Системотехника

научно-техническая дисциплина, охватывающая вопросы проектирования, создания, испытания и эксплуатации сложных систем (См. Сложная система) (больших систем, систем большого масштаба, large scale systems). При разработке сложных систем возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам их составных частей (элементов, подсистем), но также и к закономерностям функционирования объекта в целом (общесистемные проблемы); появляется широкий круг специфических задач, таких, как определение общей структуры системы, организация взаимодействия между подсистемами и элементами, учёт влияния внешней среды, выбор оптимальных режимов функционирования, оптимальное управление системой и т. д. По мере усложнения систем всё более значительное место отводится общесистемным вопросам, они и составляют основное содержание С. Научной, главным образом математической, базой С. служит сравнительно новая научная дисциплина — теория сложных систем.

Для сложных систем характерна своеобразная организация проектирования — в две стадии: макропроектирование (внешнее проектирование), в процессе которого решаются функционально-структурные вопросы системы в целом, и микропроектирование (внутреннее проектирование), связанное с разработкой элементов системы как физичических единиц оборудования. С. объединяет точки зрения, подходы и методы по вопросам внешнего проектирования сложных систем.

Макропроектирование начинается с формулировки проблемы, которая включает в себя по крайней мере 3 основных раздела: определение целей создания системы и круга решаемых ею задач; оценка действующих на систему факторов и определение их характеристик; выбор показателей эффективности системы. Цели и задачи системы определяют, исходя из потребностей их практического использования, с учётом тенденций и особенностей технического прогресса, а также народнохозяйственной целесообразности. Существенное значение при этом имеет опыт применения имеющихся аналогичных систем, а также чёткое понимание роли проектируемой системы в народном хозяйстве. Для оценки внешних и внутренних факторов, действующих на систему, помимо опыта эксплуатации аналогичных систем, используют статистические данные, полученные в результате специальных экспериментальных исследований. В качестве показателей эффективности выбирают числовые характеристики, оценивающие степень соответствия системы задачам, поставленным перед ней, например: для системы слепой посадки самолётов показателем эффективности может служить вероятность успешной посадки, для междугородной телефонной связи — среднее время ожидания соединения с абонентом, для производственного процесса — среднее число изделий, выпускаемых за смену, и т. д. Материалы по изучению целей и задач и результаты проведённых экспериментов используют для обоснования технического задания на разработку системы.

В соответствии с техническим заданием намечают один или несколько вариантов системы, которые, по мнению проектировщиков, заслуживают дальнейшего рассмотрения и подробного исследования. Анализ вариантов системы (Системный анализ)проводится по результатам математического моделирования (См. Моделирование). На практике обычно отдаётся предпочтение имитационному моделированию системы на ЦВМ. Имитационная модель представляет собой некий Алгоритм, при помощи которого ЦВМ вырабатывает информацию, характеризующую поведение элементов системы и взаимодействие их в процессе функционирования. Получаемая информация позволяет определить показатели эффективности системы, обосновать её оптимальную структуру и составить рекомендации по совершенствованию исследуемых вариантов. Существуют и аналитические методы оценки свойств сложных систем, основанные на результатах применения теории вероятностных (случайных) процессов.

Проектировщики сложных систем — специалисты широкого профиля, инженеры-системотехники, обладающие достаточными знаниями в конкретной области техники (например, в машиностроении, электронике, пищевой промышленности, авиации), имеющие повышенную математическую подготовку, а также знающие основы вычислительной техники, автоматизации управления, исследования операций и особенности их практического применения. Помимо них в группу внешнего проектирования сложных систем обычно включают специалистов по системному анализу и математическому моделированию, а также инженеров, способных организовать взаимодействие между элементами системы.

Существенные особенности имеют испытания сложных систем. Натурный эксперимент в чистом виде используется только для оценки параметров важнейших элементов системы. В комплексных же испытаниях системы значительную роль играют имитационные модели. В частности, на их основе строят имитаторы воздействий внешней среды, генераторы фиктивных сигналов и сообщений, формируют реализации процессов функционирования элементов, участие которых в натурном эксперименте нецелесообразно.

Лит.: Гуд Г.-Х., Макол Р.-Э., Системотехника. Введение в проектирование больших систем, пер. с англ., М., 1962; Справочник по системотехнике, пер. с англ., М., 1970; Бусленко Н. П., Калашников В. В., Коваленко И. Н., Лекции по теории сложных систем, М., 1973.

Н. П. Бусленко.

СИСТЕМОТЕ́ХНИКА, -и, жен. (спец.). Научно-техническая дисциплина, занимающаяся созданием и эксплуатацией сложных систем (в 3 знач.).

| прил. системотехнический, -ая, -ое.

СИСТЕМОТЕХНИКА - научное направление, охватывающее проектирование, создание, испытание и эксплуатацию сложных систем.

жен. systems engineering Syn: системное проектированиеsystem design

system(s) engineering, system integration

f.systems analysis

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. также

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ;

АВТОМАТИЗАЦИЯ;

ИНФОРМАЦИИ НАКОПЛЕНИЕ И ПОИСК.

ЛИТЕРАТУРА

Основы 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

СИСТЕМОТЕ́ХНИКА -и; ж. Научно-техническая дисциплина, изучающая проблемы анализа и синтеза структурно сложных систем.

◁ Системотехни́ческий, -ая, -ое. С-ие исследования.

* * *

научное направление, охватывающее проектирование, создание, испытание и эксплуатацию сложных систем.

* * *

СИСТЕМОТЕ́ХНИКА, научное направление, охватывающее проектирование, создание, испытание и эксплуатацию сложных систем.

научно-технич. дисциплина, охватывающая вопросы проектирования, создания, испытания и эксплуатации сложных систем. При разработке таких систем возникают проблемы, относящиеся не только к св-вам их составных частей (элементов, подсистем), но также и к закономерностям функционирования объекта в целом (общесистемные проблемы). При решении проблем С. широко применяют методы исследования сложных систем с привлечением матем. логики и статистики, теории алгоритмов, комбинаторики, игр теории, теории ситуаций, массового обслуживания теории, информации теории и др.

СИСТЕМОТЕХНИКА — научно-техническое направление, охватывающее проектирование, создание, испытание и эксплуатацию сложных систем.