Системный анализ технических требований.

Введение

Системный анализ — совокупность методологий и средств, используемых для подготовки и принятия решений по сложным проблемам технологического, экономического и т.п. характера [1].
Системный анализ опирается на системный подход, ряд математических дисциплин и современные методы управления. Основной процедурой системного анализа является построение обобщенной модели, отражающей взаимосвязь объектов в реальной ситуации.
Системный подход — направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит рассмотрение объектов как сложных систем. Системный подход ориентирует исследователей на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных связей в нем и сведение их в единую теоретическую картину [2].
Системный анализ, как часть общей науки о системах и системности, в отличие от таких ее направлений, как «общая теория систем» или «системная философия», имеет четко выраженную прикладную направленность. Он «заостряет внимание на проблемах, возникающих в промышленности и обществе, которые можно исследовать посредством приложений теории систем» [3].
Целью данного реферата является рассмотрение системного анализа технических требований.
В соответствии с поставленой целью будут решены следующие задачи:
- проанализировать противоречия, возникающие при формировании технических требований;
- рассмотреть сущность системного подхода к формированию технических требований;
- привести типологию функций и группировки показателей качества.


1. Системный анализ технический требований
При проектировании сложных объектов техники (информационноизмерительных и вычислительных комплексов, автоматизированных систем управления технологическими процессами и т.п.) существенная роль принадлежит техническому заданию (ТЗ), разрабатываемому на начальной стадии проектирования. Именно в ТЗ определяются технические требования и технико-экономические показатели, которые предполагается достигнуть в результате разработки. ТЗ служит основанием для заключения договора между заказчиком и исполнителем работ (разработчиком) [4].
Разработка ТЗ начинается с анализа требований по назначению техники. На этом этапе разработчик устанавливает состав функций, выполняемых техникой, определяет функциональные подсистемы, необходимые для реализации этих функций, анализирует условия и особенности применения техники.
Далее разработчик изучает научно-техническую информацию о достижениях в создании аналогичной техники, рассматривает результаты научно-исследовательских работ, выполненных в данном направлении исследований техники, выбирает технические решения, которые могут быть использованы в разработке конструкции проектируемого объекта. Задача разработчика на данном этапе - определить принципиальную осуществимость разработки техники, удовлетворяющей требованиям заказчика. Технические характеристики объекта в виде требований записываются в ТЗ, подлежащее утверждению заказчиком.

1.1 Противоречия при формировании технических требований
При формировании технических требований можно выделить два рода противоречий.
Противоречия l-го рода - это противоречия между потребностями, определяющими заказ на создание дайной техники, и возможностями удовлетворения этих потребностей при существующем уровне развития конструкторско-технологической базы (технического развития) [5]. На структурном уровне это противоречия между необходимостью реализовать определенные функции и ограничениями по их реализации, например, такими, как стоимость и сроки проведения работ, ограниченные производственные возможности экспериментального производства, необходимость создания новых технологий и т.п.
Противоречия 2-го рода - это противоречия между качеством техники и внутриструктурными свойствами составляющих ее частей [5]. К числу таких противоречий относится, например, противоречие между точностью и быстродействием при выполнении какой-либо функции

. Противоречие в рассмотренных случаях состоит в том, что качество не может быть одновременно улучшено по каждому из свойств; улучшение одного из свойств может привести к ухудшению другого. Такие противоречия называются объектными. Кроме того, различаются внутриуровневые и межуровневые противоречия. Внутриуровневое противоречие - это множественность вариантов технических решений при реализации функций взаимодействующих подсистем. Межуровневые противоречия обусловлены взаимозависимостью технических требований для подсистем различных уровней. Отражением такого противоречия является множественность способов реализации функций нижнего уровня, обеспечивающих выполнение функции верхнего уровня.
Для разрешения противоречий, связанных с формированием технических требований, необходимо выявить их взаимосвязи с функциями проектируемого объекта и его частей. Взаимосвязанная система требований позволяет проанализировать противоречия, а также отобрать допустимые по техническим требованиям варианты проектных решений, которые можно использовать для реализации функций. В результате такого анализа выбирается некоторый набор вариантов построения структуры проектируемого объекта, в разной степени удовлетворяющих требованиям заказчика. Согласование ТЗ в этом случае выступает как итерационный процесс взаимных уточнений технических требований к объекту и его частям.

1.2 Сущность системного подхода к формированию технических требований
Системный подход к формированию технических требовании основан на построении функциональной структуры проектируемого объекта и отображающей ее структуры технических требований. Взаимосвязанный анализ функций и требований состоит в выделении иерархии блоков трехуровневых структур, каждый из которых соответствует определенному этапу проектирования объекта [5].
В трехуровневом графе функций вершина F0 отождествляется с назначением объекта.
Вершины первого уровня F11, …, Fк1,выражают пространственную структуру функций взаимодействующих составных частей (подсистем) объекта, позволяющую идентифицировать объект, установить его принадлежность к определенному классу.
Вершины второго уровня Fj.12, …, Fj.m2,определяют временную структуру функций, раскрывающую содержание процесса взаимодействия функциональных составных частей объекта во времени. Функции второго уровня конкретизируют назначение объекта, обусловливают механизм его функционирования [4].
Набор функций первого и второго уровня называется внешними функциями, определяющими взаимодействие объекта с внешней (окружающей) средой. Они же используются как базисные (порождающие структуру внутренних функций) при формировании технических требований для следующего блока функций подсистем проектируемого объекта.
На каждом уровне функциональной структуры формируется структура технических требований. Каждая функция может иметь несколько требований, для выявления которых необходимо их расчленить по отдельным компонентам. Сформулированные требования переводятся в технические характеристики проектируемого объекта, которые позволили бы непосредственно оценить степень их пригодности к выполнению рассматриваемых функций.
На основе полученных технических характеристик выделяются два вида требований [5]:
- функциональные, которые выступают в форме ограничений, определяющих границы изменения требований к функциям (односторонних или двухсторонних);
- критериальные, имеющие целевую направленность и определяющие качество выполнения функции.
Рассмотрим структуру технических требований на примере средств производства.
Верхний (нулевой) уровень G0 определяет требования к назначению техники, устанавливает условия и ограничения ее применения. Например, в этих требованиях указываются объемы производства, программа выпуска, номенклатура производимой продукции и т.н.
Первый уровень G1 определяет пространственную структуру функций взаимодействующих подсистем (модулей 1-го уровня)