3) составление формальной схемы применения комплекса принципов системной технологии для различных сфер деятельности;
4) дополнение принципов системной технологии. Предлагается, например, разработка «принципа резонанса», основанного на явлении резонанса, известном и используемом в электромагнитных и электронных системах, а также, в последнее время, и в создании технологических машин и оборудования, при изучении свойств воды, биологических структур и технологий;
5) технологические системы, как это установлено для систем в общем, создаются для достижения определенных целей, которые могут также достигаться процессами или структурами систем. Предлагается подтвердить или опровергнуть данный тезис и описать соответствующие примеры.
Литература к главе 3
1. Большая советская энциклопедия, третье издание. Изд. «Советская энциклопедия», 1969 – 1978 г.г.
2. Синягов А.А. Социально-экономические аспекты развития новой техники. М.: Мысль, 1982, 281 с.
3. ГОСТ СССР 14. 303-73.
4. Мучник В.С. Комплексный эффект технологических преобразований. Новосибирск, «ЭКО», 1982, №12.
5. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов. М: Машиностроение, 1973, 673 с.
6. Телемтаев М.М. Исследование аналитической модели организационно-технических систем (системная технология). В кн.: “Вопросы кибернетики”, под ред. Р.М.Суслова и А.П.Реутова; М.: изд. н/с “Кибернетика” АН СССР, 1980, ВК-72, с.124-136.
7. Телемтаев М.М. Системная технология (основные задачи, принципы и правила разработки). – Вестник АН КазССР, Алма-Ата,1987, № 1, с.46-52.
8. Телемтаев М.М. Основы теории технологического подхода (системной технологии). Алма-Ата: Каз-НИИНТИ (деп. рук. № 1715), 1987, 82с.
9. Телемтаев М.М. Алгебраическая модель технологической системы. Киев.: журн. АН СССР “Электронное моделирование”, 1990, т.12, №4, стр. 3-8.
Глава 4. Модели
? Понятие модели. Понятие модели некоторого объекта возникает в связи с необходимостью изучения возможностей использования этого объекта для решения проблем, решения задач, достижения целей деятельности. Поэтому такой объект логично называть также изучаемым объект ом.
Будем исходить из следующего определения:
«модель изучаемого объекта – вспомогательный объект, дающий ответы на вопросы в отношении изучаемого объекта».
Для систем:
«модель изучаемой системы – вспомогательная система, дающая ответы на вопросы в отношении изучаемой системы».
В свою очередь, для технологии –
«модель изучаемой технологии – вспомогательная технология, дающая ответы на вопросы в отношении изучаемой технологии».
Для основной и дополнительной частей технологии –
«модель изучаемой части технологии – вспомогательная система, дающая ответы на вопросы в отношении изучаемой части технологии».
В свою очередь, для моделируемого объекта –
«модель изучаемого моделируемого объекта – вспомогательная система, дающая ответы на вопросы в отношении изучаемого моделируемого объекта».
Для частей моделируемого объекта –
«модель изучаемой части производственной систем – вспомогательная система, дающая ответы на вопросы в отношении изучаемой части моделируемого объекта».
По своей сути модель дает ответы в отношении изучаемого объекта некому субъекту, изучающему этот объект с различными целями – анализа, исследования, мониторинга и т.д. Другими словами, модель – это источник новых знаний об изучаемом объекте, необходимых для пополнения знаний изучающего о данном объекте. Тогда можно определить, что
модель – это совокупность способов и/или средств обеспечения взаимодействия между внешней средой, представленной изучаемым объектом, и внутренней средой изучающего, представляемой, в данном случае, в виде комплекса его знаний о внешней среде.
Модель изучаемого объекта можно называть также и моделирующим объектом, а изучаемый объект – моделируемым объектом.
Каждая известная модель объекта имеет один или несколько известных главных признаков, которые рассматриваются в виде аксиом в теории этой модели. Построенная на основе совокупности аксиом с помощью принятых правил вывода теория определенной модели может ответить на вопросы в отношении реального объекта, в том случае если реальный объект удовлетворяет условиям того же набора аксиом.
Другими словами, общий Принцип моделирования состоит в том, что
реальный моделируемый объект и используемая модель должны удовлетворять одному набору аксиом.
Составление единой модели какого-либо объекта в виде, позволяющем получить все ответы на вопросы в отношении изучаемого объекта, невозможно и по этой причине любые реальные объекты представляют с помощью некоторого множества известных моделей систем объектов данного класса. Каждая такая известная модель объекта позволяет ответить на некоторый комплекс вопросов в отношении построения и функционирования определенного объекта или класса объектов.
В зависимости от цели изучения объекта – анализ, исследование, проектирование и т.д., используются различные способы построения моделей. Рассмотрим наиболее распространенные виды моделей.
? Концептуальные, структурные и математические модели динамических систем.
Как правило, все модели являются концептуальными, структурными или математическими. Рассмотрим эти виды моделей на примере моделирования динамических систем[34] .
Динамической системой называется упорядоченное множество взаимно связанных друг с другом элементов, существующих в реальной действительности, т.е. в пространстве и времени.
К внешней среде динамической системы относится все, не являющееся элементом данной системы.
Каждый элемент системы принято характеризовать совокупностью количественных и/или качественных признаков, изменяющихся с течением времени.
Состояние (поведение) системы в каждый фиксированный момент времени описывается однозначным выражением характеристик элементов системы.
Классическими примерами динамической системы являются система «Земля-Луна»; солнечная система, элементами которой являются Солнце, планеты и кометы; Галактика, элементами которой являются отдельные звезды, созвездия и планетные системы (в том числе и Солнечная система).
В настоящее время в теории моделирования систем различают три уровня: концептуальное моделирование, структурное моделирование; математическое моделирование.
Классическими примерами концептуальных и структурных моделей являются:
– геоцентрическая модель Птолемея, согласно которой Земля является центром всей Вселенной; Солнце, звезды и Планеты вращаются вокруг земли. Это пример модели, не удовлетворяющей общему Принципу моделирования, так как реальный моделируемый объект (Вселенная) и используемая модель (модель Птол емея) не удовлетворяют одному набору аксиом;
– гелиоцентрическая модель Коперника, согласно которой Солнце находится в центре околоземной Вселенной, планеты движутся вокруг Солнца, звезды удапены на громадные расстояния от Солнца, наблюдаемые перемещения звезд на небе не истинные, а кажущиеся за счет суточного вращения Земли вокруг своей оси;
Классическими примерами математических моделей являются:
– законы движения планет, установленные И. Кеплером в математической форме;
– математическое моделирование И. Ньютоном, Л. Эйлером механического движения твердых тел;
– закон сохранения энергии и материи М.В. Ломоносова.
В целом математические модели по степени общности и детализации делятся на следующие классы:
1) математические теории реальных процессов и ситуаций;
2) прикладные математические модели;
3) математические задачи.
Модели класса «математическая задача» содержат конкретную математическую формулировку задачи, где указаны известные и неизвестные величины и их связывающие математические соотношения, цифровые данные для известных величин, а также четко сформулировано, что требуется найти, установить или определить.
Модели класса «прикладные математические модели» также содержат ряд входных и выходных величин, связывающие их математические соотношения, при этом не указано конкретно, какие величины являются известными, а какие неизвестны. Указывается лишь в общем виде предполагаемый перечень задач, которые можно сформулировать и решить на основе данной прикладной модели.
Модели класса «математические теории реальных процессов и ситуаций» содержат достаточно полный и общий набор математических соотношений. Эти соотношения выражают реальные физические, химические, биологические, социологические и др. законы, которые позволяют на их основе разработать прикладную математическую модель для математической постановки и решения требуемого комплекса задач.