Алгоритм функционально-структурного подхода

Алгоритм сводится к последовательности операций:

1. Анализ систем - прототипов включает: выяснение основных и дополнительных функций; построение обобщенного дерева функций; выявление базовых структур; анализ принципов технической реализации.

2. Исследование дерева противоречий системы включает: анализ «узких мест» систем-прототипов; выявление ограничивающих факторов; выявление основного противоречия системы; построение дерева противоречий системы, анализ дерева противоречий системы.

3. Формирование концепций системы включает: влияние способов преодоления противоречий системы; поиск альтернатив технической реализации системы; разработку технического задания на систему; определение совокупности показателей качества системы.

4. Формирование дерева функций системы включает: определение множества основных и дополнительных функций; определение числа уровней декомпозиции и декомпозицию функций системы; выявление набора типовых операторов; отображение функций предыдущего уровня на множество операторов; трансформацию дерева функций.

5. Формирование функциональной структуры системы включает: анализ методов аппаратной и программной реализации; разработку алгоритмов функционирования системы; анализ связей операторами различных уровней; построение временных диаграмм активности операторов соответствующего уровня; определение загрузки ресурсов подсистемы; эквивалентные преобразования операторов; структур; выделение типовых функциональных подсистем.

6. Формирование морфологической структуры системы на основе конструктивных модулей включает: выбор технических средств для реализации системы; формирование таблиц соответствия функциональных модулей; формирование таблиц соответствия конструктивных модулей; обоснование разработки оригинальных технических средств; преобразование элементов (подсистем) функциональной структуры; покрытие функциональных подсистем конструктивным модулями; формирование конструктивных модулей высокого уровня; формирование альтернативных вариантов системы; анализ достоинств функционирования системы.

7. Оценка показателей качества и выбор окончательного варианта системы включает: выбор стратегии сравнительного анализа вариантов системы; выбор методики оценки показателей качества системы; анализ показателей качества системы; формирование Документации на систему. К этому необходимо добавить, что если полученные результаты неудовлетворительны, то необходим возврат к повторению этого алгоритма на новом витке развития (активного поиска).

Вдумчивый конструктор, читая данный алгоритм, обратит внимание не только на важность и ответственность постановки проблемы и ее поисковой формулировки, т.е. на работу, предшествующую использованию данного алгоритма, но и на этап формирования концепции системы как на коренной момент алгоритма. Из личного опыта автора хочется подчеркнуть следующее. В концепцию создаваемой системы желательно закладывать такие прогрессивные идеи, которые обеспечивали бы повышение ее эффективности в несколько раз, т.е. создать запас, резерв возможностей. Тогда при решении последующих вопросов низкого уровня можно «пожертвовать» несколькими процентами из этого резерва эффективности, чтобы быстрее и с меньшими затратами осуществить практическую доводку и внедрение системы.

Так вот, при формировании концепции системы на функциональном уровне надо заботиться о том, чтобы не потерять многообразные возможности структурной организации, т.е. здесь четко должны реализовываться черты функционально-структурного подхода (одна и та же функция может быть реализована различными структурами).

Алгоритм функционально-структурного подхода направлен на выявление (вскрытие) и преодоление противоречий разных уровней:

1. Основное противоречие системы связано с постановкой проблемы. Оно вскрывается на основе анализа систем-прототипов и потребности, составляет основу дерева противоречий системы и далее просматривается от этапа формирования системы до оценки конечного результата. Если основное противоречие преодолено, то и проблема решена. Но относиться к этому надо диалектически, помня о том, что преодоление одних противоречий порождает другие, т.е. при решении одних проблем возникают другие, и опытный исследователь должен их видеть, предусмотреть и оценить заранее. Одним из примеров такого рода в строительной механике может служить противоречие между используемой моделью (расчетной схемой) и реальной системой. Это противоречие - неисчерпаемый источник развития механики.

2. Противоречия структурного уровня проектирования (структурного синтеза системы) - это противоречие между функциональной полнотой и требованиями минимизации системы.

3. Требования минимальной структуры - это стремление к системе из минимального числа элементов органической номенклатуры. Здесь возникает новое противоречие, связанное с проблемами унификации и типизации элементов, на которые расчленяется система. Какие и сколько элементов целесообразно унифицировать, чтобы из них синтезировать систему. В этой задаче необходимо учесть многие требования и ограничения технологии изготовления конструктивных элементов, удобству их транспортирования и монтажа, надежности в процессе эксплуатации. Иными словами, мы всегда стремимся к тому, чтобы система была наиболее простой, но при этом наиболее полно удовлетворяла наши потребности.

4. Противоречия этапа логического проектирования связаны, с одной стороны, с непрерывным расширением функциональных возможностей системы (с эволюцией функций) и, с другой стороны, с числом элементов и количеством их типов, составляющих логическую структуру системы (с эволюцией технологии).

5. Основное противоречие этапа технического проектирования связано с функциональными возможностями разрабатываемых элементов и сложностью их структуры. Что выгоднее: синтезировать систему из большого числа простых элементов или небольшого числа сложных. Примером преодоления данного противоречия является разработка сборных сталежелезобетонных конструкций из унифицированных элементов для серии пролетов

6. Основные противоречия этапа конструктивно-технологического проектирования возникают между функциональными возможностями блоков (конструктивных модулей) системы и конструктивно-технологическими ограничениями их реализации.

При системном анализе объектов, процессов, явлений необходимо пройти (в указанном порядке) следующие этапы системного анализа:

1. Обнаружение проблемы (задачи).

2. Оценка актуальности проблемы.

3. Формулировка целей, их приоритетов и проблем исследования.

4. Определение и уточнение ресурсов исследования.

5. Выделение системы (из окружающей среды) с помощью ресурсов.

6. Описание подсистем (вскрытие их структуры), их целостности (связей), элементов (вскрытие структуры системы), анализ взаимосвязей подсистем.

7. Построение (описание, формализация) структуры системы.

8. Установление (описание, формализация) функций системы и ее подсистем.

9. Согласование целей системы с целями подсистем.

10. Анализ (испытание) целостности системы.

11. Анализ и оценка эмерджентности системы.

12. Испытание, верификация системы (системной модели), ее функционирования.

13. Анализ обратных связей в результате испытаний системы.

14. Уточнение, корректировка результатов предыдущих пунктов.

Рассматривая системный анализ как методологию не столько решения, сколько постановки проблем, выделим 11 этапов, следуя которым можно последовательно и системно анализировать конкретную проблему:

1. Формулировка основных целей и задач исследования.

2. Определение границ системы, отделение ее от внешней среды.

3. Составление списка элементов системы (подсистем, факторов, переменных и т.д.).

4. Выявление сути целостности системы.

5. Анализ взаимосвязей элементов системы.

6. Построение структуры системы.

7. Установление функций системы и ее подсистем.

8. Согласование целей системы и ее подсистем.

9. Уточнение границ системы и каждой подсистемы.

10. Анализ явлений эмерджентности.

11. Конструирование системной модели.

Шкалирование

Шкала – это средство фиксации результатов измерения свойств объектов путем упорядочивания их в определенную числовую систему, в которой отношение между отдельными результатами выражено в соответствующих числах. В процессе упорядочивания каждому элементу выборки ставится в соответствие определенный балл (шкальный индекс), устанавливающий положение наблюдаемого результата на шкале.

Шкалирование — это операция упорядочивания исходных эмпирических данных путем перевода их в шкальные оценки. Шкала дает возможность упорядочить наблюдаемые явления, при этом каждое из них получает количественную оценку (квантифицируется). Шкалирование помогает определить низшую и высшую ступени исследуемого явления.

Измерение — установление соответствия между множествами объектов и множеством «стандартных моделей объектов», которые и составляют измерительную шкалу. Термины «измерение» и «шкалирование» употребляются как синонимы. Измерения и шкалы являются инструментами формализации и обобщения эмпирических наблюдений.

Выделяют три основных атрибута измерительных шкал, наличие или отсутствие которых определяет принадлежность шкалы к той или иной категории:

1. упорядоченность данных означает, что один пункт шкалы, соответствующий измеряемому свойству, больше, меньше или равен другому пункту;

2. интервальность пунктов шкалы означает, что интервал между любой парой чисел, соответствующих измеряемым свойствам, больше, меньше или равен интервалу между другой парой чисел;

3. нулевая точка (или точка отсчета) означает, что набор чисел, соответствующих измеряемым свойствам, имеет точку отсчета, обозначаемую за ноль, что соответствует полному отсутствию измеряемого свойства.

Кроме того, выделяют следующие группы:

· неметрические или качественные шкалы, в которых отсутствуют единицы измерений (номинальная и порядковая шкалы);

· количественные или метрические (шкала интервалов, шкала отношений и абсолютная шкала).

Свойства шкал определяются отношениями, заданными на множестве стандартных моделей шкалируемых объектов. Определенным типам шкал (шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов, шкала отношений) соответствуют различные правила, ограничивающие возможные операции со стандартными моделями объектов, способы обработки результатов измерения и их интерпретации.

Обычно под шкалированием понимается определенный упорядоченный числовой ряд. Предлагая респонденту шкалу, просят выбрать число (балл), цифру на данной шкале, которая соответствовала бы его мнению относительно интенсивности протекания того или иного социального процесса, или определить свое отношение к чему-либо в системе баллов. Например, если респондент считает, что отношения в коллективе, где он трудится, очень хорошие, то он указывает максимальный балл, если отношения очень плохие, то выбирает минимальный.

По уровню измерения шкалы могут быть четырех типов: номинальные, порядковые, интервальные и пропорциональные. По методу составления шкалы делятся на составляемые методом суждения (Л. Терстон), суммарных оценок (Л. Ликерт) и анализа шкалограмм (Л. Гутман).

В принципе все или почти все альтернативные вопросы можно представить в виде шкалы, приписав каждой из них свой балл, или ранг, и тем самым упорядочить их по содержательному значению. Но в зависимости от содержания вопроса и характера снимаемой информации применяются различные типы шкал. Сущность каждого типа шкал (выделены три типа: номинальные, ранговые (порядковые) и интервальные) удачно показали В. Левашов и Г. Папоян на таком примере.

«На заре человеческой истории в качестве единственного источника измерения температуры выступало индивидуальное ощущение. Опираясь на субъективное ощущение большинства, можно было сделать лишь альтернативный вывод: тепло или холодно. Этот вывод безотносителен к конкретной величине температуры. Подобное измерение называется измерением по номинальной шкале. С развитием наблюдательности люди научились проводить измерение, соотнося объект с постоянными или строго периодически повторяющимися явлениями. Например, для измерения температуры таким явлением могло выступать агрегатное состояние воды в природе: лед - вода - пар. Здесь мы уже имеем упорядоченное (ранжированное) измерение: холодно - тепло - горячо, хотя цифровые величины пока что также отсутствуют. Данное измерение осуществлено по ранговой шкале».

5.11.1. Номинальная шкала (шкала наименований), которую правильнее было бы считать классификацией, а не измерением, делит все объекты на группы по какому-либо признаку (различию). Этим признакам присваиваются определенные числа (код), что создает удобства при дальнейшей обработке экспериментальных данных. Никакого количественного соотношения между объектами в номинальной шкале нет.

Каждый элемент шкалы существует как бы сам по себе, и в целом шкала не упорядочена. Единственное условие состоит в том, что все элементы должны иметь единое основание для выделения. По сути дела, как шкала она практически не употребляется, поскольку альтернативы в ней независимы друг от друга и респондент может выбрать любое количество предлагаемых ответов. Каждый элемент данной шкалы рассматривается и анализируется практически самостоятельно, вне связи с другими (рис. 5.1).

Здесь отсутствуют все главные атрибуты измерительных шкал, а именно упорядоченность, интервальность, нулевая точка.

Рис. 5.1. Номинальная шкала

Измерение будет состоять в том, чтобы, проведя эксперимент над объектом, определить принадлежность результата к тому или иному состоянию и записать это с помощью символа (набора символов), обозначающего данное состояние.

Здесь фиксируется только два отношения: «равно» и «не равно». Следовательно, допустимы любые преобразования, лишь бы в протоколе одинаковые объекты были поименованы одинаковыми символами (числами, буквами, словами), а разные объекты имели бы разные имена. Так фиксируются в протоколах такие характеристики, как собственные имена людей, их национальность, названия населенных пунктов и т.п.

Операции с числами для номинальной шкалы следующие.

1. Нахождение частот распределения по пунктам шкалы с помощью процентирования или в натуральных единицах. Нетрудно подсчитать численность каждой группы и отношение этой численности к общему ряду распределения (частоты).

2. Поиск средней тенденции по модальной частоте. Модальный (Мо) называют группу с наибольшей численностью. Эти две операции (1) и (2) уже дают представление о распределении социальных характеристик в количественных показателях. Его наглядность повышается отображением в диаграммах (рис. 6, где А — модальная группа). Во всех трех случаях за 100% принята общая численность обследованных. Диаграмма 6, а позволяет, однако, отразить распределения, в которых сумма процентов превышает 100, т. е. некоторые обследуемые могут попасть в несколько секций шкалы одновременно (например, совмещают различные виды деятельности).

3. Самым сильным способом количественного анализа является в данном случае установление взаимосвязи между рядами свойств, расположенных неупорядоченно.

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 15 16 171819 20 Следующая ⇒