Формирование модели цели системы

Выбор цели – первая, исключительно важная составляющая постановки задачи по выбору концепции системы. Цель, поставленная перед системой, непосредственно влияет на облик создаваемой системы, ее состав, структуру и характеристики.

Для терминов "цель, задача, эффективность, критерий, показатель эффективности" нет устоявшихся универсальных определений. Имеются только сложившиеся общие представления.

Цель системы – желаемый результат функционирования системы, ее назначение, определяемое заказчиком системы (основные решаемые задачи).

Цель определяется поставленной проблемой материального, экономического, социального, оборонного характера (повышение благосостояния, повышение эффективности производства, повышение обороноспособности …) – что надо сделать для снятия проблемы. Выбранная цель оценивается исходя из необходимых для ее достижения средств.

В общем случае цель указывает общее направление, в котором необходимо двигаться для достижения лучшего результата. При этом поставленная цель не должна быть противоречива. Цели «Сократить затраты и улучшить качество обслуживания» в общем случае могут быть противоречивы.

Модель цели – описание потребности в системе, назначения системы и требований к ней (на естественном языке).

Описание назначения состоит из трех составляющих:

- наименование действий системы, которые приводят к желаемому результату (например, наблюдение авиационными средствами, наблюдение Земли из космоса), характеристики действий (например, периодичность, время наблюдения);

- указание условий функционирования во внешней среде или объекта, на который воздействует система – объекта обслуживания (например, обнаружение пожаров, определение параметров атмосферы для решения какой-то задачи);

- указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие (поддержание структуры системы, срок эксплуатации, стоимость создания и эксплуатации).

Определение цели – сложный неформализуемый процесс, который требует проявления интуиции и творчества, выполнения качественного и количественного анализа возможных целей, корректировки, уточнения цели в процессе проектирования. Некоторые типовые работы, предшествующие определению целей: обзор проблемы, аналитические исследования подобных целей в других отраслях (например, при составлении какой либо программы развития региона, отрасли – проанализировать цели в подобных программах).

Описание цели формулируется в техническом задании (описание потребности в системе, назначения системы и требований к ней) в результате анализа политической и экономической обстановки, исследования целесообразных сфер и способов применения систем, возможностей реализации и затрат на создание системы, возможностей военного применения, стратегии и тактики применения.

Итеративный процесс формирования цели заканчивается одновременно с окончанием синтеза системы, и сущность его может быть охарактеризована термином «синтез цели системы».

Основные положения синтеза цели (неформализуемые, на интуитивном уровне).

Необходимо найти правильное соотношение между всеобъемлющей и узкой целью. Всеобъемлющая цель не даст возможности четко сформулировать задание на разработку, узкая цель не даст возможности четко определить характеристики системы.

Всеобъемлющая цель – создать систему наблюдения Земли, узкая цель – создать систему наблюдения Земли с какой-то одной выбранной характеристикой (например, оперативностью доставки данных - нет возможности определить остальные характеристики – аппаратуру, высоту орбиты…).

Всеобъемлющая цель – создать самолет, узкая цель – создать самолет с самой большой дальностью полета (нет возможности определить остальные характеристики – грузоподъемность…).

Цель нельзя заменять средствами выполнения цели.

Строительство больницы – не цель улучшения медицинского обслуживания населения района, а средство. Возможно, улучшение медицинского обслуживания можно достичь другими, более эффективными средствами, чем строительство больницы.

Смешение целей.

Операция прошла успешно, но пациент умер. Внешне красивое здание может быть непригодно для использования из-за внутренней планировки.

Смешение целей могут быть причинами экологических бедствий (Байкал, поворот рек).

Изменение цели со временем.

Изменение цели со временем может происходить не только по форме, в силу все большей конкретизации действительных целей, но и по содержанию – вследствие изменения объективных условий и/или субъективных установок, влияющих на выбор цели. Сроки старения целей различны и зависят от многих причин. Цели более высоких уровней долговечнее. В социальных системах сроки достижения целей высших уровней часто формулируются как интересы будущих поколений, сроки целей нижних уровней связаны с действиями ближайшего будущего.

Иерархия целей соответствует иерархической структуре системы. Благодаря согласованности и взаимной подчиненности своих целей, все подсистемы работают целенаправленно для достижения общей цели системы. Однако это не простое сложение целей – реализация каждой из подцелей приводит в целом к достижению качественно новой цели высшего уровня (интегративное свойство системы). Каждая цель характеризуется критерием эффективности.

Графическое представление целей – дерево целей. Нижний уровень – возможность представления цели в численном виде.

Цели нижнего уровня представляют собой неизбыточный набор, конкретизирующий исходную общую цель. Более мелкое деление может привести к потере набора целей свойства неизбыточности, поскольку влияние каждой мелкой цели на общую цель может оказаться пренебрежительно малым.

Схема формирования цели как составной части синтеза системы:  составление сценариев функционирования системы,  построение дерева целей,  выявление взаимосвязей между целями и задачами одного уровня и разных уровней.

На основании целей системы формируются требования и ограничения к характеристикам системы.

Предварительные требования и ограничения к системе подвергаются детальному анализу: с учетом стоимости, с учетом скрытых факторов. Например, может предусматриваться использование компонентов системы, которые выпускаются или будут разработаны внутри страны, даже если в других странах такие компоненты дешевле. В этом случае приходится тратить больше средств вследствие политического ограничения (использование проекта для развития национальной экономики). Эти требования и ограничения уточняются и детализируются по мере расширения наших представлений о системе в ходе проектирования.

Среди требований выделяются основные, "ведущие требования", в наибольшей степени определяющие эффективность системы. Это функциональные и эксплуатационные требования, условия и ограничения.

Функциональные требования – это требования к результатам выполнения целевых операций, определяющих эффективность системы, и требования, обусловленные характеристиками объектов, на которые направлены действия системы (объектов обслуживания).

Эксплуатационные требования – это требования к операциям, обусловленные характеристиками объектов обслуживания, и требования к технической готовности системы (требования к операциям по поддержанию структуры системы – требования к безотказной работе компонентов системы, требования к восстановлению или замене отказавших компонентов системы).

Требования, обусловленные особыми условиями и ограничениями: требования к сроку службы системы, к стоимости создания и эксплуатации, ограничения по основным факторам внешней среды (в том числе политических, социальных).

Под сроком службы понимается календарное время эксплуатации до наступления предельного состояния системы, обусловленное моральным (моральное устаревание), техническим (невосстанавливаемость), экономическим (затраты на ремонт) факторами. Срок службы зависит от затрат на создание системы.

В структуре системы учитываются только основные элементы, критичные при определении соответствия системы поставленным целям и при оценке эффективности системы.

Задача выбора оптимального облика системы решается при декомпозиции ее на две задачи: структурную и параметрическую оптимизации (синтез и анализ системы).