Решение проблемы созданной модели предприятия при помощи системного анализа

Общий подход к решению проблем может быть представлен как цикл (рис. 1). При этом в процессе функционирования реальной системы выявляется проблема практики как несоответствие существующего положения дел требуемому. Для решения проблемы проводятся системные исследования (декомпозиция, анализ и синтез) системы, снимающие проблему. В ходе синтеза осуществляется оценка анализируемой и синтезируемой систем. Реализация синтезированной системы в виде предлагаемой физической системы позволяет провести оценку степени снятия проблемы практики и принять решение на функционирование модернизированной (новой) реальной системы.

Рис. 1 – Общий подход к решению проблемы

Рассмотрим процесс формирования общего и детального представления системы, включающий девять основных стадий. Формирование общего представления системы.

Стадия 1. Выявление главных функций (свойств, целей, предназначения) системы. Формирование (выбор) основных предметных понятий, используемых в системе. На этой стадии речь идет об уяснении основных выходов в системе. Лучше всего при ее исследовании начинать надо именно с этого. Должен быть определен тип выхода: материальный, энергетический, информационный – они должны быть отнесены к каким-либо физическим или другим понятиям (выход производства – продукция (какая?), выход системы управления – командная информация (для чего?, в каком виде?), выход автоматизированной информационной системы – сведения (о чем?) и т.д.).

Стадия 2. Выявление основных функций и частей (модулей) в системе. Понимание единства этих частей в рамках системы. На этой стадии происходит первое знакомство с внутренним содержанием системы, выявляется, из каких крупных частей она состоит и какую роль играет каждая часть в системе. Это стадия получения первичных сведений о структуре и характере основных связей. Такие сведения следует представлять и изучать при помощи структурных или объектно-ориентированных методов анализа систем, где, например, выясняется наличие преимущественно односторонней направленности воздействий между частями и т.д. Уже на этой стадии следует обратить внимание на так называемые системообразующие факторы, т.е. на те связи, которые делают систему системой.

Стадия 3. Выявление основных процессов в системе, их роли, условия осуществления; выявление стадийности, скачков, смен состояний в функционировании; в системах с управлением – выделение основных управляющих факторов. Здесь исследуется динамика важнейших изменений в системе, ход событий, вводятся параметры состояния, рассматриваются факторы, влияющие на эти параметры, обеспечивающие течение процессов, а также условия начала и конца процессов. Определяется, управляемы ли процессы и способствуют ли они осуществлению системой своих главных функций. Для управляемых систем уясняются основные управляющие воздействия, их тип, источник и степень влияния на систему.

Стадия 4. Выявление основных элементов «не системы», с которыми связана изучаемая система. Выявление характера этих связей. На этой стадии решается ряд отдельных проблем, исследуются основные внешние воздействия на систему (входы). Определяются их тип (вещественные, энергетические, информационные), степень влияния на систему, основные характеристики. Фиксируются границы того, что считается системой, определяются элементы «не системы», на которые направлены основные выходные воздействия. Здесь же полезно проследить эволюцию системы, путь ее формирования. Нередко именно это ведет к пониманию структуры и особенностей функционирования системы, ее зависимости и уязвимости или относительной независимости во внешней среде.

Стадия 5. Выявление неопределенностей и случайностей в ситуации их определяющего влияния на систему (для стохастических систем). Стадия 6. Выявление разветвленной структуры, иерархии. Формирование представлений о системе как о совокупности модулей, связанных входами-выходами.

Стадия 6 заканчивается формированием общих представлений о системе. Как правило, этого достаточно, если речь идет об объекте, с которым мы непосредственно работать не будем. Если же речь идет о системе, которой надо заниматься для ее глубокого изучения, управления, то нам придется пойти дальше по спиралеобразному пути углубленного исследования системы. Формирование детального представления системы.

Стадия 7. Выявление всех элементов и связей, важных для целей рассмотрения. Их отнесение к структуре иерархии в системе. Ранжирование элементов и связей по их значимости.

Стадия 8. Учет изменений и неопределенностей в системе. Здесь исследуется медленное, обычно нежелательное изменение свойств системы, которое принято называть «старением», а также возможность замены отдельных частей на новые, которые могут даже и повысить качество системы. Такое совершенствование системы называется развитием. Основные неопределенности в стохастической системе считаются исследованными на стадии 5. Однако недетерминированность всегда присутствует и в системе, не предназначенной работать в условиях случайного характера входов и связей. Добавим, что учет неопределенностей в этом случае обычно превращается в исследование чувствительности важнейших свойств (выходов) системы. Под чувствительностью понимают степень влияния изменения входов на изменение выходов.

Стадия 9. Исследование функций и процессов в системе в целях управления ими. Введение управления и процедур принятия решения. Управляющие воздействия как системы управления. Для целенаправленных и других систем с управлением данная стадия имеет большое значение. Основные управляющие факторы были уяснены на стадии 3, но там это носило характер общей информации о системе. Для эффективного введения управлений или изучения воздействий на функции системы и процессы в ней необходимо глубокое знание системы. Именно поэтому мы говорим об анализе управлений только сейчас, после всестороннего рассмотрения системы. Напомним, что управление может быть чрезвычайно разнообразным по содержанию – от команд управляющих ЭВМ до приказов. Однако возможность единообразного рассмотрения всех целенаправленных вмешательств в поведение системы позволяет говорить уже не об отдельных управленческих актах, а о системе управления, которая тесно перекликается с основной системой, но четко выделяется в функциональном отношении. На данной стадии выясняется: где, когда, и как (в каких точках системы, в какие моменты, в каких процессах, скачках, выборах из совокупности, логических переходах и т.д.) система управления воздействует на основную систему, насколько это эффективно, приемлемо и удобно реализуемо. При введении управлений в системе должны быть исследованы варианты перевода входов и постоянных параметров в управляемые, определены допустимые пределы управления и способы их реализации. Стадии 6-9 были посвящены углубленному исследованию системы. Далее идет стадия моделирования.

Этап синтеза системы, решающей проблему, представлен в виде упрощенной функциональной диаграммы (рис.2).

Рис. 2 – Упрощенная функциональная диаграмма этапа синтеза системы, решающей проблему

На этом этапе осуществляются:

1. Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).

2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.

3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.

4. Оценивание вариантов синтезируемой системы (проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).