Пример реализации алгоритма

Разработать систему управления платной стоянкой автомобилей.

1. Определить входы и выходы системы.

Пример входов и выходов системы управления автостоянкой приведен на рис.4.5. Чтобы однозначно определить границы системы и ее назначение, достаточно указать необходимые ей входы и выходы. Однако для этого требуется тщательно исследовать условия среды, в которой должна работать система, и запросы заказчика (эти действия – исследование проектных ситуаций – относятся к стадии дивергенции, описанной в разделе 2.3). Необходимо обозначить на схеме все существенные виды обмена материалами, энергией и информацией между системой и окружающей средой. Не менее важно определить зависимости между входами и выходами во времени, например, интенсивность потока прибывающих и убывающих машин в разное время суток, в разные дни недели и в особые периоды (праздники и т.п.).

^ 2.Найти систему функций, при помощи которых входы можно преобразовать в выходы.

Необходимо выбрать систему функций для преобразования входов, показанных на рис.4.5, в заданные выходы. Поскольку такие преобразования можно сделать различными способами, выбор функций произволен. В данном случае были выбраны следующие функции:

а) регистрация времени прибытия;

б) закрепление контрольного талона за прибывшим автомобилем;

в) снятие контрольного талона с убывающего автомобиля;

г) расчет суммы и сбор платы.

Эти функции можно самыми различными способами делить на более мелкие или объединять в более крупные. Например, функции а) и б) можно заменить функцией "идентификации каждого прибывающего автомобиля и регистрация времени его прибытия". В этом случае на автомобиль не будет выдаваться контрольный талон, и придется надлежащим образом изменить остальные входы, выходы и функции. Точно так же функцию г) можно разделить на две: "расчет суммы" и "сбор платы", что потребует соответствующих изменений на заключительных этапах этого процесса.

Затем каждую из выбранных функций изображают вместе с необходимыми для ее осуществления входами и образуемыми ею выходами (рис.4.6).

Входы и выходы, находящиеся внутри системы, соединяют между собой и отлаживают систему до достижения полной согласованности между ними (рис.4.7), то есть выясняют, откуда исходит каждое входное и куда направлено каждое выходное воздействие.

Внутренняя согласованность обычно достигается путем длительного поиска методом проб и ошибок. При этом выявляются промахи, допущенные на предыдущих стадиях; например, проектировщик мог забыть о том, что для регистрации времени прибытия и расчета суммы сборов за стоянку необходимо иметь внешний источник сигналов времени.

Трудно найти необходимый уровень детализации функций и обеспечить сохранение всех функций и связей между ними на выбранном уровне, а не выше или ниже его. Функции могут считаться достаточно детализированными, если на следующем этапе проектирования можно подобрать физически независимое устройство для выполнения каждой функции. Ограниченное число случаев расщепления или слияния функций на следующем шаге алгоритма (шаге 3) допустимо, но если большинство функций оказываются слишком детализированными, то функциональное описание как средство декомпозиции задачи проектирования теряет всякий смысл. Хотя в литературе описываются математические методы обеспечения совместимости подсистем, одна ко системотехника успешно может быть применена, в основном, для разработки поточных систем, в которых блоки физически разделены и выполняют каждый свою функцию. Что касается так называемых "плотносвязанных" объектов (например, организационных структур, в которых некоторые элементы выполняют несколько функций), то в таких ситуациях осуществление этого этапа системотехники затруднительно.

3 .Подобрать или разработать устройства или элементы организационной структуры для осуществления каждой из этих функций.

Детализировать этот этап здесь нецелесообразно, так как его осуществление не связано с использованием методов системотехники. Если какая-то функция сама представляет собой поточную систему, можно повторить шаги 1 и 2 алгоритма. В противном случае проектировщик использует другие методы, более подходящие для разработки плотносвязанных объектов, вплоть до выполнения чертежей в масштабе. Применительно к организационным структурам эта трудность может преодолеваться разработкой достаточно четких должностных инструкций для каждого элемента объекта управления.

Заметим, что именно на этом этапе выявляется крупнейшее достоинство системотехники: уверенность, с которой можно предоставить субподряды на разработку или поставку физических блоков системы. Эта уверенность основана на том, что входы и выходы каждого блока точно определены. Жесткий контроль над формулировкой требований к входным и выходным характеристикам позволяет заранее выявить и устранить целый ряд неувязок, с которыми обычно приходится сталкиваться при координации проектных работ по субподрядам.

^ 4.Проверить полученную систему на внутреннюю и внешнюю совместимость.

Такая проверка на ранней стадии проектирования может осуществляться путем проведения математических или экономических исследований методами теории сетей или теории полезности. На более поздних стадиях могут быть проведены либо физические испытания, либо исследования на основе имитационных моделей с использованием компьютера.

Применительно к описанному примеру целесообразно рассчитать или проверить на модели: время обработки одного автомобиля; предполагаемое время ожидания в очереди; вероятности аварий и задержек; пригодность системы для предполагаемых типов автомобилей; размеры первоначальных капиталовложений и расходов на эксплуатацию стоянки; суммы оборотов; вероятность создания помех другим объектам окружающей среды или возникновения помех с их стороны, влияния темноты, дождя, снега, яркого солнца и т.д. Соответствующие математические модели, позволяющие решать такого рода задачи, дают возможность более четко провести оценку стратегических альтернатив, и в случае необходимости, провести оптимизацию параметров выбранной стратегии.

Кумулятивная стратегия Пейджа