Принципы системного подхода шпора

Системное мировоззрение приводит к убеждению, что сложный объект надо рассматривать и как целое, и как со­стоящее из отдельных частей. Нужно исследовать предмет с разных сторон и точек зрения, вдаваться в его внутреннее строение и организацию.

В целом методология системного анализа, как компонента системного мтровозрения, включает определение используемых понятий, общую характеристику проблемы системных исследований и системный подход – наиболее общую часть методологии прикладных исследований, ее основу.

В самом общем виде системный подход – это рассмотрение системы любой степени сложности, как:

· состоящей из отдельных связанных между собой определенными отношениями частей;

· находящейся во взаимодействии с окружающей средой;

· находящейся в непрерывном развитии.

Для более четкого и полного использования системной методологии необходимо сформулировать ряд положений, кото­рые принято называть принципами системного подхода.

Принципы системного подхода это некоторые утверждения весьма общего характера, обобщающие опыт работы человека со сложными системами.

К числу принципов системного подхода относятся следующие принципы:

1) цели	6) всесторонности
2) целостности	7) множественности
3) сложности	8) динамизма
4) историзма	9) сходства
5) двойственности	10) коммуникативности

1. Принцип конечной цели ориентирует на то, что, прежде всего, необходимо выявить цель (предназначение) системы. Абсолютный приоритет конечной (глобальной цели). Принцип конечной цели означает, что в целенаправленной системе все должно быть подчинено глобальной цели. Любая попытка изменения, совершенствования и управления в такой системе должна оцениваться с точки зрения того, помогает или мешает она достижению конечной цели. Это накладывает особую ответственность на выбор цели и ее четкую трактовку. Расплывчатые, не полностью определенные конечные цели влекут за собой неясности в структуре и управлении системой, и, как следствие, неверные действия в системе. Такие действия могут быть и следствием неверия в конечную цель или в возможность ее достижения.

Цель организации – определяется как состояние организации, которое необходимо, желательно достичь к определенному моменту времени, затратив на это определенные, ограниченные сверху ресурсы. Без ясного понимания цели любое решение может оказаться просто бессмысленным.

Норма и цели. Цель не будет понята и успешно достигнута, если она не соответствует институтам общества, т.е. формальным и неформальным нормам, существующим в обществе.

Неопределенность выбора. Неопределенность выбора цели связана с наличием в сложных системах множества целей и множества критериев, а также, возможно в первую очередь, с неопределенностью динамики внешней среды. Неопределенность в предсказании состояния внешней среды следует обязательно учитывать при формировании совокупности целей и разработке способов их достижения. На неопределенность выбора также влияет следование индивидов принципу достаточной рациональности Саймона.

Цель и ресурсы. Выбор целей зависит от материальных, финансовых и кадровых ресурсов организации. Сравнение ресурсов, необходимых для выполнения целей, с имеющимися ресурсами приводит к выделению множества достижимых, обеспеченных ресурсами целей, из которого затем и выбираются окончательно цели.

Цели и критерии. Выбор каждой цели непосредственно определяет содержательную сущность критерия ее достижения.

Цель и средство достижения цели. Выбор целей производится одновременно с выбором средств достижения целей. Цели организации порой искусно подменяются целями отдельных лиц или группировок. Самый простой способ обеспечения такой подмены – как раз замена цели средством.

Анализ целей. При выборе совокупности целей необходимо предусмотреть ряд оценок.

К числу этих оценок относятся:

· проверка целей на реализуемость, выявление препятствий на пути достижения целей: экономических, технических, социальных, юридических и др.;

· оценка связей целей нижнего уровня иерархии с целями более высокого уровня;

· оценка непротиворечивости (в общем случае характера и степени противоречивости) целей на каждом уровне;

· оценка семантической точности формулировок целей, понятных всем индивидам, имеющим отношение к цели; использование, принятых определений и обозначений.

2. Принцип целостности предполагает, что исследуемый объект рассматривается или выделяется из совокупности объектов как нечто целое по отношению к окружающей среде, имеющее свои специфические функции и развивающееся по своим законам.

Принцип проявляется в системе в возникновении новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее компонентам.

1) Свойства системы (целого) не являются суммой свойств элементов или частей (несводимость целого к простой сумме частей).

2) Свойства системы (целого) зависят от свойств элементов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе).

Свойство целостности связано с целью, для выполнения которой предназначена система. Весьма актуальным является оценка степени целостности системы при переходе из одного состояния в другое. Если каждая часть системы связана таким образом с другой частью, что изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе в целом, то говорят, что система ведет себя когерентно или как целое. Другую крайность составляет множество частей, совершенно не связанных между собой, так что изменение в каждой части зависит исключительно от этой части. Вариация во всем множестве есть физическая сумма вариаций частей. Такое поведение называется независимостью или физической аддитивностью.

Когерентность (целостность) и независимость (аддитивность) – крайние степени одного и того же свойства. Нет явного метода измерения этого свойства в шкале отношений. Для описания множества взаимно независимых частей используется термин факторизуемых систем (куча, комплекс).

Прогрессивная факторизация. Большинство систем изменяется со временем. Если изменения ведут к постепенному переходу от целостности к независимости, то говорят о прогрессивной факторизации. Прогрессивная факторизация 1 рода – распад (головоломка, автомобиль). Прогрессивная факторизация 2 рода – рост. Система изменяется в направлении все большего разделения на подсистемы – т.е. в направлении дифференциации функций (например, в процессе эволюции и развития).

Прогрессивная систематизация.Изменение идет в сторону целостности. В усилении отношений, в развитии отношений. Могут происходить в одной и той же системе, одновременно или последовательно.

Принцип целостности (единства) иногда формулируют следующим образом: необходимо совместно рассматривать систему как целое и как совокупность частей (элементов).

3. Принцип сложности указывает на необходимость рассматривать объект как сложную совокупность различных элементов, находящихся в разнообразных связях между собой и со средой. Каждому элементу присуща неисчерпаемая сложность, поэтому необходимо выполнить его упрощение до уровня сохранения объектом своих существенных свойств: выявление простого в сложном и показ сложности в простом.

4. Принцип историзма требует, чтобы каждый объект рассматривался исторически с точки зрения того, как он возник и какие этапы прошел до момента исследования. Системно-исторический аспект направлен на изучение ретроспективы и перспективы развития системы. Все систе­мы находятся в постоянном развитии и на разных стадиях развития или онтогенеза. Чтобы иметь цельное представление о системе и иметь воз­можность предсказывать ее развитие, необходимо рассматривать систему в динамике и знать историю ее развития.

Периоды существования (становления, расцвета, упадка, смерти и т.д.) легко привести для биологических и общественных систем. Каждая техническая система проходит стадии разработки, создания, эксплуатации и последующего совершенствования на новом уровне. Поэтому для изучения системы надо знать, как она возникла, какие этапы совершенствования проходила, какой стала, какие перспективы имеет в будущем. Основа закономерности историчности – внутренние противоречия между компонентами системы. Как управлять развитием или хотя бы понимать приближение соответствующего периода развития – вопросы мало исследованные.

Иногда этот принцип называют принципом развития и понимают под ним: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации.

Принцип развития достаточно хорошо пояснен в его формулировке. Понятие развития, изменяемости при сохранении качественных особенностей выделяется почти в любой естественной системе, а в искусственных возможность развития, усовершенствования, как правило, закладывается в основу создания системы. При модульном построении такое развитие обычно сводится к замене и добавлению модулей (частей).

5. Принцип двойственности предполагает, что систему необходимо рассматривать как самостоятельную систему, так и как подсистему более высокого уровня иерархии.

6. Принцип всесторонности указывает на то, объект необходимо изучать со всех сторон.

7. Принцип множественности утверждает, что при исследовании объекта необходимо использовать множество моделей. Для получения адекватного знания о системе требуется построение некоторого класса её описаний, каждое из которых способно охватит лишь определенные аспекты целостности и иерархичности данной системы.

Для любой исследуемой системы минимально требуются три различных уровня ее описания:

· с точки зрения присущих ей внешних, целостных свойств;

· с точки зрения понимания данной системы как подсистемы более широкой системы. Однако в научной и технической практике число уровней описания системы обычно больше.

8. Принцип динамизма требует, чтобы все свойства объекта рассматривались как изменяющиеся.

9. Принцип сходства предполагает использование ранее полученных результатов при изучении других сходных объектов.

Существует и такая точка зрения. Процедура выявления связей, примененная ко всей системе целиком (принцип связности), приводит и к принципу учета внешней среды, который можно не считать самостоятельным принципом.

11. Принцип функциональности. Совместное рассмотрение структуры системы и функций с приоритетом функций над структурой – изменение функций влечет изменение структуры.

Цели определяют задачи, решение которых необходимо для достижения цели. Задачи определяют функции, обеспечивающие решение задач. К примеру, в организационных системах структура создается после определения набора функций. Организационная структура реализуется в виде совокупности персонала, методов, алгоритмов, технических устройств различного назначения. При появлении новых задач и, соответственно, функций может оказаться необходимой корректировка структуры. После создания системы возможно, при наличии квалифицированного персонала, уточнение структуры системы и отдельных функций в рамках существующих целей и задач, т.е. возможно обратное влияние структуры на функции.

Зачастую организация ее структура создаются до выяснения целей и задач системы. В результате имеют место параллелизм в работе органов управления, систематические попытки улучшить работу организации путем изменения ее структуры.

Отметим, что интерпретация принципов для данного частного случая может приводить и к обоснованному выводу о незначимости какого-либо из принципов или об отсутствии условий для его применения. Так в системе может не быть иерархии, она может считаться полностью определенной, связи могут быть заложены в самой математической модели и не требовать специального рассмотрения и т. д. Многократное применение исследователем принципов системного подхода в различных системах приводит к тому, что у него развивается особый тип мышления, который принято называть системным. Такое мышление характеризуется умением более правильно (адекватно) ставить, а нередко и решать задачи со сложными системами.

Высокая общность принципов системного подхода во многом может быть преодолена их конкретизацией для фиксированных классовпредметных задач. В ряде случаев это удобно выполнять в несколько приемов. Так известны общие, но предметно-ориентированные системные принципы проектирования, принципы создания программных комплексов. Они облегчают интерпретацию общих формулировок. Известны и примерымаксимально конкретной трактовки принципов применительно к узким классам прикладных задач.

Конспект к комплексному экзамену Н. Зубов

СУЩНОСТЬ И ПРИНЦИПЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА

Системный подход представляет собой направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которой лежит рассмотрение объектов как систем.

Сущность СП заключается, во-первых, в понимании объекта исследования как системы и, во-вторых, в понимании процесса исследования объекта как системного по своей логике и применяемым средствам.

Как любая методология, системный подход подразумевает наличие определенных принципов и способов организации деятельности, в данном случае деятельности, связанной с анализом и синтезом систем.

В основе системного подхода лежат принципы: цели, двойственности, целостности, сложности, множественности и историзма. Рассмотрим подробнее содержание перечисленных принципов.

Принцип цели ориентирует на то, что при исследовании объекта необходимо прежде всего выявить цель его функционирования.

Нас в первую очередь должно интересовать не как построена система, а для чего она существует, какая цель стоит перед ней, чем она вызвана, каковы средства достижения цели?

Принцип цели конструктивен при соблюдении двух условий:

-цель должна быть сформулирована таким образом, чтобы степень ее достижения можно было оценить (задать) количественно;

- в системе должен быть механизм, позволяющий оценить степень достижения заданной цели.

2. Принцип двойственности вытекает из принципа цели и означает, что система должна рассматриваться как часть системы более высокого уровня и в то же время как самостоятельная часть, выступающая как единое целое во взаимодействии со средой. В свою очередь каждый элемент системы обладает собственной структурой и также может рассматриваться как система.

Взаимосвязь с принципом цели состоит в том, что цель функционирования объекта должна быть подчинена решению задач функционирования системы более высокого уровня. Цель – категория внешняя по отношению к системе. Она ставится ей системой более высокого уровня, куда данная система входит как элемент.

3. Принцип целостности требует рассматривать объект как нечто выделенное из совокупности других объектов, выступающее целым по отношению к окружающей среде, имеющее свои специфические функции и развивающееся по свойственным ему законам. При этом не отрицается необходимость изучения отдельных сторон.

4. Принцип сложности указывает на необходимость исследования объекта, как сложного образования и, если сложность очень высока, нужно последовательно упрощать представление объекта, на так чтобы сохранить все его существенные свойства.

5. Принцип множественности требует от исследователя представлять описание объекта на множестве уровней: морфологическом, функциональном, информационном.

Морфологический уровень дает представление о строении системы. Морфологическое описание не может быть исчерпывающим. Глубина описания, уровень детализации, то есть выбор элементов, внутрь которых описание не проникает, определяется назначением системы. Морфологическое описание иерархично.

Конкретизация морфологии дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основных свойствах системы.

Функциональное описание связано с преобразованием энергии и информации. Всякий объект интересен прежде всего результатом своего существования, местом, которое он занимает среди других объектов в окружающем мире.

Информационное описание дает представление об организации системы, т.е. об информационных взаимосвязях между элементами системы. Он дополняет функциональное и морфологическое описания.

На каждом уровне описания действуют свои, специфические закономерности. Все уровни тесно взаимосвязаны. Внося изменения на одном из уровней, необходимо проводить анализ возможных изменений на других уровнях.

6. Принцип историзма обязывает исследователя вскрывать прошлое системы и выявлять тенденции и закономерности ее развития в будущем.

Прогнозирование поведения системы в будущем является необходимым условием того, что принятые решения по совершенствованию существующей системы или создание новой обеспечивает эффективное функционирование системы в течении заданного времени.

Системный анализ представляет совокупность научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем на основе системного подхода.

В основе методологии системного анализа лежат три концепции: проблема, решение проблемы и система.

Проблема - это несоответствие или различие между существующим и требуемым положением дел в какой-либо системе.

В качестве требуемого положения может выступать необходимое или желаемое. Необходимое состояние диктуется объективными условиями, а желаемое определяется субъективными предпосылками, в основе которых лежат объективные условия функционирования системы.

Проблемы, существующие в одной системе, как правило, не равнозначны. Для сравнения проблем, определения их приоритета используются атрибуты: важность, масштаб, общность, актуальность и т.д.

Выявление проблемы осуществляется путем идентификации симптомов, определяющих несоответствие системы своему предназначению или недостаточную ее эффективность. Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию.

Идентификация симптомов производится путем измерения и анализа различных показателей системы, нормальное значение которых известны. Отклонение показателя от нормы и является симптомом.

Решение проблемы состоит в ликвидации различий между существующим и требуемым состоянием системы. Ликвидация различий может производиться либо путем совершенствования системы, либо путем ее замены на новую.

Решение о совершенствовании или замене принимается с учетом следующих положений. Если направление совершенствования обеспечивает существенное увеличение жизненного цикла системы и затраты несравнимо малы по отношению к стоимости разработки системы, то решение о совершенствовании оправдано. В противном случае следует рассматривать вопрос о ее замене новой.

Для решения проблемы создается система.

Основными компонентами системного анализа являются:

1. Цель системного анализа.

2. Цель, которую должна достигнуть система в процессе: функционирования.

3. Альтернативы или варианты построения или совершенствования системы, посредством которых возможно решение проблемы.

4. Ресурсы, необходимые для анализа и совершенствования существующей системы или создания новой.

5. Критерии или показатели, позволяющие сравнивать различные альтернативы и выбирать наиболее предпочтительные.

7. Модель, которая связывает воедино цель, альтернативы, ресурсы и критерии.

Методика проведения системного анализа

1. Описание системы:

а) определение цели системного анализа;

б) определение целей, назначения и функций системы(внешних и внутренних);

в) определение роли и места в системе более высокого уровня;

г) функциональное описание (вход, выход, процесс, обратная связь, ограничения);

д) структурное описание (вскрытие взаимосвязей, стратификация и декомпозиция системы);

е) информационное описание;

ж) описание жизненного цикла системы(создание, функционирование и в том числе совершенствование, разрушение);

2. Выявление и описание проблемы:

а) определение состава показателей эффективности и методик их вычисления;

б) Выбор функционала для оценки эффективности системы и задание требований к ней(определение необходимого (желаемого) положения дел);

б) определение фактического положения дел(вычисление эффективности существующей системы с использованием выбранного функционала);

в) установление несоответствия между необходимым(желаемым) и фактическим состоянием дел и его оценка;

г) история возникновения несоответствия и анализ причин ее возникновения (симптомы и тенденции);

д) формулировка проблемы;

е) выявление связей проблемы с другими проблемами;

ж) прогнозирование развития проблемы ;

з) оценка последствий проблемы и вывод о ее актуальности.

3. Выбор и реализация направления решения проблемы:

а) структуризация проблемы (выделение подпроблем)

б) определение узких мест в системе;

в) исследование альтернативы “совершенствование системы - создание новой системы”;

г) определение направлений решения проблемы(выбор альтернатив);

д) оценка реализуемости направлений решения проблемы;

е) сравнение альтернатив и выбор эффективного направления;

ж) согласование и утверждение выбранного направления решения проблемы;

Системный подход в исследовании управления можно представить с помощью совокупности принципов, которым необходимо следовать и которые отражают как содержание, так и особенность системного подхода (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Принципы системного подхода к исследованию

1. Принцип целостности заключается в выделении объекта исследования целостным образованием, т.е. в отграничении его от других явлений, от среды. Это можно сделать только посредством определения и оценки отличительных свойств явления и сравнения этих свойств со свойствами его элементов. При этом объект исследования не обязательно должен носить название системы (система управления, система работы с персоналом и т.д.). Это может называться механизмом, процессом, решением, целью, проблемой, ситуацией и т.п. Напомним, что системный подход – это установка на изучение, это комплекс принципов и методов исследования.

Целостность – это не абсолютная характеристика, она может выражаться в определенной мере. Системный подход предполагает установление этой меры. В этом он отличается от подходов аспектного, многоаспектного, комплексного, репродукционистского, концептуального, в рамках которых целостность выступает не как реальное и объективное свойство, а следовательно, и характеристика объекта, а как некоторое условие его изучения. Здесь целостность имеет условный характер.

2. Принцип совместимости элементов целого. Система только тогда может существовать в качестве целого, когда совместимы между собой составляющие ее элементы. Именно их совместимость и определяет возможность и наличие связей, их существование или функционирование в рамках целого. Системный подход требует оценить с этих позиций все элементы целого. При этом совместимость следует понимать не просто как свойство элемента как такового, а как его свойство в соответствии с положением и функциональным статусом в этом целом, его отношение к системообразующим элементам.

Системообразующим элементом для социально-экономической системы является человек. Его отношения с другими людьми по самым различным поводам (техника, технология, информация, социальная принадлежность, психология, стоимость, деньги и т.д.) характеризуют и связи в социально-экономической системе, и ее целостность. Управление, так же как и производство, общество, фирма и т.д., т.е. некая общность людей, объединенных одной из их потребностей, является социально-экономической системой. В исследовании этой системы можно использовать как аспектный, так и системный подходы.

3. Принцип функционально-структурного строения целого заключается в том, что при исследовании систем управления необходимо анализировать и определять функциональное строение системы, т.е. видеть не только элементы и связи между ними, но и функциональное содержание каждого элемента. В двух идентичных системах с одинаковым набором элементов и одинаковым их строением может быть различным содержание функционирования этих элементов и их связи по определенным функциям. Это часто оказывает влияние на эффективность управления. Например, в системе управления могут быть неразвитыми функции социального регулирования, прогнозирования и планирования, связей с общественностью.

Особенностью использования этого принципа является фактор развитости функций и степень их обособления, которая в определенной мере характеризует профессионализм ее реализации.

Исследование функционального содержания системы управления обязательно должно включать и выявление дисфункций, т.е. наличие таких функций, которые не соответствуют функциям целого и тем самым могут нарушить устойчивость системы управления, необходимую стабильность ее функционирования. Дисфункции – это как бы лишние функции, иногда потерявшие свою актуальность, но в силу инерции еще существующие.

• 4. Принцип развития. Все характеристики любой системы управления определяются особенностями уровня и этапа ее развития. И это нельзя не учитывать при проведении исследования. Необходимо проводить сравнительный анализ прошлого состояния системы, ее настоящего и возможного будущего. Конечно, здесь возникают проблемы информационного характера – наличие, достаточность и ценность информации. Но эти трудности могут быть уменьшены при систематическом исследовании системы управления, позволяющем накапливать необходимую информацию, определять тенденции развития и экстраполировать их в будущее.
• 5. Принцип лабильности (подвижности, неустойчивости) функций. Оценивая развитие системы управления, нельзя исключать возможность изменения ее общих функций, приобретения ею новых функций целостности при относительной стабильности внутренних, т.е. их состава и структуры. Такое явление характеризует понятие лабильности функций системы управления. В реальной действительности приходится нередко наблюдать лабильность функций управления. Она имеет определенные пределы, но во многих случаях может отражать как положительные, так и отрицательные явления. Конечно, это должно быть в поле зрения исследователя.
• 6. Принцип полифункциональности. Система управления может обладать функциями полифункционального назначения. Это функции, соединенные по определенному признаку для получения какого-либо специального эффекта. Его можно иначе назвать принципом функциональной совместимости. Но совместимость функций определяется не только содержанием функции, как нередко принято считать, но и целями управления и совместимостью исполнителей. Ведь функция – это не просто вид деятельности, но и практическая реализация се человеком, зависящая от понимания им содержания этой функции. Часто функции, казалось бы несовместимые по своему содержанию, оказываются совместимыми в деятельности определенного специалиста. И наоборот. При исследовании полифункциональности нельзя забывать о человеческом факторе управления.
• 7. Принцип итеративности. Любое исследование является процессом, предполагающим определенную последовательность операций, использование различных методов, оценку предварительных, промежуточных и конечных результатов. Это характеризует итерационное строение процесса исследования. Его успех зависит от того, как мы выберем эти итерации, как будем их комбинировать.
• 8. Принцип вероятностных оценок. В процессе исследования не всегда существует возможность достаточно точно проследить и оценить все причинно-следственные связи, иначе говоря, представить объект исследования в детерминированном виде. Многие связи и отношения имеют объективно вероятностный характер, многие явления можно оценить лишь вероятностно, если учитывать современные уровень и возможности изучения явлений социально-экономического и социально-психологического плана. Поэтому исследование управления должно быть ориентировано на вероятностные оценки. Это означает широкое использование методов статистического анализа, методик расчета вероятности, нормативных оценок, гибкого моделирования и ир.
• 9. Принцип вариантности вытекает из принципа вероятности. Сочетание вероятностей дает различные варианты отражения и понимания действительности. Каждый из таких вариантов может и должен быть в фокусе внимания исследования. Любое исследование может быть ориентировано либо на получение единственного результата, либо на определение возможных вариантов отражения реального положения дел с последующим анализом этих вариантов. Вариантность исследования проявляется в разработке не единственной, а нескольких рабочих гипотез или разнообразных концепций на первом этапе исследования, в выборе аспектов и методов исследования, различных способов, скажем, моделирования явлений.

Но эти принципы системности только тогда могут быть полезны и эффективны, отражать действительно системный подход, когда они сами будут учитываться и использоваться системно, т.е. во взаимозависимости и в связи друг с другом. Возможен такой парадокс: принципы системного подхода не дают системности в исследовании, потому что используются спорадически, без учета их связи, субординации, комплексности. Принципы системности надо использовать тоже системно.

Связь принципов системного подхода показана на рис. 2.16. Эго один из возможных вариантов представления связей функций. Вообще их использование отражает не только научный подход к исследованию, но и искусство исследователя. Так или иначе, надо стремиться к пониманию связей принципов и реализации этого понимания в конкретной исследовательской работе.

Основы автоматизированного проектирования

Преподаватель: Петраш Виктор Яковлевич

Лекция 1 (12.02.2018)

Проектирование. Системный подход к проектированию.

Проектирование технического объекта - создание, преобразование и представление в понятной форме образца пока не существующего объекта.

Подходы к проектированию:

2. В соответствии с некоторыми алгоритмами ЭВМ.

Причиной проектирования является потребность в технических объектах.

Задание на проектирование формируется в формате исходных данных, называемых ТТТ (тактико техническими требованиями).

1. Тактика применения технического объекта;

2. Тактика по исполнению;

3. Требование по эксплуатации.

По существу,ТТТ- исходное описание технического объекта.

Результатом проектирования является комплект документации, который содержит сведения по изготовлению объекта в заданных условиях, это конечное описание объекта, которое называется проект объекта.

Процесс проектирования — это преобразование первичного укрупненного описания объекта (ТТТ) в окончательное описание, которое необходимо для изготовления и эксплуатации объекта в заданных условиях.

В процессе преобразования, информации она проходит ряд промежуточных этапов, в результате которых получается промежуточное описание объекта.

Конечное описание объекта отождествляется с проектным решением.

Отличие неавтоматизированного проектирования (выполняемого также с использованием компьютерной техники) от автоматизированного состоит в том, что при автоматизированном проектировании все проектные решения получаются путём взаимодействия исполнителя проекта при помощи организационно технической системы, представляющей собой систему автоматизированного проектирования (САПР).

Основные проблемы, решаемые при разработке САПР конкретных технических объектов:

1. Совершенствование процесса проектирования на основе передовых математических методов и средств вычислительной техники;

2. Унификация и стандартизация методов и средств САПР (вытекает из первого пункта);

3. Формирование унифицированной информационной структуры (банки данных, информационно поисковые системы, базы знаний, накапливаемые и систематизированные сведения, необходимые для автоматизированного проектирования);

4. Реализация взаимодействия САПР с автоматизированными системами различного уровня и назначения.

Анализ методов проектирования.

Процесс проектирования может быть представлен в виде творческого озарения ("чёрный ящик") или с точки зрения логики проектирования, поддающейся логическому объяснению ("прозрачный ящик").

Творческий подход применяется на начальной стадии проектирования и реализуется с помощью двух методов: мозговая атака и принцип аналогии. И тот и другой подход реализуется с помощью стимулирующей деятельности коллектива, генерирующей какие-то идеи.

Логический подход исходит из логики, а не мистических предположений. Считается, что процесс проектирования может быть объяснён логически от начала и до конца. В этом процессе поведение проектировщика напоминает работу компьютера, то есть он использует только ту информацию, которая в него введена. В таком случае процесс может быть представлен по следующей схеме:

Этот метод характеризуется следующими чертами:

2. Проведение анализа;

3. Последовательной логической обоснованностью проводимого анализа;

4. Наличие фиксированной стратегии, которая представляется в виде комбинации последовательных и параллельных циклических операций.

Методы прозрачного ящика позволяют разделить задачу на части (провести декомпозицию), которую можно решать последовательно или параллельно.

Системный подход. Основные принципы и положения системного подхода.

Системный подход подразумевает рассмотрение проектируемого объекта как сложную систему, состоящую из взаимосвязанных компонентов.

Основной и наиболее общий принцип системного подхода состоит в рассмотрении сложной системы, состоящей из частей (компонентов) с учётом их взаимодействия между собой, а также с учётом их взаимодействия всей системы с некоторой надсистемой, частью которой она является.

Реализация системного подхода включает в себя:

1. Формирование структуры системы, то есть состава элементов и их связи между собой;

2. Типизацию и унификацию внутренних и внешних связей;

3. Определение атрибутов (основных признаков), которые характеризуют систему и её компоненты;

4. Анализ связей системы с надсистемой и внешней средой.

Сложные технические системы и процесс их проектирования характеризуются поэтапным многошаговым процессом принятия решений.

Основные положения и понятия дисциплины "Системы техники".

1. Система- множество элементов, находящихся в отношениях и связях между собой;

2. Элемент— это такая часть системы, которую не целесообразно подвергать последующему расчленению;

3. Сложность системы определяется видом взаимосвязей и наличием у неё свойств (признаков). Признаки: целенаправленности; целостности; иерархичности; многоаспектности. Целенаправленность- свойство системы, выражающее её назначение. Целостность- свойство системы, характеризующее взаимосвязанность элементов и наличие зависимости выходных параметров от параметров элементов системы. Иерархичность– это свойство сложной системы, описание которой представляется в виде нескольких уровней между компонентами которых имеются отношения "целое-часть";

4. Структура системы— это отображение совокупности элементов системы и их взаимосвязей. Структура от системы отличается тем, что при описании структуры принимают во внимание лишь типы элементов без конкретизации их значений и параметров;

5. Параметр системы - величина, которая выражает свойство или системы, или её части, или среды, влияющие на её части. Входные параметры обозначаются как
, выходные -
, внешние -
;

6. Фазовые переменные — это величина, характеризующая энергетическое или информационное наполнение элемента или системы;

7. Состояние системы - совокупность значений фазовых переменных, зафиксированных в некоторой временной точке функционирования системы;

8. Вектор системы характеризует состояние системы;

9. Фазовые траектории - представление процесса функционирования системы в виде последовательности точек в пространстве.

На практике идеи и положения системного подхода конкретизируются в виде некоторых разновидностей, которые также называются подходами к проектированию.

Три основных подхода к проектированию:

1. Структурный подход;

2. Блочно-иерархический подход;

3. Обектно-ориентированный подход.

Лекция 2 (26.02.2018)

Структурный подход.

Осуществляется синтез вариантов системы из набора компонентов (блоков), эти варианты оцениваются при их частичном переборе с предварительным прогнозированием характеристик компонента из которых формируется набор альтернативных вариантов системы.

Блочно иерархический подход.

Использует декомпозицию сложных описаний как самих объектов, так и средств их создания. Также используются аспекты описания – описание системы с какой-то точки зрения (функционал, структура и др.). Основа подхода – блочная иерархия.

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 337 ;