состав и выбор методов исследования
TRANSCRIPT
Состав и выбор
методов исследования.
Выполнил:
Картошкин С.С.
Что же такое состав методов
ИСУ?С одной стороны, состав методов исследования систем управления - это множество названных методов с учетом их классификации. С другой - как множество приемов и процедур исследования, объединенных структурно и функционально в конкретном методе, или их совокупное множество.
Исследование систем управлениявключает в себя:
1) сбор наблюдений изафиксированных фактов (актыревизии, бухгалтерские балансы,пояснительные записки к балансу идр.);
2) проверку достоверности имеющихсяданных, отбраковку шума идезинформации;
3) проверку и логический анализимеющихся данных нанепротиворечивость;
4) выдвижение одной или ряда гипотез
относительно возможных причин
наблюдавшихся явлений;
5) разработку проекта и плана
исследования, его организации,
мотивации, контроля результатов;
6) контроль результатов реального
функционирования исследуемых
объекта и системы его управления.
! Любое исследование систем
управления должно проводиться в
системном единстве с
исследованием объекта управления
и среды, в которой работает этот
объект.
Алгоритм выполнения процедур
исследования, в том числе чередование
процедур анализа и синтеза: основой
анализа может быть признана абстракция,
позволяющая постичь сущность
исследуемого процесса, оценить его
параметры. Методы анализа могут иметь
различную степень формализации и
позволяют использовать разнообразные
модели. Основой конкретного знания
является системное объединение частей в
целое в процессе синтеза. Формальные
методы синтеза отсутствуют.
При исследовании механизма явлений в
системе управления:
1) определяют множество существенных с точкизрения задач исследования факторов внешнейсреды;
2) выделяют множество независимых междусобой факторов внешней среды. Для этогоисследуют и устанавливают взаимосвязи(корреляцию) между возможностьюпоявления факторов внешней среды;
3) выделяют факторы, значимые с точкизрения решаемой задачи исследования. Дляэтого могут проводиться специальныепредварительные отсеивающиеэксперименты;
4) устанавливают объективные и субъективныеограничения на области изменения фактороввнешней среды;
5) выделяют множество параметров объектаисследования и его системы управления,важных с точки зрения целей и задачисследования;
6) устанавливают диапазоны возможныхизменений параметров системы управления иобъекта управления.
Метод экстремальных исследованийможет включать:1) определение множества факторов внешней
среды, влияющих либо на эффективность, либона расход ресурсов, либо на безопасностьсистемы управления;
2) выделение множества факторов внешней среды,независимых между собой. Для этого исследуюти устанавливают взаимосвязи (корреляцию)между возможностью появления фактороввнешней среды;
3) выделение факторов, влияющих наисследуемый параметр системы управления.Для этого могут проводиться специальныепредварительные отсеивающие эксперименты;
4) установление объективных и субъективныхограничений на области изменения фактороввнешней среды;5) выделение значений факторов (точек), в которых
нужно провести исследования параметровсистемы управления на экстремальные(максимальные или минимальные) значения;6) выделение множества параметров объекта
исследования и его системы управления,определяющих его эффективность, расходресурсов, безопасность;7) наблюдение значений или проведениеэкспериментов, фиксирующих и исследующихизменения абсолютных значений параметровэффекта, расхода ресурсов, безопасности в рамкахфункциональных зависимостей «фактор-параметр».
В состав метода предшествующегопрогнозного или плановогоисследования могут входить:
1) анализ проблемы и точное ееформулирование (включая анализлогической структуры проблемы);
2) формулирование общей цели (множествацелей) и критерия оценки эффективностисистемы. Декомпозиция целей, разработкаграф-дерева целей;
3) формулирование гипотезисследования;
4) формирование альтернативных вариантоврешений;
5) декомпозиция (расчленение) исследуемойсистемы;
6) прогноз и анализ будущих условий, т.е.прогноз развитая и изменения среды, атакже прогноз появления новыхфакторов, способных оказывать влияниена систему.
7) определение и конструирование системы длярешения этой проблемы: определений целей ирешаемых задач; анализ структуры системы сучетом ее специфики, процессов и параметровфункционирования;
8) выявление потребностей в ресурсах (включаялюдские) и в технологических процессах;
9) оценка ресурсов, включая оценку существующихтехнологий и мощностей, существующегосостояния ресурсов, а также взаимодействиересурсов и существующих факторов;
9) отбор предпочтительных вариантов всоответствии с выработанным критерием;
10) разработка рекомендаций или комплекснойпрограммы решения проблемы, включая:формулировку мероприятий и элементовпроектов программы, определение очередностидостижения промежуточных целей,распределение задач, сфер деятельности,компетентности и ответственности междуорганизациями-исполнителями, проектированиеорганизационной структуры, информационныхпотоков, режимов работы, проектированиемотивации, организаций, контроля, необходимыхдля достижения поставленных целей.
Общая логическая последовательностьважнейших операций предшествующегоисследования сводится к следующимосновным этапам:
1) разработка гипотезы и программы исследования.Уточнение задания на исследование: характер,масштабы, объект, периоды наблюдения(основания прогноза) и упреждения и т.д.Формулирование целей и задач, предмета,проблемы, альтернативных рабочих гипотез,определение методов, структуры и организацииисследования;
2) анализ объекта прогнозирования и среды,динамических рядов показателей;
3) разработка типового представленияобъекта прогнозирования;
4) построение серии гипотетических(предварительных) исследовательскихпоисковых или нормативных моделейобъекта;
5) разработка сценария развития среды иопределение прогнозного горизонта;
6) проведение прогнозного моделированияи (или) экспертных оценок;
7) оценка достоверности и точности, а такжеобоснованности (верификация) прогноза -уточнение гипотетических моделей методамиопроса экспертов;8) анализ результатов предшествующегоисследования;9) выработка по результатам исследованиярекомендаций для принятия решений в сфереуправления;
10) верификация, экспертиза результатовисследований и рекомендаций, их доработка сучетом замечаний экспертов;
11) сдача результатов исследований ирекомендаций заказчику.
Могут быть выделены этапыпроектирования измерений и сбораданных, сбора и регистрации данных, ихобработки, представления,прогнозирования и планированияпараметров деятельности, принятиярешения, передачи решения (в том числе свозможностью кодирования ираскодирования), восприятия иисполнения решения.
Этап проектирования системы.Необходимо:- установить перечень наиболее предпочтительных
с точки зрения обеспечения безопасности,контроля или информативности параметров;
- определить методические, технические итехнологические ограничения на количество исостав измеряемых параметров;
- определить допуски на точность и достоверностьсобираемой информации с точки зрениярешаемой задачи;
- рассчитать максимальный период временизапаздывания данных с точки зренияобеспечения эффективности управления, а такжерешить другие вопросы, связанные соспецификой конкретной задачи.
Этап сбора и регистрации данных.
Важно исследовать полноту, частоту ихпоступления, возможность шума(непредумышленных искажений) и помех(умышленных, вводящих в заблуждениеискажений).
Этап обработки данных.
Важно провести фильтрацию сбоев визмерениях (отсеять «выпадающие»точки), проверить непротиворечивостьданных, исследовать и контролироватьвремя и ресурсы, расходуемые наобработку и др.
Этап представления данных.Важно исследовать зависимостьэффективности использования данныхпри различных вариантах ихпредставления. Такие исследованиядолжны проводиться с учетомпрофессиональной, психологической,возрастной и т. п. спецификипользователей.
Вывод. Общий подход к выбору методаисследования системы управлениясостоит втом, что:
1) определяют цели исследования, включаяограничения на время их достижения, расходресурсов, наличие необходимой аппаратуры,персонала и др.);2) устанавливают требования к результатуисследования (прежде всего это полнотаотражения свойств объекта исследования;количественный или качественный будетрезультат;для количественного результатаустанавливаютточность и достоверность);
3) устанавливают наличие и тип(интуитивные, предметные,количественные) данных о системеуправления, объекте, внешней среде(качество, функции, структура,параметры);
4) оценивают возможность получениядополнительных данных каждого типа впроцессе исследований;
5) определяют круг (множество) методов,применимых при существующих ивозможных данных;
6) из числа применимых методов отбираютподмножество методов, позволяющих достичьпоставленных целей исследования. Такиеметоды исследования систем управления будемназывать рациональными;
7) формулируют критерий - правило выборанаилучшего в определенном смысле (наиболеедешевого, быстрого, точного, дающего единицурезультата при минимальных затратах и др.)метода из ряда рациональных;
8) вычисляют значение критерия для каждого израциональных методов;
9) выбирают наилучший (оптимальный) метод.