Проектирование системы. Проектирование систем. Проектирование информационных систем ( на примере методов структурного системного анализа)
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
Системный подход Системный подход – это набор правил применения системного анализа, подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее суще- ственным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирова- ния, а цели каждого из элементов определены исходя из общего предназначе- ния объекта. Можно также сказать, что системный подход – это такое направ- ление методологии научного познания и практической деятельности, в основе которого лежит исследование любого объекта как сложной системы. Системный подход подразумевает прохождение трех ступеней анализа: 1) определение целого (системы), частью которого является интересующий нас объект; 2) объяснение поведения или свойств этого целого (системы); 3) объяснение поведения или свойств интересующего нас предмета с точки зрения его функций в этом целом, частью которого он является. При системном подходе синтез (объединение частей в целое) предше- ствует анализу (расчленение целого на части), а объясняемый предмет рассмат- ривается как часть некоторого целого. Ниже приведены некоторые правила системного подхода. 1. Не компоненты сами по себе составляют суть целого (системы), а наобо- рот, целое как первичное порождает при своем членении или формирова- нии компоненты системы. 2. Сумма свойств (параметров) или отдельное свойство системы не равны сумме свойств ее компонентов, а из свойств системы нельзя вывести свойства ее компонентов. 3. Количество компонентов системы, определяющих ее размер, должно быть минимальным, но достаточным для реализации целей системы. 4. Для упрощения структуры системы следует сокращать количество уров- ней управления, число связей между компонентами системы и число па- 23 раметров модели управления, автоматизировать процессы. 5. Структура системы должна быть гибкой, с наименьшим числом жестких связей, способной быстро перстраиваться на выполнение новых задач, оказание новых услуг и т. п. 6. Структура системы должна быть такой, чтобы изменения в вертикальных связях компонентов системы оказывали минимальное влияние на функ- ционирование системы. В социо-организационных структурах для этого следует обеспечивать: делегирование полномочий субъектам управления, оптимальную самостоятельность и независимость объектов управления. 7. Число горизонтальных связей между компонентами одного уровня си- стемы должно быть минимальным, но достаточным для нормального функционирования системы. Установление горизонтальных связей спо- собствует передаче знаний и навыков, обеспечивает координацию дей- ствий компонентов одного уровня по достижению целей системы. В то же время, уменьшение числа связей ведет к повышению устойчивости и оперативности функционирования системы. 8. При установлении взаимосвязей и взаимодействия системы с внешней средой следует строить «черный ящик» и формулировать сначала пара- метры «выхода», затем определять воздействие факторов макро- и мик- росреды, требования к «входу», каналы обратной связи и в последнюю очередь проектировать параметры процесса в системе. 9. В силу сложности, не следует пытаться познать все свойства и параметры системы. 10. Число связей системы с внешней средой должно быть минимальным, но достаточным для нормального функционирования системы. Чрезмерный рост числа связей усложняет управляемость системы, а их недостаточ- ность снижает качество управления. При этом должна быть обеспечена необходимая самостоятельность компонентов системы, поскольку для обеспечения адаптивности система должна иметь возможность быстрого изменения своей структуры. 24 11. В условиях глобальной конкуренции и международной интеграции сле- дует стремиться к росту степени открытости системы при обеспечении ее экономической, технической, информационной, правовой безопасности; обеспечивать совместимость с другими системами на основе стандарти- зации. 12. Для определения стратегии развития системы следует строить дерево це- лей. При этом следует помнить, что цели системы и цели ее компонентов, как правило, не совпадают. 13. При формировании миссии и целей системы следует отдавать приоритет интересам системы более высокого уровня как гарантии решения гло- бальных проблем. 14. При формулировании целей и стратегии развития системы следует учи- тывать неопределенность информации и вероятностный характер ситуа- ций. 15. Все компоненты должны выполнять конкретную задачу по достижению цели системы. Если без какого-либо компонента можно достичь цели си- стемы, значит, этот компонент – лишний. 16. При построении дерева целей системы и оптимизации ее функциониро- вания следует изучать проявление свойства ее мультипликативности. Например, безотказность системы определяется не сложением, а умноже- нием коэффициентов безотказности ее компонентов. 17. При построении структуры системы и организации ее функционирования следует учитывать, что все процессы взаимообусловленны. 18. При формировании стратегии системы следует обеспечивать альтерна- тивность путей ее функционирования и развития на основе прогнозиро- вания различных ситуаций. Наиболее непредсказуемые фрагменты стра- тегии следует планировать по нескольким вариантам. 19. При организации функционирования системы следует учитывать, что ее эффективность не равна сумме эффективностей функционирования под- систем (компонентов). При взаимодействии компонентов возникает по- 25 ложительный (дополнительный) или отрицательный эффект синергии. Для получения положительного эффекта синергии необходимо иметь вы- сокий уровень организованности системы. 20. Для снижения инерционности функционирования системы, т. е. увеличе- ния скорости изменения выходных параметров при изменении входных параметров или параметров функционирования системы, следует ориен- тировать производство на интегрированные автоматизированные модули и системы, обеспечивающие мобильность производства и быстрое реаги- рование на изменения. 21. При обосновании инвестиций в проекты следует изучать доминантные (преобладающие, наиболее сильные) и рецессивные признаки системы и вкладывать средства в развитие первых. 22. Из всех показателей качества систем приоритет следует отдавать надеж- ности как совокупности проявляющихся свойств безотказности, долго- вечности, ремонтопригодности и сохраняемости. 23. Структура и содержание системы формируются на идеях и принципах стандартизации, без соблюдения которых она не может функциониро- вать. Глобальная конкуренция повышает удельный вес стандартизован- ных систем и их компонентов, особенно в международном масштабе. 24. Единственным путем развития организационно-экономических и произ- водственных систем является инновационный. Применение СА Для исследования сложных систем применяются различные подходы к сочетанию процедур анализа и синтеза. В общих чертах в рамках СА исследуются факторы внутренней среды организации, факторы внешней среды организации, а сама она рассматривается как открытая, динамично развивающаяся система. Первая задача СА – формулировка целейсистемы и критериев их дости- 26 жения, которые должны быть выражены в виде конкретных показателей. Имея конкретные, четко сформулированные цели, можно выявить и проанализиро- вать факторы, способствующие либо препятствующие достижению этих целей. Следующая задача системного анализа – определение глобальной цели развития системы. Далее исследуются параметры «выхода» (товары или услуги). Затем определяют параметры «входа», т.е. исследуется потребность в ресурсах, ор- ганизационно-технический уровень системы, параметры внешней среды, па- раметры процессов. При этом нужно отметить, что не существует универсальной методики проведения системного анализа, и руководящие принципы также не являются универсальными. Каждое исследование имеет свои особенности и требует от исполнителей интуиции, инициативы и воображения, чтобы, в частности, опре- делить цели проекта и добиться успеха в их достижении. При этом, выбрав конкретный алгоритм выполнения работ по СА, необходимо следовать предпи- саниям именно этого алгоритма. В качестве примера ниже приведены примерные процедуры СА при при- нятии решения и исследовании системы управления. СА при принятии решения. Основные процедуры системного анализа при принятии решениия: 1) изучение структуры системы, анализ ее компонентов, выявление взаимо- связей между отдельными элементами; 2) сбор данных о функционировании системы, исследование информацион- ных потоков, наблюдения и эксперименты над анализируемой системой; 3) построение моделей; 4) проверка адекватности моделей, анализ неопределенности и чувствитель- ности; 5) исследование ресурсных возможностей; 6) определение целей системного анализа; 27 7) формирование критериев; 8) генерирование альтернатив; 9) реализация выбора и принятие решений; внедрение результатов анализа. СА при исследовании системы управления. Для исследования слож- ных систем необходимо особое единство процедур синтеза и анализа. Суще- ствуют разные подходы к их сочетанию. Ниже приведен один из перечней про- цедур СА, который может быть эффективно применен к исследованию таких систем, как предприятие: 1. Определить границы исследуемой системы. Эти границы условны и дик- туются конкретной задачей исследования. Например, границы системы «корпорация» в одном случае могут быть определены списочным соста- вом постоянного персонала, в другой задаче – постоянным персоналом плюс всеми акционерами компании, в третьем случае эти пределы рас- ширяются за счет всех временно привлекаемых специалистов, экспертов, консультантов и т.д. Затем можно расширить эти границы за счет всех поставщиков компании, ее потребителей и любых иных субъектов каким- либо образом с ней связанных. 2. Определить все надсистемы, в которые входит исследуемая система в ка- честве части. При этом необходимо ограничиться лишь кругом наиболее значимых надсистем. Так, если мы выясняем воздействие на предприятие экономической среды, то именно она и будет той надсистемой, в которой следует рассматривать его функции. Предприятие следует также изучать в составе политических, социальных, экологических, государственных, международных и других надсистем. становится ясной необходимость сознательного изучения среды, окружающей предприятие. 3. Определить основные черты и направления развития всех надсистем, ко- торым принадлежит данная система, в частности, сформулировать их це- ли и противоречия между ними; 28 4. Определить роль исследуемой системы в каждой надсистеме, рассматри- вая эту роль как средство достижения целей надсистемы. Следует рас- сматривать как ожидаемую, так и реальную роль системы с точки зрения надсистемы; пример: оценка потребностей покупателей в конкретном ви- де товаров, их количестве и качестве, и с другой стороны – оценка пара- метров реально выпускаемого товара. 5. Выявить состав системы, т.е. определить части, из которых она состоит. Нередко исследовательская задача требует не только расчленения систе- мы на составные части, но и расчленения компонентов, из которых состо- ят сами части. Глубина декомпозиции определяется потребностями кон- кретной задачи. 6. Определить структуру системы, представляющую собой совокупность связей между компонентами. Здесь следует отметить многоструктурность любой системы. 7. Определить функции компонентов системы, т.е. целенаправленные дей- ствия компонентов, их вклад в реализацию роли системы в целом. 8. Выявить причины, объединяющие отдельные части в систему, в целост- ность (интегрирующие факторы). Основным интегрирующим фактором при создании социо-организационных систем является человеческая дея- тельность. Первичным интегрирующим фактором является цель. Опреде- ление реальной цели, послужившей причиной создания той или иной си- стемы, является непростой задачей, поскольку цель в любой сфере дея- тельности представляет собой сложное сочетание различных противоре- чивых интересов. 9. Определить связи системы с внешней средой. Здаесь также необходимо также определить внешние системы, которым принадлежат компоненты исследуемой системы. Так, например, следует определить все системы, которым принадлежат работники предприятия – профсоюзы, политиче- ские партии, семьи, системы социокультурных ценностей и этических норм, этнические группы и т.д. Необходимо также хорошо знать связи 29 структурных подразделений и работников предприятия с системами ин- тересов и целей потребителей, конкурентов, поставщиков, зарубежных партнеров и пр. Нужно также видеть связь между используемыми на предприятии технологиями и «пространством» научно-технического про- цесса и т.п. Осознание органического, хотя и противоречивого единства всех систем, окружающих предприятие позволяет понимать причины его целостности, предотвращать процессы, ведущие к дезинтеграции. 10. Рассмотреть исследуемую систему в динамике (развитии). Это означает сформулировать историю системы, источник ее возникновения, периоды становления, тенденции и перспективы развития, переходы к качественно новым состояниям. Необходимость динамического подхода к исследова- нию систем легко показать на сравнении двух предприятий, у которых в какой-то момент времени совпали значения одного из параметров, например, объема продаж. Из этого совпадения не вытекает, что пред- приятия занимают одинаковое положение на рынке: одно из них может набирать силу, двигаться к расцвету, а другое, наоборот, переживать спад. При проектировании информационных систем СА включает следующие этапы предпоектного исследования системы управления: 1) сбор сведений об объекте автоматизации (организации или ее части); 2) анализ сведений, который включает следующие подэтапы: • описание предметной области (организации или ее части) (см. гл. 3.2); • моделирование предметной области (см. гл. 3.3). Методы и средства выполенения процедур СА выбираются в процессе исследования / создания конкретной системы. 30 1.2. Организация как система управления Объект управления Рассмотрим определение понятия и общие характеристики организации как объекта управления. Организация – это группа людей, деятельность которых сознательно ко- ординируется для достижения общей цели или целей. Характеристики любой организации с точки зрения системного подхода к управлению – это: цели, ре- сурсы, зависимость от внешней среды, внутренние переменные, наличие под- систем и разделение труда. 1. Цели – конкретные конечные состояния или желаемый результат, ко- торого стремится добиться группа, работая вместе.Организация как правило – сложная система, и большинство организаций являются многоцелевыми. Цели организации взаимосвязаны и взаимозависимы. 2. Ресурсы. В общих чертах цели всякой организации включают преобра- зование ресурсов для достижения результатов. Основные ресурсы, используе- мые организацией – это: люди (человеческие ресурсы), капитал, материалы, технология и информация. 3. Зависимость от внешней среды. Организация, как открытая система (рис. 1.1) характеризуется взаимодействием с внешней средой. Внешняя среда включает: • среду косвенного воздействия:экономические условия, потребители, профсоюзы, правительственные акты, законодательство, конкурирующие организации, социокультурные факторы (система ценностей в обществе, общественные ,взгляды и т.д.), политические факторы, отношения с местным населением, технику и технологии и другие составляющие; • международное окружение: международный бизнес и факторы между- народной среды (экономика и госрегулирование, политическая обстанов- ка). 31 Рис. 1.1. Модель организации как открытой системы На входе организация получает из окружающей среды информацию, ка- питал, человеческие ресурсы и материалы. Эти компоненты называют входа- ми. В процессе преобразования организация обрабатывает эти входы, преобра- зуя их в продукцию или услуги. Эти продукция и услуги являются выходами ор- ганизации, которые она вносит в окружающую среду. Если организация управ- ления эффективна, то в ходе процесса преобразования образуется добавочная стоимость входов. В результате появляются многие дополнительные выходы, такие как прибыль, увеличение доли рынка, увеличение объема продаж (в бизне- се), реализация социальной ответственности, удовлетворение работников, рост организации и т.д. 4. Внутренние переменные – результаты управленческих решений. Ос- новные переменные в организации, которые требуют внимания руководства, это: цели, структура, задачи, технологии, люди. Системный подход к управле- нию рассматривает организацию как совокупность взаимозависимых элемен- тов, таких как люди, структура, задачи и технологии, которые ориентированы на достижение различных целей в условиях меняющейся внешней среды (рис. 1.2). Цели вырабатываются руководством в ходе процесса планирования и со- общаются членам организации (процесс координирования). Структура организации – это логические взаимоотношения уровней управления и функциональных областей, построенные в такой форме, которая позволяет наиболее эффективно достигать целей организации. Информация Материалы Капитал Трудовые ресурсы Обработка и преобразо- вание входов (зависит от эффектив- ности управления) Продукция или услуги Прибыль (в бизнесе) Социальная ответствен- ность Доля рынка Рост Удовлетворенность ра- ботников Входы Преобразования |