Философские аспекты применения формальных методов в проектировании кибернетических систем (стр. 6 из 7)

Функциональные модели могут быть получены тремя способами[8].

• Прототип системы дается в виде блок-схемы.
• В виде последовательности инструкций. На блок-схеме может быть получена диаграмма протекания субстанции, а из нее – функциональная модель. Из последовательности инструкций сначала строятся диаграммы для различных групп инструкций, из которых затем складывается единая функциональная модель.
• Прототипа системы нет. Функциональная модель получается либо в виде аналогий, либо задача сводится к подсистемам, либо модель составляется с помощью модификации некоторых элементов доступной системы.
• Если же модель не может быть получена ни одним из указанных выше, то на этапе реализации функциональная модель представляется в виде поточной диаграммы. С помощью перестановки блоков из функциональной модели получается множество поточных диаграмм. Для реализации данных диаграмм, проектировщику необходим каталог элементов, из которого выбираются системные, имеющие близкие свойства к идеализированным элементам поточных диаграмм. В результате получается блок-схема, соответствующая техническим условиям технического задания.

Для создания системы недостаточно какого-либо единого описания, необходимо сочетание, например, блок-схемы, поточной диаграммы и функциональной модели. В процессе проектирования они постоянно корректируются за счет возвращения на предыдущие стадии. В результате получается целостное описание системы, составляющие которого, взаимно дополняют друг друга. При разделении системного проектирования в соответствии со структурой технической системы выделяются следующие этапы: макропроектирование (внешнее проектирование) и микропроектирование (внутреннее проектирование) и проектирование окружающей среды, которое связано с формулировкой целей системы.

Микроуровень включает в себя системное представление различных видов деятельности, входящих в процесс проектирования. На данном уровне анализа они дифференцируются по-разному, например:

• в зависимости от субъектов отдельных видов деятельности (бригады проектировщиков, институты или юридические лица и т. д.). В дальнейшем субъекты можно разделить в зависимости от их профессий - проектировщик, исследователи, менеджеры и т. д.;
• в зависимости от типа отдельных видов деятельности. Технология видов деятельности может быть сделана и детализирована различными способами в зависимости от характера процесса проектирования в целом. Например, если строится сетевой график строительной, инвестиционной и проектировочной деятельности разграничивают два вида деятельности: операционная (изыскательская, познавательная, проектировочная) и оценочная деятельность принятия решений (утверждение, оценка и т.п.). В данной модели выделяется второй тип деятельности.

Разделение субъектов и типов деятельности, участвующих в процессе проектирования, может повысить адекватность и семантическую культуру тех макромоделей, которые наиболее часто применяются на этом уровне.

Микроуровень анализирует отдельные виды деятельности, входящие в процесс проектирования. Для этого уровня важным является понятие "деятельность", а также различные возможности моделирования, входящего в процесс проектирования. Значит, возможности для моделирования различных типов деятельности представляются математическими и семантическими информационными теориями, развитыми в тесной связи с теориями принятия решений. Весьма прогрессивны средства анализа, которые базируются на экономических моделях. Они необходимы:

• для достижения планируемой цели на желаемом уровне, в желаемом количестве;
• для достижения этой цели с минимальными потерями, расходами, нужными ценами и тд.

Следующий уровень анализа – анализ информационных процессов. Связь между отдельными блоками деятельности может быть эффективной с помощью определенных лингвистических средств, выражающих соответствующие первоначальные или выведенные данные, цели и требования, связанные с рассматриваемой проблемой и т. д. Формы данных должны обеспечивать не только многоцелевое использование, но и преобразование данных из одной формы в другую (например цифровую, графическую и т. д.). В анализе информационных процессов в проектировочной деятельности проявляется тенденция, которая характеризуется как информационный взрыв. Если мы понимаем информацию как такое свойство данных, которое может приводить к снижению первоначального уровня энтропии, то это явление означает рост поля данных, из которых только некоторые способны к осуществлению информационной функции. Т. о. при проектировании происходит сложный процесс превращения данных в информацию, который включает в себя селекцию существенных данных и пропуск несущественных.

Фазы и операции системного проектирования.

Данный способ описания системного проектирования заключается в выделении в нем последовательности фаз, а в самих этих фазах – цепи действий, или обобщенных операций. Обычно системотехническая деятельность делится на следующие пять фаз:

• подготовка технического задания;
• изготовление;
• внедрение;
• эксплуатация;
• оценка.

Иногда добавляется фаза "ликвидация" из-за возможных экологических последствий этого процесса. На каждой фазе системотехнической деятельности выполняется одна и та же последовательность обобщенных операций: анализ проблемной ситуации, синтез решений, оценка и выбор альтернатив, моделирование, корректировка и реализация решения. Системотехническое проектирование как последовательность фаз, шагов и задач может быть представлено в виде следующей таблицы:

Фазы	Шаги	Задачи
Изучение осуществимости	1.Анализ потребностей	Получить множество пригодных решений проектной проблемы и проанализировать потребность, существующую в определенной сфере.
	2. Проектная проблема	Определить и сформулировать проектную проблему на основе информации первого шага.
	3. Синтез возможных решений	Из полученных в результате синтеза множества альтернативных решений выбрать потенциально пригодные решения проблемы и получить интегрированное целое.
	4. Физическая реализуемость	Определений физической реализуемости проблемы.
	5. Экономически рентабельные решения	Выбор из реализуемых решений экономически рентабельных
	6. Финансовая осуществимость	Сопоставление экономических решений с финансовыми ресурсами, получение множества пригодных как результата первой фазы.
Предварительное проектирование	1. Выбор из проектных идей	Определить из множества пригодных решений наиболее перспективное как предварительную идею проекта.
	2. Формулировка математических моделей	Сформулировать математические модели как прототипы проектировочной системы.
	3. Анализ чувствительности системы	С помощью экспериментирования определить критические проектные параметры, точные пределы чувствительности.
	4. Анализ совместимости	Корректировка точных проектных параметров с точки зрения приспособления друг к другу подсистем и компонентов, увеличения их совместимости для исключения "катастроф" в системе.
	5. Анализ стабильности	Исследовать поведение системы в необычных обстоятельствах, определить стабильные и нестабильные области в системе.
	6. Оптимизация проектного решения	Осуществить окончательный выбор наилучшего решения среди нескольких альтернатив.
	7. "Проекция в будущее"	Определить общее направление и тенденции технического развития с учетом технического прогресса, т.е. возможности добавки в будущем к системе новых компонентов
	8. Экспериментальная проверка идеи	Определить поведение системы в будущем.
	9. Экспериментальная проверка идеи	Определить физическую реализуемость системы.
	10. Упрощение проекта	Устранение ненужной сложности.
Детальное проектирование	1. Подготовка к проектированию	Обоснование бюджета и организация проектирования.
	2. Проектирование подсистем	Предварительное проектирование подсистем.
	3. Проектирование компонентов	Фиксирование результатов в предварительных планах.
	4. Детальное проектирование частей	Решение вопроса о физической реализации (определение формы, материала и т.д.) для получения сборочных чертежей, материальных прототипов.
	5. Подготовка сборочных чертежей	Корректировка чертежей подсистем, компонентов и частей.
	7. Программа проверки	Составление программы проверки продукта.
	8. Анализ проверочных данных	Анализ проверочных данных по результатам программы проверки.
	9.Усовершенствование системы	На основе анализа проверочных данных произвести обнаружение дефектов с целью усовершенствования системы.

Кооперация работ и специалистов в системотехнике

Системотехническое проектирование представляет собой комплексный вид деятельности, включающий большое число исполнителей и функций. Ее целью является организация всех работ и специалистов, привлеченных к этой разработке. Системотехническая группа может быть организована: