Рис. 11.4.
Неформальные факторы
Формальные факторы
![]() |
|
|
Формальные факторы.
Документирование – это процедура определения формата, структуры и языковых средств описания сообщений о нововведениях.
'Распределение – процедура определения физических каналов распределения информации.
Организация – процедура определения природы деловой активности, ресурсов, отношений, тенденций, которые приводят к успеху или неудаче процесса передачи технологий.
Неформальные факторы – это связи и контакты между людьми, персональные мнения и индивидуальные восприятия источника знаний, мнение о других организациях.
Ценность разработанной системы и сравнение различных проектов оценивается с помощью экономических критериев. Это объясняется относительной легкостью вычисления и их простотой для понимания. Это предопределено исторически: еще в древние времена в торговле использовались деньги. С помощью рыночного механизма устанавливается относительная цена товаров.
|
|
Системный подход был создан в целях удовлетворения потребностей разработчиков в части обобщения, упрощения, объединения, оптимизации, оценивания, планирования и управления. Он является концептуальной основой для изучения процессов, происходящих в различных сферах жизни. Системное мышление способствует перенесению идей, теории и методов решений из одной области знаний в другую, позволяет проводить широкое и перспективное исследование проблем.
Как показывает жизнь, простых ответов на сложные вопросы, как правило, не существует. Путь к истине лежит через упрощение, через развитие наших способностей разрабатывать рациональный подход к сложным проблемам.
Одной из задач системного подхода является обеспечение согласованной работы всех подсистем, направленной на достижение целей системы в целом.
Центральной проблемой при рациональном формировании решений является получение информации, позволяющей осуществлять прогнозирование поведения исследуемой системы «результатов ее работы при различных стратегиях управления.
Системный подход предлагает широкий набор методов измерений и процедур оценки вариантов решений и результатов их реализации.
Важным моментом в системном подходе является сложность системы: повышение реальности модели требует ее усложнения.
Понятие сложности применительно к техническим системам имеет не только философско-методологическое значение, но и определенную практическую ценность. В логико-философской литературе предпринимаются многочисленные попытки уточнения этого понятия. Нам представляется >обобщающим подход к понятию критерия сложности (простоты) применительно, например, к проектированию летательных аппаратов с позиций общей теории систем (ОТС).
|
|
В работах Уемова дан анализ существующих взглядов на определение сложности систем с позиций параметрической теории систем. Автор выделяет несколько видов сложности: унарную, характеризующую в отдельности концепт Р, структуру или субстрат системы; бинарную, характеризующую сложность любого компонента системы Р, R и m,соотнесенного к любому другому компоненту, включая самого себя; и интегральную, оценивающую сложность системы в целом (соотнесенность всех компонентов системы). Здесь параметры P, R,m соответствуют формуле (4.1).
Мерой сложности системы в ОТС принята энтропия, подобно тому, как в теории информации она выступает мерой количества информации, а в термодинамике - мерой необратимости процесса преобразования тепловой энергии в механическую. Субстратная сложность в данном случае, характеризуя систему, выступает в роли величины энтропии как меры неопределенности знаний о системах, которые выбираются нами при построении аппарата. При оценке вариантов летательных аппаратов принимаем, что все подсистемы (блоки, агрегаты, узлы), которые входят в состав изделия, имеют одинаковую степень изученности, т. е. их энтропия одинакова.
С точки зрения оценки простоты или сложности вариантов построения летательного аппарата, конкретного технического устройства с набором заранее известных подсистем, которые рассматриваются как альтернативные при синтезе аппарата, наиболее существенными типами сложности (простоты) будут структурная, структурно-субстратная и субстратно-структурная.
Энтропия в соответствии с формулой К. Э. Шеннона определятся в виде
(11.1)
где в теории информация pi – вероятность каждого из возможных сообщений при конечном множестве символов.
Состояние объекта и его свойства характеризуются значениями параметров его составляющих элементов и их взаимоотношениями. На всех этапах разработки сложных технических устройств необходимо находить эти связи, устанавливать степень их знания, сложность решения недостаточно известных (в ряде случаев совсем неизвестных) отношений и определять их влияние на параметры и характеристики системы (блока) более высокого уровня в иерархической структуре членения, например летательного аппарата при его системном рассмотрении. Так как процесс проектирования — это прежде
всего процесс создания нового технического условия, которое не имеет близкого к себе прототипа, то соотношения элементов систем блоков, агрегатов, деталей летательного аппарата недостаточно известны. Поэтому в процессе проектирования при оценке альтернативных вариантов летательных аппаратов (первый уровень системного рассмотрения) и при разработке отдельных его элементов (последующие уровни рассмотрения) эти отношения должны быть тем или иным методом
спрогнозированы. Последнее означает, что степень достоверности отношений элементов проектируемого изделия будет носить вероятностный характер. Именно такой взгляд на процесс проектирования позволяет для оценки простоты или сложности вариантов разрабатываемого аппарата применять величину энтропии системы.
Рассмотрим отмеченные виды сложности (простоты) на простых отношениях, когда структура R системы представляет собой совокупность бинарных отношений r1,..., r п.. В целях выработки методологического подхода к оценке простоты-сложности проектируемой системы представим эти отношения одним видом свойств. Проанализируем взаимоотношения между элементами системы по степени изученности, например, по следующим признакам: взаимосвязь элементов может быть установлена без проведения специальных работ, для установления взаимосвязи элементов необходимо провести экспериментальные работы. Отмеченные свойства отношений элементов системы при оценке альтернативных вариантов ее построения не могут быть точно указаны, однако их можно определить в вероятностном виде, используя метод экспертных оценок.
|
|
Структурная сложность системы может быть определена в виде
(11.2.)
здесь pi –вероятность наличия в системе i-го свойства отношений элементов, ее составляющих.
В отличие от формулы К. Э. Шеннона (8.1), где в теории информации основанием логарифма является число 2, в выражении (8.2) вычисляется натуральный логарифм вероятности pi.Такое представление меры сложности системы аналогично записи Н -теоремы Больцмана.
Проиллюстрируем вариант расчета сложности на примере двух возможных альтернатив на первом уровне декомпозиции: летательный аппарат, соответствующий полной его схеме, и неуправляемый реактивный снаряд. Допустим, что экспертный опрос показал следующие значения вероятностей i-го отношения: летательный аппарат, выполненный по полной схеме: p1 = 0,6; р2 = 0,1; р3 = 0,3; для снаряда: p1 = 0,5; р2 =0,1; р3 =0,4.
Тогда в соответствии с (8.2) получим следующие значения величины энтропии: для первого аппарата — = (0,6 ln 0,6 + + 0,1 ln 0,1 + 0,3 ln 0,3) = 0,896; для второго аппарата
= (0,5 ln 0,5 + 0,1 ln 0,1 + 0,4 ln 0,4) = 0,939.
Полученный результат говорит о том, что самолет – относительно простая система, а реактивный снаряд - более сложная.
Приведенный пример показывает, что первый аппарат, имеющий по сравнению со вторым систему наведения и управления, должен быть сложнее в разработке, однако необходимость проведения дополнительных экспериментальных работ при разработке второго аппарата (по экспертным оценкам) делает его более сложным. Необходимо сразу отметить, что предлагаемый метод оценки сложности разработки технических устройств не дает её абсолютное значение, а является лишь относительной мерой оценки альтернативных вариантов, он производит их ранжировку по критерию «сложность-простата».
|
|
Рассмотрим структурно-субстратную простоту (сложность) системы. Обозначив вероятность того, что отношение r1 реализуется на произвольной паре gf элементов m,через
меру неопределенности этого события запишем следующим образом
(11.3)
Значение энтропии для всех пар, на которых реализуется отношение ri, будет равно
(11.4)
Энтропия, которая определяет структурно-субстратную сложность системы, тогда запишется как:
(11.5.)
здесь l – количество возможных пар элементов множества m,pi- вероятность появления i-го свойства отношений в паре элементов множества т.
Данная мера сложности системы означает, что сложность будет зависеть не только от отношения r, но и от характера субстрата m.
Субстратно-структурная сложность (простота) системы является противоположностью ее структурно-субстратной сложности. Возьмем произвольный элемент mi множества т, составляющего систему. Этот элемент в определенной степени вероятности с другими элементами множества т в отношения r1…rR.. Обозначим через
Вероятность наличия i-ro отношения относительно элемента mj.Тогда
энтропия, приходящая на одно отношение ri и один элемент mj, может быть вычислена по формуле:
(11.6)
а полная энтропия, приходящая на элемент mj, получается суммированием по i-отношениям:
(11.7.)
Соответственно общая энтропия системы, соотносящая субстрат структуре (субстратно-структурная сложность), будет равна:
(11.8.)
здесь n — число элементов т.
Рассмотренные меры различных видов сложности (простоты) не всегда могут соответствовать друг другу, поэтому в каждом конкретном случае необходимо критически подходить к выбору оценки сложности (простоты) системы. Так, для оценки простоты летательного аппарата на этапе проектирования (первый уровень системного рассмотрения объекта) целесообразно рассматривать структурную простоту (сложность) как наиболее доступный и относительно неглубокий анализ проникновения в конструктивное построение сложного технического устройства. На последующих этапах разработки, когда производится дальнейшая детализация изделия, где возможен широкий спектр элементов построения объекта, наиболее существенными мерами простоты (сложности) должны быть бинарные: структурно-субстратная и субстратно-структурная.
При системном подходе к процессу проектирования летательных аппаратов по мере их большей детализации энтропия возрастает и в окончательном виде (отработанная конструкция аппарата с комплектом доработанной технической документации) достигает максимума.
С точки зрения феноменологической термодинамики для процесса проектирования справедливо также утверждение, что процесс, обратный необратимому, невозможен по определению: нельзя разработать сложное техническое устройство (выпустить рабочую документацию и изготовить опытный образец), отвечающее поставленным требованиям, без промежуточных этапов его создания. Однако с точки зрения статистической физики процесс, обратный в термодинамическом смысле, есть переход от наиболее вероятного состояния к менее вероятному, но возможны флуктуации, однако их вероятность мала. По Больцману, в системе с небольшим числом частиц вероятность флуктуации становится значительной, и они происходят довольно часто: достаточно простые технические устройства могут быть разработаны с минимальным количеством этапов, вплоть до одного (проектирование по прототипу).