Методы и технологии генерации системного знания

ную оценку данного уровня. Совокупность всех количественных оценок показателей выделяет в признаковом пространстве область эталона. В этой области находится множество объектов, состояние которых отвечает конкретному эталону системы с разной степенью интенсивности проявления качеств эталона в реальности. Множество таких объектов образует кластер объектов наблюдения.

Качество системного знания. Совокупное множество синглетов, системных моделей и моделей эталонных состояний образует полный макет системы, в котором смыслы системы даны и раскрыты в абстрактных представлениях. Результат технологии системной экспертизы – знание о качестве эмпирического описания, качестве всех системных и эталонных моделей, качестве отображений областей пространства качествований в признаковое пространство системы.

Качество эмпирического описания осмысляет и оценивает систему в данных с позиций изменяющихся величин и особенностей их корреляций, обеспечивающих возможность генерации завершенного системного знания.

Качество моделей оценивает их оформленность, однородность, завершенность, способность раскрыть в полной мере и правильно перенести смыслы системы на эмпирический факт.

Качество отображения оценивает способность множества кластеров принять на себя весь системный смысл, раскрытый в каждой модели эталонного состояния.

5. ТЕХНОЛОГИЯ СИСТЕМНОГО ДИЗАЙНА

5.1. Пространство системного дизайна

Технология системного дизайна решает задачу системного синтеза. Главной задачей этой технологии является синтез состояний системы.

Система наблюдалась в актуальных состояниях. В результате синтеза каждое актуальное состояние системы получает свое определение в виде формальной модели. Множество формальных моделей всех актуальных состояний задает общую форму описания системы в состояниях. Из этой формы описания технология раскрывает правила, ограничения, системные механизмы, порождающие любые ее состояния как целого.

Идею синтеза выражает модель системного дизайна, преобразующая выраженный смысл системы в объясненный смысл ее состояний (табл. 5.1).

70

Категория «Представление» в модели системного дизайна наследует одноименную категорию моделей реконструкций и экспертизы и отображает системное знание через градации «Общее», «Особенное», «Единичное», выражающие осмысленный факт.

Категория «Атрибуты» в модели дизайна характеризует познанную и понятую сущность системы через градации «Качества» (атрибуты в отношении к себе), «Свойства» (атрибуты в отношении к себе и к другому), «Различие» (атрибуты в отношении к другому).

Синтез состояний системы начинается с вертикали градации «Особенное» категории «Представление». Целью этого этапа синтеза является построение моделей форм воплощения эталонных состояний системы. Второй этап реализуется по вертикали градации «Единичное». Цель этапа – получение атрибутированных моделей всех актуальных состояний системы. Третий этап синтеза идет по вертикали градации «Общее» и завершается раскрытием общесистемных закономерностей.

5.2. Обзор методов технологии

Пространство синтеза состояний представляется ТехноКубом системного дизайна (рис. 5.1).

Координаты «Представление» и «Атрибуты» пространства синтеза состояний определены в модели системного дизайна. Координата «Объяснение» имеет такие же градации, как и координаты «Познание» в ТехноКубе системных реконструкций и «Понимание» в ТехноКубе системной экспертизы.

Координаты «Познание», «Понимание», «Объяснение» каждая на своем уровне отображают системное знание. В сечениях пространства оформлено знание об эталонах системы, о ее состояниях, о системе в целом.

71

Модель форм воплощения эталона. Технология системного дизайна применяет семейство кластеров для построения моделей форм воплощения эталонов.

Каждый кластер объектов наблюдения получен методами технологии системной экспертизы прямым отображением соответствующей модели эталонного состояния на эмпирическое описание системы. Прямое отображение выполняется при условии однородности ядра модели эталона. В случае гетерогенного ядра выявляются его однородные компоненты. Каждый компонент получает свой образ в эмпирическом описании. Каждому компоненту (однородное ядро имеет один компонент) отвечает своя модель форм воплощения эталона.

Общее Особенное Единичное

Показатели

Рис. 5.1. ТехноКуб системного дизайна

Каждая модель форм воплощения эталона реализуется в разных объектах наблюдения с разной степенью интенсивности. Такая модель включает кластер объектов наблюдения и оценки степени интенсивности форм воплощения эталона в этих объектах. Объекты кластера занимают определенную область в признаковом пространстве системы в координатах, заданных моделью форм воплощения эталона. Форма эталона также располагается в этой области.

Степень близости каждого объекта кластера к форме эталона определяется на специальной шкале – шкале близости, на основе которой оценивается степень интенсивности воплощения форм эталона в объектах наблюдения.

72

Способность каждого показателя состояния объектов кластера передавать вовне системный смысл формы эталона оценивается набором значений на количественных шкалах значимостей (системной и предметной).

На шкале системной значимости оценивается, насколько каждый показатель системной модели несет в себе конкретное качество системы. Она построена на базе слова «Нагруженность» темы «Суть решения» и воплощает в себе идею шкалы Фишберна [28]. На шкале предметной значимости оценивается, насколько каждый показатель выразил через свои значения качество конкретной формы эталона. Она построена на базе кластера объектов наблюдения и реализует идею построения отношения предпочтения.

Модель состояния. Главная задача технологии системного дизайна – автоматическая генерация реконструкций всех актуальных состояний системы, представленных в ее эмпирическом описании состояниями объектов наблюдения. Модель форм воплощения каждого эталона содержит кластер, в котором представлено множество объектов, отвечающих этому эталону. Результатом прямого отображения форм эталонов на эмпирическое описание системы является множество кластеров, пересекающихся по объектам.

Все объекты из эмпирического описания представляют состояния системы. Все объекты из одного отдельно взятого кластера представляют разные состояния с позиций одного определенного качества системы. Одному конкретному актуальному состоянию системы отвечает определенный набор моделей форм воплощений разных эталонов. Реконструкция актуального состояния возникает в результате «сборки» всех моделей данного набора. В модели эталонного состояния система – однокачественная, порожденная двухфакторным взаимодействием, формирующим ядро системной модели из синглетов с общей осевой симметрией. В реконструкции актуального состояния система является (ввиду «сборки») многокачественной, порожденной взаимодействиями, формирующими ядро модели реконструкции из синглетов эталонных моделей. Ядро модели реконструкции имеет помимо осевых симметрий синглетов симметрии высшего порядка, которые гармонизируют все качества, формирующие конкретное состояние системы.

Каждая реконструкция выступает носителем знания о состоянии системы как едином целом и ее эмерджентных свойствах в этом состоянии. Состояния системы раскрываются в реконструкциях через показатели и механизмы, характеризующие и детерминирующие эти состояния. С каждым по-

73

казателем связан набор атрибутов, которые с позиций системного целого оцениваются на специальных количественных шкалах.

В актуальном состоянии системы каждый показатель состояния имеет конкретное значение на шкале измерений. В моделях эталонных состояний все показатели однозначно определены на уровнях High или Low. В конкретных модельных формах воплощений эталонных состояний уровни значений показателей отнесены однозначно к шкале для High либо к шкале для Low с определенной степенью интенсивности проявления этого уровня. В реконструкции состояния объекта наблюдения значение любого показателя поразному определяется отдельными модельными формами воплощений (одни модельные формы оценивают значение показателя уровнем Low и его интенсивностью, другие – уровнем High и его интенсивностью). Разрешение такой неоднозначности обеспечивает шкала преобладания уровня (табл. 5.2).

Каждый показатель состояния получает уровень значения на порядковой 17-пунктовой шкале преобладания уровня величины, моделирующей шкалу измерения наблюдаемого показателя. Эта шкала воплощает в себе идею шкалы Т. Саати [29].

Каждый пункт этой шкалы задает степень интенсивности проявления высокого, срединного, низкого уровней значений показателя. Степень дове-

74

рия к уровню значения показателя, установленному в каждом конкретном актуальном состоянии объекта наблюдения, имеет оценку предопределенности уровня. Эта оценка определяется на шкале предопределенности – порядковой 4-пунктовой шкале (табл. 5.3).

Таблица 5.3

Шкала предопределенности уровня значений показателя

Реконструкции состояний используются как формальные модели, объясняющие системные закономерности совместной согласованной изменчивости всех показателей в каждом актуальном состоянии.

Для каждого объекта каждый показатель, имеющий в эмпирическом описании системы конкретное значение, получил уровень значения на шкале преобладания уровней (17-пунктовой порядковой шкале) и значение атрибута предопределенности этого уровня. Качество моделирования экспериментально установленных значений показателей их уровнями оценивается коэффициентом конкордации [26].

Каждому показателю в реконструкциях отвечают атрибуты важности, подвижности, грубости.

Атрибут важности характеризует степень согласованности действия всех системных механизмов, детерминирующих значение показателя в реконструкции наблюдаемого состояния. Этот атрибут оценивает показатель как необходимый элемент идентификации конкретного актуального состояния объекта.

75

Атрибут подвижности определяет меру рассогласованности действия системных механизмов. Он характеризует потенциал изменчивости показателя в данном состоянии, способный реализоваться в будущем.

Атрибут грубости означает воспроизводимость уровня значения показателя, обусловленного совместным действием системных механизмов. Этот атрибут оценивает степень устойчивости проявления системной функции показателя.

Атрибуты важности и подвижности вычисляются на количественных шкалах, воплощающих идею шкалы Харрингтона. Атрибут грубости определяется на специальной шкале, задающей количественную меру расхождения значений уровней показателя, полученных двумя разными способами.

Наблюдаемые значения каждого показателя в каждом актуальном состоянии получают формальные определения через наборы моделей системных механизмов, отвечающих:

за детерминацию высоких (низких) уровней в данном конкретном состоянии (класс 1);

за формирование срединных уровней значений (класс 2);

за выявление потенциалов подвижности, объясняющих характер изменчивости показателей в наблюдаемом состоянии: механизмы класса 3 (4) вносят в определение состояния малую (большую) меру его подвижности.

за неустойчивость частных механизмов в этом состоянии (класс 5).

5.3. Форматы системного знания

Технология системного дизайна нацелена на построение реконструкций состояний каждого объекта наблюдения (рис. 5.2). В реконструкции каждого актуального состояния системы воплощен результат синтеза эмпирического факта и системного смысла.

Эмпирический факт представлен значениями показателей состояния. Для значения каждого показателя определено его положение на специально введенной позиционной шкале. В основу построения позиционной шкалы положена идея наложения сетки ряда Фарея на шкалы значений показателей

[30].

Системный смысл актуального состояния объекта наблюдения передается множеством моделей форм воплощения эталонов, детерминирующих данное состояние. Для каждой формы воплощения известны код формы, мера

76

близости состояния объекта наблюдения к форме воплощения эталона, его позиция на шкале близости (рис. 5.3, а).

Модели форм воплощения эталонов:

- код формы, - мера близости к форме эталона,

- позиция объекта на шкале близости

Системные механизмы:

-класс системного механизма,

-степень выраженности механизма

Рис. 5.2. Формат представления реконструкции актуального состояния

В каждой модели форм воплощения эталона через показатели состояния оценивается степень сопряжения смысла и факта. Смысл передается атрибутом системной значимости показателя, факт – атрибутом предметной значимости (рис. 5.3, б). Первый атрибут характеризует смысловое предназначение показателя в отдельно взятой локальности системы. Второй атрибут оценивает способность показателя реализовать такое предназначение в наблюдаемой действительности.

Рис. 5.3. Атрибуты модели форм воплощения эталона:

а – меры близости к эталону на шкале близости; б – системная и предметная значимости показателей эталонной модели

77

Реконструкция состояния представляет собой сборку всех моделей форм воплощения эталонов системы, определяющую актуальное состояние объекта наблюдения, в котором система проявляет себя как целое (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Реконструкции состояний (фрагмент):

табличный образ моделей реконструкций четырех объектов, в ячейках таблицы даны коды эталонных состояний системных моделей; графический образ ядра модели реконструкции состояния одного объекта

Показатели в реконструкции каждого состояния проявляют эмерджентные свойства системы в этом состоянии. Уровень значения показателя в реконструкции моделирует значение показателя у наблюдаемого объекта (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Графики значений и уровней значений показателя 1371123_x_at: ось абсцисс – коды объектов; левая ордината – шкала значений показателей; правая ордината – шкала преобладания уровней значений; W – значение коэффициента конкордации

78

Рис. 5.6. Графики значений и атрибутов показателя:

ось абсцисс – коды объектов наблюдения, левая ордината – шкала значений атрибутов важности и подвижности, правая ордината – шкала значений показателя

Модели форм воплощения эталона входят в реконструкцию состояния в составе системных механизмов, образованных сборкой, формирующей это состояние системы. Являясь частью системного механизма, модель форм воплощения проявляет себя в этом механизме по-разному. Форму такого проявления задает класс системного механизма, наиболее характерный для модели. Другим атрибутом служит степень выраженности механизма класса у этой модели (табл. 5.4).

79