Тема 4. Розчленування об’єкта аналізу та дослідження відокремлених частин інноваційних проблем

План

4.1. Поняття елементу, функції, структури, стану та процесу

4.2. Властивості складних систем та задач системного аналізу

4.3. Поняття моделі, співвідношення між моделлю та системою

4.4. Аналіз та синтез у системних дослідженнях

4.5. Застосування декомпозиції і агрегування для розробки інноваційного виробу

4.1. Поняття елементу, функції, структури, стану та процесу

Елементом називається деякий об'єкт (матеріальний, енергетичний, інформацій­ний), що має ряд важливих властивостей, але внутрішня будова якого безвідносна до мети дослідження, тобто елемент не піддається подальшій декомпозиції при обраному рівні розгляду системи.

Функція системи - це все те, що виконує система або може виконувати відповідно до свого призначення. Множина функцій системи є перетворенням призначення системи в дії. Функцію елемента зручно розглядати як сукупність її станів у просторі та часі.

Форма - це зовнішній вигляд об'єкта безвідносно до його суті (земна куля та біль­ярдна куля мають форму кулі), геометричне поняття, що стосується з'єднання речей або ідей.

Сукупність - це з'єднання або набір в одну множину безвідносно до форми чи порядку.

Структура - це множина частин або форм (елементів), які знаходяться у взаємодії та специфічному порядку, необхідному для реалізації функцій. Таким чином, функція є первинною щодо структури.

Структура системи - це стійка упорядкованість у просторі і в часі її елементів та зв'язків. Властивістю структури є можливість існування протягом певного часу за допомогою зв'язуючого пристосування для збереження елементів (частин) та їх відношень приблизно в одному й тому ж порядку, реагуючи при цьому на дії середовища.

У залежності від характеру організації в системі елементів і їхніх зв'язків можна виділити основні типи структур: мережну (а), кістякову (б), ієрархічну (в), які ві­дображають послідовне підвищення ступеня централізації системи.

Взагалі ж структури можуть бути найрізноманітніші і включати різні комбінації взаємозв'язків елементів (г) (рис. 4.1).

а) б) в) г)

Рис. 4.1. Основні типи структур

Однією з найпростіших моделей структури є мережа. Мережева модель може вико­ристовуватися як для описання фактичних структурних зв'язків між елементами сис­теми (транспортна мережа), або ж є абстрактним функціональним представленням взаємодій між підсистемами (ієрархічне представлення різних рівнів управління в організації).

Незважаючи на те, що ієрархії мають певні недоліки, обумовлені простішою формою, ієрархічна побудова є поширенішою в конфігурації організацій, ніж мере­жева. Окрім того ієрархії є прозорими структурами для ефективного відображення проблем.

Ієрархія - це структура з підпорядкованістю, тобто з нерівноправними зв'язками - дії в одному напрямку виявляють набагато більший вплив, аніж в оберненому. В більшості випадків прямий зв'язок це керування і керуюча інформація, обернений інформація про виконання та відхилення. На практиці розглядаються два основні типи ієрархічних структур деревовидна та ромбовидна (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Види ієрархічних структур

Приклад 4.1. Абстрактні моделі структур (рис.4.3) та їх аналіз.

Рис. 4.3. Абстрактні моделі структур

Зв'язок {потік) - це важливий з точки зору розгляду системи обмін речовиною, енергією, інформацією між елементами та зовнішнім середовищем і елементами системи.

Елемент системи може входити до її складу, може бути переміщений в системі з одного місця на інше, може бути виключений з неї. Ці всі ситуації стосуються зміни структури системи. Можливі й інші перетворення: елемент має певні властивості, ха­рактеристики, які теж можуть змінюватися в процесі розгляду системи.

Стан системи - це зафіксовані значення характеристик системи, важливі для цілей дослідження. Зміна довільної з числа цих характеристик означатиме перехід системи до іншою стану. Таким чином, отримаємо набір станів, який ще не є процесом.

Процес - це набір станів системи, що відповідає впорядкованій неперервній або дискретній зміні деякого параметра, що визначає характеристики чи властивості системи. В більшості випадків таким параметром є час.