Методология исследования систем управления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУВПО «АмГУ»)

Кафедра

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

На тему

Методология исследования систем управления

По дисциплине

Исследование систем управления

Исполнитель

Проверил



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Методология исследования систем управления

1.1 Методы эмпирического исследования

1.2 Методы эмпирического и теоретического исследования

1.3 Методы теоретического исследования

1.4 Специфические методы исследования

1.5 Экспертные оценки решения проблем

Заключение

Библиографический список



ВВЕДЕНИЕ

Методология - это логическая организация деятельности человека состоящая в определении цели и предмета исследования, подходов и ориентиров в его ведении, выборе средств и методов, определяющих наилучший результат.

Методология любого исследования начинается с выбора, постановки и формулирования его цели. Цель исследования заключается в поиске наиболее эффективных вариантов строения системы управления и организации ее функционирования и развития. В реальности проведение исследования преследует множество целей, например, мониторинг качества управления.

Объектом исследования является система управления. Но в методологическом отношении очень важным оказывается понимать и учитывать класс этой системы. Она относится к классу социально - экономических систем. Основополагающим ее элементом является человек, деятельность человека определяет особенности всех процессов ее функционирования и развития. Связи, благодаря которым существует эта система, характеризуют сложные и противоречивые отношения между людьми, основанные на их интересах, ценностях, мотивах и установках.

Предметом исследования является проблема. Проблема - это реальное противоречие, требующее своего разрешения. Функционирование системы управления характеризуется множеством разнообразных проблем которые выступают как противоречие стратегии и тактики управления, условий рынка и возможностей фирмы, квалификации персонала и потребностей в инновациях и пр.

Главную роль в методологии исследования систем управления играют методы исследования, которые можно разделить на следующие группы: эмпирические, эмпирические и теоретические, теоретические, специфические, экспертные оценки решения проблем.

1. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1.1 Методы эмпирического исследования

Наблюдение -- это целенаправленное восприятие объекта, обусловленное задачей деятельности. Основное условие научного наблюдения -- объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения других методов исследования (например, эксперимента). Это наиболее элементарный метод, один из множества других эмпирических методов.

Сравнение. В исследовании сравнением называется установление сходства и различия предметов и явлений действительности. В результате сравнения устанавливается то общее, что присуще двум или нескольким объектам, а выявление общего, повторяющегося в явлениях, как известно, есть ступень на пути к познанию закона.

Для того чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлет-ворять двум основным требованиям.

1. Сравниваться должны лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи, -- это ничего не дает. В лучшем случае здесь можно прийти только к поверхностным и потому бесплодным аналогиям.

2. Сравнение должно осуществляться по наиболее важным признакам. Сравнение по несущественным признакам может легко привести к заблуждению.

Различные интересующие исследователя объекты могут сравниваться непосредственно или опосредованно -- через сравнение их с каким-либо третьим объектом. В первом случае обычно получают качественные результаты. Однако уже при таком сравнении можно получить простейшие количественные характеристики, выражающие в числовой форме количественные различия между объектами (больше в 2 раза, выше в 3 раза и т.п.).

С помощью сравнения информация об объекте может быть получена двумя различными путями. Во-первых, она очень часто выступает в качестве непосредственного результата сравнения. Например, установление каких-либо соотношений между объектами, обнаружение различия или сходства между ними есть информация, получаемая непосредственно при сравнении. Эту информацию можно назвать первичной.

Во-вторых, очень часто получение первичной информации не выступает в качестве главной цели сравнения, этой целью является получение вторичной или производной информации, являющейся результатом обработки первичных данных. Наиболее распространенным и наиболее важным способом такой обработки является умозаключение по аналогии.

Измерение -- совокупность действий, выполняемых при помощи средств измерений с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. Различают прямые измерения (например, измерение длины проградуированной линейкой) и косвенные измерения, основанные на известной зависимости между искомой величиной и непосредственно измеряемыми величинами.

При прямом измерении результат получается непосредственно из самого процесса измерения (например, в спортивных соревнованиях измерение длины прыжка при помощи рулетки, измерение длины ковровых покрытий в магазине и т.п.).

При косвенном измерении искомая величина определяется математическим путем на основе знания других величин, полученных прямым измерением. Например, зная размер и вес строительного кирпича, можно измерить удельное давление (при соответствующих расчетах), которое должен выдержать кирпич при строительстве многоэтажных домов.

Важнейшим показателем качества измерения, его научной ценности является точность. Практика показывает, что главными путями повышения точности измерений нужно считать: совершенствование качества измерительных приборов, действующих на основе некоторых утвердившихся принципов; создание приборов, действующих на основе новейших научных открытий.

Эксперимент -- исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же через изменение течения процесса в нужном направлении. Это наиболее сложный и эффективный метод эмпирического исследования. Он предполагает использование наиболее простых эмпирических методов -- наблюдения, сравнения и измерения. Однако сущность его не в особой сложности, "синтетичности", а в целенаправленном, преднамеренном преобразовании исследуемых явлений, во вмешательстве экспериментатора в соответствии с его целями в течение естественных процессов.

1.2 Методы эмпирического и теоретического исследования

Абстрагирование. Понятие "абстрагирование" произошло от понятия "абстракция" (лат. abstractio -- отвлечение). Абстрагирование носит в умственной деятельности человека наиболее универсальный характер, ибо каждый шаг мысли связан с этим процессом или с использованием его результата. Сущность этого метода -- в мыслен-ном отвлечении от несущественных свойств, связей, отношений предме-тов и в одновременном выделении, фиксировании одной или нескольких интересующих исследователя сторон этих предметов.

Процесс абстрагирования -- это совокупность операций, ведущих к получению результата (абстракции).

Процесс абстрагирования имеет сложный, двухступенчатый характер.

Первая ступень -- отделение существенного от несущественного, вычленение наиболее важного в интересующих исследователи явлениях.

Вторая ступень состоит в реализации возможности абстрагирования, установленной ранее. Это и есть в собственном смысле абстрагирование, или отвлечение: некоторый объект А1 замещается другим, менее богатым свойствами объектом А2, выступающим в качестве "модели" первого.

Абстрагирование может применяться как к реальным, так и абстрактным объектам, т.е. к таким, которые сами уже являются результатом предшествующего абстрагирования. Следовательно, это процесс многоступенчатый (в том смысле, что абстрагирование может применяться к объекту многократно). Переходя от одного уровня абстрагирования к другому, мы получаем абстракции все возрастающей степени общности.

В практике исследований наиболее широкое применение нашли абстракции следующих основных видов: абстракция отождествления, изолирующая абстракция, абстракция конструктивизации, абстракция актуальной бесконечности, абстракция потенциальной осуществимости.

Под абстракцией отождествления понимается образование понятий путем объединения в их особый класс, отождествления предметов, связанных отношениями типа равенства. При этом обязательным является отвлечение от ряда индивидуальных свойств таких предметов.

Изолирующая абстракция -- это выделение свойств и отношений, неразрывно связанных с предметами, и обозначение их определенными "именами", что придает абстракциям статус самостоятельных предметов.

Сущность абстракции конструктивизации состоит в отвлечении от зыбкости и неопределенности границ реальных объектов, в "огрублении" действительности. Это позволяет сформулировать по отношению к этой "огрубленной" действительности некоторые законы, понять ее "в первом приближении" с тем, чтобы двинуться в познании дальше, глубже. В результате такого движения исходное упрощение действительности снимается, мы обнаруживаем в ней новые, более точные границы, стороны, этапы и т.п.

Абстракция актуальной бесконечности -- это одна из основных абст-ракций математики и логики. Сущность ее состоит в отвлечении от незавершенности (и незавершимости) процесса образования бесконечного множества от невозможности задать его полным списком всех элементов. Такое множество просто рассматривается как данное, как существующее.

Абстракция потенциальной осуществимости тоже широко используется в математике и логике и состоит в отвлечении от реальных границ человеческих возможностей, обусловленных ограниченностью нашей жизни в пространстве и времени. С этой точки зрения бесконечность уже выступает не непосредственно данная, актуальная, а как потенциально осуществимая.

Анализ и синтез. Анализ (греч. analysis -- разложение) -- это метод исследования, содержанием которого является совокупность приемов и закономерностей расчленения (мысленного или реального) предмета исследования на составляющие его части. Такими частями могут быть отдельные вещественные элементы объекта или его свойства и отношения.

Синтез (греч. synthesis -- соединение) представляет собой метод иссле-дования, содержанием которого является совокупность приемов и закономерностей соединения отдельных частей предмета в единое целое. Синтез -- соединение (мысленное или реальное) различных элементов объекта в единое целое (систему) -- неразрывно связан с анализом (расчленением объекта на элементы).

Индукция и дедукция. Содержанием дедукции как метода исследования является использование общих научных положений при исследовании конкретных явлений.

Дедукция (лат. deductio -- выведение) -- вывод по правилам логики; цепь умозаключений (рассуждение), звенья которой (высказывания) связаны отношением логического следования. Началом дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений (общее), а концом -- следствия из посылок, теоремы (частное). Если посылки дедукции истинны, то истинны и ее следствия. Дедукция является основным средством доказательства.

Индукция (лат. inductio -- наведение) -- умозаключение от частных, единичных фактов к некоторой гипотезе (общему утверждению). Различают полную индукцию, когда обобщение относится к конечнообозримой области фактов, и неполную индукцию, когда оно относится к бесконеч-но - или конечнонеобозримой области фактов.

Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость явлений действительности и их признаков. Обнаруживая сходные черты у многих предметов определенного класса, мы делаем выводы о том, что эти черты присущи всем предметам данного класса.

В индуктивном исследовании центральное место занимают индуктивные умозаключения. Они делятся на следующие основные группы:

полная индукция -- это такое умозаключение, в котором общий вывод о классе предметов делается на основании изучения всех предметов класса. Она дает достоверные выводы, поэтому полная индукция широко используется в качестве доказательства;

неполная индукция -- это такое умозаключение, в котором общий вывод получают из посылок, не охватывающих всех предметов класса.

Установление причинной связи явлений -- процесс весьма сложный. Однако в простейших случаях причинная связь явлений может быть установлена при помощи логических приемов, называемых методами установления причинной связи, или методами научной индукции. Таких методов пять:

метод единственного сходства -- сущность его заключается в том, что если два или более случаев исследуемого явления имеют общим лишь одно обстоятельство, а все остальные обстоятельства различны, то это единственное сходное обстоятельство и есть причина данного явления;

метод единственного различия -- сущность его заключается в том, что если случай, в котором исследуемое явление наступает, и случай, в котором оно не наступает, во всем сходны и различны только в одном обстоятельстве, то это обстоятельство, присутствующее в первом случае и отсутствующее во втором, и есть причина изучаемого явления;

соединенный метод сходства и различия, представляющий собой комбинацию двух первых методов;

метод сопутствующих изменений -- сущность его заключается в том, что если возникновение или изменение одного явления всякий раз необходимо вызывает определенное изменение другого явления, то оба эти явления находятся в причинной связи друг с другом;

метод остатков -- если сложное явление вызывается сложной причиной, состоящей из совокупности определенных обстоятельств, и мы знаем, что некоторые из этих обстоятельств являются причиной части явления, то остаток этого явления вызывается остальными обстоятельствами. Даже краткая характеристика метода индукции показывает его привлекательность и силу. Сила эта состоит, прежде всего, в тесной связи с фактами, с практикой.

Индукция и дедукция теснейшим образом взаимосвязаны и дополняют друг друга. Индуктивное исследование предполагает использование общих теорий, законов, принципов, т.е. включает в себя момент дедукции, и, напротив, дедукция невозможна без общих положений, получаемых индуктивным путем.

Моделирование и использование приборов. Моделирование -- исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.

Модель -- это одна из основных категорий теории познания. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования, как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный (использующий предметные модели).

Пол моделями понимаются такие материальные системы, которые замещают объект исследования (оригинал) и служат источником информации о нём. Они могут быть средством объяснения некоторого явления или интерпретации теории. Большое значение в научных исследованиях приобретает предсказательная (эвристическая) функция модели. Модель может служить и целям проверки теории на предмет ее истинности.

Самые главные функции модели:

а) модель как источник информации;

б) модель как средство фиксации знания.

Исторический и логический методы научного познания. Эти методы применяются для исследования сложных развивающихся объектов и только там, где, так или иначе, предметом исследования становится история объекта.

Областью применения исторического метода является, прежде всего, исследование человеческой истории. Однако этот метод используется также и в целях познания различных явлений живой и неживой природы.

Логический метод исследования -- это метод воспроизведения в мышлении сложного развивавшегося (или развившегося) объекта в форме исторической теории.

Исторический и логический методы исследования отличны друг от друга, но в значительной мере совпадают. Логический метод есть почти тот же исторический метод, но освобожденный от ненужных исторических фактов. Вместе с тем логический и исторический методы исследования не заменяют, а только дополняют друг друга. Видимо, неправильно будет выделять какой-либо из них. как более продуктивный. В зависимости от характера объекта и целей исследования более важным и значительным может оказаться любой из этих методов.



1.3 Методы теоретического исследования

Восхождение от абстрактного к конкретному. В данном случае термин "абстрактное" употребляется в основном для характеристики человеческого знания. Под абстрактным понимается одностороннее, неполное знание, которое не раскрывает сущности предмета в целом. Объективным содержанием абстрактного являются отдельные стороны, свойства и связи вещей.

Термин "конкретное" используется в двух основных смыслах.

Во-первых, под конкретным понимается сама действительность, различные объекты, взятые во всем многообразии их свойств, связей и отношений.

Во-вторых, термин "конкретное" употребляется для обозначения мно-гогранного, всестороннего, систематического знания об объекте.

Конкретное знание выступает как противоположность абстрактного знания, т.е. знания бедного по содержанию, одностороннего.

На первом этапе осуществляется переход от чувственно-конкретного, от конкретного в действительности к его абстрактным определениям. Единый объект расчленяется, описывается при помощи множества понятий и суждений. Он как бы "испаряется", превращаясь в совокупность зафикси-рованных мышлением абстракций, односторонних определений.

Второй этап процесса познания и есть восхождение от абстрактного к конкретному. Суть его состоит в движении мысли от абстрактных определений объекта, т.е. от абстрактного в познании, к всестороннему, многогранному в познании. На этом этапе как бы восстанавливается исходная целостность объекта, он воспроизводится во всей своей многогранности, но уже в мышлении.

Оба этапа теснейшим образом взаимосвязаны. Восхождение от абстрактного к конкретному невозможно без предварительного "анатомирования" объекта мыслью, без восхождения от конкретного в действительности к абстрактным его определениям. Причем сам процесс формирования абстракций не есть нечто абсолютно самостоятельное. Он осуществляется и продолжается также в ходе развертывания знаний об объекте в систему, т.е. в процессе соб-ственного восхождения от абстрактного к конкретному. И, с другой стороны, сведение конкретного объекта к совокупности абстракций не производится без ясно осознанной цели познания, общей идеи исследования, без представления о том, к чему стремится, восходит мышление. В противном случае будет получена груда ненужных, ничему не служащих абстракций.

Идеализация. Для исследования и целей научного познания широко используются так называемые идеальные объекты, которые не существуют в действительности и вообще практически неосуществимы: точка, линия, абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело, безвоздушное пространство и т.д. Мысленное конструирование объектов такого рода и называется идеализацией.

Процесс конструирования идеального объекта обязательно предполагает абстрагирующую деятельность сознания. Создавая такой идеальный объект, как абсолютно твердое тело, мы абстрагируемся от способности реальных тел деформироваться под воздействием внешних сил, говоря об абсолютно черном теле, мы абстрагируемся от того факта, что все реальные тела в той или иной мере обладают способностью отражать падающий на них свет. В любом случае идеализация включает в себя момент абстрагирования, что позволяет рассматривать идеализацию как вид абстрагирования действительности.

Для формирования идеальных объектов большое значение имеют другие мыслительные операции. Это связано с тем, что при мысленном конструировании идеальных объектов необходимо достичь следующих целей:

а) лишить реальные объекты некоторых присущих им свойств;

б) наделить (мысленно) эти объекты определенными нереальными, гипотетическими, практически несуществующими свойствами.

Идеализация -- это специфическое упрощение действительности, которое таит в себе определенные опасности. Поэтому большое значение приобретает вопрос о правомерности тех или иных идеализации.

Правомерность идеализации доказывается применимостью на практике той теории, которая создана на основе этой идеализации. Если теория в целом правильно описывает реальные явления, то правомерны положенные в ее основу идеализации. В противном случае они нуждаются в коренном пересмотре.

Формализация -- совокупность познавательных операций, обеспечивающая отвлечение от значения понятий и смысла выражений научной теории с целью исследования ее логических особенностей, дедуктивных и выразительных возможностей.

Формализм -- это предпочтение, отдаваемое форме перед содержанием в различных сферах человеческой деятельности. Он проявляется в безукоснительном следовании правилам этикета, ритуала даже в тех случаях, когда жизненная ситуация делает это бессмысленным, в преклонении перед буквой закона при пренебрежении к его духу.

Термин "формализация" неоднозначен, зачастую он употребляется в существенно различных смыслах. Чаще всего под формализацией понимают следующее.

1. Метод решения специальных проблем в математических и логических теориях. К числу таких проблем относятся доказательство противоречивости математических теорий, независимости аксиом, доказуемости различных положений и т.д. Эти вопросы решаются чисто формально, путем использования специальной символики, позволяющей оперировать не содержанием соответствующих теоретических утверждений, а наборами символов, формулами. Здесь мы имеем дело с формализацией в узком, или специальном, смысле этого слова.

2. Под формализацией в широком смысле слова понимается метод изу-чения самых разнообразных объектов путем отображения их содержания и структуры в знаковой форме, при помощи самых разнообразных "искусственных" языков, к числу которых относится, например, язык математики, математической логики, химии, радиотехники и ряда других наук. Исследование специальной символики в этих науках является одним из необходимых и все более прогрессирующих методов отражения действительности.

Достоинства этого метода заключаются в следующем:

· формализация обеспечивает полноту обозрения определенной части проблем, обобщенность подхода к их решению;

· метод формализации базируется на использовании специальной символики, введение которой обеспечивает краткость и четкость фиксации знания (изящность математических и физических теорий, их компактность);

· формализация связана с приписыванием отдельным символам или их системам определенных значений, что позволяет избежать многознач-ности терминов, которая свойственна обычным языкам;

· формализация позволяет формулировать знаковые модели объекте и изучение реальных вещей и процессов заменять изучением этих моделей. Этим достигается упрощение объекта непосредственного исследования, что в значительной мере облегчает решение познавательных задач.

Под аксиоматическим методом понимается такой метод, когда ряд утверждений принимается без доказательства, а все остальные знания выводятся из них по определенным логическим правилам. Принимаемые без доказательства положения называются аксиомами, а выводное знание фиксируется в виде теории, законов и т.д.

Аксиома (греч. axioma -- отправное, исходное положение) -- положение, принимаемое без логического доказательства в силу непосредственной утвержденное, исходное положение теории.

Аксиоматически построенная теория может быть признана действительно истинной лишь в том случае, когда истинны как ее аксиомы, так и правила, по которым получены все остальные утверждения теории. Только в этом случае такая теория может верно отражать действительность.

Основные достоинства аксиоматического метода:

· аксиоматизация науки требует, во-первых, точного определения используемых понятий и, во-вторых, строгости рассуждений. Обычно в эм-пирическом знании то и другое не всегда находится на должной высоте, применение аксиоматического метода требует дальнейшего развития, в первую очередь в этом отношении;

· аксиоматизация упорядочивает знания, исключает из них ненужные элементы, облегчает процесс построения всей системы знания, устраняет двусмысленности и противоречия. Она всесторонне рационализирует оргнизацию научного исследования.

1.4 Специфические методы исследования

Эвристические методы исследования систем управления.

Методы активизации технологии творчества.

Метод активизации технологии творчества позволяет решать проблемные ситуации поэтапно и может быть представлен в следующем виде.

Этап 1. Формулировка задачи в системных категориях в виде потребительского противоречия.

Этап 2. Задача решается на базе условий первого этапа, т.е. отталкиваясь только от системной формулировки задачи.

Этап 3. Если проблемная ситуация не решается на втором этапе простым силовым наскоком, значит, творческие ресурсы исчерпаны и пришло время применить методические средства -- специальные приемы и логические операторы.

Этап 4. Если задача не решается на третьем этапе, следует продолжить решение, используя операторы предварительного "дробления" задачи (опе-ратор выявления противоречия; оператор применения приемов и таблиц разрешения противоречий; оператор применения законов интеграции и дифференциации).

Этап 5. Если процедуры четвертого этапа не привели к разрешению проблемной ситуации, следует продолжить решение задачи, используя операторы полного "ослабления" задачи (оператор определения физического противоречия; оператор применения приемов разрешения физических противоречий).

Ассоциативные методы. К ассоциативным методам (во многом аналогичным) относятся: метод каталога, метод фокальных объектов, метод гирлянд случайностей и ассоциаций и др. Эти методы основываются на применении в творческом процессе семантических свойств понятий путем использования аналогии их вторичных смысловых оттенков. Основными источниками для генерирования но-вых идей служат ассоциации, метафоры и случайно выбранные понятия.

Метод "мозгового штурма" разработан американским предпринимателем и изобретателем А. Осборном в 1953 г. и применяется для получения новых идей в науке, технике, административной и торговой деятельности.

Недостатки метода "мозгового штурма": поиск ведется практически простым перебором вариантов; отсутствие четких правил работы -- бестолковость поисков возведе-на в принцип; отсутствие критериев, позволяющих оценить уровень выдвигаемых идей, что приводит к "проскакиванию", уходу от сильного направления.

Метод синектики. Идея синектики состоит в объединении отдельных творцов в единую группу для совместной постановки и решения конкретных задач. При использовании синектики формируются постоянные группы людей (5--7 человек) различных специальностей, которых обучают творческим приемам.

Формализованные методы исследования систем управления

Параметрический метод. Понятие физического противоречия занимает центральное место в концепции параметрического метода. Сущностью метода является выявление и устранение физических противоречий, присущих исходной системе. Под физическим противоречием понимаются взаимоисключающие требования, предъявляемые к элементу системы. Они состоят в том, что один из характеризующих его параметров должен иметь два разных значения. При этом параметр элемента системы называется узло-вым параметром, а характеризуемый им элемент -- узловым элементом.

Морфологический метод. Суть метода заключается в следующем. В совершенствуемой системе выделяют несколько характеристик структурных или функциональных морфологических признаков. Каждый признак может характеризовать какой-то параметр пли характеристику системы, от которых зависят решение проблемы и достижение основной цели.

По каждому выделенному морфологическому признаку составляют список его различных конкретных вариантов, альтернатив. Признаки с их альтернативами можно располагать в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком, что позволяет лучше представить себе поисковое поле.

Трудности применения морфологического анализа заключаются в том, что не существует какого-либо действительно практического и универсального метода оценки эффективности того или иного варианта решения.

Комбинаторный метод является усовершенствованием морфологического метода. С помощью анализа сначала следует определить в объекте рабочий орган. Этому способствует само наименование объекта, определение его основной функции, восприятие физической сути исполнения этой функции, воображение. Рабочий орган должен иметь мало частей (элементов).

Выделив рабочий орган, следует составить сопоставимые перечни вариантов по отдельным признакам. Первые перечни выделяются для составных частей рабочего органа. Зачастую одну из этих частей можно вообразить себе как рабочую среду (жидкость, газ), в которой помещаются другие части рабочего органа. При этом необходимо знать, из какого материала она образована. Такой же перечень в случае надобности может быть состав-лен и для других, уже установленных частей рабочего органа. Составляют перечни для характеристики их материала. После этого выделяется перечень для описания геометрической формы рабочего органа.

Затем переходят к структуре рабочего органа. Выделяются перечни для взаимного расположения его частей (в ней структуру изображают графически), для перечисления сочетаний подвижных и неподвижных частей рабочего органа.

Методы логического поиска.

Метод "И -- ИЛИ-дерево". Данный метод представляет собой удачный симбиоз системного и морфо-логического методов выбора цели творческой деятельности.

Системное представление объекта требует, чтобы исследователь мыс-ленно видел объект в трех аспектах: как нечто целое, как часть более обшей системы (надсистемы) и как совокупность более мелких частей (элементов подсистемы). При этом в надсистеме следует просмотреть и все ее составные части, так или иначе связанные с системой.

Метод логического мышления. Ясное мышление -- логическое: это процесс рассуждения, при котором одно доказательство вытекает из другого и в результате делаются правильные выводы. Ясное мышление -- аналитическое: просеивание информации, отбор нужной, выявление взаимосвязей и доказательство их существования.

Когда мы формируем предложение или утверждение, мы обобщаем то, что наблюдали до сих пор-- результаты наших анализов или опыта, и исходя из этого делаем выводы о том, чего не наблюдали. Кроме того, мы обращаемся к свидетельствам -- наблюдениям и опыту других людей.

В логическом мышлении главное -- избегать ошибочности и обманчивости аргументов, т.е. заблуждений.

Метод "букета проблем" состоит в том, что основываясь на исходной формулировке проблемы, рассматривают несколько иных проблем, формулируя тем самым группу, или "букет" проблем, состав которых представлен ниже.

ПКД -- проблема, как она дана. Это исходная формулировка.

ПОП -- проблема в общем виде. Наша частная задача может быть обобщена не единственным образом. Существует простой алгоритм, позволяющий получить обобщенные формулировки при разных уровнях обобщения. Для его реализации делят исходную формулировку на смысловые группы, затем для каждой из смысловых групп пытаются подобрать более общее понятие. Если для N смысловых групп исходной формулировки операция прошла успешно, то после этого можно сформировать N обобщенных формулировок первого уровня (когда в исходной формулировке только одна смысловая группа заменена обобщенным ее выражением), N (N - 1)/2 обобщенных формулировок второго уровня (заменены более общими две смысловые группы) и т.д.

ПА -- проблема-аналог. Уяснив себе функцию, действие, которое тре-буется осуществить в исходной задаче, следует мысленно посмотреть, где, в каких областях человеческой деятельности (или в каких природных явле-ниях, в животном или растительном мире) возникает необходимость в таком же действии или такой же функции и как эти проблемы решены там.

ПФВ -- проблема на уровне физических взаимодействий. Затруднение, вызвавшее исходную проблему, обычно связано с тем, что какой-либо объект или часть его не обладает теми свойствами или теми возможностями, которые позволили бы снять или решить исходную проблему. Поэтому на данном этапе полезно просмотреть, а что в объекте или его окружении можно было изменить так, чтобы исходная проблема либо исчезла вообще, либо решалась тривиально.

ОП -- обратная проблема. Иногда формулирование обратного, противоположного действия наводит на решение прямой проблемы.

Методы поиска новых технических решений.

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Смысл АРИЗ состоит в том, чтобы путем сравнения идеального и реального выявить техническое противоречие или его причину -- физическое противоречие, и устранить (разрешить) их, перебрав варианты их устранения.

К недостаткам АРИЗ относят то, что он чрезвычайно трудоемкий, не предусмотрено решение задач синтеза, а также отсутствует анализ структуры противоречия технической системы.

Обобщенный алгоритм поиска новых технических решений. Он состоит из этапов, при прохождении которых используется большой информационный аппарат, состоящий из восьми массивов информации. Хранение их в памяти ЭВМ обеспечивает быстрый поиск нужных вариантов на каждом этапе решения задачи.

Статистические методы анализа систем управления.

В статистическом анализе производится обработка некоторой случайной выборки, под которой понимаются результаты N последовательных и независимых экспериментов со случайной величиной или событием. Выборка должна быть состоятельной (презентативной), т.е. чтобы объем обрабатываемой информации был достаточен для получения результатов с требуемой точностью и надежностью.

Используется для исследования процессов и объектов по результатам массовых экспериментов со случайными величинами или событиями. Примером статистического характера процесса может служить появление неисправностей при работе технической системы управления, а исследование случайностей, как инструмента исследования, может иллюстрировать вероятностные методы поиска экстремума некоторой функции.

Наиболее употребительными методами статистического анализа систем управления являются: регрессионный анализ; корреляционный анализ; дисперсионный анализ: ковариационный анализ; анализ временных рядов; метод главных компонентов; факторный анализ.

Детерминированные методы анализа систем управления.

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.

Применение детерминированных методов зависит от возможности дифференцирования функции и числа переменных. При алгоритмическом задании функции (когда она определяется последовательностью математических выражений и при большом числе переменных) используется инфлюентный анализ.

Суть инфлюентного анализа состоит в оценке влияния параметров х, на величину изменений показателя Y.

В этом случае У представляется в виде алгебраической суммы

Синтез систем управления методами оптимизации.

Сущность методов безусловной оптимизации состоит в поиске минимума функции Y=f(x) путем многократных вычислений, при различных значениях параметров х = { х k}, k = О, 1, 2, ..., причем на каждом k-м шаге вычислений контролируют выполнение условий , которые должны привести к минимальному значению функции.

Методы безусловной оптимизации используются для однокритериальной оптимизации детерминированных функций при отсутствии ограничений на саму функцию или ее параметры. Наиболее употребительны: методы первого порядка и методы второго порядка.

Методы многокритериальной оптимизации используются в задачах многоцелевого характера, когда предназначение системы может быть реализовано лишь при достижении нескольких целей.

Многокритериальные задачи могут решаться как в условиях определенности, так и в условиях риска и неопределенности. Подобные задачи возникают в процессе реорганизации общественных систем управления, проектирования и эксплуатации автоматизированных и автономных технических систем управления, управления отраслями промышленности, войсками.

Синтез систем управления методами математического программирования

Методы решения задач линейного программирования. Эти методы используются для решения однокритериальных задач оптимизации, целевая функция которых отвечает условиям детерминированности и линейности, а на значения переменных накладываются линейные ограничения. Линейность предполагает наличие двух свойств: пропорциональности и аддитивности. Пропорциональность означает, что вклад каждой переменной в целевую функцию прямо пропорционален величине этой переметши, а аддитивность заключается в представлении целевой функции в виде суммы вкладов от различных переменных.

Методы решения задач нелинейного программирования. Нелинейное программирование используется для решения однокритериальных задач оптимизации с детерминированной целевой функцией при накладываемых ограничениях в виде равенств или неравенств. Для данного класса задач снимается условие линейности функций или ограничений.

Дискретное программирование используется для решения задач с детерминированной целевой функцией при ограничениях на значения переменных.

Основной особенностью является то, что все или некоторые переменные должны принимать только целочисленные (дискретные) значения. Обычно это бывает при описании неделимых объектов (людей, машин и т.п.) или при наложении жестких ограничений типа равенств.

Методы динамического программирования. Данные методы используются для решения задач математического программирования, позволяющих представлять их в виде нескольких менее сложных подзадач с одной целевой функцией.

Динамическое программирование особенно эффективно для задач, условия которых позволяют составить сетевой график перехода от этапа к этапу, где узлы сети будут соответствовать различным значениям перемен-ных, а дуги -- допустимым вариантам решения.

Методы стохастического программирования используются для задач, в которых все или отдельные параметры описываются с помощью случайных величин. Для решения стохастических задач оптимизации можно использовать градиентные методы, методы стохастического моделирования и стохастической аппроксимации, методы программирования с вероятностными ограничениями.

Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий.

Теория принятия решений. Принятие решений является одним из основных этапов процесса управления в организационных (общественных) системах и представляют собой выбор одной из альтернативных стратегий или способов действий, направленных на достижение цели. Теория принятия решений используется при необходимости сделать выбор варианта действий в условиях риска и(или) наличия неопределенности. Такие условия возникают, если исходная информация выражается через вероятностные характеристики (в таком случае говорят о принятии решения в условиях риска) либо исходные данные заданы неопределенно, например, интервалами изменения или вообще только названием.

Теория массового обслуживания используется для исследования систем управления, в которых имеется необходимость пребывать в состоянии ожидания. Это является следствием вероятностного характера возникновения потребности в обслуживании и разброса показателей соответствующих обслуживающих систем. В таких случаях исследуемую систему представляют в виде системы массового обслуживания.

Задача заключается в построении математической модели, связываю-щей заданные условия работы СМО с эффективностью ее работы.

Теория эффективности позволяет оценивать результативность использования системы управления и выбрать лучшую организацию ее применения при конкретных обстоятельствах. Сущность теории состоит в оценке эффективности достижения системой цели и затраченных на это усилий.

Теория эффективности учитывает три группы показателей эффективности процесса, характеризующих: степень достижения цели (целевые эффекты); затраты ресурсов (ресурсоемкость процесса); затраты времени (оперативность процесса).

Теория игр. Игровые задачи управления предполагают участие в активном воздействии на объект управления двух сторон или игроков [х]: управляющей системы, которая определяет состояние объекта s = z, обеспечивающее эффективное управление, и среды, которая формирует воздействие, ухудшающее эффективность управления. Подобные ситуации, когда игроки преследуют прямо противоположные интересы, называются конфликтными ситуациями.

1.5 Экспертные оценки решения проблем

Сущность метода экспертных оценок заключается в проведении экспертами интуитивно-логического анализа проблемы, с количественной оценкой суждений и формальной обработкой результатов. Полученное в результате обработки обобщенное мнение экспертов принимается как решение проблемы. Комплексное использование интуиции (неосознанного мышления), логического мышления и количественных оценок с их формальной обработкой позволяет получить эффективное решение проблемы.

Методы обработки информации, получаемой от экспертов

Исследуемые объекты, проблемы или явления можно опознать или различать на основе присущих им факторов.

Фактор -- это свойство элемента объекта, которое позволяет на множестве, состоящем, по крайней мере, из двух элементов, отражать различные уровни некоторых подлежащих рассмотрению величин. Каждый фактор, выражая определенное свойство элемента объекта, одновременно является оценкой отношения к данному свойству со стороны принимающего решение.

При решении многих практических задач часто оказывается, что факторы, определяющие конечные результаты, не поддаются непосредственному измерению. В этих случаях применяется процедура ранжирования.

Ранжирование может применяться в следующих ситуациях: когда необходимо упорядочить какие-либо явления (объекты) во времени или пространстве. Это ситуация, когда интересуются не сравнением степени выраженности какого-либо их качества, а лишь взаимным пространственным или временным расположением этих объектов (явлений); когда нужно упорядочить объекты в соответствии с каким-либо качеством, но при этом не требуется производить его точное измерение; когда какое-либо качество в принципе измеримо, однако в настоящий момент не может быть измерено по причинам практического или теоретического характера.

Сущность метода Дельфи состоит в последовательном анкетировании экспертов различных областей науки, техники и формировании массива информации, отражающего индивидуальные оценки экспертов, основанные на строго логическом опыте. Данный метод предполагает использование серии анкет, в каждой из которых содержатся информация и мнения, полученные из предыдущей анкеты.

Область применения метода: прогноз развития науки и техники, будущих открытий и изобретений, для которых нет достаточной теоретической базы в момент составления прогноза, а также составление картины будущего мира, долгосрочного прогнозирования, изучения ряда экономических и социальных проблем.

Метод анализа иерархий является системной процедурой для иерархического представления элементов, определяющих суть любой проблемы.

Метод состоит в декомпозиции проблемы на все более простые составляющие части и дальнейшей обработке последовательности суждений лица, принимающего решение, по парным сравнениям.

В результате может быть выражена относительная степень (интенсивность) взаимодействия элементов в иерархии. Эти суждения затем выражаются численно.

Метод анализа иерархии включает процедуры синтеза множественных суждений, получения приоритетности факторов (критериев, характеристик, свойств и др.) и нахождения альтернативных решений. Полученные таким образом значения являются оценками в шкале отношений и соответствуют так называемым жестким оценкам.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование -- вид деятельности человека, позволяющий вскрыть суть и содержание явлений, познать и оценить их, определить тенденции развития, найти возможность использования полученных знаний в практической деятельности, и в частности в практике управления.

Исходя из логики движения знания и характера организации познания в научном исследовании можно выделить два основных уровня: эмпирический и теоретический, а также методы исследования, которые применяются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях. На эмпирическом уровне идет процесс накопления фактов путем наблюдения, сравнения, измерения, эксперимента и первичной систематизации знаний.

Методы эмпирического и теоретического исследования включают: абстрагирование, анализ и синтез, индукцию и дедукцию; моделирование и использование приборов, исторический и логический методы научного познания.

К теоретическим методам исследования относятся: восхождение от абстрактного к конкретному, идеализация, формализация, аксиоматический метод.

К специфическим методам относятся: эвристические, формализованные, статистические, 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.

Метод экспертных оценок решения проблем включает в себя: методы обработки информации, получаемой от экспертов, метод Дельфи, метод анализа иерархий.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алексеев С.И. Исследование систем управления / С.И. Алексеев. М.: МЭСИ, 2005. - 386 с.

2. Глущенко В.В. Исследование систем управления: социологические, экономические, прогнозные, плановые, экспериментальные исследования / В.В. Глущенко, И.И. Глущенко. - М.: ООО НПЦ Крылья, 2000. - 427 с.

3. Долятовский В.А. Исследование систем управления / В.А. Долятовский, В.Н. Долятовская. - М.: Март, 2003. - 256 с.

4. Игнатьева А.В. Исследование систем управления / А.В. Игнатьева, М.М. Максимцов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 157 с.

5. Малин А.С. Исследование систем управления / А.С. Малин, В.И. Мухин. М.: ГУ ВШЭ, 2005. - 400 с.

6. Слабов С.С. Исследование систем управления / С.С. Слабов. - М.: РГОТУПС, 2006. - 144 с.