ОСА-1

• Поняття «системний аналіз», що використовується в російській та українських мовах не має точного аналога в іноземних мовах.

• На початку шістдесятих років ХХ століття в США з'явився термін «system analysis» для позначення техніки аналізу складних систем, що виникла у процесі розвитку насамперед методів дослідження операцій, що вивчала ті способи представлення інформації, що полегшують досліднику формулювання цілей операції.

• Дослідник операцій у зарубіжній літературі зазвичай називався «analyst». Для того, щоб підкреслити особливість кваліфікації спеціаліста, який займається аналізом і проек­туванням складних систем, почали використовувати термін «system analyst». Таким чином, термін «system analysis» треба було точніше перекласти як «аналіз систем», але його колись переклали як «системний аналіз», тому що на англійську мову обидва ці терміни перекладаються однаково: «system analysis». В російській та українській мовах термін «системний аналіз» несе значно більше змістовне навантаження: цим терміном називають велику самостійну дисципліну. Звернемо увагу, що і сьогодні термін «system, analysis» розуміється на Заході як аналіз систем, як сукупність більш менш простих рецептів дослідження конкретних систем. На просторі держав СНД виникла і має місце розвиток синтетична дисципліна, яка включає до себе (що є суттєвим) не тільки конкретні прийоми представлення інформації, але й фундаментальні розділи теорії.

• На сьогодні не існує достатньо строгої теорії системного аналізу і технології його застосування до тих чи інших об'єктів і процесів комп'ютеризації.

• Представники різних напрямків людських знань ще не прийшли до єдиного розуміння і трактування (в тому числі термінологічному) багатьох питань, що відносяться до загальної теорії систем і системного аналізу. Більш високий рівень абстрагування, запропонований загальною теорією систем і системним аналізом, поки що не став основою для об'єднання інших теорій, що вивчають системи і їх поведінку в цілому. Системний аналіз ще не став загальною технологічною основою системного мислення для більшості спеціалістів, які працюють у різних сферах практичної діяльності.

• Це, безумовно, в значній мірі стосується практично всіх об'єктів і процесів комп'ютеризації. Однак для об'єктів і процесів організаційних антропогенних систем таких, як економічні системи, комп'ютеризація функціонування, яких є основною предметною областю для майбутньої професійної діяльності студентів спеціальності "Інформаційні управляючі системи і технології", відсутність строгих і вивірених правил системного аналізу економічних систем додатково ускладнює процес засвоєння понятійного апарату.

• Побудова цього курсу тільки на основі наявної літератури може стати малоефективною із-за істотних різних підходів до теорії, а також із-за розрізненості накопиченого практичного досвіду застосування різних підходів до тих чи інших предметних областей.

• Тому в даному курсі втілена спроба викласти матеріал, що сприятиме опануванню студентами системного образу мислення, а також зроблена спроба побудови деякої технології системного аналізу об'єктів і процесів при комп'ютеризації функціонування економічних систем.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ СИСТЕМНОГО ПІДХОДУ

Системний підхід

Системний підхід визначається як сукупність дій, пов'язаних із:

• системним розглядом проблеми з різних сторін;

• системним описом моделей об'єктів та явищ;

• системною організацією створення, розробки і впровадження засобів вирішення проблеми.

Основною відмінністю системного підходу від інших методологій не системного характеру є визнання факту, що недостатньо, а іноді навіть шкідливо розробляти і приймати локальні рішення, які враховують невелику кількість суттєвих факторів. Системний підхід відхиляє такі дії, базуючись на системному мисленні.

Загальна теорія систем

Загальна теорія систем є "пічкою" для системного аналізу тому, що він базується на її понятійному апараті. Характерною рисою загальної теорії систем є те, що вона єдина наукова платформа різних дисциплін

Основою такої єдності є факт аналогічності (ізоморфізму) процесів, що проходять у системах різних типів (технічних, біологічних, економічних, соціальних). Чітко доведений ізоморфізм для систем різноманітної природи дає змогу набуті знання в одній області використовувати їх в іншій. Спільність, науковість і фундаментальність – основні риси положень загальної теорії систем.

При досягненні такого рівня усі наведені теорії будуть окремими випадками загальної теорії систем.

Поняття системи

• Рівні абстрактного опису, що використовуються в загальній теорії систем, характеризуються, наприклад, роз'ясненням поняття "система". Першим дослідником, який запропонував найзагальніше визначення поняття "система", був Л. фон Берталанфі. Він визначив це так:

"Система може бути визначена як сукупність елементів, що знаходяться у певних відношеннях між собою і з середовищем“

N.B. Звернемо увагу на те, що в даному визначенні елементи деякої сукупності, яка представляє систему, вже розглядаються не тільки "у відношеннях одного до іншого", але, що є надзвичайно важливим, "і до середовища", яке розглядається як зовнішній світ. Ми хочемо зробити акцент на цьому "і", як на деякому фундаментальному понятті системного мислення. Ця обставина створює системне мислення та сприяє розвитку загального системного підходу.

• Дотепер не існує єдиного визначення поняття "система", яке задовольняло б всі поставлені вимоги.

• Поділ деякого об'єкта на елементи – основний крок до розгляду його як системи.

ЕЛЕМЕНТ

• Неподільність елемента – це поняття, але не фізична властивість

• З одного боку, намагаючись підкреслити матеріальність систем, деякі дослідники в своїх визначеннях замінювали термін елемент термінами річ, об'єкт, предмет. І хоча останні можна трактувати і як абстрактні об'єкти або предмети дослідження, все ж автори цих визначень явно бажали звернути увагу на уречевлення, матеріальність системи.

• З іншого боку, систему можна трактувати тільки як відображення, тобто як щось існуюче лише в уяві дослідника, розробника, конструктора.

• Цей спір не має сенсу. В понятті система (як і в будь якій іншій категорії пізнання) об'єктивне і суб'єктивне складають діалектичну єдність, і необхідно говорити не про матеріальність або нематеріальність системи, а про підхід до об'єктів дослідження як до систем, про різноманітні представлення їх на різних стадіях пізнавання або створення, тобто на стадіях:

• теоретико-пізнавальної,

• науково-дослідницькій,

• проектній,

• інженерній і тощо – аж до матеріального втілення.

• Елемент – це граничний (крайній) об'єкт фізичного або аналітичного розчленування системи з точки зору аспекту розгляду, розв'язання конкретної задачі, поставленої мети.

Компоненти і підсистеми

• При багаторівневому розчленуванні системи використовуються терміни, що передбачені в теорії систем: складні системи прийнято спочатку поділити на підсистеми або на компоненти.

• Поняття підсистема означає, що виділяється відносно незалежна частина системи, яка має достатньо стійкі емерджентні властивості системи, наприклад, має підціль, на досягнення якої орієнтована підсистема, а також інші властивості – цілісності, комунікативності і т. п.

• Якщо частини системи не мають таких властивостей, а представляють собою просто сукупності однорідних елементів, то такі частини прийнято називати компонентами.

• Виділення підсистем залежить від цілей суб'єкта системного аналізу і може змінюватися по мірі її уточнення і розвитку представлень дослідника про об'єкт чи проблемну ситуацію, що аналізуються.

• ВІДНОШЕННЯ ЗАГАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ СИСТЕМ І СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ ЦЕ ЗМІНА ТОЧОК ЗОРУ У ПОШУКУ КОМПРОМІСУ МІЖ АБСТРАКТНИМ І ПРАГМАТИЧНИМ

• Системний аналіз з позицій функціонально-структурної організації систем, базуючись на понятійному апараті загальної теорії систем, займається пошуком компромісу між рівнем абстрактного і прагматичного системного опису конкретних об'єктів і процесів, які досліджуються.

Предметна область

• Конкретне оточення людської діяльності є предметна область.

Предметною областю може бути:

• конкретна інженерна діяльність у тій чи іншій галузі народного господарства;

• управлінська діяльність стосовно організації або підприємства того чи іншого профілю;

• науково-дослідна діяльність у тому чи іншому науковому напрямку тощо.

• Будь-яка предметна область включає множину різноманітних об'єктів.

• Об'єкти предметної області зазвичай взаємодіють між собою. Процеси, які відбуваються у предметній області, як правило, сприяють даній взаємодії об'єктів.

• Процес – дія (явище), що відбувається в часі між елементами системи і зовнішнього середовища, що переводить вхід у вихід.

• Здатність переводити даний вхід у даний вихід називається властивістю даного процесу.

• Вхід (для інформаційних систем)– це сукупність інформаційних характеристик властивостей енергетичних, матеріальних і інформаційних об'єктів, що необхідні для моделювання даного процесу.

• Вихід – це результат або кінцевий стан процесу. Він може бути визначеним як призначення (мета), для досягнення якого системні об'єкти, властивості і зв'язки (відношення) об'єднані в єдине.

• Сама людина в тих чи інших предметних областях також може бути об'єктом аналізу, управління і т.п. В цих випадках методологією системного аналізу вона розглядається як один з об'єктів предметної області, тобто знаходиться в середині її.

• СУБ'ЄКТИ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ, РОЛЬ, ЗАВДАННЯ

• Якщо людина аналізує деяку предметну область, то вона або де-факто знаходиться поза множиною об'єктів, що належать даній предметній області, або, залишаючись у ній об'єктом, все-таки здійснює цей аналіз ніби ззовні.

• СУБ'ЄКТИ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ ЗАВЖДИ ЗНАХОДЯТЬСЯ ЗЗОВНІ ОБ'ЄКТУ АНАЛІЗУ. Саме ця обставина робить людину суб'єктом системного аналізу, тобто системним аналітиком. Суб'єктами системного аналізу є системні аналітики.

• Системний аналітик – це спеціаліст, який займається аналізом і синтезом різних об'єктів і процесів, розглядаючи їх з позицій загальних принципів побудови і функціонування систем, тобто з позицій системного підходу до їх аналізу й синтезу.

• Він володіє таким інструментарієм системного підходу, що є загальним для будь-яких об'єктів і процесів, які аналізуються і синтезуються, тобто будь-яких предметних областей. З одного боку, системний аналітик повинен вміти системно аналізувати об'єкти і процеси будь-якої предметної області і знаходити в них загальні системні закономірності. З іншого боку він повинен вміти працювати зі спеціалістами тієї предметної області, якою він займається в даний момент, щоб врахувати у своїй роботі окремі специфічні особливості об'єктів і процесів даної предметної області. Особливо це стосується системних аналітиків, які займаються аналізом об'єктів і процесів комп'ютеризації. Загальні принципи аналізу, побудови і розробки даних об'єктів і процесів є основною сферою діяльності системного аналітика, а специфіка об'єктів конкретних предметних областей може бути врахована лише за умов глибокого системного проникнення у діяльність професійних спеціалістів.

СТРУКТУРА І ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ

• Дисципліна включає три модулі:

М1 – основи системного аналізу об'єктів і процесів

комп'ютеризації;

М2 – основи проектування інформаційних управляючих

систем і технологій;

М3 – курсовий проект з системного аналізу та з

проектування елементів інформаційних технологій.

• Перший модуль стосується основ системного аналізу і складається з наступних розділів:

• Розділ 1 - Основні базові поняття й модельне відображення

об'єктів і процесів суб'єктом системного аналізу;

• Розділ 2 – Декомпозиція і структуроутворення складних

мінливих систем;

• Розділ 3 – Особливості складних мінливих організаційних

антропогенних систем (АГС);

• Розділ 4 – Основні технологічні принципи багатоаспектного

системного аналізу створення та розвитку

організаційних АГС.

• Другий модуль стосується сучасних основ проектування інформаційних управляючих систем і технологій таких організаційних АГС, як бізнес-системи. Модуль складається з наступних розділів:

• Розділ 5 – Аналіз цілей, функцій і задач функціонування

бізнес-систем;

• Розділ 6 – Інформаційні управляючі системи і технологій

підприємств: цілі, задачі, структури і місце

в бізнес-системах. Методології та засоби

проектування;

• Розділ 7 – Сучасні підходи до створення та розвитку ІУСТ

підприємств.

• Третій модуль стосується курсового проекту з розробки та реалізації елементів проекту інформаційної технології вирішення деяких задач бізнес-систем.

Основні базові поняття й модельне відображення об'єктів і процесів суб'єктом системного аналізу (Розділ 1)

ОСНОВНІ БАЗОВІ ПОНЯТТЯ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ:

• система;

• модель системи;

• мета дослідження об'єктів і процесів як систем;

• мета розробки об'єктів і процесів як систем;

• мета функціонування об'єктів і процесів як систем;

• аспект аналізу об'єктів і процесів як систем;

• точка зору на об'єкт і процес аналізу як систему;

• елементи, що складають у сукупності деяку систему;

• відношення (зв'язки) між окремими елементами об'єктів чи процесів, що розглядаються як система;

• властивості об'єктів і відношень;

• навколишнє середовище і зовнішнє середовище.

ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТТЯ – СИСТЕМА З МЕТОЮ ПРАГМАТИЧНОГО ВИКОРИСТАННЯ У СИСТЕМНОМУ АНАЛІЗІ

• Передумова. Прагматичне визначення поняття –система на базовому рівні для зручності використання завжди залежить від суб‘єкта .

• Це означає:

• В тлумачення і використання поняття "система" зазвичай додається деякий цілеспрямований аспект.

• Будь-яка предметна область людської діяльності вивчається, досліджується як система з різних сторін, з урахуванням різноманітних аспектів, з різних точок зору.

• “З різних сторін", "з урахуванням різноманітних аспектів" визначає необхідність якомога повнішого вивчення, дослідження, аналізу об'єктів і процесів конкретної предметної області (як систем).

• Точка зору - це позиція того чи іншого учасника колективного обговорення, дослідження, розробки, тобто власний погляд на той самий аспект предмета або явища, що аналізуються.

• Вибір точки зору має бути прагматичним, тобто таким, що залежить від поставленої практичної мети у кожен момент системного аналізу (дослідження предметної області).

• Вибір базового визначення поняття "система“ в кожному прагматичному випадку залежить від "примирення" дедуктивного та індуктивного початків при дослідженні й розробці конкретних прикладних систем.

• Таке "примирення" можливе, якщо визначення буде досить загальним (дозволить охопити різноманітні точки зору і буде багатоаспектним) і якщо ним можливо скористатися в прикладних цілях.

• Як вихідне узагальнене базове визначення поняття "система" в системному аналізі об‘єктів і процесів компютеризації може бути близьким таке формулювання:

С и с т е м а – це множина елементів m, m Є {M}, на якій реалізується наперед задане відношення r з фіксованими властивостями p Є {P}.

• Це визначення можна пояснити так: якщо на множині елементів {M} виявиться деяке відношення (взаємозв'язок) r, то ця множина елементів не обов'язково має вважатися системою. Множина елементів {M} утворить систему лише в тому випадку, якщо на ній буде виконуватися деяке відношення r, що цікавить системного аналітика, тобто заздалегідь задане ним. Це означає також, що об'єкту (елементу) m та/або відношенню r має бути притаманна якась заздалегідь фіксована системним аналітиком властивість p, або властивості p Є {P} .

СУКУПНІСТЬ ТВЕРДЖЕНЬ ДЛЯ ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ НАВЕДЕННОГО ПОНЯТТЯ “СИСТЕМА”

Вибір цього визначення поняття "система" у якості базового можна обґрунтувати:

• По-перше, воно є найбільш загальним, але оперує конкретними поняттями (елементами, відношеннями, властивостями), тобто є достатньо технологічним;

• По-друге, воно водночас вже припускає наявність інтересів суб'єкта, який задає деякі відношення і фіксує деякі властивості на деякій множині елементів.

• Проте для подальшого більш технологічного використання в системному аналізі організаційних систем це визначення доцільніше перетворити в багатоаспектне, що задовольнить мету суб'єкта (системного аналітика) у вигляді врахування різних аспектів, точок зору на систему тощо.

• Таке перетворення можливе, якщо скористатися вищенаведеним визначенням для обґрунтування деякої сукупності логічних тверджень.

• Т в е р д ж е н н я 1. Будь-яке визначення системи є визначенням її деякої моделі, а не визначенням самої системи.

• Визначення (формулювання, опис) реально існуючої системи, а тим більше тієї, що створюється, є її відображення в уявленні системного аналітика, отже, не є визначенням самої системи, а є визначенням її деякої моделі;

• Системний аналітик має справу в основному з моделями системи, а не безпосередньо з системою.

• Відсутність явно вираженої тотожності між моделлю системи і самою системою, що вивчається, досліджується, розробляється, дозволяє припустити, що розглянуте вище визначення системи, у деякому розумінні уже є визначенням її як моделі, нехай навіть у найбільш загальному вигляді.

• Моделями конкретних систем, якими користуються спеціалісти різних предметних областей можуть бути різними, а саме: фізичними і інформаційними. Надалі ми розглядатимемо в основному інформаційні моделі.

• ПРИКЛАДИ: Креслячи фасад будинку, архітектор розробляє елемент інформаційної графічної архітектурної моделі. Готуючи об'ємний макет зони відпочинку, планувальник територій розробляє її просторову інформаційну та/або макетну модель. При розрахунку конструкцій здійснюється розробка інформаційної математичної моделі будинку. Менеджер виробництва на підготовчому етапі розробляє інформаційну модель виробництва у вигляді графіка виконання технологічних і організаційних процесів. Аналогічно в системного аналітика тієї або іншої предметної області, який працює, зокрема, з інформаційними моделями систем, є додатковий різноманітний набір модельних інструментів.

• Т в е р д ж е н н я 2. Елементами інформаційної моделі системи можуть бути або предмети, або явища (процеси).

• Елементами інформаційної моделі системи m множини {M} можуть бути або предмети, або явища (процеси). Якщо елементами інформаційної моделі системи є предмети, то явища (процеси) можуть виступати в моделі як відношення, і навпаки.

• ПРИКЛАД 1: Не можна уявити собі модель у вигляді сукупності елементів, що, скажімо, складається з двох елементів: m1 – паркан, m2 – обід, де m1 є предметом, а m2 – процесом. Адже існує в російській мові, як нонсенс, словесна структура "от забора до обеда".

• Нехтування цим твердженням призводить до значних помилок.

• ПРИКЛАД 2: Два способи представлення відомих сітьових моделей, за допомогою яких моделюються процеси зведення будівель і споруд, складних інженерних конструкцій, підготовки і реалізації складних інвестиційних проектів і т.п. В одному з них елементами є роботи, а зв'язками - послідовність їх виконання. В другому елементами є події, що являють собою деяку етапну просторову завершеність будинку, споруди, інженерної конструкції, а зв'язками - роботи.

• ПРИКЛАД 3. Уявімо собі фрагмент моделі системи підприємства у вигляді деякої інформаційно-логічної моделі типу "сутність-зв'язок“. В цьому фрагменті інформаційно-логічної моделі (діаграми Чена) подані як елементи: матеріал, бригада, робота. Кожен з елементів – деякий просторовий об'єкт. Якщо для таких елементів моделі, як матеріал і бригада це очевидно, то елемент "робота" потребує пояснень. Вся справа в тому, що такий елемент(інформаційний об'єкт) описується в даному разі як позиція, що входить у своєрідний довідник робіт, тобто як інформація про роботу, яка розміщена в просторі деякого довідника. Тому "робота" в даному випадку є елементом (інформаційним об'єктом), який задано у просторі довідника.

• Відношеннями між елементами в цій моделі є:

• r1 – використання матеріалів бригадою;

• r2 – матеріали необхідні для виконання роботи;

• r3 – бригада може виконувати деякий набір робіт.

Фрагмент інформаційної концептуальної моделі системи

типу "сутність – зв'язок"

• Т в е р д ж е н н я 3. В сукупність елементів моделі будь-якої системи включаються елементи зовнішнього середовища.

• Для обґрунтування цього твердження необхідно визначитися з поняттями:“навколишне середовище” та “зовнішнє середовище”.

• Під навколишнім середовищем розумітимемо всю множину елементів навколишнього світу, в якому доводиться існувати реальній системі, яка аналізується.

• Описати, тобто змоделювати цю множину в принципі не можна, та й не потрібно. Людина поступово пізнає навколишній світ, проникаючи все глибше в міру розвитку засобів такого пізнання, в тому числі модельних інструментів. Все, що в навколишньому світі в конкретний момент історичного часу не піддається аналізу, сприймається людиною в основному почуттями, відчуттями. Фізик-теоретик академік А.Мігдал у сімидесятих роках мінулого століття на зустрічі з аспірантами МГУ на запитання “Як Ви поясните таке поняття як “чудо”? Відповів так: “Чудо” – це те, що сьогодні не може бути зведено до сукупності елементів”. Навколишній світ багато в чому лишається і залишатиметься таким “чудом”, тобто осягнути неосяжне неможливо да і не треба. Саме тому відрізнятимемо поняття "навколишнього середовища", тобто навколишнього світу, що не можна осягнути, від "зовнішнього середовища", описати яке у вигляді сукупності елементів не тільки необхідно, але й повинно бути можливим.

• "Зовнішнім середовищем" вважатимемо підмножину елементів навколишнього середовища, що чинить істотний вплив на систему, яка аналізується (звісно, необхідно врахувати й зворотний, істотний вплив системи на "зовнішнє середовище").

• Зовнішнє середовище" як елемент (або як сукупність елементів) "умовно" включається в сукупність елементів {M} моделі системи, що проявляється через відношення з "зовнішнім середовищем" і через властивості системи, що залежать від властивостей елементів "зовнішнього середовища".

• Сукупність елементів реально існуючої системи {Mрс} завжди відрізняється від сукупності елементів її моделі.

• Сукупність елементів {M} моделі системи обмежується також залежно від точки зору системного аналітика на систему, що враховує можливість опису зовнішнього середовища. При цьому, як мінімум, одним з елементів такої моделі системи має бути елемент, що відображає "зовнішнє середовище".

• Сукупність елементів моделі власне системи завжди менша сукупності елементів її ефективної життєздатної моделі хоча б на сукупність елементів зовнішнього середовища.

• "Умовність" віднесення елементів навколишнього середовища до елементів зовнішнього середовища визначається суб'єктом, від якого залежить оцінка істотності взаємовпливу системи і зовнішнього середовища.

• Саме ця обставина дає змогу уникнути спроби "осягнути неосяжне" і дозволяє аналітику розробляти моделі систем, з якими можна практично працювати, досягаючи поставленої мети. При цьому важливою обставиною є необхідність враховувати в моделях системи ті елементи внутрішньої її структури, що безпосередньо чи опосередковано (але істотно) взаємодіють з елементами зовнішнього середовища.

• Приклад 1. Постачальники і споживачі, які є елементами ”зовнішнього середовища”, знаходяться в істотних відносинах з підприємством і своїми властивостями (як мінімум, обсягами поставок і споживання) досить сильно впливають на його діяльність. Тому виникає необхідність включати їх до сукупності елементів моделі функціонування системи підприємства (математичні, інформаційні тощо) хоча б з необхідними заданими характеристиками обсягів поставок і споживання (договорами).

• Приклад 2. Податкова інспекція здійснює контроль певних обов'язкових звітних показників діяльності підприємства, а підприємство звітує перед податковою інспекцією за своєчасне і точне виконання чинного податкового законодавства. Отже не можна не включити податкову інспекцію до моделі інформаційної системи підприємства хоча б через сукупність вимог до звітних документів і, відповідно, сукупність необхідних інформаційних об'єктів.

• Т в е р д ж е н н я 4. Заздалегідь визначеність відношень (зв'язків) між елементами є основним системотворним фактором.

• Поняття зв'язку входить у будь-яке визначення системи і забезпечує виникнення і збереження її цілісних властивостей. Це поняття одночасно характеризує і побудову (статику), і функціонування (динаміку) системи.

• Зв'язок визначають як обмеження ступеня свободи елементів у системі. Дійсно, елементи, взаємодіючи один з одним, втрачають частину своїх властивостей, якими вони потенційно володіли у вільному стані.

• У визначеннях системи терміни зв'язок і відношення зазвичай використовуються як синоніми. Однак існують різні точки зору: деякі дослідники вважають зв'язок окремим випадком відношення; інші – навпаки, відношення розглядають як окремий випадок зв'язку, деякі – пропонують поняття зв'язок застосовувати для опису статики системи, її структури, а поняттям відношення характеризувати деякі дії в процесі функціонування (динаміки) системи.

• Відкритим залишається питання про достатність і повноту сукупності зв'язків в системі або її моделі. Для вирішення цієї проблеми пропонується один з таких підходів: для того, щоб система не розпалась на частини, необхідно забезпечити перевищення сумарної сили (потужності) зв'язків між елементами системи, тобто внутрішніх зв'язків Rвн , над сумарною потужністю зв'язків між елементами системи і елементами зовнішнього середовища, тобто зовнішніх зв'язків Rзс: Rвн > Rзс

• На жаль, в практиці подібні виміри (особливо в організаційних системах) важко реалізувати, однак можна оцінювати тенденції зміни цього співвідношення за допомогою побічних факторів.

• Зв'язки можна характеризувати напрямком, силою, характером (або видом). За першою ознакою, зв'язки ділять на спрямовані і неспрямовані, за другою – на сильні і слабкі (іноді пробують ввести "шкалу" сили зв'язків для конкретної задачі). За характером (видом) розрізняють зв'язки підпорядкування, зв'язки породження (або генетичні), рівноправні (або байдужі, невиразні), зв'язки управління.

• Зв'язки в конкретних системах можуть бути одночасно описані кількома з названих ознак. Важливу роль в моделюванні систем має поняття зворотного зв'язку. Зворотний зв'язок може бути позитивним, що зберігає тенденції змін того чи іншого вихідного параметра, що виникають в системі, і негативним, тобто таким, що – протидіє тенденціям змін вихідного параметру, тобто таким, що є направленим на збереження, стабілізацію потрібного значення параметра (наприклад, стабілізацію вихідної напруги, або в системах організаційного управління – кількості готової продукції, її собівартості тощо).

• Відношення (зв'язки) {R} між елементами m дають змогу за допомогою відповідних переходів від елемента до елемента системи з'єднати два будь-яких елементи сукупності {M}. При цьому заздалегідь задані системним аналітиком відношення між елементами, власне, й створюють системоутворюючий момент, що перетворює деяку сукупність елементів у систему або її модель. Без цього не можлива діяльність системного аналітика. На цьому будується практичне застосування принципів моделювання систем, що реалізовані в теорії математичного моделювання, яка відокремилась в самостійну дисципліну.

• Т в е р д ж е н н я 5. Властивості цілісності (емерджентності) системи є суттєвими при її визначенні.

• Властивостями p, p Є {P} можуть бути описані як окремі елементи m і відношення (зв'язки) r, так і вся сукупність елементів {M} в цілому з відношеннями {Rс} (як цілого по відношенню до зовнішнього середовища).

• Властивості p* Є { Pc}, {Pc}М {P}, загальні для сукупності елементів {M} з відношеннями {Rc} і відмінні від властивостей окремих елементів і відношень, є властивостями цілісності системи (емерджентними властивостями). Внутрішня цілісність системи полягає в тому, що властивості системи не є тільки сумою властивостей її складових частин. Система є щось більше. Система в цілому має такі властивості, яких немає ні в жодній з її частин, що взяті окремо.

• Англійський термін emergence означає виникнення з нічого, раптову появу, несподівану випадковість. Нові властивості виникають на основі конкретних зв'язків між конкретними елементами. Інші зв'язки дають інші властивості, не обов'язково також очевидні.

• При визначенні системи є істотними властивості {Pc}.

• Властивості цілісності системи можуть бути задані або зафіксовані суб'єктом системного аналізу як цільові при описі моделі системи, але можуть також набуватися системою (як цілим) або її моделлю незалежно від мети суб'єкта.

• Т в е р д ж е н н я 6. При зміні с у т т є в и х заданих відношень і фіксованих властивостей навіть при збереженні сукупності елементів моделі системи суб'єкту доводиться мати справу з іншою системою (чи її моделлю).

• Заданими відношеннями {R} і фіксованими властивостями {Pc} визначається точка зору на систему суб'єкта, що вивчає, досліджує, розробляє її, тобто вилучення або включення істотних властивостей і відношень (зв'язків) призводить до зміни точки зору на систему, і, як наслідок, до необхідності мати справу з іншою системою (або її моделлю).

• ПРИКЛАД 1: Задано дві сукупності (системи) чисел: система А – 1; 2; 3; 4; 5 і система В – 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0. З деякої побутової точки зору це дві однакові системи: кількість і значення елементів у першому і другому випадку однакові. Відношення одне й однакове для двох систем: r1 – кожний наступний елемент більший від попереднього на одиницю. Якщо властивості системи чисел несуттєві для системного аналітика, то системи можуть розглядатися, як однакові. Наприклад, для системи аналізу цін товарів на ринку, коли точність визначається до однієї гривні, тобто копійки несуттєві. Якщо ж розглядати дані системи чисел з позицій опрацювання їх на ЕОМ, то властивості чисел систем А і В стають істотними; у системі А властивість чисел p1 визначається форматом цілих чисел – I1, у системі В – форматом дійсних чисел – F3.1. ЕОМ працюватиме з ними як із різними системами. Цей приклад аналогічний так званій "проблемі 2000". Зневага істотністю такої властивості як "формат дати" в інформаційних технологіях 60-70 років ХХ сторіччя призвела до великих ресурсних втрат наприкінці сторіччя, пов'язаних з внесенням змін до програмних продуктів.

ПРИКЛАД 2. Уявимо собі намальовану художником картину або деяку ситуацію зняту фотохудожником для презентації (виставки).

Ця картина з точки зору системного аналізу відображає деяку композицію (систему) у вигляді візуальної моделі, яка складається з такої сукупності елементів:

m1 – ослін; m2 – дерево; m3 – він; m4 – вона. Виділимо основні відношення цієї композиції, що турбують автора: Він сидить зліва на краю ослона (тобто R31 m3 знаходиться зліва на краю m1); Вона – справа на краю ослона (тобто R41 m4 знаходиться справа на краю m1). Для художника і багатьох відвідувачів виставки істотним може бути, наприклад, визначення саме цих відношень та ще деяке відношення Rх між двома особистостями. Якщо для художника було суттєво визначити відношення між ними, як відношення сварки, тобто Rх Rсв, то хтось з відвідувачів може визначити для себе його, як відношення початку знайомства (“ще не знайомі”), тобто Rх Rзн. Таким чином, вилучивши істотне для художника Rсв і додавши Rзн відвідувач буде уявляти зовсім іншу композицію картини, тобто мати справу з іншою моделлю системи.

• Т в е р д ж е н н я 7. Зміна призначення (цілі) і функцій системи та/або її моделі визначаються цілями суб'єкта системного аналізу.

• Істотність і неістотність вилучення або зміна елементів, відношень (зв'язків) і властивостей у моделі системи визначається ц і л я м и системного аналітика, що обговорює, досліджує або розробляє деяку систему.

• Поняття мети і пов'язаних з ним понять доцільності, цілеспрямованості знаходяться в основі розвитку системи.

• Залежно від стадії пізнання об'єкта, етапу системного аналізу, в поняття "мета" вкладаються різні відтінки – від ідеальних спрямувань (мета – "відбиття активності свідомості" : "людина і соціальні системи можуть формулювати цілі, досягнення яких, як їм напевно звісно, неможливе, але до яких можна безперервно наближуватися") до конкретних цілей – кінцевих результатів, які можуть бути досягненні в межах деякого проміжку часу. Іноді вони формулюються навіть у термінах кінцевого продукту діяльності.

• Цілі системного аналітика в процесі дослідження, проектування або створення системи поширюються, змінюються в зв’язку з необхідністю аналізу, вивчення системи з різних боків, з врахуванням різних аспектів, а також в зв’язку з необхідністю зміни точок зору на саму систему, її елементи, відношення, властивості (як окремих елементів та ї емерджентних, тобто властивостей системи в цілому). Власне всі ці зміни мають характер цілей, з якими працює суб’єкт системного аналізу.

• В деяких визначеннях мета ніби трансформується, приймаючи різноманітні відтінки в межах умовної "шкали" – від ідеальних спрямувань до матеріального втілення, кінцевого результату діяльності. В англійській мові є кілька термінів, що відображають різноманітні відтінки поняття "мета", в межах такої "шкали":

• "purpose" (мета – намір, цілеспрямованість, воля);

• "object" і "objective" (мета – напрям дії, напрямок руху);

• "aim" (мета – спрямованість, приціл, вказівка);

• "goal" (мета – місце призначення, задача);

• "target" (мета – мішень для стрільби, завдання, план);

• "end" (мета – фініш, кінець, закінчення, межа).

• В одній з енциклопедій дається таке визначення: мета – "наперед мислимий результат свідомої діяльності людини, групи людей" ("наперед мислимий", але все ж таки "результат", втілення замислу; підкреслюється також, що поняття мети пов'язане з людиною, його "свідомою діяльністю", тобто з наявністю свідомості, а для характеристики цілеспрямованих, негентропійних тенденцій на більш низьких ступенях розвитку матерії прийнято використовувати інші терміни).

• Поняття ц і л і в даному випадку близьке до понять – "призначення", "функція" – системи, що визначаються його точкою зору, тобто поняття "т о ч к а з о р у" близьке до поняття "ц і л ь".

• У процесі роботи з системою або її моделлю змінюються мета й обмеження (точки зору на систему), тобто обмеження, що вносяться до моделі системи або реально існуючої системи субєктом системного аналізу також є його прагматичними ціллями

• Обмеження – визначається як сукупність двох складових:

- мета функціонування системи, установлена як обмеження суб'єктом;

- примусові зв'язки і їх властивості, спрямовані на досягнення поставленої мети.

• Під час обговорення і дослідження існуючої системи головною метою системного аналітика є досягнення достатньої адекватності уявлення (відображення) її у вигляді деякої моделі.

• Шляхом зміни або виключення заздалегідь заданих і фіксованих елементів, відношень і властивостей змінюється початкова точка зору системного аналітика на систему.

• При розробці системи головною метою є досягнення заздалегідь заданих і фіксованих властивостей як системи в цілому, так і її окремих елементів.

Варто зауважити, що розглянуті тут поняття вносяться системним аналітиком. До них можна віднести:

• "позиція“;

• "точка зору“;

• "мета“;

• "призначення“;

• "функція“;

• "емерджентна властивість“

Називатимемо їх цільовими аспектами (вимогами). Системний аналітик розглядається як суб'єкт, який знаходиться в даному випадку поза системою, яку він досліджує, удосконалює, розробляє, враховуючи різноманітні цільові аспекти.

Багатоаспектне визначення складних систем

• Під складними системами в системотехніці розуміються системи, які мають специфічні властивості цілісності. До них належать: унікальність, слабке завбачення, цілеспрямованість (негентропійність).

• Властивість унікальності означає, що кожна система деякого класу не має аналогів як за кількістю і складу різнорідних елементів, так і за своєю поведінкою.

• Властивість слабкого завбачення означає, що ніяке найглибше знання про сукупності елементів та їх властивості, а також внутрішні і зовнішні відношення, такої системи не дозволяє точно визначити причини її поведінки на інтервалі часу [-Т,0] і чітко завбачити її поведінку на інтервалі часу [0, t].

• Властивість цілеспрямованості означає, що деякі з існуючих (або тих, що створюються) складних систем прагнуть досягнення деяких істотних цілей (цільових аспектів), а інші мають властивість негентропійності, тобто прагненням і здатністю тією чи іншою мірою усунути наслідки зовнішніх і внутрішніх випадкових впливів.

• Унікальність складної системи визнається дослідником і тому є її зовнішньою властивістю (в реальній системі або її моделі може набуватися незалежно від установ розробника).

• Слабке завбачення і цілеспрямованість являються внутрішніми властивостями складної системи, тобто її основними ознаками. Складні системи, що мають ці властивості називатимемо такими, що змінюються у часі.

• Складні системи мають різну природу. Однак для всіх складних систем, що цілеспрямовано змінюються, важливо знайти таке компромісне визначення їх, яке дозволило б на узагальненому рівні обґрунтувати напрямок пошуку побудови апарату моделей системного аналізу.

• АНАЛІЗУЮЧИ СКЛАДНІ МІНЛИВІ СИСТЕМИ, ДОВОДИТЬСЯ МАТИ СПРАВУ З БАГАТОАСПЕКТНИМ ПОНЯТТЯМ СИСТЕМИ

• У загальному випадку можна уявити собі сукупність цільових аспектів (вимог): "позицій", "точок зору", "цілей", "призначень", "функцій", "заданих емерджентних властивостей" – наявних у системного аналітика і системотехніка при описі складної системи, тобто при дослідженні, удосконаленні й розробці складних систем йому доводиться щораз враховувати множину цільових аспектів. Тому багатоаспектне визначення складної системи має велике значення.

• Для спрощення сукупність всіх цих цільових аспектів (вимог) вважатимемо їх заздалегідь сформульованими цілями суб'єкта (системного аналітика). У формалізованому запису вони можуть мати такий вигляд: C = {ci}:<C,Q (ci): "i ci Î C >.

• Тоді, використовуючи так званий "кортежний" запис (тобто послідовність у вигляді перерахування), модель складної системи в найбільш загальному вигляді можна подати так:

W = {ωi}®{C:Q (ci)} X {MU R: Pm(mi), Pr(ri)},

"i miÎM, micÎMс, miезсÎMезс, Mс М M, Mезс МM,

ri Î R, pimÎ P(mi), pirÎ P(ri), ωiWÎ (1.2)

• Де: символ Х – декартове множення множин;

W – сукупність моделей складної системи, W ={ωi};

ωi – деяка модель складної системи в уявленні суб'єкта (системного аналітика);

сi – цілі (цільові аспекти, вимоги), заздалегідь сформульовані суб'єктом (системним аналітиком), C,Q (ci): "i ci Î C >;

mi – елементи в моделі системи ωi, micÎ{Mс} – сукупність елементів, що відносяться до внутрішньої структури системи і miезсÎ{Mезс} – сукупність елементів зовнішнього середовища, де {Mс} Î {M} и {Mезс} Î {M};

ri – відношення (зв'язки), ri Î R;

pim – фіксовані властивості елементів моделі складної системи, pimÎ P(mi);

pir – фіксовані властивості відношень (зв'язків), pirÎ P(ri).

Враховуючи, що в наведеному виразі (1.2) присутня

< C,Q (ci): "i ci Î C > – множина цілей та/або заданих емерджентних властивостей, точок зору, призначень системи у системного аналітика, внесених ним ззовні з урахуванням його власних інтересів, а також з урахуванням інтересів всіх елементів зовнішнього середовища, то можуть існувати множини моделей W ={ωi}, що відповідають даним цілям і заданим емерджентним властивостям системи в цілому, тобто системному аналітику завжди доводиться мати справу зі складними мінливими системами і їх моделями, а також з необхідністю враховувати багатоаспектність їх системного аналізу.

ДЕКОМПОЗИЦІЯ І СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ СКЛАДНИХ МІНЛИВИХ СИСТЕМ (Розділ 2)

ДЕКОМПОЗИЦІЯ СКЛАДНИХ МІНЛИВИХ СИСТЕМ

• Вивчення динаміки існуючої або створення складної мінливої системи потребує використання деяких підходів, сукупність яких надається системним аналізом. Одним з них є декомпозиція.

ДЕКОМПОЗИЦІЯ СИСТЕМИ АБО ЇЇ МОДЕЛІ – ЦЕ АНАЛІТИЧНИЙ ПОДІЛ ЇЇ НА ЧАСТИНИ (ЕЛЕМЕНТИ), З ЯКИХ ВОНА СКЛАДАЄТЬСЯ

Сутність системного аналізу на самому загальному рівні визначив Берталанфі : "ціле, тобто об'єкт дослідження, необхідно поділити на частини, з яких воно складене". Це означає декомпозицію системи, яка поділяється на окремі, деяким чином пов'язані між собою частини (підсистеми), на основі таких двох умов:

• Умова 1. Взаємодії між виділеними частинами повинні бути відсутніми, або в крайньому разі, бути такими слабкими, що ними можна було б знехтувати для заданих цілей дослідження. Тільки за таких умов частини, які можна вважати підсистемами, можна спочатку відокремити (умовно) від системи логічно, математично, фактично, а потім їх знов з'єднати (синтез).

• Умова 2. Відношення, які описують поведінку частин системи (підсистем), повинні бути лінійними, тільки тоді додержується умова суматорності, тобто рівняння, що описують поведінку цілого, мають ту ж саму форму, що й рівняння, які описують поведінку частин системи (підсистем). Окремі процеси можна об'єднати для отримання загального процесу.

Ці умови не завжди виконуються для реальних систем, в яких у більшості випадків зв'язки між частинами системи (підсистемами) являються вельми інтенсивними і нелінійними.

Для вивчення нелінійних зв'язків між частинами складних систем Боунінг запропонував побудову ієрархії систем, що заснована за такими правилами:

• системи належать до класів різних рівнів складності;

• всі логічні і емпіричні закони, що є справедливими для частин системи (підсистем) нижчих рівнів, можуть бути використані також для будь-якої системи вищих рівнів;

• чим вище рівень, тим більше невідомих характеристик і взаємозв'язків визначають роботу конкретної частини системи (підсистеми).

• Будь-яка модель системи є відображенням її в уявленні системного аналітика. Воно пов'язане з цілями, призначенням, точками зору, що внесені ним ззовні і враховують цілі, інтереси елементів зовнішнього середовища {Сезс} та безпосередні їхні впливи (дії) {Mезс, Rезс, Pmезс, Prезс} на систему, що розглядається.

• Отже, від ступеня врахування цих цілей, інтересів і впливу істотно залежать рівні складності моделей системи, що досліджується. Саме зовнішнє середовище може визначатися тим або іншим ієрархічним рівнем системи, тобто в моделях системи зовнішнє середовище може бути представлене у вигляді різноманітних сукупностей {Сезс}: {Mезс, Rезс, Pmезс, Prезс}.

• Модель будь-якої складної системи, що змінюється, можна побудувати з підсистем, частин системи, кожна з яких відноситься до відповідного ієрархічного рівня. Чим нижче ієрархічний рівень, тим більшою деталізацією є частини системи (підсистеми), що відносяться до цього рівня.

СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ СКЛАДНИХ МІНЛИВИХ СИСТЕМ

Верхній ієрархічний рівень зображається моделлю системи в цілому. Крім того, в різноманітних моделях однієї й тієї самої складної мінливої системи системному аналітику на різних рівнях ієрархії доводиться враховувати різноманітні сукупності її цілей, елементів, відношень і властивостей, що визначається їхньою істотністю з точки зору врахування того чи іншого аспекту. Так виникає поняття структури системи як сукупності її моделей.

Аналіз структури системи, тобто ділення самої системи і/або її моделі на складові частини є достатньо складною задачею. Ідеальним можна вважати результат, коли вдається здійснити аналіз структури системи з урахуванням аспектів класифікації, прийнятих в обраній предметній області. В цьому випадку кожну відокремлену групу можна чітко відділити від інших груп. При цьому множина відокремлених елементів системи не буде надмірною. Однак здійснити на практиці такий аналіз структури системи й виділення чітких ознак її розподілу, що не перетинаються, практично неможливо.

При діленні системи на складові частини дуже часто доводиться мати справу зі складною ієрархічною структурою (наприклад, машина – механізми – деталі). При упорядкуванні параметрів, що описують властивості цих складових частин з ціллю досягнення принципу цілісності, можуть виникати, наприклад, такі ситуації:

• коли один і той самий параметр бере участь в описі більш ніж одного елемента, кожний з яких належить до різних груп розподілу;

• коли різноманітні параметри для одного об'єкта можуть мати однаковий фізичний смисл і описуватися однією познакою.

• Результатом виявлення і встановлення відношень між компонентами системи та/або її моделі є встановлення внутрішньої структури об'єкта.

Очевидно, врахувати всі відношення не можна. Важливим аспектом системного аналізу являється постійна перевірка правільності позицій суб'єкта (системного аналітика) при визначенні рівня абстрагування і ранжирування зв'язків. Для динамічних систем задача правильного ранжирування відношень між компонентами становить особливу складність. Ранжирування повинно враховувати як часову залежність, так і рівень абстракції.

Таким чином, процеси декомпозиції і структуроутворення систем, а також їхніх моделей, є найважливими задачами системного аналізу.

• Суттєве місце тут займає побудування різних за сенсом ієрархій моделей систем з врахуванням різних типів і класів відношень між елементами різних рівнів ієрархічних моделей. Цей принцип структуроутворення моделей різних систем дуже вдало використаний в концепції об’єктно-орієнтованого аналізу на різних етапах створення сучасних інформаційних технологій.

• У наступних розділах процесам декомпозиції та структуроутворення буде приділена особлива увага.

Узагальнена класифікація складних

мінливих систем

Вище ми з'ясували, що основними задачами системного аналізу є декомпозиція і структуроутворення складних систем, що змінюються.

Специфіка цих задач системного аналізу багато в чому залежить від конкретних предметних областей і цілей, що стоять перед системним аналітиком. Йому доводиться займатися системним аналізом в найрізноманітніших предметних областях матеріального світу.

• Можна здійснити спробу, використовуючи дедуктивний метод, здійснити деяку класифікацію всіх систем матеріального світу з метою виявлення цих різноманітних предметних областей. Якщо уявити собі найгрубіше узагальнену модель системи всього матеріального світу, то її можна, очевидно, використуючи базове визначення системи, записати у такому вигляді:

m = ∞; r = ∞; p = ∞

• Такий опис моделі всього матеріального світу не дає нового знання системному аналітику доти, поки він не спробує виділити з нього деякі класи систем.

• Метод дедукції передбачає, що така декомпозиція матеріального світу як системи з нескінченою кількістю елементів, відношень і властивостей повинна здійснюватися за принципом "від загального до окремого". Таким чином, на першому кроці декомпозиції можна всю систему матеріального світу представити, як мінімум, двома частинами:

• системами природного походження;

• системами штучного походження.

Оскільки до об'єктів і процесів комп'ютеризації відносяться в основному системи штучного походження, то необхідно розглянути їх сутність і класифікацію.

Штучні системи, тобто ті, що створюються людиною в результаті свідомої діяльності називаються антропогенними системами (АГС).

АГС призначені для виробництва благ, що задовольняють

економічні, соціальні та інші потреби суспільства. Таким чином, клас

АГС може бути визначений як сукупність штучно систем з визначеною функціонально-структурною організацією, що створюються і удосконалюються для використання з метою задоволення потреб суспільства.

В даному визначенні відображені три найважливіші властивості АГС:

• цільове призначення їх;

• взаємозв'язок функцій і структури;

• безперервність розвитку.

КЛАСИФІКАЦІЯ АГС

Класифікація АГС можлива з різних боків:

• за характером процесів, що в них відбуваються, виробничих, технічних та інших, тобто за функціями, що реалізуються (або за призначенням);

• за принципами функціонально-структурної організації;

• за характером складності;

• за структурою.

• За характером виробничих і технічних процесів (за призначенням або за функціями) можуть бути виділені такі класи виробничо-технічних АГС: організаційні, технологічні, енергетичні, транспортні, інформаційні та ін. Надалі в якості об'єктів і процесів комп'ютеризації ми розглядатимемо в основному організаційні АГС, у складі елементів яких присутня людина, а також інформаційні системи, оскільки з твердження 1 випливає, що системний аналітик може аналізувати організаційні АГС тільки за допомогою опису їх інформаційних моделей.

• За принципом функціонально-структурної організації можуть бути виділені дві групи АГС: статичні і динамічні системи.

Статичні АГС характеризуються відносною стійкістю функціонально-структурної організації і фактичною відсутністю активного обміну речовиною, енергією й інформацією з зовнішнім середовищем. До цієї групи належать, наприклад, будівельні конструкції і споруди.

До великої групи динамічних систем належать АГС, для яких характерні неперервні і дискретні процеси перетворення й обміну речовини, енергії й інформації у взаємодії з зовнішнім середовищем. Надалі розглядатимемо динамічні АГС (тобто мінливі у часі).

• За характером складності системи можуть бути великими і складними. Велика система включає значну кількість однотипних елементів m Є {M} і однотипних відношень (зв'язків) r Є {R}. Складною системою називається система, що складається з елементів різних типів і має неоднорідні відношення (зв'язки) між ними. Відмінність між великою системою і складною системою умовна, тобто межі між ними розмиті. Надалі розглядатимемо лише складні організаційні динамічні системи.

• Складні АГС можуть являтися композицією систем різних видів, тобто розглянуті класи не завжди мають жорсткі межі

• За структурою кожна АГС може розглядатися як підсистема (елемент) іншої системи більш високого рівня й одночасно елементи системи можуть бути в якості системи більш низького рівня.

• Багаторівневість (ієрархічність) – характерна риса структури складних мінливих організаційних динамічних систем. Окремі рівні системи реалізують визначені функції, а цілісне функціонування системи є результатом взаємодії окремих її сторін, внутрішніх елементів всіх ієрархічних рівнів, а також взаємодії з елементами зовнішнього середовища.

• Складність функціонування і розвитку організаційних АГС полягає не тільки в тому, що вона складається з великої кількості неоднорідних елементів, але й у тому, що на етапах створення і розвитку організаційних АГС на різних рівнях її функціонально-структурній організації вирішується ряд протиріч.

• Системний аналіз тісно пов'язаний з поняттями "функція" і "структура" організаційних АГС, що розглядатимуться нижче.

• Проте, перед тим як розглядати ці поняття, необхідно приділити увагу особливостям складних мінливих багаторівневих організаційних АГС.

ОСОБЛИВОСТІ СКЛАДНИХ МІНЛИВИХ ОРГАНІЗАЦІЙНИХ АНТРОПОГЕННИХ СИСТЕМ (розділ 3)

Основні специфічні характеристики (властивості) складних організаційних АГС

Системний підхід розглядає складну мінливу організаційну АГС, як сукупність елементів, пов'язаних структурно і функціонально, що цілеспрямовано розвиваються в зовнішньому середовищі.

Методологія системного аналізу прямо пов'язана з урахуванням специфічних емерджентних властивостей таких систем.

Основними специфічними емерджентними властивостями організаційних АГС, що забезпечують їхнє існування в зовнішньому середовищі є :

• функціонально-структурна організованість;

• змінюванність стану і поведінки у часі;

• регульованість у часі;

• технологічність.

Забезпечення ефективності прояву основних властивостей цілісності організаційних АГС багато в чому визначається тим, наскільки всі ці поняття несуперечно використовуються в системному аналізі на різних фазах життєдіяльності таких систем. Перед тим, як здійснити детальний аналіз цих основних властивостей організаційних АГС, зробимо їх скорочену ідентифікацію.

• Функціонально-структурна організованість є однією з специфічних властивостей будь яких АГС, в тому числі організаційних. Ця властивість пов'язана з тим, що при створенні АГС людина насамперед займається виявленням функцій, які повинна виконувати АГС, що створюється, і лише після цього структурою елементів АГС і відношеннями між ними.

Функціонально-структурна організація АГС забезпечується, з одного боку, задачами, призначенням таких систем у зовнішньому середовищі, з іншого боку, структурою елементів, їхніх відношень і властивостей, що забезпечує ці задачі і призначення організаційних АГС у зовнішньому середовищі. Тому тут важливо з позицій системного підходу розглянути специфіку понять "функція" і "структура".

• Змінюванність стану і поведінки у часі є дуже важливою властивістю динамічних АГС, що існують у часі. Ця властивість пов'язана з поняттями: “стану”, “поведінки”, “ситуації”.

• Регульованість у часі є однією з основних найважливих властивостей організаційних АГС. Воно може бути забезпечене, як було показано вище, тільки в процесі їх життєдіяльності і з метою існування в зовнішньому середовищі. Властивість регульованості у часі організаційних АГС прямо пов'язана з поняттями “цілеспрямованість” ,"управління", "цикл підготовки і прийняття рішень". Тому необхідно розібрати ці поняття з позицій системного підходу.

• Технологічність організаційних АГС є однією з основних емерджентних властивостей таких систем, що забезпечують їх ефективне існування і функціонування (разом з регульованістю у часі забезпечує їх виживання у зовнішньому середовищі).

Використання й аналіз властивості технологічності організаційних АГС визначається такими поняттями як "процес", "технологія". При цьому суттєво з системних позицій правильно використовувати і розрізняти при моделюванні організаційних АГС поняття "функція" і "процес".

Зв’язок цільових аспектів створення організаційних АГС з їх виживанням у зовнішньому середовищі

• В попередньому розділі було показано, що створення будь якої АГС завжди пов'язано із забезпеченням такої цільової вимоги дослідника, проектувальника, розробника і користувача АГС, яка створює умови ефективного виживання її в зовнішньому середовищі.

• Складність формулювання цільових аспектів в процесі подальшого системного аналізу перелічених вище, емерджентних властивостей АГС потребує деяких пояснень. Для того, щоб було простіше сприймати матеріал, що надається далі, домовимося про деякі трансформації вербальних (мовних) конструкцій і моделей цільових аспектів існування організаційних АГС у зовнішньому середовищі.

• Здійснимо це на прикладі такого найважливого для системного аналізу поняття, як виживання організаційної АГС у зовнішньому середовищі, покажемо які трансформації вербальних конструкцій і моделей цього поняття використовуються в системному аналізі.

• АГС створюються з метою функціонування у зовнішньому середовищі. На цьому етапі можливо тільки модельне врахування всіх необхідних вимог до неї. Далі в процесі існування, експлуатації, функціонування АГС здійснюється підтвердження чи не підтвердження в тому чи іншому обсязі та якості цих закладених вимог. Тоді виникає необхідність підтримки функціонування існуючої АГС в напрямку досягнення (забезпечення) специфічних її властивостей (вимог), закладених в процесі створення та позитивних властивостей, набутих в процесі існування.

• Якщо мова йде про виживання організаційної АГС у зовнішньому середовищі, ми розуміємо, що йдеться про її найважливішу функцію, призначення існування АГС в зовнішньому середовищі.

• Якщо мова йде про забезпечення виживання організаційної АГС у зовнішньому середовищі, ми розуміємо, що йдеться про цілі її функціонування (життєдіяльності, експлуатації).

• Якщо мова йде про виживаність організаційної АГС у зовнішньому середовищі, ми розуміємо, що йдеться про найважливіші властивості цілісності (емерджентні) такої системи.

• Якщо мова йде про забезпечення виживаності організаційної АГС у зовнішньому середовищі, ми розуміємо, що йдеться про цілі створення системи з такими властивостями і/або механізму підтримки системи з такими властивостями.

Таким чином, можна записати такі вербальні конструкції (моделі):

• виживання в зовнішньому середовищі функція призначення системи;

• забезпечення виживання глобальна ціль функціонування системи;

• виживаність властивість цілісності системи;

• забезпечення виживаності ціль створення системи та/або механізму підтримки її життєдіяльності.

ФУНКЦІОНАЛЬНО-СТРУКТУРНА ОРГАНІЗОВАНІСТЬ ОРГАНІЗАЦІЙНИХ АГС

• Сутність поняття функціонально-структурної організованості будь яких АГС, що створюються, полягає в твердженні: функція первинна, а структура – вторинна. Розглянемо поняття “функція” і “структура”.

Функція

• В даному випадку поняття функції розглядається в розумінні призначення. Вище було показано, що призначення системи і мета її створення (функціонування) вносяться ззовні суб'єктом і є близькими поняттями. Отже, поняття функції в даному трактуванні також близьке до поняття цілі суб'єкта.

• При розгляді цілі деякої системи W1 з позицій системи W2 більш високого рівня ціль W1 може розглядатися як функція відносно системи W2 .

• Основні функції системи в цілому (макрофункції) визначають такі функції, що реалізуються окремими елементами системи, що здійснюють мікрофункції.

• Призначення системи визначається сукупністю суб'єктивних і об'єктивних факторів, а також бачень суб'єктом користі і потреби в реалізації конкретного класу систем (по функціональному призначенню).

• Функція системи (від лат. functio – виконання, учинення дії) характеризує прояв її (системи) властивостей в заданій сукупності відношень і визначає характер взаємодії з елементами зовнішнього середовища, тобто являє собою деякий вид дії або діяльності.

• Інакше кажучи, функції є проявом властивостей, якостей системи у взаємодії з іншими об'єктами (системного и несистемного порядку), тобто сукупністю саме функціональних можливостей системи. Тому вони можуть бути виражені як якісними, так і кількісними характеристиками.

• Вище було зазначено, що функціональна організація виражає прояв властивостей системи в зовнішньому середовищі, а структурна організація – склад і взаємозв'язки елементів у системі. Функціональна організація моделі системи може бути описана: аналітично, графічно, у вигляді таблиць, за допомогою часових діаграм функціонування, вербально.

Структура організаційних АГС

• Поняття структури відображає властивості упорядкованості, організованості системи.

• Під організацією (від лат. organizo – повідомляю стрункий вигляд, влаштовую) розуміється внутрішня упорядкованість, злагодженість взаємодії окремих елементів системи.

• Внутрішня форма організації системи, як єдність складу системи і стійких взаємозв'язків між її елементами, визначає структуру (від лат. structura – будова, розташування, порядок) системи.

• Структура відображає визначені взаємозв'язки, взаєморозташування складових частин системи, її устрій (будову). При цьому в складних системах структура включає не всі елементи і зв'язки, між ними (в граничному випадку, коли намагаються застосувати поняття структури до простих, повністю детермінованих об'єктів, поняття структури і системи співпадають), а лише найбільш істотні компоненти і зв'язки, які мало змінюються при поточному функціонуванні системи і забезпечують існування системи та її основних властивостей. Інакше кажучи, структура характеризує організованість системи, стійку впорядкованість елементів і зв'язків.

• Структурні зв'язки мають відносну незалежність від елементів і як інваріант при переході від однієї системи до іншої можуть здійснювати перенесення закономірностей, що виявлені і відображені в структурі однієї з них, на інші. При цьому системи можуть мати різну фізичну природу.

• Одна і та сама система може бути представлена різними структурами залежно від стадії пізнання об'єктів або процесів, від аспекта їх розгляду, мети створення. При цьому в процесі розвитку досліджень або в ході проектування структура системи може змінюватися.

• В поняття структури суб'єктом вносяться, як правило, відносно інваріантні і статичні закономірності будови частин системи, наприклад, організаційні структури підприємств, а в поняття організації – динамічні, стосовно функціонування і взаємодії частин системи, наприклад, функціональні схеми взаємодії елементів системи, технологічні моделі виробництва і т.п.

• Для складних організаційних багаторівневих структур характерні три властивості:

• цілісність;

• трансформація;

• саморегулювання.

• Цілісність визначається сукупністю емерджентних властивостей системи. При цьому цілісна система характеризується не тільки просторовою, але й часовою організованістю.

• Трансформація підкреслює динамічні властивості системи, що трансформуються в процесі функціонування системи, наприклад, зі зміною зв'язків між елементами.

• Властивість саморегулювання пов'язана із внутрішніми перетвореннями структури, що не виходять за межі її границь (установлених суб'єктом) і реалізуються елементами структури в напрямку збереження працездатності системи (виживання в зовнішньому середовищі).

• Тактично саморегулювання здійснюється за рахунок використання принципу зворотного зв'язку, а стратегічно досягається компенсацією втрачених функцій за рахунок їх перерозподілу між елементами.

• Для опису моделей структурної організації системи використовуються графічне або табличне зображення зв'язків між елементами.

• Для опису моделей функціонально-структурної організації в інформаційних технологіях використовується, наприклад, апарат теорії графів. Крім того, для опису моделей функціонально-структурної організації АГС можуть використовуватися:

• багаторівневе зображення функцій системи – дерево функцій;

• операторні моделі функціонування системи;

• зображення структур на основі функціональних і конструктивних модулів;

• часові діаграми активності системи.

• В основі опису функціонально-структурної організації системи лежать:

• дерево цілей, що являє собою багаторівневу декомпозицію цілей управління УЕ, адекватне за своєю структурою факторам виживання ОСУ в зовнішньому середовищі, тобто з позицій суб'єкта (замовника, аналітика та ін.);

• сукупність дерев функцій, що являють собою багаторівневі декомпозиції макрофункцій системи, які задовольняють виявлені цілі і адекватні за своєю структурою принципам ієрархічної організації систем щодо їх елементів (в подальшому УЕ, ОУ і ЕЗС).

• Функціонально-структурна організація системи виражає як особливості будови (структури) і взаємодії (організації поведінки) системи із зовнішнім середовищем, так і внутрішню взаємодію елементів у процесі функціонування системи.

• Таким чином, функціонально-структурний підхід до аналізу ОСУ припускає:

• 1. Структура системи визначається насамперед сукупністю реалізованих цілей і функцій, тобто сукупність елементів структури системи вторинна відносно функцій системи, адекватних виявленим цілям. Функціональна (проблемна) орієнтація є первинною, визначальною на етапі створення ОСУ.

• 2. Між реалізованими функціями і структурою системи не існує взаємо-однозначної відповідності. Той самий набір функцій може бути реалізованим різними сукупностями багатофункціональних і спеціалізованих елементів, об'єднаних у систему.

• 3. При зміні умов існування системи в зовнішньому середовищі, змінюється дерево цілей і відбувається зміна спектру функцій, які реалізує система, що призводить до відповідних змін у структурі системи. Таким чином, здійснюється адаптація функціонально-структурної організації системи до умов існування, що змінюються.

• 4. В процесі розвитку систем формуються різні класи і види систем, функціонально-структурна організація яких найбільш адекватна конкретним умовам існування.

• Кожна ОСУ має ефективно і економічно реалізовувати задану сукупність основних, додаткових і допоміжних функцій (в межах УЕ, ОУ, ЕЗС). Вона повинна задовольняти визначені функціональні вимоги, що сформульовані суб'єктом у вигляді цілей і/або заданих емерджентних властивостей.

• Функціонально-структурний підхід (ФСП) дозволяє раціоналізувати створення і функціонування організаційних АГС. При цьому створюються умови при ідентичних (рівних) багатофункціональних можливостях проектувати найбільш ефективні і економічні системи з мінімальною структурою.

• Таким чином ОСНОВНА ЗАДАЧА ФУНКЦіОНАЛЬНО-СТРУКТУРНОГО ПІДХОДУ – СТВОРЕННЯ АГС З МІНІМАЛЬНИМИ СТРУКТУРАМИ.

ЗМІНЮВАНІСТЬ СТАНУ І ПОВЕДІНКИ

ОРГАНІЗАЦІЙНИХ АГС У ЧАСІ

• Ця властивість для різних класів складних мінливих АГС відрізняється специфікою їх існування у зовнішньому середовищі. Особливо це стосується організаційних АГС тому, що вони діють в умовах дуже складних відносин як системи в цілому із елементами зовнішнього середовища, так і складних відносин між окремими внутрішніми елементами АГС, насамперед між працюючими в них фахівцями, що забезпечують функціонування і розвиток організаційних АГС.

• Розглянемо основні поняття, що характеризують функціонування і розвиток організаційних АГС.

• До цих понять відносяться: “ситуація”, “подія”, “стан”, “поведінка”, “рівновага”, “стійкість”, “самоорганізація”.

Процеси, що здійснюються в складних системах, як правило, спочатку не вдається в моделях подати у вигляді математичних співвідношень або хоча б алгоритмів. Тому для того, щоб хоча б якось охарактеризувати цю змінюваність організаційних АГС у часі, використовуються спеціальні терміни, які запозичені теорією систем з біології, філософії, теорії автоматичного регулювання. Розглянемо основні з цих термінів.

• Ситуація. Всі словники тлумачать поняття ситуації (від лат. situs – положення), як сукупність обставин, умов, що створюють ті чи інші відношення, обстановку чи положення. Такі відношення практично завжди вимагають розв'язання ситуації. Поняття “ситуації “ пов'язано також з поняттям “події” . “Подія”, нарівні із “станом” , розглядається саме як можливе розв'язання ситуації, тобто деякі події є можливими результатами ситуацій. Подія, в цьому розумінні, є щось, що виникло якось раз, а стан – те, що було зафіксовано як колись. Стан – це те, що іноді можна повернути, але в іншій ситуації. Поняття “ситуації” немінуче виникає в системному аналізі існування організаційних АГС в зовнішньому середовищі. Воно пов'язане із взаємодією в деякий момент або період часу:

• системи в цілому (або окремих її елементів) із зовнішнім середовищем (або з його окремими елементами);

• окремих внутрішніх елементів системи між собою.

Активізація відношень між елементами системи і виникнення ситуацій практично завжди потребує регулюючих впливів в організаційних АГС.

• Характеристики типів відношень, елементів і властивостей організаційних АГС змінюються в різних її моделях. Ці зміни можуть бути викликані тією чи іншою ситуацією (що моделюється), в якій знаходиться система відносно до зовнішнього середовища. В кожній конкретній ситуації виникає необхідність враховувати в моделі системи ту чи іншу сукупність елементів зовнішнього середовища, ті чи інші відношення між елементами моделі системи, ті чи інші властивості елементів, відношень і системи в цілому.

• Будь-яка ситуація, що моделюється в організаційної АГС, завжди виникає під впливом змін у внутрішній структурі системи та/або в сукупності елементів зовнішнього середовища. Цей вплив може визначатися:

• зміною стану елементів, відношень і властивостей сукупності ЕЗС, раніше зафіксованої в моделі;

• зміною складу сукупності елементів ЕЗС через необхідність доповнення її новими елементами ЕЗС та/або вилучення старих;

• зміною стану елементів, відношень і властивостей у внутрішній структурі організаційної АГС.

• Таким чином, необхідно спробувати визначити, що ж таке з точки зору системного аналізу ситуація, що моделюється.

• Існування будь-якої складної мінливої системи супроводжується постійною зміною ситуацій, пов'язаних як із змінами у зовнішньому середовищі, так і у внутрішній функціонально-структурній організації.

Будемо визначати, що ситуація в організаційних АГС, яка моделюється, є результатом активізації відношень, як мінімум трьох елементів : елементу, що управляє (УЕ), елементу, що є об’єктом (ОУ) та одним елементів зовнішнього середовища (ЕЗС).

Під ситуацією (її моделлю) у таких системах розумітимемо саме активізацію відношень, як мінімум, між деякою трійкою елементів Муе, Моу, Мезс.

• Активізація відношень між такою трійкою елементів може ініціюватися деякими елементами одного типу, наприклад, керівництвом підприємства (у складі Муе); замовниками, споживачами, державними органами, що регламентують діяльність (у складі Мезс); виконавцями, цехами, фахівцями (у складі Моу).

• Ситуація може ініціюватися також сукупністю елементів різних типів. Така активізація відношень між елементами Муе, Моу, Мезс завжди пов'язана із кількісними та/або якісними змінами властивостей цілісності системи або властивостей окремих її елементів.

Продемонструємо це на деяких прикладах:

• Приклад 1. У випадку зміни попиту на ринку (цілей споживачів як елементів Мезс) може радикально змінитися ситуація для деякого підприємства (тобто його елементів Муе і Моу). При цьому зміни можуть зачепити як цілі С і властивості цілісності Рс підприємства в цілому, так і відношення і властивості окремих груп його елементів

{M U R : Pm(mi), Pr(ri)}. Зокрема, ці зміни можуть вплинути на функціонально-структурну організацію (ФСО) підприємства, на структури інформаційних об'єктів і процесів, на схеми операційних і процедурних технологій виробництва, господарювання і управління, на структуру затрат у процесі функціонування підприємства.

• Приклад 2. У випадку виходу з ладу основної частини устаткування в цеху може виникнути ситуація, що здатна призвести до зміни цілей керівництва підприємства та до прийняття рішення, наприклад, про необхідність втрати частини ринку. Для підприємства в даному разі виникає ситуація з частковою втратою ринку, що може спричинити зміни в цілях виробництва та економії ресурсів. Така ситуація призводить до змін в середині підприємства, які знову ж можуть вплинути на функціонально-структурну організацію (ФСО) підприємства, на структуру інформаційних об'єктів і процесів, на схеми операційних і процедурних технологій виробництва, господарювання і управління, на структуру затрат у процесі функціонування підприємства.

• Приклад 3. Зміна цілей керівництва підприємства може змусити його створити нову технологію виробництва і випуску нових видів готової продукції. Для підприємства в даному разі виникає ситуація появи на ринку пропозиції нового товару, що може спричинити зміни в цілях споживачів. Досягнення успіху на ринку може призвести до змін в середині підприємства: у функціонально-структурній організації (ФСО) підприємства, в структурі інформаційних об'єктів і процесів, в схемах операційних і процедурних технологій виробництва, господарювання і управління, в структурі затрат у процесі функціонування підприємства.

Саме виникнення активної взаємодії між управляючими єлементами, об’єктами управління та елементами зовнішнього середовища, породжує конкретну ситуацію. Дії елементів в конкретній ситуації повинні бути направлені на досягнення цілі вирішення задач такої взаємодії з урахуванням обмежень окремих елементів, тобто виникають умови для моделювання конкретних задач діяльності та управління.

• Загальним висновком з викладеного може бути те, що предметом системного аналізу організаційних АГС в умовах їх функціонування в зовнішньому середовищі, що постійно змінюється від ситуації до ситуації, є керований процес зміною цих ситуацій в напрямку досягнення цілей, що також змінюються.

• С т а н. Поняття стану звичайно характеризує миттєву фотографію, "зріз" системи, зупинку в її розвитку.

• Стан визначають або через вхідні впливи і вихідні сигнали (результати), або через макропараметри, макровластивості системи (тиск, швидкість, прискорення). Так, говорять про стан спокою (стабільні вхідні впливи і вихідні сигнали), про стан рівномірного прямолінійного руху (стабільна швидкість) і т. п.

• Якщо розглянути елементи m (компоненти, функціональні блоки), врахувати, що "входи" можна розділити на управляючі у і ті, що збурюють х (неконтрольовані), і що "виходи" (вихідні результати) залежать від m , у і х, тобто g = f (m, у, х), то залежно від задачі стан може бути визначеним як { m, у}, { m, у, g} або { m, у, x,g}.

• Поведінка. Якщо система здатна переходити з одного стану в інший (наприклад, s1 s2 s3 ... ), то вважають, що вона має поведінку. Цим поняттям користуються, якщо невідомі закономірності (правила) переходу з одного стану в інший. Тоді вважають, що система має якусь поведінку і виясняють її характер, алгоритм. З урахуванням введених позначень поведінку можна зобразити як функцію s(t) = [s(t - I), y(t), x(t)].

• Рівновага. Поняття рівноваги визначають як здатність системи у відсутності зовнішніх збурюючих впливів (або при постійних впливах) зберігати свій стан як завгодно довго. Цей стан називають станом рівноваги.

• Стійкість. Під стійкістю розуміють здатність системи повертатися в стан рівноваги після того, як вона була з цього стану виведена під впливом зовнішніх (або в системах з активними елементами - внутрішніх) збурюючих впливів. Ця здатність зазвичай притаманна системам при постійному у тільки тоді, коли відхилення не перевищують деяку межу.

• Стан рівноваги, в який система здатна повертатися, називають стійким станом рівноваги. Повернення в цей стан може супроводжуватися коливальним процесом, відповідно, в складних системах можливі нестійкі стани рівноваги. Це поняття можно пояснити на прикладі: стійким стан будівництва є, коли величини відхилень від плану можуть бути ліквідовані існуючими ресурсами в планові терміни.

• Рівновага і стійкість в економічних системах, незважаючи на уявну аналогію з технічними є набагато складнішими поняттями, і ними користуються в основному як деякими аналогіями для попереднього опису поведінки системи. Для оцінки цих станів у формалізованих моделях доводиться вводити деякі побічні характеристики.

• Розвиток. Це поняття допомагає з'ясувати складні термодинамічні й інформаційні процеси в природі і суспільстві. Дослідження процесу розвитку, співвідношення розвитку і стійкості, вивчення механізмів, що лежать в їх основі, – найбільш складні задачі теорії систем. Доцільно виділяти особливий клас систем, що розвиваються. Вони мають особливі властивості і потребують розробки і використання спеціальних підходів до їх моделювання.

Самоорганізація організаційних АГС в умовах їх розвитку

• Відображення об'єктів у вигляді систем, які самоорганізовуються, дає змогу досліджувати найменш вивчені об'єкти і процеси з більшою невизначеністю на початковому етапі постановки задачі.

• Клас систем, що самоорганізовуються або розвиваються, характеризується рядом ознак, особливостей, які наближають їх до реальних складних динамічних об'єктів, що розвиваються. Ці особливості, як правило, обумовлені наявністю в системі активних елементів і носять подвійний характер: ці особливості є новими властивостями, корисними для існування системи, що пристосовують її до мінливих умов зовнішнього середовища, але в той же час викликають невизначеність, утруднюють управління системою.

• Розглянемо ці особливості дещо докладніше:

• нестаціонарність (мінливість, нестабільність) окремих параметрів і стохастичність поведінки;

• унікальність і непередбачуваність поведінки системи в конкретних умовах (завдяки наявності активних елементів, у системи як ніби проявляється "свобода волі"), але водночас наявність граничних можливостей, що визначаються наявними ресурсами (елементами, їх властивостями) і характерними для визначеного типу систем структурними зв'язками;

• здатність адаптуватися до мінливих умов зовнішнього середовища і перешкод (причому як до зовнішніх, так і до внутрішніх), що, здавалося б, є дуже корисною властивістю, однак адаптивність може проявлятися не тільки щодо перешкод, але й по відношенню до управляючих впливів, що дуже утрудняє управління системою;

• здатність протистояти ентропійним (руйнуючим систему) тенденціям, що обумовлена наявністю активних елементів, стимулюючих обмін матеріальними, енергетичними і інформаційними продуктами із зовнішнім середовищем, і які проявляють власні "ініціативи", завдяки чому в таких системах не виконується закономірність зростання ентропії (аналогічна другому закону термодинаміки, діючому в закритих системах, так званому "другому началу") і навіть спостерігаються негентропійні тенденції, тобто власне самоорганізація, розвиток;

• здатність виробляти варіанти поведінки і змінювати свою структуру (при необхідності), зберігаючи при цьому цілісність і основні властивості;

• здатність і прагнення до цілеутворення: на відміну від закритих (технічних) систем, яким цілі задаються ззовні, в системах з активними елементами цілі формуються в середині системи;

• неоднозначність використання зрозумілої цілі (наприклад, "ціль" – "засіб", "система" – "підсистема" і т. п.); ця особливість проявляється при формуванні структур цілей, при розробці проектів складних автоматизованих комплексів, коли особи, які формують структуру системи, визначивши якусь її частину підсистемою, через деякий час починають говорити про неї, як про систему, не добавляючи приставки "під", або підцілі починають називати засобами досягнення вищих цілей, що часто викликає затяжні дискусії, що легко вирішуються за допомогою властивості "дволикого Януса".

• Очевидно, частина з цих особливостей характерна і для дифузних систем (стохастичність поведінки, нестабільність окремих параметрів), але більшість з розглянутих особливостей є специфічними ознаками, що суттєво відрізняють цей клас систем від інших і утрудняють моделювання їх.

• При цьому слід мати на увазі важливу відмінність систем з активними елементамі, що розвиваються, від закритих систем: починаючи з деякого рівня складності, систему легше створити і ввести в дію, перетворити і змінити, ніж відобразити формальною моделлю (принципова обмеженість формалізованого опису систем, що розвиваються та самоорганізовуються).

• Врахування цієї особливості, тобто необхідності сполучення формальних методів і методів якісного аналізу, і знаходиться в основі більшості моделей і методик системного аналізу.

• Конструктивну основну ідею моделювання при відображенні об'єкта класом систем, що самоорганізовуються, можна сформулювати таким чином: розробляється знакова модель системи, за допомогою якої фіксують відомі на даний момент компоненти і зв'язки. Потім, за допомогою перетворення одержаного відображення (за допомогою встановлених правил – правил структуризації або декомпозиції, правил композиції, пошуку мір близькості на просторі станів), одержують нові, невідомі раніше компоненти, взаємозв'язки, залежності, які можуть послужити або основою для прийняття рішень, або підказати наступні кроки на шляху підготовки рішення.

• Таким чином, нагромаджуючи інформацію про об'єкт, фіксуючи при цьому всі нові компоненти і зв'язки (правила взаємодії компонент) і застосовуючи їх, одержують модельні відображення послідовних станів системи, що розвивається, поступово створюючи все більш адекватну модель реального об'єкта, що вивчається або створюється. При цьому інформація може надходити з різних областей знань і накопичуватися в часі в міру її виникнення (в процесі пізнання об'єкта).

• Адекватність моделі також доводиться ніби послідовно (по мірі її формування) шляхом оцінки правильності відображення в кожній наступній моделі компонентів і зв'язків, необхідних для досягнення поставлених цілей. Інакше кажучи, таке моделювання стає ніби своєрідним "механізмом" розвитку системи. Практична реалізація такого "механізму" пов'язана з необхідністю розробки мови моделювання процесу прийняття рішення.

• В основу такої мови (знакової системи) може бути покладений один з методів моделювання систем (наприклад, теоретико - множинні зображення, математична логіка, математична лінгвістика, імітаційне динамічне моделювання, інформаційний підхід і т. д.), але в міру розвитку моделі методи можуть змінюватися (морфологічне і структурно-лінгвістичне моделювання).

• Цей клас систем можна поділити на підкласи, виділивши адаптивні або системи, що самопристосовуються до мінливих умов, самонавчаються, самовідбудовуються, самовідтворюються.

• При зображенні об'єкта класом систем, що самоорганізовуються, задачі визначення цілей і вибору засобів, як правило, поділяються. При цьому задачі визначення цілей, вибору засобів, в свою чергу, можуть бути описані у вигляді таких систем, тобто структура основних направлень, плану, структура функціональної частини інформаційної системи повинна розвиватися також (і навіть тут необхідно частіше включати "механізм" розвитку), як і структура забезпечуючої частини цієї системи.

• Розглянуті класи систем зручно використовувати як підходи на початковому етапі моделювання будь-якої задачі. Цим класам поставлені у відповідність методи формалізованого зображення систем, і таким чином визначив клас системи, можна дати рекомендації що до вибору методу, який дозволить більш адекватно відобразити саму систему.

РЕГУЛЬОВАНІСТЬ – ОСНОВНА ВЛАСТИВІСТЬ ЦІЛІСНОСТІ СКЛАДНИХ МІНЛИВИХ ОРГАНІЗАЦІЙНИХ АГС

• Регульованість як основна емерджентна властивість АГС завжди формулюється (задається і фіксується) суб'єктом.

• Наприклад, для систем – автоматів регульованість реалізується в реальному масштабі часу.

• Для організаційних АГС регульованість забезпечується через їх комплексну функцію – "управління".

• Під управлінням будемо розуміти комплексну функцію регульованої системи, призначенням якої є забезпечення такої заданої емерджентної властивості організаційної АГС, як виживаність в зовнішньому середовищі. Управління реалізується через механізм зворотного зв'язку.

• УПРАВЛІННЯ – КОМПЛЕКСНА ФУНКЦІЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ, ЩО НАПРАВЛЕНА НА ЇХ ВИЖИВАННЯ В ЗОВНІШНЬОМУ СЕРЕДОВИЩІ

• Для здійснення управління в сукупності елементів організаційної АГС {Mс} мають бути управляючі елементи та елементи (об'єкти) управління.

• Систему, що містить управляючі елементи та об'єкти управління, будемо називати системою управління.

Уявимо собі деяку узагальнену схему організаційної системи управління (ОСУ).

На схемі:

• Iuv – керуюча дія управляючого елементу на об'єкт управління;

• Ios – зворотний зв'язок об'єкта управління з управляючим елементом, по якому передається інформація про стан об'єкту управління в момент часу t ;

• Ivn1, Ivn2,…,IvnК – відношення управляючого елемента з зовнішнім середовищем по вході;

• Ivv1 Ivv2,…,IvvL – відношення управляючого елемента з зовнішнім середовищем на виході;

• Pm1, Pm2, …, PmN – відношення об'єкта управління з зовнішнім середовищем по вході;

• Pgp1, Pgp2 , …, PgpJ – відношення об'єкта управління з зовнішнім середовищем на виході.

• Суттєвою для організаційних систем управління є та обставина, що всі відношення управляючого елемента з об'єктом управління, і з зовнішнім середовищем завжди є інформаційними потоками, призначеними для підготовки і прийняття керуючої дії.

• Відношення об'єкта управління із зовнішнім середовищем

завжди є матеріальними (сировинними, товарними) потоками.

• На даному рівні узагальнення не суттєво чи є ці матеріальні потоки за характером інформацією, матеріалами, енергією тощо.

• Суттєва в даному разі та обставина, що Pm1, Pm2, …, PmN – це завжди потоки сировини, комплектуючих, вихідних матеріалів, призначені для переробки об'єктом управління, а Pgp1, Pgp2 , …, PgpJ – це завжди готова продукція об'єкта управління, призначена для використання в зовнішньому середовищі.

• У випадку, коли не тільки управляючий елемент займається обробкою інформації, але й об'єкт управління обробляє вхідну інформацію (у вигляді "сировини") з метою одержання готової продукції, необхідно розрізняти таке:

• метою функціонування управляючого елемента завжди є лише забезпечення виживаності ОСУ в цілому у зовнішньому середовищі, а також підготовка та прийняття керуючої дії стосовно об'єкта управління;

• метою функціонування об'єкта управління завжди є лише задоволення зовнішнього середовища в певній готовій продукції, якою може бути, зокрема, й оброблена ним вхідна інформація.

• Розуміння цього є важливим у системному аналізі і синтезі моделей організаційних АГС, а також при розробці їхніх інформаційних технологій. Досить часто ця обставина не враховується, що найчастіше призводить до втрати ефективності створення і функціонування АГС.

Приклад 1. Організаційна система управління – рекламне агентство.

Функціями підрозділів рекламного агентства, як об'єктів управління, є збір інформації від клієнтів (Pm1, Pm2, …, PmN) і її обробка з метою випуску готової продукції у вигляді прайс-збірок (Pgp1, Pgp2 , …, PgpJ).

Керівництво рекламного агентства (управляючий елемент) здійснює збір і обробку інформації про зовнішнє середовище (маркетингові дослідження) з метою формування управляючого впливу (Iuv) на свої підрозділи, наприклад, для коригування розділів прайс-збірок, що готуються.

При цьому воно використовує для аналізу інформацію (інформаційні потоки для підготовки і прийняття керуючої дії) і від своїх підрозділів (Ios), наприклад, про стан надходжень заявок від клієнтів по певних розділах збірки.

Приклад 2. Організаційна система управління – інвестиційно-консалтингова компанія. Функцією одного з підрозділів такої компанії як об'єкта управління є розробка бізнес-планів на замовлення клієнтів. Для цього підрозділ здійснює збір і аналіз у зовнішньому середовищі вихідних даних для бізнес-планування (Pm1, Pm2, …, PmN) (як сировинний потік) , розробляє бізнес-плани і передає їх клієнтам-замовникам (Pgp1, Pgp2 , …, PgpJ) (як матеріальний потік готової продукції).

Керівництво компанії (управляючий елемент) розробляє бізнес-план для розвитку компанії (як управляючий вплив на свої підрозділи).

Приклад 3. Організаційна система управління – завод будівельних матеріалів. Одним з підрозділів заводу є плановий відділ.

Плановий відділ як елемент управляючої системи готує оперативні плани цехам, а як об'єкт управління проводить роботу на основі управляючого впливу керівництва заводу (наказу, розпорядження). Як об'єкт управління плановий відділ здійснює збір інформації від інших підрозділів і розробляє для них оперативні плани. Дані підрозділи відносно планового відділу можна розглядати як зовнішнє середовище. Як елемент управляючої системи плановий відділ передає їм оперативні плани після затвердження керівництвом.

Оперативний план в даному випадку, з одного боку, є готовою продукцією планового відділу, а, з іншого – управляючим впливом керівництва заводу для цехів. Отже, плановий відділ стосовно керівництва заводу є об'єктом управління, а стосовно цехів – елементом управляючої системи заводу.

• З розглянутого вище випливає, що не можна собі уявити модель будь-якої організаційної системи управління, що складається менш ніж з трьох елементів, одним з яких завжди є зовнішнє середовище в цілому або хоча один з його елементів . Спроби позбутися ЕЗС завжди призводили до краху творців перпетуум-мобіле.

• Жодна абсолютно замкнута модель, а тим більш реальна система, не спроможна функціонувати, оскільки таке функціонування можливе лише в зовнішньому середовищі.

• Створення умовно замкнутих моделей систем можливе, але ступінь їх адекватності дійсності насамперед знаходиться в прямій залежності від кількості і якості урахування в моделі елементів зовнішнього середовища через їх істотні взаємодії (відношення і властивості) з функціонуючою або з тією, що створюється, організаційною АГС.

• Виходячи з цього, можна перетворити розглянуту вище схему в узагальнену структурну умовно замкнуту модель організаційної системи управління (ОСУ).

• Якщо функція є проявом цілісних властивостей системи, наприклад її цільових властивостей, і являє собою вид її дії або діяльності при взаємодії з елементами зовнішнього середовища, то в системному аналізі АГС на деякому рівні формалізації можна скористуватися цією обставиною.

• Приклад 1. Підприємство як АГС має властивість цілісності – регульованість (або властивість керованості). Ця властивість проявляється через функцію управління підприємством у зовнішньому середовищі. В свою чергу, ця функція являє собою сукупність видів діяльності або взаємодії підприємства, наприклад через окремі його елементи, з елементами зовнішнього середовища (законодавчими, ринковими і т.п.). До таких видів дій або діяльності (тобто функцій) можна віднести:

• звітність перед податковою інспекцією;

• укладення договорів з постачальниками на поставки матеріалів або з підрядниками на виконання деяких робіт;

• збут готової продукції тощо.

• Приклад 2. Функції інформаційної технології підприємства, що створюється, можуть бути визначені (щодо взаємодії підприємства з елементами зовнішнього середовища) переліком дій (процедур), задач такої системи з конкретними якісними і кількісними характеристиками (обсягів інформації, тривалості їх зберігання, надійності функціонування і т.п.).

• Функції системи (види дій або діяльності) завжди реалізуються в деяких відношеннях з елементами зовнішнього середовища (це стосується функцій окремих елементів системи у відношеннях з іншими її елементами). Тому такі види дій або діяльності можна розглядати як функції призначення.

• Функції системи як цілого визначають функції окремих частин системи (підсистем, елементів). Покажемо суттєвість функцій призначення окремих елементів організаційної системи управління (ОСУ) у взаємовідношеннях їх між собою на прикладі узагальненої структурної моделі, запропонованої раніше.