Рубрика «Заметки по ходу дела». Что такое связи в системе и как они моделируются?
Мы говорим, что структура – это элементы и их взаимосвязи. Но если с компонентами более-менее понятно (хотя и тут не всё так просто и однозначно, думаю на эту тему написать отдельную заметку), то что такое связь стоит разобраться отдельно.
В общем понимании говорят так: если при изменении в А происходит изменение в В, значит между А и В существует связь. «Дерни за верёвочку – дверка и откроется». Примерно так. В органической химии особенностями связей объясняется различие свойств веществ с одинаковым составом, но разными связями в структуре молекул. Известно, что углерод в грифеле карандаша и тот же углерод в виде алмаза обладает совершенно различными свойствами, все дело в структуре (а структура, как мы помним, это совокупность элементов и их взаимосвязей).
Есть такой исторический анекдот. Известно, что химики Кекуле и Бутлеров приблизительно в одно и то же время ввели понятие связи, объясняя кардинальное различие свойств органических веществ одного состава, но разной структуры. И как-то Бутлеров пытался «на пальцах» объяснить Менделееву, что такое связь. – Представь себе, говорил Бутлеров, что у тебя разбилось зеркало и ты, желая его восстановить, склеил его или собрал на штырьках. Вот клей или штырьки и есть связи, пояснил Бутлеров. Но Менделеев его тут же поймал: «позволь, говорит, но пока зеркало было целым, никаких штырьков или клея там не было, что впрочем, не мешало зеркалу быть целым до падения».
Стало ясно, что никаких связей в природе нет, есть только внутренние процессы в структурах. В них все дело. При этом возник закономерный вопрос: а нужно ли в формулах органической химии описывать процессы, или достаточно нарисовать чёрточки, символизирующие связи, и этого вполне хватит, чтобы различать вещества?
Пример формулы органической химии:
Для того, чтобы идентифицировать вещество, достаточно понять, какой атом с каким связан и в какой последовательности эти связи организованы в молекуле, чтобы однозначно идентифицировать вещество. Зачем расписывать процессы между элементами? Черточки достаточно информативны…
То же самое мы можем видеть в органиграммах компаний. Директору подчиняются руководители подразделений и так далее. Зачем заморачиваться бизнес-процессами, если достаточно чёрточками нарисовать связи, чтобы понимать структуру компании и иерархию управления?
Таким образом несмотря на то, что как установили ещё Менделеев с Бутлеровым, никаких связей нет, а все определяется лишь процессами, связи нам нужны для… простоты моделирования организации структуры.
Пример структуры: органиграмма компании.
Итак, если нам для понимания ситуации достаточно изобразить структуру, то мы изображаем связи между элементами. Если эту структуру требуется распаковать, тогда мы вынуждены описывать процессы, протекающие между элементами системы. Для этой цели на производстве создаются карты процесса, расписываются технологические карты. В управленческой практике принято моделировать процессы с помощью BPMN-карт бизнес-процессов.
Пример BPMN-карты:
А если связи недостаточно информативны, а процессы избыточны, что тогда? Тогда связь представляется в виде функции. Функцию можно интерпретировать так: если А действует на В и хотя бы один параметр В меняется, то А функционально воздействует на В. То есть, в отличие от связи, функция – это вектор. Функции А → В ≠ В → А. Функция является промежуточным представлением связи между собственно связью и процессом с точки зрения глубины понимания содержания связи.
Пример функциональной схемы:
Поделюсь опытом БАТРИЗ: при проектировании организационных структур компании мы сначала выполняем функциональное моделирование структуры КАК ЕСТЬ СЕЙЧАС, затем проводим анализ полученной функциональной модели на предмет выявления функциональных недостатков и дублирования функций и строим функциональную модель КАК ДОЛЖНО БЫТЬ, затем делаем ДВИЖЕНИЕ ВВЕРХ от исправленной функциональной модели и выходим на оптимальную структуру компании и далее делаем движение вниз от исправленной функциональной модели к описанию бизнес-процессов. Получается хорошо))
Итак, связи между элементами структуры могут быть представлены в виде:
- Связей,
- Функций,
- Процессов.
Где связи – это верхнеуровневая модель взаимодействия элементов системы, а процессы – наиболее детализированная.
Частично об этом я писал ранее в заметке «Второе определение системы – зачем применять эту схему совместно с Бизнес-ТРИЗ?». Там связи проявляются на уровне структуры, функции – на уровне функциональной структуры и процессы – на уровне морфологии (не путать с формообразующим процессом! Связи-процессы проявляются именно на уровне морфологии изучаемых структур).
Дискуссия.
Андрей Курьян.
Соотношение между процессами и структурой является фундаментальным свойством семантики языка (не какого-то конкретного), а любого естественного. Ещё Шенк, а потом проф. Мартынов показали, что описание мира происходит на уровне действий одного объекта на другой.
Структура, состоящая из связей между объектами, является результатом действия объектов друг на друга. Подробнее см. УСК (Универсальный Семантический Код). Из действий мы можем получить связи, но из связей мы не можем восстановить действия. Другими словами, при переходе от действий к связям (от процессов к структуре) мы теряем часть информации (семантики).
Антон Кожемяко.
Андрей, посоветуйте что-нибудь хорошее по УСК. Очень заинтересовали вы меня.
Андрей Курьян.
Semantic Coding for Semantic Knowledge Inference. Igor Boyko, February 2017.
Conference: Open Semantic Technologies for Intelligent Systems 2017 (OSTIS-2017).
Андрей Курьян.
Функция не является промежуточным понятием между процессом и структурой.
Есть два способа определения функций:
- Объектно-ориентированный способ: субъект действует на объект. Этот вариант используется в ФА ТРИЗ.
- Процессно-ориентированный способ: действие меняет состояние объекта из начального (входного) в конечное (выходное).
Оба варианта являются неполными вариантами описания семантики действия субъекта на объект и изменений, которые являются результатом этого действия.
Переход от описания в виде процессов к функциям и структурам действительно сопровождается упрощением описания… и потерей семантики, которую невозможно восстановить обратным переходом: часть семантики в описании теряется безвозвратно.
При описании бизнес-системы (например, компании) описание компании через процессы является более полным в сравнении с описанием через оргструктуру. Но надо иметь в виду, что существующие модели процесса уже являются неполными, т.е., в этих описаниях уже имеются семантические пробелы.
Антон Кожемяко.
Безусловно, глубина детализации ни в коем случае не подменяет собой понятие целостности. Совершенно справедливое замечание.
Ваши аргументы подтверждают тезис о промежуточной степени детализации связей через понятие функции — это понятие детализирует связь более, чем указание факта взаимодействия, но менее, чем описание процесса этого взаимодействия.
По УСК интересно, благодарю. Стоит изучить данный подход. Я не знаком с ним.
Илья.
Чтобы получать информацию об объекте, обязательно ли при этом существование связи между ними?
- Я смотрю на Фудзи (получаю визуальную информацию о ней).
- Я не вижу Ай-Петри (не получаю визуальной информации о ней).
Что присутствует в первом случае и отсутствует во втором? Или такие вещи к связям отношение не имеют?
Андрей Курьян.
Да, но это наблюдение, а не влияние. От того, что я смотрю на Фудзи, она же не меняется? То есть связи нет, получается, если я исчезну — всё те же процессы будут происходить с горой.
Антон Кожемяко.
Вы пишете: «чтобы получать информацию об объекте, обязательно ли при этом существование связи между ними» — между чем и чем?
По второй части: вы неверно определили объект. Стоящая на своем основании Ай-Петри — это «гора в реале», её можно определить как «вещь», а падающие с нее камни — как «явление». Ответ на ваш второй вопрос содержится в понятии объекта. То есть объект может быть дан в знаниях, полученных любым способом. Это важно.
Скорее всего, если я наблюдаю Фудзи, она действительно не меняется (если наши сведения точны) и между вами и Фудзи отсутствует связь. Хотя… Фудзи вас меняет и вы получаете эстетическое наслаждение, созерцая её. Так мы плавно перешли к определению взаимосвязи через функцию)).
А вот связи в структуре горы и связи с ее надсистемами очень даже необходимы, чтобы определить объект.
Поэтому, то что в ТРИЗ всё начинается от Системы, ее ПС и НС (по сути, от определения компонентного состава объекта), это прям точно и верно!
Другой вопрос, что эти знания могут быть получены самыми разными способами и они гарантированно неполны и неточны, хоть и всегда стремятся к полноте и точности. Реальная гора Фудзи и объект «гора Фудзи» — это совершенно разные сущности. В ТРИЗ мы оперируем только объектами.
Антон Кожемяко.
С огромным интересом прочитал статью.
Были ли попытки создать какие-то средства, которые можно было бы применять совместно с ТРИЗ, на основе УСК?
Например, способы описания объекта в изучаемой ситуации? Прям напрашивается применить для этой цели подобный подход (а это именно подход, так как УСК задаёт свой язык и свои знаковые формы). Таких глубоких подходов немного. И из этого подхода явно можно выводить методы и на их основе создавать инструменты анализа.
Были ли такие попытки и к чему они привели?
Валерий Сушков.
На основе УСК была создана новая версия Изобретающей Машины — Goldfire, которая до сих пор есть на рынке. УСК был использован как основной механизм поиска адекватной семантической информации в патентах и технической документации.
Антон Кожемяко.
Коллеги, спасибо за дискуссию. Так постепенно уточним онтологию)). Мне кажется, стоит продолжить двигаться именно смысловыми блоками (кустами понятий).
Вижу, что про объект возникло много вопросов… Будет отдельная заметка. Ждите.