Этапы научного исследования. Системный подход

1.

Мир отчаянно несовершенен.
Никуда не годны в нем языки, алфавиты, счисление, календарь.
Невозможны – нравственность, законы, религии, общественное устройство.
Несовершенны дороги, фабрики, эксплуатация сил природы.
Негодна обработка земли, культура растений.
Странны отношения людей друг к другу и к животным.
К.Э. Циолковский
Нет (и не будет) идеальных систем, важно уметь
находить недостатки и пути их устранения.

2.

ПРОЦЕССЫ
ПРОИСХОДЯЩИЕ В ГОЛОВЕ
СУБЪЕКТА
ОТРАЖЕНИЕ РЕАЛЬНОГО
МИРА
ИЗМЕНЯЮЩАЯСЯ СРЕДА
ПРОБЛЕМА
ОБЪЕКТЫ
РЕАЛЬНОГО МИРА
ВИТАГЕННЫЙ ОПЫТ
СИГНАЛ - ВЛИЯНИЕ
ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА
ОТРАЖЕНИЕ МИРА
ЧЕЛОВЕКОМ В КОНКРЕТНОЕ
МЕСТО, ВРЕМЯ
СУБЪЕКТ
ПОЗНАНИЯ

3.

цель - организационное обеспечение
цель - сбор и предварительная оценка собранной
информации, построение информационной модели системы
цель - построение функционально-идеальной модели
разрабатывается комплекс предложений, обеспечивающих
совершенствование исходной системы
проводится предварительная оценка полученных решений
проводится экспертиза предложений
ведутся работы, обеспечивающие реализацию
рекомендаций

4.

«Система - совокупность взаимосвязанных элементов
(компонентов), предназначенной для удовлетворения какойлибо потребности человека (общества) или системы более
высокого уровня, обладающей, хотя бы одним свойством,
превышающим сумму свойств составляющих ее элементов».
1946 год
Л. Майлз
Г.С. Альтшуллер

5.

ФОН
ЭЛЕМЕНТ
ОКАЗАВШИЙСЯ
ВНЕ
ВЫДЕЛЕННОЙ
СИСТЕМЫ
ОБЪЕКТ
СВЯЗЬ
ЛИЦО
ПРИНИМАЮЩЕЕ
РЕШЕНИЕ
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ
СИСТЕМ ИДЕТ ОТ
СТРУКТУРЫ К
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ
ВЫДЕЛЕННАЯ
СИСТЕМА
1. Система рассматривается не изолированно, а во взаимосвязи с
окружающей средой и другими системами.
2. Объект рассматривается как динамичная развивающаяся система

6.

№
Тип структуры
1. Корпускулярная
Признаки
Одинаковые элементы, слабосвязанные между
собой. Исчезновение части элементов почти не
сказывается на функции системы
Пример
Эскадра кораблей,
песчаный фильтр
2. «Кирпичная»
Одинаковые элементы, жестко связанные между Стена дома, арка
собой
3. Цепная
Однотипные, шарнирно (подвижно) связанные
элементы
4. Сетевая
(ретикулярная)
Разнотипные элементы, связанные между собой Телефонная сеть,
непосредственно, или транзитом через другие, библиотека, телевидение
или через центральный элемент (звездная
структура)
Поезд, гусеница трактора

7.

5. Многосвязная
Множество перекрестных связей в сетевой Студенческая группа
модели
6. Иерархическая
1.
Разнородные элементы, каждый из них Структура
является составной частью элемента более промышленного
высокого ранга и связан по горизонтали с предприятия
элементами одного уровня и по вертикали с
элементами разных уровней
2.
3.

8.

В основе любого процесса лежит понятие цели. В искусственных
(антропогенных) системах цель задается человеком. Все такие системы
предназначены для выполнения полезных функций.
ФУНКЦИЯ – способность системы проявлять свои свойства (в
частности полезность) при преобразовании изделия (объекта
функции) в требуемые форму, размеры, качество.
Функция реализуется в действии (Д),
которое можно определить как «внешнее
проявление свойств одного материального
объекта, состоящее в изменении свойств
другого материального объекта».
Ф = Д ОФ

9.

Функционирование системы
– это
целенаправленное
изменение
свойств,
характеристик и качеств системы в пространстве
и времени в процессе выполнения ГПФ (главной
полезной функции) системы.

10.

По виду функции и по отношению к функции системы
делятся на:
- система;
- альтернативная система (выполняет ту же функцию, что и система, но другим
способом или другим устройством);
- антисистема (система, выполняющая противоположную функцию, например,
холодильник);
- инверсная система (система, полученная объединением системы и
антисистемы, например, включатель-выключатель);

11.

СВЯЗИ – каналы, по которым осуществляются
положительные или отрицательные действия
элементов друг на друга как внутри системы, так и
вне ее.
Связи бывают внутренние и внешние.
С6
С1
С5
ЭЛЕМЕНТЫ
НАДСИСТЕМЫ
НАДСИСТЕМА
С2
С4
СИСТЕМА
ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ – условно
неделимый элемент
С3

12.

СВЯЗИ
ОБЪЕКТОВ
СВЯЗИ
СВОЙСТВА
КООПЕРАТИВНЫЕ
СВЯЗИ
СВЯЗИ
СОСТОЯНИЙ
Рv = CONST
СВЯЗИ
УПРАВЛЕНИЯ
СВЯЗИ
СВЯЗИ
ПОРОЖДЕНИЯ
СВЯЗИ
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
СВЯЗИ
СТРОЕНИЯ
СВЯЗИ
РАЗВИТИЯ
Главное условие работы связей – «разность потенциалов».
Параметры связи – мощность, интенсивность.

13.

ПОЛЕЗНАЯ
ИЗБЫТОЧНАЯ
СВЯЗЬ
ПОЛЕЗНАЯ СЛАБАЯ СВЯЗЬ
С1
С2
С1
С2
МЕЖДУ СИСТЕМАМИ НЕТ СВЯЗИ
С1
С2
ВРЕДНАЯ СВЯЗЬ
ПОЛЕЗНАЯ СВЯЗЬ
С1
С2
С1
С2

14.

ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ РУЧКИ –
ОСТАВЛЯТЬ СЛЕД НА ПОВЕРХНОСТИ
РУЧКА
ЧЕЛОВЕК
РУКА
ПАСТА
КОРПУС
БУМАГА
СТЕРЖЕНЬ
КОЛПАЧЕК
СИСТЕМА
СЛЕД
АНАЛИЗ СИСТЕМЫ
ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ
ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ СИСТЕМЫ
ЗАЧЕМ ВЫПОЛНЯЕТСЯ ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ
КАК ВЫПОЛНЯЕТСЯ ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ
ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА (ЭЛЕМЕНТЫ)
ВНУТРЕННИЕ СВЯЗИ
ВНЕШНИЕ СИСТЕМЫ
ВНЕШНИЕ СВЯЗИ
ФУНКЦИЯ КАЖДОГО ЭЛЕМЕНТА:
ВНУТРЕННЕГО
ВНЕШНЕГО

15.

МАТРИЦА ВЗАИМОСВЯЗЕЙ
Э1
Э2
Э3
НС1
НС2
НС3
НС4
СВЯЗИ МЕЖДУ
ЭЛЕМЕНТАМИ
Э1
Э2
Э3
НС1
СВЯЗЬ
СИСТЕМЫ С
НАДСИСТЕМОЙ
НС2
НС3
НС4
ПО МАТРИЦЕ МОЖНО:
ОПИСАТЬ ТЕОРИЮ СВЯЗЕОБРАЗОВАНИЯ
ИЗОБРЕСТИ СВЯЗИ (ОТКРЫТЬ НОВЫЕ)
ИЗУЧИТЬ ВЛИЯНИЕ КОМБИНАЦИЙ СВЯЗЕЙ
СВЯЗЬ
НАДСИСТЕМЫ
С
НАДСИСТЕМОЙ
СВЯЗЬ
СИСТЕМЫ С
НАДСИСТЕМОЙ

16.

ТАБЛИЦА ОПИСАНИЯ СВЯЗЕЙ
ВЕЩЕС
ТВО
СВЯЗЬ
1
СВЯЗЬ
2
СВЯЗЬ
3
СВЯЗЬ
4
ПОЛЕ.
ЭНЕРГИ
Я
ИНФОРМА
ЦИЯ
ПОСТОЯНН
АЯ
ПЕРИОДИЧ
ЕСКАЯ
РАЗОВАЯ
НЕЙТРАЛЬ
НАЯ
ВРЕДНАЯ
ВАЖНАЯ

17.

Тренинговое упражнение
Доказать, что объекты: велосипед, книга, кинофильм, банк
можно отнести к системам.

18.

ПРОЦЕСС АНАЛИЗА СИСТЕМЫ В КОТОРОЙ НАЙДЕНО ПРОТИВОРЕЧИЕ ИЛИ ПРОБЛЕМА
ИСХОДНАЯ СИСТЕМА В КОТОРОЙ ЕСТЬ
ПРОБЛЕМА, ПРОТИВОРЕЧИЕ,
НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ
КОМПОНЕНТНАЯ МОДЕЛЬ отражает состав объекта и иерархию его элементов
СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ
ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПОТОКОВАЯ МОДЕЛЬ
СТОИМОСТНАЯ МОДЕЛЬ
ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

19.

По виду элементов системы делятся на:
Объектная система - система типа «устройство» (элементами являются
предметы или иные пространственно определенные конструкции: дом,
человек, двигатель, промышленное предприятие и т.п.);
Процессная система - система типа «процесс» (элементами являются части
техпроцесса: операции, переходы, приемы);

20.

ПРИЗНАКИ СИСТЕМЫ
ОБЪЕКТ
ПРОЦЕСС
1. СОСТАВ
ВЕЩЕСТВО
ОПЕРАЦИИ
(КОМПОНЕНТЫ)
ЭНЕРГИЯ
ДЕЙСТВИЯ
ИНФОРМАЦИЯ
(КАЖДАЯ ОПЕРАЦИЯ ЭТО ПРОЦЕСС)
ВЕЩЕСТВО
2. СВЯЗИ
ЭНЕРГИЯ
ИНФОРМАЦИЯ
ДЕЙСТВИЕ
3. ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
СОЗДАНИЕ
ИЗМЕНЕНИЕ
(ТЕХНОЛОГИЗМ)
4. СИСТЕМНОЕ КАЧЕСТВО
ОЧЕРЕДНОСТЬ
В ДЕЙСТВИИ
РАЗРУШЕНИЕ
ОБЪЕКТА
(КОНСТРУКТИВНОСТЬ)
В КАЧЕСТВЕ ПРОДУКТА

21.

1. ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ФУНКЦИЯ
2. СОЗДАЮЩАЯ ФУНКЦИЯ
3. ИСПРАВИТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ
4. КОНТРОЛИРУЮЩАЯ ФУНКЦИЯ

22.

Под компонентами системы понимаются ее составные части (в технике - это сборочные единицы, детали и т.д.;
для технологии операции, переходы).
Основные технически данные очков
4
1 – стекло;
2 – линза;
3 – оправа;
4 – дуга;
5 – шарнир.
5
1
2
3
Характеристика
*)
1. Диоптрия (Д)
2. Диоптрия линзы 2
3. Межцентровое
расстояние
Показатели
0
+ 0,25
66 мм

23.

Основные позиции системного мышления
Прошлое
Уровень
надсистем
Уровень
систем
Уровень
подсистем
Настоящее время
Будущее
9 – выявление бывшего места
нахождения надсистемы
10 – согласования с классификацией
3 – определение месторасположение системы
4 – определение классификационной
принадлежности
15 – предположения об ее возможном
месторасположении
16 – согласование с классификацией
7 – определение системы в
прошлом
8 – определение ее
функциональных возможностей
1 – определение системы
2 – выявление положительной функции
13 – представление о возможном
изменении самой системы
14 – возможные преобразования ее
функционирования
11 – представление об изменениях
количества подсистем в прошлом
12 – определение качественных
изменений системы
5 – основные части (количество)
6 – основные качества самой системы (здесь
нужно отметить, что качественные
характеристики подсистем определяются
нами уровнем ниже)
17 – предположения о возможных
изменения количества подсистем
18 – представления о возможном
качественном изменении самой
системы

24.

Объект
анализа
1. очки
Элементы надсистемы
нос
уши
свет
от
ДО
свет
от
БО
ФПС
НФПС
пыль,
грязь,
влага
глаз
а
руки
Элементы верхнего иерархического уровня очков
2.1. стекла
2.2. линза *
2.3. оправа
2.4. дуга
2.5. шарнир
Компонентная модель очков:
ДО – дальний объект; БО – ближний объект;
ФПС – фокусированный пучок света; НФПС – нефокусированный пучок света
(* – линза выделена как отдельный конструктивный элемент)

25.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
С1
С2
С3
С4
С5
С6
С7
С8
С9
С10
С11
С12
С13
С14
С15
С16
С17
С18
С19
С20
С21
С22
С23
С24
С25
С26
С27
С28
-
стекло удерживает линзу; НЭ1 – граница раздела искажает световой поток;
НЭ1 – то же, что и в п. 1;
стекло упрочняет оправу; НЭ2 – необходимость точной подгонки стекла;
оправа удерживает стекло; НЭ3 – оправа увеличивает стоимость очков;
стекло пропускает свет от «ДО»; НЭ4 – стекло частично отражает, искажает световой поток;
связь может быть опущена, так как не имеет существенного положительного и отрицательного действия;
стекло направляет НФПС на глаз;
стекло защищает глаза от пыли, грязи; НЭ5 – стекло собирает, удерживает пыль, грязь;
НЭ6 – пыль, грязь, изменяют оптические свойства стекла;
руки протирают стекла от пыли;
линза преобразует свет, падающий от нее от «БО»;
связь может быть опущена;
линза направляет на глаз «ФПС»;
линза защищает глаз от пыли; НЭ7 – линза собирает, удерживает пыль, грязь;
НЭ8 – пыль, грязь изменяет оптические свойства линзы;
руки периодически протирают от пыли линзы;
оправа ограничивает перемещение дуг;
оправа удерживает шарнир;
шарнир удерживает оправу;
НЭ9 – оправа давит на нос;
нос удерживает оправу;
НЭ10 – оправа экранирует свет от «ДО»;
НЭ11 – оправа притягивает пыль, грязь;
НЭ12 – пыль оседает на оправе;
руки снимают очки, протирают оправу;
дуга удерживает шарнир;
шарнир удерживает дугу;
уши удерживают дуги от перемещения;

26.

Компоненты очков
2.1
2.2
2.3
2.4
стекла линзы оправа
дуги
С1
С3
С2
С4
2.5
нос
шарниры
уши
Компоненты надсистемы
свет
свет
ФПС НФПС
от ДО
от БО
С5
С6
С7
пыль,
грязь
С8
С9
глаза руки
С36*
С10
С37*
С16
С38*
С25
С39*
С33
2.1. Стекла
С11
С12
С13
С14
С15
2.2. Линзы
2.3.
Оправа
С17
С18
С19
С26
С27
С20
С21
С22
С28
С29
С30
С23
С24
С31
С32
2.4. Дуги
С34
С35
2.5.
Шарниры
Анализ связей в примере с очками показывает:
С2, С9, С15, С20, С22-С24, С29-С32, С34, С35, С38, С39 – связи вредные. Каждую из них относим к нежелательным
эффектам;

27.

Тренинговые упражнения
Постройте компонентные модели для объектов: зубная щетка с
футляром, шариковая авторучка, отдел Вашей фирмы.
Для этих же объектов постройте структурные модели в виде матрицы
взаимосвязей.
Проведите анализ связей и их описание для одного из этих объектов.

28.

ПОТРЕБНОСТИ
ФУНКЦИЯ
ПРИНЦИП
ДЕЙСТВИЯ
ИГРА
СТРУКТУРА
(КОНСТРУКЦИЯ)
ТЕХНОЛОГИ
РЕСУРС