Основные понятия системного анализа. Принципы и структура системного анализа.

IV. Список использованной литературы

 

1. Закон Республики Беларусь «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». Минск, 1998.

2. Гражданская оборона. Под редакцией Е.П.Шубина. Москва, «Просвещение», 1991.

3. Наставление по организации и ведению ГО в городском районе (городе) и на промышленном объекте народного хозяйства. Москва, «Воениздат», 1976 .

4. Наставление по организации и ведению ГО в районе (сельском) и на сельскохозяйственном объекте народного хозяйства. Москва, «Воениздат», 1977 .

5. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 1.04.1998 года № 521 «Об упорядочении использования средств республиканского фонда финансирования расходов, связанных со стихийными бедствиями, авариями и катастрофами».

6. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 20.11.1998г. №1800 «О создании республиканской системы резервов материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций»

7. Постник М. И. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Минск, «Вышэйшая школа», 2003.

8. Дорожко С.В., Ролевич И.В., Пустовит В.Т. Защита населения и объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность. Часть 1, 3 издание. Чрезвычайные ситуации и их предупреждение. Минск, «Дикта», 2009.

 

Ст. преподаватель Е.А. Шахов

Приложение 1

Оценка экономического и социального ущербов от ЧС [8]

Материальный ущерб складывается из прямого (разрушение промышленных объектов) и косвенного ущербов (недополученный доход, товары, материальные ценности).

Для определения прямого ущерба необходимо знать стоимость основных фондов производства до и после наступления ЧС. Их разность и есть размер прямого материального ущерба.

Для его определения необходимо располагать данными о степени поражения объекта. Она определяется, исходя из численного значения пораженной площади объекта по отношению к его общей площади, либо числа пораженных элементов к общему числу:

Д = S пор /S общ = N пор /N общ , где

Д - степень поражения промышленного объекта;

Snop- площадь объекта, подвергшаяся разрушению;

Бобщ - общая площадь объекта,

Nnop - число пораженных элементов объекта;

Nобщ - общее число элементов объекта.

 

Значения Д в зависимости от степени поражения объекта следующие:

 

Степень поражения объекта в зависимости от объема разрушений

Степень поражения Д Степень разрушения Объем разрушений, %
<0,2 Слабая Отдельные элементы
< 0.2...0.5 Средняя До 30
< 0.2...0.8 Сильная 30...50
>0,8 Полная 50...100

 

Для определения числа жертв можно использовать следующее выражение:

 

П = Snop Lс / Sобщ , где

П - число жертв при внезапном взрыве;

Lс - численность работающих в данной смене или на предприятии.

Ущерб и число жертв подсчитывают, как правило, при проведении комплекса спасательных работ или после них. Имеются особенности оценки экономического ущерба от природных стихийных бедствий.

Экономический ущерб также делят на прямой и косвенный.

Прямой ущерб складывается из потерь базиса производства - земли, убытков сельскохозяйственных предприятий и государства из-за потерь базиса производства.

Ущерб, наносимый предприятиям и организациям, находящимся вне зоны прямого воздействия стихийных явлений называется косвенным.

Потери и ущерб рассчитываются отдельно как для земель, пострадавших в результате стихийного бедствия, так и для сельскохозяйственных объектов.

Приведем пример оценки экономического ущерба для случая гибели сельскохозяйственных культур в результате затопления посевов и неубранного урожая.

Прямой ущерб включает:

- стоимость выполненных сельскохозяйственных работ (вспашка, боронование, посев, поливы, внесение удобрений, борьба с вредителями и др.);

- стоимость материальных затрат (семян, удобрений, ядохимикатов и др.) за вычетом выплат Госстраха:

величина этих ущербов определяется по площади посевов

отдельных культур, подвергшихся затоплению и по фактически

произведенным затратам;

- сумма недополученного чистого дохода из-за гибели посевов.

Косвенный ущерб включает:

- недобор государством суммы налога с оборота;

- выплаты Госстраха за гибель посевов;

- недобор прибыли.

По аналогичной схеме рассматривается ущерб и для других стихийных бедствий [Стадницкий ПВ., Родионов AM. Экология: "Химия". - Санкт-Петербург, 1997].

Виды возможного ущерба от стихийных явлений промышленным, энергетическим и сельскохозяйственным предприятиям (кроме земельных ресурсов):

- балансовая стоимость разрушенных зданий и сооружений;

- стоимость посадок леса и других насаждений; балансовая стоимость погибшего

скота;

- стоимость восстановления разрушенных зданий и других построек;

- стоимость восстановления скота, посадок, насаждений;

- сокращение срока службы зданий, сооружений в результате повреждений;

- стоимость испорченной продукции и др.

 

Примечание. Единой общей методики расчета ущерба от ЧС не существует.

 

Основные понятия системного анализа

Проблема –возникшее противоречие между реальным и желаемым состоянием системы, которое необходимо разрешить.

Проблематика -совокупность проблем, возникающих в соседних объектах при решении проблем исследуемого объекта. Исследование всякой проблемы следует начинать с ее расширения до проблематики. Необходимо определить и рассмотреть проблемы, существенно связанные с исследуемой, без учета которых она не может быть решена.
Для коммерческих организаций (в какой-то мере и для некоммерческих) можно рассматривать три базовых круга проблематики:

• внутренняя среда (подразделения организации):
• бизнес-окружение:
• внешняя среда.
Для оценки влияния решения наших проблем на другие заинтересованные объекты можно построить матрицу проблематики, включающую перечень заинтересованных объектов, вид (выгода или потеря) и степень влияния на них наших решений, их поддержку или противодействие.

Рис. . Круги проблематики

Миссия –основное предназначение организации.

Цели- мысленное предвосхищение результата.
Задачи –детализация целей.

Альтернативы –варианты решения задач.

Генерирование альтернатив –процесс поиска и уточнения вариантов решения задач.

Моделирование –процесс разработки и реализации моделей, описывающих поведение системы..

Основные этапы развития системного анализа

Первый этап. Рождение системного анализа (СА) — заслуга знаменитой фирмы «РЭНД Корпорейшн» (1947 г.) — Министерство Обороны США.
1948 г. — группа оценки систем оружия
1950 г. — отдел анализа стоимости вооружения
1952 г. — создание сверхзвукового бомбардировщика В-58 было первой разработкой, поставленной как система.
Системный анализ требовал информационного обеспечения.
Первая книга по системному анализу, не переведенная у нас, вышла в 1956 г. Ее издала РЭНД (авторы А. Канн и С. Монк). Через год появилась «Системотехника» Г. Гуда и Р. Макола (издана у нас в 1962 г.), где изложения общая методика проектирования сложных технических систем.
Методология СА была детально разработана и представлена в вышедшей в 1960 г. книге

Ч. Хитча и Р. Маккина «Военная экономика в ядерный век» (издана у нас в 1964 г.). В 1960 г. выходит один из самых лучших учебников по системотехнике (А. Холл «Опыт методологии для системотехники», переведена у нас в 1975 г.), представляющий техническую разработку проблем системотехники.
В 1965 г. появилась обстоятельная книга Э. Квейда «Анализ сложных систем для решения военных проблем» (переведена в 1969 г.). В ней представлены основы новой научной дисциплины — анализа систем (метод оптимального выбора при решении сложных проблем в условиях неопределенности — переработанный курс лекций по анализу систем, прочитанный 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» (перевод 1969 г.).
Второй этап исторического развития системного подхода (проблемы фирм, маркетинг, аудит и т.д.)
I период — исследование конечных результатов системного подхода.
II период — начальные стадии, выбор и обоснование целей, их полезности, условий
осуществления, связей с предыдущими процессами
Системные исследования
- I этап — Богданов А.А. — 20-е гг., Бутлеров, Менделеев, Федоров, Белов Н.В.
- II этап — Л. фон Берталанфи — 30-е гг.
- III этап — Рождение кибернетики — системные исследования получили новое рождение на солидной научной базе (Н.Винер, К.Шеннон, А.Берг, В.Глушков и др.).
- IV этап — оригинальные варианты общей теории систем, имеющие общий математический аппарат — 60-е гг.
Менделеев Дмитрий Иванович (1834 – 1907) –Периодическая система элементов.

Федоров Евграф Степанович (1853 – 1919) минералог и кристаллограф. Современные структуры кристаллографии и минералогии.

Бутлеров Александр Михайлович – структурная теория.
Белов Николай Васильевич (1891 – 1982) – кристаллограф, геохимик, профессор МГУ,– методы расшифровки структур минералов.

Дисциплины системных исследований:
Философско - методологические дисциплины
Теория систем
Системный подход
Системология
Системный анализ
Системотехника
Кибернетика
Исследование операций
Специальные дисциплины

Цели, задачи, объект, предмет системного подхода

Системный подход

Понятие, задачи и этапы системного подхода.

Системный подход используется во всех областях знания, хотя в различных областях он проявляется по-разному.

Так, в технических науках речь идет о системотехнике,

в кибернетике– о системах управления,

в биологии – о биосистемах и их структурных уровнях,

в социологии– о возможностях структурно-функционального подхода,

в медицине – о системном лечении сложных болезней (коллагенозы, системные васкулиты и т.д.) терапевтами широкого профиля (врачами-системщиками).

Понятие системного подхода непосредственно связано с понятием «система».
Потребность в использовании понятия «система» возникла для объектов различной физической природы с древних времен: еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (т.е. система) несводимо к сумме частей, его образующих.
Потребность в таком понятии возникает в тех случаях, когда невозможно изобразить, представить (например, с помощью математического выражения), а необходимо подчеркнуть, что это будет большим, сложным, не полностью сразу понятным (с неопределенностью) и целым, единым. Например, «солнечная система», «система управления станком», «система кровообращения», «система образования», «информационная система».
Очень хорошо особенности этого термина, такие как: упорядоченность, целостность, наличие определенных закономерностей – проявляются для отображения математических выражений и правил – «система уравнений», «система счисления», «система мер» и т.п. Мы не говорим: «множество дифференциальных уравнений» или «совокупность дифференциальных уравнений» – а именно «система дифференциальных уравнений», чтобы подчеркнуть упорядоченность, целостность, наличие определенных закономерностей.
Интерес к системным представлениям проявляется не только как к удобному обобщающему понятию, но и как к средству постановки задач с большой неопределенностью.

Системный подход – это направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит рассмотрение объектов как системы.

Системный подход ориентирует исследователей на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных связей и сведение их в единую теоретическую картину.
Задачи, которые решает системный подход:
- играет роль международного языка;
- позволяет разработать методы исследования и конструирования сложноорганизованных объектов (например, информационная система и прочее);
- развивает методы познания, методы исследования и конструирования (системы организации проектирования, системы управления разработками и т.п.);
- позволяет объединить знания различных, традиционно разделенных дисциплин;
- позволяет глубоко исследовать предметную область. в совокупности с создаваемой информационной системой,

Системный подход нельзя воспринимать как одноразовую процедуру, как выполнение какой-то последовательности определенных действий, дающую предсказуемый результат.

Системный подход – это обычно многоцикловый процесс познания, поиска причин и принятия решений для достижения определенной цели, для которой создается (выделяется) нами некоторая искусственная система.
Очевидно, что системный подход – процесс творческий и, как правило, на первом цикле он не заканчивается.

 

При исследовании любого объекта или явления необходим системный подход, который возможно представить в виде последовательности следующих этапов:

Последовательность этапов, реализуемых при системном подходе
Выделение объекта исследования - выделение объекта исследования из общей массы явлений, объектов. Определение контура, пределов системы, его основных подсистем, элементов, связей с окружающей средой.
Установление цели исследования - Установление цели исследования: определение функции системы, ее структуры, механизмов управления и функционирования;
Определение основных критериев и ограничений в процессе исследований - определение основных критериев, характеризующих целенаправленное действие системы, основные ограничения и условия существования (функционирования);
Определение альтернативных вариантов поведения исследуемой системы - определение альтернативных вариантов при выборе структур или элементов для достижения заданной цели. По возможности необходимо учесть факторы, влияющие на систему и варианты решения проблемы;
Разработка модели функционирования - составление модели функционирования системы, с учетом всех существенных факторов. Значимость факторов определяется по их влиянию на определяющие критерии цели;
Оптимизация (улучшение) организационной структуры модели по критерию эффективности - оптимизация модели функционирования или работы системы. Выбор решений по критерию эффективности при достижении цели;
Проектирование оптимальной структуры системы - проектирование оптимальных структур и функциональных действий системы. Определение оптимальной схемы их регулирования и управления;
Контроль за работой системы - контроль за работой системы, определение ее надежности и работоспособности.
Установление надежной обратной связи в целях стабилизации работы системы - Установление надежной обратной связи по результатам функционирования.

· Соотношение терминов «системный подход» и «системный анализ».

Системный подход может быть рассмотрен как:

методология проектирования,

общая концепция,

научный метод,

метод анализа ( системный анализ),

системное управление,

прикладная теория систем.

Системный подход как методология проектирования
Управленцам разных рангов и разных сфер деятельности хорошо известно, как трудно выбрать такое направление деятельности, следуя которому можно было бы разрешить все возникающие проблемы. Эти люди испытывают большие трудности оттого, что вынуждены изучать всесторонне интересующую их проблему и из множества точек зрения выбрать только одну. Системный подход является общенаучной методологией, которая ориентирует в исследовании возникающих при этом вариантов.

Системный подход как общая концепция
Нахождение подобных структур, свойств и явлений у систем самых различных областей позволяет сформировать уровень общности законов, общности подхода. Нахождение взаимосвязей между методами решения позволяет расширить сферу их приложения и облегчить понимание новых явлений.

Системный подход как научный метод
Это новый метод мышления, который имеет дело с такими процессами как жизнь, смерть, рождение, развитие, адаптация, познание, причинность и взаимодействие. Он обеспечивает нас новыми способами решения проблем в ситуациях с так называемыми неустойчивыми понятиями, такими, как ценности, суждения, убеждения и чувства.
Системный подход как метод анализа функционирования систем
Все можно рассматривать как системы, т.е. элементы в определенном типе связи. Любое явление можно рассматривать с точки зрения его организации, а любую организацию можно рассматривать в свою очередь как систему.

Принять организационную точку зрения — значит изучать любую систему с точки зрения как отношений всех ее частей, так и отношений ее как целого со средой, т.е. со всеми внешними системами.
Законы организационных систем едины для любых объектов, самые разнородные явления объединяются общими структурными связями и закономерностями.
В соответствии с организационной точкой зрения мир рассматривается как находящийся в непрерывном изменении, в нем нет ничего постоянного, все суть изменения, действия и противодействия.
Системный подход в структуре системы управления
Овладение навыками системного менеджмента позволяет менеджеру более эффективно выполнять свои функции. Эти навыки особенно необходимы для менеджеров высшего звена или топ-менеджеров, направляющих все действия организации на достижение поставленных целей.

Менеджер высшего звена должен понимать:
Каковы задачи менеджеров высшего звена и чем они отличаются от задач функциональных менеджеров?
Каким образом можно достичь наилучших результатов и надо ли проводить переобучение функциональных менеджеров из различных отделов в надежде воспитать в них должное отношение к общему управлению?
Какие задачи относятся к задачам управления?
Что входит в систему управления?
Каковы основные группы функций системы управления?
Что называется циклом управления?
Каковы пути совершенствования систем управления?

Системный подход как прикладная теория систем
Для обобщения дисциплин, связанных с исследованием и проектированием сложных систем, используется термин «системные исследования».

Системный подход реализует принципы теории систем. Во многих источниках термин «системный подход» и прикладная теория систем используются как синонимы.

 

Принципы системного подхода.

Принцип - это обобщенные опытные данные, это закон явлений, найденный из наблюдений. Поэтому их истинность связана только с фактом. В формулировке принципов существует некоторый элемент условности, связанный с общим уровнем развития науки в данную историческую эпоху. Поэтому происходит постепенное уточнение принципов, но не их отмена или пересмотр.
Метод - это возможный альтернативный способ решения задач, исходя известных принципов.

Принцип - это постоянно и последовательно применяемый метод.
Принцип мы не выбираем
, мы ему следуем постоянно.
Наиболее часто к системным причисляют следующие принципы:
1. конечной цели;
2. измерения;
3. эквифинальности;
4. единства;
5. связности;
6. модульного построения;
7. иерархии;
8. функциональности;
9. развития (историчности, открытости);
10. децентрализации;
11. неопределенности.

Системный анализ

Системный анализ - совокупность методологических средств, используемых для исследования процессов подготовки и обоснования управленческих решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного и технического характера.

Он опирается на системный подход, а также на ряд математических дисциплин и современных методов управления.

Основная процедура в системном анализе – построение обобщенной модели, отображающей взаимосвязи реальной ситуации.

Техническая основа системного анализа - вычислительные и информационные системы.

В методике системного анализа главное - процесс постановки задачи.

В экономике нужна методика, содержащая средства, позволяющие постепенноформировать модель, обосновывая ее адекватность на каждом шаге формирования с участием ЛПР. Задачи, решение которых ранее было основано на интуиции (проблема управления разработками организационных структур), теперь не решаема без системного анализа.
Необходимо в экономике использовать системный подход при изучении проблемной ситуациии привлекать средства системного анализа для решения этой проблемы. Особенно полезно использовать методологию системного подхода и системного анализа при решении сложных проблем - выдвижении и выборе концепции (гипотезы, идеи) стратегии развития фирмы, разработке качественно новых рынков сбыта продукции, совершенствование и приведение в соответствие с новыми условиями рынка внутренней среды фирмы и т.д.
Прежде всего, основным и наиболее ценным результатом системного анализа признается не количественно определенное решение проблемы, а увеличение степени ее понимания и сущности различных путей решения. Это понимание и различные альтернативы решения проблемы вырабатываются специалистами и экспертами и представляются ответственным лицам для ее конструктивного обсуждения.

Системный анализ включает:

методологию проведения исследования,

выделение этапов исследования и обоснованный выбор методики выполнения каждого из этапов в конкретных условиях.

Особенное внимание в этих работах уделяется определению целей и модели системы и их формализованному представлению.
Задачи исследования систем можно разделить на задачи анализа и задачи синтеза.
Задачи анализа
заключаются в исследовании свойств и поведения систем в зависимости от их структур, значений параметров и характеристик внешней среды.

Задачи синтеза заключаются в выборе структуры и таких значений внутренних параметров систем, чтобы при заданных характеристиках внешней среды и других ограничениях получить заданные свойства систем.

 

Анализ и синтез систем

Задачи исследования систем можно разделить на задачи анализа и задачи синтеза.
Задачи анализа
заключаются в исследовании свойств и поведения систем в зависимости от их структур, значений параметров и характеристик внешней среды.

Задачи синтеза заключаются в выборе структуры и таких значений внутренних параметров систем, чтобы при заданных характеристиках внешней среды и других ограничениях получить заданные свойства систем.

Для разработки методического аппарата проектиро­вания структуры управления необходимо кроме имею­щихся теоретических предпосылок, знать сущность_организационного проектирования. Организационное про­ектирование — это моделирование системы управления предприятием, осуществляемое перед его созданием , либо накануне значительных преобразований.

Последовательность задач организационного проек­тирования, вытекающих из общей теории систем, можно изобразить в виде граф-схемы алгоритма, представленной на рис. 5.

 

 

Основными этапами системного анализа являются:

- формулировка проблемы,

- формирование проблематики,

- определение целей,

- постановка задачи,

- генерирование альтернатив,

- моделирование.

 

Декомпозиция как метод системного анализа

Декомпозиция ( детализация, разбиение на составляющие элементы)как способ системного анализа используется для структуризации целей, проблем, противоречий, стратегий, решений и ряда других задач функционально-структурного подхода к анализу существующих систем или синтезу новых систем. Внешней формой декомпозиции могут граф-схемы, т.н. «деревья» целей, проблем, противоречий, стратегий, решений.
«Деревья» в целеполагании
Анализ процессов формулирования глобальной цели в сложной системе показывает, что эта цель возникает в сознании руководителя или коллектива как некоторая, достаточно «размытая» область. На любом уровне цель возникает вначале в виде «образа» цели. При этом достичь одинакового понимания общей цели всеми исполнителями, по-видимому, принципиально невозможно без ее легализации в виде упорядоченного или неупорядоченного набора взаимосвязанных подцелей, которые делают ее понятной и более конкретной для разных исполнителей. Таким образом, задача формулирования общей цели в сложных системах должна быть сведена к задаче структуризации цели. Для облегчения задачи целеполагания применяется декомпозиция (детализация) цели в виде неупорядоченного или упорядоченного набора взаимосвязанных подцелей (структуризация); которые делают ее более конкретной и понятной для всех участников процесса целеобразовапия. Для наименования подцелей в конкретных приложениях используют разные названия: направления, программы, задачи, а начиная с некоторого уровня - функции.

Поскольку любая цель обладает двойственностью, являясь одновременно и целью, и средством для достижения вышестоящей цели, то описание отношений между целями и средствами может быть отражено специальной схемой (графом), носящей название «дерево целей». Термин был введен в 1957 г. У. Черчменом, который предложил метод дерева целей в связи с проблемами принятия решений в промышленности. Эта схема была с успехом использована в ряде крупных военных и промышленных программ в США, а в настоящее время является повседневным инструментом практически любого современного менеджера.
При использовании метода «дерево целей» в качестве средства принятия решений часто применяют термин «дерево решений». При применении метода для выявления и уточнения функций системы управления говорят о «дереве целей и функций». При структуризации тематики научно-исследовательской организации пользуются термином «дерево проблемы», а при разработке прогнозов «дерево направлений развития (прогнозирования развития)» или «прогнозный граф».
Для системного анализа организаций с целью их реорганизации или автоматизации можно предложить следующие виды «деревьев»:
а) «дерево целей» объекта, которое можно определить как «дерево желаний»;
б) «дерево проблем» объекта;
в) «дерево целей» субъекта;
г) «дерево стратегий» или «дерево решений».

Первоначально строится «дерево целей» с позиции объекта, т. е. «дерево желаний». В нем отражаются главные желания, как правило, связанные с существованием и развитием объекта. Далее они декомпозируются на более детальные цели, удовлетворение которых приведет к удовлетворению главных.
На следующем этапе анализируется проблемность удовлетворения потребностей и желаний объекта и выделяется ключевая проблема (проблемы), которая декомпозируется в виде «дерева проблем».
Далее строится «дерево целей» с позиции субъекта как позитивное отражение «дерева проблем».
И, наконец, строится «дерево стратегий», в котором «дерево целей» дополняется вариантами (стратегиями) решения выявленных проблем.
До окончательной формулировки целей необходимо решить два вопроса. Во-первых, рассмотреть проблематику — множество проблем, которые порождаются решением наших проблем. Это может потребовать корректировки намеченных целей. Во-вторых, необходим аналитический, а чаще всего экспертный анализ для выбора альтернатив решения проблем.
После выбора стратегий формулируются задачи (функции) и назначаются их исполнители.
Построение «дерева целей»
Сначала формируется основная цель (желание), формулировка которой, как правило, имеет следующую структуру: глагол-действие, пояснение, объект-цель. Построение «дерева целей» начинается с процедуры структуризации, расчленения основной цели на составные элементы, называемые подцелями, каждая из которых является средством, направлением или этапом ее достижения. Затем каждая из подцелей в свою очередь рассматривается как цель и расчленяется на компоненты. Если все эти элементы представить графически, то получится так называемое «дерево целей», обращенное кроной вниз. Деление прекращается, когда подцель становится неделимой и объективно измеримой.
Построение «дерева» происходит по следующим принципам:
• если очередная подцель является средством для предыдущей, то она опускается на уровень ниже первой;
• если она является целью, то поднимается на один уровень вверх;
• если она не является ни целью, ни средством, то остается на том же уровне иерархии.
Для проверки полноты и внутренней непротиворечивости дерева целей существуют четыре простых правила.
1. При чтении сверху вниз подцель должна отвечать на вопрос: что нужно сделать, чтобы реализовать цель предыдущего уровня?
2. При чтении снизу вверх цель более высокою уровня должна отвечать на вопрос: для чего необходима цель, лежащая непосредственно под ней?
3. При чтении подцелей, необходимых для достижения одной цели, следует уточнить, все ли подцели действительно необходимы для ее достижения.
4. При чтении подцелей, необходимых для достижения одной цели, следует уточнить, какие еще подцели этого уровня необходимы для достижения цели.

В ка­честве удобного и апробированного на практике инстру­мента исследования целей можно использовать построе­ние целевой модели в виде древовидного графа – «дерева» целей(рис.1).

 

        Цель 1        
                   
  Цель 1.1       Цель 1.2  
                   
Цель 1.1.1   Цель 1.1.2   Цель 1.2.1   Цель 1.2.2
                   
Цель 1.1.1.1 Цель 1.1.1.2   Цель 1.1.2.1 Цель 1.1.2.2   Цель 1.2.1.1 Цель 1.2.1.2   Цель 1.2.2.1 Цель 1.2.2.2

 

Рис.1. Фрагмент «дерева целей»

 

Построение «дерева» целей осуществляется для форма­лизованного отображения процесса распределения целей по уровням управления. Посредством дерева целей опи­сывается их состав, взаимосвязь, упорядоченная иерархия, для чего осуществляется последовательная декомпозиция главной цели на подцели по следующим правилам:

общая цель, находящаяся в вершине графа, должна содержать описание конечного результата;

• при развертывании общей цели в иерархическую структуру целей исходят из условия: реализация подцелей каждого последующего уровня является необходимым и достаточным условием достижения цели предыдущего уровня;

• при формулировке целей разных уровней необхо­димо описывать желаемые результаты, но не спо­собы их получения;

• подцели каждого уровня должны быть независимы друг от друга и невыводимы друг из друга;

фундамент дерева целей должны составлять задачи, представляющие собой формулировку работ, кото­рые могут быть выполнены определенным спосо­бом и в заранее установленные сроки.

Пример. «Дерево целей» для коммерческого учебного центра, показанное на рис.2.

 

Рис.2. «Дерево целей» для коммерческого учебного центра

 

Построение «дерева проблем»
Вначале выбирается и сжато формулируется одна (или несколько) из ключевых проблем достижения целей-желаний. А затем одна за другой формулируются другие проблемы, выстраиваемые в «дерево» по следующим принципам:
• если очередная проблема является причиной для предыдущей, то она опускается на уровень ниже первой;
• если она является следствием, то поднимается на один уровень вверх;
• если она не является ни причиной, ни следствием, то остается на том же уровне иерархии.

Рис. 3. «Дерево проблем» для коммерческого учебного центра


Построение «дерева целей» субъекта и «дерева стратегий»
При анализе путей решения имеющихся проблем строится «дерево целей», которое является позитивным зеркальным отражением негативного дерева проблем. И к этому дереву в качестве «веток» пристраиваем возможные стратегии решения проблем (достижения целей).
Пример. «Дерево целей» с вариантами стратегий для коммерческого учебного центра,

Рис. 4. «Дерево целей» с вариантами стратегий для коммерческого учебного центра.


Далее следует провести анализ и выбор стратегий (средств достижения целей), для чего можно построить соответствующую таблицу.
Пример. Таблица стратегий:

Резюме
1. Любая деятельность является целенаправленной.
2. Источник цели - потребность. При неудовлетворении потребности появляется желание, отсутствие очевидного пути достижения которого порождает проблему, и тогда появляется цель как нечто, что решит проблему.
3. Выбор цели сугубо субъективный. Если ставится или имеется цель, то всегда существует субъект целеполагания, точка зрения которого отражается в ней. Субъективность це-ли выражается, с одной стороны, знаниями и пониманием действительности того, кто ставит цель, а с другой цель направлена на удовлетворение его конкретной жизненной потребности.
4. Следует различать цели с позиции субъекта и объекта. Цель с позиции субъекта определяет цель анализа, описания, проектирования (создания или реорганизации) и управления. Цель с позиции объекта определяет цель его функционирования (существования), которая может быть заложена при его создании либо формироваться внутри него.
5. Цель может быть конкретной или размытой. В последнем случае необходимо вводить критерии для оценки степени достижения цели.
6. Целеполагание сталкивается с рядом проблем, связанных с объективными и субъективными ограничениями, изменением целей со временем, неопределенностью целеполагания, опасностями подмены целей средствами и смешением целей и др.
7. Прежде чем формулировать окончательную цель, необходимо провести исследование решаемой проблемы. В частности, следует расширить проблему до проблематики: определить и рассмотреть проблемы, существенно связанные с исследуемой, без учета которых она не может быть решена.
8. Правильно сформулированные цели должны быть конкретными, измеримыми, достижимыми, согласованными, приемлемыми и гибкими.
9. Существенную помощь при целеполагании оказывают «деревья» целей и проблем. При реорганизации или автоматизации объекта можно рекомендовать построение следую-щей цепочки «деревьев»: «дерево» целей (желаний) объекта, «дерево» проблем объекта, «дерево» целей субъекта. В последнем «дереве» рассматриваются возможные стратегии решения


Дерево функций системы представляет собой декомпозицию ее функций и служит основой для формирования системы. Выделяются «функциональные модули».

В структуре им соответствуют определенные «конструктивные модули».
При формировании дерева функций системы необходимо располагать полнотой информацией о ее функциях (основных и дополнительных). Ни на одном уровне иерархии системы нельзя забывать ни об одной функции (в том числе психофизические, эргономические, экологические и др.).

Надо выделить основную функцию и функции уровней.
Дерево противоречий системы - отражает противоречия отдельных уровней функционально-структурной ее организации. На каждом уровне существуют противоречия между функциями и структурной организацией, как противоречия между содержанием и формой, между состоянием определенного качества и сложностью структуры.

Многоуровневая иерархическая система противоречий и есть дерево противоречий системы.
Функциональные модули сложной системы формируют ее концепцию в соответствии с деревом функций и деревом противоречий системы.
Конструктивные модули - определяют и организуют т.н. морфологическую структуру системы на основе ее функциональных модулей.

Связь между функциональными и конструктивными модулями проявляется, как между функцией и структурой. Иными словами - система с определенными функциональными модулями может быть реализована неоднозначно с помощью различных конструктивных модулей.
Алгоритм функционально-структурного подхода к анализу существующей системы или синтезу новой системы.
Алгоритм сводится к последовательности операций:
1. Анализ систем - прототипов включает: выяснение основных и дополнительных функций; построение обобщенного дерева функций; выявление базовых структур; анализ принципов технической реализации.
2. Исследование дерева противоречий системы включает: анализ «узких мест» систем-прототипов; выявление ограничивающих факторов; выявление основного противоречия системы; построение дерева противоречий системы, анализ дерева противоречий системы.
3. Формирование концепций системы включает: влияние способов преодоления противоречий системы; поиск альтернатив технической реализации системы; разработку технического задания на систему; определение совокупности показателей качества системы.
4. Формирование дерева функций системы включает: определение множества основных и дополнительных функций; определение числа уровней декомпозиции и декомпозицию функций системы; выявление набора типовых операторов; отображение функций предыдущего уровня на множество операторов; трансформацию дерева функций.
5. Формирование функциональной структуры системы включает: анализ методов аппаратной и программной реализации; разработку алгоритмов функционирования системы; анализ связей операторами различных уровней; построение временных диаграмм активности операторов соответствующего уровня; определение загрузки ресурсов подсистемы; эквивалентные преобразования операторов; структур; выделение типовых функциональных подсистем.
6. Формирование морфологической структуры системы на основе конструктивных модулей включает:

выбор технических средств для реализации системы;

формирование таблиц соответствия функциональных модулей;

формирование таблиц соответствия конструктивных модулей;

обоснование разработки оригинальных технических средств;

преобразование элементов (подсистем)функциональной структуры;

покрытие функциональных подсистем конструктивным модулями;

формирование конструктивных модулей высокого уровня;

формирование альтернативных вариантов системы;

анализ достоинств функционирования системы.
7. Оценка показателей качества и выбор окончательного варианта системы включает:

выбор стратегии сравнительного анализа вариантов системы;

выбор методики оценки показателей качества системы;

анализ показателей качества системы;

формирование документации на систему.

К этому необходимо добавить, что если полученные результаты неудовлетворительны, то необходим возврат к повторению этого алгоритма на новом витке развития (активного поиска).
Вдумчивый конструктор, читая данный алгоритм, обратит внимание не только на важность и ответственность постановки проблемы и ее поисковой формулировки, т.е. на работу, предшествующую использованию данного алгоритма, но и на этап формирования концепции системы как на коренной момент алгоритма.

В концепцию создаваемой системы желательно закладывать такие прогрессивные идеи, которые обеспечивали бы повышение ее эффективности в несколько раз, т.е. создать запас, резерв возможностей. Тогда при решении последующих вопросов низкого уровня можно «пожертвовать» несколькими процентами из этого резерва эффективности, чтобы быстрее и с меньшими затратами осуществить практическую доводку и внедрение системы.
При формировании концепции системы на функциональном уровне надо заботиться о том, чтобы не потерять многообразные возможности структурной организации, т.е. здесь четко должны реализовываться черты функционально-структурного подхода (одна и та же функция может быть реализована различными структурами).


Алгоритм функционально-структурного подхода направлен на выявление (вскрытие) и преодоление противоречий разных уровней:
1. Основное противоречие системы связано с постановкой проблемы. Оно вскрывается на основе анализа систем-прототипов и потребности, составляет основу дерева противоречий системы и далее просматривается от этапа формирования системы до оценки конечного результата..
2. Противоречия структурного уровня проектирования (структурного синтеза системы) - это противоречие между функциональной полнотой и требованиями минимизации системы.
3. Требования минимальной структуры - это стремление к системе из минимального числа элементов органической номенклатуры. Здесь возникает новое противоречие, связанное с проблемами унификации и типизации элементов, на которые расчленяется система. Какие и сколько элементов целесообразно унифицировать, чтобы из них синтезировать систему. В этой задаче необходимо учесть многие требования и ограничения технологии изготовления конструктивных элементов, удобству их транспортирования и монтажа, надежности в процессе эксплуатации.

4. Противоречия этапа логического проектирования связаны, с одной стороны, с непрерывным расширением функциональных возможностей системы (с эволюцией функций) и, с другой стороны, с числом элементов и количеством их типов, составляющих логическую структуру системы (с эволюцией технологии).
5. Основное противоречие этапа технического проектирования связано с функциональными возможностями разрабатываемых элементов и сложностью их структуры. Что выгоднее: синтезировать систему из большого числа простых элементов или небольшого числа сложных.

6. Основные противоречия этапа конструктивно-технологического проектированиявозникают между функциональными возможностями блоков (конструктивных модулей) системы и конструктивно-технологическими ограничениями их реализации.