Системотехника, исследование операций

Системный подход к исследованию объектов различного назначения находит применение в том или ином аспекте во многих научных направлениях (исследование операций, системотехника, теория выработки решений, системный анализ). Между этими направлениями нет четких границ, весьма часто в них используются одинаковые математические методы. Поэтому в настоящее время разрабатывается общая теория систем, использующая изоморфизм (аналогию) процессов, протекающих в системах различного вида (биологических, технических, человеко-машинных, организационных). Общая теория систем должна стать теоретическим фундаментом всех остальных направлений исследований. Рассмотрим сущность упомянутых научных направлений.

Системотехника — научное направление, охватывающее вопросы проектирования технических систем на основе системного подхода. К числу задач, рассматриваемых системотехникой, относят определение общей структуры технической системы, организацию взаимодействия между подсистемами и элементами, учет влияния внешней среды, разработку требований к техническим средствам, оценку эффективности технических систем. В системотехнике используются понятия и закономерности общей теории систем, методов исследования операций, анализа систем, кибернетики и других научных дисциплин. Достижения системотехники находят применение на этапах проектирования, испытаний и эксплуатации сложных систем, таких, например, как космические системы, компьютеры, их чипы, робототехника, интеграции программного обеспечения и т. д. Системотехника использует целый ряд инструментов, включая моделирование и симуляцию, анализ требований и планирование для управления сложностью.

Системотехника — направление науки и техники, охватывающее проектирование, изготовление, испытание и эксплуатацию сложных систем технического и социально-технического характера. Она является прикладным воплощением теории систем и сформировалась к началу 1960;х гг. В узком смысле в области информационных систем системотехника — это инженерная дисциплина, посвященная:

• • проектированию и внедрению аппаратных средств;
• • проектированию и внедрению программного обеспечения;
• • отладке, настройке, опытной эксплуатации и поэтапному введению в действие аппаратных и программных информационных средств;
• • техническому обслуживанию информационной системы;
• • организации защиты информации в информационных системах.

Что касается исследования операций, то это направление определяют как теорию математических моделей принятия решений и практику их использования. Объектами исследований данного научного направления являются различные операции, осуществляемые организационными системами (создание технических систем, производство продукции, организация перевозок и др.). Процесс исследования операций охватывает все этапы, приведенные на рис. 1.5. Он обладает следующими методическими особенностями:

• • предполагается, что имеются достаточно полные сведения об исследуемом объекте, позволяющие определить количественные значения исходных данных;
• • детальные исследования по формированию цели не производятся, предполагается, что цель задана;
• • в процессе исследования разрабатывается математическая модель операции, где целевая функция представляет собой отражение цели операции;
• • принятие решений осуществляется по результатам решения оптимизационной задачи.

Таким образом, при использовании методов исследования операций предполагается, что цель уже кем-то задана и задача сводится к использованию математических моделей, описывающих связь оптимизируемой целевой функции с определяемыми показателями исследуемой системы. Подобное допущение объясняется, прежде всего, тем, что процесс определения цели слабо поддается формализации и основан на опыте и интуиции людей, осуществляющих управление операциями. Как правило, при решении несложных задач такой подход давал удовлетворительные результаты. Однако опыт управления сложными операциями показывает, что некоторые интуитивно поставленные цели зачастую не реализуются, что приводит к неправильному расходованию ресурсов.

Кроме того, традиционные математические методы исследования операций уже не могут дать положительных результатов или практически не могут использоваться при анализе всех процессов в сложных организационных системах. Все это потребовало разработки нового научного подхода к формированию целей и решению сложных задач планирования и оперативного управления операциями. Такой научный подход в настоящее время получил наименование «системный анализ».