Выводы, обоснования, и предложения.
Проведенный системный анализ позволяет сделать выводы в отношении перспектив. Применение электромобилей в отечественных условиях возможно и желательно. Наиболее привлекательным образцом техники, является электромобиль МГИУ (рис.1.3.3. и 1.3.4).
Рис.1.3.3. Модульная структура электромобиля МГИУ
19
Схема устройства
Рис.1.3.4. Схема городского электробуса новой концепции: Г — источник тока; 2- электродвигатель; 3- коробка отбора мощности; 4 — механизм реверса; 5 планетарный дисковый вариатор; 6,7 — карданные передачи; 8 — главная передача; 9- коническая передача; 10 - супермаховичный накопитель.
Как показывает приведенное выше рассмотрение инновационной задачи, алгоритмы системного анализа играют большую роль в идентификации систем.
Для реализации некоторого замысла по инновационным преобразованиям систем невозможно использовать трафаретные решения. Инновационный процесс начинается с формирования новых идей. Далее утверждаются полезные принципы системного подхода, включая и ранее неизвестные.
Проблема идентификации приобретает определённое содержание в отношении ранее неизвестного устройства или процесса. Речь уже будет идти о новых, неизвестных ранее идентификационных признаках новой системы.
Поиск существенных признаков может быть перенесен в область экспериментальных исследований.
По мере усложнения идентификации систем и процессов, в современном мире, проявляется и другая тенденция, а именно модульная композиция сложных систем. Таким образом достигается унификация модулей, что сокращает затраты на отдельные модули и позволяет использовать одни и те же стандартизированные модули.
Особенно это заметно в области информационных технологий. В транспортных областях также всё более прибегают к переносу новейших технологий и процессов с использованием мегамодулей, например, при реконструкции портов и организации перевалки, разгрузки и временного хранения в морских портах.
В то же время, многие проблемы транспортных систем не решены даже в принципиальных позициях, например в отношении безопасности, экологической чистоты, доступности и комфорта.
20
1.3.3. Модульная композиция систем и элементы управления
Группа элементов системы, которая характеризуется только своими «входами» и «выходами», обладающая определённой целостностью называется модулем.
Это означает, что при рассмотрении системы нас будут интересовать, прежде всего, функция модуля, а его внутреннее содержание (“внутренность”) может быть рассмотрена отдельно. Все модули системы должны быть внешне совместимы с “соседними”, взаимодействующими с ними, модулями.
Это позволяет легко заменить неисправный модуль на исправный, даёт возможность провести независимую диагностику каждого модуля с внешней стороны, то есть без его разборки и рассмотрения «внутреннего состояния».
Размеры и внутренняя сложность модуля принципиального значения, при таком подходе, не имеет.
Модуль большой интегральной схемы имеет ничтожные размеры, но исключительную сложность, а отдельный сборочный завод может рассматриваться как мегамодуль автомобильного производства транснациональной корпорации. И всё это - модули.
Модуль это понятие не только материальное, но и виртуальное. Мысленно разбивая реальную или проектируемую систему на модули, мы выделяем наиболее значимые части системы, выстраиваем будущую структуру более совершенной или принципиально новой системы.
Модульное построение систем оказалось исключительно плодотворной идеей, которая была воплощена в реальность.
Схематическое изображение модуля приведено на рис. 1.3.3.1
{хJ+
}
{хJ-
}
{хiJ+}
{хJr-}
Модуль J
Рис.1.3.3.1Схематическое изображение модуля
В изображении модуля приняты следующие обозначения:
{хJ+ } - внешние (от «не-системы») воздействия на элементы модуля J;
{хiJ+} – воздействия (связи) от других элементов системы на элементы
модуля J;
{хJ- } – выходные воздействия от элементов модуля J на внешнюю среду;
{хJr-} - выходные воздействия от элементов модуля J на другие элементы
системы.
Выходные воздействия модуля, в своей совокупности, образуют выходную функцию модуля: FJ
Сам модуль осуществляет функцию преобразования «входов» в «выходы», которую можно записать следующим образом:
Понятие модуля близко к концепции «чёрного ящика» в кибернетике.
21
Но есть одно существенное отличие: в концепции «чёрного ящика» внутренняя часть объекта предполагается неизвестной. Фактически, речь идёт о том, чтобы обеспечить математическую формализацию управления, не интересуясь «внутренностью» модуля. Для формализации управления достаточно так воздействовать на систему, чтобы получить формальный результат управления. От того и название: «чёрный ящик».
При работе с модулем можно заглядывать и вовнутрь «черного ящика», что даёт возможность разобраться со всеми его физическими качествами, устройством, возможностями что-то поправить, и даже переустроить.
Но следует помнить, что, например, при управлении автомобилем мы имеем такую реальность, что можем использовать, только «входы» и «выходы» системы. «Внутренности» всех модулей для нас полностью закрыты.
Мы никак не можем заглянуть внутрь «чёрного ящика».
Попутно заметим, что категория управления в технических системах составляет отдельную и самую обширную область знаний. Разделение реальных систем на относительно самостоятельные модули, позволило и систему управления превратить в модульное образование. В понятие управления входят не только прямые воздействия «человека-управленца», но и взаимодействие между собой, связанных модулей, которые образуют сложную систему «взаимоуправления» между модулями.
Большую роль в названных взаимодействиях играет структура.
Декомпозиция системы проводится на самом раннем этапе анализа, суть её состоит в разделении объекта исследования на существенные части, полезные для целей исследования
Важнейшим стимулом декомпозиции системы является упрощение системы, слишком сложной для рассмотрения целиком.
Таким о6разом мы заменяем реальную систему некоторой другой, которая, в определённом отношении соответствует реальности, но в то же время, отличается от неё в несущественных «подробностях».
Такие действия нуждаются в обоснованиях, и это составляет важную основу декомпозиции. Строгая в теоретическом отношении декомпозиция чаще всего невозможна, поэтому используется накопленный опыт работы с различными системами.
С другой стороны, каждая декомпозиция конкретной системы является творческим действом, в котором отражается замысел исследователя.
Структурный анализ и синтез системы проводится параллельно с декомпозицией. Целью его является определение устойчивых связей и отношений между элементами системы.
Одни из них могут быть доминирующими, другие подчиненными.
Связи могут быть: слабыми и сильными, устойчивыми и неустойчивыми, полезными и вредными для системы, и так далее.
В сложных системах можно выделить множество структур с различной природой связей и отношений между элементами.
Приведём примеры структур.
Вещественная структура сборного моста будет состоять из элементов, соединённых определённым образом посредством связей, выполненных в вице монтажных соединений.
Функциональная структура двигателя внутреннего сгорания включает устройства питания воспламенения и сжигания топлива.
Структура образования объединяет учебные заведения.
22
Элементы структуры определённым образом группируются, и сложилась их классификация по наиболее часто встречающимся типовым структурам, так что сложные структуры можно образовать путём синтеза простых структур.
Некоторые виды структур приведены ниже.
Рис.1.3.3.2 Связь Рис. 1.3.3.3 Последовательная
двух элементов связь элементов
Рис. 1.3.3.4 Система управления с обратной связью
Рис.1.3.3.5. Параллельная Рис. 1.3.3.6. Иерархическая структура
структура устройства системы.
Методология системного анализа развивается по алгоритмам, ориентированным с самого начала, на определённые творческие идеи и замыслы, которые не поддаются строгой формализации. Исследование позволяет выявить проблемы системы, оценить ситуацию, и принять полезные решения.
Рис.1.3.3.7.Формирование процедур принятия решений.
23