Розділ 2. Структурно-функціональний аналіз складних систем

В цьому розділі розглядається одне з ключових питань системного аналізу, для чого необхідно розглянути:

• властивості ієрархічних систем, які створюються для управління складними об’єктами (структура, взаємодія підсистем різного рівня та їх взаємозалежність, види ієрархій (страта, шари, ешелони), приклади на рівні підприємства);

• задачі структурно-функціонального аналізу (формування ієрархії задач зверху вниз, розв’язок знизу вгору, послідовне узгодження цілей). В цьому розділі необхідно узгоджувати час на прийняття рішень з неповнотою та надлишковістю інформації. Крім того, задачі структурно-функціонального аналізу є неформалізованими: конкретній меті можуть відповідати різні структури, які неможливо точно та всебічно порівняти, множину властивостей системи доцільно відображати впорядкованими за значущістю структурою класів;

• функціональні властивості складних систем управління: спостережність, керованість, чутливість, адаптивність, координуємість, живучість тощо;

• види структур складних систем управління: функціональна, організаційна, технічна, їх приклади та задачі аналізу і синтезу;

• формалізація опису структури системи на основі графових моделей: види графів, способи їх формалізованого задання, виділення на графових моделях контурів, циклів, шляхів, ланцюгів, формування матриці зв’язності тощо;

• структурний аналіз складного управління, його стратифікація (на рівні підприємства), процедури декомпозиції за рівнями складності приймаємих рішень та організаційною ознакою;

• моделювання технічної структури складної системи управління (на рівні автоматизованого технологічного комплексу) з урахуванням реалізованих функцій та моделей управління.

Практичне заняття №2

Проведення системного аналізу на основі графових моделей

Задача-приклад №1:

Приклад графової потокової моделі

апаратного відділення молочного заводу.

Рис.7. Графова потокова модель апаратного відділення молочного заводу.

Кожній вершині графа відповідає елемент технологічного комплексу:

1 — приймальний танк; 2, 4, 6, 11 — насоси; 3 — проміжний танк; 5 — приймальний бак; 7 — пластинчатий пастеризатор; 8 — сепаратор; 9 — збірник вершків; 10 — бойлер; 12 — інжектор; 13 — колектор живильної води; 14 — паровий колектор; 15 — витримувач; 16 — колектор льодової води; 17 — колектор холодної води; 18 — танк пастеризованого молока.

Дугами графа можуть бути матеріальні та енергетичні потоки, наприклад: молоко, вода, пара тощо.

На основі даного графу, який називається повним потоковим, з урахуванням логічних зв’язків, виконується декомпозиція об’єкта і виділення сильно- та слабкозв’язаних підсистем. В результаті цього може бути такий варіант: виділена одна сильнозв’язана підсистема, яка включає елементи:

В = {5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 15}

та 7 слабкозв’язаних підсистем:

S₁ = {1, 2, 3, 4}; S₂ = {9}; S₃ = {14}; S₄ = {13}; S₅ = {16}; S₆ = {17}; S₇ = {18}.

Тоді одна з можливих структур системи управління може бути такою, що її центр поміщується в підсистемі В, а термінальні точки — в підсистемах S₁ — S₇.

Рис.8. Структурна схема зв’язку між підсистемами графа.