Системотехника

Проектирование, конструирование и приведение в действие сложных групп связанных компонентов, которые должны работать совместно в заданных условиях и объединены некоторым типом взаимодействия или взаимозависимости с целью образовать самосогласованное и интегральное целое. Примерами таких систем могут служить автоматизированный производственный процесс, сеть коммуникаций и система управления процессом. Широко известным примером является календарный план-график строительства жилого дома с указанием материалов и сроков их поставки, а также общего времени и стоимости работ согласно установленным лимитам. Чтобы спроектировать сложную систему, состоящую из нескольких более простых систем, требующих знаний в различных областях науки и техники и взаимодействующих определенным образом, нужны специалисты в каждой из этих областей.

Требования, предъявляемые к эффективности такой системы, определяют высокие требования к способностям и квалификации ее проектировщиков. Когда одна группа разработчиков работает над одной частью системы, другая - над другой, а третья пытается соединить эти части в единое целое, то получающаяся в результате система обнаруживает, как правило, значительные дефекты и не может работать в соответствии со своим предназначением. Такой результат указывает на то, что взаимосвязь между различными частями должна была рассматриваться на ранних стадиях проектирования. Из этой потребности и возникла в 1960-х годах концепция системотехники. Системотехника делает упор на целостную систему, отдавая ей приоритет перед ее подсистемами.

При проектировании сложных систем в соответствии с этим подходом можно выделить, вообще говоря, пять стадий. Предварительное исследование, создание модели системы, исследование этой модели, проектирование и конструирование прототипа. Четкая граница между разными стадиями отсутствует, и проектировщики могут повторно рассмотреть всю задачу на любой стадии разработки. Предварительное исследование посвящается изучению граничных условий задачи и желаемых характеристик различных подсистем, а также экономической стороне проекта. Точно формулируются назначение системы и основные требования к ней. Изучаются источники информации и аналогичные системы, включая влияние на них внешних условий и помех. Наконец, оценивается совместимость системы с условиями окружающей среды и экономическими требованиями.

На второй и третьей стадиях создается модель системы и проводится ее компьютерное моделирование, позволяющее оценить влияние каждой подсистемы на работу остальных. Оценивается также влияние различных параметров на эффективность системы. На последних двух стадиях разработка завершается, причем используется широкий диапазон научных и технических знаний и средств. После завершения проектирования строится прототип системы. Если испытания прототипа проходят успешно, то делается вывод о завершении разработки системы. В описанном выше процессе всегда приходится идти на компромисс между требованиями к разным подсистемам и их характеристикам. Поэтому при проектировании сложной системы специалист, работающий над какой-либо подсистемой, должен быть осведомлен как о системе в целом, так и о проблемах, возникающих при разработке остальных подсистем.

Такой подход, при котором тщательно исследуются и моделируются все части системы в их взаимосвязи, часто позволяет выявить способы оптимизации и упрощения системы в целом. Обычно это приводит к системе, которая оказывается эффективнее, дешевле и надежнее системы, спроектированной без применения такого подхода.См. ТакжеАвтоматическое Управление И Регулирование;Автоматизация;Информации Накопление И Поиск.ЛИТЕРАТУРАОсновы современной системотехники. М., 1975 Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. М., 1985 Николаев В.Н., Брук В.М. Системотехника. Методы и приложения. Л., 1985.