Системный анализ в управлении - Анфилатов В.С., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. (под ред. Емельянова А.А

ПРЕДИСЛОВИЕ

Высокие темпы информатизации различных видов деятель­ ности в настоящее время привели к тому, что появилось проти­ воречие между простотой освоения работы на компьютере (в ка­ честве пользователя) и незначительной эффективностью функци­ онирования информационных систем.

Одной из причин такого положения является недостаточное количество пособий, направленных на формирование системной управленческой идеологии лиц, связанных с использованием си­ стем обработки информации в органах управления.

Всамом деле, дефицита книг, ориентированных на изучение порядка обращения с компьютерными программами, не испыты­ вает, пожалуй, никто. В то же время информация по основам по­ строения систем автоматизации организационного управления охраняется как коммерческий секрет фирм - системных интегра­ торов.

Втаких условиях учебное пособие «Системный анализ в уп­ равлении» может быть полезно практически всем лицам, так или иначе связанным с популярным направлением Managment (Business) Information Systems - информационно-управляющие си­ стемы. Это определяется требованием совершенствования систем

суправлением и автоматизированных информационных систем как основного средства повышения эффективности управления.

Учебное пособие включает разделы: основы системного ана­ лиза, основы оценки сложных систем с примерами моделей и методик оценивания систем, основы управления и методики, ис­ пользуемые при динамическом управлении проектами с учетом рисков.

Общие свойства управления исследуются в кибернетике. Про­ блемы управления техническими системами без участия человека -

Предисловие

втеории автоматического управления. Особенности управления

всоциальных и экономических системах изучаются в рамках ме­ неджмента, управление в современных организационно-техничес­ ких системах - предмет системного анализа в управлении. Во всех этих областях требуется знание общих законов функционирова­ ния систем, которые изучаются в рамках общей теории систем, включающей научные направления: системный подход, систем­ ные исследования, системный анализ.

Системный анализ - наиболее конструктивное направление, используемое для практических приложений теории систем к за­ дачам управления. Конструктивность системного анализа связа­ на с тем, что он предлагает методику проведения работ, позволя­ ющую не упустить из рассмотрения существенные факторы, определяющие построение эффективных систем управления в кон­ кретных условиях.

Оценка качества и эффективности функционирования систем проводится в соответствии с положениями, выработанными в теории эффективности.

При таком представлении цели, стоящие перед теоретически­ ми основами автоматизированного управления, имеют три аспекта:

1)преодоление второго информационного барьера в управ­ лении;

2)оптимальный синтез систем управления;

3)управление информационным процессом.

В70-80-х гг. общество находилось перед вторым информа­ ционным барьером в области управления (по определению ака­ демика В.М. Глушкова). В настоящее время началось преодоле­ ние этого барьера, причем очень высокими темпами.

Исторически управление и выполнение работы долгое время осуществлялось одними и теми же людьми. Иначе говоря, систе­ ма управления (СУ) бьша совмещена с объектом управления (ОУ). С усложнением задач управления появился первый информаци­ онный барьер, определяемый пропускной способностью отдель-

Предисловие

ного человека как системы управления (2-4 бит/с). Он был пре­ одолен путем отделения функций СУ от функций ОУ и перехода к иерархическому принципу управления. В соответствии с этим принципом СУ включает лицо, принимающее рещение (ЛПР), и группу подчиненных управленцев - должностных лиц, отвечаю­ щих за отдельные функции ОУ.

С течением времени органы управления столкнулись со вто­ рым информационным барьером, когда суммарная сложность задач по управлению ОУ, состоящего из / человек иJ средств, стала выше способности СУ по переработке информации.

Для преодоления второго информационного барьера имеет­ ся принципиально другой путь: автоматизация всех информаци­ онных процессов, телекоммуникации и сетевые технологии, Ин­ тернет. Объектом автоматизации являются функции, задачи и процессы, происходящие в системах управления. Без знания ос­ нов управления говорить об автоматизации нет смысла.

Задача совершенствования ставится как задача оптимально­ го синтеза систем с управлением: при заданных системе и множе­ стве внешних воздействий построить систему управления, обес­ печивающую требуемое поведение системы, удовлетворяющей критериям качества управления.

Для сложных систем, с которыми приходится иметь дело на практике, применение классического экспериментального мето­ да исследования ограничено его высокой стоимостью, а в ряде случаев (экология, макроэкономика и др.) натурные эксперимен­ ты становятся либо вовсе невозможными, либо, по крайней мере, чересчур, рискованными. Поэтому в качестве основного метода исследования сложных систем используют метод машинного эк­ сперимента - универсальный метод познания, основанный на использовании системных имитационных моделей. Проблемы разработки системных моделей являются предметом изучения си­ стемного анализа, в котором вьщеляется теория эффективности - основа для количественной оценки альтернативных систем.

Предисловие

Информационные системы, являясь основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений, представ­ ляют собой сложные программно-аппаратные и телекоммуника­ ционные комплексы, выступают в качестве самостоятельного объекта исследований. Вопросы архитектуры таких систем и орга­ низации управления информационным процессом представляют одно из главных направлений рассматриваемой области знаний. На это обстоятельство следует обратить особое внимание, ибо оно отличает понимание предмета «Системный анализ в управ­ лении», где главный упор делается на управление и применение методов прикладной информатики в прикладной области (Managment Information Systems, Business Information Systems), от компьютерных дисциплин (Computer Science), предметом ко­ торых является архитектура и управление вычислительными си­ стемами.

Информационные системы призваны помочь в решении ин­ формационных, логических и расчетных задач. Теоретические основы информационного, лингвистического, математического, программного и других видов обеспечения распределенной об­ работки информации, построения баз данных, баз знаний, ана­ литических и других систем определяют потенциальные возмож­ ности и ограничения информационных систем в целом. Методы информатики - это «мост» между теорией и практикой построе­ ния прикладных корпоративных систем, функционирующих в органах управления.

Оценка качества и эффективности функционирования систем проводится в соответствии с положениями, выработанными в теории эффективности.

При создании простых систем большинство подобных задач может быть решено средствами классической математики, допол­ ненными экспериментами и тривиальным перебором вариантов.

В пособии под информационной системой (ИС) понимается система, предназначенная для сбора, обработки и распростране-

Предисловие

ния информации в целях управления. В соответствии с общей те­ орией систем информационную систему можно определить как совокупность информационных элементов ввода, обработки, пе­ реработки, хранения, поиска, вывода и распространения инфор­ мации, находящихся в отнощениях и связях между собой и со­ ставляющих определенную целостность, единство. Ранее исполь­ зуемые термины, такие, как АСУ, АСОИУ, АИС, появились в связи с различными направлениями применения информацион­ ных систем.

Книга написана с использованием опыта работы, накоплен­ ного авторами в процессе преподавания учебных дисциплин, свя­ занных с системным анализом, подготовки и издания учебно-ме­ тодических материалов в высших учебных заведениях, где они осуществляли свою научно-педагогическую деятельность.

Труд авторов распределился следующим образом: профес­ сор кафедры Военного университета связи, г. Санкт-Петербург, K.T.H., доцент B.C. Анфилатов - разд. 1.3, 4.1.2, 4.4.1, остальные материалы глав 1, 2 и 4 - совместно с А.А. Кукушкиным; дирек­ тор Института компьютерных технологий МЭСИ, г. Москва, д. э. н. А.А. Емельянов - глава 5, общее редактирование книги; начальник кафедры Академии ФАПСИ, г. Орел, к.т.н., доцент А.А. Кукушкин - разд. 2.1 - 2.4, глава 3, разд. 4.2.5, 4.4.2, остальные материалы глав 1, 2 и 4 - совместно с B.C. Анфилатовым.

В конце каждой главы приведен список вопросов для само­ контроля. Учебное пособие содержит значительное число мате­ матических формул, поэтому в приложениях приведены основ­ ные математические обозначения, а также таблицы букв гречес­ кого и латинского алфавита, их произношение. Краткий словарь терминов, предметный указатель и список сокращений также об­ легчают усвоение материала книги.

Учебное пособие является базовым для изучения дисципли­ ны «Теория систем и системный анализ» специальности 351400

«Прикладная информатика (по областям)». Предварительная подготовка по системному анализу необходима для изучения дру­ гих дисциплин этой же специальности:

•«Теоретические основы информационных систем и инфор­ мационных технологий»;

•«Интеллектуальные информационные системы»;

•«Имитационное моделирование экономических процессов»;

•«Проектирование информационных систем».

Пособие может быть рекомендовано студентам, обучающимся по другим компьютерным и информационным специальностям. Отдельные разделы полезны при подготовке специалистов-менед­ жеров и магистров по программам МВА.

Авторы

о с н о в ы СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

1.1. СУЩНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ В СЛОЖНЫХ СИСТЕМАХ

Под управлением в самом общем виде будем понимать про­ цесс формирования целенаправленного поведения системы по­ средством информационных воздействий, вырабатываемых че­ ловеком (группой людей) или устройством.

К задачам управления относятся целеполагание, стабилиза­ ция, выполнение программы, слежение и оптимизация.

Задача целеполагания - определение требуемого состояния или поведения системы.

Задача стабилизации - удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий.

Задача выполнения программы - перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин из­ меняются по известным детерминированным законам.

Задача слемсения - удержание системы на заданной траекто­ рии (обеспечение требуемого поведения) в условиях, когда зако­ ны изменения управляемых величин неизвестны или изменяются.

Задача оптимизации - удержание или перевод системы в со­ стояние с экстремальными значениями характеристик при задан­ ных условиях и ограничениях.

Часто для обозначения управляющих воздействий использу­ ют понятие «руководство». Будем считать, что руководство - это управление чужой работой в организационных, социальных, эко­ номических системах.