Bài giảng môn phân tích hệ thống kinh tế

GS -TSKH NGUYỄN MẬU BÀNH









PHÂN TÍCH
HỆ THỐNG KINH TẾ

Giảng viên: TS Nguyễn Thế Quân,
Khoa Kinh tế và Quản lý Xây dựng, Đại học Xây dựng
0914897926













TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG, 2014

2

MỤC LỤC
MỤC LỤC 2

CHƯƠNG I: HỆ THỐNG 7

1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7

1.1. Định nghĩa 7

1.1.1. Đặc điểm 7

1.1.2. Định nghĩa hệ thống 7

1.2. Tính chất 8

1.3. Các đặc trưng cơ bản của hệ thống 9

1.3.1. Phần tử 9

1.3.2. Hệ thống 9

1.3.3. Môi trường 10

1.3.4. Đầu vào 10

1.3.5. Đầu ra 10

1.3.6. Phép biến đổi của hệ thống 10

1.3.7. Trạng thái của hệ thống 11

1.3.8. Độ đa dạng của hệ thống 12

1.3.9. Mục tiêu của hệ thống 12

1.3.10. Hành vi của hệ thống 12

1.3.11. Chức năng của hệ thống 12

1.3.12. Cơ cấu (cấu trúc) của hệ thống 13

1.3.13. Cơ chế của hệ thống 13

2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG 13

2.1. Nguyên tắc 13

2.2. Phân loại 13

2.2.1. Căn cứ vào nguyên nhân xuất hiện và hoạt động của hệ thống 13

2.2.2. Theo mức độ quan hệ với môi trường 13

2.2.3. Theo độ đa dạng 14

2.2.4. Theo sự phụ thuộc vào yếu tố thời gian 14

2.2.5. Theo tính chất thay đổi trạng thái 14

2.2.6. Theo mức độ biểu hiện cơ cấu 14

2.2.7. Theo tính chất ổn định 14

2.2.8. Theo dạng phân cấp 15

2.2.9. Hệ điều khiển được 15

2.2.10. Phân loại theo tiêu chí toán học 15

3. HỆ THỐNG KINH TẾ 15


3

3.1. Khái niệm 15

3.2. Đặc điểm của hệ thống kinh tế 16

4. CÁC PHƯƠNG THỨC TỔ CHỨC HỆ THỐNG 17

4.1. Những cách ghép các phần tử của hệ thống 17

4.2. Biểu diễn toán học 18

4.3. Đánh giá hệ thống 19

4.3.1. Năng lực thông qua (năng suất biến đổi) 19

4.3.2. Độ tin cậy của hệ thống 19

5. CÁC QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỦ YẾU ĐỂ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
19

5.1. Quan điểm 19

5.1.1 Quan điểm vĩ mô (Macro) 19

5.1.2. Quan điểm vi mô (Micro) 20

5.1.3. Quan điểm tiếp cận hệ thống 20

5.2. Phương pháp nghiên cứu 21

5.2.1. Phương pháp mô hình hoá 21

5.2.2. Phương pháp “hộp đen” 21

5.2.3. Phương pháp phân tích hệ thống 22

CHƯƠNG II: ĐIỀU KHIỂN 23

1. KHÁI NIỆM CHUNG 23

1.1. Khái niệm điều khiển 23

1.2. Mô hình cơ chế điều khiển 23

1.3. Hệ thống điều khiển được 24

1.4. Hệ thống sản xuất như một hệ thống điều khiển được 24

2. CÁC LOẠI HÌNH ĐIỀU KHIỂN 26

2.1. Điều khiển theo chương trình 26

2.2. Điều khiển có điều chỉnh theo đầu ra 27

2.3. Điều khiển săn đuổi (theo vết) 27

2.4. Điều khiển thích nghi 28

2.5. Điều khiển tối ưu 29

2.6. Các phương pháp điều khiển ổn định (điều chỉnh nhiễu) 29

3. CÁC NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN 32

3.1. Nguyên lý liên hệ ngược (Wiener) 32

3.2. Nguyên lý bổ sung ngoài (Beer) 34

3.3. Nguyên lý độ đa dạng cần thiết (Ashby) 36

3.4. Nguyên lý phân cấp 36

3.5 Nguyên lý liên tục 37


4

3.6. Nguyên lý khâu xung yếu (nút “cổ chai”) 37

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT HỆ THỐNG VÀO QUẢN LÝ KINH TẾ VĨ MÔ
38

1. Các hệ thống kinh tế và việc ứng dụng lý thuyết hệ thống để phân tích hoạt động của
chúng 38
2. Nền kinh tế Tư bản giai đoạn cạnh tranh hoàn toàn 38

2.1. Đặc điểm 38

2.2. Mô tả hệ thống 39

3. Nền kinh tế tư bản Nhà nước 42

4. Nền kinh tế xã hội chủ nghĩa tập trung bao cấp 43
5. Tập trung và phi tập trung trong quản lý kinh tế 45

CHƯƠNG IV: MÔ HÌNH HỆ THỐNG HOẠT ĐỘNG (HỆ THỐNG VI MÔ) 49

1. Hoạt động học hệ thống 49

1.1. Khái niệm hoạt động học 49

1.2. Các loại mô hình hoạt động học 49

1.3. Hệ thống hoạt động học 50

2. Chuỗi hoạt động học 51

2.1. Hình thành chuỗi hoạt động học 51

2.2. Đảm bảo chuỗi hoạt động 52

2.3. Đảm bảo gián tiếp chuỗi 53
2.4. Mạng hoạt động học dạng chuỗi 54

3. Cơ cấu hoạt động học 57

3.1. Sự hình thành cơ cấu hoạt động học 57

3.2. Đảm bảo trực tiếp cơ cấu 59

3.3. Đảm bảo gián tiếp hoạt động 60
3.4. Mạng hoạt động cơ cấu 61

4. Hệ thống hoạt động 66

4.1. Sự hình thành hệ thống hoạt động học 66

4.2. Đảm bảo trực tiếp hệ thống 67

4.3. Đảm bảo gián tiếp hệ thống 67
4.4. Mạng hệ thống hoạt động 68

5. Đoạn hệ thống 70

5.1 Sự hình thành đoạn hệ thống 70

5.2. Phân loại đoạn hệ thống 71

5.3. Đặc tính đoạn hệ thống 72
5.4. Đoạn hệ thống chọn lọc 75

6. Phân nhỏ hệ thống 75


5

6.1. Sự phân nhỏ cơ bản hệ thống 75

6.2. Hình thành hệ thống con 77

6.2.1. Phân nhỏ hệ thống kiểu ngang 78

6.2.2. Phân nhỏ hệ thống kiểu dọc 78

6.3. Mở rộng hệ thống 82

6.4. Ứng dụng sự chia cắt hệ thống 83

7. Sự hợp nhất hệ thống 83

7.1. Trạng thái hợp nhất 83

7.2. Các loại hợp nhất 84

CHƯƠNG V. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 87

1. KHÁI NIỆM CHUNG 87

1.1. Thiết kế hệ thống 87

1.2. Yêu cầu khi thiết kế hệ thống 87

a. Sự đơn giản 87

b. Sự linh hoạt 87

c. Độ tin cậy 87

d. Tính kinh tế 87

e. Khả năng chấp nhận được 87

1.3. Quá trình thiết kế hệ thống 88

a. Định hướng vấn đề 88

b. Lựa chọn mô hình 88

c. Xác định những yếu tố cơ bản 88

2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ 88

2.1. Tầm mức và các cấp của hệ thống quản lý 88

2.2. Cách phân chia bộ phận cơ bản 91

2.2.1. Phân chia bộ phận theo số lượng 91

2.2.2. Phân chia bộ phận theo thời gian 91

2.2.3. Phân chia theo bộ phận chức năng 91

2.2.4. Phân chia bộ phận theo địa dư 92

2.2.5. Phân chia bộ phận của hệ thống theo sản phẩm 94

2.2.6. Phân chia bộ phận hệ thống theo khách hàng 95

2.2.7. Phân chia bộ phận hệ thống hướng thị trường 96

2.2.8. Phân chia bộ phận hệ thống theo quá trình hay thiết bị 97

2.2.9. Phân chia bộ phận hệ thống theo các dịch vụ 97

2.2.10. Phân chia bộ phận hệ thống theo ma trận (hay bàn cờ) 98

3. CÁCH PHÂN CHIA QUYỀN HẠN TRONG CƠ CẤU TỔ CHỨC HỆ THỐNG 100

3.1. Khái niệm trực tuyến và tham mưu 100


6

3.1.1. Trực tuyến 100

3.1.2. Tham mưu 100

3.2. Khái niệm về quyền hạn theo chức năng 102

3.2.1. Quyền hạn theo chức năng 102

3.2.2. Phạm vi quyền hạn theo chức năng 103

4. MỘT SỐ MÔ HÌNH CƠ CẤU TỔ CHỨC QUẢN LÝ 105

4.1. Thiết kế hệ thống theo quan hệ trực tuyến 105

4.2. Thiết kế hệ thống theo quan hệ chức năng 105

4.3. Thiết kế hệ thống theo quan hệ trực tuyến – tham mưu: 106

4.4. Thiết kế hệ thống theo quan hệ trực tuyến – chức năng: 107

4.5. Thiết kế hệ thống theo cơ cấu ma trận – bàn cờ 108



7

CHƯƠNG I: HỆ THỐNG

1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. Định nghĩa

Để đi đến khái niệm hệ thống, chúng ta xem xét các sự vật, hiện tượng mà từ trước tới nay
chúng ta luôn coi là hệ thống:
- Chiếc đồng hồ là một hệ thống: nó bao gồm các bộ phận hợp thành (hay còn gọi là các
phần tử) như các bánh răng, dây tóc, kim, mặt số và chúng liên kết với nhau theo
một quy luật cơ học nhất định hoặc quy luật điện tử nhất định.
- Hệ mặt trời: bao gồm mặt trời, trái đất, các sao kim, mộc, thuỷ, hoả, thổ … chúng liên
kết với nhau qua luật hấp dẫn vũ trụ (lực này có độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng và tỉ
lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật thể).
- Cơ thể (con người hay động vật): là hệ sinh học với các bộ phận cấu thành liên kết với
nhau theo các quy luật sinh học, vật lý, hoá học và tạo thành cơ thể sống có thể thực
hiện nhiều chức năng để tồn tại và phát triển.
- Ngôn ngữ của một dân tộc: các phần tử là các chữ cái liên kết với nhau theo một quy
tắc ngữ pháp nhất định tạo thành ngôn ngữ để giao tiếp và truyền thông tin.
- Nền kinh tế quốc dân: là tập hợp các ngành sản xuất ra của cải, vật chất tiêu dùng cho
xã hội được liên kết với nhau thông qua các quy luật kinh tế cơ bản của các phương
thức sản xuất.
- Doanh nghiệp sản xuất: là hệ thống mà phần tử của nó là các yếu tố sản xuất như
nguyên, nhiên, vật liệu, lao động, tiền vốn… được liên kết với nhau thông qua mối
quan hệ công nghệ, kinh tế để tạo ra sản phẩm có ích cho xã hội.
- Hệ thống các chính sách quản lý kinh tế: như là cơ chế quản lý, chính sách tín dụng,
xuất nhập khẩu, thuế quan hệ với nhau, ảnh hưởng lẫn nhau, tạo thành một tập hợp
đồng bộ thì có khả năng điều khiển nền kinh tế nhằm đạt được những mục tiêu xác
định.
Thuật ngữ hệ thống bao trùm nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng đều mang ý nghĩa những thành
phần hợp thành và tương tác với nhau. Từ các ví dụ trên, chúng ta có thể nêu ra các đặc điểm
chung của hệ thống.
1.1.1. Đặc điểm
- Có nhiều bộ phận (phần tử) hợp thành.
- Các bộ phận (phần tử) có quan hệ với nhau, ảnh hưởng, tác động đến nhau theo một
quy luật nhất định.

- Các bộ phận (phần tử) phải hợp thành một thể thống nhất (một nhất thể) có các tính
chất hay đặc trưng thực hiện các chức năng mà các phần tử nằm riêng lẻ không có
hoặc không thể thực hiện được.
1.1.2. Định nghĩa hệ thống
Từ những đặc điểm trên ta có thể định nghĩa hệ thống như:
- Hệ thống là một tập hợp các phần tử có liên hệ với nhau, tác động qua lại lẫn nhau
một cách có quy luật để tạo thành một thể thống nhất có thể thực hiện một số chức

8

năng hay một số mục tiêu nhất định.
- Hệ thống là một tập hợp phức tạp được tổ chức, sắp xếp hay kết hợp theo quy luật
nhất định.
- Hệ thống là một tập hợp các phần tử trong đó thực hiện một hay nhiều quan hệ cho
trước.
- Hệ thống là mô hình “hộp đen” – (black box): là cơ cấu có đầu vào và đầu ra. Tại
mỗi thời điểm, đầu vào tiếp nhận các tác động (còn gọi là kích thích) từ bên ngoài, đầu
ra là các phản ứng đáp lại các tác động nói trên.
X Y=F(X)
§Çu vµo §Çu ra
HÖ thèng

Hình 1.1. Hệ thống là mô hình “hộp đen”
Đầu vào của hệ thống có thể là năng lượng, vật liệu, lao động, thông tin; đầu ra có thể
là các sản phẩm, dịch vụ, thông tin… Hệ thống là cơ cấu có khả năng biến đổi đầu vào
(ký hiệu là X) thành đầu ra (ký hiệu là Y): Y = F(X). F là ánh xạ biến đổi vào – ra.
- Hệ thống là mô hình “hộp trắng” là cơ cấu có đầu vào – đầu ra đều phụ thuộc thời
gian. Tức là tại mỗi thời điểm t có thể mô tả hệ thống dưới dạng Y(t) = F[X(t)], trong
đó F là toán tử biến đổi.
- Hệ thống là một dòng chảy: thông tin, năng lượng, lao động, vật chất.

1.2. Tính chất
Từ định nghĩa và phân tích các đặc điểm của hệ thống ta thấy hệ thống có những tính chất cơ
bản sau:
Tính chất 1: Mối quan hệ giữa các phần tử của hệ thống là mối quan hệ biện chứng. Chúng
tác động qua lại lẫn nhau, ảnh hưởng lẫn nhau. Nếu một thay đổi xảy ra ở mỗi bộ phận hay
một số bộ phận thì nó ảnh hưởng đến các bộ phận khác của hệ thống. Bộ phận (phần tử) này
là nguyên nhân thì bộ phận (phần tử) kia là kết quả. Bộ phận (phần tử) này là nội dung thì bộ
phận (phần tử) kia là hình thức Do đó sự thay đổi trong một thành phần nhất định hay một
bộ phận những thành phần của hệ thống sẽ có một hiệu quả trực tiếp hay gián tiếp đến hệ
thống tuỳ theo sự quan trọng, vai trò hay chức năng của thành phần đó.
+ Hệ thống kinh tế quốc dân bao gồm các yếu tố: vốn, lãi suất, tỷ giá hối đoái, các
ngành sản xuất kinh doanh, các ngành công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây
dựng, thuỷ lợi có mối quan hệ tác động qua lại lẫn nhau trong việc thực hiện mục
tiêu của nền kinh tế .
+ Mỗi thành viên trong doanh nghiệp có quan hệ công nghệ, kinh tế với nhau nhằm
thực hiện mục tiêu của doanh nghiệp.
Tính chất 2: Bất kỳ một sự thay đổi về lượng (cũng như về chất) của mỗi phần tử đều có thể
đẫn đến sự thay đổỉ về lượng (cũng như về chất) của các phần tử khác của hệ thống và cả hệ
thống (và ngược lại).
Điều này có nghĩa hệ thống phải được coi như một tổng thể hoạt động, thay đổi các phần tử
và các mối quan hệ là thay đổi bản chất bên trong của hệ thống .
Sự tăng trưởng của các ngành kinh tế dẫn đến sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân.
Tính chất 3: khi sắp các phần tử của hệ thống theo một chách thức nào đó sẽ tạo ra khả năng
mới của hệ thống (gọi là “tính trồi”) mà các phần tử riêng rẽ không thể có được.
Tính trồi của hệ thống là tính chất không thể có trong các phần tử riêng lẻ, là một trong những

9

hình thức biểu hiện của nguyên lý biện chứng “những sự thay đổi về lượng dẫn đến sự thay
đổi về chất”. Hệ thống như một cơ thể gắn bó hữu cơ, do sự biến đổi cơ cấu các mối liên hệ

giữa các phần tử tạo nên sự thay đổi về chất của hệ thống cho nên một phần tử đứng trong
một tổng thể hệ thống thì không đồng nhất với phần tử tương tự khi tách riêng ra.
Tính trồi là tiêu chuẩn để nhận biết và đánh giá hệ thống, nó nói lên hiệu quả tương tác thật sự của
nhiều thành phần tạo nên một hiệu quả hơn hẳn những thành phần tác động riêng biệt.
1.3. Các đặc trưng cơ bản của hệ thống
1.3.1. Phần tử
Là tế bào nhỏ nhất tạo nên hệ thống. Nó có tính độc lập tương đối , thực hiện một chức năng
nhất định và không thể phân chia thêm được nữa dưới giác độ hoạt động của hệ thống đó.
Với cùng một đối tượng nghiên cứu, khái niệm phần tử có thể là khác nhau tuỳ thuộc vào
từng giác độ nghiên cứu. Chẳng hạn, theo hệ thống quản lý trước đây thì phần tử của hệ thống
quản lý sản xuất nông nghiệp là các hợp tác xã nông nghiệp thì hiện nay trong cơ chế quản lý
mới thì phần tử của hệ thống sản xuất nông nghiệp lại là các hộ nông dân.
Đặc trưng cơ bản của phần tử của một hệ thống là chức năng độc lập mà nó thực hiện và khả
năng xác lập mối liên hệ với các phần tử khác.
Tr¹ng th¸i
-
hµnh vi
Qu¸ tr×nh biÕn ®æi
CÊu tróc hÖ thèng
§Çu vµo
PhÇn tö
§Çu ra
Môc tiªu
M«i trêng

Hình 1.2. Các thành phần của hệ thống
1.3.2. Hệ thống
Là một tập hợp có sắp xếp của các phần tử tương quan và tương tác với nhau tạo nên một
chỉnh thể thống nhất và nhờ đó có được những thuộc tính mới gọi là tính trồi.
Như vậy, hệ thống không phải là một phép cộng giản đơn các phần tử của nó. Các phần tử

này cần phải được sắp xếp theo một trật tự nhất định, tương quan và tương tác với nhau một
cách chặt chẽ theo mối liên hệ nhân quả. Điều đó có nghĩa là sự thay đổi của một hay một số
phần tử, sự thay đổi của một hay một số mối liên hệ giữa các phần tử sẽ dẫn đến sự thay đổi
dây chuyền ở các phần tử hay các mối liên hệ khác. Các phần tử càng liên hệ chặt chẽ với
nhau bao nhiêu thì khả năng để chúng tạo nên một hệ thống mới càng nhiều bấy nhiêu. Giữa
các phần tử có các mối liên hệ: vật chất, năng lượng, giá trị và thông tin. Giữa các phần tử có
thể tồn tại một hoặc nhiều mối liên hệ khác nhau.
Nếu hệ thống gồm n phần tử thì số lượng tối đa các mối liên hệ giữa các phần tử được xác
định bằng hệ thức:
H = n(n 1) (1.1)
Sự phân chia các hệ thống là rất tương đối. Mỗi hệ đều có thể đặc trưng và nghiên cứu theo

10

những giác độ khác nhau do quan điểm của người nghiên cứu quyết định. Mặt khác, mỗi hệ
thống đều có thể xem như một phần tử của một “siêu hệ” (hệ bậc cao hơn), đồng thời mỗi
phần tử hay một nhóm các phần tử của hệ thống đó trong những điều kiện nhất định lại có thể
được xem như một hệ thấp hơn nếu có.
1.3.3. Môi trường
Gồm tất cả các phần tử không nằm trong hệ thống nhưng lại có sự tác động qua lại với hệ
thống.
Một hệ thống chỉ có thể tồn tại và phát triển bình thường khi nó quan hệ chặt chẽ với môi
trường. Mối liên hệ của hệ thống với môi trường cũng có thể là liên hệ vật chất, liên hệ năng
lượng và liên hệ thông tin.
Mặt khác để hệ thống có thể phát triển lành mạnh thì môi trường phải đồng chất với hệ thống.
Chẳng hạn khi một xí nghiệp chuyển sang sản xuất hàng hoá, thiết lập hoạt động của mình theo
cơ chế thị trường thì môi trường chính trị, xã hội, kinh tế, luật pháp, tâm lý v.v… cũng phải hoạt
động theo cơ chế đó thì mới tạo điều kiện cho xí nghiệp tồn tại và phát triển được.
1.3.4. Đầu vào
Là tác động của môi trường lên hệ thống. Đầu vào được ký hiệu là [X].

Đối với một doanh nghiệp thì đầu vào của nó là máy móc, thiết bị, nhà xưởng, nguyên, nhiên,
vật liệu, lao động, qũy tiền lương, vốn vay của ngân hàng, thông tin, phương pháp công nghệ,
nhu cầu thị trường, giá thị trường
Trong quan hệ với các hệ quản lý cấp cao hơn, hệ thống còn nhận được các thông tin đầu vào
dưới dạng thông tin điều khiển như quy định, chỉ thị, chỉ dẫn cùng các thông tin biểu hiện tác
động nhiễu của môi trường đối với hợp đồng của hệ thống.
1.3.5. Đầu ra
Là tác động trở lại của hệ thống đối với môi trường. Đầu ra được ký hiệu là [Y].
Đối với một doanh nghiệp thì đầu ra của nó là sản phẩm, chất lượng, năng suất, giá thành sản
phẩm, chất thải của sản xuất v.v… Những thông tin báo cáo của hệ thống cho siêu hệ cũng là
đầu ra của nó.
Sự tác động qua lại của hệ thống đối với môi trường có thể biểu diễn bằng sơ đồ sau:



Hình 1.3. Sơ đồ tác động qua lại của hệ thống đối với môi trường
1.3.6. Phép biến đổi của hệ thống
Là khả năng thực tế khách quan của hệ thống trong việc biến đầu vào thành đầu ra.
Phép biến đổi của hệ thống thường được đặc trưng bằng một toán tử biến đổi, ký hiệu là T.
Lúc đó hệ thống có thể được biểu diễn qua phép biến đổi như sau:
Y = TX (1.2)
Trong kinh tế người ta thường dùng các toán tử tuyến tính để biểu diễn phép biến đổi. Các
toán tử tuyến tính vừa đơn giản song lại có thể biểu diễn phép biến đổi của các hệ thống kinh
tế một cách khá chính xác. Các toán tử tuyến tính thoả mãn điều kiện:
T (C
1
X
1
+ C
2

X
2
) = C
1
T(X
1
) + C
2
T(X
2
)
Các toán tử tuyến tính thường được sử dụng là:
S
X Y

11

a. Toán tử tỷ lệ: Đầu ra của hệ thống bằng đầu vào nhân với một số thực k nào đó:
Y = kX (1.3)
b. Toán tử vi phân: Nếu đầu vào X của hệ thống là một hàm của một tham số t nào đó tức là X
= f (t) thì đầu ra của hệ thống bằng vi phân của hàm số biểu diễn đầu vào của nó.
)t(f
dt
d
Y  (1.4)
c. Toán tử tích phân: Đầu ra của hệ thống được xác định như nguyên hàm hoặc tích phân của
đầu vào X = f(t).
Y = f (t) dt (1.5)
d. Toán tử sai phân: Nếu tập hợp các giá trị của đầu vào có thể biểu diễn dưới dạng một chuỗi
x

1
, x
2
, ,x
n
thì đầu ra Y được xác định bằng biểu thức:
Y = x
i
=x
i + 1
-x
i
(1.6)
e. Toán tử tổng: Đầu ra của hệ thống bằng tổng một số đầu vào nào đó:



t
i
XY (1.7)
g. Toán tử lệch (dịch) phải (tiến), ký hiệu E: Nếu các giá trị của đầu vào lập thành chuỗi x
1
,
x
2
, x
n
thì đầu ra thực sự là dịch chuyển sang phải một giá trị.
Y = Ex
i

= x
i + 1
(1.8)
h. Toán tử lệch (dịch) trái (lùi), kí hiệu là E
-1
: Đầu ra là sự dịch chuyển đầu vào sang trái một
giá trị.
Y = E
-1
x
1
= x
i

-1
(1.9)
Ta có thể thực hiện mọi phép biến đổi toán tử như cộng, trừ, nhân, bình phương, tìm toán tử
nghịch đảo và xác định toán tử đồng nhất.
1.3.7. Trạng thái của hệ thống
Là một khả năng kết hợp giữa các đầu ra và các đầu vào của hệ thống ở một thời điểm nhất
định.
Thông thường trạng thái của hệ thống ở một thời điểm nào đó khó có thể xác định được một
cách chắc chắn mà thường chỉ có thể nói đến các trạng thái có thể có và một khả năng để hệ
thống nằm ở trạng thái đó, đặc trưng bằng các xác suất trạng thái tương ứng. Lúc đó hệ thống
có thể biểu diễn theo giác độ trạng thái của nó như sau:








)t(Z
P


)t(Z
P


)t(Z
P
)t(Z
P
n
n
i
i
2
2
1
1
)t(S

Trong đó z
i
(t) là trạng thái có thể có thứ i của hệ thống tại thời điểm t và P
i
là xác suất để hệ
thống nằm ở trạng thái đó. Hiển nhiên là với mỗi thời điểm t ta luôn có:




n
i
i
i
p
1
1
Số lượng phần tử của hệ thống và số lượng tối đa các trạng thái có thể có của nó có mỗi liên
hệ chặt chẽ. Nếu hệ thống có n phần tử, thì số lượng tối đa các trạng thái có thể có của nó có
thể xác định bằng công thức
Z = 2
n(n-1)
= V (1.10)

12

nếu ta xác định trạng thái của hệ thống dưới dạng một mạch trong đó có, hoặc không có mối
liên hệ. Hệ thức trên cho thấy là khi số phần tử của hệ tăng lên thì số các trạng thái có thể có
của hệ thống tăng lên rất nhanh.
Nói chung các hệ thống luôn luôn vận động. Sự biến đổi của hệ thống chính là quá trình
chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, khi trong hệ thống đã diễn ra quá trình biến đổi
vật chất, biến đổi năng lượng hoặc biến đổi thông tin.
Nếu tại thời điểm t hệ thống có n trạng thái có thể có thì mỗi trạng thái có thể biểu diễn bằng
một điểm trong không gian n chiều. Không gian này được gọi là không gian trạng thái của hệ
thống (hoặc không gian pha). Số đo không gian trạng thái được gọi là số bậc tự do của nó, lúc
đó mỗi quá trình thay đổi trạng thái tương ứng với một quỹ đạo chuyển dịch của các điểm
trong không gian (người ta gọi nó là quỹ đạo pha).

Trong các hệ thức không phải mọi tọa độ đều có thể biến đổi trên toàn trục số mà thường bị
giới hạn trong những khoảng cho phép (  Z  Z
2
). Giao của những khoảng này tạo nên
miền các trạng thái cho phép.
1.3.8. Độ đa dạng của hệ thống
Là mức độ khác nhau giữa các trạng thái hoặc giữa các phần tử của hệ thống.
Nếu hệ thống có n phần tử hoặc trạng thái có thể có thì độ đa dạng của nó có thể xác định
bằng công thức:
V = log
2
n (1.11)
Hiển nhiên là độ đa dạng của hệ thống càng lớn thì hệ thống đó càng khó điều khiển hơn.
1.3.9. Mục tiêu của hệ thống
Là một trạng thái mà hệ thống mong muốn và cần đạt tới.
Không phải hệ thống nào cũng có mục tiêu, chẳng hạn các hệ thống trong thế giới vô sinh là
các hệ thống không có mục tiêu. Còn các hệ thống trong thế giới hữu sinh, đặc biệt là các hệ
thống nhân tạo luôn theo đuổi những mục tiêu nhất định. Thực chất của việc điều khiển hệ
thống trước hết là lựa chọn trong số các trạng thái có thể có của nó một hoặc một số trạng thái
mong muốn để đưa hệ thống vào trạng thái đó.
1.3.10. Hành vi của hệ thống
Là tập hợp các đầu ra Y của hệ thống. Trong một số trường hợp, thực chất của điều khiển hệ
thống là duy trì các hành vi mong muốn và loại trừ các hành vi không mong muốn.
Y = { y
1
(t), y
2
(t),…y
n
(t)}

Trong đó :
Y - Vecto hành vi tại thời điểm t.
y
i
(t) - các tham số hành vi của hệ thống tại thời điểm t.
1.3.11. Chức năng của hệ thống
Là khả năng được quy định cho hệ thống làm cho hệ thống có thể thay đổi trạng thái để từng
bước đạt đến mục tiêu đã định.
Một hệ thống chỉ tồn tại và có ý nghĩa khi nó thực hiện một chức năng riêng biệt. Trong các
hệ thống kinh tế xã hội, do khâu tổ chức bộ máy không hợp lý, có nhiều bộ phận, cơ quan tồn
tại mà thực sự không có chức năng rõ ràng hoặc nhiều bộ phận cùng thực hiện một chức năng
như nhau. Điều đó làm cho bộ máy quản lý thêm cồng kềnh, thông tin điều khiển vòng vèo,
phân tán dẫn đến hiệu quả quản lý giảm sút.

13

1.3.12. Cơ cấu (cấu trúc) của hệ thống
Là hình thức cấu tạo bên trong của hệ thống, bao gồm sự sắp xếp vị trí giữa các phần tử cùng
các mối liên hệ giữa chúng. Nhờ có cấu trúc mà hệ thống có được sự ổn định. Khi mối liên hệ
giữa các phần tử thay đổi hoặc số phần tử của hệ thay đổi thì hệ thống chuyển sang một cấu
trúc khác.
Trong các hệ thống thực tế ta gặp nhiều loại cấu trúc khác nhau. Có loại cấu trúc chặt chẽ và
cấu trúc lỏng lẻo, có cấu trúc hiện (được hình thức hóa một cách rõ ràng) và cấu trúc mờ
(không được hình thức hoá hoặc hình thức hoá không rõ ràng), có loại cấu trúc một cấp và
cấu trúc phân cấp.
Khái niệm cấu trúc có vai trò quan trọng trong nghiên cứu và điều khiển hệ thống. Tuỳ thuộc
vào cấu trúc của từng hệ thống mà có những phương pháp khác nhau để nghiên cứu và điều
khiển nó.
1.3.13. Cơ chế của hệ thống
Là phương thức hoạt động hợp với quy luật hoạt động khách quan vốn có của hệ thống. Cơ

chế tồn tại đồng thời và song song với cơ cấu của hệ thống là điều kiện để cơ cấu phát huy tác
dụng.
Trong các hệ thống tự nhiên, cơ chế hoàn toàn mang tính khách quan và hoạt động một cách
tự phát, còn đối với các hệ thống nhân tạo thì cơ chế ít nhiều đã mang tính chủ quan vì có sự
hoạt động tự giác của con người. Nếu sự can thiệp có ý thức của con người phù hợp với quy
luật hoạt động khách quan của hệ thống thì cơ chế sẽ thúc đẩy cơ cấu của hệ thống phát huy
tác dụng, ngược lại nó sẽ kìm hãm sự hoạt động bình thường của hệ thống.

2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG
2.1. Nguyên tắc
Khi tiến hành phân loại các hệ thống thường gặp trong thực tế ta cần tuân thủ những nguyên
tắc chung sau đây:
- Phải duy trì dấu hiệu phân loại trong suốt quá trình phân loại các hệ thống thành lớp.
- Không bỏ sót, tức là hợp của tất cả các lớp được phân chia phải cho ta tập hợp ban đầu.
- Không trùng lặp tức là giao của các lớp được phân chia phải là một tập hợp trống.
Dấu hiệu phân loại phải thoả mãn các điều kiện sau đây:
- Áp dụng được đối với mỗi tập hợp đã cho.
- Phản ánh được một mặt quan trọng nào đó của các hệ thống nhằm mục đích nghiên
cứu hoặc điều khiển theo khía cạnh đó.
2.2. Phân loại
Tuỳ thuộc vào các dấu hiệu phân loại khác nhau có thể phân chia các hệ thống trong thực tế
thành các loại sau đây:
2.2.1. Căn cứ vào nguyên nhân xuất hiện và hoạt động của hệ thống
Các hệ thống được phân chia thành hệ thống tự nhiên xuất hiện không có sự tham gia của con
người) và hệ thống nhân tạo (do con người thiết kế và xây dựng).
2.2.2. Theo mức độ quan hệ với môi trường
Các hệ thống được phân chia thành hệ thống mở (nếu có quan hệ với môi trường) và hệ thống

14

đóng (nếu không có quan hệ với môi trường).
Đối với các hệ thống mở sự hoạt động của nó được xác định bằng cả thông tin bên trong hệ
thống và thông tin bên ngoài của môi trường. Những mức độ mở khác nhau của hệ thống sẽ
quyết định mức độ chủ động khác nhau của nó trong sự tác động qua lại với môi trường.
Ngược lại, đối với các hệ thống đóng thì quá trình biến đổi của hệ thống hoàn toàn do thông
tin nội tại của nó quyết định. Cần nhấn mạnh rằng khái niệm hệ thống đóng chỉ mang tính
tương đối, nó chỉ tồn tại trong những điều kiện nhất định va những thời điểm nhất định mà
thôi.
2.2.3. Theo độ đa dạng
Các hệ thống được phân chia thành hệ thống đơn giản, hệ thống lớn và hệ thống phức tạp.
Hệ thống đơn giản là hệ thống bao gồm ít phần tử và các mối liên hệ giữa chúng không phức
tạp, vì vậy hoạt động của nó có thể nghiên cứu như một nguyên thể, không cần chia nhỏ thành
các bộ phận để nghiên cứu.
Hệ thống lớn là hệ thống bao gồm một số lớn các phần tử tương quan và tương tác với nhau.
Những mối liên hệ này khá chồng chéo do vậy để nghiên cứu thường phải phân chia nó ra
thành các bộ phận nhỏ hơn, các bộ phận này được coi như các hệ thống độc lập tương đối và
được nghiên cứu một cách riêng rẽ, sau đó được tập hợp lại để có được kết quả nghiên cứu
của cả hệ thống nói chung.
Hệ thống phức tạp khác hệ thống lớn ở chỗ là cấu trúc của nó rất chặt, mối liên hệ phụ thuộc
giữa các phần tử chặt chẽ tới mức là hoặc không thể chia hệ thống thành các phân hệ đơn giản
hơn để nghiên cứu một cách riêng rẽ, hoặc nếu chia thì sẽ mất đi những thuộc tính chung của
cả hệ thống, do vậy sẽ có thể thu được những kết luận hoàn toàn sai lầm. Để nghiên cứu
những hệ này người ta buộc phải nghiên cứu chúng như những nguyên thể và sử dụng các
phương pháp đặc thù của Xibecnetic.
2.2.4. Theo sự phụ thuộc vào yếu tố thời gian
Các hệ thống được chia thành hệ thống động (trạng thái của nó thay đổi theo thời gian) và hệ
thống tĩnh (trạng thái của nó không phụ thuộc vào thời gian).
Việc phân chia các hệ thống thành động và tĩnh cũng chỉ mang tính tương đối. Trên thực tế
việc chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác của hệ thống bao giờ cũng trải qua một
khoảng thời gian nhất định gọi là quá trình chuyển. Nếu quá trình chuyển này là đáng kể, hệ

thống sẽ được coi là động, còn nếu quá trình chuyển là quá ngắn, lúc đó có thể coi hệ thống
thay đổi trạng thái một cách tức thời và được gọi là hệ thống tĩnh.
2.2.5. Theo tính chất thay đổi trạng thái
Các hệ thống được chia thành bất định, ngẫu nhiên và tất định. Trong các hệ thống tất định,
mối liên hệ giữa các phần tử phụ thuộc chặt chẽ dưới dạng hàm số với nhau, được xác định
trước một cách đơn trị vì thế một biến cố xảy ra ở phần tử này sẽ dẫn đến một biến cố xác
định xảy ra ở các phần tử khác của hệ thống. Ngược lại trong các hệ thống ngẫu nhiên do đó
mỗi biến cố xảy ra ở một phần tử có thể kéo theo một loạt các biến cố có thể có ở các phần tử
với các xác suất tương ứng.
2.2.6. Theo mức độ biểu hiện cơ cấu
Hệ thống được chia thành hệ có cơ cấu mờ và hệ có cơ cấu hiện, hệ một cơ cấu và hệ đa cơ
cấu.
2.2.7. Theo tính chất ổn định
Hệ thống ổn định là hệ thống mà trạng thái của nó kể từ sau một thời điểm nào đó luôn luôn

15

nằm trong một miền giá trị nhất định (được gọi là trạng thái dừng).
Thông thường ở những khoảng thời gian nhất định trong miền trạng thái cho phép của hệ
thống có một trạng thái đặc biệt gọi là trạng thái nội cân bằng (homéostasis). Đó là trạng thái
mà trong khoảng thời gian đang xét, hệ thống có xu hướng quy tụ về nó. Trong kinh tế đôi khi
người ta còn gọi là trạng thái hữu hiệu của Pareto, khi các lợi ích cân bằng nhau.
2.2.8. Theo dạng phân cấp
Là hệ được đem phân chia theo cấp cấu trúc so với một hệ thống cho trước. Phân cấp là sự
không bình đẳng về quyền lực, là tạo thêm cơ cấu và do sự phân cấp mà có các hệ thống cấp
trên và cấp dưới.
Dạng phân cấp cơ bản thường gặp là phân cấp hình quạt và phân cấp hình thoi.
I
A B C

A
II
B
I

a. Phân cấp hình quạt b. Phân cấp hình thoi
Hình 1.4. Các dạng phân cấp hệ thống cơ bản
2.2.9. Theo khả năng điều khiển được
Hệ điều khiển được là hệ thống mà trạng thái hoặc hành vi của nó có thể định hướng theo một
quỹ đạo cho trước. Sự định hướng này được thực hiện do các tác động điều khiển có ý thức
của con người thực hiện hoặc do có cơ chế điều khiển tồn tại khách quan bên trong hệ thống.
Khi cơ chế nội tại của hệ thống có khả năng làm cho nó thích nghi với sự biến đổi của môi
trường để giữ cho trạng thái của nó luôn nằm trong một miền giá trị ổn định thì hệ thống đó
được gọi là hệ thống tự điều chỉnh.
2.2.10. Phân loại theo tiêu chí toán học
Theo tiêu chí toán học, hệ thống có thể được chia thành hệ rời rạc và hệ tuyến tính.
3. HỆ THỐNG KINH TẾ
3.1. Khái niệm
Hệ thống kinh tế là một bộ phận (phân hệ) của hệ thống kinh tế xã hội. Nó là tập hợp của các
quá trình sản xuất, phân phối, trao đổi, tiêu dùng cùng những mối quan hệ của con người
trong và giữa những quá trình đó.
Hệ thống kinh tế có thể là toàn bộ nền kinh tế quốc dân hoặc mỗi bộ phận của nó (ngành, địa
phương, xí nghiệp, công ty v.v ). Bất kỳ hệ thống nào cũng tồn tại và có liên hệ mật thiết với
môi trường của nó, đó là các môi trường thiên nhiên, môi trường chính trị, môi trường xã hội,
môi trường luật pháp, môi trường tâm lý v.v Các môi trường này quyết định mục tiêu hoạt
động cho hệ thống, vừa ràng buộc hành vi của nó.
Chức năng chủ yếu của mọi hệ thống kinh tế là biến đổi các nguồn lực của tự nhiên thành của
cải vật chất cho xã hội tiêu dùng. Như vậy mục tiêu cuối cùng trong hoạt động của các hệ
thống kinh tế là tiêu dùng.
Đối với hệ thống kinh tế, một mặt xã hội được xem như một tập thể những người tiêu dùng -

họ đặt ra mục tiêu cho nền sản xuất, mặt khác xã hội được xem như một tập thể những người

16

sn xut, cung cp lao ng sng v lao ng vt húa cho quỏ trỡnh sn xut. Kt qu so sỏnh
gia tiờu dựng xó hi v kt qu sn xut to nờn mc tiờu v ng lc cho h thng kinh t
phỏt trin.
Cú th biu din h thng kinh t trong quan h vi mụi trng ca nú nh sau:
?
Mục tiêu
Sản xuất
Vốn Thông tin
Tài nguyên
thiên nhiên
Của cải vật chất
Hệ thống kinh tế
Chính trị
Xã hội
Luật pháp
Văn hoá
Lao động
Tiêu dùng xã hội

Hỡnh 1.5. H thng kinh t trong quan h vi mụi trng ca nú
Mi h thng kinh t cú th xột theo nhiu giỏc v tng ng vi chỳng l nhng c cu
khỏc nhau: c cu sn xut (theo giỏc giỏ tr sn phm xó hi), c cu t chc (theo giỏc
giỏ tr s dng), c cu qun lý (theo giỏc s hu) v c cu tõm lý xó hi (theo giỏc
tõm lý tỡnh cm con ngi).
i vi h thng kinh t quc dõn, u vo ca nú l: cỏc ngun lc t nhiờn, cỏc ngun lc
lao ng, cỏc ngun vn khỏc, ngun thụng tin, trỡnh qun lý v khoa hc k thut, mc

t ch, trỡnh kin trỳc thng tng, trỡnh quan h sn xut ó t c, quan h kinh t
i ngoi, thi c chớnh tr v kinh t v v, cũn cỏc u ra gm: tỏi sn xut quan h sn xut
xó hi, tỏi sn xut m rng sc lao ng, tỏi m rng v cng c thng tng kin trỳc xó
hi, to nhiu sn phm xó hi v thu thp quc dõn, m bo an ninh quc phũng, c lp
ch quyn, m bo mụi trng sinh thỏi
3.2. c im ca h thng kinh t
So vi cỏc h thng k thut v sinh vt, h thng kinh t cú nhng c im riờng ch yu
sau õy:
a. Tớnh thng nht: Thng nht ca mi b phn v phn t ca nú nhm phc v mt mc
tiờu chung t ra cho ton h. Tớnh thng nht ú cú c nh s iu khin thớch hp da
trờn hai nguyờn tc:
- Mc tiờu ca ton h ng thi l mc tiờu ca mi b phn v phn t ca nú.
- Tiờu chun hiu qu trong hot ng ca mi b phn phi phự hp vi tiờu chun
hiu qu chung ca ton h.
b. Tớnh phc tp: Nú biu hin ch l s thay i ca mt b phn hay phn t no ú trong
h s kộo theo s thay i dõy chuyn tt c cỏc b phn khỏc. Mt khỏc cu trỳc ca cỏc h
thng kinh t gm nhiu loi, an xen nhau, chng cht lờn nhau to nờn nhiu mi liờn h
xuụi v ngc (c vt cht, nng lng v thụng tin) theo chiờu dc v chiu ngang gia cỏc
b phn v phn t ca h.
c. Yu t con ngi: Dự quỏ trỡnh c khớ hoỏ v t ng hoỏ din ra rt nhanh do s phỏt trin

17

của lực lượng sản xuất, vai trò của con người vẫn là yếu tố quyết định trong sự vận động của
hệ thống kinh tế, tác động đến cơ chế hoạt động của nó.
d. Tính động: hệ thống kinh tế không ngừng phát triển và hoàn thiện. Tiến bộ khoa học, sự
thay đổi của nhu cầu và quan hệ xã hội, tăng dân số là nguyên nhân gây nên những thay đổi
liên tục về cơ cấu và quy mô của hệ thống kinh tế.
e. Tính thay thế được: Phương thức sản xuất và phương thức tiêu dùng bổ sung lẫn nhau và
thay thế lẫn nhau một cách toàn diện. Các yếu tố sản xuất thay thế lẫn nhau ở một quy mô lớn.

Nhu cầu tiêu dùng cũng luôn được bổ sung và thay thế.
Sự thay thế lẫn nhau của các yếu tố sản xuất, các thành phần tiêu dùng, mâu thuẫn giữa cung
và cầu tạo nên sự cạnh tranh gay gắt giữa tất cả các bộ phận của hệ thống kinh tế. Chính sự
cạnh tranh này tạo nên động lực phát triển cho hệ thống kinh tế, cho phép lựa chọn các
phương án sản xuất và phương thức tiêu dùng có hiệu quả, tiết kiệm các nguồn lực và làm cho
hệ thống kinh tế có độ tin cậy cao khi hoạt động.
g. Tính giá trị: Khác với các hệ thống khác của thế giới vật chất, hệ thống kinh tế là sự kết
hợp hữu cơ giữa mặt hiện vật và mặt giá trị khi hệ hoạt động và phát triển. Sự vận động của các
thành phần vật chất trong hệ là do công nghệ sản xuất, phân phối và tiêu dùng các thành phần đó
quyết định. Sự vận động này luôn gắn liền với sự vận động về giá trị. Việc đo chi phí và kết quả
trong quá trình hoạt động bằng một đơn vị thống nhất là điều kiện tất yếu để hệ thống kinh tế tồn
tại. Nếu không có thước đo chung, khách quan và có hiệu quả thì bản chất kinh tế của sản xuất và
tiêu dùng sẽ biến mất, chỉ còn lại kỹ thuật và công nghệ của chúng.
h. Tính ngẫu nhiên: Hệ thống kinh tế luôn chịu tác động của các yếu tố thiên nhiên xã hội.
Những tác động bên ngoài đó về cơ bản mang tính không thường xuyên và ngẫu nhiên. Số
lượng và sự phân bố tài nguyên thiên nhiên, khí hậu và các hiện tượng thiên nhiên khác chỉ có
thể dự đoán với một mức độ chính xác nhất định. Trong sự hình thành nhu cầu xã hội, tiêu
dùng cá nhân có cơ cấu rất phức tạp và biến động liên tục, vì thế nhu cầu xã hội cũng chỉ đánh
giá được theo thống kê mà thôi. Tiến bộ khoa học - kỹ thuật tạo nên những thay đổi thường
xuyên về quy mô, cơ cấu sản xuất. Sự biến động về dân số cũng chỉ có thể dự đoán với độ
chính xác tương đối.
Tính ngẫu nhiên trong các quá trình kinh tế làm cho việc điều khiển các hệ thống này luôn
phải tiến hành trong điều kiện bất định, thiếu thông tin về hành vi và trạng thái tương lai của
hệ thống. Song quy mô rất lớn của hệ thống kinh tế làm cho nó có sức ỳ rất lớn và vì thế hành
vi tương lai của hệ phụ thuộc rất nhiều vào quá khứ của nó.
Các đặc điểm nêu trên cho thấy việc điều khiển một hệ thống kinh tế cần rất nhiều thông tin
để phân tích thống kê quy luật vận động của nó. Do đó phương hướng chủ yếu để nâng cao
hiệu quả điều khiển là hoàn thiện liên tục các phương pháp thu nhận và xử lý thông tin.
4. CÁC PHƯƠNG THỨC TỔ CHỨC HỆ THỐNG
4.1. Những cách ghép các phần tử của hệ thống

Trong các hệ thống thực tế, các phần tử của chúng thường được ghép nối hoặc liên hệ với
nhau theo những cách sau đây:
a. Ghép nối tiếp: là các ghép mà đầu ra của phần tử đứng trước là một phần hoặc toàn bộ đầu
vào của phần tử đứng sau.
1
2
2
3
n
e e
1
2
1
2
T
T
y
x
y
x
Tn
e
Y
X

Hình 1.6. Ghép nối tiếp các phần tử của hệ thống

18

b. Ghép song song: các phần tử gọi là ghép song song với nhau nếu chúng có chung một phần

hoặc toàn bộ đầu và đầu ra.
X
Y
§Çu vµo §Çu ra
e
1
e
2
e
n
T
1
T
2
T
n
y
1
y
2
y
n

Hình 1.7. Ghép song song các phần tử của hệ thống
c. Ghép phản hồi: hai phân tử được gọi là ghép phản hồi với nhau nếu đầu ra của phần tử này
(một phần hoặc toàn bộ) đồng thời là đầu vào của phần tử kia và ngược lại.
X
Y
e
1

e
2
T
1
T
2
y
x

Hình 1.8. Ghép phản hồi các phần tử của hệ thống
Trong các hệ thống thực tế thường gặp sự phối hợp giữa các cách ghép trên.
4.2. Biểu diễn toán học
Nếu đặc trưng cho mỗi phần tử e
i
một phép biến đổi toán tử T
i
tương ứng thì có thể xác định
phép biến đổi chung của cả hệ thống trên cơ sở các phép biến đổi của các phần tử tạo nên nó.
a. Cách ghép nối tiếp
Y = T
n
X
n
=

T
n
Y
n-1
= T

n
(T
n-1
X
n-1
) = T
n
T
n-1
X
n-1
= T
n
T
n-1
Y
n-2
= T
n
T
n-1
(T
n-2
X
n-2
) = =
Cứ tiếp tục phân tích ta thu được :
Y = T
n
T

n-1
T
n-2
T
1
X (1.12)
Như vậy phép biến đổi của hệ thống gồm n phần tử ghép nối tiếp có thể biểu diễn như sau:
Y = TX với T = T
n
T
n-1
T
n-2
T
1
(1.13)
Toán tử biến đổi của hệ thống gồm n phần tử ghép nối tiếp bằng tích các toán tử biến đổi của
các phần tử tạo nên hệ thống.
b. Cách ghép song song
Đối với hệ thống gồm n phần tử ghép song song ta có kết quả sau
Y = Y
1
+ Y
2
+ + Y
n
= T
1
X + T
2

X + + T
n
X =( T
1
+T
2
+ + T
n
)X (1.14)
Toán tử biến đổi của hệ thống gồm n phần tử ghép song song bằng tổng các toán tử biến đổi
của các phần tử tạo nên hệ thống.
c. Cách ghép phản hồi
Y= T
1
(X+x) = T
1
X + T
1
x = T
1
X + T
1
(T
2
Y) = T
1
X + T
1
T
2

Y

19

Chuyển vế ta có :
Y - T
1
T
2
Y = T
1
X > Y(1  T
1
T
2
) = T
1
X  X
TT
T
Y
21
1
1

(1.16)
T trong công thức (1.16) gọi là toán tử liên hệ ngược.
4.3. Đánh giá hệ thống
Để đánh giá hiệu quả tổ chức hệ thống – tức là hiệu quả của việc biến đổi đầu vào thành đầu
ra của hệ thống, người ta thường sử dụng hai tiêu chuẩn chính sau đây.

4.3.1. Năng lực thông qua (năng suất biến đổi)
Khi hệ thống gồm n phần tử ghép nối tiếp, năng lực thông qua của cả hệ thống:
T = T
n
T
n-1
T
n-2
T
1
(1.18)
Năng lực thông qua của hệ thống gồm n phần tử ghép nối tiếp bằng tích các năng lực thông
qua của các phần tử tạo nên hệ thống.
Khi hệ thống gồm n phần tử ghép song song, năng lực thông qua của cả hệ thống:
T = T
1
+T
2
+ + T
n
(1.19)
Năng lực thông qua của hệ thống gồm n phần tử ghép song song bằng tổng các năng lực
thông qua của các phần tử tạo nên hệ thống.
4.3.2. Độ tin cậy của hệ thống
Trong quá trình hoạt động mỗi phần tử của hệ thống đều có khả năng trở nên không tin cậy
(hoặc hoàn toàn không hoạt động, không thực hiện phép biến đổi hoặc kết quả của phép biến
đổi cho giá trị đầu ra sai lệch vượt quá mức cho phép). Giả sử ứng với mỗi phần tử e
i
của hệ
thống có một độ không tin cậy tương ứng mà ta có thể đặc trưng nó bằng xác suất q

i
(là xác
suất để trong khoảng thời gian đã cho phần tử hoạt động không tin cậy). Khi đó pi = (1-q
i
) là
xác suất để trong thời gian nói trên phần tử hoạt động tốt hay đó chính là độ tin cậy của phần
tử e
i
.
Nếu Y
i
= T
i
X
i
(i=1, n) ; độ tin cậy của phần tử e
i
là p
i
thì trong khoảng thời gian đang xét đầu
ra của phần tử đó sẽ có giá trị kỳ vọng toán là p
i
Y
i
= p
i
T
i
X
i

.
Như vậy độ tin cậy của phần tử có thể biểu diễn bằng một phần tử bổ sung ghép nối tiếp vào
phần tử đó và thực hiện phép biến đổi tỷ lệ với toán tử 0  p
i
 1.
5. CÁC QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỦ YẾU ĐỂ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
Phân tích hệ thống là một bộ phận của khoa học hệ thống. Đây là một phương pháp khoa học
độc đáo đang phát triển mạnh mẽ trên thế giới và có nhiều ứng dụng phong phú trong nhiều
lĩnh vực: kỹ thuật, quản lý kinh tế, quản lý xã hội, khai thác tài nguyên, bảo vệ môi trường
Nói chung đó là một phương pháp khoa học để giúp xử lý những vấn đề phức tạp khi có nhiều
mối quan hệ phải nghiên cứu, nhiều phương diện xem xét, nhiều yếu tố bất định phải tính đến,
nhiều phương án khác nhau phải cân nhắc, so sánh, lựa chọn mà thông tin có được thì không
đầy đủ như mong muốn.
5.1. Quan điểm
5.1.1 Quan điểm vĩ mô (Macro)
Quan điểm vĩ mô trong nghiên cứu một hệ thống là giữ nguyên hệ thống mà nghiên cứu hoặc
chia hệ thống đó thành một vài phân hệ cùng với những mối quan hệ chính của nó để nghiên
cứu. Nói cách khác người ta nghiên cứu hệ thống đó một cách đại thể, ở những đường nét

20

tổng quát nhất, những mối liên hệ chủ yếu nhất.
Theo quan điểm này, mục tiêu chính của việc nghiên cứu là hướng vào hành vi của hệ thống.
Như vậy khi sử dụng quan điểm vĩ mô người ta không đi sâu vào cấu trúc bên trong của nó,
không chú ý đến các kết cấu của quá trình biến đổi trung gian mà chỉ quan tâm đến kết cục
cuối cùng mà thôi.
Nội dung của nghiên cứu vĩ mô là trả lời các câu hỏi sau đây:
- Chức năng, mục tiêu của hệ thống là gì?
- Môi trường của hệ thống là gì?
- Đầu vào, đầu ra của hệ thống là gì?

5.1.2. Quan điểm vi mô (Micro)
Quan điểm vi mô trong nghiên cứu hệ thống là phân chia hệ thống thành nhiều phân hệ, phần
tử rồi đi sâu vào nghiên cứu tỉ mỉ hành vi của từng phần tử và mối liên hệ giữa các phần tử đó
tuy mục tiêu cuối cùng vẫn là để hiểu hành vi của cả hệ thống. Với quan điểm này người ta đi
sâu vào cấu trúc bên trong của hệ thống, quan tâm đến từng kết cục trung gian của quá trình
biến đổi.
Nội dung của nghiên cứu vi mô là trả lời các câu hỏi sau đây:
- Phần tử của hệ thống là gì?
- Hệ thống có bao nhiêu phần tử?
- Cấu trúc của hệ thống như thế nào?
Hai quan điểm trên bổ sung lẫn nhau. Để hiểu kỹ hệ thống đầu tiên người ta đi từ ngoài vào
trong, từ đại thể đến chi tiết. Sau đó từ cụ thể phải quay trở lại khái quát, tổng thể.
5.1.3. Quan điểm tiếp cận phân tích hệ thống
Quan điểm này đòi hỏi nghiên cứu mỗi hiện tượng hoặc một đối tượng thực thì phải đặt đối
tượng đó trong một hệ thống nhất định. Nội dung của quan điểm này là:
a. Khi nghiên cứu một hệ thống không chỉ nghiên cứu một cách riêng rẽ các phần tử của nó
mà phải nghiên cứu trong mối quan hệ với các phần tử và đặc biệt chú ý đến các thuộc tính
mới xuất hiện.
b. Khi nghiên cứu một hệ thống phải đặt trong môi trường của nó. Xem xét sự tương tác giữa
hệ thống và môi trường mới có thể xác định rõ hơn hành vi và mục tiêu hoạt động của hệ
thống cũng như các ràng buộc mà ngoại cảnh áp đặt lên hoạt động của hệ thống đó.
c. Các hệ thống thực tế thường là các hệ thống có cấu trúc phân cấp, do đó phải xác định rõ
mức cấu trúc. Mức cấu trúc của hệ thống được xác định xuất phát từ các nguyên tắc cơ bản
sau đây:
- Việc phân chia hệ thống thành các phân hệ phải đảm bảo cho phương hướng hoạt
động chung của toàn hệ thống không thay đổi.
- Việc phân chia hệ thống thành các phân hệ phải xuất phát từ một vài đặc trưng đặc
biệt cho mỗi cấp được phân chia.
- Số lượng các cấp được phân chia phải là nhỏ nhất song không làm cho việc nghiên
cứu các hệ thống ở mỗi cấp trở nên phức tạp hơn.

d. Các hệ thống thực tế thường là các hệ thống có mục tiêu tức là sự hoạt động của hệ thống
nhằm đạt được những mục tiêu đã định. Từ đó nảy sinh vấn đề kết hợp các mục tiêu của mọi
bộ phận và phần tử của hệ, của mọi cấp cấu trúc của hệ.

21

e. Với mỗi hệ thống điều quan tâm chủ yếu là hành vi của nó, song hành vi lại phụ thuộc vào
cấu trúc của hệ thống một cách tất định hoặc ngẫu nhiên. Do đó luôn luôn phải kết hợp giữa
cấu trúc và hành vi của hệ thống trong quá trình nghiên cứu.
g. Các hệ thống thực tế thường là đa cấu trúc (chồng chất các cấu trúc). Vì vậy phải nghiên
cứu theo nhiều góc độ rồi kết hợp lại. Người ta thường đi từ việc nghiên cứu cấu trúc hiện
sang nghiên cứu cấu trúc mờ.
5.2. Phương pháp nghiên cứu
5.2.1. Phương pháp mô hình hoá
Theo nghĩa chung, mô hình là một biểu diễn đã đơn giản hoá của hệ thống thực tế, thiết lập
nên các quan hệ giữa nguyên nhân và kết quả chủ yếu đối với vấn đề được nghiên cứu.
Như vậy phương pháp mô hình hoá là việc nghiên cứu hệ thống bằng cách xây dựng các mô
hình tái tạo lại, mô phỏng lại các đặc trưng cơ bản của hệ thống bằng kinh nghiệm, nhận thức
và các công cụ khoa học để dựa vào các mô hình này mà đưa ra kết luận về hệ thống được
nghiên cứu.
Phương pháp mô hình hoá được sử dụng rộng rãi như một phương pháp luận vì nó cho phép
biểu diễn một hệ thống theo một hệ thống khác đơn giản hơn, tường minh hơn vì chỉ giữ lại
những mối liên hệ chủ yếu và loại bỏ những mối liên hệ thứ yếu ban đầu. Lúc đó việc nghiên
cứu hệ thống theo mô hình của nó sẽ dễ dàng hơn.
Tuy vậy phương pháp này chỉ sử dụng được khi đã biết rõ đầu vào, đầu ra và cấu trúc của hệ
thống tức là biết khá đầy đủ thông tin về hệ thống để có lượng hoá hoạt động của nó dưới
dạng các mô hình.
Đây là một phương pháp thường được sử dụng trong nghiên cứu hệ thống : nó dễ thực hiện và
chi phí tương đối thấp, cũng như thời gian nghiên cứu và áp dụng trong thực tế ngắn. Tuy
nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm lớn là dễ gây ngộ nhận, đồng thời trong nghiên

cứu nếu người nghiên cứu không có bản lĩnh thì dễ dẫn đến thái độ cố chấp và bảo thủ, không
phân biệt được cái bản chất và cái hình thức của vấn đề. Việc áp dụng những mô hình vào
thực tế đòi hỏi phải cân nhắc các điều khiển cụ thể của tình huống để áp dụng cho phù hợp và
có hiệu quả.
5.2.2. Phương pháp “hộp đen”
“Hộp đen” là một hệ thống bất kỳ mà người nghiên cứu không biết gì về cấu trúc bên trong
của nó cũng như những phép biến đổi diễn ra bên trong hệ thống: Mỗi “hộp đen” thực hiện
một chức năng nào đó, hoàn thành một phép biến đổi xác định.
Phương pháp “hộp đen” được áp dụng để nghiên cứu các hệ thống khi chỉ biết đầu vào và đầu
ra của nó những không nắm được cấu trúc của hệ. Khi sử dụng phương pháp này người ta
không tìm hiểu cấu trúc bên trong của hệ thống, phép biến đổi được thưc hiện như thế nào mà
chỉ xác định quy luật thay đổi hành vi của nó mà thôi.
Nội dung của phương pháp gồm các bước sau đây:
a. Quan sát đầu vào hoặc chủ động kích thích lên hộp đen và quan sát đầu ra hoặc ghi
nhận phản ứng của nó.
b. Dựa vào các số liệu quan sát được và phân tích khoa học mà thiết lập nên quy luật
tương ứng giữa đầu vào và đầu ra.
c. Kiểm tra lại tính phù hợp của quy luật với hành vi thực tế của hệ thống.
Theo quan điểm hộp đen thì các hệ thống có đầu vào và đầu ra giống nhau cũng như có phản ứng
giống nhau đối với tác động của môi trường thì được xem như có cấu trúc giống nhau.

22

Phương pháp hộp đen có thể áp dụng rất hiệu quả trong thực tế vì có nhiều hệ thống mà cấu
trúc của chúng hoặc rất mờ, hoặc rất phức tạp do đó việc nghiên cứu sâu vào cấu trúc hoặc là
không thể tiến hành được, hoặc là quá tốn kém. Lúc đó người ta chủ trương không quan tâm
đến cấu trúc nữa, thay thế hệ thống bằng một mô hình giản đơn mô phỏng mối liên hệ giữa
đầu vào và đầu ra là đủ.
Ngày nay phương pháp hộp đen từ một phương pháp nghiên cứu đã trở thành một phương
pháp quản lý.

5.2.3. Phương pháp phân tích hệ thống
Phân tích hệ thống là phương pháp có tính phương pháp luận vừa lôgic vừa hợp lý nhất có thể
được để phân tích và quan niệm các hệ thống theo quan điểm hoạt động của nó.
Thực chất của nó là lựa chọn các phần tử của hệ thống, quan hệ giữa các phần tử và các thủ
tục để thiết lập cấu trúc theo một mục tiêu xác định.
Nội dung của phương pháp bao gồm các bước sau đây:
a. Xác định mục tiêu: Đó là việc nắm bắt các nhu cầu cần thoả mãn hoặc những thay đổi cần thực
hiện từ đó định ra vấn đề và xác định vấn đề cần thực hiện.
b. Phân tích hiện trạng: Bao gồm các hoạt động sau:
- Thu thập thông tin cần thiết và phân tích sự kiện.
- Tìm kiếm các yếu tố thay đổi, các điều kiện ràng buộc
- Xác định sự ảnh hưởng của môi trường.
c. Soạn thảo các phương án:
- Hình dung các mô hình tương ứng.
d. Đánh giá các phương án:
- Theo tiêu chuẩn đã xác định các phương án đánh giá, xếp loại và thử nghiệm.
- Đánh giá các phương án theo lợi ích và chi phí của chúng.
e. Giới thiệu các kết quả lựa chọn phương án hợp lý nhất:
Phương pháp phân tích hệ thống được ứng dụng rộng rãi trong thực tế do tính hợp lý và tường
minh của nó, do sự phong phú của các mục tiêu áp dụng.






23

CHNG II: IU KHIN

1. KHI NIM CHUNG
1.1. Khỏi nim iu khin
Theo quan nim ph bin hin nay thỡ iu khin mt h thng l s tỏc ng liờn tc lờn h
thng ú hng hnh vi ca h thng theo mt qu o ó nh hoc duy trỡ trng thỏi ca
nú trong cỏc trng thỏi mong mun nhm t n mc tiờu ó nh trong iu kin mụi trng
luụn luụn bin ng.
Nu h thng ch cú mt hnh vi hoc mt trng thỏi duy nht thỡ khụng cn n iu khin,
cũn nu nú cú t hai hnh vi hoc t hai trng thỏi tr lờn thỡ bt u xut hin nhu cu iu khin
nú. Trong cỏc h k thut, tỏc ng iu khin c thc hin nh vic thay i cỏc i lng vt
lý (dũng in, th hiu, ỏp sut, lc v.v ) cũn trong cỏc h thng kinh t tỏc ng iu khin c
thc hin nh mt lot yu t, i tng lao ng, phng tin lao ng, cụng ngh, sc lao ng,
cỏc yu t kinh t, t chc, hnh chớnh, chớnh tr, xó hi .v.v.
Mi tỏc ng iu khin u cha ng thụng tin v hnh vi v trng thỏi mong mun ca h
thng. Chỳng c xõy dng theo nhng quy tc nht nh trờn c s x lý cỏc thụng tin v hin
trng ca h thng, v mụi trng. Cỏc quy tc ny c gi l thut toỏn iu khin.
Tỏc ng iu khin c thc hin nh i lng iu khin tc l tt c nhng gỡ to ra
nhng thay i cú hng trong h thng tng ng vi mc tiờu iu khin. Ngi ta gi i
lng b iu khin l i lng c trng cho hnh vi hoc trng thỏi ca h cn phi duy trỡ
mt mc nht nh, hoc phi thay i theo quy lut nht nh. Cn chỳ ý rng khụng phi
i lng no ca h thng cng l iu khin c.
Nhu cu iu khin sinh ra l do cú tỏc ng nhiu lm cho hnh vi hoc trng thỏi ca h
thng i chnh khi mc mong mun. Trong mt h sn xut tỏc ng nhiu l nhng bin
ng v ngun lc, nhng thay i ca yu t kinh t, t chc, tõm lý .v.v cỏc tỏc ng
nhiu sinh ra do cỏc nguyờn nhõn bờn trong cng nh bờn ngoi h thng.
1.2. Mụ hỡnh c ch iu khin
Đối tợng
điều khiển
Đầu vào X
Đầu ra Y
Bộ phận

thực hiện
Bộ phận lập
chơng trình
Chủ thể
điều khiển
Bộ phận
đo lờng
P
U
Z
Y
X
Nhiễu M

Hỡnh 2.1. C ch iu khin mt h thng di dng s thụng tin
Bn cht ca quỏ trỡnh iu khin mt h thng l cỏc quỏ trỡnh thu nhn, x lý v truyn cỏc

24

thông tin từ bộ phận này đến bộ phận khác của hệ thống bao gồm các thông tin điều khiển (tác
động điều khiển) và thông tin báo cáo về kết quả hoạt động cuả các bộ phận dưới ảnh hưởng
của các tác động đó.
Cơ chế điều khiển một hệ thống dưới dạng sơ đồ thông tin có thể biểu diễn như Hình 2.1.
Mục tiêu hoạt động của đối tượng điều khiển được biểu thị qua các chỉ tiêu số lượng và chất
lượng tạo thành đầu ra Y của hệ thống. Dưới tác động của nhiễu M đầu ra của nó có thể dao
động khỏi mục tiêu mong muốn. Thông tin về đầu ra Y được ghi nhận tại bộ phận đo lường.
Ở đó nó được biến đổi thành dạng tiện lợi cho chủ thể điều khiển tiếp nhận và sử dụng. Thông
tin này được chuyển đến chủ thể điều khiển.
Mặt khác chủ thể điều khiển còn nhận được thông tin P về trạng thái mong muốn của hệ
thống do bộ phận lập chương trình soạn thảo. Trên cơ sở so sánh của các thông tin P và Z mà

chủ thể điều khiển xây dựng các tác động điều khiển U và đưa đến bộ phận thực hiện để qua
đó hình thành nên những điều chỉnh cần thiết ở đầu vào của hệ thống.
1.3. Hệ thống điều khiển được
Một hệ thống muốn điều khiển được phải thoả mãn các điều kiện sau đây:
a. Phải tồn tại một hệ thống có tổ chức trong đó có thể tách ra ít nhất là hai phần tử làm thành
chủ thể điều khiển và đối tượng điều khiển.
b. Mỗi phân hệ nói trên phải là động tức là có nhiều trạng thái có thể có.
g. Chủ thể điều khiển phải có khả năng điều khiển đối tượng điều khiển.
h. Chủ thể điều khiển phải được cung cấp đầy đủ, kịp thời và chính xác các thông tin cần thiết
về mục tiêu của hệ thống, về hiện trạng của đối tượng điều khiển và về môi trường để ra quyết
định về tác động điều khiển.
1.4. Hệ thống sản xuất như một hệ thống điều khiển được
Khi xét một hệ thống sản xuất phải thấy tính chất hai mặt của nó thể hiện ở chỗ là với mỗi hệ
thống vật chất có thể xây dựng một hệ thống thông tin mô tả nó và ngược lại hệ thống thông
tin chỉ có thể tồn tại được trong một hệ thống vật chất nào đó. Hệ thống thông tin không đồng
nhất với hệ thống vật chất mà nó mô tả. Khi nghiên cứu hệ thống vật chất, Xibecnetic chỉ
nghiên cứu những mối liên hệ thông tin giữa các phần tử của nó.
Theo quan điểm đó hệ thống sản xuất có thể mô tả bằng sơ đồ 2.2.
* Đặc điểm của hệ thống sản xuất là chủ thể điều khiển thu nhận thông tin không chỉ về đầu
ra của đối tượng điều khiển mà cả về đầu vào và bản thân đối tượng điều khiển nữa.
* Cơ cấu của đối tượng điều khiển
Theo quan điểm điều khiển thì dấu hiệu quan trọng đối với các phần tử của đối tượng điều
khiển là mức độ nhậy cảm của chúng đối với các tác động điều khiển. Xét theo góc độ này thì
đối tượng điều khiển của hệ thống sản xuất bao gồm hai bộ phận chính là vốn cố định và vốn
lưu động.
Vốn cố định ít nhạy cảm và không biến đổi nhiều trong quá trình sản xuất. Bộ phận này có
tính ổn định cao cả theo không gian, thời gian lẫn khả năng thích nghi với sự thay đổi của môi
trường. Vốn cố định ít chịu ảnh hưởng của tác động điều khiển và thay đổi nó tương đối khó
khăn.
Ngược lại vốn lưu động là bộ phận nhạy cảm nhất của hệ thống sản xuất và cùng với con

người tạo nên đối tượng tác động chính của điều khiển sản xuất. Chúng là các phần tử động cả
theo không gian và thời gian. Trong một vài ngành (nông nghiệp, ngư nghiệp v.v ) vốn cố
định cũng khá nhạy cảm và biến động nhiều trước các tác động nhiễu và tác động điều khiển.

25

Đầu vào
Tác động
Nhiễu
Bộ phận thực
hiện
Đối tợng
điều khiển
Đầu ra
Chủ thể
điều khiển
Thông
tin về
nguồn
lực
Thông
tin về
sản
xuất
Thông
tin về
sản
phẩm
Thông
tin về

nhiễu
Lệnh điều khiển
Kế hoạch, chỉ dẫn

Hỡnh 2.2. H thng sn xut nh mt h thng iu khin c
* C cu ca ch th iu khin
Ch th iu khin sn xut bao gm mt tp hp cỏc phng phỏp iu khin liờn h cht
ch vi nhau do con ngi thc hin thụng qua cỏc phng tin k thut.
V nguyờn tc ch th iu khin sn xut bao gm cỏc b phn sau õy:
- H thng thu nhp v truyn thụng tin
- H thng tớnh toỏn v ra quyt nh
- H thng truyn v a thụng tin ra cho cỏc b phn thc hin.
Hot ng ca ch th iu khin sn xut nhm thc hin cỏc chc nng c bn sau:
- Hoch nh: ú l vic d kin v lờn chng trỡnh cho hot ng tng lai ca h
thng sn xut theo mc tiờu ó nh .
Ni dung ca vch k hoch bao gm cỏc hot ng xỏc nh mc tiờu, vch cỏc chớnh
sỏch, lp k hoch, chng trỡnh v ngõn sỏch cho hot ng ca h thng.
- T chc: l tp hp cỏc phng tin thc hin chc nng ca h thng. ú l vic
thit lp c cu hỡnh thc v phi hỡnh thc trong h thng v mi liờn h gia h thng
v mụi trng.
-Biờn ch: Hiu qu v hot ng ca cỏc cỏn b quyt nh hiu qu iu khin h
thng sn xut. Chc nng b trớ cỏn b bao gm vic la chn cỏn b, o to v
ỏnh giỏ cỏn b.
-Lónh o: l vic ng viờn cỏc phn t, nhõn t ca h thng sn xut hot ng cú
hiu qu hn. Ch huy bao gm hai ni dung l ng viờn v giao tip.
- Kim soỏt: l vic m bo s hot ng ca h thng phự hp vi mc tiờu. Nú bao
gm cỏc hot ng xõy dng cỏc chun mc, o lng vic thc hin, ỏnh giỏ kt
qu v iu chnh cỏc sai lch.