Teoria i inżynieria systemów

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Teoria i inżynieria systemów - wstęp
TEORIA I INŻYNIERIA SYSTEMÓW
Dr inż. Maciej Tabaszewski
Politechnika Poznańska
Instytut Mechaniki Stosowanej
Ul. Piotrowo 3
60-965 Poznań
pok. 311
tel. (61) 66 52 390
Literatura
Blanchard B.S., Fabrycky W.J., Systems Engineering and Analysis,
Prentice Hall, new Jersey, 1990
Cempel C., Teoria i inżynieria systemów, skrypt elektroniczny,
neur.am.put.poznan.pl
Robertson J. i S., Pełna analiza systemowa WNT, Warszawa, 1999
Wiąkszość materiałów opracowano na podstawie
Blanchard B.S.,
Fabrycky W.J., Systems Engineering and Analysis, Prentice Hall,
new Jersey, 1990
- 1 -
Teoria i inżynieria systemów - wstęp
Inżynieria i Analiza Systemów –
znajdowanie optymalnych rozwiązań
w projektowaniu, wytwarzaniu i użytkowaniu systemów w całym
cyklu ich życia z uwzględnieniem wielu kryteriów (np.
ekonomicznych).
Ogólna teoria systemów
-
nauka badająca ogólne prawa rządzące
dowolnymi złożonymi układami stanowiącymi funkcjonalne całości
Co to jest system ?
System
to byt przejawiający istnienie przez synergiczne
współdziałanie swych części.
System
to zbiór (zespół, kompleks) współdziałających ze sobą
elementów, stanowiący celowo zorientowaną jedną całość. Elementy
systemu posiadają pewne właściwości lub atrybuty oraz znajdują się
w określonych relacjach (związkach) między sobą.
System
to byt będący zbiorem elementów z określonymi
właściwościami i relacjami, stanowiący jedną celościową całość.
System
to zbiór wzajemnie zależnych elementów pracujących razem
dla pewnego wspólnego celu.
System
jest zbiorem elementów tworzących złożoną całość,
związanych zależnościami funkcjonalnymi i posiadającym określony
cel (zamysł) np. system transportowy.
Z kolei grupa przedmiotów leżących na stole może stanowić zbiór o
zdefiniowanych zależnościach pomiędzy nimi ale nie może być
uważana za system z powodu braku jedności, zależności
funkcjonalnych i użytecznego celu.
- 2 -
Teoria i inżynieria systemów - wstęp
Przy badaniu systemu musimy zawsze brać pod uwagę własności
systemu jako całości, jego strukturę i funkcję. Tworząc nowy system
musimy rozpatrywać go jak i każdy jego element w nawiązaniu do
wpływu na elementy sąsiednie, i sąsiednie systemy we wszystkich
etapach jego życia (istnienia).
Każdy system ma
cel
dla którego wszystkie elementy i atrybuty
zostały zorganizowane.
Cel systemu
musi być wyraźnie zdefiniowany aby komponenty
systemu mogły dostarczyć żądanego wyjścia na każdy dany zbiór
wejść.
Zdefiniowanie celu pozwala mierzyć efektywność wskazującą jak
dobrze system działa.
Ustanowienie celu systemu i zdefiniowanie miary efektywności jest
często wyzwaniem samym w sobie.
Całościowa funkcja systemu
to możliwość przekształcania określonej
wielkości wejściowej na określoną wielkość wyjściową. Np. dla
elektrociepłowni funkcją jest przekształcanie energii paliwa w energię
cieplną i elektryczną. Funkcje można wyróżnić także dla
poszczególnych elementów systemu (cząstkowe funkcje) np.
transportowanie, łączenie,
rozdzielanie,
przetwarzanie,
magazynowanie, niszczenie itp.
- 3 -
Teoria i inżynieria systemów - wstęp
Składowe systemu
* elementy,
* atrybuty,
*zależności (relacje, związki).
Elementy
(komponenty)
systemu
- działające części
systemu
składającego się z wejścia i wyjścia
.
Elementy mają następujące właściwości:
*właściwości i zachowanie każdego elementu systemu oddziałuje na
właściwości i zachowanie systemu jako całości,
*właściwości i zachowanie każdego elementu systemu zależy od
właściwości i zachowania co najmniej jednego innego elementu
systemu,
*każdy możliwy podsystem ma powyższe właściwości, nie ma
możliwości podziału elementów na niezależne podsystemy.
Właściwości te zapewniają, że zbiór komponentów składających się
na system, zawsze ma pewną charakterystykę albo zachowanie, które
nie może być wykazywane przez jakiś z podsystemów. System to coś
więcej niż suma jego komponentów. Elementy systemu same mogą
być systemami i każdy system może być częścią większego w
hierarchii systemu.
System który przetwarza materie, energię albo informację jest złożony
z
strukturalnych,
działaniowych, elementów
przepływowych.
Elementy strukturalne – części statyczne systemu,
Elementy działaniowe- elementy wykonujące proces,
Elementy przepływowe – przetwarzana materia, energia, informacja.
Elementy strukturalne działaniowe i przepływowe, mają różne
atrybuty które wpływają na system.
- 4 -
elementów
Teoria i inżynieria systemów - wstęp
Atrybuty
są właściwościami elementu systemu – charakteryzują
parametry systemu. Przykładowo atrybuty systemu elektrycznego
mogą być opisane w kategoriach pojemności, oporności itp.
Relacje są powiązaniami
pomiędzy elementami i atrybutami.
Relacja istnieje pomiędzy dwoma i tylko dwoma komponentami.
Relacja pomiędzy komponentami jest bezpośrednia.
Powiązania konieczne z funkcjonalnego punktu widzenia nazywane są
związkami pierwszego rzędu (np. symbioza pomiędzy organizmami).
Powiązania drugiego rzędu zwane synergicznymi to takie, które
uzupełniają się wzajemnie i zwiększają wydajność systemu.
Powiązania trzeciego rzędu występują wtedy kiedy są nadmiarowe
(zbyteczne, redundantne). Nadmiarowość (redundancja) w systemie
istnieje wtedy gdy istnieją zdublowane elementy w celu
zabezpieczenia funkcjonowania systemu (np. trzy komputery na
promie kosmicznym zajmujące się sterowaniem żywotnymi
elementami promu).
Połączenia pomiędzy elementami mogą służyć sterowaniu czyli
wymuszeniu zamierzonego stanu.
- 5 -
[ Pobierz całość w formacie PDF ]