Функционально-структурный подход

Функционально-структурный подход (ФСП) широко используется для анализа и синтеза производственных систем на основе установления комплекса функций, выполняемых конкретной системой, и формирование соответствующей структуры организации. Процесс проектирования или совершенствования производственной системы, отдельных ее подсистем и элементов представляет собой моделирование функционально-структурной организации в следующей последовательности /10/:

- формирование «дерева» функций системы;

- декомпозиция «дерева» функций системы до уровня принятого базового набора операторов;

- формирование модели функциональной структуры системы;

- формирование морфологических моделей системы, многокритериальная оценка и выбор предпочтительных вариантов функционально-структурной организации системы.

В рамках ФСП, исходя из назначения и цели производственной системы, устанавливаются функции системы и составляющих ее подсистем и элементов. Понятие «функция» отражает назначение, обязанность или роль системы (объекта) в системе более высокого порядка и представляет собой нормативное содержание служебного действия, выполнение которого возлагается на систему при заданных требованиях, условиях и ограничениях.

Процесс проектирования или совершенствования системы при ФСП проводится в следующей последовательности: «функциональная организация (ФО) структурная организация (СО) функционально-структурная организация (ФСО)». В то же время анализ организации производственной системы проводится в обратном порядке: «СО – ФО – ФСО».

Функциональная организация (структура) представляет собой совокупность функций организационной системы, связи и отношения между ними и может описываться словесно (вербально), графически, таблично, алгоритмически, аналитически и посредством временных диаграмм функционирования. При структурировании функциональной организации системы выделяют:

а) “функциональные комплексы” – включают функции системы, которые вычисляются в течение всего жизненного цикла системы;

б) “функциональные модули” – выделяются внутри функциональных комплексов, обладают функциональной завершенностью и, как правило, не имеют самостоятельного организационно-технического оформления;

в) отдельные “изолированные” функции как элементарные единицы функциональных описаний.

Реализация функций обеспечивается структурной организацией системы, что в совокупности представляет функционально-структурную организацию. Так как между набором функций и структурой производственной системы нет однозначного соответствия, то возникает задача выбора структурной организации из альтернативных вариантов. Наиболее эффективными являются такие системы, структуры которых максимально соответствуют выполняемым функциям.

Причиной изменений функционально-структурной организации могут быть как изменения в наборе функций, так и изменения структуры производственной системы.

Декомпозиция функции – это ее деление на обеспечивающие подфункции в соответствии с выбранным способом декомпозиции, т.е. правилом, на основании которого исходная функция разделяется по одному или нескольким признакам. В результате декомпозиции исходной функции составляется упорядоченная иерархическая совокупность функций, которые могут быть представлены в виде однокорневого иерархического графа, таблицы, структурированной схемы и т.п.

Процесс декомпозиции включает процедуры /10/:

- выбор исходной сложной функции подлежащей декомпозиции (F₀);

- определение целей декомпозиции и правил согласования функций;

- выбор способа декомпозиции;

- декомпозиция функции F₀ и получение множества функций первого уровня;

- последовательное применение декомпозиции к элементам множества функций первого уровня и получение множества функций второго уровня;

- продолжение применения декомпозиции до получения (элементарных) функций как предела декомпозиции.

Признаками окончания декомпозиции являются:

- получение функций, для которых имеются базовые структурные элементы;

- достижение требуемого уровня детализации;

- появление элементарной функции при дальнейшем делении.

Одним из способов описания вертикальной структуры функциональной организации является «дерево» функций, представляющее результат декомпозиции функции системы. Построение «дерева» функций может производиться двумя способами: а) «сверху-вниз» в процессе декомпозии общей функции системы и б) «снизу-вверх» в процессе «восстановления» дерева функций.

Выделяют функции высшего (исходные) и низшего порядка (обеспечивающие). Функция высшего порядка (макрофункция) является исходной для образующих ее функций низшего порядка (подфункции и микро функции).

Построение «дерева» функции осуществляется шагами и предусматривает выполнение стандартных процедур/10/:

П₁ – определение содержания функции;

П₂ – установление соответствия рассматриваемому уровню декомпозии;

П₃ – выделение оператора перехода от исходной к обеспечивающим функциям;

П₄ – проверка необходимости каждой обеспечивающей функции;

П₅ – проверка достаточности совокупности обеспечивающих функций для выполнения исходной.

На рис. 2 показан фрагмент функциональной модели торгово-закупочного предприятия.

Эффективным инструментом функционально-структурного подхода в организационном проектировании является методология структурного анализа и проектирования (Structured Analysis and Design Technique – SADT), основанная на PLEX-теориях Дугласа Т. Росса.

Данная методология базируется на построении и использовании функционально-структурной SADT-модели объекта проектирования (производственной системы, подсистемы и т.п.).

Представление информации в SADT-методологии осуществляется в виде SA-блока (рис. 3).

Рис. 3. элементарная единица представления информации

в SADT-методологии (SA-блок)

Вход (I) преобразуется в выход (О) с помощью механизма исполнителя (М) и осуществления управления (С). SADT-модель представляет собой иерархический взаимосвязанный комплекс SADT-диаграмм, описывающих входные-выходные преобразования и правила преобразований.

Каждая SADT-диаграмма содержит блоки, отражающие функции моделируемой системы, и дуги, показывающие взаимодействие и взаимосвязи между блоками. Для адекватного описания системы и избежания чрезвычайной сложности диаграммы должны содержать от трех до шести блоков. При этом левая сторона блока показывает входы, правая – выходы, верхняя – управление, нижняя – механизм (исполнителей). Выходы данного блока могут быть входами или управлениями, или механизмом для других блоков. Каждый блок может быть подвергнут декомпозии. Дуги в диаграмме связывают блоки и обозначаются одинарными линиями со стрелками, могут соединяться и разветвляться различными способами.

Исполнительными механизмами реализации функций могут быть: весь персонал предприятия, структурные единицы, исполнители.

Для управления процессами применяются заказы, спрос, наличие финансовых ресурсов, бюджет, законодательная и оперативная база, инструкции и правила и т.п.

При определении состава функций и их агрегирования в SADT-моделировании выделяют:

основные функции, которые прямо связаны с выполнением целей системы, например, исследования и разработки, освоение производства, производство, сбыт и т.п.;

функции обеспечения, которые прямо связаны с основными функциями и влияют на конкурентоспособность предприятия, например, логистика, контроль качества, информационное обеспечение, сервисные услуги и т.п.;

функции обслуживания, которые создают условия для функционирования предприятия в целом, например, финансовое обеспечение, обеспечение кадрами, администрирование, хозяйственное обеспечение и т.п.

Состав и степень детализации функций должны обеспечивать достижение целей моделирования. При не достижении поставленных целей цикл моделирования повторяется.

Заказы и спрос бюджет деньги   Не отоваренный Отоваренный   клиент клиент     Персонал фирмы Цель: уточнить функции каждого подразделения фирмы и их взаимодействие для разработки должностных инструкций

На рис. 4,5 показаны фрагмент SADT-модели торговой фирмы, /10/. Исходя из декомпозии основной функции торговой фирмы «обеспечить клиента необходимым товаром» (рис. 2), на рис. 5 показана исходная (родительская) SADT-диаграмма, на рис. 6 SADT-диаграмма отдельного блока.

Рис.4. Исходная (родительская) SADT-диаграмма - начало процесса

моделирования

	Рис.5. Декомпозиция блока А3 «Реализация товара»   Условные обозначения на SADT-диаграмме: ФО – финансовый отдел; ТП – торговый представитель; РКЦ – расчетно-кассовый центр.

Рис. 5. Декомпозиция блока А3 «Реализация товара»

Условные обозначения на SADT-диаграмме:

ФО – финансовый отдел;

ТП – торговый представитель;

РКЦ – расчетно-кассовый центр.

2.2. Проектирование производственных систем на основе анализа и проектирования организационных связей /20/

В данном подходе считается, что объектом и результатом организационной деятельности в производственных системах является обеспечение связей между основными элементами систем. Главной задачей является установление и обеспечение целесообразных связей в сфере движения и использования средств производства, живого труда и управления. Основными видами связей в различных сферах организационной деятельности производственной системы являются:

а) в сфере организации вещественной части производства, т.е. связи между средствами производства – технологические, кооперационные, обслуживающие, управленческие;

б) в сфере организации труда, т.е. связи людей со средствами производства и между собой в процессе производства – кооперационные (координационные), технологические, обслуживающие, экономические, социальные, управленческие;

в) в сфере организации управления, т.е. связи между управляющей и управляемой системами (между субъектом и объектом управления) – связи управления, экономические, социальные, координационные (кооперационные), технологические, обслуживающие.

Рациональной считается следующая последовательность при проектировании производственной системы: вначале проектируется структура технико-технологических связей (маршрутная технология, транспортные потоки и т.п.), затем на нее “накладывается ” структура связей организации труда и в завершении проектируется структура связей управления.

Для проектирования связи между элементами (например А и Б) необходимо определить их взаиморасположение в пространстве и взаимодействие во времени, выбрать рациональный способ соединения или сообщение между ними, обусловить объем и содержание связи.

Процесс проектирования связей, в общем виде, представляет собой решение следующих вопросов:

1) Определение субъекта и объекта связи: кто кому, кто кого, кто от кого, кто за кем.

При этом отношения зависимости или соподчиненности между элементами А и Б устанавливаются: для технологических связей на основе технологической последовательности, соединяющих А и Б; для управленческих связей на основе причинно-следственной взаимозависимости процессов и т.п.;

2)Содержание, состав связи:что, какого качества.

Здесь определяется, что и какого качества является предметом передачи от А к Б (продукты труда, материалы, энергия, управляющая команда, техническая, экономическая и социальная информация и пр.) или от Б к А (заказ, сигнал, реакция, отчетная и контрольная информация, платежи и пр.);

3)Объем (норма) связи: сколько.

В этом случае определяется сколько данного предмета связи (продукта, энергии, информации) должно передаваться от А к Б и от Б к А в единицу времени или в заданный срок;

Время:когда, с какой продолжительностью, в какое время.

Данный параметр определяет продолжительность или период протекания процесса связи, действия данного вида, функции отношений между А и Б.

Пространство, место, направление: где, куда.

Параметр показывает на расположение элемента А относительно Б, место протекания маршрута от А до Б (планировка помещения, расстановка оборудования, расположение звеньев управления и т.п.), а также указывает направление связи от А к Б, от Б к А (маршруты перемещения предметов и средств труда, траектории рабочих движений, схемы коммуникаций и т.п.);

Способ:как, каким образом, каким способом.

В процессе проектирования устанавливается каким образом, с помощью каких средств и методов будет осуществляться связь между А и Б. Например, с помощью каких приемов и методов труда будет осуществляться связь в процессах труда, какие средства и способы перемещения используются при реализации вещественных связей, каким образом будет происходить передача при обеспечении энергетических и информационных связей, какой механизм оплаты труда и хозрасчетных отношений целесообразно применить при установлении экономических связей и т.п.

В табл. 3 показан пример использования приведенных параметров при проектировании связей элементарной производственной системы.

При проектировании производственных систем на основе анализа и проектирования организационных связей широко используются различные методы организационно-исследовательской деятельности: анкетирование, интервьюирование, структурно-функциональный анализ, функционально-стоимостной анализ, методы изучения затрат рабочего времени (хронометраж, фотография рабочего дня, метод моментных наблюдений и т.п.), приемы логико-семантического анализа, графические приемы, различные методы формального выражения зависимостей между элементами системы, построение сетевых и других графиков. Результаты анализа и проектирования отражаются в конкретных инженерных проектах производственных помещений, технологических линий, транспортных сооружений, в планах размещения оборудования, пространственной организации, планировки рабочих мест, зон транспортных потоков, систем передачи данных, в регламентации отношений между элементами системы с помощью норм, стандартов, положений, должностных инструкций, структур управления, схем взаимодействия, блок-схем, оргограмм, документограмм, сетевых графиков и т.п.