Системный подход к проектированию интегрированной производственной системы

ТЕМА 7. Системный подход к проектированию ИПС

Перечисленные принципы структурно-функционального построения реализуются при создании ИПС на основе системного подхода, применяемого при проектировании и исследовании сложных систем. Системный подход применяется при исследовании и проектировании систем и базируется на использовании четырех основных принципов: целостности, структурности, иерархичности и взаимодействия с окружающей средой.

1) Принцип целостности системы означает, что части системы (подсистемы) при их исследовании рассматриваются как составляющие элементы, а их функциональное назначение подчинено единой цели в составе системы. Система представляет собой, с позиции целостности, единство закономерно объединенных и находящихся во взаимной связи частей – элементов системы.

Целостность не должна рассматриваться как простое суммирование свойств составных частей. Каждая составная часть при декомпозиции наделяется свойством целого – т.е. частной целевой функцией, предназначенной для выполнения основной целевой функции системы. При синтезе мы получим вклад, долю каждой составной части (элемента) в общую целевую функцию, реализуемую с определенной степенью полноты, точности, вероятности и т.п.

При анализе существенны только свойства элемента, которые определяют его взаимодействие с другими элементами и вклад в целое (в систему). 

2) Принцип структурности. Любая техническая система имеет структуру, т.е. упорядоченную совокупность элементов, функционирующих для реализации определенной цели и выполняющих определенную функцию.

Структурные элементы в составе любой технической системы возникают не случайно, а вполне закономерно на основе принципа функциональности ее построения. Поэтому принцип структурности основывается на функциональном принципе выбора и обоснования структурных элементов.

При проектировании, каждой функции, подлежащей реализации в соответствии с заданием или логикой функционирования, выбирается определенный структурный элемент. Наличие взаимосвязей между составляющими частями системы (структурными элементами), характер этих взаимосвязей, определенный целями функционирования и составляют принцип структурности системы.

Итак, под элементом структуры системы понимается структурная составляющая, предназначенная для выполнения определенной совокупности функций и не подлежащая делению на данном структурном уровне рассмотрения. Каждая система и каждый элемент системы имеет структуру, позволяющую описать систему (целое) через сеть связей и отношений системы, через обусловленность поведения системы поведением ее структурных элементов, свойствами ее структуры.

3) Иерархичность системы проявляется в том, что каждый субъект системы является частью системы высшего ранга, но в то же время он может быть и большой системой для подсистем низшего ранга. Другими словами, каждая подсистема, входящая в структуру системы имеет многоуровневость построения и на каждом уровне ее функции сохраняются и подчиняются единой цели функционирования. В то же время, на разработку каждого субъекта системы задаются требования, определяемые требованиями системы высшего ранга, а требования на сам субъект определяют требования на разработку подсистем низшего ранга.

4) Функционирование любой производственной системы в значительной степени зависит и определяется окружающей средой и процессами информационного обмена и анализа. Окружающей средой для производственной системы являются большие системы - природная, социальная, энергетическая, транспортная и др. Условия функционирования производственной системы практически по всем входам и выходам связаны с этими внешними системами. Кроме того, окружающая среда (природная система с ее свойствами и параметрами в локальной зоне) воздействует на технологические процессы в производственной системе влияющими факторами.

Система на любом уровне рассмотрения должна быть определена. Определенность системы выражается через наблюдаемость и контролируемость, а для этого свойства системы должны определяться параметрами и состояниями.