Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Метрология, стандартизация и сертификация

Системное взаимодействие структурных элементов метрологии, стандартизации и сертификации

Системное взаимодействие метрологии, стандартизации и сертификации как институтов качества продукции, товаров и услуг формируется на кибернетических принципах, в соответствии с классификацией, предложенной В. В. Исаевым и А. М. Немчи-ным, принципах системности, обратной связи, «черного ящика», моделирования, гомеостазиса и законе необходимого разнообразия. Рассмотрим эти принципы подробнее по материалам книги В. В. Исаева и А. М. Немчина[1].

а) Принцип системности.

Система состоит из элементов и сама, в свою очередь, является элементом системы большего масштаба. Системность объекта выражается в том, что с позиции целого, элементом которого этот объект является, он представляет собой новый объект (в клетке фермент-катализатор играет роль катализатора, вне клетки он таковым не является). Это утверждение есть принцип системности.

Цель системного исследования — получение новой меры для объекта с точки зрения целого, выявление целостности объекта. Содержание системного исследования заключается в решении двух основных проблем:

  • • проблемы системного выделения объекта, изучение взаимосвязей его элементов: эмерджентных свойств, механизмов его функционирования и развития;
  • • проблемы системного моделирования или конструирования объекта по некоторым заданным свойствам; решение этой проблемы необходимо для создания новых или преобразования существующих систем.

Системное исследование — это вся совокупность научных, технических, технологических, экономических проблем, которые при всей их специфике и разнообразии сходны в понимании и рассмотрении исследуемых ими объектов как систем, т. е. множества взаимосвязанных элементов, выступающих в виде единого целого.

Системный подход — общий метод исследования объекта как целого, т. е. как совокупности элементов, находящихся во взаимодействии. Это эксплицитное (разъяснительное) выражение процедур представления объектов как систем и способов их описания, объяснения, предвидения и т. п.

Системный подход легко провозглашается в общем виде, но очень трудно реализуется в конкретной форме, так как многоаспектная ориентация требует специальной научной, организационной, технологической, технической, педагогической подготовки и др. условий в совокупности с целенаправленными мероприятиями по ресурсному обеспечению системной деятельности. Подчеркнем: единой и непрерывной системной деятельности, начиная от исследования конкретного и кончая ликвидацией, наступающей после физического или морального его устаревания.

Системный анализ выступает как комплекс специальных процедур, приемов и методов, обеспечивающих реализацию системного подхода. Системный анализ характеризуется не специфическим научным аппаратом, а упорядоченным, логически обоснованным подходом к исследованию проблемы и использованию соответствующих методов их решения, которые могут быть разработаны в рамках других наук.

б) Принцип обратной связи.

Этот принцип Н. Винер называл «душой кибернетики». Принцип обратной связи следует отличать от самой обратной связи. Обратная связь подразумевает наличие канала для передачи информации (воздействия) от управляемого объекта (с его выходов) к управляющему.

Принцип обратной связи есть принцип коррекции входных воздействий в процессе управления на основе информации о выходе управляемой системы, которая вместе с регулятором, корректирующим входные воздействия на основе использования информации о выходе, образует замкнутый контур под названием контур обратной связи (рис. 1.3.1).

Контур обратной связи

Рис. 1.3.1. Контур обратной связи: 5 — управляемая система; Я — регулятор; л: — входные воздействия; у — выход; ЯУ — корректирующее воздействие

Принцип обратной связи — это универсальный принцип управления, позволяющий в изменяющейся среде достигать заданной цели. В зависимости от характера самой цели выделяют положительные и отрицательные обратные связи.

Отрицательная обратная связь — обратная связь, предназначенная для поддержания системы в заданном состоянии (при неизменном значении описывающих ее параметров), т. е. для достижения так называемой долговечной цели.

В технических устройствах люди начали использовать этот принцип задолго до возникновения самого понятия «отрицательная обратная связь». Примером может служить регулятор Уатта, цель которого — обеспечить постоянство скорости вращения вала двигателя внутреннего сгорания, паровой машины и т. п. В живом организме с помощью отрицательных связей поддерживаются физиологические константы (температура тела, кровяное давление и т. п.).

Метрология, стандартизация и сертификация, представляющие собой сложные системы, обладают развитым механизмом обратных связей. Однако в связи с тем, что в данных системах практически отсутствуют «долговечные» цели, т. е. цели в виде поддержания некоторых параметров на заданном уровне, основной тип обратных связей в указанных системах — положительные обратные связи.

Положительная обратная связь — обратная связь, предназначенная для перевода системы в новое состояние, которое зависит от сложившейся конкретной ситуации, т. е. для достижения текущей (меняющейся, конкретизирующейся) цели. В технических устройствах положительная обратная связь используется для увеличения их коэффициента передачи.

Положительная обратная связь является более сложной, чем отрицательная. На основе отрицательных обратных связей управление осуществляется по достаточно жесткой программе, при управлении на основе положительных обратных связей программа не должна быть жесткой.

в) Закон необходимого разнообразия.

По определению У. Эшби, число различных состояний системы или логарифм этого числа по основанию 2 есть разнообразие системы. Система в своем поведении может принимать различные состояния, значения ее параметров могут меняться. Однако вследствие каких-либо условий, ограничений, внутренних свойств системы и т. д. из всех теоретических мыслимых состояний практически реализуемыми оказывается меньшее число состояний. Такое уменьшение числа возможных состояний есть ограниченное разнообразие.

Всякий закон природы есть ограничение разнообразия, поскольку из всех мыслимых состояний, связываемых им объектов он указывает область реально возможных их состояний, параметров, форм и т. п.

Задача управления есть задача ограничения разнообразия, ибо управление осуществляется с целью приведения системы в некоторое заданное состояние и поддержания этого состояния. У. Эшби сформулировал закон необходимого разнообразия, который утверждает, что ограничение в поведении управляемого объекта достигается только за счет увеличения разнообразия воздействия органа управления. Или более лаконично: только разнообразие может уничтожить разнообразие. Этот закон имеет фундаментальное следствие, в частности, он устанавливает, что эффективное управление в сложных системах неосуществимо с помощью «простых средств».

г) Принцип «черного ящика».

«Черный ящик» — система, о внутреннем строении и поведении которой сведений нет, но существует возможность воздействовать на ее входы и воспринимать воздействия ее выходов. Метод «черного ящика» заключается в том, что система изучается не как совокупность взаимодействующих элементов, а как нечто целое (неделимое), взаимодействующее со средой на своих входах и выходах. Метод «черного ящика» применим в различных ситуациях. Во-первых, конструкция системы может не интересовать наблюдателя, которому важно знать только поведение системы. Так, при пользовании телевизором новой марки при отсутствии институциональных ограничений наблюдатель устанавливает назначение того или иного регулятора по тому воздействию, которое он оказывает на функционирование телевизора. В этом случае телевизор — «черный ящик»; изменение положения регуляторов — входные воздействия; звук, изображение — выходы.

Во-вторых, этот способ используется при недоступности внутренних процессов системы для исследования. Например, изучение сертификации новых лекарственных средств.

В-третьих, метод «черного ящика» используется при исследовании систем, все элементы и связи которых в принципе доступны, но либо многочисленны и сложны, что приводит к огромным затратам времени и средств при непосредственном изучении, либо такое изучение недопустимо по каким-либо соображениям. Примерами могут служить проверка на готовность к эксплуатации автоматической телефонной станции, которая проводится путем «прозванивания», а не непосредственно проверкой всех блоков, схем, и т. д., и проверка действия секретного прибора, разбирать который в полевых условиях запрещено.

Метод «черного ящика» заключается в следующем:

  • 1. Предварительное наблюдение за взаимодействием системы со средой, установление списка входных и выходных воздействий. Выявление существенных воздействий. Окончательный выбор входов и выходов для исследования с учетом имеющихся средств воздействия на систему и средств наблюдения за ее поведением.
  • 2. Воздействие на входы системы и регистрация ее выходов. В процессе изучения наблюдатель и «черный ящик» образуют систему с обратной связью. Первичные результаты исследования представляют собой множество пар, состояние входа и состояние выхода.
  • 3. Установление зависимости между входом и выходом системы.

Установление такой зависимости — однозначной или вероятностной — возможно только в случае, если система в своем поведении обнаруживает ограниченное разнообразие. По мере исследования системы и все более глубокого проникновения в суть происходящих в ней процессов необходимость в использовании принципа «черного ящика» отпадает.

д) Принцип моделирования.

Моделирование — создание моделей. Модель представляет собой отображение каким-либо способом существенных характеристик, процессов их взаимосвязей реальных систем. В основе моделирования лежит принцип аналогии.

Аналогия — подобие, сходство предметов в каких-либо свойствах, признаках, отношениях. Убедившись в аналогичности двух объектов, предполагают, что функции, свойства одного объекта присущи другому, для которого они не установлены. Метод аналогий состоит в том, что изучается один объект — модель, а выводы переносятся на другой — оригинал.

Модели создаются самые разные:

  • • графическая модель — объект, геометрически подобный оригиналу (географическая карта);
  • • геометрическая — объект, подобный оригиналу по форме (слепок);
  • • функциональная — объект, отображающий поведение оригинала (любая действующая модель);
  • • символическая — выражается с помощью абстрактных символов (программа для ЭВМ);
  • • статистическая — описывает взаимосвязи между элементами, имеющие случайный характер (схема Бернулли);
  • • описательная (дескриптивная) — словесное описание, сравнительные характеристики (различные определения);
  • • математическая — совокупность уравнений или неравенств, таблицы, матрицы и другие способы описания оригинала.

Строятся также смешанные модели.

Модель как инструмент исследования позволяет на основе регулирования исходными параметрами, предположениями прогнозировать поведение системы. Модель может быть использована в качестве инструмента для контроля над деятельностью системы, в качестве средства обучения.

Кроме этого, модель является средством упрощения объекта для его изучения, поскольку позволяет исследовать систему с точки зрения ее существенных характеристик, абстрагируясь от побочных влияний среды.

Среди методов упрощения моделей можно назвать:

  • • исключение из рассмотрения ряда переменных: а) исключение несущественных; б) агрегирование;
  • • изменение природы переменных: а) рассмотрение переменных как констант (например, путем замены случайной величины ее математическим ожиданием); б) рассмотрение дискретных величин как непрерывных и наоборот;
  • • изменение характера связи между элементами, например, замена нелинейных зависимостей на линейные;
  • • изменение ограничений — снятие или введение новых.

Моделирование — одно из важнейших средств кибернетического подхода изучения состояния функционирования метрологии, стандартизации и сертификации.

е) Принцип гомеостазиса.

Понятие гомеостазиса развил английский нейрофизиолог кибернетик У. Росс Эшби, который определил гомеостазис как способность системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значение существенных характеристик в некоторых заданных пределах. Гомеостатическая система устойчива и находится в состоянии равновесия. Свойства устойчивости означают целеустремленное поведение системы, выражающееся в стремлении не успокаиваться до тех пор, пока не достигнуто состояние равновесия. Гомеостазис реализуется с помощью отрицательных обратных связей и представляет собой одну из форм реализации принципа обратной связи.

Гомеостазис метрологии, стандартизации и сертификации предполагает согласованность между взаимодействием данных систем и их саморегулированием в процессе приспособления системы к институциональной среде.

Высший тип данных систем — самонастройка. Самонастройка представляет собой такой процесс адаптации системы, при котором процесс перестройки внутренних связей происходит без вмешательства извне. Гомеостазис метрологии, стандартизации и сертификации должен учитывать не только соотношение технико-экономических факторов, но и соотношений интересов, взаимодействующих структурных единиц.

В кибернетике, кроме рассмотренных, разработаны принципы внешнего дополнения, отбора информации, оптимума и др.

В квазилинейном приближении целесообразно применение к такой сложной системе взаимодействия принципа суперпозиции, по которому рассматривается по отдельности каждая система метрологии, стандартизации и сертификации, а далее формируется их взаимодействие.

С позиции непрерывного улучшения качества продукции, товаров и услуг процесс управления качеством метрологии, стандартизации и сертификации можно представить в виде обобщенной структурной схемы (рис. 1.3.2).

О

_У_.

ИР

?-

Ус

Рис. 1.3.2. Обобщенная структура качества метрологии, стандартизации и сертификации: О — объект (система метрологии, стандартизации или сертификации); ИР — институциональный регулятор; Ус — уставка (настройка) на заданный уровень качества; х, у — вход и выход системы, соответственно

Система качества продукции, товаров или услуг обобщает и использует системное взаимодействии метрологии, стандартизации и сертификации в структуре, показанной на рис. 1.3.3.

I

Обобщенная иерархическая структура системного взаимодействия метрологии, стандартизации и сертификации как институтов качества

Рис. 1.3.3. Обобщенная иерархическая структура системного взаимодействия метрологии, стандартизации и сертификации как институтов качества: СМ К — систем менеджмента качества; М — система метрологии; СТ — система стандартизации; СР — система сертификации; ИР — институциональный регулятор; Ум, Уст, Уср — настройки системы метрологии, стандартизации и сертификации,

соответственно; I, II, III — уровни качества

II

III

Такая иерархия вполне оправданна, поскольку система менеджмента качества измеряет процессы качества через степень удовлетворения потребителей качеством продукции, товаров и услуг.

Вопросы и задания для самопроверки

  • 1. Какими параметрами характеризуются структурные элементы метрологии, стандартизации и сертификации?
  • 2. Каким образом формируется поле развития метрологии, стандартизации и сертификации?
  • 3. Охарактеризуйте метрологию, стандартизацию и сертификацию как динамические системы.
  • 4. Какая типовая кривая характеризует состояние функционирования динамических систем «Метрология», «Стандартизация» и «Сертификация» как институтов качества?
  • 5. В чем сущность и различие структурных элементов метрологии, стандартизации и сертификации.

  • [1] Исаев В.В., Немчин А. М. Общая теория социально-экономических систем. СПб.: Бизнес-пресса, 2002.
 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы