл-в показателей 2. идентификация между связями Эл-та, определение типа связи а также связи с временными задержками. Связи изобр на когнитив. в виде дуг (причина-следствие). Над дугой ставится «+» если связь прямая, и «-» если обратная. 3. поиск и анализ контуров обратной связи. Выделяют три типа контуров: 1. усиливающаяся 2. положит 3. уравновешивающий.

47. Принципы построения оценочных моделей

ОМ отражает причинные связи при моделировании сист-ы. Причинность- форма отражения чел-м всеобщ связи явл и процессов материальн мира. Свойства признаки причинной связи: 1. следствие наступает только после причин. 2. повторяемость причины сопровожд устойчивым сопровождением следствия. Устойчивость-сохранение критич связи при изменении времени главного места причин. Причинно - следст связи явл бинарным бином. Это отношение явл. транзитивным и антисимметрич. В ОМ используется причинная декомпозиция. В основе методики ресурсных оценок применит к эф-й системе может быть положено след принципы: 1. принцип наихудшего случая- если установ что некотор цель достигается системой в наиб слож условиях эксплуатации, то считается что эта цель заведомо достиг в более прстыз усл. 2. принцип эквивалентности -если в послед события соседние события связаны как причина и следствие то последующ. событие образует цепь Маркова. Цепь Маркова:

Такая послед-ть наз Марковской цепью или вероятность перехода из А в В в мом вр .

3. Принцип дискретности.с т зр логич анализа и описания явлений развив непрерыв. во времени приходится выделять некотор условные моменты такого развития, имеющие качественную определенность, т.е. события появ. дискретно.

48. Причинный системный граф как оценочная модель

Оценочная модель может представляться в виде цепи Маркова с поглощающим состоянием - достижение цели и не достижение цели.

H-р1--S1--р2--S2--р3-- …. ---р n-1-- Sn-1 ----pn-- Ц Sn = Ц

Класс состояний не ведущих к цели

(1-p1.1-p2.1-p3/1-pn)---------Ц

Это общий вид причинно-системного графа

В соответствии с рис очевидно что распределение фин.вероятностей, поглощающих конечн состояние, определ вероятность достижение цели. Причем финальн вероятность

Pn=Пpi/1-p0(1-Пpi)-

a-это формула мезона. Определяет финальн вероятность поглощающ состояния.

Если p0=0, то Рц стремится к П

Если p0 стремится к 1, то Рц стремится к 1. То есть ошибка безопасна.

Любые события S яв-я критическими…

Если теперь сопоставить дугам сист графа рес-ы, к-е затрачив-я или приобрета-я с наступление того или иного состояния, то пользуясь матричным методом последоват исключения вершин мы получим общ форм-у для определения средн выигрыша -математ ожидания, получаемого при многократном реализации процесса функционирования.

49. Метод экспертных оценок в управлении. Элементы теории измерений

Под экспертными оценками понимают комплекс логических и математических процедур, направленных на получение от специалистов информации, ее анализ и обобщение с целью подготовки и выработки рациональных решений.