3. Показатели, характеризующие свойства сложных систем

Процесс функционирования сложной системы всегда направлен на достижение определенной цели. Если цель четко сформулирована, то можно ставить вопрос о качестве работы системы. Это делается при помощи показателя эффективности - числовой характеристики, оцени­вающей степень приспособленности системы к выполнению поставленных задач.

Выбором показателя эффективности заканчивается формулировка задач системы. Он их как бы аккумулирует. В дальнейшем при иссле­довании системы те или иные ее свойства оценивают через показатель эффективности. Поэтому правильный его выбор особенно важен.

Пусть, например, в качестве сложной системы рассматривается производственный процесс. Если выбрать в качестве показателя эф­фективности производительность труда, т.е. количество изделий, вы­пускаемых в единицу времени, то при оценке различных способов организации производства мы будем отдавать предпочтение тем, у кото­рых производительность выше. Это будет приводить к ухудшению дру­гих характеристик процесса таких, как износ оборудования, расход электроэнергии, сырья и т.д. Такой же односторонней будет и оценка по себестоимости.

Чтобы показатель эффективности наиболее полно отражал качест­во работы системы, он должен учитывать структуру системы, парамет­ры и режимы работы отдельных элементов, взаимодействие с внешней средой. Другими словами, показатель эффективности должен опреде­ляться процессом функционирования сложной системы. Это требование приводит к тому, что показатель эффективности как правило является случайной величиной. На практике используют его среднее значение: среднее число изготовленных деталей, среднее время поездки в транспорте, среднее время ожидания обслуживания и т.п.

На основе показателя эффективности строят другие показатели свойств сложной системы: надежность, помехозащищенность, качество управления.

Рассмотрим, например, показатель надежности. Под надежностью понимают свойство системы сохранять в заданных пределах основные параметры ее функционирования при отказе отдельных элементов. В случае отдельного прибора или элемента за показатель эффективности часто принимают среднее время работы без отказов или вероятность отказа. В случае сложных систем такой подход неприемлем, так как отказ отдельных элементов не приводит к потере системой работоспо­собности. Она продолжает функционировать, но менее эффективно. Например, поломка автобуса не приводит к потере работоспособности системы городского транспорта.

Пусть Ф показатель эффективности системы. Предположим, что заданы характеристики, описывающие интенсивность отказов элементов системы. Это могут быть законы распределения временных промежутков между последовательными отказами. Пусть ф' показатель эффективнос­ти, вычисленный в предположении, что в системе имели место отказы в соответствии с заданными законами, а Ф" - показатель эффектив­ности, вычисленный в предположении, что все элементы абсолютно на­дежны. Тогда в качестве показателя надежности может быть принята величина:

DФ=[Ф" - Ф']

Аналогично строятся и другие показатели.