1.5.2.Основные задачи исследования сложных систем.

Среди задач, возникающих в связи исследования сложных систем, выделяют два основных класса:

1) задачи анализа, связанные с изучением свойств и поведения системы в зависимости от ее структуры и значений параметров;

2) задачи синтеза, сводящиеся к выбору структуры и значений параметров, исходя из заданных свойств системы.

При анализе предполагаются заданными требуемые значения функциональных характеристик системы, а также область устойчивости системы. Необходимо выбрать структуру системы и значения параметров, обеспечивающие требуемые значения функциональных характеристик. Обычно синтез ставится как экспериментальная задача, т.е. речь идет о выборе такой структуры и значений параметров, при которых показатель эффективности имел бы Мах или Мin c учетом ограничений, налагаемых на остальные показатели (надежности, помехозащищенности и т.п.).

Следует заметить, что в настоящее время имеется достаточно много методов решения задач анализа сложных систем, среди которых больше всего распространены:

1) расчет показателей эффективности и других функциональных характеристик системы с помощью формул и уравнений, относящихся к данному узкому классу системы;

2) расчет показателей эффективности и других функциональных характеристик по результатам моделирования сложной системы на ЦВМ для систем общего вида.

Задача анализа может быть решена, если имеются все необходимые данные для расчета, чего нельзя сказать о задачах синтеза. В настоящее время почти нет методов, позволяющих строго формально решать задачи синтеза, за исключением нескольких узких классов систем, например, конечных автоматов, для которых развиты формальные методы синтеза.

Однако эти методы не могут быть непосредственно обобщены на другие классы систем, тем более на общий случай. Поэтому на практике пользуются различными неформальными методами синтеза сложных систем. По существу в конечном итоге все они сводятся к перебору вариантов структур, или "синтезу через анализ", суть которого состоит в том, что, приступая к синтезу системы, исследователь намечает первоначальный вариант синтеза. Этот вариант известными методами исследуется - определяются параметры эффективности и другие характеристики.

Результаты анализа "первоначального" варианта системы сравниваются с заданными значениями. Как правило, "первоначальный" вариант не является удовлетворительным, поэтому намечают следующий вариант синтеза системы с учетом недостатков "первоначального", который также исследуют, - и т. д. до получения системы с требуемыми характеристиками.

По мере обследования вариантов системы накапливаются сведения, ценные для синтеза. Зависимости функциональных характеристик от параметров системы исследуются для целенаправленного перехода к более удовлетворительным вариантам синтезированной системы. Кроме того, эти сведения полезны и для разработки конкретных практических рекомендаций, например для оптимального планирования режимов наладки и замены инструментов на производстве, ремонта и профилактики оборудования, и т.п.

Исключительно важное значение имеют исследования сложных систем в связи с вопросами управления. Для расчета систем управления необходимо уметь решать задачи, связанные с анализом процессов функционирования сложного оборудования, оценкой информационных потоков и законов управления, синтезом алгоритмов, выбором технических средств, обозначением параметров оборудования и т.п.

На основе анализа потоков информации необходимо решить самую важную задачу - задачу выделения информации, существенной для управления.

Чтобы построить оптимальные методы управления, необходимо выделить такое минимальное количество информации, которое еще обеспечивает заданное качество управления и не является избыточным.

Далее переходят к рассмотрению возможной структуры системного управления. Одним из вопросов, возникающих при этом, является оценка оптимальной централизации управления.

Анализ вариантов может быть использован для получения комплексной оценки эффективности разных вариантов автоматизации управления.