Системное проектирование и развитие системотехнических знаний в ХХ в

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный  университет 

имени Г.Р.Державина»

 

 

 

 

 

 

 

реферат

для сдачи кандидатского экзамена

по истории и философии  науки

на тему

«Системное проектирование и развитие системотехнических знаний в ХХ в.»

 

 

 

 

 

                                   Выполнил:

     аспирант                                                                      кафедры математического анализа

                                                                      Замараев А.И..

 

 

 

 

 

 

 

ТАМБОВ 2013 г.

 

 

Введение	3
Глава 1. История  становления системотехники	5
Глава 2. Определение  предмета системотехники	12
Глава 3. Схема  системотехнических работ	18
Глава 4. Моделирование  в системотехнике	23
Заключение	25
Литература	27

 

 

 

 

Введение

 

 

Стремление к целостному охвату объекта изучения, к системной  организации знания выступает как  проблема уже в античной философии и науке. Но только в XIX-XX вв. были сформированы основные системообразующие принципы, принципы системности научного знания. В начале XX в. в науке произошел переход к новому типу научных задач, в которых  центральное место начинают занимать проблемы организации и функционирования сложных объектов.

Понятие «техники» (от греч. téchne - искусство, мастерство, умение) было известно еще в древнем мире. Первоначально в эпоху каменного века для создании техники не требовалась специальная подготовка. Но, претерпев длительную историческую эволюцию, к концу XX века широкое внедрение техники привело к необходимости первоначального проектирования.

Изначально проектирование принадлежала к сугубо практической деятельности, но в современном мире важнейшие достижения техники неотрывно связаны с наукой. И именно интенсивное развитие науки и техники, их взаимосвязь и взаимодействие  составляет одно из необходимых условий технического прогресса.  На базе научных достижений и открытий происходят качественные изменения во всех отраслях современной техники. Поэтому совершенно естественно, что такой перспективный подход, как системный начал применяться в технике.

Уже сейчас системное проектирование используется во многих отраслях, хотя в каждой оно проявляется по-разному. Выделяя лишь самое заметное и оформившееся, можно назвать следующее:

1. развитие и совершенствование уже существующих частных наук и областей инженерии и практики за счет внедрения в них системных представлений, понятий и методов анализа [1, 2];
2. практическую методологию или методику по типу таких дисциплин, как «исследование операций», «анализ принятия решений» и т. п.[3];
3. инженерно-техническую методологию типа «Системотехники» Г. Гуда и Р. Макола [4, 5];
4. системно-структурную методологию как раздел или часть «общей методологии» [6].

В реферате представлено будет рассмотрено направление  системного проектирования в технике  – системотехника.

Системотехника  – развивающаяся область научно-технического знания, но из-за ее принадлежности в  большей степени к практике, в литературе трудно найти четкое определение ее функций.

Цель реферата – выявление  основных этапов развития и становления  мировой системотехники, а также  представление системотехники как  метода проектирования сложных систем.

Также была предпринята попытка восстановить отечественную историю становления системотехнических знаний, т.к. слабое освещение в печати исследований в данной области привело к тому, что история развития системных исследований практически утрачена.

 

 

 

 

 

 Глава 1. История  становления системотехники

 

 

Говоря об истории  возникновения и последующего становления  системотехники можно привести примеры  системного мышления из очень далеких  времен, но большинство авторов считает  системотехнику сравнительно новой  наукой. Большинство авторов придерживается мнения, что системотехника начала свое становление с  «Белловских телефонных лабораторий».

В мировой истории  системотехники можно выделить два  основных периода [7]. Первый – от последних  лет мировой войны до 50-х годов  характеризуется интенсивным развитием системотехники как сферы инженерной деятельности. В это время создаются первые крупные системотехнические проекты (системы противовоздушной обороны, ирригационные системы и т.д.) и особые системотехнические группы, чья задача состоит в организации разработки этих проектов.

Разработка  и широкое применение системного анализа — заслуга знаменитой фирмы «РЭНД Корпорейшн», созданной  в 1947 г. До 1952 г. специалисты этой корпорации выполнили ряд основополагающих исследований и разработок по системному анализу, ориентированных на решение слабоструктурированных (смешанных) проблем Министерства обороны США (в 1948 г. – оценка систем оружия, 1950г. – анализ стоимости вооружения). В 1952г. разработка по созданию сверхзвукового бомбардировщика В-58 была поставлена с помощью методов системотехники.

Во второй период – с 1953 г. и до настоящего времени  – происходит становление системотехники как области научно-технического знания. Публикуются статьи, справочники  и учебники, в основном носящие  междисциплинарный характер, т.к. это работы специалистов разных областей науки и техники. Каждый из них по-своему трактует содержание и смысл системотехники, однако их объединяет признание системного подхода  ее общей методологической основой.

Первая книга  по системному анализу, имеющая перевода у нас, вышла в 1956 г. Ее издала РЭНД (авторы А. Кан и С. Манн). Через год появилась «Системотехника» Г. Гуда и Р. Макола, где изложена общая методика проектирования сложных технических систем. Методология системного анализа была детально разработана и представлена в вышедшей в 1960 г. книге Ч. Хитча и Р. Маккина «Военная  экономика в ядерный век». В 1962 г. выходит один из самых лучших учебников по системотехнике (А. Холл «Опыт методологии для системотехники»), носящий не справочный или прикладной характер, а представляющий теоретическую разработку проблем системотехники. В 1965 г. появилась весьма обстоятельная книга Э. Квейда «Анализ сложных систем для решения военных проблем», в которой представлены основы новой научной дисциплины – анализа систем, – направленной на обоснование методов оптимального выбора при решении сложных проблем в условиях высокой неопределенности. Эта книга является переработанным изложением курса лекций по анализу систем, прочитанных работниками корпорации РЭНД для руководящих специалистов Министерства обороны и промышленности США. В 1965 г. вышла книга С. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем». Написанная лаконично, но насыщенная большим количеством новых идей, она дает полное и ясное представление о системном анализе с характеристикой проблем делового мира, сущности систем и методологии решения проблем. Книга явилась одной из первых изданных работ изданных в СССР, освещающих состояние этой области в США.

 

Обычно период становления отечественной системотехники связывают с именем Федора Евгеньевича Темникова, предложившему термин «системотехника» при переводе монографии Г. Гуда и Р. Макола «System Ingeneering» (М.: Радио и связь, 1962).

В конце 60-х и  начале 70-х гг. не было издательства, специально ориентированного на новое направление «системные исследования». Но были прогрессивные издательства, которые вначале публиковали, в основном, переведенные работы по теории систем.

Из них издательство «Мир» опубликовало перевод трудов симпозиума по общей теории систем. А в 1969 г. издательство «Прогресс» опубликовало сборник переводов «Исследования по общей теории систем» под редакцией и с вступительной статьей Вадима Николаевича Садовского, Эрика Григорьевича Юдина, в котором были собраны переводы статей зарубежных специалистов, развивающих различные аспекты теории систем (Л. фон Берталанфи, М. Месаровича, А. Рапопорта, К. Боулдинга и др.). Но больше всего работ по новому направлению опубликовало издательство «Советское радио» (переименованное в последующем в «Радио и связь»). В 1966 г. опубликовало «Справочник по системотехнике». А позднее — монографию А. Холла «Опыт методологии для системотехники», которую начал переводить в конце 60-х Гелий Николаевич Поваров, профессор Московского инженерно-физического института. В 1969 г. опубликовало переводную книгу С. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем», в которой впервые звучал термин «системный анализ». Эта книга опубликована под редакцией и со вступительной статьей Спартака Петровича Никанорова, инициировавшего ее перевод, а в 1972 – перевод и издание книги С. Янга «Системное управление организацией».

Издательство  «Наука» публиковало монографии В.Н. Садовского и Э.Г. Юдина и И.В. Блауберга в 1974 и 1973 гг. соответственно.

Большую роль в  становлении системных направлений  в нашей стране сыграли ежегодники «Системные исследования», которые  с 1969 г. стал издавать Институт истории  естествознания и техники Академии наук СССР.

В 70-е года философы активно развивали теорию систем, были разработаны концептуальные основы, терминологический аппарат, начато исследование закономерностей функционирования и развития сложных систем. Самые бурные дискуссии велись об исходной терминологии, и в первую очередь об определении системы. К тому времени существовало несколько десятков определения этого понятия.

После философов  теорией систем заинтересовались математики, среди которых можно выделить:

1. Николая Пантелеймоновича Бусленко, чьи работы по моделированию процессов функционирования агрегативных систем, дискретных и непрерывных производственных процессов (как систем со сложными функциями) получили широкую известность;
2. Леонида Ефимовича Садовского, разработавшего математические модели для информационно-управляющих систем;
3. Никиту Николаевича Моисеева, руководившего разработкой методов моделирования задач системного анализа. Позже он опубликовал одно из первых учебных пособий по применению математических методов в системном анализе «Математические задачи системного анализа»;
4. Гермогена Сергеевича Поспелова, занимавшегося разработкой методов программно-целевого планирования и управления и предложившего метод решающих матриц для организации сложных многоуровневых экспертиз.

Системное направление  интересовало не только отдельно взятых специалистов, но и привлекало внимание ряд институтов. О чем свидетельствуют создание отделов и кафедр для развития системных теорий.

В начале 70-х  гг. Институтом философии АН СССР был  создан отдел системных исследований. Этот отдел возглавлял Виктор Степанович Тюхтин, автор монографии «Отражение, системы, кибернетика» (М.: Наука, 1972). 

В 1969 г. Ф.Е. Темников создал в Московском энергетическом институте первую в стране кафедру  Системотехники. При этой кафедре  была создана Проблемная лаборатория  автоматизированных информационных систем высшей школы (ПЛ АИС ВШ). Перед Проблемной лабораторией были поставлены широкие задачи — от разработки методологических и методических основ создания АСУ в высшей школе до координации исследований, проводимых в ряде вузов Москвы и др. городов страны. Проблемная лаборатория существовала до 1973 года. А созданный при кафедре Системотехники семинар в дальнейшем стал основой семинара по теории систем при Всесоюзном обществе радиотехники, электроники и связи (ВНТОРЭС) им. А.С. Попова.

Ф.Е. Темников продолжал  исследования автоматических развертывающих систем, которыми он занимался на кафедре  Автоматики и телемеханики до создания кафедры Системотехники. Кафедру  Системотехники Ф.Е. Темников первоначально  ориентировал на развитие системотехники как прикладной теории систем, инженерии систем.

Кроме того, с 1981 г. до начала 90-х гг. проводился семинар  «Системный анализ и его применение в АСУ». Семинар проходил при секции Кибернетики им. академика А.И. Берга  Ленинградского Дома ученых им. М. Горького.

В 1991 г. при секции Кибернетики и была создана малая  секция «Кибернетика – Информатика  – Системный анализ» для школьников 12-16 лет.

С 1998 г. ежегодно проводится Международная научно-практическая конференция "Системный анализ в  проектировании и управлении" и школа для молодых преподавателей "Проблемы преподавания системного анализа в вузах различного профиля".

Можно выделить наиболее известные первые школы  прикладных системных исследований этого периода:

• школа Ф.Е. Темникова в Московском энергетическом институте. Сформулировал концепцию теории развертывающих систем. Предложил классификацию методов формализованного представления систем, классификацию систем по степени организованности. Ученики Ф.Е. Темникова развивают системный подход применительно к разработке автоматизированных систем управления, интеллектуальных систем и систем научно-технической информации в ряде научных организаций и вузов Москвы;
• школа Л.Т. Кузина, зав. каф. Кибернетики Московского инженерно-физического института. При кафедре в 70-е гг. XX в. активно работал семинар по системно-кибернетическим исследованиям, кроме того, Л. Т. Кузин возглавлял секцию Кибернетики при Московском Доме научно-технической пропаганды. Секция и семинар МИФИ способствовали становлению и развитию структурно-лингвистического и ситуационного моделирования, направления искусственного интеллекта;
• школа Б.С. Флейшмана, развивавшего системологию в институте океанологии применительно к экологическим и техническим системам;
• школа Ю.И. Черняка в Центральном экономико-математическом институте, проводившего работы по применению системного анализа в экономике, по исследованию закономерностей целеобразования. Ю.И.  Черняк - автор первых принципов и приемов структуризации целей, автор первых монографий по применению системного анализа в экономике;
• школа С.А. Валуева, первоначально развивавшего системный анализ для совершенствования организационных структур предприятий и организаций, и, в частности, для совершенствования управления научной деятельностью вуза в Московском экономико-статистическом институте, а последующем – в Государственной академии управления. С.А. Валуев разработал одну из первых методик структуризации целей и функций;
• школа Е.П. Голубкова, развивавшего в Московском институте народного хозяйства им. Г.В. Плеханова системный анализ применительно к задачам планирования и управления экономикой. Подготовил и издал ряд учебных пособий и монографий;
• школа томских вузов (Томского политехнического, Томского института АСУ и радиоэлектроники, ТГУ), развивавшие методы системных исследований. Разработана одна из первых методик системного анализа, основанная на философской концепции В.Н. Сагатовского;
• одесская школа под руководством А.И. Уемова, разработавшего концепцию систем и специальный язык описания системы и подготовившего ряд первых монографий по системному подходу;
• латвийская школа Л.А. Растригина, развивавшего системный анализ применительно к теории управления. Он исследовал проблемы и закономерности целеобразования в системах управления;