Информационные системы менеджмента - Бажин И.И

2.4.5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НОВЫХ ФУНКЦИЙ

Цель

Создание радикально нового объекта управления, способного привести к новым моделям поведения и спроса.

Алгоритм метода 1.Выявить функции каждого конкретного элемента существующего

решения.

2.Охарактеризовать основную функцию, для которой указанные функции являются вспомогательными.

3.Охарактеризовать изменения основной функции, которые могут привести к улучшению данной проектной ситуации.

4.Объединить решения шагов 2 и 3 для получения новой основной функции.

5.Найти альтернативные решения разделения новой основной функ­ ции на вспомогательные и закрепить каждую из них за новыми конкрет­ ными элементами.

Приведенный алгоритм метода является обобщением, основанным на ре­ зультатах ретроспективного анализа ряда примеров из истории развития техни­ ки, и поэтому может быть рекомендован для использования при разработке но­ вых решений.

Пример

Превратить торговый зал небольшой лавки в современный супермаркет.

1.Выявить функции каждого конкретного элемента существующего реше­ ния.

Конкретные элементы и соответствующие вспомогательные функции приве­ дены в таблице.

2.0характеризовать основную функцию, для которой указанные функции являются вспомогательными.

Одна из возможных формулировок в приводимом примере: "Способ­ ствовать обмену тобаров широкого потребления на деньги покупателей".

3.Охарактеризовать изменения основной функции, которые могут привес­ ти к улучшению данной проектной ситуации.

"Торговля без задержки по вине продавца и увеличение товарооборота на одного торгового служащего" - таков смысл превращения лавки в супермаркет.

4.Объединить решения шагов 2 и 3 для получения новой основной функ­ ции.

Врассматриваемом примере такое объединенное решение выглядит как "Способствовать быстрому обмену дешевых товаров широкого потребления на деньги покупателей".

5.Найти альтернативные решения разделения новой основной функции на вспомогательные и закрепить каждую из них за новыми конкретными элементами.

Врезультате исследования принято решение, представленное таблицей:

Реализация новых вспомогательных функций стала возможной благодаря введению фасованных товаров, не требующих дополнительной упаковки про­ давцом.

Алгоритм метода проектирования новых функций направлен только на формализацию поиска новых идей, поэтому он не уменьшает трудности прогно­ зирования практического осуществления идеи и социально-экономической реак­ ции на нее. Однако этот метод включает на существенно важном этапе 3 целе­ направленный поиск социально приемлемых задач, включенный в "новую ос­ новную функцию" на этапе 4. Таким образом, окончательная идея должна со­ держать в себе как элемент изобретения, так и элемент нововведения, и быть направленной на удовлетворение практических и социальных потребностей.

Описанный метод проектирования новых функций эффективно зарекомен­ довал себя в тех случаях, когда существующие объекты достигают пределов своего развития по сравнению со временем их создания по причинам изменения требований новой экономической, экологической или социальной ситуации. С наибольшим успехом данный метод может быть использован при сотрудничест­ ве инженеров и представителей деловых кругов.

2.5.КОНВЕРГЕНЦИЯ: ГОТОВЫЕ СТРАТЕГИИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ

Основные характеристики конвергенции таковы:

1. Настойчивость, жесткость мышления и методики здесь являются достоинст­ вом; с лабильностью и неопределенностью надо бороться. Основная цель на

этом этапе - как можно быстрее уменьшить неопределенность. Поэтому боль­ шую помощь здесь оказывает все, что способствует исключению альтернатив, не заслуживающих рассмотрения. Самое главное правило, которое здесь необ­ ходимо принять - это установить порядок принятия решений, уменьшающих разнообразие.

2.Сложным моментом при конвергенции является то, что некоторые подзадачи могут неожиданно приобретать особую важность, так как они не могут быть раз­ решены без изменения ранее принятых решений, что приводит к цикличности. Избежать этих сложностей можно, если еще на стадии трансформации придать задаче форму, при которой подзадачи предвосхищались бы или исключались действиями на более общем уровне.

3.Модели, используемые для представления поля альтернатив, в ходе конвер­ генции должны становиться менее абстрактными и более детализированными. Здесь широко могут использоваться математические модели и алгоритмы, в ко­ торых отражается сумма знаний в области прикладных наук. Многие из таких моделей описаны в последующих главах.

Вэтом разделе описывается содержание ряда методов, характерных для стадии конвергенции, алгоритмы которых раскрываются на основе анализа раз­ личных конкретных ситуаций.

2.5.1. СИСТЕМОТЕХНИКА

Цель

Добиться внутренней совместимости между элементами системы и внешней со­

вместимости между системой и окружающей средой.

Алгоритм метода

1.Определить входы и выходы системы.

2.Найти систему функций, при помощи которых входы можно преоб­ разовать в выходы.

3.Подобрать или разработать технические устройства для осуществ­ ления каждой из этих функций.

4.Проверить полученную систему на внутреннюю и внешнюю совмес­ тимость.

Пример

Разработать систему управления платной стоянкой автомобилей.

1. Определить входы и выходы системы.

Пример входов и выходов системы управления автостоянкой приведен на рис.2.9. Чтобы однозначно определить границы системы и ее назначение, дос-

таточно указать необходимые ей входы и выходы. Однако для этого требуется тщательно исследовать условия среды, в которой должна работать система, и

запросы заказчика (эти действия - исследование проектных ситуаций - относят­ ся к стадии дивергенции, описанной в разделе 2.2). Необходимо обозначить на схеме все существенные виды обмена материалами, энергией и информацией между системой и окружающей средой. Не менее важно определить зависимо­ сти между входами и выходами во времени, например, интенсивность потока прибывающих и убывающих машин в разное время суток, в разные дни недели и в особые периоды (праздники и т.п.).

2.Найти систему функций, при помощи которых входы можно преобразо­ вать в выходы.

Необходимо выбрать систему функций для преобразования входов, пока­ занных на рис.2.9, в заданные выходы. Поскольку такие преобразования можно сделать различными способами, выбор функций произволен. В данном случае были выбраны следующие функции:

а) регистрация времени прибытия; б) закрепление контрольного талона за прибывшим автомобилем;

в) снятие контрольного талона с убывающего автомобиля; г) расчет суммы и сбор платы.

Эти функции можно самыми различными способами делить на более мел­ кие или объединять в более крупные. Например, функции а) и б) можно заме­ нить функцией "идентификации каждого прибывающего автомобиля и регистра­ ция времени его прибытия". В этом случае на автомобиль не будет выдаваться контрольный талон, и придется надлежащим образом изменить остальные вхо­ ды, выходы и функции. Точно так же функцию г) можно разделить на две: "расчет суммы" и "сбор платы", что потребует соответствующих изменений на заключительных этапах этого процесса.

Затем каждую из выбранных функций изображают вместе с необходимыми для ее осуществления входами и образуемыми ею выходами (рис.2.10).

Входы и выходы, находящиеся внутри системы, соединяют между собой и отлаживают систему до достижения полной согласованности между ними

(рис.2.11), то есть выясняют, откуда исходит каждое входное и куда направлено каждое выходное воздействие.

Внутренняя согласованность обычно достигается путем длительного поиска методом проб и ошибок. При этом выявляются промахи, допущенные на преды­ дущих стадиях; например, проектировщик мог забыть о том, что для регистра­ ции времени прибытия и расчета суммы сборов за стоянку необходимо иметь внешний источник сигналов времени.

Трудно найти необходимый уровень детализации функций и обеспечить со­ хранение всех функций и связей между ними на выбранном уровне, а не выше или ниже его. Функции могут считаться достаточно детализированными, если на следующем этапе проектирования можно подобрать физически независимое устройство для выполнения каждой функции. Ограниченное число случаев рас­ щепления или слияния функций на следующем шаге алгоритма (шаге 3) допус­ тимо, но если большинство функций оказываются слишком детализированными, то функциональное описание как средство декомпозиции задачи проектирования теряет всякий смысл. Хотя в литературе описываются математические методы

обеспечения совместимости подсистем, однако системотехника успешно может быть применена, в основном, для разработки поточных систем, в которых блоки

Сигналы времени

Рис.2.11

физически разделены и выполняют каждый свою функцию. Что касается так на­ зываемых "плотносвязанных" объектов (например, конструкций двигателей, в которых некоторые элементы выполняют несколько функций), то в таких ситуа­ циях системотехника малоэффективна.

3.Подобрать или разработать технические устройства для осуществления каждой из этих функций.

Разбирать этот этап здесь нецелесообразно, так как его осуществление не связано с использованием методов системотехники. Если какая-то функция са­ ма представляет собой поточную систему, можно повторить шаги 1 и 2 алгорит­ ма. В противном случае проектировщик использует другие методы, более под­ ходящие для разработки плотносвязанных объектов, вплоть до выполнения чертежей в масштабе.

Заметим, что именно на этом этапе выявляется крупнейшее достоинство системотехники: уверенность, с которой можно предоставить субподряды на разработку или поставку физических блоков системы. Эта уверенность основана на том, что входы и выходы каждого блока точно определены, Жесткий контроль над формулировкой требований к входным и выходным характеристикам позво­ ляет заранее выявить и устранить целый ряд неувязок, с которыми обычно при­ ходится сталкиваться при координации проектных работ по субподрядам.

4.Проверить полученную систему на внутреннюю и внешнюю совмести­ мость.

Эта проверка на ранней стадии проектирования может осуществляться пу­ тем проведения математических или экономических исследований методами теории сетей или теории полезности. На более поздних стадиях могут быть про­ ведены либо физические испытания, либо исследования на основе имитацион­ ных моделей с использованием компьютера.

Применительно к описанному примеру целесообразно рассчитать или про­ верить на модели время обработки одного автомобиля, предполагаемое время ожидания в очереди, вероятности аварий и задержек, пригодность системы для предполагаемых типов автомобилей, размеры первоначальных капиталовложе­ ний и расходов на эксплуатацию стоянки, суммы оборотов, вероятность созда­ ния помех другим объектам окружающей среды -или возникновения помех с их стороны, влияния темноты, дождя, снега, яркого солнца и т.д. Соответствующие математические модели, позволяющие решать такого рода задачи, описаны в последующих главах.

2.5.2. КУМУЛЯТИВНАЯ СТРАТЕГИЯ ПЕЙДЖА

Цель

Сконцентрировать усилия управленцев на анализ и оценку (оба эти процесса носят кумулятивный и конвергентный характер) и уменьшить затраты некумуля­ тивных усилий на синтез решений, которые могут оказаться непригодными, то есть исключить необходимость разрабатывать плохие проекты, чтобы таким об­ разом научиться создавать хорошие.

Алгоритм метода

Кумулятивные этапы 1.Определить существенные цели, то есть такие цели, достижение ко­

торых необходимо, чтобы проект удовлетворял заказчика, потребителей и всех, кого он коснется.

2.Определить внешние факторы, которые могли бы помешать дости­ жению хотя бы одной изсущественных целей.

З.Установить критерии, позволяющие однозначно судить о приемле­ мости принимаемых решений.

4.Разработать методику испытаний по каждому из критериев. Эта ме­ тодика должна быть такой, чтобы:

а) точность результатов была не большей, чем необходимо, чтобы отличить приемлемое решение от неприемлемого;

б) вначале проводились испытания, затрагивающие большое число альтер­ нативных решений, а потом те, которые затрагивают лишь несколько решений.

Некумулятивные этапы 5.Собрать обширное множество альтернативных частных решений

для каждого существенного критерия и подготовить грубые модели для

экспериментальных решений.

б.Провести всю последовательность испытаний на этих моделях, от­ браковывая после каждого испытания не выдержавшие его модели, пока не обнаружатся явные признаки сходимости к одному комплексу частных решений.

7.Разрешить внутренние противоречия проектного решения:

а) путем разработки новых видов испытаний при одновременном воздейст­ вии нескольких факторов (при необходимости пересматривая ранее принятые решения);

или б) путем поиска путей к объединению нескольких частичных решений для

устранения противоречий.

8.Остановиться на одном предварительном (эскизном) решении, удовлетворяющем всем существенным критериям, и только после этого переходить к детализации и уточнению решения.

Пример

Разработать проект здания для учебного заведения с естественным освещени­ ем, предусмотрев возможность внесения крупных изменений в методы обучения

ив учебное оборудование в течение срока службы здания.

Вэтом примере описаны шаги алгоритма, относящиеся к кумулятивным этапам; из некумулятивных кратко рассматривается только шаг 7. Кроме того, учитываются лишь некоторые из существенных критериев, которым должно удовлетворять здание.

Кумулятивные этапы 1. Определить существенные цели, то есть такие цели, достижение кото­

рых необходимо, чтобы проект удовлетворял заказчика, потребителей и всех, кого он коснется.

Основные задачи по обеспечению естественного дневного освещения могут быть, например, такими:

а) обеспечение достаточной освещенности важных зон, например, доски и парт в каждом классе, в типичный пасмурный день, при низком уровне естест­ венного освещения;

б) гашение бликов от неба, ярко освещенных предметов, прямого солнечно­ го света в ясные дни;

в) предотвращение перегрева помещений летом.

Среди существенных задач, позволяющих в будущем перейти на другие ме­ тоды обучения, можно было бы указать на следующую:

г) возможность изменить размещение внутренних перегородок после 10 лет эксплуатации.

2. Определить внешние факторы, которые могли бы помешать достиже­ нию хотя бы одной из существенных целей.

Для случая цели 1а такими внешними факторами являются сезонные и су­ точные колебания яркости неба. Здесь термин "типичный пасмурный день" не-

обходимо заменить эквивалентом, допускающим точное определение: пасмур­ ное небо по стандарту Международной комиссии по освещению, дающее осве­ щенность горизонтальной поверхности (около 5400 лк). Чтобы определить наи­ худшие условия, необходимо выполнить измерения преобладающих условий среды, в которой должно функционировать проектируемое изделие - без таких измерений вряд ли целесообразно приступать к проектированию. Если говорить о таких существенных целях, как цель 1г, то, видимо, наихудшим из условий, ко­ торые могут встретиться в будущем, явится потребность иметь залы большой площади с открытым обзором, что позволит внедрить методы обучения с при­ менением телевизионной техники. В этом случае также нужно изучить соответ­ ствующие тенденции и заранее оценить, какие максимальные безопорные про­ леты могут потребоваться в течение расчетного срока эксплуатации здания. Еще одно экстремальное условие заключается в том, что, возможно, потребует­ ся в довольно широких пределах менять расположение внутренних перегородок; эти пределы тоже нужно определить объективными способами.

3. Установить критерии, позволяющие однозначно судить о приемлемости проектных решений.

Критерий для уровня освещенности днем можно установить после тщатель­ ного исследования условий, обеспечивающих выполнение таких операций, как, например, чтение с задней парты записей на доске. В результате таких иссле­ дований можно установить минимально приемлемый уровень освещенности на вертикальных и горизонтальных поверхностях. Этот минимум должен быть вы­ ражен в виде интервала, а не как точное число, что обеспечить проектировщику некоторый оперативный простор.

Критерий свободной планировки можно выразить через затраты времени и средств на изменение внутренней планировки или через предельные значения длины пролета, которые допускали бы изменение методов обучения.

4.Разработать методику испытаний по каждому из критериев. Эта методи­ ка должна быть такой, чтобы:

а) точность результатов была не большей, чем необходимо, чтобы отличить приемлемое решение от неприемлемого;

б) вначале проводились испытания, затрагивающие большое число альтернативных решений, а потом те, которые затрагивают лишь не­ сколько решений.

Чтобы провести испытания по критериям 1а—16, потребуется "искусственное небо" и соответствующая контрольно-измерительная аппаратура. Точность из­ мерений при каждом измерении ограничена указанным выше критерием: ее должно быть как раз достаточно, чтобы отличить приемлемое решение от не­ приемлемого.

Требование проводить вначале испытания по большому числу альтерна­ тивных решений, а потом по тем, которые затрагивают лишь несколько решений, будет удовлетворено, если вести испытания по пунктам 1а и 1г вначале, а по пунктам 16 и 1в потом.

При проверке решений, касающихся возможности внутренней перестройки, приходится исходить из финансовых соображений. Нужно проанализировать, ка-