Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Арютов Б. А., Важенин А. Н., Пасин А. В.,
2.1. Структура системы «исследования – оптимизация – производственный процесс»
В основе сельскохозяйственной практики лежат информация, традиции, интуиция [27 и др.]. Цель исследований - увеличить вес первой из названных компонент и в разумном сочетании со второй и третьей добиться повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Растущая эффективность - стимул, который при прочих равных условиях заставляет двигаться вперед. Накопление знаний не обязательно приводит к росту эффективности, однако с их помощью можно принять решение, которое позволит ее повысить. Не менее важен и тот факт, что повышение уровня знаний формирует правильную реакцию в ситуациях, когда среда, в которой осуществляется производство, претерпевает существенные изменения.
Научные знания не могут относиться только к конкретным результатам наблюдений, они содержат концептуальные схемы или гипотезы, которые помогают осмыслению складывающихся производственных ситуаций. Непрерывное взаимодействие между гипотезами (предположениями о механизмах процессов) и данными наблюдений (фактами об этих процессах) ведут к прогрессу.
Сопоставляя концепции и наблюдения, исследователь стремится к тому, чтобы совпадение их было по возможности точным и охватывало максимальное число «точек соприкосновения». Это имеет прямое отношение к моделированию, т.к. если наблюдения выражаются последовательностью чисел, то и гипотезу следует выражать в количественной форме. Иными словами, для выражения теоретических концепций необходимо привлекать математический аппарат.
Важно подчеркнуть, что возникновению идей и гипотез математика не способствует. Она лишь предоставляет набор инструментов, с помощью которых возможно выражение концепций в форме, позволяющей получать количественные прогнозы, и затем сопоставить последние с действительностью.
Подход к математическому моделированию систем определяется поставленной целью, которая зависит от сущности проблемы, подлежащей исследованию. В этой связи необходимо рассмотреть три вида деятельности: фундаментальные, прикладные исследования и проектирование (рис. 2.1).
Проектирование - это вид деятельности или процесс, который неразрывно связан с производственным процессом и является составляющим ее структуры. Продукт, формируемый на выходе процесса проектирования, - знания, которые в частности могут быть представлены в форме переменных состояния. Допускается, что величины этих переменных в каждый момент времени принимают вполне определенные значения, которые могут быть измерены.
Любая деятельность в производстве связана с потреблением ресурсов. В простейшем случае это - труд, капитал, сырье. Однако при этом характер капиталовложений отражает степень развития прикладных научных дисциплин, т.е. технологический уровень, т.к. последний определяет форму использования ресурсов.
На рис. 2.2 курсивом показаны переменные состояния, описывающие систему в определенный момент времени. Фундаментальные исследования количественной оценке не поддаются, затраты на них трудно прогнозируются. Все остальные переменные характеризуют потоки либо процессы и имеют размерность 
. Капиталовложения включают в себя наращивание, обновление и поддержание фондов.
Таким образом замыкается петля обратной связи. Различия между фундаментальными исследованиями Rb, проектированием D и прикладными исследованиями Rа, а так же пути, с помощью которых все эти виды деятельности способствуют накоплению фундаментальных Кb и прикладных Ка знаний, уточняются.
Проектирование обычно связано с попыткой усовершенствовать технологию (прикладные знания) в тех областях, где современный уровень фундаментальных наук позволяет решить эту проблему.
При проектировании происходит трансформация определенной части фундаментальных знаний к виду, удобному для практического использования.
Прикладные исследования можно рассматривать как вид деятельности, в которой сочетаются отдельные особенности фундаментальных исследований и проектирования.
Динамическая модель, прогнозирующая изменение прикладных знаний во времени, может быть записана в виде
, (2.1)
где t - время.
Расширение знаний возможно двумя путями: совершенствованием методов и средств экспериментирования; развитием соответствующих идей и концепций. Первый подход связан с описанием изучаемого объекта, второй - с попыткой объяснения его сущности. Для осуществления второго подхода необходимо соотнести описание реакции производственной системы в целом с описаниями других явлений, которые свойственны более низким уровням этой организационной иерархии.