Реферати українською » Экономико-математическое моделирование » Структура системного аналізу і моделювання процесів в техносфери


Реферат Структура системного аналізу і моделювання процесів в техносфери

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

Запровадження

>Проблемно-ориентированное опис об'єкта

Укладання

Список використаної літератури


Запровадження

Системнийанализ—ето методологія вирішення значних проблем, джерело якої в концепції систем. Системний аналіз може також розглядатися як методологія побудови організацій, що реалізує методологію вирішення питань.

У центрі методології системного аналізу перебуває операція кількісного порівняння альтернатив, яка виконується із єдиною метою вибору альтернативи, підлягає реалізації. Якщо вимогаравнокачественности альтернатив виконано, можна отримати кількісних оцінок. Але, щоб кількісних оцінок дозволяли вести порівняння альтернатив, вони мають відбивати що у порівнянні властивості альтернатив (вихідний результат, ефективність, вартість будівництва і інші). Досягти цього можна, якщо врахують усі елементи альтернативи і дано правильні оцінки кожному елементу. Так виникає ідея виділення «всіх елементів, що з даної альтернативою», т. е. ідея, а її повсякденному мові виражається як «всебічний облік всі обставини».Виделяемая цією ухвалою цілісність і називається в системному аналізі повної системою. Система, в такий спосіб, є те, що розв'язує проблеми.

Але як виділити цю цілісність, «систему», як можна взнати, входить даний елемент у цю альтернативу чи ні? Єдиним критерієм може бути даного елемента у процесі,приводящем до появи вихідного результату даної альтернативи. Поняття процесу вже цінтральним поняттям системного аналізу.

Система визначається завданням системних об'єктів, властивостей і зв'язків. Системні об'єкти — це вхід, процес, вихід, зворотний і її.

техносферучеловекомашинний системний аналіз


>Проблемно-ориентированное опис об'єкта

Сучасна виробнича діяльність проявляється, як раніше вказувалося, використання людиною машини та існуванні що з цим небезпеки (можливості заподіяння шкоди), зокрема і його здоров'я. Поведінка покупців, безліч техніки під час роботи великою мірою залежить від обраної технологій і умов робочої середовища. Остання, своєю чергою, може змінюватися внаслідок на неї з боку двох перших компонентів досліджуваної системи, а ступінь такої зміни визначається прийнятої технологією та встановленої організацією робіт.

Саме тому відхилення у роботі технологічного устаткування, викликані конструктивними (виробничими) дефектами чи шкідливими впливами нею ззовні, необхідно враховуватиме й компенсуватиексплуатирующему його персоналу. Для полегшення цього що використовується обладнання має бути надійним іергономичним, т. е. пристосованим до людини та ініціативною робочою середовищі.

Проте частенько доводиться пристосовувати до техніки сам персонал - з допомогою відповідного відбору, навчання і виховання. Якщо ж взаємне пристосування покупців, безліч використовуваного ними устаткування не гарантує попередження подій, то вихід шукають в додаткових організаційно-технічних заходах із гарантування безпеки їх спільного функціонування.

Наведені дані вкотре засвідчують необхідність уявлення досліджуваного об'єкта як складноїчеловеко-машинной системи. Звідси випливає фактична неможливість розгляду безпеки великих процесів загалом і яка з цього доцільність їх декомпозиції до окремих виробничих чи технологічних операцій.

Така декомпозиція дозволяє відмовитися відмакроуровневого розгляду досліджуваного об'єкта (>многочеловекомашинних систем) і замінити йогомикроуровневим, а взаємовпливи окремих операцій (>моносистемчеловек-машина-среда) врахувати з допомогою додаткових взаємозв'язків.

Але навіть таке уявлення аналізованого об'єкта, значно спрощує його дослідження, не заперечує підходу, а, навпаки, робить її застосування конструктивнішим.

>Входом називається те, що змінюється при протікання цього процесу. В багатьох випадках компонентами входу є «робочий вхід» (те, що «обробляється») і процесор (те, що «обробляє»). Виходом називається результат чи кінцеве стан процесу. Процес переводить вхід в вихід.

Здатність переводити даний вхід у цей вихід називається властивістю цього процесу. Зв'язок визначає проходження процесів, т. е. вихід деякого процесу є входом певного процесу. Кожен вхід системи, є виходом цієї або інший системи, а всякийвиход—входом. Виділити систему у світі отже вказати всі, дають даний вихід. Штучні системи це такі, елементи яких зроблено людьми тобто. є виходом свідомо виконуваних процесів людини.

В усякій штучної системі існують три різних за своєї роліподпроцесса: основний процес, зворотний і її.

Основний процес перетворює вхід в вихід. Зворотний зв'язок виконує ряд операцій: порівнює вибірку виходу з моделлю виходу і відмінність, оцінює зміст і смисл відмінності, виробляє рішення,сочлененное з відмінностями, формує процес введення рішення (втручання у процес системи) і впливає на процес із єдиною метою зближення виходу і моделі виходу.

Процес обмеження порушується споживачем (покупцем) виходу системи,анализирующим її вихід. Цей процес відбувається впливає для виходу і управління системи, забезпечуючи відповідність виходу системи цілям споживача. Обмеження системи, прийняте внаслідок процесу обмеження, відбивається моделлю виходу. Обмеження системи складається з мети (функції) системи тапринуждающих зв'язків (якостей функції).Принуждающие зв'язку повинні прагнути бути сумісні із єдиною метою.

Будь-яка система складається з підсистем. Будь-яка система є підсистемою деякою системи.Постулируется, будь-яка система то, можливо описано на термінах системних об'єктів, властивостей і зв'язків. Кордон системи визначається сукупністю входів від довкілля. Довкілля - це сукупність природничих і штучних систем, котрим дана система має не є функціональної підсистемою.

Модельчеловекомашинной системи підтверджує її складність й необхідність визнання якісно новим освітою проти окремими компонентами і навіть їхнього сумою. Усе це дозволяє краще зрозуміти й обумовленість природи цих компонентів, і можливість їх пізнання поза системою, тобто. не враховуючи всіх взаємозв'язків і взаємозалежностей.

Крім злагоди між логікою поведінки досліджуваного об'єкту і хіба що викладеними двома принципами загальної теорії систем, можна продемонструвати та відповідність виявлених раніше закономірностей появи подій принципам системної динаміки. Деякі наголошують на значимість структури та зворотного зв'язку у системі на її поведінки й обумовлених ним проблем.

Викладені міркування свідчать про перспективність обраного тут основного методу для системного аналізу та моделювання безпеки. Справді, системна інженерія враховує весь позитивний досвід у галузі вивчення складних систем, виходить з відповідних принципах загальній теорії та динаміки. З положень цих принципів слід, зокрема, що цілеспрямованість поведінки таких систем проявляється прагнення до збереженню незмінності на дискретних інтервалах часу, зумовленої внутрішніми причинами, включаючиприспособительную реакцію до зовнішніх яке впливає чинникам.

З кібернетики системна інженерія запозичила оперування поняттями чорна скринька, позитивна і негативна зворотна зв'язку, затримка, обурення і стійкість; з синергетики - біфуркація і катастрофи (раптові різкі зміни стану системи). Що стосується аналізованим тут небезпечнимтехносферним процесам нестійкість поведінцічеловекомашинной системи може інтерпретуватися, наприклад, як поява передумов до подіям, викликанихвозмущающими чинниками, тоді як виникнення подій - як перевищення цих факторів за їхніми адаптивними можливостями чи запізненням з реакцією і.

Процедура дослідження цікавлять нас процесів вчеловекомашинних системах методом системної інженерії переважно збігаються з формулоютрехетапного пізнання і перетворення дійсності: споглядання - мислення - практика. Але тут повинна бути більш специфічною і конкретного, оскільки стосується лише методів системного аналізу та моделювання техногенних подій.

Саме тому далі дотримуватимемося значно звичнішій послідовності дослідження що з ними процесів, вираженої наступнійтрехетапной комбінацією:

а) емпіричний системний аналіз;

б) проблемно орієнтоване опис;

в) теоретичний системний аналіз.

Сукупність хіба що зазначених етапів зі своїми елементами і взаємозв'язками може розглядатися як структура системного аналізу та моделювання процесів втехносфере, заснована переважно на застосуванні гнучкою системної методології прогнозування та вторинного перерозподілу техногенного ризику.

Найпершим і досить важливим етапом системного дослідження техносфери вважається емпіричний системний аналіз аналізованих там проблемних ситуацій із забезпеченням безпеки техносфери. Він полягає в вивченні вимог, і зборі статистичних даних із аварійності і травматизму,виявлений невідповідностей між бажаним і дійсним станами досліджуваних небезпечних процесів, визначенні складу істотних чинників - тих властивостейчеловекомашинной системи, які найчастіше фігурують в аналізованих даних.

У процесі здійснення аналізованого етапу широко використовуються різні способи збирання й перетворення статистичних даних, створені задля підвищення інформативності досліджуваних ознак чи зниження їх розмірності. Найбільшпредпочтительни при цьому такі: перевірка статистичних гіпотез, регресивні алгоритми,дискриминантний і факторний аналізи, кластер - процедури.

Важливість цього етапу у його значимості для наступних міркувань: у разі недобросовісності проведення емпіричного системного аналізу можливі звані помилки третього роду - невірні висновки при хибних вихідних пропозиціях. І навпаки, якісне проведення збирання та опрацювання статистичних даних забезпечує адекватність відображуваної реальності, необхідну подальшого моделювання, оскільки будь-які емпіричні дані - слідство об'єктивно чинних законів природи й суспільства.

Наступним (після емпіричного системного аналізу) етапом служить, проблемно-орієнтоване - опис об'єкта й мети моделювання - тих небезпечнихтехносферних процесів, які можуть опинитися супроводжуватися появою подій, і навіть виявлення відповідних закономірностей і - оцінка їх параметрів.

Цей етап зазвичай містить понад чітке формулювання проблемної ситуації, ідентифікацію про що з нійчеловекомашинной системи, уточнення характеру її взаємодії із зовнішнього середовищем, визначення цілей майбутнього моделювання і системного аналізу, вибір відповідних показників і критеріїв.

У цьому мається на увазі таке:

а) виявлення сутності протиріч - що породили чинників, і навіть організацій чи осіб, зацікавлених у їх ліквідації;

б) уточнення мети моделювання - визначення необхідна при цьому змін, відповідних методів, показників і критеріїв;

в) ідентифікація об'єкта - уточнення структури, властивостей й правничого характеру взаємодії його елементів, визначення врахованих і ігнорованих чинників, і навіть параметрів тих, які найбільш істотні до появи і усунення подій.

Завершальний етап системного аналізу та моделювання конкретних процесів втехносфере пов'язані з проведенням їх теоретичного системного аналізу. Таке дослідження має спрямувати на уточнення уявлень щодо умов виникнення і попередження подій при функціонуваннічеловекомашинних систем. Основою виявлення таких умов й порядку використання відповідних чинників можуть бути принципи і закономірності поведінки складних систем, і навіть результати, отримані під час проведення емпіричного системного аналізу аварійності і травматизму втехносфере.

Особливе місце під час проведення теоретичного системного аналізу техносфери належить моделювання процесів, що з виникненням там подій. Це пов'язано з передусімнеприемлемостью з етичних і власне економічним міркувань експериментального вивчення тих аспектів, що стосуються життя і здоров'я людей, значної шкоди матеріальних цінностей і природних ресурсів. У умовах лише моделювання дозволяє завчасно поповнити уявлення щодо умов, закономірності виникнення і попередження техногенних подій, компенсувати дефіцит відповідних статистичних даних.

Важливим умовою завершення теоретичного системного аналізу небезпечнихтехносферних процесів є виявлення об'єктивних закономірностей виникнення техногенних подій і завжди апріорна оцінка відповідного ризику. Такий прогноз передбачає розробку моделей, придатних для кількісної оцінки.

Перш ніж докладніше обгрунтувати особливості формалізації і моделювання досліджуваних втехносфере категорій, розглянемо одне із способів подання, заснований на застосуванні нечітких множин і теорії можливостей, покажемо їх зв'язку з звичнішими нам поняттями. Предметом відповідної теорії служать об'єкти з погано певними (нечіткими, розмитими) межами, а важливими категоріями лінгвістично перемінні, інші нечіткі розміру й функції їхньої належності.

Уточнимо, що якісь лінґвістичні, т. е. вербальні чи словесні, вербальні йдуть на характеристики таких предметів чи й їх властивостей, котрим перехід від приналежність до якомусь класу до неприналежності утворилася не так стрибкоподібно, а безупинно.

Функції ж приналежності лінгвістичних змінних є безлічі, кількісно які виражають ступінь суб'єктивного довіри до наведених вищою, і іншим їм подібним висловлювань чи сумісність його з точнішими (кількісними) ознаками.

Можна показати певну зв'язок між окремими поняттями теорії можливостей та теорії ймовірностей, і навіть провести деякі аналогії з-поміж них. Так, поняття можливість зазвичай свідчить про міру суб'єктивної впевненості і розглядається іноді як узгоджене розподіл впевненості - по Т.Байесу. Навпаки, категорія ймовірність вважається об'єктивної мірою появи випадкових подій, та її значення може бути статистично чи експериментально підтверджені.

Утім, деякі різницю між поняттями теорії можливостей та теорії ймовірностей Андрійовича не виключають вибору таких функцій приналежності, у яких малоймовірне має малу ступінь можливості появи. Це з тим, що функція приналежності, наприклад, може інтерпретуватися у випадках як щільність ймовірності випадкової величини.

Проглядається певна аналогія між деякими числовими характеристиками розглянутих розподілів, наприклад, між найбільшим значенням лінгвістичної перемінної чи модальним значенням нечіткого числа і модою випадкової величини. Наведені й інші числові характеристики можуть іноді розглядатися якквантили тих їх значень, які відповідають найбільш за можливу найімовірнішою величинам аналізованих змінних.

Неважко бачити плідність використання вищезазначеного підходи до уявленню даних під час вирішення низки практично найважливіших завдань системного аналізу та синтезу безпеки для формалізації нечітко певних властивостейчеловекомашинних систем, більш коректного описи самих категорій небезпека, безпека продукції та визначення їхніх кількісних характеристик.

Під формалізацією мається на увазі упорядкований і спеціальним чином організоване уявлення досліджуваних людино-машинних систем, їх компонентів і процесів втехносфере. Під моделюванням розуміють використання створених у результаті формалізації штучних утворень (моделей), мають ідентичні оригіналу характеристики, з одержання нових даних чи знання ньому. У цьому такі дані вдасться знайти у процесі якісного і кількісного аналізу досліджених моделей.

Вибір необхідних способів формалізації і моделювання конкретних категорій визначається зазвичай природою об'єкта чи процесу, метою їхньої вивчення і що випливають із цього специфічними вимогами мови уявлення даних, і опису моделей. З огляду на розмаїтість відомих нині методів формалізації і моделювання, обгрунтуємо вимоги до вибору і відзначимо особливості реалізації таких методів для системного дослідження цікавлять процесів втехносфере.

Основна особливість формалізації і моделювання процесу виникнення подій утехносфере взагалі і учеловекомашинних системах зокрема полягає у поданні першого вигляді подій іактивностей (робіт), а других - як сукупності елементів і перетинів поміж ними. Натомість, стан кожній такіймоделируемой категорії описується шляхом введення відповідних змінних параметрів, і навіть утворених ними векторів і просторів, а процес взаємодії (функціонування) - зміною траєкторії у просторі відповідних станів чи зображенням логічно пов'язаних наборів подій іактивностей.

При формалізації і моделюванні зазвичай дотримуються низки правил, головні у тому числі перебувають у забезпеченні необхідної інформаційної

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація