Марат Телемтаев - Системная технология
Наконец, в-третьих, появление в науке, технике и производстве проблем исследования, проектирования и реализации систем повысило методологическую роль системных исследований.
Системная технология превращает системную методологию в совокупность наглядных приемов и моделей.
* Термин «система» охватывает очень широкий спектр понятий. Например, существуют горные системы, системы рек и солнечная система. Человеческий организм включает опорно-двигательную, сердечно-сосудистую, нервную, лимфатическую и другие системы. Мы ежедневно сталкиваемся с системами транспорта и связи (телефон, телеграф и т.д.) и экономическими системами. Исаак Ньютон назвал «системой мира» предмет своих исследований. Модель системы понимается и как план, метод, порядок, устройство, Поэтому и неудивительно, что этот термин получил среди ученых, конструкторов, производственников и др. специалистов такое распространение.
Системная технология предлагает спектр моделей для описания структур и процессов систем, а также для описания их взаимодействий с внешними средами системы и элементов системы и с внутренними средами системы и элементов системы.
* Наибольший интерес вызывают модели большой и сложной систем. С позиций системной технологии, объективно существующие системы не являются большими, малыми, сложными или простыми. Таковыми они становятся с позиций субъекта деятельности при их моделировании в силу действия реальных соотношений познавательных намерений человека с его возможностями моделирования исследуемых систем. Модель системы необходима, чтобы точно описать структуру и процесс системы, а также определить по модели параметры и характеристики системы при допустимых затратах ресурсов (затраты человеческого ресурса на исследование системы по данной модели, время расчетов, ресурс компьютерного обеспечения и т.д.). С понятием приемлемой точности (или погрешности) моделирования, получаемой при допустимых затратах ресурсов, можно связать понятия большой и сложной систем, в т.ч. и технологических систем, рассматриваемых системной технологией.
* В системной технологии принято считать, что основной аспект сложности моделей систем — это использование трудноразрешимых моделей для описания процессов и структур системы. Например, для составления план-графика производственного процесса могут быть предложены «точные» алгоритмы составления расписаний, для применения которых недостаточно ресурсов вычислительных машин, находящихся в распоряжении менеджеров предприятия. Традиционный путь разрешения противоречия – нахождение «простой» модели, которая позволит определить параметры и характеристики системы с приемлемой точностью при допустимых затратах ресурсов.
При моделировании с помощью сложной модели часть системы может описываться графовыми или сетевыми моделями, другая – с помощью дифференциальных уравнений, для третьей используются вербальные модели и т.д. Это помогает находить приемлемые, с точки зрения точности, совокупности моделей для описания частей системы. Сложность системы для ее моделирования в рамках системной технологии заключается в том, что для составления модели сложной системы необходимо, как правило, использовать более чем две теории, более чем два языка описания системы ввиду качественного различия внутренней природы элементов системы между собой и наличия разных подходов к моделированию объектов различной природы.
Сложными являются и основные объекты системной технологии — технологические системы, состоящие, как правило, из подсистем, имеющих различную физическую природу. Это довольно наглядно было показано в главе 2 на примере анализа разнообразных технологических систем. Наиболее общие особенности моделей технологических систем различной природы допускают пока только вербальное или приближенное математическое описание.
* Основной аспект большой системы рассматривается, с позиций системной технологии, как необходимость привлечения большого объема ресурсов для управления процессами достижения цели в моделируемой системе. В большой системе нет сложных моделей элементов и подсистем, либо их проблемы уже представлены в приемлемом «простом» виде. Модель большой системы состоит, как правило, из совокупности моделей элементов и подсистем и моделей взаимосвязей между ними. Для большой системы, как правило, нет необходимости нахождения модели всей системы в виде, например, системы уравнений, связывающих между собой все преобразования, происходящие в системе. Большая система – это система, которая может рассматриваться только в качестве совокупности ее элементов и подсистем; подсистемы большой системы не являются сильно связанными между собой. Для модели большой системы предполагается, что заданное функционирование и взаимодействие элементов и подсистем приведет к ожидаемому результату функционирования всей системы. По этой причине управление большими системами предполагает наличие систем управления для каждого элемента и/или для каждой подсистемы большой системы (для некоторых элементов и подсистем могут реализовываться общие контуры управления). Именно по этой причине ресурсы, необходимые для осуществления собственно большой системы, сравнимы по размерам с ресурсами, необходимыми для управления этой большой системой.
С позиций системной технологии большую систему, как и любую другую систему, можно рассмотреть в виде системы-объекта деятельности в триаде «объект, субъект, результат». Тогда можно сформулировать следующее определение: система-объект деятельности называется большой, если она состоит не менее, чем из трех подсистем и ее реализация предполагает сравнимые затраты ресурсов на ее построение и на построение системы-субъекта деятельности.
* Для моделирования элементов системы будет полезен следующий пример [53].
В 1793 г., когда Э. Уитни сконструировал первую хлопкоуборочную машину, он столкнулся с двумя основными трудностями при организации их производства: производство было ремесленным, т.е. требовало привлечения высококвалифицированных ремесленников, умеющих изготовить изделие от начала до конца; именно в это время имело место массовое переселение ремесленников в числе других групп населения на запад США.
В связи с этим Э. Уитни искал способы выпуска машин без ремесленников высокой квалификации. Для этого Э. Уитни ввел разделение труда, разбив весь процесс выпуска машины на отдельные операции, выполнявшиеся отдельными рабочими. Кроме этого, ему пришлось решить проблемы унификации и взаимозаменяемости узлов и деталей машины и ряд других. Таким образом, если до этого рабочие-ремесленники работали каждый отдельно, обособленно, то теперь они должны были действовать согласованно друг с другом. На этой основе он объединил рабочих в систему производства машин.
На данном примере можно видеть, что функции рабочих, процессы, которые каждый из них осуществлял, становятся качественно другими при объединении их в технологическую систему производства. Элементы при превращении их в элемент системы качественно изменяются, между ними появляются взаимосвязи, что позволяет создать структуру системы. Элементарные процессы, осуществляемые отдельными элементами системы, взаимодействуют между собой и образуют процесс системы. В рассматриваемом примере процесс системы – это технологический процесс в производственной системе по выпуску хлопкоуборочных машин. Этот процесс уже не предъявляет к квалификации рабочего повышенные требования. Рабочий с «низкой» квалификацией, удовлетворяющей требованиям хотя бы одного элементарного процесса системы, может стать ее элементом, если он отвечает требованиям структуры, напр., по коммуникабельности.
Модель элемента системы должна содержать, таким образом, описание элементарного процесса, который им должен осуществляться, и его структуры. Понятие модели структуры элемента мы связываем с упорядоченностью отношений, которые связывают «вход» элемента (т.е. ту его часть, на которую поступает ресурс для последующего преобразования элементарным процессом) с его «выходом" (т.е. с теми его частями, которые передают ресурс, преобразованный элементарным процессом, транспорту, складу или непосредственно следующему элементу системы).
* Модель структуры системы однозначно задается описанием способов осуществления взаимодействия между элементами системы (реализации транспортно-складских операций, напр.). Системная технология использует следующие известные описания уровней этого взаимодействия:
первый – нефункциональное взаимодействие, обусловленное природными явлениями или противоречивыми характеристиками;
