Свойства систем и их характеристики
Таблица 3
Свойства систем управления
Свойство – сторона системы (элементов), обуславливающая различие и сходство с другими системами (элементами) и проявляющаяся при взаимодействии с ними.
Свойства систем представим в таблице 3 [19].
| Свойство системы | Описание свойств системы (характеристика) |
| 1 группа – свойства, характеризующие сущность и сложность ситемы | |
| Первичность целого | Системы существуют как целое, которое затем можно членить на компоненты. Эти компоненты существуют лишь в силу существования целого. Не компоненты составляют целое, а наоборот, целое порождает при своем членении компоненты системы. В системе отдельные части функционируют совместно, составляя в совокупности процесс функционирования системы как целого |
| Размерность системы | Количество компонентов системы и связей между ними. В зависимости от количества системы подразделяются на малые, средние и большие |
| Сложность структуры системы | Сложность структуры системы характеризуется следующими параметрами: количество уровней иерархии управления системой, многообразие компонентов и связей, сложность поведения, сложность описания и управления системой, количество параметров модели управления, ее вид, объем информации, необходимой для управления и т.д. |
| Жесткость системы | Жесткость системы характеризуется следующими параметрами: степень изменения параметров системы за определенный промежуток времени, степень влияния на функционирование системы объективных законов и закономерностей, степень свободы системы и др. |
| Вертикальная целостность системы | Количество уровней иерархии, изменения в которой влияют на всю систему, степень взаимосвязи уровней иерархии, степень влияния субъекта управления на объект, степень самостоятельности подсистем и компонентов системы управления |
| Горизонтальная обособленность системы | Количество связей между компонентами одного уровня, их зависимость и интегрированность по горизонтали |
| Иерархичность системы | Каждый компонент (подсистема) может рассматриваться как подсистема некоторой более глобальной системы. Свойство иерархичности проявляется при структуризации (построение дерева) и декомпозиции целей организации, показателей товаров и т.д. |
| Многофункциональность | Способность системы управления к реализации множества функций на заданной структуре |
| II группа — свойства, характеризующие связь системы с внешней средой | |
| Степень самостоятельности системы | Количество связей системы управления с внешней средой в среднем на один ее компонент или иной параметр. Скорость отмирания, деления или объединения компонентов системы без вмешательства внешней среды |
| Открытость системы | Интенсивность обмена информацией или ресурсами с внешней средой, количество систем внешней среды, взаимодействующих сданной системой, степень влияния других систем на данную систему |
| Совместимость системы | Степень совместимости системы с другими системами внешней среды по правовому, информационному, научно-методическому и ресурсному обеспечению. Инструментом обеспечения совместимости является стандартизация всех объектов на всех уровнях иерархии управления |
| Стойкость системы | Свойство системы выполнять свои функции при выходе параметров внешних условий системы за определенные ограничения или допуски |
| III группа —свойства, характеризующие методологию целеполагания системы | |
| Наследственность системы | Характеризует закономерность передачи доминантных (преобладающих, наиболее сильных) и рецессивных признаков на отдельных этапах развития (эволюции) от старого поколения системы к новому. Выделение доминантных признаков системы позволяет повысить обоснованность направлений ее развития. Доминантные и рецессивные признаки, по сути, являются объективными |
| Надежность системы | Характеризуется сохраняемостью плановых значений параметров системы в течение запланированного периода времени |
| Оптимальность системы | Характеризует степень удовлетворения требований к системе, выполнение запланированных целей, обеспечивающих наилучшее использование потенциала системы |
| Мультипликативность системы | Результаты проявления некоторых свойств системы определяются не сложением, а умножением относительных значений данного свойства каждого компонента системы |
| Уязвимость системы | Способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних поражающих факторов |
| 4 группа – свойства, характеризующие функционирование системы | |
| Синергичность системы | Эффективность функционирование системы не равна сумме эффективностей функционирования ее подсистем (компонентов). При отлаженном позитивном взаимодействии подсистем (компонентов) достигается положительный эффект синергии — эффект взаимодействия, к получению которого необходимо стремиться. Если сумма эффектней остей подсистем (компонентов) больше эффективности системы в целом, эффект синергии отрицательный |
| Инерционность системы | Характеризуется скоростью изменения выходных параметров в ответ на изменение входных параметров, средним временем получения результата при внесении изменений в параметры функционирования |
| Адаптивность системы | Характеризует способность системы нормально (в соответствии с заданными параметрами) функционировать при изменении параметров внешней среды, приспособляемость системы к этим изменениям. Порог адаптации определяется максимальным уровнем (в процентах или долях) изменения параметров внешней среды, при котором система продолжает нормально функционировать |
| Организованность системы | Характеризуется степенью приближения в заданных условиях показателей пропорциональности, параллельности, непрерывности, прямоточности, ритмичности и других параметров организации производственных и управленческих процессов к оптимальному уровню |
| Уровень стандартизации системы | Характеризует совместимость и взаимозаменяемость данной системы с другими системами |
| Гибкость системы | Свойство системы изменять цель и параметры в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем |
| Живучесть системы | Способность системы изменять цели или параметры функционирования при отказе и (или) повреждении элементов системы |
| Безопасность системы | Способность системы не наносить недопустимые воздействия здоровью нации, персоналу, окружающей среде |
| Поведение системы | Способность системы переходить из одного состояния в другое |
| Равновесие системы | Способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий сохранять свое поведение сколь угодно долго. Неравновесность порождает избирательность системы, ее необычные реакции на внешние воздействия среды. Неравновесные системы обретают способность воспринимать различия во внешней среде и «учитывать» их в своем функционировании. Так, некоторые воздействия, хотя к более слабые, могут оказывать большее воздействие на эволюцию системы, чем воздействия, хотя и более сильные, но не адекватные собственным тенденциям системы |
| Устойчивость системы | Способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она из этого состояния была выведена |
| Управляемость системы | Способность системы управления своевременно и без искажений доводить управленческие команды до каждого работника предприятия |
Для конкретного исследования существенны лишь те свойства, которые определяются целью исследования.
Например, особенными свойствами экономической системы являются следующие:
— ее подсистемы имеют нечеткие границы: один и тот же экономический субъект может одновременно принимать участие в различных процессах самоорганизации экономики, может быть элементом самоорганизующейся системы и окружающей среды одновременно;
— самоорганизация национальной экономики возникает из кооперации не только экономических субъектов низшего уровня друг с другом, но и с экономическими институтами, а также кооперации институтов между собой;
— структура национальной экономики нередко скрыта за отношениями административной подчиненности;
— национальная экономика является динамической системой;
— национальная экономика — стохастическая система, не поддающаяся точному и детальному прогнозу;
— национальная экономика может быть как открытой, так и закрытой системой.
Рассмотрим, например, свойство синергичности. А.А. Богданов в подтверждение теоретического положения о синергетическом эффекте писал, что «элементарное сотрудничество, соединение одинаковых рабочих сил на какой-нибудь механической работе может вести к возрастанию практических результатов в большей пропорции, чем количество этих рабочих сил. Если дело идет, положим, о расчистке поля от камней, кустарников и корней и если один человек расчищает в день одну десятину, то два вместе выполнят за день не двойную работу, а больше, например 2 1/2 десятины (1 десятина + 1 десятина + '/г десятины как синергический эффект положительного взаимодействия психологически совместимых рабочих, сумевших хорошо организовать выполнение общей работы). При трех, четырех рабочих отношение может оказаться еще более благоприятным, до известного предела, разумеется. Но не исключена и та возможность, что трое, четверо рабочих совместно будут выполнять менее чем тройную, четверную работу. Оба случая всецело зависят от способа сочетания данных сил. В первом случае вполне законно утверждение, что целое оказалось практически больше простой суммы своих частностей, во втором — что оно практически ее меньше. Первое обозначается как организованность, второе —как дезорганизованность» [13]. Поэтому , исследуя конкретную систему, необходимо проводить оценку характерных свойств данной системы в соответствии с описанием её параметров. Так, например, если устойчивость — свойство объекта, заключающееся в способности сохранять достаточно малые отклонения процесса после действия возмущения, то динамическая система изменяет значения входной координаты в соответствии с законом:
(1.13)
Если на систему действует возмущение, то ее выход x(t) изменяется по-разному (рис. 13). Колебания могут оставаться в узком «коридоре» и затухать — это асимптотическая устойчивость по А.А. Ляпунову. В этом случае система имеет устойчивую точку равновесия, с которой связана область притяжения состояния системы.
Рис. 13. Изменение Y при действии возмущения
Устойчивость можно рассматривать и для структуры системы. Если все связи элементов распадаются, то структура вырождается в набор изолированных несвязанных частей. Поэтому существует критическое число связей, которое обеспечивает функционирование системы, ее живучесть. Это критическое число определяет границу структурной устойчивости системы. Практика показывает, что система может сохранять свои свойства и находить равновесное состояние, когда значение действующего возмущения не превосходит определенного критического значения. Например, финансовая система устойчива до определенного уровня падения деловой активности. Это определяет устойчивость экономической системы по значению действующего возмущения.
В отношении такого свойства как надежность, которое определяет способность системы управления сохранять во времени предельные значения признаков и параметров, характеризующих те свойства системы, которые определяют ее способность выполнять требуемые функции в заданном режиме, следует различать виды этого свойства.
Структурная надежность определяет потерю работоспособности, отказ системы.
Функциональная надежность характеризуется сбоями, ошибками в работе.
Своевременность Ө’ = p (t≤tзад) - характеризуется вероятностью выполнения работы за заданное время или в заданный срок.
Точность работы δ’ = p (Yi є [Yi’, Yi”]) определяется допустимыми отклонениями результатов от достижения цели.
Адаптивность — свойство систем изменять свою структуру и функции в ответ на изменение среды с целью обеспечения заданного критерия качества функционирования.
— мера адаптивности, характеризует чувствительность системы к возмущениям.
Эффективность — характеристика систем, определяющая соотношение полезного результата управления (R) с затратами и потерями (С), обуславливающая разработку, создание и эксплуатацию систем управления. Можно выделить:
Е = R - С - абсолютная эффективность (например, прибыль),
- относительная эффективность, результат на единицу затрат (например, производительность, отдача, использование ресурсов.
— срок окупаемости затрат на создание системы. к