3.1. Особенности моделирования систем

3.1. Особенности моделирования систем

Мы рассматриваем в данном разделе особенности моделирования систем и общих систем с позиций системной технологии. Мы исходим из общепринятого определения: «Модель – вспомогательный объект (или система), заменяющий изучаемый объект, представленный в наиболее общем виде» [8].

* В силу действия Закона системности общая система – это система, «в рамках» которой осуществляется функционирование триады систем «объект-субъект-результат»; модель этой системы логично использовать в качестве модели общей системы для триады систем, рассматриваемой с позиций принципа системности. Составление модели этой системы, как правило, в точном виде невозможно и по этой причине необходимо знать общие особенности моделирования систем, что в принципе позволяет избежать больших погрешностей при применении известных математических моделей. Особенности функционирования систем, рассматриваемых с позиций принципа системности и цели, которые мы преследуем при этом, могут приводить к самым различным моделям систем: иерархическим, дифференциальным, алгебраическим, имитационным и другим. Для целей системной технологии определяющим являются те особенности моделирования с использованием известных и новых математических моделей, применение которых позволяет наиболее эффективно использовать принципы системности и осуществления технологий, отражающие объективное действие фундаментальных Законов системности и технологизации.

Универсальная модель общей системы изложена, как уже отмечалось ранее, в разделе 3.3. Описываемые здесь особенности моделирования систем могут быть реализованы при моделировании систем на основе универсальной модели.

* Понятия, отражающие системный характер объекта исследования, использовались в трудах многих выдающихся ученых. Идеи, которые можно было бы положить в основу теории систем, излагались в работах Гегеля. Они сводятся к следующим общеизвестным теперь положениям: «целое больше суммы частей; целое определяет суть частей; части познаются только при рассмотрении в составе целого; части взаимосвязаны и взаимозависимы». Существенный вклад в формирование понятий системности внесли К.Маркс, Ф.Энгельс, В.Ленин [9,10]. Исторически первым вариантом общей теории систем явилась тектология А. А. Богданова [11], ей предшествовали труды A.M. Бутлерова, Д.И. Менделеева, Н. Белова, Е.С. Федорова. В 30-х годах английский эколог А. Тэнсли предложил термин «экосистема» [12]. С концепцией «общей теории систем» выступил австрийский биолог Людвиг фон Берталанфи [13]. Резко стимулировало развитие системных исследований создание кибернетики Н. Винером [14], так как одним из основных ее объектов исследования стали системы различной природы, как объекты управления. Системной, по своей сути, является концепция ноосферы В.И.Вернадского [15,16].

* Положения системологии справедливо подвергаются критическим и скептическим оценкам из-за неконкретности, малой эффективности системных исследований. Самой актуальной задачей системологии является разработка таких методов моделирования и реализации систем, которые можно эффективно применять на практике. На эти вопросы в отношении своего круга проблем отвечает системная технология.

* Значение системной методологии объясняется, как известно, тремя основными причинами.

Во-первых, большинство традиционных научных дисциплин – биология, психология, экология, лингвистика, математика, социология, и др., дополнили объекты своего рассмотрения моделями систем.

Во-вторых, технический прогресс привел к тому, что объектами проектирования, конструирования и производства оказались большие и сложные системы. Поэтому возник комплекс новых дисциплин, таких, как кибернетика, информатика, бионика и др., одна из основных задач которых – моделирование систем.

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;

второй – симбиоз, выражается во взаимодействии, напр., между разными организмами, например, растением и паразитами;

третий – синергестическая взаимосвязь, в рамках которой характеристики элементов взаимно усиливают друг друга и систему в целом.

В технологических системах наблюдается синергестическое взаимодействие, так как в них наблюдается взаимное дополнение и усиление элементов. Как технологическая система без одного из ее элементов (если не предусмотрено специальное резервирование), так и любой из ее элементов вне технологической системы не могут выполнять своего назначения.

* С позиций системной технологии обязательным компонентом модели системы должно являться описание ее границ с внешней средой и границ с внутренней средой ее элементов. Могут существовать как физические, так и концептуальные границы систем.

Определение модели границ системы с ее внешней средой проведем следующим образом: если составить модели всех элементов системы и причинно-следственных отношений между ними, то все элементы, которые связаны причинно-следственными отношениями между собой, а также причинно-следственные отношения только между элементами системы входят в модель системы; те причинно-следственные отношения, которые связывают элементы системы с внешней средой системы, описывают границы системы. Если описать все причинно-следственные отношения, направленные к системе от внешней среды, то мы получим модель границы системы с внешней средой на ее входе; если описать все причинно-следственные отношения, направленные от системы к внешней среде, то мы получим модель границы системы с внешней средой на ее выходе.

Определение модели границ системы с внутренней средой ее элементов проведем следующим образом. Если описать элемент системы, как систему (назовем ее микросистемой), то все микроэлементы (т.е. элементы микросистемы) и причинно-следственные отношения только между ними войдут в модель элемента, как микросистемы; два причинно-следственных отношения между элементом и системой (одно на его входе и другое на его выходе) составят модели его границ с системой на входе и выходе элемента; здесь надо иметь в виду, что эти причинно-следственные отношения между элементом и системой являются причинно-следственными отношениями этого элемента с двумя другими элементами этой системы.

Другими словами, вся совокупность причинно-следственных отношений между элементами системы составит собой одновременно и основную, «формальную» часть модели границы системы с внутренней средой ее элементов. Под влиянием внутренней среды элемента или внешней среды системы могут появляться и «неформальные», т.е. заранее нерегламентированные отношения, которые составят «неформальную» часть модели границы системы с внутренней средой ее элементов.

По этой причине необходимо при моделировании взаимодействий между элементами системы учитывать не только желаемые целесообразные, в смысле цели создания системы, взаимодействия между ними, но и те воздействия, которые могут «пойти» по каналам взаимодействия из внутренней среды ее элементов. В производственных системах такие воздействия могут происходить в результате взаимодействия внутренней среды микросистемы с внешней средой системы; это могут быть воздействия климата, социальной среды, городского транспорта, страховых компаний, профсоюза, семьи, магнитного поля Земли.

* С помощью моделей систем описываются количественные и качественные характеристики (параметры) систем. Число характеристик, которые имеют значение для проектирования, построения, исследования и оценки функционирования системы может быть довольно значительно. Это, например, безопасность деятельности; точность функционирования; быстродействие; издержки; надежность, социальные аспекты. Набор характеристик может значительно меняться на разных фазах жизненного цикла системы.

* Системная технология использует принцип иерархической организации или принцип интегративных уровней [12,17,18], в следующем виде: разные элементы системы и разные совокупности элементов системы (ее подсистемы), а также разные взаимодействия в системе имеют разные приоритеты в смысле влияния на построение и осуществление процесса и структуры системы в целом и ее частей. Так, президент фирмы имеет больший приоритет в принятии решений по оперативному управлению фирмой в целом, чем менеджеры по управлению кадрами и менеджеры по управлению финансами, которые, в свою очередь, имеют больший приоритет по принятию решений в своих сферах деятельности по сравнению с другими менеджерами; подразделения и предприятия фирмы имеют меньшие приоритеты в определении стратегии развития фирмы в целом, нежели совет директоров или правление фирмы и т.д.; взаимодействие президента фирмы с членами правления приводит, как правило, к более приоритетным решениям, нежели его взаимодействие со своим референтом.

В моделях крупномасштабных проектов и программ, которые системная технология также рассматривает, как системы, результаты решения некоторых «ключевых» проблем могут оказать существенное влияние на возможность разрешения ряда других проблем, которые без этих результатов могут быть неразрешимы.

Иерархическая организация модели системы отражается в ее многоуровневом графическом изображении: на более «высоком» уровне располагаются более «значимые», в смысле влияния на поведение или структуру системы, элементы. Кроме этого, в иерархических моделях, как правило, присутствуют подсистемы. Под подсистемой понимается совокупность элементов, осуществляющих определенную часть процесса системы, в осуществлении которой все другие элементы системы не могут участвовать в соответствии с замыслом построения модели.

* Системная технология использует принцип «черного ящика», который утверждает, что для предсказания поведения системы (или ее подсистемы) не обязательно точно знать, как ее процесс и структура построены из элементарных процессов и структур [12]. Так, для моделирования физиологии клеток не обязательно исчерпывающим образом понимать ее биохимию, для описания динамики популяций животных не нужно фундаментальных знаний по физиологии, для моделирования поведения социальных систем не обязательны глубокие знания по психиатрии, для моделирования технических систем автоматического регулирования уровня жидкости не обязательны знания в области сопротивления материалов и т.д. Этот принцип широко применяется при моделировании больших систем на основе анализа характеристик входных и выходных потоков ресурсов, преобразуемых системой.

* Системная технология уделяет большое внимание «неформальным» графическим и вербальным моделям. Вербальными моделями являются изложенные в главах 1, 2 принцип системности, Законы системности и технологизации, концепция и принципы системной технологии, описания особенностей построения технологических процессов, структур, систем. Графические модели позволяют наглядно изобразить в виде схем, графиков, других простых и сложных графических конструкций частные и общие качественные и количественные характеристики моделей систем. Неформальные модели являются, как правило, этапом, предшествующим построению формальных математических моделей системы.

С помощью неформальных моделей системной технологии мы находим некоторую совокупность упрощений, абстракций и соотношений, к которым можно сводить все многообразие моделей технологий, прежде чем перейти к построению технологий для различных сфер деятельности человека.

* Системная технология использует машинные модели двух видов: аналоговые и дискретные. Аналоговые модели – это, как правило, модели систем в виде обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных, решаемые на аналоговых вычислительных машинах. Дискретные модели, т.е. модели с развитой системой логических переходов и условий, описываемой с помощью аппарата дискретной математики (теория алгоритмов, математическая логика, теория множеств, алгебраические системы и др.), решаются с помощью цифровых вычислительных машин. Существуют также модели систем, ориентированные на решение с помощью аналогово-цифровых комплексов. В болыпинстве случаев модели систем являются непрерывно-дискретными.

* Для решения задач системной технологии эффективными являются имитирующие модели. Для этих моделей не ставится задача наибольшего соответствия структуры модели структуре моделируемой системы. Основная задача – наиболее достоверное воспроизведение реакции моделируемой системы на внешние, в том числе и на входные воздействия в виде изменений характеристик преобразуемого системой ресурса и воздействий внешней среды. Подбор совокупности операторов преобразования входной информации в выходную производится с помощью статистических математических методов. Модель системы структурируется в виде блоков в соответствии с достоверными представлениями о структуре системы. Каждый блок модели имитирует поведение определенной системы, являющейся подсистемой исследуемой системы. Имитирующие модели позволяют корректировать набор операторов преобразования в соответствии с текущим поведением моделируемой системы, создавать имитационные и деловые игры для принятия решений по проектированию, управлению, развитию, использованию систем, для образовательных целей.

* Формальные математические модели, используемые системной технологией, в том числе и используемые для имитирующих моделей, могут быть дифференциальными (в форме дифференциальных уравнений), логическими (в форме уравнений математической логики), теоретико-множественными, алгебраическими (в форме алгебраических уравнений и систем), графовыми (в форме ориентированных и неориентированных графов), комбинаторными (в виде моделей размещения объектов в соответствии со специальными правилами), смешанными. Модели систем могут быть стохастическими и детерминированными, т.е. учитывающими (в первом случае) и не учитывающими (в другом случае) случайный характер изменений характеристик системы и преобразуемых ею ресурсов.

* Системная технология оценивает осуществляемую системой деятельность на основе системы критериев, определяющих, насколько оказалось эффективным достижение цели, поставленной перед триадой «объект, субъект, результат», с помощью системы-результата, т.е. изделия. Эти критерии выдвигает внешняя среда или система-субъект деятельности.

Модель системы также можно оценивать некоторой совокупностью критериев, которую выдвигает система-субъект деятельности, моделирующая систему-объект деятельности с целью управления, проектирования, исследования, принятия решений по развитию или с иной целью. Такими критериями могут быть [36] реалистичность (степень соответствия реальной системе), достоверность (степень точности предсказания поведения системы), общность (диапазон приложимости модели для описания систем разной природы), устойчивость (способность сохранять соответствие моделируемой системе при изменении воздействий внешней среды системы и внутренней среды элементов системы в диапазонах, соответствующих экстремальным условиям реальной жизнедеятельности системы), чувствительность (степень зависимости параметров модели от вариаций других параметров и от воздействий внешней среды).

* Системная технология решает задачи построения модели системы в зависимости от того, что является «изготовителем» изделия системы: процесс системы или структура системы.

В технологических системах изделие, продукт – это результат осуществления системного процесса целенаправленного преобразования ресурсов (материальных, информационных и др.), в экономических системах изделие системы – это определенный комплекс экономических показателей, являющийся результатом системных экономических процессов. Во многих других системах, являющихся основным объектом приложения системной технологии, изделие системы также является результатом системного процесса. Это, образно говоря, «системы-процессы».

Напротив, в таких системах, как здания, мосты, конструкции аппаратов, машин, цель системы реализуется с помощью структуры, а процессы теплового и механического взаимодействия (между элементами зданий, например) являются сопутствующими и не необходимыми для реализации основного назначения этих систем в соответствии с замыслом их создания. В этих системах (можно назвать их «системы-структуры») изделием системы может являться: внешний облик (архитектурные комплексы), потребляемый внешней эстетической средой; надежность транспортного соединения двух участков дороги, подходящей с двух сторон к берегам реки (мост), потребителем которой является транспортные средства и пешеходы.

Надо заметить, что системы-структуры – это, как правило, элементы и подсистемы больших и сложных стохастических систем. Так, архитектурное сооружение – часть системы «человек – архитектурный ансамбль»; процесс этой системы – это процесс удовлетворения эстетических потребностей человека; этот процесс «проходит по-разному» для каждого сочетания «новый человек – архитектурное сооружение»; формальной модели этого процесса не существует, как правило. Другой пример – «мост-транспорт (в т.ч. и пешеход)»; процесс этой системы может быть описан только статистическими методами; его конкретная реализация – это взаимодействие детерминированной структуры со случайным набором остальных элементов системы; другими словами, это системы со случайным набором элементов, поведение которых также носит вероятностный характер, Таких систем много – ракета «земля-воздух», транспортные сооружения и т.п. В реальности все системы имеют вероятностные компоненты процессов и/или структур. Вопрос только в том, можно ли обойтись без учета этого или нет, для того, чтобы построить модель системы с приемлемой для практики точностью.

Для построения стохастических моделей систем используют специальные методы моделирования процессов и структур, основанные на аппарате теории вероятностей, математической статистики, теории размытых множеств. Здесь стохастические модели не рассматриваются, хотя предложенные модели системной технологии могут развиваться и в этом направлении. Таким образом, модели системы могут создаваться для моделирования системы в целом, либо процесса системы, либо структуры системы в зависимости от того, что обеспечивает достижение целей системы.

* Системная технология предлагает моделирование жизненного цикла системы. Рассмотрим модель жизненного цикла на примере искусственной системы, т.е. системы, создаваемой человеком.

Любая искусственная система по определению создается человеком; в соответствии со сформулированным в гл.1 принципом системности такая система является системой-результатом (изделием, продуктом) в некоторой системной триаде «объект-субъект-результат». Жизненный цикл системы с позиций системной технологии содержит концептуальную, физическую и постфизическую стадии.

Концептуальная стадия содержит следующие фазы: формирование, исследование, выделение и описание новых потребностей во внешней среде будущей триады «объект-субъект-результат» (напр., во всем или в части общественного производства); формулирование и количественное описание цели (одной из целей), возникающей во внешней среде в соответствии с некоторой новой потребностью; комплексное или частное (напр., экономическое, социальное или экологическое) исследование и обоснование системы, как изделия, необходимого для достижения цели (комплекса целей, связанных с удовлетворением новых потребностей общественного производства), эскиз системы (анализ вариантов построения, выбор и проработка требований к будущей системе в виде задания на создание и реализацию проекта системы), проект системы (разработка всех деталей конкретного варианта воплощения системы, построение макетов и опытных образцов, окончательный вариант обоснования системы и бизнес-плана ее реализации).

Действия по реализации системы на ее концептуальной стадии производятся вначале элементами внешней среды, а затем в системе-субъекте будущей триады систем «объект-субъект-результат». На этой стадии модель будущей системы проходит этапы осознания необходимости создания системы (прообраз будущих характеристик системы), формального описания идеи ее построения (прообраз будущего процесса и структуры системы), плана и задания на ее создание, эскизно-технического и рабочего проекта системы. Одновременно могут создаваться компьютерные и натурные модели вариантов системы или ее частей для принятия решения по уточнению модели системы. В системе-субъекте могут быть исследовательские, аналитические, экспертные, проектные, конструкторские, архитектурные, производственные подразделения, общая задача которых – построение концептуальной модели системы в виде проекта, которая, будучи реализована физически, обеспечит, с высокой степенью вероятности, более лучшее (в смысле конкретных критериев) достижение определенной цели во внешней среде по сравнению с другими альтернативами.

Физическая стадия содержит следующие фазы: опытно-экспериментальная (изготовление моделей системы в виде опытных образцов, макетов, компьютерных программ, опытно-промышленных изделий пробной или установочной серии при запуске системы в производство; создание производственной системы-объекта для изготовления описываемой системы); производственная (изготовление системы в серийном или единичном производстве и поставка ее заказчику); эксплуатация системы в соответствии с ее назначением во внешней среде до окончания срока морального или физического износа. На этой стадии система-субъект видоизменяется, ее функции расширяются и дополняются новыми: управление производством и маркетинг системы-результата; конструкторское и технологическое обеспечение производства; сервисное сопровождение процесса эксплуатации системы; учет ошибок и внесение изменений в системе производства; актуализация информации о системе, имеющейся у пользователя; предоставление услуг по улучшению системы (или способов ее эксплуатации).

Постфизическая стадия содержит следующие фазы: вывод системы из обращения, изъятие из процесса эксплуатации в связи с моральным или физическим износом; консервация и хранение или ликвидация системы; сохранение модели системы на бумажных и/или компьютерных носителях; использование хранимой модели системы для создания более совершенных систем аналогичного или сходного назначения. На этой стадии функции системы-субъекта вновь видоизменяются и сужаются до функций архива информации и склада образцов, макетов системы-результата. Сама система-результат на этой стадии вновь превращается в свою модель – концептуальную систему, которую могут неоднократно использовать при создании новых моделей – концептуальных систем.

Мы рассмотрели модель жизненного цикла системы-результата на всем протяжении от появления предпосылок к ее созданию во внешней среде до ее физической «гибели» и продолжения жизненного цикла на постфизической стадии в форме концептуальной системы. И система-субъект деятельности и система-объект деятельности также являются системой-результатом для некоторых метасистем и макросистем общественного производства; к ним полностью применима предложенная модель жизненного цикла системы.

Предложенная вербальная модель жизненного цикла системы может быть формализована с помощью графовой модели процесса достижения цели, предложенной в разделе 1.4. Эта задача в дальнейшем будет рассмотрена.

* Известно [18], что системы можно моделировать с использованием функционального, морфологического и информационного подходов.

Функциональный подход используется для описания процесса системы. Модель процесса системы представляется в виде совокупности функций, преобразующих поступающие ресурсы в конечный результат функционирования системы, используемый во внешней среде. Конечный результат и входные ресурсы представляются в виде функций времени. В каждый данный момент времени состояние системы описывается совокупностью множеств значений входных и выходных воздействий. Функциональная модель предсказывает изменения состояния системы во времени.

Морфологический подход предназначен для моделирования структуры системы, ее подсистем. При этом выделяют элементы системы и транспортно-складские связи между ними, предназначенные для обеспечения взаимодействий: информационные, энергетические, материальные и др.

Информационный подход позволяет создать модель преобразования информационного ресурса, как для любого элемента и для подсистемы, так и для преобразования, проводимого системой в целом. Информационный подход позволяет создать информационную модель системы, дающую интегральное описание системы, независимо от ее природы и природы преобразуемых ресурсов.

* Важной фазой концептуальной стадии жизненного цикла системы является проект системы, с помощью которого система переходит от идеи к физической реализации. При проектировании систем различают: макропроектирование (внешнее проектирование), в процессе которого разрабатывается макропроект и микропроектирование (внутреннее проектирование), в процессе которого разрабатывается микропроект [19]. С позиций системной технологии на стадии макропроектирования создаются макропроект и метапроект. Макропроект можно рассматривать, как совокупность моделей внешней среды, триады систем, ее процесса и структуры в целом, описывающую роль триады систем для внешней среды и роль внешней среды для триады систем. Метапроект можно рассматривать, как совокупность моделей триады систем, а также моделей каждой из систем триады, описывающую роль каждой системы для триады систем и роль триады систем для каждой системы. Микропроект, создаваемый на стадии микропроектирования, можно рассматривать, как совокупность моделей системы, а также ее элементов, элементарных процессов, транспортно-складских взаимодействий между ними, описывающую роль элементов, элементарных процессов и взаимодействий для системы, а также роль системы для них.

* Системную технологию можно реализовать только при наличии процесса и структуры системы.

Процесс необходим системе, как некоторая совокупность элементарных целесообразных преобразований ресурсов – элементарных процессов изготовления изделия системы. Все эти преобразования можно рассматривать, как функции времени. Тогда процесс – это то, с помощью чего система (замысел, модель, проект системы) реализуется во времени.

Структура необходима системе, как некоторая совокупность элементов (машин, аппаратов, оборудования), внутри которых локализовано протекание элементарных процессов системы. Все эти части системы имеют «привязку» к определенному месту в пространстве (вода, воздух, земля, космическое пространство). Тогда структура – это то, с помощью чего система (замысел, модель, проект системы) реализуется в пространстве.

* На всем протяжении жизненного цикла системы ее развитие и взаимоотношения с внешней средой – предмет деятельности системы-субъекта. К модели системы-субъекта, которая существенно видоизменяется в течение жизненного цикла системы, системная технология предъявляет определенные требования.

На начальных фазах концептуальной стадии система-субъект выполняет исследовательские и аналитические функции, связанные с анализом потребностей внешней среды в создании данной системы, и может представлять собой исследовательский коллектив, аналитическую группу. На последующих фазах концептуальной стадии, если принято решение о создании данной системы, система-субъект выполняет работы по разработке проекта системы, ее модель дополняется проектным коллективом и группой по управлению проектом; управление проектом на этой стадии заключается в согласовании проекта с представителями внешней среды по вопросам экологии, санитарно-эпидемиологического надзора и др., а также в составлении планов реализации проекта (планов производства работ по реализации проекта при необходимости строительства, планов конструкторской и технологической подготовки производства при необходимости изготовления системы в промышленном производстве и т.д.).

На стадии физической реализации проекта системы задачи системы-субъекта связаны с освоением промышленного производства системы и осуществлением строительства; здесь исследовательские и проектные функции системы-субъекта связаны только с необходимостью корректировки проекта по ходу строительства и освоения промышленного производства; здесь нарастают функции управления системой, которые сочетают в себе функции управления проектом системы, как концептуальной моделью системы, с функциями управления производством самой системы, как физической системы (здания, сооружения, машины, аппарата, прибора, оборудования, компакт-диска, видеофильма и т.п.): менеджмент и маркетинг, управление технологическими процессами, учет и анализ и др.; здесь же нарастают функции управления развитием системы, т.е. исследовательские функции системы-субъекта, связанные с подготовкой проекта новой системы, которая сменит рассматриваемую при ее моральном устаревании и выводе из обращения.

На постфизической стадии функции системы-субъекта по отношению к рассматриваемой системе сводятся к сохранению информации о ней на бумажных и компьютерных носителях и в форме образцов; система-субъект на данной стадии представляет собой архив или музей или банк данных.

Можно сказать, что модель системы-субъекта содержит такие подсистемы, как «аналитик», «исследователь», «проектировщик», «эксперт», «лицензиар», «управление производством», «управление развитием», «контролер», «архивариус», которые переживают разные стадии своих жизненных циклов в соответствии с задачами, которые выполняет система-субъект.

* Проект — это наиболее полная модель системы, пригодная для физического осуществления идеи создания и развития системы, и проектировщик — существенная часть модели системы-субъекта, которая заслуживает отдельного рассмотрения.

Системная технология может рассматриваться, как методология проектирования и управления проектами систем. Системная технология устанавливает взаимосвязи между данной системой и всеми системами, с которыми она взаимодействует; технологические системы вообще могут существовать только наличии управления проектом системы; управление проектом может быть эффективно только при качественном анализе, показывающем степень заинтересованности внешней среды в осуществлении проекта и в его развитии.

* Модель внешней среды — важный компонент, оказывающий существенное влияние на формирование модели системы. С позиций системной технологии внешняя среда включает все системы, которые не контролируются системой-субъектом данной системной триады и всеми ее подсистемами (исследователь, проектировщик, управление производством, развитием и архивом).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.