Тема2 ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЛЕКЦИЯ 4

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Тема2. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ

ЛЕКЦИЯ 4. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ

Введение

Цикл формирования решения, описанный в предыдущей лекции, посредством которого ЛПР преобразует реальные факты в планы и стратегии,— это один из аспектов системной парадигмы. Проблему проектирования систем нельзя свести к формированию некоторого перечня действий и их последующему выполнению, обеспечивающему каждый раз один и тот же результат. В данной лекции мы описываем системную парадигму как последовательность функций проектирования, которая и лежит в основе метода исследования проблем в области мягких систем. О таком методе можно сказать, что это непрерывный кибернетический метод работы, связанный с постоянными изменениями. Он является непрерывным, так как используется постоянно, не имея ни начала, ни конца; кибернетическим — поскольку для него характерны обратные связи; он связан с постоянными изменениями состояния систем.

1. Фазы процесса проектирования систем

Рис. 1. Цикл формирования решения, трансформированный в три фазы процесса проектирования системы.

На основе цикла формирования решения (см. рис. 3.7) можно построить процесс проектирования систем (рис.1), В данном процессе можно выделить три фазы:

1) формирования стратегии, или предварительного планирования;

2) оценивания и

3) реализации.

Фаза 1. Формирование стратегии.

На данной фазе

— достигается соглашение о том, как определить решаемую задачу;

— определяется миропонимание ЛПР (исходные предпосылки, предположения, система ценностей и познавательный стиль);

— достигается соглашение об основных методах, используемых для интерпретации реальных фактов;

— достигается соглашение о том, каких результатов ожидают заказчики и сами проектировщики;

— начинается поиск и разработка вариантов.

Фаза 2. Оценивание.

Эта фаза состоит в оценке различных предложенных вариантов для того, чтобы определить, в какой степени они удовлетворяют целям и стремлениям, сформированным на предыдущей фазе. Фаза оценивания включает:

— идентификацию результатов и следствий, свойственных каждому варианту;

— соглашение о том, что выбранные свойства и критерии для оценивания результатов отвечают поставленным целям;

— выбор моделей измерений и решений, которые будут использоваться для оценивания и сравнения вариантов;

— соглашение о методе выбора конкретного варианта.

Фаза 3. Реализация.

На этой фазе реализуется выбранный проект системы. Здесь подлежат решению такие непростые проблемы, как

— оптимизация — определение наилучшего решения;

— субоптимизация

— попытка оптимизации с объяснением того, почему наилучшее решение не может быть получено;

— сложность, которая связана с тем фактом, что для разрешения задачи должно быть проведено упрощение реальности, но требование адекватности решения реальной ситуации предопределяет “достаточную сложность” решения;

— конфликты, их разумное урегулирование, управление ими;

— критическая оценка результатов, полученных от внедренного проекта системы. Результаты вызовут оптимизм или пессимизм в отношении возможности достижения целей и оправдания ожиданий;

— возврат к началу цикла независимо от успеха или неудачив получении ожидаемых результатов.

Более подробное рассмотрение процесса проектирования систем.

Каждая из вышеописанных фаз может быть разложена на шаги, совокупность которых и составляет общий процесс проектирования системы (рис.2). Числа на рисунке соответствуют номерам шагов, описанных ниже. Для удобства читателя в тексте приводятся номера глав, в которых подробно рассматривается соответствующий конкретный вопрос.

Фаза 1. Формирование стратегии

Шаг 1. Определение проблемы

Рис.2. Процесс проектирования систем.

Читатель, конечно, согласится с тем, что попытка разрешить трудности, присущие каждому из шагов, требует проведения существенных упрощений. Шаг, на котором производится определение проблемы, может служить хорошим примером препятствий, которые должны быть преодолены. Определение проблемы является, пожалуй, одним из наиболее ответственных шагов во всем процессе — шагом, на котором базируется весь остальной процесс проектирования.

На определение проблемы влияет миропонимание ЛПР: как ЛПР интерпретирует реальные факты в рамках системы “реальность — миропонимание — система познания — истина”, которая была описана выше. Мы напомним о примерах, приведенных в предыдущей главе, которые показывают, как при различном миропонимании по-разному воспринимают одни и те же факты реальности и соответственно приходят к разным определениям проблемы.

Определение проблемы не существует само по себе. Оно сложным образом связано с другими функциями процесса проектирования и зависит от них, что будет показано ниже. Эти функции процесса проектирования названы шагами и описываются в той последовательности, в которой они используются в процессе проектирования.

Другой многообещающий путь, дающий возможность разобраться в процессе проектирования систем, состоит в выделении нескольких замкнутых контуров, охваченных более крупными по размеру контурами. Такой подход позволяет представить сложную процедуру как совокупность отдельных небольших процедур. Эта модель, заимствованная из области программирования для ЭВМ, хорошо подходит к описанию процесса проектирования систем.

Таким образом, определение проблемы является ответственным этапом, на котором определяется следующее:

а) реципиенты, или потребители, нужды которых должны быть удовлетворены;

б) непосредственно потребности, подлежащие удовлетворению;

в) способ определения степени удовлетворения потребностей;

г) круг участников проекта: проектировщиков, планировщиков, ЛПР и др.— всех тех, кто может влиять на проект или испытывать на себе влияние последнего (специальное внимание должно быть уделено рассмотрению интересов каждого участника);

д) критическая оценка миропонимания участников проекта (см. ниже шаг 2);

е) общее описание (без детализации) тех методов, которые будут использоваться для решения задач;

ж) границы системы — любые предположения или ограничения, которые будут влиять на решение или на его реализацию;

з) объем имеющихся ресурсов по сравнению с требуемыми; и разумные надежды на систему, а не безосновательный оптимизм тех, кто считает, что данный проект даст исчерпывающее решение проблемы.

Шаг 2. Исследование миропонимания потребителей и проектировщиков

Признавая, что миропонимание проектировщиков играет значительную роль в формировании их образа реальности, чрезвычайно важно описать и понять свойственные им предпосылки, предположения, познавательные стили и системы познания. Соответственно ЛПР следует быть осведомленным о миропонимании потребителей, чтобы предложить план, который согласовывался бы с их потребностями и ожиданиями. Мы особенно подчеркиваем необходимость априорного согласования перед началом проектирования системы и согласования на каждом шаге процесса проектирования.

Легко можно увидеть несоответствие реальности статической модели, приведенной на рис.2, где этап исследования миропонимания следует за этапом определения проблемы. Как и на всех фазах процесса проектирования систем, все факторы здесь взаимодействуют друг с другом. Определение проблемы зависит от миропонимания проектировщика, потребности питают цели, которые могут в свою очередь влиять на определение проблемы, и т.д. Порядок функций процесса проектирования весьма относителен. О выбранном их порядке можно говорить лишь как о наилучшем из возможных описаний вышеупомянутого непрерывного кибернетического метода работы в условиях постоянных изменений.

Шаг 3. Назначение целей

В процессе назначения целей и определения стремлений учитываются:

3.1. Потребности и желания.

3.2. Ожидания и стремления.

3.3. Взаимозамены, компромиссы и приоритеты.

3.4. Этические аспекты систем.

Процесс назначения целей затрагивает всех проектировщиков, потребителей и других лиц, которые имеют какое-либо отношение к затратам на проект системы и (или) к прибылям от его реализации. Должен быть построен сходящийся процесс, который путем учета относительной важности интересов приведет к формированию целей, устраивающих всех.

Цели и стремления отличаются по степени абстракции. Цель, или высокие помыслы,— весьма общий термин, в то время как стремление — более конкретный, конструктивный термин, определение которого должно включать в себя метод измерения степени его достижения.

Процесс назначения целей подразумевает также рассмотрение поведения уже спроектированной системы, т.е. оценку ее влияния на потребителей, для которых она предназначена. Этические аспекты проектирования систем связаны с социальной ответственностью участников, в частности проектировщиков, за результаты своего проекта. Этические вопросы возникают в связи с оцениванием возможных выгод и вредных последствий, которые может принести реализация систем. Важно сравнить эти противоречивые результаты с целью увеличения выгод и минимизации вреда. Критерии оценки должны быть такими, чтобы выгоды достигались не за счет ущемления чьих-то интересов.

Шаг 4. Поиск и разработка вариантов

В зависимости от рассматриваемой проблемы необходимо создавать варианты решения, программы, возможные процессы или проекты систем для того, чтобы реализовать свои стремления. Поиск и разработка вариантов зависят от имеющихся ограничений на время, цену и ресурсы. Кроме этого, поиск вариантов ограничивается багажом знаний проектировщиков системы и тем фактом, что для выбора наилучшего варианта можно сравнить лишь небольшое число вариантов.

4.1. Варианты программы и взаимосвязи участников. Предлагаемые системы или программы всегда должны сравниваться на основе системного подхода, т.е. должны быть рассмотрены все те участники, которые влияют на проектируемую систему и ее подсистемы или сами испытывают ее влияние. Создаются матрицы “программы — участники (органы)”, которые дают возможность проследить связи между программами и ЛПР, программами и потребителями, программами и затратами, затратами и их эффективностью и т.д.

4.2. Определение результатов. Для того чтобы оценить преимущество одного варианта перед другим, необходимо выявить результаты и следствия всех допустимых вариантов; желательно учитывать при этом вероятность их появления.

4.3. Достижение согласия. Процесс “узаконивания решения”, в котором проектировщики получают одобрение своих заказчиков, требует, чтобы заказчики участвовали в определении стремлений так же, как и в формировании вариантов. Мы обращаем внимание на необходимость реализовать такое взаимодействие в процессе проектирования как можно раньше.

Фаза 2. Оценивание

Шаг 5. Определение результатов, свойств, критериев, измерительной шкалы и модели измерений

5.1. Определение результатов. Варианты приводят к выходам и результатам. Определение результата — один из наиболее трудных аспектов процесса проектирования систем, особенно при работе с мягкими системами. Вплоть до недавнего времени все результаты, кроме непосредственно материальных, не принимались во внимание. Это объяснялось следующим, весьма распространённым утверждением: если результат не может быть измерен, то нечего его и рассматривать. Мы же полагаем, что любой результат, который может быть обнаружен, подлежит измерению.

5.2. Определение свойств и критериев. Определение результатов не может быть оторвано от проблемы выделения тех свойств, на основании которых эти результаты в дальнейшем смогут быть измерены, хотя сами результаты и соответствующие им количественные меры (которые также называют мерами эффективности) следует отличать друг от друга. Количественные меры используются для того, чтобы оценить степень, в которой программы и варианты отвечают, предварительно установленным целям. Меры эффективности выполняют роль связующего звена между фазой формирования стратегии и фазой оценивания в цикле проектирования. Задача проектировщика систем состоит в том, чтобы найти подходящие меры эффективности для каждого результата. Свойства, конечно, могут быть измерены путем измерения результатов того процесса, который они характеризуют. Следовательно, температуру нельзя измерять в секундах; мы ее измеряем по показаниям ртутного столба. Нервное напряжение оказывается возможным измерить непосредственно по учащенному ритму сердца или повышенному кровяному давлению. Косвенные измерения посредством использования каких-либо признаков поведения человека могут быть не менее эффективными. К выбору каждого свойства следует подходить критически в смысле соответствия используемой меры поставленным целям. Содержание смол и никотина в сигаретах мало кого интересует, хотя существует метод пересчета количества миллиграммов смол и никотина в количество месяцев, на которое сокращается продолжительность жизни из-за курения, и люди убедились в прямой причинной зависимости между курением и раком легких.

5.3. Определение измерительной шкалы. После определения свойств следует их измерить. Понятие “сила шкалы” относится к числу степеней свободы, которое присутствует в методе измерений. Если явления и их свойства могут быть описаны и объяснены, то они обычно поддаются и какому-то количественному исследованию. Таким образом, всегда существует измерительная шкала. Простая классификация подразумевает использование простейшей из шкал — шкалы наименований. Если же явления и их свойства могут быть как-то ранжированы, то переходят к порядковой шкале. Дальнейшее усовершенствование шкалы зависит от введения дополнительных ограничений на число степеней свободы исследуемых явлений.

5.4. Определение модели измерений. Модели измерений используются для перехода от наблюдений к числовым функциям, описывающим изучаемые свойства. Эти модели также включают в себя средства объяснения событий и явлений и позволяют сформулировать и обосновать стратегию формирования решений.

5.5. Определение пригодности данных. При рассмотрении большинства шагов предполагалось, что данные, используемые при выборе и оценивании свойств, достоверны и пригодны для обработки. Уже на самой ранней стадии процесса проектирования системы исследователь должен выяснить: а) какие источники информации (книги, статьи, документы) имеются в его распоряжении, б) оценить их соответствие целям проекта.

Шаг 6. Оценивание вариантов

6.1. Использование моделей. Невозможно заранее точно определить, как различные предложенные решения проблемы следует оценивать и сравнивать. В этом отношении весьма плодотворным оказалось использование моделей хотя бы потому, что оно стимулирует ЛПР формализовать задачу. Модель может состоять лишь из списка рекомендаций, а может содержать и абстрактные математические построения. В любом случае модель следует рассматривать как определенную формализацию проблемы, что облегчает получение ее решения. Необходимо отметить, что с использованием моделей как методологии поиска решений связано растущее опасение того, что ЛПР могут полностью заменить реальность моделями. Это было бы весьма нежелательно, так как модель всего лишь суррогат реального мира.

Невозможно в одной работе охватить все существующие модели и методы решений, строящиеся на их основе. В некоторых главах книги мы обсуждаем отдельные аспекты построения различных моделей принятия решений.

1. Модели измерений.

2. Модели принятия решений, которые дают возможность оценивать различные варианты и соответствующие им результаты с единых формальных позиций. Такие модели дают стандартную процедуру вычисления и сравнения ресурсов и результатов, затрат (издержек) и прибылей и иных характеристик, связанных с эффективностью систем. Модели принятия решений могут быть одно- и многоцелевыми в зависимости от того, отражает целевая функция одну или несколько целей. Одно-целевые модели, такие, как модели типа издержки — прибыль, быстро уступили место более сложным многомерным моделям, в которых учитывается несколько свойств объекта.

3. Модели достижения компромиссов, которые помогают оценить сравнительные достоинства конфликтных целей и результатов.

4. Многомерные модели, обычно используемые для оценивания достоинств сложных вариантов при наличии нескольких несоизмеримых характеристик .

5. Оптимизационные модели, образующие специальный класс моделей принятия решений. Для их построения обычно требуется описание всей системы в целом, однако такие модели дают возможность получить лишь локальный экстремум.

6. Модели оценок и достижения согласия — особый тип многомерных моделей принятия решений, упомянутых выше. Они используются, в частности, при количественном измерении мнений и при переходе от множества индивидуальных мнений и разрозненной информации к обобщенным глобальным оценкам.

7. Модели систем познания и эпистемологические модели, показывающие, как исходя из конкретных методов рассуждения может быть получена истина.

8. Модели диагностирования, описывающие процедуры систематизированного поиска в случае каких-либо сбоев в работе систем. С их помощью можно учесть как скачкообразные, так и постепенные изменения, происходящие в исследуемой системе. Модели диагностики связаны с более широким классом моделей таксономии.

6.2. Измерение результатов работы мягких систем. В области мягких систем должна быть развита, специальная логика, новые методы и подходы. Оценивание вариантов и результатов работы мягких систем требует, чтобы предпосылки, на которых основаны традиционные научные методы и научная парадигма, были эпистемологически переоценены в свете тех различий, которые существуют между областями естественных и общественных наук.

Шаг 7. Процесс выбора

Реализация выбора влечет некоторое действие, и ее целесообразно рассмотреть в следующей фазе системной парадигмы. Однако мы упоминаем о выборе именно здесь, в связи с фазой 2, для того, чтобы отметить, что различные варианты и результаты в конце концов приводят к одному проекту. Результат достигается путем объединения технических, экономических, социальных и политических аспектов в одном проекте для того, чтобы сделать его практичным, осуществимым и приемлемым для потребителей.

Фаза 3. Фаза реализации

Шаг 8. Реализация выбранных вариантов

8.1. Реализация решения является, быть может, самой трудной и чреватой неудачами фазой проектирования систем. Выше были приведены аргументы в пользу того, что проектирование социальных систем не может считаться завершенным до тех пор, пока проект не реализован на практике. Нет никакого смысла отстаивать даже изящное решение, если его нельзя использовать практически. Данная точка зрения вполне согласуется как с философским обоснованием объективности и беспристрастности науки, так и с необходимостью вовлечения специалистов по проектированию системы в процесс управления ею. Данные специалисты должны стремиться к оптимизации целевой функции или максимизации мер эффективности своего проекта. Однако оптимизация возможна лишь в.случае замкнутой модели системы, где предположения и ограничения точно определены. Противоположные цели, невозможность четко определить модели открытых систем, учитывающих сложность реального мира,— все это не дает возможности достичь оптимума, теоретически существующего для такой модели. В лучшем случае здесь можно достичь локального экстремума, который не отвечает всем критериям оптимальности системы. Таким образом, неизбежен переход к субоптимизации, или к компромиссу, состоящему в использовании комбинации согласованных субоптимумов, которая соответствует взвешенной комбинации целевых функций.

8.2. Узаконивание и согласование. Одобрение и реализация проекта системы начинается с одобрения целей и возможных вариантов заказчиком системы и формирования стратегий решения (см. шаг 3 и п. 4.3). Достижение согласия включает процесс узаконивания и предполагает использование модели достижения согласия, на основании чего предложения проектировщиков и запросы заказчиков совместно анализируются, итаким образом разрешаются конфликты. Для измерения точности и достоверности мнений участников процесса проектирования и степени их продвижения к соглашению используются специальные методы.

8.3. Эксперты и экспертиза. И в авторитарной, и в коллективной теориях согласования эксперты играют центральную роль при проектировании и реализации системы. Проектирование мягких систем требует нового типа экспертов. Их системы опознавания должны сочетать точную формулировку имеющихся знаний, в том числе и подсознательных, с критической оценкой интуитивно воспринимаемой реальности. Диагностика неисправностей систем требует проведения экспертизы специального типа.

Шаг 9. Управление системами

Управление системами предполагает сравнение выходных сигналов и результатов с имеющимися на них стандартами. Кроме того, необходимо располагать возможностью регулирования и подстройки системы — приведения ее к расчетному режиму так, чтобы обеспечить стабильность и движение системы к поставленным целям.

Шаг 10. Проверка и переоценка

Проверка результатов приводит к переоценке проекта системы. Как показано на рис. 5.1 и 5.2, процесс проектирования систем включает в себя фазы формирования стратегии, оценивания и реализации, причем имеется обратная связь от фазы реализации к фазе формирования стратегии, которая оказывает воздействие после проведения оценки полученных результатов.

1. Реферат- Формирование гендерных моделей (полоролевого поведения) поведения через рекламу
2. 03.2014 года предоставить все необходимые документы для её прохождения курсовому руководителю сотруднику п
3. Логистические потоки
4. в течение 1918 года Церковь в своем обиходе будет руководствоваться старым стилем
5. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата юридичних наук.1
6. ЛІКУВАЛЬНА СПРАВА з предмету Догляд за хворими та медична маніпуляційна техніка Студента ки
7. Особенности валютного контроля в Российской Федерации (РФ)
8. В условиях обучения по дистанционной форме такие виды речевой деятельности как устная речь говорение и
9. Исторические уроки проведения землеустройства в России XVII века
10. eleven12 twelve 13 thirteen 14
11. Чарльз Бэббидж ’ человек, который опередил свою эпох
12. Сохранение биоразнообразия и биологической продуктивности биосферы
13. педагогических дисциплин Педагогическая характеристика детей школьного возраста
14. Правовые меры охраны атмосферного воздуха
15. Тема 1 Гражданское право как отрасль права главы 12 ГК РФ План 1 Понятие гражданского права
16. Паритет. Воспроизведение материала в любой его форме возможно только с письменного разрешения правооблад
17. тема 5 Рыночная экономика и ее преимущества 7 Минусы рынка и проблема внешних эффектов 9 Сравнительная ха
18. Реферат на тему Здание построенное в центре СанктПетербурга за последние 15 лет
19. Тема Количество часов По программе По тема
20. 86 Методические указания по осуществлению государственного санитарного надзора за мясоперерабатывающими пр

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе