« Системология и теория организации»

1. «Системология и теория организации» Лекция 1 «Понятие цели и процесса целеполагания»

2. Определение цели • Целью будем называть непустое множество желательных событий в будущем: C≡{S1(t1), …, Si(ti), …, Sn(tn) }, где • C – цель, • Si – i-ое желательное событие в будущем, • ti – момент времени в будущем. Событие можно относить не только к моменту, но и к интервалу времени в будущем [tiн÷tiк].

3. Обязательные требования системологии к формулировке цели • События Si должны быть наблюдаемыми, т.е. предполагаемые средства наблюдения должны давать однозначный ответ на вопрос: «Произошло событие или нет»; • События Si (i=1, … , n) должны быть или физически непротиворечивы или для противоречивых событий должно быть указано условие компромисса; • Реализуемость (С – декларация, Р – программа действия от t0 → ti). Проверку целей на соответствие указанным условиям будем называть оценкой конструктивности целей. • Проверку целей на соответствие указанным условиям будем называть оценкой конструктивности целей.

4. Пример формулировки цели Неправильная формулировка: • Неправильная декларация: «Создать самую мощную газовую турбину (S1) с минимальным весом (S2) за 3 года». Здесь: • S1 – ненаблюдаемое событие (самую мощную среди каких?) • S1 и S2 – противоречивы (увеличение мощности связано с увеличением веса) и никаких условий компромисса между S1 и S2 не дано. Правильная формулировка: • «Создать самую мощную из отечественных газовых турбин (S1) с весом, не превышающим 500 кг (S2)».

5. Объективная и субъективная стороны в целеполагании • Ключевое слово в определении цели – желательность события относит это понятие к категории субъективных понятий. • Принятые цели могут быть индивидуальными, корпоративными или общественными. • В процессе формулировки целей и оценке их конструктивности нельзя смешивать общепринятое с объективным. • В системологиицелеполагание строится на анализе объективных ситуаций, тем не менее, одни и те же объективные ситуации могут приводить различных субъектов к разным целям. • Решение задач целеполагания является одним из самых сложных и ответственных видов интеллектуальной деятельности. Такие группы целей как созидательные, состязательные, разрушительные сопутствуют всей истории человечества.

6. «Системология и теория организации» Лекция 2 «Развернутый пример целеполагания»

7. Анализ проблемной ситуации • Университет М возник и существует как университет, готовящий научные и инженерные кадры в ядерной науке и технике. Главное в его концепции обучения – научное образование, т.е. информационные источники для обучения не вторичные источники (учебники уже написанные), учебное оборудование (уже сделанное), учебные программы (уже разработанные). О таких университетах сейчас говорят: инновационный университет, т.е. сам разрабатывает новые программы обучения по новым специальностям и специализациям, учебную базу, учебно-методическую литературу.

8. Инновационный академический процесс (цикл) • Новые научные знания, полученные в фундаментальных исследованиях с некоторым сдвигом во времени идут в учебный процесс, • Студенты старших курсов и аспиранты университета непосредственно вовлекаются в процесс получения новых научных знаний, • Именно благодаря такой организации учебного процесса и достигается подготовка высококвалифицированных специалистов для научных организаций, имеющих очень высокую ценность для общества.

9. В чём же проблема университета М? • Проблема состоит в том, что в стране нахождения университета резко сократились государственные ассигнования на проведение научных (фундаментальных) исследований, нарушилась проектная организация таких исследований. В обществе начали распространяться некомпетентные суждения о практической бесполезности этого вида деятельности. • Проблема в том, что перед университетом М возникла опасность деградации.

10. Итог анализа проблемной ситуации (декларация цели) • В сложившейся ситуации у университета М остаётся единственный путь избежать деградации: обеспечить участие университета М в международных проектах фундаментальных исследований.

11. Декомпозиция цели на события • Конкретизируем эту декларацию на конкретные события: S1, S2,S3, S4 – состояния к которым должен прийти университет М в некоторые моменты ti в будущем. • С ≡ {S1(ti), S2(ti), S3(ti), S4(ti)}, где • S1 – полный тематический спектр по академическим структурам М (кафедры, институты, факультеты); • S2 – решение центральных задач в проектах; • S3 – выдача заказчику законченных, готовых к использованию результатов (программ моделирования и управления, экспериментальные установки, приборы, теоретически обоснованное предложения); • S4 –привлечение не менее студентов старших курсов и аспирантов к выполнению международных проектов.

12. Оценка декларации цели С по основным требованиям системологии • Наблюдаемость событий/состояний (S1, S2, …) • Непротиворечивость событий (S1, S2, …) • Реализуемость цели С

13. Наблюдаемость событий/состояний (S1, S2, …) • Последовательный анализ Si специалистом приводит к заключению о наблюдаемости и однозначным заключениям о наступлении Si. Более того, для каждого Si можно ввести меру и говорить о том, в какой мере мы достигли подцель Si. Непротиворечивость событий (S1, S2, …) • Для ответа на этот вопрос необходимо провести структуризацию процессов университета М, при этом выделим только основные процессы, которые связаны с достижением поставленных подцелей/событий, с результатами работы университета М во внешнем мире.

14. Академический инновационный цикл университета

16. «Системология и теория организации» Лекция 3 «Системная методология»

17. Определение системного подхода • Системный подход к описанию внешнего мира это целесообразное описание внешнего мира в категориях: объекты, отношения, системы, состояния и их изменение во времени, управление, организация. • Важно отметить, что системный подход применим как к реальному миру, так и к виртуальному (воображаемому). Именно поэтому системное описание позволяет практически решать как аналитические (исследовательские) задачи, так и созидательные (проектные). Первый класс задач называется «системным анализом», второй – «системным проектированием».

18. Анализ общих свойств внешнего мира • Вложенные пространства обитания

19. Биосфера • Биосфера – область существования живой природы, включая всё множество живых объектов. Все живые объекты обладают следующими свойствами: • способностью к собственному воспроизводству; • существование имеет циклический характер (жизненный цикл); • на жизненном цикле осуществляется обмен веществ и энергией с внешней средой. • Живые организмы имеют механизмы движения в пространстве как под действием внешних, так и под действием внутренних сил.

20. Движение • Движение под действием внутренних сил имеет избирательный (по направлению и скорости) характер. • Механизм и процесс выбора направлений и скорости движения называется «управлением», а управляемое движение – «целесообразным поведением»U(C). • Типичные цели: поиск пищи, поиск парной особи, поиск безопасного места обитания, устройство жилища и т.д.. • Биология объясняет как и почему живые организмы образуют различные похожие подмножества (пара, семья, стадо (стая), …, вид), имеющие общие групповые (коллективные) цели и, соответственно, «коллективное целесообразное поведение».

21. Организация • Организация это коллектив, имеющий общие цели С0 и управление U(C0). Причём С0 не обязательно полностью совпадает с целями участников Сi (членов организации).

22. Социум • Социум это мир людей. Поэтому все характеристики живой природы, очевидно, относятся и к человеку и к человечеству. • Существенно новой характеристикой социума является наличие в нём специальных организаций для выполнения следующих функций (регулярных целей): • накопление и упорядочивание знаний о внешнем мире (наука); • передача существенных знаний новым поколениям (образование); • использование совокупных знаний (сознания) для создания искусственных целесообразных объектов (созидание).

23. Цивилизация • Цивилизация – искусственный мир, результат созидательной деятельности социума, его специальных организаций. • Фактически, человечество уже давно обитает в искусственном мире. Общая тенденция состоит в том, что цивилизация занимает всё большее пространство биосферы и заметно меняет её состояние. Это обстоятельство с середины 20 века стало одной из главных проблем дальнейшего развития цивилизации.

24. Свойства искусственных объектов • Для системологии и, в частности, для теории организации важнейшие свойства искусственных объектов состоят в следующем: • живые и неживые искусственные объекты в равной степени соотносятся с понятием цели; • существование искусственных объектов, в том числе и неживых, имеет циклический характер (жизненный цикл); • порождение искусственных объектов и реализация их жизненных циклов осуществляется специально созданными организациями, будем их называть производственными.

25. «Системология и теория организации» Лекция 4 «Реальные и виртуальные объекты»

26. Реальные и виртуальные объекты • Искусственные физические (реальные) объекты рождаются из виртуальных. • Целесообразное преобразование виртуального объекта в реальный или одного реального объекта в другой реальный объект, или одного виртуального объекта в другой виртуальный объект называется технологией. • Технологии реализуются: отдельным образованным человеком (производителем), производственной организацией или специальным искусственным объектом (автоматом, роботом).

27. Примеры, поясняющие понятие технологии Примеры к определению «технологии», где Ов – объект виртуальный; Ор – объект реальный; технология – процесс преобразования О.

28. Событие и состояние • Изменения во внешнем мире описываются понятиями «событие» и «состояние». При наблюдении изменения во времени события относят к моменту времени, а состояния к отрезку времени. • Среди всех видов движения в природе особый интерес представляют те, в которых наблюдаемые события или состояния или то и другое периодически повторяются, т.е. циклические процессы. Такие процессы с регулярным периодом используются, в частности, для введения меры времени.

29. Структура полного наблюдения за объектом В терминах события и состояния полное наблюдение за объектом имеет следующую структуру: • S1(t1), событие – появление объекта; • S(t), состояние – существование объекта; • S2(t2), событие – исчезновение объекта, причем t2 > t1; t1 < t < t2. Существование объекта на t называется жизненным циклом, а ΔT= t2 – t1 называется периодом жизненного цикла или временем жизни.

30. Жизненный цикл объектов биосферыи искусственных объектов

31. Обсуждение итогов системной методологии • Множество реальных объектов мы преобразовали в виртуальный (информационный) объект «жизненный цикл». • Содержатся ли в модели какие либо новые естественно-научные знания? – Нет, не содержатся. Известные положения биологии мы привели к общему компактному виду, построили модель объекта.

32. Обсуждение итогов системной методологии • Но мы не собираемся быть биологами. Зачем это нужно? Какова цель? – Дальше мы будем изучать организации и механизмы управления коллективным поведением людей. А пока мы привели пример модели, в которой отражаются некоторые свойства всех живых объектов, в том числе и человека. • Тогда давайте сразу говорить о людях, зачем эти обобщения? – Мы именно этим и займёмся в дальнейшем и всякую пошаговую конкретизацию моделей будем называть процессом спецификации. Однако, при этом будем следить за тем, чтобы специфицированные модели и цели не противоречили общей модели при системном проектировании. Например, так же как это делает конструктор, следящий за тем, чтобы динамическая модель не противоречила закону сохранения энергии.

33. Обсуждение итогов системной методологии • Но если человек (люди) нас будет интересовать как производитель, почему мы не ввели в модель таких характеристик, как, например, специальность, уровень квалификации, обучаемость и т.д.? – Только потому, что пока не ставили перед собой такой цели. Мы хотели описать только отношение состояний человека ко времени и выделить в жизненном цикле фундаментальные события. • А что следует из похожести левой и правой моделей на Рис. 6? – Следует новое знание о том, что жизненные циклы и человека и результатов его труда имеют одинаковую структуру и одинаковые фундаментальные события. Изучив этот рисунок, мы в дальнейшем будем часто иметь ввиду, что обеспечение надёжности и безопасности является фундаментальным свойством любой организации и важнейшей целью поведения.

34. Системный подход • Системный подход – это, прежде всего целевой подход, а не комплексный, как это часто интерпретируется. Стремление отразить в модели как можно больше наблюдаемых свойств объекта, несущественных с точки зрения цели, приводит к усложнению модели и непригодности для дальнейшего решения задач анализа или синтеза.

35. «Системология и теория организации» Лекция 5 «Модели объектов»

36. Определение объекта Объект – выделенная наблюдателем часть внешнего мира Выделение осуществляется путем: • Присвоения имени в каком-либо языке; • Определения множества характеристик (признаков) поименованного объекта; • Определения множества значений каждой из характеристик; • Определения множества параметров, от которых зависят значения характеристик и описание этой зависимости; • Указания диапазона изменения значений всех переменных величин. Целевое описание объекта связано с выбором его характеристик, а его связь с внешним миром – с выбором параметров.

37. Определение параметра Объект: лес Параметр – (paramethron – отмеривающий, греч.) переменная величина, имеющая объективную меру. На множестве значений параметров задаются значения характеристик. Примеры параметров: время, пространство, группа Параметр: дерево N

38. Состояние и поведение объекта Состояние объекта – выделенные подмножества значений его характеристик Поведение объекта – изменение его состояний во времени сравнение состояний дает сравнительную характеристику объекта

39. Средства и правила описания объектов • Естественный язык • Мнемонический язык • Стандартизованный язык • Табличный язык: человек – человек, человек – автомат, автомат – автомат человек-человек

40. Табличное описание объекта ОА Имеющего m характеристик, заданных на n параметрах и f состояний. Маска состояния – строка С. Окно состояния в характеристике – элемент строки С

41. Требования к моделям объектов • Измеримые данные (должны быть указаны шкалы, единицы и диапазоны измерений); • Шаг изменения параметров не меньше шага независимых изменений параметра при описании значений характеристик; • Все данные интерпретируемы однозначно.

42. «Системология и теория организации» Лекция 6 «Пример табличного описания объекта»

43. Пример кодификатора данных

44. Табличное описание объекта «Лес» как источника товарной древесины

45. Классификация данных, описывающих объект • Данные детерминированы объект и его поведение называются также детерминированными • Данные случайные (стохастические), необходимо добавление распределения вероятностей объект и его поведение называются стохастическими • О данных нет никакой информации («неопределенный объект») необходим переход от абстрактного описания к предметному системному исследованию (информационный поиск, опрос экспертов, научные исследования)

46. Табличная форма описания объектов • Как мы видели на сильно упрощённых примерах системологическое описание объектов, особенно в табличной форме является довольно трудоёмким делом. Однако у нас нет другого выхода, когда модель должна восприниматься и человеком и компьютером. • Во-вторых, созданная один раз модель объекта, может быть многократно использована для множества других объектов и сама может стать товарным продуктом – объектно-ориентированной базой данных.

47. Системологическое описание объектов МОДЕЛЬ ОБЪЕКТА Многократное использование Товарный продукт Объектно-ориентированная БД Множество схожих объектов

48. «Системология и теория организации» Лекция 7 «Системные понятия: «Отношение», «Система», «Движение»»

49. Отношение • Любое выделенное влияние одного объекта на другой будем называть «отношением». • Независимо от природы отношений, например, отношение порядка 1, 2, 3 … общее–частное, причина–следствие, физическое воздействие и т.д., влияние А на В будем записывать в виде: А → В

50. Элементарные структуры отношений Элементарные структуры отношений представляются следующим образом: • влияние (однонаправленное отношение); • взаимовлияние (двунаправленное отношение, возможно, со сдвигом по времени Δt); • отношение один ко многим; • отношение многие к одному.