Методика структурно-целевого анализа и синтеза организационно-технических комплексов

Телекоммуникационные системы и компьютерные сети

Лукьянова Л. М.

Методика структурно-целевого анализа и синтеза

организационно-технических комплексов1

Развитие системных исследований привело к выделению системного анализа как методологии, с которой связывалось решение сложных проблем высокой степени неопределенности. Главным достижением системного анализа провозглашались научные методы, обеспечивающие учет субъективных факторов. Способствуя выработке и обоснованию решений, проведение системного анализа, однако, не гарантирует их непротиворечивость: решения нередко оказываются логически некорректными, что выражается в наличии различного рода логических ошибок в программах планах создания и развития систем. Выявляемые при исполнении решений, они снижают эффективность управления соответствующими объектами.

В последнее время при выработке решений в проблемных ситуациях наряду с традиционными методиками и программными средствами системного анализа [1] используются системы поддержки принятия решений, стратегического планирования, целевого управления, управления проектами. Тем самым расширяется состав автоматизированных функций и увеличивается глубина их реализации, что обеспечивает более эффективное выполнение системного анализа, но все же не исключает возможную некорректность его результатов.

Один из источников некорректности результатов системного анализа — недостаточная определенность логического компонента данной методологии. Другие — сложность объектов анализа и неопределенность проблемных ситуаций, требующих разрешения. В совокупности с субъективными факторами и логикой здравого смысла это может повлечь неправильное выполнение системного анализа и неправильное оценивание корректности его результатов.

К логически некорректным результатам отдельных этапов системного анализа и несогласованности результатов, разных его этапов приводит неопределенность логических значений проблем, целей, критериев и систем целедостижения. В производственной сфере это в полной мере относится к организационно-техническим комплексам (далее комплексы)— сложным и фондоемким объектам, цена ошибок в результатах системного анализа которых часто оказывается недопустимо высокой.

В методике структурно-целевого анализа и синтеза комплексов реализованы методы [2], обеспечивающие логически правильное выполнение опорных процедур системного анализа этих объектов и логическую корректность их результатов.

Общая методика структурно-целевого анализа н синтеза ком плесов

Методику составляют три группы обобщенных процедур, реализующие взаимоувязанные методы: 1) процедуры анализа проблем, целей и оценивания структур целей (СЦ); 2) процедуры анализа и синтеза систем целедостижения (СЦД): 3) процедуры синтеза структурных схем целедостижения (ЦД).

Процедуры анализа проблем, целей и оценивания СЦ комплекса

Схема анализа проблем, включающая процедуры П1-П5. расширена по сравнению с традиционной схемой процедурами, выделенными курсивом:

выявление и предварительный анализ проблем -» формирование каталога проблем и анализ "причинно-следственных" связей проблем формирование и анализ каузативной СП ->• определение главной проблемы —> анализ проблем и формирование СП.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 06-07-89242.

П1. Выявление и предварительный анализ проблем. Арсенал методов выявления проблем достаточно широк (от методов выработки коллективных решений и морфологического анализа до кластер- и контент-анализа). Выбор метода зависит от степени неопределенности проблемной ситуации, форм взаимодействия с экспертным коллективом (ЭК) и некоторых других факторов. Предварительный анализ проблем выполняется с целью повышения надежности информации о проблемах, выявленных ЭК. При этом руководствуются общими принципами систематики. Метод выполнения процедуры является неформальным.

П2. Формирование каталога проблем и анализ "причинно-следственных" связей проблем. Сформировать каталог проблем, используя их список, полученный в процедуре П1, и руководствуясь методом логико-лингвистического моделирования и анализа проблем (ЛЛМАП), аналогичным по аксиоматике методу логико-лингвистического моделирования и анализа целей (ЛЛМАЦ) [2]. Определить проблемы-"следствия" каждой из проблем каталога, рассматривая ее как частичную "причину" проблем-"следствий". Используемые методы — неформальные.

ПЗ. Формирование и анализ каузативной СП. Использовать "причинно-следственные" связи проблем, выявленные в процедуре П2, для формирования каузативной СП. Метод построения каузативной СП формален. Проанализировать каузативную СП, руководствуясь методом ЛЛМАП. Данный метод неформален.

Результатом процедуры, как показывает опыт проблемного анализа комплексов, в общем случае является "лес" каузативных СП. При получении сетевых СП целесообразно стратифицировать сложные проблемы по аспектам. например управленческому, экономическому. производственному. Уменьшая сложность проблем, этот прием позволяет выделить древовидные остовы в сетевых СП.

П4. Определение главной проблемы (пп). Построение в процедуре ПЗ "причинно-следственной" СП может привести к единственной проблеме-"следствию", которую выбирают в качестве главной проблемы. В случае незавершенной иерархии или "леса" "причинно-следс-твенных" СП необходимо проанализировать полученную структуру и сформировать список проблем-претендентов на роль главной, а для

ее выбора осуществить дополнительный анализ проблемной ситуации. Метод выполнения процедуры является неформальным.

П5. Анализ проблем и формирование СП. При выполнении процедуры посредством метода ЛЛМАП, строится логически корректная и полная СП. Формирование иерархической СП начинается с анализа главной проблемы пп и заканчивается такими проблемами «¡Г-^,2.

(/»-1 )-го уровня, сложность и неопределенность которых достаточно мала для того, чтобы не вызывать у ЛПР затруднений при выборе средств их решения.

Примечание. Исследование проблемных ситуаций. помимо выявления, анализа и синтеза проблем, осуществляемых на логической страте, должно включать анализ динамики проблем в контексте внешних для исследуемой системы и внутрисистемных условий посредством их количественного анализа на математической страте. Это позволяет выявить принципиальную разрешимость проблем, требует использования экономико-математических методов [1] и реализуется после выполнения процедур П1-П5.

Процедуры и методы анализа целей

Метод ЛЛМАЦ, регламентирующий лингвистическое описание целей (структуру предложения-цели и семантических компонентов его фраз), реализуется в процедурах анализа и полагания целей комплексов, а также в процедурах выбора состава и содержания словарной и тезаурусной баз прикладной системы анализа и синтеза целей [2]. Высокая степень формализации метода придает аналогичные свойства процедурам анализа и полагания целей, обеспечивает возможность настройки языка описания целей и стратегий их анализа на предметную область и перестройки семиотической системы рассуждений о целях в процессе ее функционирования.

Предлагаются три схемы формирования СЦ: СЦ-/, / = 1(1)3. Самая простая— СЦ-1 (процедуры анализа и полагания целей в СЦ-1 в явном виде не отражены): формулирование целей и формирование СЦ по СП.

В соответствии с данной схемой проводится

"переформулирование" проблем я(...... пц ,

..., > увязанных после выполнении про-

цедур П1-П5 в СП. в соответствующие цели ц0.

..., цч ,..., методом отрицания про-

блем".

Преобразование формулировки проблемы в формулировку цели осуществляется следующим образом. Вначале формируется предварительный вариант предложения-цели. Для этого маркер Н проблемных фраз предложения-проблемы заменяется маркером О целевых фраз. После того, как все цели сформулированы, имеем СЦ. изоморфную соответствующей СП.

В соответствии со схемой СЦ-2, имеющей вид: формулирование главной цели -> анализ и полагание целей и формирование СЦ, — главная проблема //() переформулируется в главную цель ци, содержание которой раскрывается в результате анализа и полагания целей с помощью метода ЛЛМАЦ. При этом формируется СЦ, которой присущи свойства логической корректности и полноты в том точном смысле, который определен для данных структур в [2].

В соответствии со схемой СЦ-3, имеющей вид: выявление и предварительный анализ целей —> формирование каталога целей и анализ "причинно-следственных " связей целей —> формирование и анализ каузативной СЦ -»определение главной цели —> анализ и полагание целей и формирование СЦ. — проводится полномасштабный анализ целей, при котором состав и содержание процедур аналогичны процедурам, определенным для схемы анализа проблем.

Независимо от используемого ЛПР варианта схемы СЦ-/. / = 1( 1 )3 конечным результатом регламентируемых им процедур анализа целей Ц8. Ц9.....Ц12 являются СЦ, логически корректные с позиций логических законов и закономерностей полагания и анализа целей, полные с позиций тезаурусов предметной области и представляемые в виде семантических графов

[2]. Указанным основным процедурам предшествуют дополнительные процедуры анализа целей Ц1, Ц2.....Ц7.

Ц1. Выбор варианта схемы анализа целей СЦ-/. /= 1(1)3 в соответствии с проблемной ситуацией, сложившейся в комплексе и окружающей среде.

Ц2. Построение канона СЦ. представляющего собой обобщенную стратегическую структуру целей деятельности систем конкретного сегмента производственной сферы. Для этого провести неформальный анализ стратегических целей, декларируемых в руководящих материалах. директивных, нормативных и других до-

кументах. руководствуясь опытом управления системами в этом сегменте.

ЦЗ. Определение макро- и микроописателя предложения-цели. В зависимости от требуемой глубины функционального описания структуры деятельности в анализируемом сегменте производственной сферы использовать макроописательпредложения-цели по умолчанию либо его измененный (усеченный или расширенный) вариант. В зависимости от требуемой в анализируемом сегменте производственной сферы глубины качественного и количественного описания результатов и средств деятельности использовать микроописатель фразы предложения-цел и. принятый по умолчанию либо его измененный вариант. Методы выполнения процедуры являются частично формальными.

Ц4. Создание словарной базы ВО ролевых базовых предметов и их видовых базовых свойств по результатам извлечения знаний о результатах деятельности в сегменте производственной сферы и используемых для их осуществления средств, представленных в отраслевых тезаурусах, нормативно-справочных и руководящих документах. Метод выполнения процедуры частично формальный.

Ц5. Определение структуры тезаурусной базы 77. В зависимости от требуемой глубины описания стратегий управления в анализируемом сегменте производственной сферы использовать принятый по умолчанию либо измененный набор тезаурусов, имена которых выражают иерархичность базовых свойств и предметов, составляющих организационно-технический комплекс. Метод выполнения процедуры является частично формальным.

Ц6. Заполнение тезаурусной базы ТХ путем анализа пар элементов каждого словаря в базе ВО и выявления на них, руководствуясь отраслевыми тезаурусами, нормативно-справочными и другими документами, регламентирующими деятельность комплекса, отношений включения или подчинения, сопоставленности по включению или подчинению, соответствующих именам конкретных тезаурусов. Метод выполнения процедуры является частично формальным.

Ц7. Определение стратегий анализа целей. В зависимости от структуры ТХ использовать базовый либо измененный набор закономерностей анализа и полагания целей (выражающий закономерности анализа и полагания целей в конкретном комплексе). Метод выполнения процедуры частично формальный.

Описываемые далее процедуры Ц8-Ц12 полиморфны и зависят от выбранной схемы формирования структуры целей СЦ-/, где / е 1 (1 )3. Поэтому выполняются те из них, которые обозначены номером /, соответствующим номеру СЦ-/'.

Ц8-1. Формирование СЦ по СП. являющейся результатом процедуры П5.

Ц8-2. Формулирование главной цели ци в ходе неформального анализа главной проблемы п0, определенной в процедуре П4.

Ц9-2. Формирование СЦ аналогично процедуре П5, исходя из цели ц0.

(Ц8-3)-(Ц12-3). Формирование СЦ аналогично процедурам П1-П5.

Методика оценивания СЦ

Анализ целей на логической страте завершается оцениванием степени логической корректности и полноты СЦ. сформированной любым способом, среди которых предпочтителен способ, описанный в процедурах Ц1-Ц12. В случае "ручного" формирования, исходная СЦ помечается одним штрихом, а результат анализа и синтеза целей —двумя штрихами.

Для СЦ' рассчитываются коэффициенты общей некорректности (к ), изолированности (ки), равнозначности (кл), обратного подчинения (ко), нарушения непрерывности (кн), полноты а также число компонентов связности (с/). Для СЦ" вычисляются последние три показателя. Для СЦ. представленной в виде семантического графа целей ' О1, использованы следующие обозначения: Ц — множество вершин (целей); и — множество дуг (семантических отношений подчинения целей Яп, определенных на Ц); р. с, с! — число элементов множества Ц, отношений /?". компонентов связности соответственно.

Ц13. Оценивание показателей логической корректности и полноты СЦ. В процедуре оценивания СЦ' используются значения переменных Ц', и', р', с' и (Г, а СЦ" оценивается с использованием Ц", и", еЯп", р". с" и сГ.

Обозначим общее число логических ошибок анализа целей через N. а индекс типа ошиб-

п

ки — через /'. Тогда: уу = ^ /V, , где N. — число

ошибок /-го типа.

В процедуре оценивания показателей логической корректности и полноты СЦ используются следующие расчетные формулы: кп = Л7(л' + с'), где У — минимально возмож-

ное число петель в СЦ', равное числу целей во множестве Ц; к = NJp'\ к = NJc'; к = с '/с'.

* н ] г > д 2 * о о '

где с'— число дуг графа G" с ориентацией, обратной по отношению к СЦ';

*н е {min *1)еп, шах *неп }. где кмп — коэффициент непрерывности в е-й ветви СЦ'; kiic = = /р/ гнсп, где / _ реальное число уровней в е-й ветви СЦ': /нсп_ идеальное число уровней в е-й ветви СЦ' в соответствии с базовыми знаниями первого и второго уровней системы поддержки анализа и полагания целей;

кл е -jmin к1К, шах кЛК }, где А',[к — коэффициент полноты подцелей в кусте целей; Кт = Р /Рн, где Рр — реальное число подцелей, Рн — идеальное число подцелей в соответствии с базовыми знаниями первого и второго уровней прикладной системы анализа и синтеза целей [2].

Процедуры анализа и синтеза СЦД

Анализ и синтез комплексов как систем СЦД включает: 1) анализ входов и выходов СЦД (построение модели СЦД типа "черный ящик"); 2) анализ функций СЦД (построение модели состава функций СЦ Д); 3) синтез компонентов СЦД (построение модели состава компонентов СЦД); 4) анализ и синтез структур СЦД (построение моделей структур СЦД); 5) синтез СЦД (построение модели СЦД типа "белый ящик").

СЦД1. Анализ входов-выходов СЦД. Осуществить с помощью экспертных методов анализ выходов СЦД, под которыми понимаются результаты функционирования комплекса, соответствующие его целям, и входов, под которыми понимаются элементы окружающей среды, способствующие достижению его целей.

Для выделении комплекса из среды и представления его в виде модели "черного ящика" М,|Я осуществляется анализ выходов (Y) и входов (X) СЦД: Мч" = <А, ©"">, где А — множество выходов и входов, А = {Y. X}; О4" — свойство целостности множества А, соотносимое с главной целью комплекса ци.

СЦД2. Анализ функций СЦД. При построении модели состава функций СЦД (Мф) определение функций активных средств (например. "техники"), в описаниях которых на языке описания целей L, эксплицированы функциональные свойства (СФ), является тривиальной задачей, решаемой формальным образом (например, СФ-свойству "копчение" соответствует функция "копчение").

Для целей, в описаниях которых отсутствуют СФ-свойства. но эксплицированы характеристические свойства (СХ1), например, "конечного объекта", функции соответствующих активных "средств" определены имплицитно, но "вычисляются" просто. Данный метод легко формализуем, а процедура, в которой он использован, может выполняться без участия ЛПР (например. СХ1-свойству "консервированная", определяющему продукцию комплекса. соответствует функция "консервирование", определяющая "технику"). Метод определения функций активных "средств" достижения целей. в описаниях которых отсутствуют СФ- и СХ1 -свойства, неформален.

Моделирование состава функций проиллюстрируем на примере формирования СЦД, для которой определена трехуровневая СЦ (;' = 0(1)2. где i— уровень структуры целей). Свяжем с первым, высшим, уровнем СЦД функцию ф,, которую определим в соответствии с описанием главной цели (цель с0), и сформируем модель состава функций первого уровня системы достижения целей М**: М^' = < Фр 01фс>, где Ф, —единичное множество функций

1-го уровня СЦД, Ф, = {Ф,}; О4*— свойство целостности функций Ф, по отношению к цели с0.

Затем, исходя из множества целей С, первого уровня СЦ. С, =ki%}> формируется модель

состава функций второго уровня СЦД Mi* : М?с= < Ф„ >. где Ф, — множество функций

2-го уровня СЦД, Ф, = {ф,Д 0?° — свойство целостности множества функций Ф, по отношению к множеству целей С,.

Далее, исходя из целей С, второго уровня СЦ. С, ={с2 у,|, формируется модель состава

функций третьего уровня СЦД Mjf: Mf- = <

< Ф,, 0^ >, где Ф, — множество функций 3-го уровня СЦД; Ф, = {ф,,}. 0?* — свойство целостности множества функций Ф, по отношению к множеству целей Сг

На основе моделей М^', Mf-'. М^ синтезируется модель М4* состава функций СЦД: Mlt>c =

< Ф, ©^ >. где Ф — множество функций СЦД, Ф = {Ф,, Ф„ Ф,}; 0^ —свойство целостности Ф по отношению к множеству целей С.

СЦДЗ. Синтез компонентов СЦД (построение модели состава компонентов). Для синтеза рационального состава компонентов СЦД анализируется множество функций Ф, Ф3 из моделей М2 и М,2, и за каждой функцией

ф е Ф,иФ, закрепляется исполнитель - компонент к (из рассмотрения исключается функция ф, е Ф, СЦД). Сгруппируем функции ф,., ф,( е Ф„ ф,г е Ф2, а тем самым и соответствующих исполнителей с помощью экспертных методов, руководствуясь теми или иными принципами, например субъектно-объектным. "жизненным циклом" (ЖЦ) продукции или управленческой информации [1.2].

Анализ функций производства продукции и управления этим производством позволяет выделить функции управляющей (субъект управления) и управляемой (объект управления) подсистем СЦД, сгруппировать функции внутри этих подсистем по общепринятым нормам и правилам. Для группирования функций управляемой подсистемы СЦД используются стадии ЖЦ ее продукции, для группирования функций управляющей подсистемы — фазы ЖЦ управления.

Сформируем вначале модель состава компонентов СЦД 1-го уровня М'с : М,кс = < К,, 0*', где К, — единичное множество компонентов 1-го уровня. К, = {к,} к, — СЦД в целом; О?' — свойство целостности множества К, по отношению к множеству функций Ф, затем модель состава компонентов СЦД 2-го уровня М,кс : М*с = < К,, 02кс>, где К, — множество компонентов (подсистем и/или элементов) 2-го уровня СЦД. К, = {к,.} /= 1(1)/г;0,кс — свойство целостности К, по отношению к множеству функций Ф,, и при необходимости модель состава компонентов СЦД 3-го уровня М"с : М*с = < К,, О"0 >, где К, — множество компонентов 3-го уровня СЦД. К3 = {к3},у = 1(1 )/и: 0*с — свойство целостности К, по отношению к множеству функций Фг

Основываясь на моделях М(кс, М,"с, М*с, синтезируем модель Мкс состава компонентов СЦД: М" = < К. 0КС >, где К — множество компонентов СЦД. К = {К,. К:. К,}; 0КС — свойство целостности К по отношению к множеству Ф.

СЦД4. Анализ и синтез структуры СЦД. Для синтеза рациональной структуры СЦД вначале анализируется модель Мкс, построенная в процедуре СЦДЗ. Если модель М2*с покрывает функции ф еФ,и Фг синтезируется двухэшелонная структура системы достижения целей М|1р : М,стр = = (К: А). где А" — множество компонентов СЦД. К = К, и К,, К, — СЦД. К, — множество элементов СЦД. К, = {к,.}; Я — отношение включения компонентов СЦД в другие компоненты данной системы, в противном случае синтези-

руется трехэшелонная структура М"р : М^р = = (К\ Я), где Л" — множество компонентов СЦД, К = К, и К, и К,. К, — СЦД. К, — множество подсистем СЦД. К, = {к,(}, К,— множество элементов СЦД. К, = {к,п }.

Таким образом, модель М^гр представляет собой двухуровневое дерево с корнем к, (СЦД) и листьями К, , образуемыми компонентами

2-го уровня (элементы СЦД). Модель М'тр представляет собой трехуровневое дерево с корнем к, (СЦД). с которым связано п кустов, которые образованы компонентами 2-го и

3-го уровней данной структуры. "Корнями" указанных кустов являются компоненты К, (подсистемы СЦД), а листьями - компоненты к,; (элементы СЦД).

" СЦД5. Синтез СЦД. Осуществляется с помощью экспертных методов. При этом, основываясь на моделях Мч". М1^, М" и М*^ системы достижения целей, синтезируют модель СЦД типа "белый ящик" М6\

Процедуры синтеза структурных схем ЦД

Формирование структурной схемы ЦД обычно проводится в два этапа. На первом формируется начальная, а на втором конечная структурная схема ЦД. Цели в начальной струк-турной схеме ЦД, обозначаемой как СТРБМ^^у,, моделью которой является семантический граф '0№, обозначим через „('-».Ум в отличие от соответствующих целей

и

в СТРЦсп^„у, как результате анализа целей

(моделью которой является семантический граф '(?'), обозначаемых через л("у"'у'-' (таким образом, цели в СТР5Мспсю^ и СТРЦСПАтут имеют

одинаковые индексы, а цели нулевого уровня обозначаются через цц0 и г<0 соответственно). В начальной структурной схеме ЦД имеется дополнительный по сравнению с СЦ. т-й, уровень с единственной целью ццт. Ее формулировка — "начать целедостижение", а роль аналогична роли начальной вершины в сетевом плане-графике. Наконец, в отличие от СТРЦси^тУ1, в которой у'.-е цели /-го уровня,

подчинены у, ,-м целям (/ - 1)-го уровня, в СГ/,5Агсцс^, напротив, /м-е цели (/' - 1)-го

уровня подчинены j.-м целям /-го уровня.

Цели в конечной структурной схеме ЦД. обозначаемой через СТРБКси/ст, моделью

которой является семантический граф '(Ж', будем обозначать в отличие от целей в C^,PSNCilcnИyr через цд с теми же правыми нижними, но другими правыми верхними индексами. При формировании конечной структурной схемы ЦДу'-е цели /'-го уровня синтезируются из совокупностей следующих целей (/' + 1)-го уровня: (/,+1= <^)-й, + 1)-й,....(£У + п)-й. Именно это и отражено в верхних индексах синтези-руемых целей, обозначаемых через

*«/+1>.</),<

'•У/

ССЦД1. Осуществить преобразование структуры целей СТРЦсцдту1 в (т+ 1)-уровне-

вую структурную схему ЦД путем изменения исходных обозначений целей Ц, на ццп и ц^ [>^J-^

на ед!'.""'м ), введения дополнительного т-го

уровня с единственной целью ццт и формирования связей с ней всех целей низшего уровня СТРИсилту1 (дуги между ццт и листовыми вершинами С иЬ графа С") или всеми листовыми целями структуры СТРЦсцлЩКУТ.

ССЦД2. Заменить отношения подчинения между целями полученной в процедуре ССЦД1 структурной схемы ЦД на обратные отношения между (мыслимыми) средствами и результатами деятельности комплекса.

ССЦДЗ. Уточнить с помощью экспертных методов формулировки неопределенных целей структурной схемы CTPSNC[lcmyr, сформированной в ССЦД2.

Логическая корректность получаемой таким образом начальной структурной схемы ЦД обеспечивается логической корректностью соответствующей структуры целей. Если все целив СТР5Нспст„ являются определенными.

она используется в качестве логического основания формирования программы (плана) деятельности. Если же не все цели СТРБ

отвечают требованию определенности, возникает необходимость во втором этапе формирования структурной схемы ЦД — в этапе синтеза конечной структурной схемы ЦД

(СТР5Кспстут ). Конечная структурная схема ЦД формируется в ходе преобразования СТР5МСП(.пПт, выполняемого процедурами

ССЦД4 и ССЦД5. Процедура ССЦД4 является неформальной и полиморфной, включающей две разновидности: ССЦД4-1 и ССЦД4-2. ССЦД4-1. Синтез целей

¿)((/+1М).«/+1).<</+1)).....((/+1),(</+^> е цх

Мг

(всех или некоторых), где ЦК— множество целей конечной структурной схемы ЦД СТР5Ксцст„, начиная с ее низшего уровня, за

исключением цдт, и формирование конечной структурной схемы ЦД. Процедура осуществляется за счет конкретизации понятий, из которых составлены формулировки целей щ]']

е ЦН. где ЦН — множество целей, включенных в начальную структурную схему Ц Д. Указанная конкретизация становится возможной на основе информации, полученной ДПР во время выполнения этапов структурно-целевого анализа и синтеза комплексов, связывающих этапы формирования СЦ и структурных схем ЦД. В результате конкретизации число вершин

^(М),<0,«/+1Ш+1>).....((МШ+*) е£щ

'•Л

семантического графа 'СК' и связей между ними не изменяется по отношению к графу 'СМ. но претерпевает изменение содержание вершин (целей) и семантика связей между ними. ССЦД4-2. Синтез целей

.....<(/-и).<<*+/»,) е ц^

'•Л

и формирование конечной структурной схемы ЦД (путем замены всех, за исключением цдт, или некоторых целей соответствующими структурными подсхемами ЦД. определяющими, например, этапы технологического процесса достижения указанных целей в подразделениях комплекса. К такому же виду конкретизации целей может при-

'»Л

вести оценивание и выбор вариантов достижения целей на математической страте их анали-

за. В результате указанной конкретизации изменяется число и семантика целей и связей между ними.

ССЦД5. Преобразовать структуру СТРЭКспсшг, в структуру целей СТРЦ

выполнив для этого процедуры ССЦД2

ССЦД1 обратного (по отношению к процедурам ССЦД2, ССЦД1) преобразования. Выполнить анализ целей структуры СТРЦс

помощью процедур Ц8-Ц12 и оценить степень ее логической корректности, а также корректности структуры СТРЦ^дмуг. полученной в

результате ее изменения после выполнения указанных процедур. Логическая корректность структуры СТРЦ'^ут подтверждает логическую корректность соответствующей ей конечной структурной схемы ЦД СТРБК^^. В

случае обнаружения в СТРЦ™^^ логических

ошибок и формирования в результате их исправления структуры целей СТРЦ¿"^„«у, для

последней необходимо вновь выполнить процедуры ССЦД1-ССЦД5.

Заключение

Методика структурно-целевого анализа и синтеза комплексов используется при разработке частных методик, обеспечивающих логически правильное выполнение опорных процедур системного анализа конкретных объектов данного класса и логическую корректность результатов этих процедур. Но и с их использованием в силу психических свойств человека в неопределенных ситуациях не всегда удается сформировать логически корректные результаты опорных процедур системного анализа комплексов. Для уменьшения влияния человеческого фактора в дополнение к методике разработано программное средство [3]. обеспечивающее автоматизацию ее обобщенных процедур [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Системный анализ и принятие решений: Сло-варь-справочник: Учеб. пособие для ву зов. / Под ред. В. Н. Волковой. В. Н. Козлова. М.: Высшая школа. 2004. 616 с.

2. Лукьянова Л. М. Теоретико-методологические основы структурно-целевого анализа и синтеза организационно-технических комплексов. СПб.: Наука. 2006. 276 с.

3. Лукьянова Л. М. Программное средство "Анализ и синтез систем целедостижения". Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614503 от 19.09.2008. М.: ФГУ ФИПС. 2008.

4. Лукьянова Л. М. Автоматизация опорных логических процедур системного анализа организационно-технических комплексов // Науч.-техн. ведомости СПбГПУ. 2008. №3. С. 86-91.

Савельев М. В., Аликов А. Ю., Федосеев С. В. Вероятность связности сети с аддитивной структурой

Современные сети включают тысячи элементов - узлов и соединений. Подобные сети избыточны, связь между узлами может осуществляться по нескольким различным путям. Отказ узла или соединения не позволяет их использовать. Множество возможных трасс связи между узлами, а следовательно, и надежность сети зависят от конфигурации (структуры) сети. Структурная надежность сети определяется вероятностями существования хотя бы одного пути из исправных каналов между узлами из заданного подмножества (вероятность связности подмножества узлов).

Так как один и тот же элемент сети может входить в состав нескольких путей, то существование различных путей есть взаимозависимые события. Взаимозависимость делает крайне сложным решение задачи определение вероятности связности заданной пары узлов. Трудности многократно возрастают при нахождении вероятности связности всего множества узлов сети, когда необходимо отслеживать одновременное наличие путей между возможными парами узлов сети.

В общем случае решение возможно только численными методами. Точное вычисление характеристик связности имеет экспоненциальную зависимость трудоемкости от размера, и для сетей, включающих несколько десятков узлов. требуемый объем вычислений превосходит ресурсы современных ЭВМ. Поэтому определяются оценки, базирующиеся на имитационном моделировании либо на эвристических методах по формированию путей и сечений сети [1].

Для сокращения трудоемкости накладываются ограничения на точность результатов, на параметры надежности элементов, на структуру

сети. В современной теории надежности наименее исследованной является направление, где эффективность структурных ограничений может быть очень высокой. Машинная реализация структурной аппроксимации имеет экспоненциальную зависимость трудоемкости от размера сети. Это расчет характеристик и зависимостей структурной надежности тестовой сети, адаптация результатов с учетом особенностей структурной аппроксимации.

Основное препятствие - узкий исходный набор классов тестовых сетей. При нетривиальной структуре сети и произвольных на-дежностях элементов вероятностный анализ крайне сложен. Для рекуррентных структур сеть образуется последовательным присоединением подсетей (рекуррентности) с одинаковой структурой и произвольными надежностями элементов. Более общим является класс аддитивных сетей (с аддитивной структурой), когда структура присоединяемых подсетей не является постоянной. Количество комплектующих подсетей определяет ранг сети.

Изучение рекуррентных сетей (радиально-кольцевой, лестничного типа и др.) [2-4] привело к разработке конструктивных точных итеративных методов расчета характеристик связностей с линейной зависимостью трудоемкости от размера (ранга) сети. Методы основаны на специальном вероятностном анализе каждой из присоединяемых подсетей. Однако трудоемкость быстро увеличивается с ростом числа т узлов подсети, и прикладное использование результатов крайне затруднено.

Неформально аддитивная структура означает, что каждый последующий кусок сети присоединяется к введенному на предыдущем