Структура цикла решения проблемы

 

Исследование проблемы любой сложности начинается с разработ­ки структуры ее решения в виде цикла «начало — окончание».

В науч­ных исследованиях существует мегацикл, когда начало — это фунда­ментальные исследования.

Полученные результаты находят развитие на стадии прикладных исследований, в последующем, на стадии опыт­но-конструкторских работ, превращаются в образцы новой продукции, проходят в сфере производства тестирование и передаются в массовое производство. Окончание цикла — это внедрение. По аналогии разраба­тывается и схема действий по исследованию проблемы.

• Проблема ( Р ) разбивается на ряд задач { d_i1, d_i, ..., d_il }, достаточных для нахождения решения и реализации полученных результатов в прак­тической деятельности.

• В свою очередь задачи, в зависимости от их назначения, группируются в этапы.

• Из этапов и задач образуется цикл исследования (разработки) проблемы.

 

Под циклом будем понимать оп­ределенную последовательность этапов и задач, начиная от выяснения симптомов проблемы до формирования модели будущего состояния и его реализации.

 

 

Формально содержание цикла разработки проблемы можно отобра­зить следующим образом:

 

Формально содержание цикла разработки проблемы можно отобра­зить следующим образом:

 

1. Будем считать, что проблема сформулиро­вана, если известны:

­ цель исследования ( V ),

­ требования к достижению цели ( C_v ),

­ исходные условия ( G ), подробно описывающие ситуацию, состояние и направления исследований по этой или аналогичной проблеме, т.е. составлена дескриптивная модель объекта (ситуации) ис­следования.

 

2. Следующим будет вопрос о решении проблемы. Считает­ся, что проблема G, C_v, V разрешима, если известен способ ( F ) ее реше­ния. Под способом понимается совокупность действий, реализуемых человеком или машиной и позволяющих перейти от исходных усло­вий к цели и условиям ее достижения.

 

3. Цикл исследования проблемы будет зависеть от выбранного подхо­да к формированию механизма ее разработки и класса проблемы:

 

ü «Же­сткая» проблема, обусловленная ограниченной ситуацией, имеет и ог­раниченные возможности выбора вариантов решения.

­ для «же­стких» проблем основным будет «жесткий» или исследовательский подход;

­ инструментом разработки — оптимизационные методы принятия ре­шений;

­ Цикл исследования «жестких», хорошо структурированных проблем назовем классическим циклом.

­ классический цикл исследования может встраиваться в исследова­ния «мягких» и «зловредных» проблем.

Структура классического цик­ла приводится в табл. 5.2 и широко, но с различными редакциями ос­вещается в учебной литературе.

 

ü «Мягкие», слабоструктурированные проблемы, связанные с поис­ком путей развития системы, ставят перед исследователем сложные вопросы — это прежде всего постановка проблемы и ее структуриро­вание, разработка альтернатив, выбор методов и оценка надежности полученных решений.

­ В качестве основы исследования «мягких» про­блем можно принять так называемую системную технологию вмеша­тельства ( СТВ ) (предложенную К. Мейби и его соавторами в работе [50]. Аналогичная, но в укрупненном виде, схема действия по иссле­дованию проблемы изложена М.Х. Месконом, М. Альбертом и Ф. Хедоури [53]);

­ Системная технология вмешательства полностью поглощает все операции по решению «жесткой» проблемы и реализует новые, свой­ственные только ей, или предоставляет новые возможности, такие как итерации и интерактивный режим работы между разработчиком и за­казчиком проекта решения проблемы.

­ Цикл исследования проблемы на основе системной технологии вмешательства, предлагающей неко­торую последовательность действий, будем именовать СТВ-циклом (см. рис. 5.1).

 

 

Рис. 5.1. Модель СТВ-цикла для исследования проблемы

 

 

ü Проблемы, вызванные необходимостью развития и реорганизации системы и инициированные, как правило, внешней средой, имеют ранг более сложных «мягких» и «зловредных» проблем.

- Концепцию, сово­купность методов и техник, используемых для решения такого характера проблем, определяют таким собирательным понятием, как «организаци­онное развитие» ([50], в монографии В.Н. Буркова и В.А. Ирикова [7] — это механизм формирования решений относительно развития предпри­ятия и концептуальная модель стратегических решений). В современной теории менеджмента, согласно выполненному обоб­щению, существуют несколько толкований термина «организацион­ное развитие», которые до сих пор остаются предметом обсуждения в научной литературе. Сделаем акцент на его толковании, данном в ра­боте [16], где организационное развитие определяется как комплекс мероприятий в области преобразования деятельности, методов и при­емов, которые используются с целью оказания помощи людям и орга­низациям стать более эффективными.

Организационное развитие (ОР) имеет ряд отличительных характеристик:

• долгосрочный процесс преобразования всех ингредиентов управленческого планирования;

• ориентация на проблемы организации с применением различ­ных теорий и научных исследований для их решения;

• приоритетность в исследовании системного подхода, поскольку ОР связывает трудовые ресурсы и потенциал организации с ее технологией, структурой и процессами в области менеджмента;

• ориентация на действия, заключающаяся в концентрации на достижениях и результатах;

• ориентация на переподготовку персонала как на основное сред­ство осуществления преобразований.

- Эти характеристики современного процесса ОР указывают на фундаментальность преобразований в организации и необходимость привлечения исследователей и консультантов для решения поставленной проблемы. Модель исследования рассматриваемого класса проблем будем именовать ОР-циклом (рис. 5.2).

 

Рис. 5.2. Модель ОР-цикла для исследования проблемы

 

ü Для проблем, различаемых по времени наступления будущего состояния системы, решение может находиться с применением классическо­го, СТВ- и ОР-циклов. Особенно это характерно для стратегических про­блем, которые несут в себе все разнообразие толкования термина «стратегия».

Поясним это положение, используя определение стратегии из работы [58]. Стратегия, по Г. Минцбергу, может рассматриваться как:

1) план — некая сознательно и намеренно разработанная для кон­кретной ситуации последовательность действий;

2) ловкий прием — своего рода «маневр»;

3) паттерн — заранее продуманная и выстраивающаяся по ходу раз­вития событий последовательность действий;

4) позиция, являющаяся посредником между организацией и внеш­ней средой и направленная большей частью на устранение формаль­ной конкуренции;

5) перспектива, выстраивающая целую идеологию управления, разделяемую всеми членами организации в их намерениях или дей­ствиях.

Каждое определение стратегии существенным образом меняет методологию исследований этого класса проблем и может привести

­ как к развитию,

­ так и к реорганизации системы управления.

Например, стратегии в понимании плана и некого маневра могут находиться с использованием классического цикла и СТВ-цикла в понимании ПАТТЕРНА и позиции — с применением СТВ- и ОР-циклов, перс­пективы — ОР-цикла.

Модель классического цикла

 

Наиболее типичный классический цикл исследования проблемы приведен в табл. 5.2.

В классическом цикле выделяются пять этапов.

Каждый этап характеризуется своими задачами исследования.

 

Несмот­ря на достаточно строгую логику последовательности в этапах и зада­чах классического цикла, каждый исследователь вносит свои отличи­тельные особенности в их формулировку.

 

Особенно это касается постановки проблемы и формирования исходного множества альтер­натив ( ИМА ).

 

Для исследования «жестких» проблем разработан мощный арсенал формальных методов.

Например, решение традиционной «жесткой» проблемы системы управления — выбор целевых рынков в соответствии с ресурсами и возможностями предприятия, обеспечивающих повы­шение эффективности его работы, — может осуществляться с помо­щью различной комбинации методов.

1) Прежде всего постановка зада­чи может быть одно- и многокритериальной, а именно: максимизация общей прибыли или общей выручки, минимизация затрат, максими­зация использования ресурсов.

2.1) Затем распределение товара по рын­кам может рассматриваться как статическая, детерминированная задача, исходная информация которой характеризуется полной опре­деленностью, а решение находится методами линейного программи­рования.

2.2) Можно допустить, что входная информация — вероятностная, с существующей моделью ее распределения, тогда задача поддается ре­шению с применением стохастического программирования. От при­нятой гипотезы будет зависеть сложность решения и доказательность полученных результатов. Практически любую проблему управления можно рассматривать в подобном контексте.

Таблица 5.2

Этапы и задачи классического цикла исследования проблемы

Этап	Задачи этапа	Суть этапа
I. Постановка проблемы	1. Изучение природы про­блемы, ее первоначальное толкование 2. Сбор информации о ситу­ации 3. Обработка и анализ ин­формации 4. Формулирование пробле­мы и ее концепции 5. Обоснование актуальнос­ти решения проблемы	Что известно о проблеме? В чем корни проблемы?
II. Структурирование проблемы	1. Выделение разделов, за­дач, вопросов 2. Построение целевой моде­ли и обоснование критериев 3. Организация исследова­ния проблемы	Какие цели преследуются? Каким образом можно достичь целей?
III. Формирование исходного множества альтернатив (ИМА) решения проблемы	1. Установление требова­ний, ограничений 2. Сбор дополнительной информации 3. Разработка ИМА реше­ния проблемы 4. Идентификация альтер­натив 5. Построение модели или алгоритма исследования каждой из возможных аль­тернатив	Что можно предпринять в связи с возник­шей проблемой?
IV. Оценка ИМА и выбор наилучшей альтернативы	1. Выбор метода оценки ИМА 2. Нахождение решений по каждой альтернативе 3. Оценка эффективности каждой альтернативы 4. Выбор предпочтительной альтернативы из ИМА	Что будет лучшим из возможного?
V. Организация выполнения реко­мендаций по устране­нию проблемы	1. Разработка плана внедре­ния рекомендаций по устранению проблемы 2. Контроль хода внедрения 3. Оценка результатов вне­дрения	Достигнут ли ожидае­мый эффект от реше­ния проблемы?

 

 

Модель СТВ-цикла

Цикл исследования проблемы, именуемый «Системная техно­логия вмешательства», ориентирован на преимущественное исполь­зование формальных методов исследований.

Агрегированная модель СТВ-цикла, как указывается в работе [50], состоит из трех пересе­кающихся с некоторым наложением фаз или стадий исследования проблемы:

­ диагностики,

­ проектирования

­ осуществления (внедре­ния).

Каждая стадия содержит несколько этапов, которым соответ­ствуют определенные задачи, техники и методы исследований. На рис. 5.1 приведена развернутая модель СТВ-цикла, составленная с учетом рекомендаций из работы [50].

Рис. 5.1. Модель СТВ-цикла для исследования проблемы

 

Отличительная особенность СТВ-цикла относительно класси­ческого состоит в следующем:

а) работа над проблемой ведется в интерактивном (диалоговом) режиме с возможностью неоднократного пересмотра решений на этапах, в ходе которых перепроверяются и корректируются проме­жуточные результаты;

б) решение проблемы рассматривается как итерационный процесс, позволяющий не только проектировать и сравнивать варианты решения проблемы, но и оценивать различные ее постановки и разрабо­танные стратегии.

Интерактивный режим предполагает многовариантную и многоце­левую проработку ИМА с активным вмешательством заказчика проек­та СТВ и использованием диалоговой или человеко-машинной систе­мы. Вводом диагностики в качестве первой стадии цикла делается акцент на неопределенности и неоднозначности оценки сложившейся бизнес-ситуации в организации и на необходимости выбора из «бес­порядка» проблем наиболее актуальной на данный период времени.

 

Стадии исследования проблемы по СТВ-циклу:

1. Для того чтобы понять образуемый круг проблем, потребуется сформировать дескриптивную модель исследуемой системы (объекта), составить список проблем и выявить их природу, установить патологию (негативные отклонения и их закономерность) и противоречия в уп­равлении. Диагностика завершается ранжированием проблем и, в со­ответствии с его результатами, постановкой и структурированием про­блемы, принятой для разработки ( см. табл. 5.2 ).

 

2. Вторая стадия исследования проблемы, на которой выстраивается будущее состояние, во многом совпадает по форме с этапами II—IV классического цикла разработки проблем. В то же время понятие «про­ектирование ИМА» указывает на то, что по каждому варианту СТВ де­лается системная проработка, он рассматривается как проект, вклю­чая и экономическую оценку.

Возможности каждой альтернативы технологии вмешательства устанавливаются экспериментальным путем, как правило, математическим или имитационным моделированием. Результатом стадии проектиро­вания служат обоснование выбора системной технологии вмешатель­ства в функционирование организации и переход к разработке плана ее внедрения. Внедрению предшествует этап тестирования, на кото­ром подтверждается эффективность найденного решения.

 

3. Существенное отличие СТВ-цикла от классического связано с тре­тьей стадией, когда предполагается вмешательство в технологию управ­ления для перевода системы в состояние устойчивого режима функци­онирования или на новую стадию развития.

 

 

Модель ОР- цикла

 

Модель действий при исследовании проблем ОР (организационного развития) и реорганизации системы управления выстроена на основе обобщения публикаций [7; 50; 63; 105], а также опыта исследования.

Рис. 5.2. Модель ОР-цикла для исследования проблемы

 

На рис. 5.2 представлена концептуальная модель ОР-цикла, в ос­нову которой положена модель трансформационных изменений Р. Беркарда и Р. Харриса [50].

Исследование проблемы включает три фазы:

• первая — будущее состояние;

• вторая — оценка настоящего состояния, характеризующая ситуацию до изменения;

• третья — переходное состо­яние, которое конкретизирует в деталях, как перейти из настоящего в будущее.

Особенность модели ОР-цикла заключается в том, что

• исследова­ние рекомендуется начинать с построения образа будущего состояния.

Формирование будущего состояния практически начинается с момен­та научного предвидения или определения симптомов проблемы. Ис­точником получения знаний по будущему состоянию организации выступают варианты ее стратегии и политики, которые представляют собой определенные конструкции будущего состояния.

 

 

Стадии исследования проблемы по ОР-циклу:

 

1. По сравнению с СТВ-циклом стадия исследования причин пробле­мы в ОР-цикле усложнена.

Так, стадия диагностики перерастает в си­туационный анализ, а диагностика становится началом (первым этапом) выявления и постановки проблемы, порождаемой внутренней сре­дой организации. Ситуационный анализ, согласно его функциям и за­дачам, включает в себя:

­ как второй самостоятельный этап исследования оценку внешней среды,

­ затем в качестве третьего этапа ведется разра­ботка прогностической модели ожидаемого положения организации.

­ Ре­зультаты ситуационного анализа — это сформулированные цели, кри­терии и задачи для переходного периода системы.

2. На стадии процесса изменения:

­ генерируют ИМА, составляют про­екты альтернатив;

­ проводят над ними эксперименты с применением математического и имитационного моделирования;

­ по результатам которых проводятся оценка и выбор наилучшего образа будущего;

­ На стадии внедрения тестируют модель образа будущего, разрабатывают способы адаптации системы к предстоящим изменениям.

3. На третьей стадии осуществляется реализация образа будущего организации в виде новой стратегии, политики, измененной структуры системы управления и механизма принятия решений и др.

 

Крупномасштабное изменение в ранге развития или реорганизации вызывает, по мнению Д. Надлера, как правило, три основные пробле­мы, состоящие в следующем [63].

1. Сопротивление изменениям со стороны персонала. Главная при­чина заключается в том, что люди вырабатывают определенные шаблоны и приспосабливаются к существующей структуре, к понимаемой ситуации. Изменение означает поиск новых способов управления сво­им внешним окружением, которые могут оказаться не столь эффек­тивными, как прежде.

2. Разрабатываемый процесс изменения предполагает перевод системы в переходное состояние, которое уникально и динамично. Меха­низмы системы управления созданы для стабильного, а не для переход­ного состояния, поэтому система управления должна решить сложную проблему, состоящую в том, чтобы перестроиться из статической в ди­намическую систему.

3. Любое серьезное изменение, особенно связанное с реорганизацией структуры, порождает возможность сдвига равновесия власти. Возникающая неопределенность, неоднозначность приводят к поли­тической активности, конфликтам.

В заключение отметим основные сложившиеся принципы иссле­дования проблем ОР:

• следование системному подходу;

• ориентация на процесс изменения;

• широкое использование достижений и методов поведенческих наук;

• введение роли фасилитатора — организатора процесса изменений;

• широкое вовлечение персонала в процесс OР.

Рассмотренные концептуальные конструкции исследования про­блем — классический, СТВ- и ОР-циклы — следует дополнить пятью ключевыми факторами успешных изменений из публикации [105]:

1) четкая связь со всеми служащими, имеющими отношение к новому стратегическому решению;

2) старт с хорошей концепцией или идеей;

3) принятие работником на себя обязательств;

4) обеспечение достаточными ресурсами;

5) наличие плана или стратегии осуществления изменений.

Выявление проблемы — это функция менеджеров-новаторов, квалифицированных специалистов и творческих коллективов непосред­ственно самой организации.

Общие директивы высшего руководства — открыть новый рынок, улучшить качество или сократить затраты, по утверждению Р. Кантер, «едва ли принесут плоды без прямого участия инициативных менеджеров, способных предвидеть будущее, разраба­тывать проекты и процессы, осуществлять их и соответствующим об­разом перестраивать работу своих групп» [30].

5.4. Стратегические и тактические дилеммы\

Дилемма— это сочетание суждений, умозаключений с двумя противоположными положениями, исключающими возможность третье­го. Положение, при котором выбор одного из двух противоположных решений одинаково затруднителен, называется дилеммой . Из опреде­ления дилеммы становится ясно, что для ее разрешения используется классический цикл исследования проблемы.

Дилеммы возникают практически во всех сферах управленческой деятельности.

Например:

• при построении структуры организации не­обходимо найти оптимальное соотношение между централизацией, которая способствует результативности контроля, и децентрализаци­ей, открывающей большие возможности для проявления инициати­вы, или нужно решить, следует ли группировать людей и работы по функциональному признаку, либо по отношению к производимой продукции или услуге, либо по географическому признаку;

• противо­речие возникает между порядком, надежностью офици­альной процедуры и гибкостью, присущими автономной личности;

• а также противо­речие возникает между ростом затрат, обеспечивающих надежность системы, и ростом затрат на обслуживание системы в связи со снижением ее на­дежности.

 

Примером разрешения дилемм служит решение целого ряда задач с использованием методов классической теории оптимизации.

ü Характер­ным примером дилеммы может служить восприятие американскими про­изводителями проблемы качества, поскольку высокое качество — это всегда высокие расходы. Долгое время большинство производителей предполагали, что необходимо выбирать либо низкие расходы, либо высокое качество. Этот путь был ошибочным, так как производители столкнулись с все возрастающей международной конкуренцией со сто­роны компаний, избравших путь одновременного повышения качества и снижения цен.

 

Так как в управлении, кроме структурных, социальных и экономи­ческих дилемм, существует и набор принципов и идеалов, которые оди­наково справедливы, но противоречат друг другу, но важно раскрыть основные аспекты понимания дилеммы. Для этого рассмотрим ряд приемов, которые позволяют творчески разрешить стоящие перед орга­низацией дилеммы.

1. Выявление дилеммы: идентифицировать противопоставляемые ценности, образующие ветви дилеммы, например, стоимость (расходы) с качеством, местную инициативу с централизацией, стоимость ма­шины с ее надежностью.

2. Графическое изображение: строится двухфакторный график для каждой исследуемой величины (показателя) с противоположной тен­денцией изменения (рис. 1.2).

3. Контекстуализация, т.е. смягчение противопоставляемых ветвей дилеммы с помощью следующего приема: каждый вариант по очереди представляется в окружении или в контексте другого варианта.

4. Преодоление статического мышления: дилемма часто возникает только потому, что противопоставляемые величины рассматриваются в статике, а не в динамике, т.е. без учета перспективы. Например, введение новых наукоемких технологий позволит одновременно повысить качество продукции и снизить расходы на ее изготовление.

5. Волны и циклы: на стратегическом пути обе противопоставля­емые закономерности в зависимости от этапа их развития могут поте­рять актуальность исследования. Например, завершился жизненный цикл товара или высокий спрос на товар позволяет не заботиться о повышении его качества.

6. Синергия: при совместном действии нескольких факторов результат может превзойти их простую сумму. Достижение синергии означа­ет существенное улучшение ситуации по обоим показателям.

 

В заключение этой главы следует отметить, что исследование про­блемы — это творческий процесс, а значит, надо выбрать такой образ действия, который нацелен на то, чтобы выработать из возможных аль­тернатив оптимальное решение. Представленные подходы к исследо­ванию проблем и циклы их разработки далеко не исчерпывают всего существующего разнообразия моделей поведения исследователя. Но, благодаря этому, формируются стартовые условия для решения про­блем.

 

 

Глава 3. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПОЗНАНИЯ

Не давай людям еды,

Научи их ловить рыбу.

Принцип управления

3.1. Классификация моделей

 

Понятие модели

Этимология слова «познание» основывается на сочетаниях «поиск знания» или «постижение знаний». В качестве основных инстру­ментов поиска знаний рассматривают модели и методы.

Исследование неизбежно связано с абстракцией и формализацией изучаемой действительности, представлением ее в виде модели систе­мы, процесса, среды. В исследовании модель (от лат. modelium — мера, образ, способ) рассматривается как наиболее эффективное средство познания реальности.

По выражению академика Н.Моисеева, «модель содержит в себе потенциальное знание, которое человек, исследуя ее, может приобре­сти, сделать наглядным и использовать в своих практических, жизнен­ных нуждах». Необходимо понимать, что модель, будучи образом исследуемой системы, никогда не может достигнуть ее полного подо­бия. При построении модели прибегают к известным упрощениям, цель которых — стремление отобразить не весь объект, а охарактеризовать некоторый его «срез», т.е. выделить важные для исследования свойства. Построение модели всегда опирается на систему гипотез, отражающих понимание исследователем изучаемого объекта. В этой связи заслужи­вает внимания определение модели, данное В.Могилевским: «Моделью называется специально синтезированный для удобства исследо­ваний объект, который обладает необходимой степенью подобия ис­ходному...». Необходимая степень подобия подразумевает, что мо­дель реагирует, также как и система, на одинаковые входные сигналы.

Качество модели, по утверждению Т.Нейлора, оценивается тем, насколько хорошо сочетаются в ней два противоречивых начала — реализм и простота. Модель должна быть, с одной стороны, до­статочно хорошим приближением реальной системы и, следователь­но, включать наиболее важные аспекты последней, а с другой — дос­таточно простой, чтобы позволить понять ее основные свойства и эффективно использовать ее. К сожалению, реалистические модели редко бывают простыми, а простые модели зачастую слишком дале­ки от действительности.

В зависимости от того, какими средствами, при каких условиях и по отношению к каким объектам познания реализуется способность моде­лей отображать действительность, возникает их большое разнообразие, а вместе с ним — классификации. Путем обобщения существующих клас­сификаций выделим базовые модели, на основе которых получают раз­витие специальные модели, например экономико-математические моде­ли, модели исследования операций и т.д.

Общие классы моделей

Модель, отражающая однозначное соответствие реальной системе в области функций или структуры, называется изоморфной. При по­строении моделей сложных систем практически не удается достигнуть полного изоморфизма, за исключением моделей клонирования и, час­тично, искусственного интеллекта, поэтому исследуемую систему, при­менив к ней определенное преобразование, упрощают. Модель такой системы называется гомоморфной. Исследование систем управления всегда основывается на гомоморфных моделях. Рассмотрим основные виды гомоморфных моделей, используемых в исследовании проблем управления (рис. 3.1).

Гомоморфные модели могут быть материальными и абстрактными. Материальные модели — это воспроизведение основных геометричес­ких, физических, динамических и функциональных характеристик изу­чаемого объекта. Материальные модели включают физические и анало­говые модели. К абстрактным относят математические, имитационные и семиотические модели. На основе принципов построения абстракт­ных и аналоговых моделей создаются структурные модели. Важный класс представляют собой кибернетические модели, являющиеся синте­зом структурных и математических моделей.

Рис. 3.1. Обобщенная классификация моделей

Дадим краткую характеристику общих классов моделей (рис. 3.1).

Физические модели представляют то, что исследуется с помощью уве­личенного или уменьшенного описания объекта или системы. Как ука­зывает К. Шеннон, «отличительная характеристика физической (пор­третной) модели состоит в том, что в некотором смысле она выглядит как моделируемая целостность (макет завода, здания, машины, систе­мы и т.д.)» [119]. К физическим относятся и модели биологических (жи­вых) систем. Физическая модель обладает следующими свойствами:

• содержит полный информационный базис — все факторы;

• отражает механизм действия объекта исследования;

• использует легко интерпретируемые функциональные зависимо­сти.

Аналоговая модель представляет исследуемый объект аналогом, ко­торый ведет себя как реальный объект, но не выглядит таковым. К ана­логовой модели любой системы можно отнести географическую карту, структурную и структурно-функциональную модели системы, законо­мерности и зависимости, построенные на основе принципа эквива­лентности и теории подобия. Особенности аналоговых моделей в со­поставлении с физическими моделями заключаются в следующем:

• необязательно содержится полный информационный базис, часть факторов может отсутствовать и часто заменяется други­ми, коррелированными с ними;

• опорная функция, выражающая точную физическую закономер­ность, как правило, описывается зависимостью, удобной для аппроксимации (замены математических объектов), и не подда­ется простой интерпретации.

Если при описании модели используется язык математики, то го­ворят о математических моделях. Математическая модель — это по­ставленный в соответствие реальному объекту математический объект (например, дифференциальная, линейная, нелинейная функции), ис­следование которого математическими методами позволяет получить полезные рекомендации относительно рассматриваемого реального объекта.

Математические модели отображают изучаемые объекты (процессы, системы) в виде явных функциональных соотношений: алгебраических равенств и неравенств (линейные модели), интегральных и дифферен­циальных, конечно-разностных и других математических выражений (закон распределения случайной величины, регрессионные модели и т.д.), а также отношений математической логики.

В зависимости от двух фундаментальных признаков построения математической модели — степени определенности исходной информации и изменений ее во вре­мени — различают детерминистические и стохастические, статические и динамические модели (рис. 3.2). Цель схемы, представленной на рис. 3.2, — отобразить следующие особенности:

• математические модели могут быть и детерминистическими, и стохастическими;

• детерминистические и стохастические модели могут быть и статическими, и динамическими.

Рис. 3.2. Классы математических моделей

Математическая модель называется детерминистической, если все ее параметры и переменные являются однозначно определяемыми ве­личинами, а также выполняется условие полной определенности информации. В противном случае, в условиях неопределенности инфор­мации, когда параметры и переменные модели — случайные величи­ны, модель называется стохастической. Модель называется динами­ческой, если как минимум одна переменная изменяется по периодам времени, и статической, если принимается гипотеза, что переменные не изменяются по периодам времени.

Имитационная модель — это алгоритмическое описание процесса функционирования системы на основе установленных статистических, аналитических и логических зависимостей, предназначенное для ис­следования реальных объектов путем численного эксперимента на ком­пьютере.

 

 

С развитием машинных, или вычислительных, экспериментов мо­дели, позволяющие воспроизвести функционирование системы на компьютере, например, динамические модели, стали называть имита­ционными, а имитацией — любой численный эксперимент на компью­тере с активным участием лица, принимающего решение [65].

Построение «чистой» имитационной модели представляется весьма сложным делом. Особенность его состоит в том, что процесс функци­онирования системы раскладывается на элементарные составляющие операции с сохранением логической структуры и последовательнос­ти их протекания во времени. Для каждой операции задается закон распределения изменения ее параметров, а для системы в целом — про­должительность периода проведения эксперимента. Разработать полез­ную имитационную модель непросто: от замысла до первых экспери­ментов лежит длинный путь проектирования и создания программного и информационного обеспечения и не меньший — от предваритель­ных экспериментов до содержательных научных результатов.

Под структурной моделью понимается формальный образ объекта (или системы), представленный в виде графической конструкции, состоящей из множества элементов и действующих между ними связей и построен­ной на основе определенных принципов, закономерностей и правил.

Семиотические модели — это модели теории информации, отобра­жающие свойства знаковой системы. Основные из них — инфологические (прагматические), семантические и синтаксические модели, создающие информационное и программное обеспечение для вычис­лительного процесса, и логико-лингвистические.

В особый класс выделяются кибернетические модели — агрегаты или агрегатные модели [8]. Они состоят из четырех основных элементов:

1) множества входных сигналов;

2) вектора состояния системы;

3) множества выходных сигналов;

4) множества управляющих сигналов — математических отноше­ний, связывающих все три элемента модели.

На их основе формируются модели систем как совокупность агре­гатных моделей, находящихся в некотором отношении друг с другом. Модель системы называют детерминистической, если каждой реали­зации ее входного сигнала соответствует одна реализация выходного сигнала, и стохастической — если каждой реализации ее входного сиг­нала соответствует вполне определенное распределение ее выходного сигнала.

На основе выделенных общих классов моделей строятся классы специальных моделей, ориентированных на управление организация­ми. Ниже изложим их особенности.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. А теперь мое решение проблемы
2. А теперь мое решение проблемы
3. А. Анализ динамики показателей деловой активности и финансового цикла.
4. Актуальные проблемы отечественной специальной психологии.
5. Актуальные проблемы предмета ГПП.
6. Алгоритм интерпретации карты наблюдения менструального цикла
7. Анализ жизненного цикла тары и упаковки.
8. Б. Рассел. Проблемы философии. Ценность философии
9. Б1.В.ОД.8 «Теория эволюции и современные проблемы естествознания»
10. Более подробно о том, как гиперпространства разрешают проблемы
11. ВВЕДЕНИЕ. ЗАДАЧИ И ПРОБЛЕМЫ ГИСТОЛОГИИ.
12. Возможные проблемы заболевшего ребёнка