920

Изучение морфологии, то есть изучение внутреннего и внешнего устройства системы начинается с исследования состава элементов, образующих систему. Элементный состав позволяет понять, из каких элементов состоит система. Обычно он выполняется в виде структуры, очень похожей на иерархическую, при этом описание элементного состава производится до какого-то n-го уровня, после которого дальнейшее изображение элементного состава становится бессмысленным из-за конечности числа элементов системы.

Элементный состав представляет собой структуру, которая состоит из блоков, каждый из которых отличается от другого номером подсистемы, для которого он создан. Элементный состав может быть трех типов:

1.Гомогенный, то есть состоящий из однотипных или одинаковых элементов.

2.Гетерогенный, то есть содержащий различные типы элемен-

тов.

3.Смешанный, то есть содержащий как множество однотипных, так и множество разнотипных элементов.

Для того чтобы составить морфологическое описание, надо знать о составе элементов, связях, структуре в элементном составе

(рис. 3.1).

Морфологическое описание систем

20

Состав элементов предполагает список названий элементов и их свойств. Всего существует четыре типа элементов:

•энергетические – (функция – преобразование энергии; цель преобразования – выработать необходимую энергию в системе в той форме, в которой она может потребляться другими элементами; важное свойство – к.п.д. элемента);

•информационные – (функция – прием, запоминание, преобразование информации; цель преобразования — выработать более удобную форму информации из исходной);

•вещественные – (функция – преобразование вещества какоголибо характера; цель преобразования – добиться свойств вещества в соответствии с «заказом» информационного элемента);

•нейтральные – (функция не установлена).

Связи являются немаловажной частью морфологического описания системы, так как ее свойства зависят от характера связей. Существует семь типов связей:

• энергетические (функция – перенос энергии между элемента-

ми);

•информационные (функция – перенос информации между элементами);

•вещественные (функция – перенос вещества между элемента-

ми);

•смешанные (функция – совокупность функций предыдущих связей);

•прямые (функция – выполнить функции связей, описанных выше, или материальных связей в прямом направлении);

•обратные (функция та же, что и у прямых, но в обратном направлении);

•нейтральные (функции не определены).

Структура определяет характер и устойчивость отношений между элементами. Структуры делятся на пять типов: хаотические, многосвязные, иерархические, детерминированные и смешанные.

В целом морфологическое описание систем строится по иерархическому методу путем последовательной декомпозиции. Уровни декомпозиции системы, уровни иерархии морфологического и функционального описания должны совпадать. Морфологическое описание можно выполнить последовательным расчленением системы на подсистемы. Это удобно в том случае, когда связи между подсистемами одного уровня иерархии не слишком сложны.

21

3.2. Метод функционального и информационного описания систем

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет некоторые функции: просто существует, является областью обитания другой системы, обслуживает систему более высокого порядка, является контрольной для некоторого класса систем, служит средством или материалом для создания более сложной или совершенной системы и т.д. [10].

Основное качество, присущее любой системе, – это ее функции, соответственно система может быть однофункциональной или многофункциональной. В зависимости от поведения системы, от ее воздействия на окружающую среду и взаимодействия с другими системами, функции системы можно распределить в следующем порядке, по возрастанию «ранга»:

1.Пассивное существование, материал для других систем – наиболее простая система, функции которой сводятся лишь к поддержанию внутренней среды системы на каком-либо уровне и безразличному отношению к окружающей среде.

2.Обслуживание системы более высокого уровня – более сложная система, функция которой не только поддерживать собственное внутреннее функционирование, но и работа на систему более высокого уровня.

3.Противостояние другим системам или среде – еще более сложная система, функция которой не пассивное существование или спокойная работа, а выживание, непрерывное приспособление к изменяющимся, агрессивным условиям внешней среды.

4.Поглощение других систем и среды – система, в функцию которой входит не только выживание, но и активное противоборство внешней среде, с последующим ее захватом.

5.Преобразование других систем и среды – наиболее сложная система, в функцию которой также входит не только захват и уничтожение других систем, но и их последовательное преобразование в вещества или подсистемы, полезные этой системе.

Функциональное описание, как и морфологическое, – иерархично. Функции системы представляются двумя способами: числовым функционалом, который зависит от функций, описывающих внутренние процессы, или качественным функционалом (типа упорядочивания «лучше-хуже»).

22

Функциональное описание системы можно задать следующим образом:

где Т – множество моментов времени; х — множество мгновенных значений входных воздействий; С = {с: Тх} – множество допустимых входных воздействий; Q – множество состояний; у – множество значений выходных величин; с – отрезок входного воздействия.

Такое описание системы охватывает широкий диапазон свойств. Рациональный путь создания функционального описания заключается в применении такой многоуровневой иерархии описаний, при которых описание более высокого уровня системы будет зависеть от обобщенных переменных более низкого уровня.

Таким образом, формируется следующая иерархия описания: эффективность (зависит от функционала эффективности, который качественно или количественно описывает деятельность системы) – процессы первого уровня (функции) – параметры первого уровня (функционалы) – процессы второго уровня (функции) – параметры второго уровня (функционалы) – процессы n-го уровня (функции) – параметры n-го уровня (функционалы). Где n-й уровень – последний уровень, о котором имеет смысл говорить в описании системы, так как он последний, для которого имеется достаточное количество сведений.

Информационное описание должно давать представление об организации системы. Оно является не только наиболее сложным, но и наиболее глубоким видом описания, так как в отличие от морфологического и функционального методов, описывающих структуру и функции системы в определенный момент времени, информационный метод описывает систему уже в процессе ее функционирования.

Информационное описание позволяет определить зависимость морфологических и функциональных свойств системы от качества и количества внутренней (о самой себе и о внутренней среде) и внешней (поступающей из внешней среды) информации. Так как информация о каком-либо процессе снижает количество вероятных исходов данного процесса, то информация, полученная системой, повышает степень предсказуемости ее развития.

Следовательно, информация увеличивает организованность, упорядоченность системы, т.е. потенциальную меру предсказуемости будущего данной системы, что, в свою очередь, влечет снижение энтропии (неопределенности относительно состояний системы). Таким

23

образом, информация, полученная системой, напрямую влияет на ее работу, а значит, и на функциональные свойства ее элементов, морфологию. Частные же аспекты информационного описания могут касаться отдельных процессов и подпроцессов. Связь между функциональным и информационным описаниями отражает эффективность и энтропию. Связь между морфологическим и информационным описаниями отражает изменение морфологических свойств во времени. Информационное – определяет возможную точность оценки, как сходства систем различных классов, так и их близость внутри класса.

3.3.Вопросы к зачету

1.Методы описания систем. Метод морфологического описания

систем.

2.Состав, связи и структура элементов при морфологическом описании систем.

3.Метод функционального описания систем.

4.Функции систем. Иерархия описания систем.

5.Метод информационного описания систем.

3.4.Список рекомендуемой литературы

1.Анфилатов В.С. Системный анализ в управлении. / В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. – М.: Финансы и статистика, 2009. – 368 с.

2.Тимченко Т.Н. Системный анализ в управлении: учебное пособие / Т.Н.

Тимченко. – М.: РИОР, 2008. – 161 с.

24

4.МЕТОДЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

4.1.Метод «мозговая атака» (мозговой штурм)

«Мозговая атака» представляет собой один из эффективных приемов генерирования новых идей. Сущность его заключается в коллективном поиске нетрадиционных путей решения проблем.

Методы этого типа известны также под названием «мозговой штурм», «конференция идей», «коллективная генерация идей» (КГИ).

Обычно при проведении сессий KГИ стараются выполнять определенные правила, суть которых:

•обеспечить как можно большую свободу мышления участников и высказывания ими новых идей;

•приветствовать любые идеи, даже если вначале они кажутся сомнительными или абсурдными (обсуждение и оценка идей производятся позднее);

•не допускать критики любой идеи, не объявлять ее ложной и не прекращать обсуждение;

•желательно высказывать как можно больше идей, особенно нетривиальных.

В зависимости от принятых правил и жесткости их выполнения различают прямую «мозговую атаку», метод обмена мнениями, методы типа комиссий, судов (в последнем случае создается две группы: одна группа вносит как можно больше предложений, а вторая старается максимально их раскритиковать). «Мозговую атаку» можно проводить в форме деловой игры, с применением тренировочной методики «стимулирования наблюдения», в соответствии с которой группа формирует представление о проблемной ситуации, а эксперту предлагается найти наиболее логичные способы решения проблемы.

В последнее время стараются ввести правила, помогающие сформировать некоторую систему идей, т.е. предлагается, например, считать наиболее ценными те из них, которые связаны с ранее высказанными и представляют собой их развитие и обобщение. Участникам не разрешается зачитывать списки предложений, которые они подготовили заранее. В то же время, чтобы предварительно нацелить участника на обсуждаемый вопрос, при организации сессий КГИ заранее или перед началом сессии участникам представляется некоторая предварительная информация об обсуждаемой проблеме в письмен-

25

ной или устной форме. Подобием сессий КГИ можно считать разного рода совещания – конструктораты, заседания научных советов по проблемам, заседания специально создаваемых временных комиссий и другие собрания компетентных специалистов.

Так как на практике трудно собрать специалистов ввиду их занятости по основной работе, желательно привлекать компетентных специалистов, не требуя обязательного их присутствия на общих собраниях КГИ и устного высказывания своих соображений хотя бы на первом этапе системного анализа при формировании предварительных вариантов.

Область применения этого метода достаточно широка – от науч- но-технических и экономических проблем до социальных, психологопедагогических и даже этических ситуаций. В настоящее время метод «мозговой атаки» нашел применение и в учебном процессе. Он способствует развитию динамичности мыслительных процессов, способности абстрагироваться от объективных условий и существующих ограничений, формирует умение сосредоточиться на какой-либо узкой актуальной цели.

Мозговой штурм проводится в три стадии [2]:

Iстадия – Стадия подготовки:

•вынесение проблемы;

•четкое определение проблемы;

•отбор участников мозгового штурма;

•определение ведущего.

IIстадия – Стадия поиска:

•анализ проблемы ведущим;

•высказывание спонтанных предложений участников;

•развитие идей;

•обобщение результатов (через 30 минут).

Если результат удовлетворительный, то наступает стадия III.

IIIстадия – Стадия оценки:

•оценка идей комитетом по оценке;

•если идея пригодна сразу она используется;

•если нет – происходит доработка.

26

4.2. Метод сценариев. Область применения, общая характеристика, алгоритм

Метод подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенный в письменном виде, получил название сценария. Этот метод получил широкое распространение в 60-70 годах XX в.

Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени. Однако позднее обязательное требование временных координат было снято, и сценарием стал назваться любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы и предложения по ее решению или по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен.

Вразвернутой форме сценарий показывает возможные варианты развития событий для их дальнейшего анализа и выбора наиболее реальных и благоприятных вариантов.

Сценарий не только предусматривает содержательные рассуждения, которые помогают не упустить детали, обычно не учитываемые при формальном представлении системы (в этом и заключалась первоначально основная роль сценария), но и содержит результаты количественного технико-экономического или статистического анализа с предварительными выводами, которые можно получить на их основе.

Задачи специалистов по системному анализу при подготовке сценария:

- помочь привлекаемым ведущим специалистам соответствующих областей знаний выявить общие закономерности развития системы;

- проанализировать внешние и внутренние факторы, влияющие на ее развитие и формулирование целей;

- провести анализ высказываний ведущих специалистов в периодической печати, научных публикациях и других источниках на- учно-технической информации;

- создать вспомогательные информационные фонды, способствующие решению соответствующей проблемы.

Впоследнее время понятие сценария расширяется в направлении как областей применения, так и форм представления и методов их разработки: в сценарий не только вводятся количественные пара-

28

метры и устанавливаются их взаимосвязи, но и предлагаются методики составления сценариев с использованием ЭВМ.

На практике по типу сценариев разрабатывались прогнозы в отраслях промышленности. Разновидностью сценариев можно считать комплексные программы научно-технического прогресса и его соци- ально-экономических последствий, которые разрабатывались в период реформ 70-х годов XX в. специальными комиссиями при АН СССР

и Госкомитете по науке и технике при Совете Министров СССР на последующие 20 лет.

В настоящее время разновидностью сценариев можно считать предложения к комплексным программам развития отраслей народного хозяйства, подготавливаемые организациями или специальными комиссиями.

Сценарий является предварительной информацией, на основе которой проводится дальнейшая работа по прогнозированию, разработке вариантов проекта. Он помогает составить представление о проблеме, а затем приступить к более формализованному представлению системы в виде графиков, таблиц для проведения других методов системного анализа. Однако сценарий – это все же текст со всеми вытекающими последствиями (синонимия, омонимия, парадоксы), обуславливающими возможность неоднозначного его толкования. Поэтому его следует рассматривать как основу для разработки более формализованного представления о будущей системе или решаемой проблеме.

4.3. Метод экспертных оценок

Экспертные оценки – группа методов, наиболее часто используемая в практике оценивания сложных систем на качественном уровне [1]. Термин «эксперт» происходит от латинского слова expert, означающий «опытный».

Основой этих методов являются различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта.

При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности основывается на том, что неизвестная характеристика исследуемого объекта трактуется как случайная величина, от-

29