Методы и технологии генерации системного знания

переход от равномерной деформации всей рабочей части испытуемого образца к сосредоточенной деформации в каком-либо одном его сечении, где возникает трещина в образце;

Rpo – предел текучести ( 0.2) – условное напряжение, при котором остаточная деформация испытуемого образца достигает 0.2 %;

Udl – относительное удлинение ( ) – отношение приращения длины испытуемого образца после разрыва к первоначальной его длине, характеризующее пластичность металла.

Когнитивные схемы внутрисистемных механизмов составляются отдельно для каждой локальности. Они раскрывают механизмы формирования локальностей как качественных определенностей системы. Единый механизм, формирующий локальность, представляет собой взаимодействие двух разных комплементарных механизмов, образами которых выступают два ее фактора. Каждый фактор является носителем своего системного механизма. При разработке когнитивной схемы единого механизма локальности строятся когнитивные схемы механизмов двух ее факторов и механизма двухфакторного взаимодействия.

Когнитивная схема системного механизма фактора локальности строится на основе системного знания. Трансцендентная схема системного устроения фактора локальности получена технологией системной экспертизы. Технология предметной экспертизы преобразует трансцендентную схему на основе содержащегося в ней системного знания в конструктивно определенный формат когнитивной схемы. Этот формат передает структуру механизма фактора, элементами которой являются вершины фактора, связанные отношениями равнозначности, несовместности, доминирования и соподчинения. Тип отношения определяется согласно критериям оценивания:

110

Отношение равнозначности выделяет блоки элементов, равноценных по их вкладу в системный смысл механизма фактора. Отношение несовместности разделяет элементы на блоки, выражающие различные смысловые аспекты фактора как целого. Отношения доминирования и соподчинения устанавливают связи между элементами, классами и блоками элементов, выражающие главенство определенных смысловых моментов над другими.

Когнитивная схема механизма фактора локальности. Предел проч-

ности металла в локальности Rm по предметной интерпретации элементов факторов определяется химсоставом плавки и кристаллической структурой металла (размерами и формой литого зерна, строением межзеренного пространства, неметаллическими включениями, наличием дефектов – полостей и микронеплотностей). Системная модель L3 раскрывает другой механизм формирования значений показателя Rm, выражающий взаимообусловленность размеров листа, брамы и слитка, связанный со временем окислительного периода и формирования макроструктуры металла при затвердевании слитка, а также формирования структуры металла и сегрегации элементов химического состава при ковке брам. Системная модель L3 определяется в системной экспертизе на базе слова «Выраженность смысла» как лучшая. Она имеет хорошо развитые ядро и факторы. Локальность L3 сложная. Оценки качества ее оформленности и однородности удовлетворительные.

Предметная экспертиза выполняется в три этапа. На первом этапе на базе элементов трансцендентной схемы строится когнитивная схема механизма фактора локальности (рис. 7.11).

Рис. 7.11. Когнитивная схема механизма фактора 1 локальности L3

На схеме выделены:

вершина d, представляющая фактор в целом, выражающая идею этого фактора;

111

четыре блока, элементы которых связаны отношением равнозначности

(d, tIzl; tOp, tOt, tKov; Weight, L2; TMetal, C_Pl);

два блока (d, tIzl) и (TMetal, C_Pl), связанные отношением несовместности;

отношения доминирования, связывающие элементы ядра;

отношения подчинения, которые распространяют смысл ядерных элементов на дополнительные вершины фактора.

На втором этапе элементы когнитивной схемы наполняются предметносодержательными представлениями, полученными технологией формирования контекста. Содержательные описания элементов факторов 1 представлены в табл. 7.3.

112

На третьем этапе когнитивная схема механизма фактора 1 локальности L3, построенная на базе системного знания и наполненная предметными понятиями, передается экспертам-тематикам для содержательных интерпретаций и предметного описания системного механизма.

Для механизма фактора 1 описание имеет вид: «Механизм, определяющий появление микродефектов, формирование макроструктуры при затвердевании слитка, связь дендритной ликвации со скоростью охлаждения и сечением слитка, влияние серы на структуру литого металла, которое проявляется при ковке брам и связано с завариванием внутренних дефектов и измельчением литого зерна при ковке брам для прокатки листа».

Аналогичным образом строится схема фактора 2. Когнитивные схемы механизмов факторов локальности системы служат основой для построения когнитивной схемы механизма двухфакторного взаимодействия. При построении этой схемы, которая представляет механизм формообразования локальности как системного целого, дополнительно вводятся отношения консолидации, ассоциации, разделенности, сопряженности.

Полный набор системных моделей, построенных аналитическим ядром ФС, раскрывших системные механизмы формирования изменчивости сдаточных показателей, преобразуется методами технологии предметной экспертизы в набор когнитивных схем, описывающих механизмы формирования изменчивости сдаточных показателей в условиях реального производственного процесса. Развитие когнитивных схем до когнитивных моделей осуществляется методами технологии генерации поведения и технологии оформле-

113

ния решений. На этой основе достигается научное понимание и объяснение сущности проблемы проекта и возможных путей ее решения.

8. РЕСУРСЫ РЕШЕНИЙ

Технологии аналитического ядра ФС формируют информационный, интеллектуальный, когнитивный, технологический ресурсы знания об исследуемой системе. Эти ресурсы – ресурсы системного знания, благодаря которым раскрываются и выражаются системные смыслы. Ресурсы знания, дополненные оценками ценности и применимости, а также новыми вычисляемыми объектами и их атрибутами, преобразуются в ресурсы решений прикладных задач.

Получение ресурсов решений технологиями конструктивного компонента ФС проиллюстрировано на примере проекта, посвященного проблеме социальной напряженности.

8.1. Социальная напряженность в округах и регионах РФ

(январь 2002 г. – май 2004 г.)

Объектами анализа выступают следующие открытые системы: регионы как таковые; регионы как субъекты округов и как субъекты РФ; округа как субъекты РФ; РФ в целом. В аналитическое ядро ФС поступает исходная информация о регионах. На ее основе создаются эмпирические контексты для 89 регионов, семи округов, РФ в целом [36].

В качестве носителя при исходном определении систем принят регион РФ. Состояния регионов описываются единым набором показателей, характеризующих жизнедеятельность региона в сегментах: социально-экономическом, финансовом, демографическом, криминальном, террористической активности и др. (табл. 8.1).

Таблица 8.1

Сегменты контекста предметной области

114

Период наблюдения для всех регионов – 29 месяцев (с января 2002 г. по май 2004 г.). Состояние каждого региона задается значениями показателей, определенными за конкретный месяц. В качестве объекта анализа рассмотрен федеральный округ РФ. Каждый округ как система представлен эмпирическим описанием (табл. 8.2).

При построении эмпирических описаний систем в результате фильтрации данных исключены некоторые показатели из единого набора.

Объекты анализа сопоставимы по набору показателей, описывающих их состояния. Число наблюдений каждого объекта анализа дает достаточно представительные выборки данных для применения технологии системных реконструкций.

8.2. Информационный ресурс решений

Технология системных реконструкций раскрыла сложность объектов анализа (табл. 8.3).

115

Оценка проявленности характеризует четкость выражения внутренних отношений во внешних формах (парных связях). Оценка сложности связана с выявлением знаковых доминант бинарных отношений. Взятые вместе оценки связей указывают на разнообразие внутрисистемных корреляций.

Гетерогенность открытых систем проступает вовне в виде структурных неоднородностей. Степень раскрытия многокачественной сущности систем характеризуется процентом разрешенных неоднородностей.

Закономерности, формирующие изменчивость показателей, раскрывает множество системных моделей. У всех объектов анализа есть какое-то число показателей, научное знание о закономерной изменчивости которых в моделях в полной мере не раскрыто. Эти закономерности полностью определены для тех объектов анализа, у которых 100 % показателей обладают ведущей системной ролью. Смысловая активность показателей определяется числом их вхождений в ядра системных моделей – носителей смыслов систем.

Информационный ресурс исходно возникает на этапе построения эмпирического описания системы. Технологии аналитического ядра ФС исследуют это описание с позиций его полноты и достаточности для раскрытия и выражения всех качеств системы, оценки существенности показателей для передачи смыслов системы и их значимости в определении состояний и свойств системы.

Информационный ресурс дополняется оценками весомости показателей на базе слов языка систем (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Оценки весомостей показателей:

символы « », « », « » – слова «Коррелятивность», «Представительность», «Осуществленность»

Слова языка систем порождают первый и второй информационные ранги показателей. На базе рангов определяются группы сильных и слабых показателей. На базе первого информационного ранга и слова языка систем

116

«Системная обусловленность» вычисляются потенциалы адекватности отображения эмпирической весомости показателей. На базе второго информационного ранга и слова языка систем «Акцентирование существенного» вычисляются потенциалы адекватности отображения однородности показателей в целевом наборе (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Оценки и группы показателей:

П – позитивность потенциала; НТ – нейтральность потенциала; В – высокий уровень первого ранга; СР – средний уровень первого ранга

Информационный ресурс решений устанавливает подмножества существенных и несущественных показателей, задает подмножества показателей, значимых для решения конкретных целевых задач. На базе информационного ресурса разрабатываются рекомендации для проектирования мониторингов систем.

8.3. Интеллектуальный ресурс решений

Сложность систем, представляющих объекты анализа, разрешается в реконструктивных семействах системных моделях. Степень преодоления сложности характеризуют оценки неоднородности, проявленной, разрешенной и выраженной в формальных моделях, раскрывающих уникальные качества систем. Каждый объект анализа представлен своими уникальными наборами системных моделей и моделей взаимодействия, выявляющими сущность данного объекта. Уникальность наборов моделей обусловлена различиями в числе, составе, структуре, атрибутах, морфологии моделей (табл. 8.4).

117

Количество полученных системных моделей у объектов анализа характеризует раскрытую многокачественную сущность системы.

Оценка «Охват целого моделью» отражает в среднем завершенность форм устроения моделей всех качественных определенностей системы.

Ядра моделей напрямую выражают системные смыслы уникальных качеств системы. Синглеты (элементарные ячейки системы) образуют ядра системных моделей и формируют сами эти модели. Оценки «Среднее число синглетов» и «Средний размер ядра» отображают полноту передачи системных смыслов во внешних структурных формах.

Внутреннее подобие характеризует смысловую однородность качественной определенности системы. Внешнее подобие служит мерой схожести разных смысловых единств системы (дублеты SIM).

Подвижность, изменчивость системы обусловлена внутрисистемными взаимодействиями. Моделями взаимодействия являются синглеты SEP, дублеты, триплеты. Поскольку структуры всех видов моделей взаимодействия всегда определяются однозначно, главным моментом системного знания об этих моделях является их количество.

Число синглетов SEP обусловлено качеством обособления системы, числом и завершенностью построенных системных моделей.

Дублеты SWI, ABS и триплеты INT отвечают за выражение системного целого, образуемого уникальными качественными определенностями.

118

Интеллектуальный ресурс исходно возникает как реконструктивные семейства системных моделей и моделей взаимодействия, построенных технологией системных реконструкций. Технологии аналитического ядра ФС исследуют эти семейства с позиций полноты, завершенности, качества системных моделей для раскрытия и выражения смыслов системы, оценки существенности моделей для передачи смыслов системы и их значимости в определении состояний, свойств и механизмов системы (рис. 8.3).

Опознание состояний

ОпределенКонтрастность выражения ность смысла

и факта

Рис. 8.3. Оценки знания на уровне интеллектуального ресурса

Интеллектуальный ресурс решений самодостаточен. Он образует базу научного системного знания, с которой работают системные аналитики. Их цель – глубокое проникновение во внутрисистемные процессы.

8.4. Когнитивный ресурс решений

Когнитивный ресурс исходно возникает на базе технологии системной экспертизы. Основой этого ресурса являются слова и понятия языка систем.

Для всех системных моделей установлены объективные интегральные оценки качества выраженности смыслов в каждой отдельно взятой модели. Оценки качества представляют собой комплексные показатели, характеризующие структуру и морфологию системной модели, а также общность, единство и согласованность всех ее компонентов. Вычисление оценок основано на определении и применении базовых образцов системных моделей для каждого отдельно взятого объекта анализа.

Оценки качества адекватности передачи раскрытого системного смысла реальными наблюдаемыми состояниями находятся в результате верификации каждой модели эталонного состояния системы. Эти оценки носят абсолютный характер. Для всякой системной модели на базе ее ядра определяется

119