Исследование систем управления

Морфологический анализ управления

Морфология – наука о закономерности строения и формообразования системы.

Главная задача морфологического исследования – найти решение проблемы, которое либо устраняет препятствие развитию, либо обеспечивает возможность действия того или иного позитивного фактора.

Суть метода заключается в следующем. В совершенствуемой системе выделяют несколько характеристик структурных или функциональных морфологических признаков. Каждый признак может характеризовать какой-то параметр или характеристику системы, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

По каждому выделенному морфологическому признаку со­ставляют список его различных конкретных вариантов, альтернатив. Признаки с их альтернативами можно располагать в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком, что позволяет лучше представить себе поисковое поле. Перебирая всевозможные сочетания альтернативных вариантов выделенных признаков, можно выявить новые варианты решения задачи, которые при простом переборе могли быть упущены.

Метод предусматривает выполнение работ в пять эта­пов:

Первый этап. Точная формулировка задачи (проблемы), подлежащей решению. Если первоначально ставится вопрос об одной конкретной системе, метод непосредственно обобщает изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой ив итоге дает ответ на более общий вопрос.

Второй этап. Составление списка всех морфологических признаков, т.е. всех важных характеристик объекта, его параметров, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

Третий этап. Раскрытие возможных вариантов по каждо­му морфологическому признаку (характеристике) путем составления матрицы.

Каждая из N характеристик (параметров, морфологических признаков) обладает определенным числом Kiразличных ва­риантов, независимых свойств, форм конкретного выражения. Тогда полное число решений, составленное из совокупности всех возможных вариантов, определяется как произведение Ki. В каждой точке N-мерного пространства, характеризуемой N конкретными координатами, находится одно возможное ре­шение.

Четвертый этап. Определение функциональной ценности всех полученных вариантов решений.

Это наиболее ответственный этап метода. Должны быть рассмотрены все N вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической таблицы, и проведено их сравнение по одному или нескольким наиболее важным для данной системы показателям.

Пятый этап. Выбор наиболее рациональных конкретных решений.

Реализация метода может обеспечиваться посредством составления морфологических карт, которые содержат с одной стороны перечень необходимых параметров, отражающих предполагаемый результат, а с другой стороны – варианты решений среди которых надо сделать выбор, чтобы достичь результата.

В качестве параметров могут использоваться загрузка оборудования, производительность труда, качество работы, инновационность деятельности и т.д. Для достижения данных параметров необходимы определенные факторы, такие как мотивация, планирование, информационное обеспечение, контроль, администрирование. Совокупность действия данных факторов определяет возможное решение. По существу морфологический анализ базируется на типологическом обобщении.

Морфологический анализ предполагает декомпозицию проблем по составляющим элементам и поиск наиболее перспективного для решения этой проблемы элемента. При этом осуществляется выделение элементов по принципам функциональной значимости и степени их влияния на проблему в целом.

Пример: Проблема распределения функции. Установлено, что в процессе управления имеются значительные задержки в принятии решений, подготовке документов, реагировании на распоряжения. Наиболее простой путь – разобраться с каждым конкретным недостатком и попытаться его устранить.

Однако, для того, чтобы решить данную проблему необходимо осуществить комплексный анализ управления в целом. В частности рассмотреть как подпроблемы: рациональность структуры проблемы, профессионализма персонала, мотивации деятельности, трудоемкости функций учета загрузки. Осуществляется декомпозиция каждой из данных подпроблем.

Таким образом строится морфологическая схема и на основе ее осуществляется анализ проблем разного уровня последовательно двигаясь снизу вверх. Пределом развития морфологической схемы сверху вниз и снизу вверх является возможный переход в другой класс проблем.

Разновидностью морфологического анализа является метод «букета проблем». Он состоит в том, что, основы­вая на исходной формулировке проблемы, рассматривают не­сколько иных проблем, формулируя тем самым группу или «букет проблем», состав которых таков:

ПКД — Проблема, Как она Дана. Это исходная формули­ровка.

ПОВ — Проблема в Общем Виде. Частная задача может быть обобщена не единственным образом. Существует простой алгоритм, позволяющий получить обобщенные фор­мулировки при разных уровнях обобщения. Для его реализа­ции делят исходную формулировку на смысловые группы, за­тем для каждой из смысловых групп пытаются подобрать бо­лее общее понятие.

ПА — Проблема-Аналог. Уяснив себе функцию, действие, которое требуется осуществить в исходной задаче, следу­ет мысленно посмотреть, где, в каких областях человеческой деятельности (или в каких природных явлениях, в животном или растительном мире) возникает необходимость в таком же действии или такой же функции и как эти проблемы решены там. Очевидно, проблем-аналогов можно найти очень много. Наибольшую эвристическую ценность в данном случае представляют аналоги, найденные в областях, достаточно далеких от исходной.

ПВ — Проблема в рамках Взаимодействия. Данная проблема, как правило, находится в комплексе других проблем. Важно выяснить ее роль и характер взаимодействия с другими проблемами. Возможно, что решение данной проблемы может быть достигнуто не само по себе, а через решение другой проблемы.

ОП — Обратная Проблема. Иногда формулирование об­ратного, противоположного действия наводит на решение прямой проблемы. Между прочим, обратная проблема может быть и не в единственном варианте, так как отрицать можно не только действие целиком, но и часть его.

Метод «букета проблем» хорошо работает на задачах лю­бого уровня и из любой сферы человеческой деятельности.