Формирование математической модели проектируемой системы

Формирование математической модели проектируемой системы обычно начинают с разработки математического описания технической системы в виде набора проектных параметров и ограничений. На основании такого описания строится структурно-параметрическая модель объекта проектирования, которая в общих чертах отражает облик проектируемой системы.
Структурно-параметрическая модель является основой построения модели функционирования 50-системы, в рамках которой проводится операция, направленная на достижение конечной цели А0. Вычленение 50-системы и построений ее функциональной модели являются определяющей стадией внешнего (системного) проектирования технической системы. На рис. 6 представлена структурная схема 50-системы. На схеме показаны основные компоненты 50-системы: управляющая система 5; активные средства 5 и потребляющая система 5^ (или объект воздействия). На схеме показана, кроме того, руководящая система, которая входит в состав мета-системы и по отношению к 50-системе осуществляет функции целеполагания и координации. Управляющая система содержит управляющий орган (лицо, принимающее решения) и средства управления (включая каналы связи).
Активные средства 8гв обычно представляют собой некоторую операционную систему, перерабатывающую ресурсы с целью получения некоторого полезного эффекта при взаимодействии с потребляющей системой. Операционную систему может обслуживать персонал. Кроме того, в состав активных средств могут быть включены обслуживающая и обеспечивающая системы. Первая предназначена для поддержания заданного режима работоспособности операционной системы; вторая предназначена для реализации условий, необходимых для нормального использования операционной системы. Управляющая система Зв и активные средства 5^ (управляемая система) в совокупности образуют технический комплекс 8В. Потребляющая система 5^ также может представлять собой технический комплекс со своим органом управления.
Объектом проектирования может быть технический комплекс 5В или активные средства 5. Кроме того, часто в качестве объекта проектирования выступает либо операционная, либо обслуживающая, либо обеспечивающая системы.
В зависимости от выбора объекта проектирования устанавливается уровень его качества я = С, А, I}. Как правило, А — качество вводится в случае, если объектом проектирования является полный комплект активных средств в операции, либо весь технический комплекс. Если объектом проектирования является подсистема, входящая в 8% (операционная система, обслуживающая или обеспечивающая система), то обычно ограничиваются уровнями качества Я, I или С. Способность технической системы достичь цель операции (А — качество) выражается потенциальной эффективностью операции и характеризует качество активных средств как единой системы. Однако, если система является лишь частью активных средств, то ее качество не может быть охарактеризовано способностью достичь цель в операции. В этом случае ее качество оценивают либо устойчивостью, либо помехоустойчивостью, либо управляемостью, но иногда удается провести декомпозицию операции так, что исследуемая система является полномасштабным активным средством в новой операции. В этом случае можно ввести А — качество как характеристику этой системы, выражающую потенциальную эффективность этой новой операции.
Построение модели 50-системы является основой формализации задачи проектирования. Эта стадия внешнего проектирования системы включает формирование множества допустимых решений, формализацию системы предпочтений ЛПР и установление критерия эффективности на основе введенного показателя эффективности операции. Такие исследования ведут на концептуальном уровне. При этом большое внимание должно быть уделено анализу априорной информации, способам ее получения и обработки. Внешнее проектирование заканчивается формированием рациональных требований к системе и разработкой технического задания. Выбор рациональных требований к системе осуществляется на основе оценивания эффективности различных вариантов требований. При оценивании эффективности вариантов на стадии внешнего проектирования необходимо по возможности проводить технико-экономическое обоснование каждого варианта.