Целостный метод – теория и практика - Марат Телемтаев

Для решения задач моделирования процессов эффективными являются имитирующие модели. Для этих моделей не ставится задача наибольшего соответствия структуры модели структуре моделируемого процесса. Основная задача – наиболее достоверное воспроизведение реакции моделируемого процесса на внешние, в том числе и на входные воздействия в виде изменений характеристик преобразуемого ресурса. Подбор совокупности операторов преобразования входной информации в выходную информацию производится с помощью статистических математических методов. Модель процесса структурируется в виде блоков в соответствии с достоверными представлениями о структуре моделируемого объекта. Каждый блок модели имитирует поведение определенной системы, являющейся подсистемой исследуемого моделируемого объекта. 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 производственных систем.

Процессы в производственных объектах часто моделируются с помощью «неформальных» графических моделей. Графические модели позволяют наглядно изобразить в виде схем, графиков, других простых и сложных графических конструкций частные и общие качественные и количественные характеристики моделей моделируемого объекта. Неформальные модели являются, как правило, этапом, предшествующим построению формальных математических, экономических и экономико-математических моделей моделируемого объекта.

Формальные математические модели производственных процессов 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 производственных процессов и систем могут быть стохастическими и детерминированными, т.е. учитывающими (в первом случае) и не учитывающими (в другом случае) случайный характер изменений характеристик производственных процессов и преобразуемых системой ресурсов. Для построения стохастических моделей процессов систем используют специальные методы моделирования[61].

Процессы и структуры моделируемого объекта можно описывать с использованием функционального, морфологического и информационного подходов.

Функциональный подход используется для описания процесса моделируемого объекта. Модель процесса моделируемого объекта представляется в виде совокупности функций, преобразующих поступающие ресурсы в конечный результат функционирования моделируемого объекта – знание, товар, услугу, проект, программу, политику и.т.п. Конечный результат и входные ресурсы объекта представляются в виде функций времени. В каждый данный момент времени состояние моделируемого объекта описывается совокупностью информации о характеристиках входных ресурсов и выходных результатов. Функциональная модель предсказывает изменения состояния процесса моделируемого объекта во времени. Морфологический подход предназначен для моделирования структуры моделируемого объекта, структур его частей. При этом выделяют элементы объекта и транспортно-складские связи между ними, предназначенные для обеспечения взаимодействий: информационные, энергетические, финансовые, социальные, материальные и др. Информационный подход позволяет создать модель преобразования информационного ресурса, как для любого элемента и для части моделируемого объекта, так и для преобразования, проводимого моделируемым объектом в целом. Информационный подход позволяет создать информационную модель моделируемого объекта, дающую интегральное описание системы, независимо от ее природы и природы преобразуемых ресурсов.

• Субъект деятельности как моделируемый объект. На всем протяжении жизненного цикла некоторого объекта деятельности его развитие и взаимоотношения с внешней средой – предмет деятельности субъекта деятельности. При этом субъект деятельности должен обеспечивать достижение цели деятельности данного объекта (как собственной, так и миссионерской). Во-первых, это достижение миссионерской цели производства в интересах внешней среды. И, во-вторых, как известно из предыдущего изложения, имеется и собственная цель выживания, сохранения и развития объекта. К модели субъекта деятельности, которая существенно видоизменяется в течение жизненного цикла объекта деятельности, с позиций системной технологии предъявляются определенные требования.

На начальных фазах концептуальной стадии создаваемого объекта субъект деятельности выполняет по отношению к нему аналитические и исследовательские функции. Эти функции связаны с анализом потребностей и возможностей внешней среды в создании данного объекта. Субъект деятельности может представлять собой аналитическую группу, исследовательский коллектив. На последующих фазах концептуальной стадии, если принято решение о создании данного объекта, субъект деятельности выполняет разработку проекта создаваемого объекта. Модель субъекта деятельности дополняется моделью проектного коллектива и группы управления проектом. Функции субъекта деятельности создаваемого объекта на этой стадии заключаются в согласовании проекта с представителями внешней среды по вопросам экологии, экономики, социологии и др., а также в составлении планов реализации проекта создаваемого объекта.

На стадии физической реализации проекта объекта деятельности задачи субъекта деятельности связаны с реализацией создаваемого объекта в пространстве и во времени (структура и процесс). Здесь исследовательские и проектные функции субъекта деятельности связаны только с необходимостью корректировки проекта по ходу реализации функционирующего объекта. На этой стадии нарастают функции управления объектом, в том числе управления развитием объекта. Появляются новые функции субъекта деятельности, связанные с подготовкой проекта нового объекта, который сменит рассматриваемый объект при его моральном устаревании и выводе из обращения.

На постфизической стадии функции субъекта деятельности по отношению к объекту сводятся к сохранению информации о нем на бумажных и компьютерных носителях и в форме образцов; субъект деятельности на данной стадии представляет собой архив, музей или банк данных.

Можно сказать, что модель субъекта деятельности содержит такие подсистемы, как «аналитик», «исследователь», «проектировщик», «эксперт», «лицензиар», «управляющий производством», «система развития», «контролер», «архивариус», которые переживают разные стадии своих жизненных циклов в соответствии с задачами, которые выполняет субъект деятельности по отношению к конкретному объекту деятельности.

• Проект — это наиболее полная модель некоторого моделируемого объекта, пригодная для физического осуществления идеи создания и развития данного объекта, и проектировщик — существенная часть модели субъекта деятельности моделируемого объекта, которая заслуживает отдельного рассмотрения. Функции проектировщика тесно связаны с инженерингом производства.

Проект системы является наиболее важным видом модели моделируемого объекта, так как именно с помощью проекта объект переходит от идеи его создания к физической реализации, а затем и к постфизической стадии. При проектировании систем различают: макропроектирование (внешнее проектирование) и микропроектирование (внутреннее проектирование).

Макропроект можно рассматривать, как совокупность трех комплексов моделей – комплекс моделей внешней среды, комплекс моделей триады «объект-субъект-результат» проектируемого объекта, комплекс моделей его процесса и структуры. Такая совокупность описывает роль проектируемой триады «объект-субъект-результат» для внешней среды и роль внешней среды для проектируемой триады «объект-субъект-результат». Модель внешней среды – важный компонент, оказывающий существенное влияние на формирование макромодели проектируемого объекта. С позиций системной технологии внешняя среда включает все системы, которые не контролируются системой-субъектом данной триады и всеми ее подсистемами («исследователь», «проектировщик» и т.д.). Микропроект можно рассматривать, как совокупность моделей проектируемой триады «объект-субъект-результат», а также ее подсистем, элементов, элементарных процессов, транспортно-складских взаимодействий между ними, описывающую роль элементов, элементарных процессов и взаимодействий для моделируемого объекта, а также, что не менее важно в смысле целостности объекта деятельности, роль моделируемого объекта для них.