Этап I. Выявление функции системы

Определение функции системы — это первый, наиболее трудный и важный момент системного анализа. Без четкого и ясного определения функции невозможны построение (синтез), анализ и «улучшение» рассматриваемого объекта системного анализа.

При определении функции необходимо помнить, что любая рассматриваемая система всегда является частью системы более высокого уровня. Поэтому ее функция должна соответствовать целям системы более высокого уровня. Цели хозяйственной системы определяют причины существования функций составляющих ее подсистем.

Проблема выявления целей хозяйственных систем усложняется еще и тем обстоятельством, что системы этого типа обладают способностью формировать и изменять цели в процессе своего функционирования и приспособления к среде.

Выявление функции системы — сложный, творческий процесс. Этот процесс включает в себя пять основных шагов:

• 1) выбор объекта системного анализа;
• 2) построение иерархии функций;
• 3) выбор функции;
• 4) выявление минимального числа ограничений;
• 5) выделение функциональных компонент.

Шаг 1. Выбор объекта системного анализа. Системное выделение объекта исследования осуществляется на основе дескриптивного определения хозяйственной системы. Поэтому существующие структурные организационные границы необязательно будут учитываться. Более того, в реальной действительности выбранный объект может и не существовать как целое. Это может быть сочетание каких-то частей различных существующих объектов или соединение объектов, никак не связанных в принятой организационной структуре. Например, в качестве объекта системного анализа может рассматриваться транспортное обслуживание населения конкретного городского района, организация движения в часы пик, дни отдыха и т. д. При системном исследовании выделение такого объекта непосредственно не связывается с существующим организационным разделением городского транспорта по отдельным управлениям, ведомствам, предприятиям.

Основными методами, применяемыми на этом шаге системной процедуры, являются методы неформальных дискуссий, деловые игры, формальные процедуры выбора.

Рассмотрим применение процедуры системного анализа на примере комбината хлебопродуктов (КХП). В работе предприятия наметилась проблема — снижение качества выпускаемых комбикормов. В связи с этим в качестве объекта системного анализа выберем выпуск комбикормов на КХП.

Шаг 2. Построение иерархии функций. Объект, выбранный на первом шаге, рассматривается как система и, следовательно, для него должна быть выявлена функция.

Для любого объекта исследования существует множество возможных вариантов формулировок функций. Все они должны быть выявлены и соответствующим образом зафиксированы. Отметим, что большинство моделей функций являются описательными. Например, «загрузить машины», «перевезти пассажиров» и т. д.

Список возможных функций можно получить, формулируя ответы на вопросы типа: «Чему служит данная система?», «Каково ее назначение?», «Какую конкретную цель выполняет эта система?» и т. п.

Все выявленные формулировки функции обсуждаются. В процессе обсуждения могут появиться новые возможные варианты.

Рассматриваемая система всегда является частью большей системы, которая, как любая система, имеет свою функцию. В свою очередь, эта большая система есть часть системы более высокого уровня с соответствующей ей функцией. Следовательно, можно построить и исследовать иерархию функций. Такой процесс носит название «расширение функции системы».

Для обеспечения этой процедуры должны быть использованы следующие методические рекомендации:

• • процесс расширения функции начинается с определения функции системы, выбранной на шаге 1. Формулируется наиболее непосредственная, необходимая, несократимая функция этой системы. При этом может быть получен целый список возможных функций. Каждая возможная формулировка начальной функции должна быть подвергнута двусторонней проверке: нужно, во-первых, проверить является ли она минимально возможной для обоснования функционирования данного объекта, не затрагивает ли она другие объекты; во-вторых, установить, что выбранная функция не принадлежит объекту меньшего уровня;
• • процесс расширения функции должен быть постепенным. Небольшие последовательные расширения функции представляют большую возможность выбора уровня функции более высокого, чем первоначально выбранный;
• • в процессе расширения функции следует иметь в виду, что каждая из последующих формулировок функции должна обязательно описывать систему, которая была выбрана на шаге 1. Нельзя допускать, чтобы формулировка функции переключалась на параллельную систему;
• • большие и сложные системы, как правило, характеризуются многозначными функциями. Если такая система выбирается в качестве первоначального объекта исследования на шаге 1, то за исходную в процессе расширения функции принимается доминирующая функция выбранного объекта. Другие функции могут быть учтены как возможные ограничения;
• • формулировка функции не должна, по возможности, накладывать никаких ограничений на любые другие системные характеристики или уточнять их измерения;
• • в формулировке функции не должны быть указаны какие-либо условия, обеспечивающие ее реализацию. Следует избегать псевдоцелевых формулировок функции системы, таких как «получить прибыль», «минимизировать расходы», «сократить время». Такие формулировки не могут выступать как цель, ради которой построена система. Они могут лишь выступать частью динамического измерения или измерения состояния функции. Проектирование системы для достижения таких целей без определения функции невозможно. Формулировка функции не должна уточнять какие-либо другие ее измерения;
• • расширение функции не должно быть связано лишь с имеющимся или запланированным порядком деятельности или с принятой последовательностью операций. Каждое расширение функции должно всегда отражать конкретную цель системы, в то время как некоторые операции в существующих организациях могут существовать лишь в силу сложившихся традиций, а не действительных потребностей.

Расширение функции необходимо осуществлять для любого объекта исследования, независимо от его типа и размера. Построение иерархии функций помогает оценить перспективы развития исследуемой системы как части более общей системы.

Это помогает выявить наиболее подходящую функцию системы и позволяет проследить взаимосвязь деятельности проектируемого объекта с целями и работой более общей системы. Расширение функции и выбор уровня функции помогает определить, есть ли вообще необходимость в той или иной системе. Предположение о том, что цель существования исследуемой системы известна, не должно приниматься безоговорочно. Этот вопрос требует всестороннего исследования и обоснования с учетом того, что конкретно хотят получить в результате функционирования системы.

Основными методами получения списка возможных формулировок функции являются методы экспертных оценок (метод Дельфи и др.) и методы неформальных дискуссий. Для выявления функций больших и сложных систем может быть полезным использование методики «дерева целей». Существует специальная игровая процедура выявления функции объекта (деловая игра «САФО», см. прил. 2).

Приведем возможные функции для системы «Выпуск комбикормов на КХП»:

• • обеспечить сельскохозяйственные предприятия региона качественными комбикормами;
• • обеспечить кормовую базу региона;
• • обеспечить независимость региона в комбикормах;
• • стать эталоном кормопроизводства в отрасли.

Шаг 3. Выбор функции на возможно более высоком уровне. Необходимо стремиться к выбору функции на как можно более высоком уровне, так как это сокращает число ограничений, накладываемых на систему, и позволяет получить дополнительный эффект от возможности перераспределения ресурсов в системе. Так, увеличение расходов какой-либо подсистемы может дать большую экономию для системы в целом.

Можно указать ряд критериев, наиболее часто используемых для выбора уровня функции:

• • материальные и финансовые затраты системы, функция которой рассматривается;
• • временные затраты. Проектирование и внедрение системы с более высоким уровнем функции требует более длительного периода разработки;
• • опыт и интуиция руководящего персонала могут быть существенным основанием для принятия уровня функции, наиболее соответствующего возможностям и потребностям данной организации;
• • организационные факторы. Проектирование и внедрение системы с высоким уровнем функции может встретить затруднения, если она затрагивает организационные звенья, изменения которых по каким-либо причинам невозможно или нежелательно.

Можно перечислить еще целый ряд наиболее часто употребляемых критериев: наличие ресурсов, факторы внешнего контроля, связь с другими проектами, возможность реализации, возможность использовать имеющиеся мощности и персонал и т. д.

Список (перечень) возможных критериев может быть составлен методами экспертных оценок и неформальных дискуссий.

Каждый уровень функции может быть оценен по всем выбранным критериям. Для каждого критерия имеется свой наиболее предпочтительный уровень функции. Однако, как правило, процесс выбора требует одновременно учета нескольких, часто противоречивых, критериев. Это требует использования специально разработанных процедур. Кроме того, на этом шаге системного исследования могут быть полезны методы теории распознавания образов.

В качестве окончательной функции системы «Выпуск комбикормов на КХП» выберем следующую формулировку: «Стать эталоном кормопроизводства в отрасли».

Шаг 4. Выявление минимального числа ограничений. На этом шаге необходимо выявить все ограничения, которые закладываются системой более высокого уровня на реализацию функции, выбранной на шаге 3. Такие ограничения всегда существуют, так как, вне зависимости от выбранного уровня функции, система, реализующая ее, является частью системы более высокого уровня.

Непосредственной целью данного шага системной процедуры является составление полного списка ограничений и их тщательный анализ, с тем чтобы отбросить менее существенные, не являющиеся «жизненно необходимыми», и тем самым расширить пространство поиска решений.

Процедура расширения функции на шаге 2 этого этапа и выбор функции на возможно более высоком уровне направлены непосредственно на эту задачу: чем выше уровень функции, тем меньше вероятность того, что внешние по отношению к системе факторы будут оказывать влияние на поиск решения.

Ограничения должны быть выявлены по всем системным характеристикам — входу, выходу, последовательности, оснащению, катализатору и субъективному фактору. При этом на какую-либо системную характеристику может накладываться несколько ограничений по одному или нескольким измерениям. Некоторые системные характеристики могут не иметь ограничений.

Ограничения могут быть связаны между собой. Так, ограничение на вход может привести к ограничению на выход.

Итак, для выполнения этого шага необходимо:

• • выявить все ограничения по всем системным характеристикам;
• • рассмотреть возможность снятия ограничений или их «ослабления»;
• • для каждого ограничения выявить его регулярность, т. е. частоту, повторяемость в соответствующих единицах.

Основные методы, применяемые на этом шаге, фактически совпадают с методами, рекомендуемыми для первых шагов этого этапа.

Основные ограничения на реализацию функции системы «Выпуск комбикормов на КХП» связаны с его расположением в северном регионе. В связи с этим наблюдаются более высокие расходы на транспортировку сырья, тепло, электроэнергию, заработную плату. В условиях перепроизводства в отрасли комбинат проигрывает в ценовой конкуренции с предприятиями из южных регионов. Это затрудняет процесс аккумуляции денежных средств на модернизацию и техническое перевооружение комбикормового завода.

Шаг 5. Выделение функциональных компонент. Цель данного шага состоит в том, чтобы выявить относительно независимые компоненты. Полная независимость таких компонент невозможна — в противном случае система перестает существовать как целое.

Выделение функциональных компонент производится в больших сложных системах для упрощения системного исследования и возможности проводить работу параллельно несколькими группами.

Выделение и анализ функциональных компонент проводится с учетом функции всей системы. Каждая функциональная компонента рассматривается как система и может быть полностью описана с помощью конструктивного определения системы. Проектирование каждой функциональной компоненты производится в соответствии со всей предлагаемой здесь процедурой системного анализа. Оно должно начинаться с выявления функции выделенной функциональной компоненты на возможно более высоком уровне (см. шаги 2 и 3). Расширение функции выбранной компоненты позволит проверить правильность выбора функции всей системы.

Обычно выделяются функциональные подсистемы. Так, при создании автоматизированных систем управления рассматриваются такие подсистемы, как подсистема бухгалтерского учета, подсистема оперативного планирования, долгосрочного планирования, материально-технического снабжения и т. д. Эти подсистемы выделяются в соответствии с такими функциями управления, как планирование, учет, контроль и т. д.

При системном анализе выделение функциональных компонент существенным образом связано с типом соотношения входов и выходов системы. В системах с одним основным входом и одним основным выходом выделяется обычно некоторая система последовательных функциональных компонент. Если имеет место разветвление входов, при котором возникает необходимость параллельной обработки каждой из полученных таким образом составляющих, то обычно выделяется система параллельных функциональных компонент. Если имеет место многозначный выход при единственном основном элементе входа, то возможно выделение как последовательных, так и параллельных функциональных компонент. Отметим, что при разделении на последовательные функциональные компоненты дополнительно требуется предварительное определение и согласование элементов входа и выхода, связанных между собой компонент.

Основные методы, применяемые на данном шаге анализа: группа методов и процедур, связанных с построением «дерева целей», математическое программирование (методы разложения), методы моделирования (модели сопряжения элементов в многоуровневых иерархических системах), теория графов.

Основным результатом первого этапа процедуры системного анализа является выявление функции, которая должна, быть реализована, и установление граничных условий реализации функции. Тем самым устанавливается пространство решений, в пределах которого проектируется та или иная система. Кроме того, на данном этапе должна быть получена предварительная оценка затрат основных ресурсов, так как этот вопрос является существенным при выборе уровня функции.

В системе «Выпуск комбикормов на КХП» можно выделить следующие функциональные компоненты: закупка сырья, материально-техническое снабжение, работа с персоналом, финансы, производство, общее управление (планирование, организация, контроль, мотивация), сбыт. Анализ данных сфер деятельности показал, что работа в них осуществляется на высоком уровне. Проблема снижения качества выпускаемых комбикормов вызвана и усугубляется такими факторами, как невыгодное расположение предприятия и низкая платежеспособность сельскохозяйственных предприятий.