exam02 2 2021 - stankin/design-part-1 GitHub Wiki
Понятия синергии и эмерджентности. Самоорганизация в организационно-технических системах.
Реферат к лекции 2 Общая характеристика процесса проектирования
Выполнил: Денисов Илья, ИДБ-18-05
Проверил: Ситников Владислав, ИДБ-18-05
Эмерджентность в теории систем - наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих её элементам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями; несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов.
Синергия - суммирующий эффект взаимодействия двух или более факторов, характеризующийся тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы, эмерджентность.
Организационно-техническая система (ОТС) - человеко-машинная система, в которой организационная подсистема (персонал) и техническая подсистема (оборудование, инженерные сети и т.п.) взаимодействуют для достижения поставленных целей.
Пример ОТС: Простейшей (элементарной) ОТС является рабочее место (боевой пост) с находящимся на нем штатным персоналом (боевым расчетом). В общем случае реальная ОТС представляет собой иерархическую систему, образованную множеством простейших (элементарных) ОТС. Под организацией ОТС понимается способ взаимосвязи и взаимодействия между ее элементами, обеспечивающие их объединение в данную ОТС. Организация ОТС подразделяется на постоянную (инвариантную) и переменные части. Первая часть определяет структуру ОТС, а вторая - программу ее функционирования.
Самоорганизация — процесс упорядочения элементов одного уровня в системе за счёт внутренних факторов, без внешнего специфического воздействия (изменение внешних условий может также быть стимулирующим либо подавляющим воздействием). Результат — появление единицы следующего качественного уровня. В зависимости от подхода к описанию самоорганизации в определение включают характеристики системы, тип внутреннего фактора, особенности процесса.
Другое определение. Самоорганизация (в рамках синергетики) - процесс упорядочения (пространственного, временного или пространственно-временного) в открытой системе, за счёт согласованного взаимодействия множества элементов её составляющих.
Под самоорганизацией в ОТС можно понимать техническую самоорганизацию - процесс, представляющий собой автоматическую смену программы действия при изменении свойств управляемого объекта, цели управления или параметров окружающей среды (например, система самонаведения ракет, самонастройка программных ресурсов современных вычислительных систем).
Техническая самоорганизация как явление - это набор альтернативных интеллектуальных адаптивных систем, обеспечивающих заданную работоспособность, вне зависимости от условий функционирования (например, набор дублирующих устройств, средств связи, пожаротушения и т.д.). Такая самоорганизация происходит в случае выхода из строя какого-либо устройства. Тогда на смену ему подключается другое дублирующее устройство или новая схема взаимодействия элементов.
В технических системах самоорганизация может включать три этапа9(https://findpatent.ru/patent/254/2542925.html): параметрический, функциональный и структурный.
На первом этапе - этапе параметрической самоорганизации - первоначально определяют набор всех параметров, имеющих отношение к вычислению производительности системы. Производительность каждого элементарного объекта выражают некоторой функцией, зависящей от выбранного набора параметров. Природа параметров может быть принципиально различна. Это могут быть какие-либо его ресурсы, число операций в единицу времени, качество обработки данных и т.д. Функция может состоять из любой комбинации основных элементарных математических функций (sin, cos, ln и т.д.) и операций, кроме того, процессы в системе происходят в реальном времени, поэтому все функции являются также функциями времени.
На этапе функциональной самоорганизации подбирают функции, которые реализуют объекты системы для достижения нужного уровня производительности, а не параметры. Первоначально выбирают первую по порядку функцию, которую реализует лист системы, и для нее подбирают оптимальные параметры, т.е. запускают этап параметрической самоорганизации. Если после выполнения этапа параметрической самоорганизации необходимые результаты не достигнуты, выбирают следующую по порядку функцию, которую может реализовать данный элемент, и для нее запускают этап параметрической самоорганизации. Если все функции элемента перебраны, а функционал системы не достиг нужного значения, осуществляют переход к следующему листовому элементу, и описанные операции повторяются.
На последнем этапе запускают механизм структурной самоорганизации, в ходе которой изменяют типы элементов в системе, их местоположение и количественный состав. Для каждого изменения структуры системы производят подбор функций элементов и их параметров. Структурная самоорганизация включает в себя три операции: подбор оптимальных типов для листовых элементов дерева системы (типовая самоорганизация), реконфигурация дерева на уровне элементарных объектов (изменяется топология дерева без изменения состава элементов) и добавление новых элементов в систему. Данная самоорганизация является более мощным средством адаптации, чем параметрическая или функциональная, но требует гораздо больших затрат на реализацию.