Формализация и постановка задачи

Одна из самых актуальных и острых проблем, возникающих при создании сложных систем, - проблема постановки задачи.

Ее решением занимаются на самой первой стадии создания системы - стадии концептуального проектирования, которое выполняется специальными консалтинговыми фирмами и от того, насколько успешно оно проведено, зависит эффективность создаваемой системы. Эффективность системы определяется конечными пользователями по ее потребительским свойствам, заключающимся в облегчении выполнения технологических функций объекта деятельности и функций управления этим объектом, в частности информационной поддержки в принятии решения.

Поэтому, прежде чем автоматизировать сложный объект, необходимо определить, а что, собственно, надо автоматизировать, и подготовить этот объект и его персонал к использованию современных информационных технологий.

Рассмотрим два подхода к формализации постановки задачи создания системы.

Первый является традиционным и заключается в том, что формулируется набор отдельных задач, решаемых в процессе деятельности предприятия.

Эти задачи в различной степени типизированы и представлены в виде отдельных модулей, которые связываются между собой в системе общим ядром, представляющим собой базу данных. Техническое задание представляет собой не задание на информационно-управляющую систему, а только на аппаратно- программный комплекс, на котором решаются отдельные задачи. Это задание формулируется не в терминах языка предметной области, а в терминах разработчиков информационных технологий.

Диалог в процессе формирования задания происходит чаще всего не с конечными пользователями, а с их посредниками - представителями информационно-вычислительных центров на предприятии заказчика. Конечные пользователи - те, для кого система предназначена - не принимают достаточно активного участия в формировании требований к системе, потому что им трудно формализовать свой опыт и знания в предметной области, увязать свои требования в единое целое и представить их на языке, понятном разработчикам современных информационных технологий, т.е. корректно поставить задачу. Иными словами, конечные пользователи и разработчики информационных технологий говорят на разных языках. Создание общего языка - это та проблема, решение которой далеко не тривиально. Мощные современные инструментальные средства автоматизации проектирования заменить такой язык не могут, так как эти средства не предназначены для постановки задачи, а подхватывают задачу уже поставленную и частично формализованную, выполняя при этом функции имитационного моделирования.

Сегодня можно констатировать, что эффект от использования современных информационных технологий при создании, внедрении и эксплуатации сложных автоматизированных систем оказался намного ниже ожидаемого. В чем это выражается?

Во-первых, при создании, внедрении и эксплуатации системы почти не затрагивается существующая организационная структура предприятия, а структура информационной системы существует как бы отдельно и относительно независимо, как средство решения отдельных задач.

В результате, во время адаптации организационной структуры предприятия к непрерывно меняющимся внешним условиям происходит корректировка характера деятельности, состава и функций пользователей и их взаимосвязи, диктующая изменения требований к информационной системе, которые не всегда четко и своевременно можно удовлетворить.

Во-вторых, не созданы комфортные условия для организации деятельности пользователей в системе. Это, в частности, выражается в несовершенстве форм и методов представления информации пользователю и организации диалога. Кроме того, есть ряд и других достаточно серьезных претензий к системам, которые диктуются объективными и субъективными факторами, связанными со спецификой условий в России, и на которых в данной статье мы останавливаться не будем.

Есть основания полагать, что первый подход к созданию сложных интегрированных систем управления себя изжил и является тупиковым, и не только в России, но и в достаточно развитых промышленных странах. Поэтому необходимо рассмотреть альтернативный подход к созданию сложных систем управления.

Подход называется функционально-структурным и разработан специалистами нашего предприятия на основе ряда известных работ в области программно-целевых методов управления, организационного варианта информационных методов контроля и управления, а также работ по проблеме "человек-машина".

В рамках этого подхода создана методология и комплекс новых оригинальных технических решений, которые, в совокупности с классическими и зарекомендовавшими себя решениями, помогут с системных позиций подойти к решению сложнейшего комплекса взаимосвязанных проблем организации деятельности в сложных автоматизированных технологических комплексах. На основе этого подхода выполняется концептуальный проект системы.

Суть его заключается в следующем:

1. Заказчикам предлагается представить модель процессов предметной области и требования к управлению этими процессами с помощью формального языка единого целевого информационного описания (UTD).

Эта модель представляет собой структуру предметной области в виде иерархии взаимосвязанных функций элементов, осуществляющих процесс, интерпретируемую в дальнейшем как иерархию целей функционирования.

Язык описания процессов в системе достаточно прост и понятен, с одной стороны, конечным пользователям, а с другой - разработчикам информационных технологий.

2. На основании формализованного представления процессов в объекте деятельности формируется "информационное сопровождение" этих процессов, содержащее в себе потоки осведомляющей и управляющей информации, определяющие соответственно наблюдаемость и управляемость объекта деятельности.

3. Разрабатывается единая структура управления предприятием. Эта структура разрабатывается на основании типовой функционально-алгоритмической структуры с распределенным интеллектом (DFS), инвариантной к предметной области. Структура основана на сочетании принципов иерархии при обработке информации и управлении, а также типовых принципов, на которых основан процесс принятия решения на любом уровне иерархии.

4. Производится выявление состава пользователей на всех уровнях иерархии и разрабатываются требования к интерфейсам пользователей, определяющих способы ввода, представления информации и диалога. Эти требования должны вытекать из функций пользователей, регламентов их деятельности, а также стандартных форм учета и отчетности, определяющих внутренний и внешний документооборот.

Базовой формой представления технологических и бизнес-процессов должна являться сама схема процесса, представленная на разных уровнях иерархии с разной степенью детализации. Должны быть отображены взаимосвязанные технологические и функциональные компоненты процесса и показатели функционирования, позволяющие судить о фактах и качестве выполнения функций этими компонентами.

Сервисными формами представления информации могут быть тексты, таблицы, графики, гистограммы и другие формы и абстрактные образы, которые в сочетании с базовыми формами представляют полный спектр типов информирования пользователя о состоянии объекта деятельности.

Новое качество человеко-машинного интерфейса достигается путем реализации функций оперативного целеполагания и санкционирования, что позволяет перевести режим работы пользователя от "пассивного" к "активному", т.е. перейти от управления "по ситуации" к управлению "по состоянию", что резко уменьшает число аномальных состояний, повышает безопасность, надежность и экономичность функционирования сложных объектов.

5. Производится формирование потоков данных в системе управления. Данные, содержащиеся в информационных потоках, классифицируются по степени детализации, определяемой уровнем иерархии управления, и по семантике, определяемой результатами работы конкретных алгоритмических модулей и взаимодействием пользователей с системой.

На основании работ, выполненных по пунктам 1-5, можно разработать полноценное и качественное техническое задание на аппаратно-программный комплекс информационно-управляющей системы.

ВЫВОДЫ

Деятельность людей достаточно разнообразна для того, чтобы уложить ее в рамки "ситуационного подхода". Описать набором ситуаций процессы в сложной системе в контекстах непрерывно меняющихся внешних факторов - невозможно. Количество этих ситуаций и возможных действий практически бесконечно.

Человек, организуя свою деятельность и принимая решения, особенно при возникновении внешних и внутренних аномалий, будет действовать не по ситуации, а только по состоянию. Безусловно, мы признаем возможность использования ситуационного подхода, но только как одного из средств имитационного моделирования. Поставить задачу и сформировать концепцию будущей системы с помощью такого подхода нельзя.

Опыт нашей работы на объектах высшей категории сложности дает основание полагать, что будущее принадлежит функционально-структурному подходу.

Принципы, заложенные в его основу, в частности, представление предметной области в виде иерархии целей и интерпретация управления как процесса достижения целей в иерархии, соответствует логике мышления и действий людей и их здравому смыслу.

На этих принципах в сочетании с максимальной унификацией и типизацией технических решений должна производиться постановка задачи и формирование концептуальных основ создаваемой системы.


Борис Хазин - директор предприятия "БАРС" (г. Москва). С ним можно связаться по телефону (095) 433-6121.

Комментарий редакции: Считая проблему управленческого консалтинга достаточно актуальной для нашей страны, мы предполагаем посвятить ей серию публикаций.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями