Моделювання систем

Система як частина об'єктивної реальності знаходиться в зовні­шньому середовищі як відособлена її частина і має межі. Зовнішнє середовище - те, що не входить в систему й оточує її. Дія зовнішньо­го середовища може бути активною, пасивною і нейтральною, дина­мічною.

За допомогою входів і виходів система вступає у взаємодію з суміжними системами — системами, входи яких є виходами даної системи.

Входи впливають на систему ззовні, вони є виходами інших систем. Виходи системи впливають на інші системи і є для них входами.

Об'єднання входів із виходами за допомогою зв'язків створює великі системи. Сума зв'язків створює мережу зв'язків.

Дії навколишнього середовища на систему та системи на навко­лишнє середовище пов'язані з поняттям потоку.

Потік - переміщення чого-небудь певної природи в мережі зв'язків (потоки енергії, ресурсів, інформації).

Потоки можуть бути:

стаціонарними — нестаціонарними;

вхідні - вихідні;

зовнішні (джерела поза організацією) - внутрішні (джерела

усередині організації);

прості - складні.

На рис. 2.1 представлено спрощене зображення організації як відкритої системи. На вході організація отримує від навколишнього середовища потоки інформації, капіталу, людських ресурсів, енергії та матеріалів. У процесі перетворення організація обробляє ці входи, перетворюючи їх у потоки продукції або послуг. Ця продукція і по­слуги є виходами організації, які вона виносить в навколишнє сере­довище. Якщо організація управління ефективна, то в ході процесу перетворення утворюється додаткова вартість входів. У результаті з'являються багато можливих додаткових виходів, такі як прибуток, збільшення частки ринку, збільшення об'єму продажів (у бізнесі), реалізація соціальної відповідальності, задоволення працівників, зро­стання організації.

У моделі, яка показана на рис. 2.1 не відображено внутрішнє се­редовище системи. Така модель носить назву моделі " чорної скрині", де контролюються входи (споживання ресурсів) і виходи (результати його діяльності), а про внутрішні процеси, пов'язані з реалізацією команд і отриманням результатів, нічого невідомо.

Для детальнішого вивчення об'єкта необхідно вивчення проце­сів, які відбуваються усередині системи. Існує поняття " внутрішньо­го середовища". Для організації це внутрішні змінні - ситуаційні чинники усередині неї. Оскільки організації є створені людьми сис­теми, то внутрішні змінні, в основному, є результатом управлінських рішень. Основні змінні в самій організації, які вимагають уваги, це цілі, структура, завдання, технологія і люди.

В результаті діяльності математиків, логіків і філософів, була створена теорія моделей.

Моделювання – вивчення об”активної реальності за допомогою моделей. Це метод пізнання реальності.

Модель - системне відтворення реальності. Несе інформацію про властивості і характеристики оригіналів, що існують з точки зору поствленої задачі.

Форми подання моделей:

- концептуальна (що описує);

- знакова (букви, графіки, цифри);

- матеріальна(аналогові).

Властивості моделей:

-Кожному реальному об”екту відповідає нескінченна множина адекватних, але різних за змістом моделей, пов”язаних з різними задачами.

- Модель реального об”екта завжди лише відносина, наближена копія об”екта-оригінала та в інформаційному відношені принципиво бідніше його.

- в процесі побудови будь-якеої моделі умови і вимоги задачи, що вирішуються суб”ектом, обмеження і припущення, що явно або неявно присутні при цьому.

- модель відображае систему будь-якої природи, будь-якого рівня пізнань.

-модель завжди носить цільовий характер.

- умовою функціонування моделі є культурне середовище, в якому модель може бути зрозуміла.

Процесс побудови моделі.

1. Формулювання проблеми- потреба змінити у необхідну сторону існуючий стан системи.
2. Конкретизуються цілі дослідження системи.
3. Постановка задач.
4. Вибір об”екту модулювання.
5. Формулювання критеріїв якості моделі.
6. Вивчення реального об”екту та вибір типу моделі, модельованих параметрів.
7. Вибір методу модулювання, інструментів модулювання, алгоритм- увесь необхідний апарат методології.
8. Побудова моделі.
9. Проведення експерименту.
10. аналіз експерименту або досліджень формалізованих моделей.
11. Оцінка результатів рішення задач за допомогою моделювання та порівняння цих результатів з критеріями, що були сформульовани спочатку. Якщо результати задовольняють критеріям. То йде практичне використання моделі, якщо ні- йде коректування модем.

10. Методи моделювання складних систем

Постановка будь-якої задачі полягає в тому, щоб перевести її словесний (вербальний) опис у формальний.

При вирішенні простих задач перехід здійснюється в свідомості людини. Якщо отримана формальна модель (математична залежність між ве­личинами у вигляді формули, рівняння, системи рівнянь) спирається на фундаментальний закон або підтверджується експериментом, то цим доводиться її адекватність ситуації, що відображається, і модель рекомендується для вирішення завдань відповідного класу.

У міру ускладнення завдань отримання моделі та доказ її адекват­ності ускладнюються.

Для вирішення проблеми перекладу вербального опису у форма­льний в різних областях знань стали розвиватися спеціальні прийоми та методи. Так виникли методи типу мозкової атаки, сценаріїв, експерт­них оцінок, метод " дерева цілей ".

Розвиток математики йшов по шляху розширення засобів поста­новки і вирішення важкоформалізованих задач. Разом з детерміно­ваними, аналітичними методами класичної математики виникла теорія вірогідності та математична статистика (як засіб доказу адекватності моделі на основі представницької вибірки і поняття ві­рогідності правомірності використання моделі).

Для завдань з біль­шим ступенем невизначеності дослідники стали привертати теорію множин, математичну логіку, математичну лінгвістику, теорію графів, що багато в чому стимулювало розвиток цих напрямів. Ін­шими словами, математика стала поступово накопичувати засоби роботи з невизначеністю, яку класична математика виключала з об'єктів свого розгляду.

Таким чином, між неформальним, образним мисленням людини і формальними моделями класичної математики склався " спектр" методів, які допомагають отримати й уточнити (формалі­зувати) вербальний опис проблемної ситуації, з одного боку, і інтер­претувати формальні моделі, пов'язувати їх з реальною дійсністю.