Базовые модели СА: «черный ящик»; модели состава и структуры системы

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 10Следующая ⇒

9.1. Базовые модели СА. Практически любая методика СА в качестве основы использует одну из базовых моделей СА или их комбинацию. Высокий уровень абстрактности данных моделей позволяет использовать их и для любых типов систем, и для описания разных аспектов исследуемых систем: таких как цели, задачи, функции и структуры.

Используя сочетания базовых моделей применительно к разным аспектам сложной системы, методики СА предлагают более конкретные и точные способы создания моделей. Например, методика дерева целей, предназначенная для этапа целевыявления системы, использует как свою основу декомпозиционную модель состава применительно к целям сложной системы, рассматривая далее возможные варианты совершенствования данной модели. Практически любая современная технология исследования или проектирования систем явно или неявно использует такой подход. В основе регламентирующих процедур проектирования, например, лежит системная последовательность принятия решений, а конкретные методики проектирования базируются на различных методологиях СА и общих процедурах принятия решений.

9.2. Модель «черного ящика» является наиболее распространенным, простым и абстрактным уровнем описания исследуемой системы. Предполагается, что рассматриваемая система связана с внешней средой совокупностью входови выходов, как это показано на рис. 9.1. В соответствии с этим выходы модели должны описывают результаты деятельности системы, а входы – исходные ресурсы и ограничения. При этом предполагается, что мы ничего не знаем и не хотим знать о внутреннем содержании системы. Модель в этом случае отражает два важных и существенных ее свойства: целостность и обособленностьсистемы от внешней среды.

Рис. 9.1. Модель «черного ящика»

Модель системы на рис. 9.1, несмотря на простоту и отсутствие сведений о внутренней структуре, часто оказывается полезной и достаточной для эффективного практического применения. Это объясняется тем, что системное описание производственного процесса необходимо начинать с анализа его информационных и материальных входов и выходов – планируемых и результирующих показателей деятельности системы, качества ресурсов и конечных продуктов и т.д. Кроме того, существует множество систем, внутреннее устройство которых (по целому ряду причин) невозможно либо нецелесообразно описывать – в этом случае модель «черного ящика» является единственным вариантом их исследования. Хотя формализация «черного ящика» основывается на задании двух множеств входных и выходных переменных и никакие другие отношения между ними не фиксируются, нельзя полагать, что построение данной модели является тривиальной задачей, поскольку ответ на вопрос о содержании данных множеств на практике достаточно сложен и неоднозначен.

Создание модели «черного ящика» может быть трудной задачей и ввиду множественности входов и выходов – поскольку реальная система взаимодействует с окружающей средой достаточно большим (практически неограниченным) числом способов. Построение модели предполагает выбор из данного множества связей их конечного кумулятивного множества, адекватно отражающего цели исследования. Поскольку модель нельзя сводить к моносистеме с одним входом и выходом, для обоснования кумулятивности множеств входов и выходов используют методы математической статистики, привлекают экспертов. Однако при построении модели системы в виде «черного ящика» всегда существует опасность неполноты перечня входов и выходов, вследствие чего важные из них могут быть сочтены несущественными либо быть неизвестными исследователю.

На рис. 9.2 приведена модель «черного ящика» предприятия с указанием структуры его внешней среды и связей с ней. Для производственной деятельности предприятию необходимо привлечение капитала 1. Ликвидные средства позволяют предприятию задействовать производственные факторы 2 (сырье, материалы, оборудование), которые в процессе производства преобразуются в готовые изделия. Сбыт продукции 3 дает предприятию поступления 4, которые необходимы для погашения задолженности 5 на рынке закупок, оплаты труда и т.д. Проценты на заемный капитал и образующиеся излишки выплачиваются инвесторам 6. Государству получает от предприятия налоги и сборы 7 и при необходимости предоставляет ему дотации 8.

Рис. 9.2. Отношения предприятия с окружающей средой

9.3. Модель состава системы . При рассмотрении реальных систем в качестве наиболее важных внешних свойств выступают целостность и обособленность. Вместе с тем внутренняя структура каждой реальной системы также является многообразной и неоднородной, состоит из множества функциональных компонентов. При детальном рассмотрении система может быть разбита на части: неделимые (элементы) и состоящие более чем из одного элемента (подсистемы). В результате описания этих подсистем и элементов получается модель состава системы, показанная на рис. 9.3. Если в качестве системы рассматривать производственное подразделение, подсистемами будут производственные участки, элементами – оборудование, сырье и работники.

Рис. 9.3. Модель состава системы

Основная трудность в построении модели состава системы заключается в том, что границы разбиения модели на подсистемы и элементы определяются целями системы и являются условными. Сложность разработки модели состава объясняется также следующими факторами:

- неоднозначностью понятия элемента системы;

- многоцелевым характером объекта, требующим выделения под каждую цель соответствующего ей состава;

- условностью (субъективностью) процедуры деления целого на части: системы на подсистемы и элементы.

Последовательная декомпозиция системы на подсистемы и элементы во многих случаях приводит к формированию иерархической древовидной структуры. Многоуровневые иерархии различных систем, имея одинаковую форму «дерева», могут существенно отличаться друг от друга по содержанию. При описании сложной системы важно найти компромисс между требуемой простотой описания и необходимостью учета поведенческих особенностей компонентов сложной системы. Поэтому иерархия задается семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения различных уровней абстрагирования. Существует три типа иерархических систем: на уровне описания или абстрагирования – страта, на уровне сложности принимаемого решения – слой, на организационном уровне – эшелон.

Страты – этот вид иерархии позволяет описывать систему на разных уровнях абстрагирования (называемых стратами) и детальности описания. На каждой страте имеется свой набор терминов, концепций и принципов. В стратифицированном описании предприятия, например, на верхнем уровне система характеризуется обобщенными экономическими показателями; на среднем уровне подсистем сбыта, материально-технического снабжения – в основном стоимостными показателями; а подсистемы нижнего уровня описываются, как правило, натуральными показателями – такими, как объем и ассортимент складских запасов, загрузка оборудования, рабочее время персонала и т.д.

Правила стратифицированного описания систем состоят в следующем:

- выбор страт, в терминах которых описывается система, зависит от наблюдателя, его знания и заинтересованности в деятельности системы;

- принципы и законы, используемые для характеристики системы на любой заданной страте, не могут быть выведены из принципов, используемых на других стратах;

- требования, предъявляемые к работе системы на заданной страте, выступают как условия или ограничения деятельности на нижестоящих стратах;

- характеристика системы, которая рассматривается на данной страте, более подробно раскрывается на нижерасположенной страте;

- чем ниже наблюдатель спускается по иерархии, тем более детальным и полным становится раскрытие системы, чем выше поднимается он по иерархии, тем более явным становятся смысл и значение системы в целом.

Слои – это понятие иерархии относится к процессам принятия решений в системе и позволяет описать сложную проблему принятия решений в виде совокупности последовательно расположенных и более простых подпроблем, решение которых позволяет решить исходную проблему.

В любой реальной ситуации действуют два противоречивых правила:

- когда приходит время принимать решение, его принятие и выполнение считается желательным ускорить;

- прежде чем принять решение, следует хорошо обдумать и оценить ситуацию.

Разрешение этой дилеммы специалисты также ищут в иерархическом подходе: определяют семейство проблем, которые можно разрешить последовательным («послойным») путем – чтобы по результатам решения каждой предыдущей проблемы можно было определить и зафиксировать какие-то данные (свойства, параметры системы), облегчающие решение другой (последующей) проблемы, а заключительная проблема в данном слое, таким образом, стала полностью определенной, и можно было приступить к ее практическому решению.

Эшелоны – это понятие иерархии подразумевает, что система состоит из семейства четко выделенных взаимодействующих иерархических подсистем, элементами в которых являются ЛПР. Эшелон как уровень иерархии относится к моделям структуры многоуровневых и многоцелевых систем принятия решений, где решающие элементы располагаются иерархически в том смысле, что некоторые из них управляются другими решающими элементами. При этом элементы верхнего уровня, хотя и определяют цели деятельности нижестоящих элементов, предоставляют им определенную свободу в выборе собственных решений. Характерный пример таких систем – формальные организации людей.

Эшелоны не является декомпозиционной моделью, так как вышестоящий элемент не декомпозируется на нижестоящие и между ними существуют отношения подчиненности. Однако понятие эшелона можно модифицировать и рассматривать эшелонную иерархию как модель состава в том случае, когда подсистемами считаются не группы ЛПР, а сами решения (на нижнем уровне иерархии – частные решения, на вышестоящем – согласованные и утвержденные руководством решения). Таким образом, решение верхнего уровня, с одной стороны, декомпозируется на частные решения, но с другой стороны – не определяется ими полностью, поскольку имеет координирующую (управляющую, командную) составляющую. Это дает возможность выработать взаимоприемлемое общее решение путем согласования и координации ряда частных решений.

Иерархическая модель состава часто используется при формировании организационной структуры системы, а также для выявления комплекса проблем, целей и задач управления. При этом объекты декомпозиции (как и тип формируемой иерархии) могут быть разными, что ведет к созданию разных моделей. Так, при декомпозиции объекта «деятельность организации» формируется модель состава производственных, социальных, управленческих и других процессов, протекающих в ней. При декомпозиции «цели организации» формируется дерево целей. Результатом декомпозиции «персонала организации» является модель организационного состава. Таким образом, для рассматриваемой организации создаются разные модели состава, существенно отличающиеся друг от друга и используемые для разных целей.

Каждое из трех введенных понятий иерархических структур имеет свою область применения: страты введена для целей моделирования, слои – для вертикальной декомпозиции решаемой проблемы на подпроблемы, эшелоны характеризуют и отображают взаимную связь между образующими систему элементами принятия решения. Однозначного соотношения между ними не существует. Задания для нескольких эшелонов могут быть определены из модели одной и той же страты; решаемая на данном слое проблема может быть распределена между рядом эшелонов; задание для эшелона может содержать элементы проблем, принадлежащих к ряду слоев решаемой проблемы и т.д.

Рис. 9.4. Модель структуры системы

9.4. Модель структуры системы . Простота и доступность моделей «черного ящика» и состава системы позволяют решать с их помощью множество практических задач. Вместе с тем для более детального (глубокого) изучения систем необходимо учитывать в моделях их состава отношения (связи) между компонентами (подсистемами и элементами) реальных систем. Описание системы через совокупность необходимых и достаточных для достижения целей отношений между элементами дает модель структуры системы (см. рис. 9.4). Перечень связей между элементами не является отвлеченной абстрактной моделью, если речь идет о целевом (проблемном) анализе взаимосвязей между компонентами системы с выделением из бесконечного числа связей необходимого и достаточного (кумулятивного) их числа в соответствии с целями дальнейшего изучения и использования.

Общность структурных схем описания разных объектов (процессов, явлений) дает возможность рассматривать их как особый объект исследования и математического моделирования с помощью графовых моделей. Графы могут изображать любые структуры – типы структур, имеющие наиболее важные для практики особенности, выделены в специальные классы. При топологическом описании производственных процессов, например, используется понятие производственно-технологической структуры, под которой понимают совокупность элементарных производств и видов деятельности, упорядоченную в соответствии с последовательностью получения промежуточных и конечных продуктов деятельности системы.

Рис. 9.5. Сетевая структура предприятия

В формализованном виде такая структура представляется в виде графа типа «сеть» (см. рис. 9.5), где вершины – «элементарные» хозяйственные подразделения, реализующие процессы преобразования ресурсов в конечные (промежуточные) продукты, а дуги – это промежуточные продукты либо другие ресурсы, производимые (представляемые) одними подразделениями и потребляемые другими.

Опыт проектирования организационных систем показывает, что для синтеза их структуры существенными являются отношения подчиненности, полномочий и информационные отношения между организационными единицами. В соответствии с этим необходимо проектирование трех типов структур:

- структуры подчиненности (распределения власти) – как правило, изображаемые в виде иерархии, где каждый руководитель находится на более высоком уровне по сравнению с теми, кем он руководит;

- структуры полномочий (распределения ответственности) – обычно идентичные структуре подчиненности и формально изображаемые с помощью тех же графов, хотя содержание отношений в этих структурах различное;

- структуры коммуникаций (распределения информации) – которые гораздо разнообразнее и не ограничиваются структурами типа иерархии, поскольку кроме «вертикальных» потоков информации вниз и вверх по иерархии в организациях присутствуют «горизонтальные» и «перекрестные» информационные связи. Более того, кроме формальной структуры упорядоченных потоков информации, в организациях обычно существуют и потоки неформальных сообщений, изучение которых может существенно помочь совершенствованию формальной структуры организации.

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 548; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!