2.1. Функционально-структурный подход

Функционально-структурный подход (ФСП) широко используется для анализа и синтеза производственных систем на основе установления комплекса функций, выполняемых конкретной системой, и формирование соответствующей структуры организации. Процесс проектирования или совершенствования производственной системы, отдельных ее подсистем и элементов представляет собой моделирование функционально-структурной организации в следующей последовательности /10/:

• формирование «дерева» функций системы;

• декомпозиция «дерева» функций системы до уровня принятого базового набора операторов;

• формирование модели функциональной структуры системы;

• формирование морфологических моделей системы, многокритериальная оценка и выбор предпочтительных вариантов функционально-структурной организации системы.

В рамках ФСП, исходя из назначения и цели производственной системы, устанавливаются функции системы и составляющих ее подсистем и элементов. Понятие «функция» отражает назначение, обязанность или роль системы (объекта) в системе более высокого порядка и представляет собой нормативное содержание служебного действия, выполнение которого возлагается на систему при заданных требованиях, условиях и ограничениях.

Процесс проектирования или совершенствования системы при ФСП проводится в следующей последовательности: «функциональная организация (ФО) структурная организация (СО) функционально-структурная организация (ФСО)». В то же время анализ организации производственной системы проводится в обратном порядке: «СО – ФО – ФСО».

Функциональная организация (структура) представляет собой совокупность функций организационной системы, связи и отношения между ними и может описываться словесно (вербально), графически, таблично, алгоритмически, аналитически и посредством временных диаграмм функционирования. При структурировании функциональной организации системы выделяют:

а) “функциональные комплексы” – включают функции системы, которые вычисляются в течение всего жизненного цикла системы;

б) “функциональные модули” – выделяются внутри функциональных комплексов, обладают функциональной завершенностью и, как правило, не имеют самостоятельного организационно-технического оформления;

в) отдельные “изолированные” функции как элементарные единицы функциональных описаний.

Реализация функций обеспечивается структурной организацией системы, что в совокупности представляет функционально-структурную организацию. Так как между набором функций и структурой производственной системы нет однозначного соответствия, то возникает задача выбора структурной организации из альтернативных вариантов. Наиболее эффективными являются такие системы, структуры которых максимально соответствуют выполняемым функциям.

Причиной изменений функционально-структурной организации могут быть как изменения в наборе функций, так и изменения структуры производственной системы.

Декомпозиция функции – это ее деление на обеспечивающие подфункции в соответствии с выбранным способом декомпозиции, т.е. правилом, на основании которого исходная функция разделяется по одному или нескольким признакам. В результате декомпозиции исходной функции составляется упорядоченная иерархическая совокупность функций, которые могут быть представлены в виде однокорневого иерархического графа, таблицы, структурированной схемы и т.п.

Процесс декомпозиции включает процедуры /10/:

• выбор исходной сложной функции подлежащей декомпозиции (F₀);

• определение целей декомпозиции и правил согласования функций;

• выбор способа декомпозиции;

• декомпозиция функции F₀ и получение множества функций первого уровня;

• последовательное применение декомпозиции к элементам множества функций первого уровня и получение множества функций второго уровня;

• продолжение применения декомпозиции до получения (элементарных) функций как предела декомпозиции.

Признаками окончания декомпозиции являются:

• получение функций, для которых имеются базовые структурные элементы;

• достижение требуемого уровня детализации;

• появление элементарной функции при дальнейшем делении.

Одним из способов описания вертикальной структуры функциональной организации является «дерево» функций, представляющее результат декомпозиции функции системы. Построение «дерева» функций может производиться двумя способами: а) «сверху-вниз» в процессе декомпозии общей функции системы и б) «снизу-вверх» в процессе «восстановления» дерева функций.

Выделяют функции высшего (исходные) и низшего порядка (обеспечивающие). Функция высшего порядка (макрофункция) является исходной для образующих ее функций низшего порядка (подфункции и микро функции).

Построение «дерева» функции осуществляется шагами и предусматривает выполнение стандартных процедур/10/:

П₁ – определение содержания функции;

П₂ – установление соответствия рассматриваемому уровню декомпозии;

П₃ – выделение оператора перехода от исходной к обеспечивающим функциям;

П₄ – проверка необходимости каждой обеспечивающей функции;

П₅ – проверка достаточности совокупности обеспечивающих функций для выполнения исходной.

На рис. 2 показан фрагмент функциональной модели торгово-закупочного предприятия.

Эффективным инструментом функционально-структурного подхода в организационном проектировании является методология структурного анализа и проектирования (Structured Analysis and Design Technique – SADT), основанная на PLEX-теориях Дугласа Т. Росса.

Данная методология базируется на построении и использовании функционально-структурной SADT-модели объекта проектирования (производственной системы, подсистемы и т.п.).

Рис. 2. Функциональная модель торгово-закупочного предприятия

Представление информации в SADT-методологии осуществляется в виде SA-блока (рис. 3).

Рис. 3. элементарная единица представления информации

в SADT-методологии (SA-блок)

Вход (I) преобразуется в выход (О) с помощью механизма исполнителя (М) и осуществления управления (С). SADT-модель представляет собой иерархический взаимосвязанный комплекс SADT-диаграмм, описывающих входные-выходные преобразования и правила преобразований.

Каждая SADT-диаграмма содержит блоки, отражающие функции моделируемой системы, и дуги, показывающие взаимодействие и взаимосвязи между блоками. Для адекватного описания системы и избежания чрезвычайной сложности диаграммы должны содержать от трех до шести блоков. При этом левая сторона блока показывает входы, правая – выходы, верхняя – управление, нижняя – механизм (исполнителей). Выходы данного блока могут быть входами или управлениями, или механизмом для других блоков. Каждый блок может быть подвергнут декомпозии. Дуги в диаграмме связывают блоки и обозначаются одинарными линиями со стрелками, могут соединяться и разветвляться различными способами.

Исполнительными механизмами реализации функций могут быть: весь персонал предприятия, структурные единицы, исполнители.

Для управления процессами применяются заказы, спрос, наличие финансовых ресурсов, бюджет, законодательная и оперативная база, инструкции и правила и т.п.

При определении состава функций и их агрегирования в SADT-моделировании выделяют:

основные функции, которые прямо связаны с выполнением целей системы, например, исследования и разработки, освоение производства, производство, сбыт и т.п.;

функции обеспечения, которые прямо связаны с основными функциями и влияют на конкурентоспособность предприятия, например, логистика, контроль качества, информационное обеспечение, сервисные услуги и т.п.;

функции обслуживания, которые создают условия для функционирования предприятия в целом, например, финансовое обеспечение, обеспечение кадрами, администрирование, хозяйственное обеспечение и т.п.

Состав и степень детализации функций должны обеспечивать достижение целей моделирования. При не достижении поставленных целей цикл моделирования повторяется.

Н

Заказы и

спрос бюджет

деньги

Не отоваренный Отоваренный

клиент клиент

Персонал фирмы

Цель: уточнить функции каждого подразделения фирмы и их взаимодействие для разработки должностных инструкций

Обеспечить клиента необходимым товаром

Рис.4. Исходная (родительская) SADT-диаграмма - начало процесса

моделирования