Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системное статистическое мышление. Сложные системы и статистическое мышление. Учебное пособие
.pdf
описания и разъяснения значений инструментов системотехники,
особенно информатики и вычислительной техники применительно к
сложным системам.
Пусть не самое широкое применение системотехника нашла и
в машиностроении [25], химической промышленности [23] и даже
в медицине [20]. Но во всех этих случаях она применяется прежде
всего для автоматизации.
Стоит отметить то, что системотехнике особое внимание уделяет
NASA [5]. Это, наверное, самый совр
еменный справочник по данному вопросу. К тому же нам удалось достать издание только 2007 г., а
судя по ссылкам в литературе и интернете имеется версия 2013 г.
Интересно то, что этот справочник хоть и включает в себя очень
много аспектов создания и управления системами космической промышленности, все же нос
ит рекомендательный характер. Видимо,
NASA понимает, что решение должен принимать человек,
а системотехника, пусть и очень хороший, но все же инструмент.
Сопоставимой по значению, хоть и немного устаревшей можно считать книгу [33].
Проблемы системотехники, ее практического применения рассматриваются в таких книгах, как [3, 13 и 15]. Системотехника тесно
связана с кибернетикой [27, 28], системным анализом [26] и прикладной ст
атистикой [29].
В некоторых вузах страны системотехника входит в курс подготовки инженеров. Курсы лекций по системотехнике в разные годы
читались в Томске [7], Москве [10], Хабаровске [17] и Волгограде
[21]. Этим список городов, где изучается системотехника как дисциплина, вовсе не ограничен. В качестве учебного пособия могут быть
с успехом применены уж
е хорошо знакомые нам [11, 31, 32]. Вообще, к вопросу знакомства с системотехникой следует подходить
творчески, как это свойственно системотехникам [6].
Практическая значимость системотехники подтверждается наличием стандарта [1] и его русскоязычной версии [2]. Правда, на сегодняшний день существует только официальный перевод предыдущей
версии стандарта. Хоть данные стандарты и декларируют, что они
применимы для управления жизн
енными циклами любых систем,
акцент все же делается на системы информационные.
Что касается реализации системотехники на практике, то дальше
всех в этом вопросе продвинулась Toyota [18]. Ее подход
к организации разработок, получивший название «обея» (в перево-
31
де – большое помещение) объединяет в одну команду под лидерством главного инженера проекта специалистов всех требуемых направлений. Принципиальное отличие этого подхода от иных примеров, рассмотренных в данной работе, в том, что здесь на первом месте находятся люди, члены команды и их знания. Такой подход значительно повышает эффективность проектирования как с точки зрения
качест
ва, так и с точки зрения сроков, что помимо прочего положительно сказывается и на цене. Это также позволяет управлять тремя
основными показателями эффективности: временем, деньгами и вариабельностью.
Таким образом, получается, что системотехника включает в себя
не только процесс проектирования сложных систем, а охватывает все
этапы их жи
зненного цикла. Будущее – за науками широкого профиля, универсальными командами, лидерством и непрерывным совершенствованием. Системотехника как раз может служить базисом
для всестороннего эффективного применения слагаемых успеха в
качестве целостной сложной системы.
Результаты нашего анализа не подтвердили применение системотехниками статистического мышления при проектировании сложных
систем. Это, на наш взгляд, выгл
ядит странным, так как и системотехника, и статистическое мышление родом из Bell Laboratories.
Здесь либо наличие статистического мышления подразумевалось по
умолчанию, либо они развивались независимо друг от друга и не нашли точек соприкосновения. Как бы то ни было, но уже за стены Bell
Laboratories системотехника вышла как самостоятельное направление.
32
Библиографический список
1. ISO/IEC 15288:2008 Systems and software engineering – System
life cycle processes.
2. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288–2005 Национальный стандарт Рос-
сийской Федерации. Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем.
3. Sage A.P., Armstrong J.E. Introduction to systems engineering. A Wiley-Interscience Publication. NY; Chichester; Weinheim; Brisbane; Toronto; Singapore: John Willey & Sons, Inc. 2000. 547 p.
4. Schlager J. Systems engineering: key to modern development // IRE
Transactions. 1956. July. P. 64–66.
5. Systems Engineering Handbook. NASA/SP-2007-6105 Rev1, National Aeronautics and Space Administration., Washington, D. C: NASA
Headquarters 20546, December 2007. 360 p.
6. Ацюковский В.А. Приключения инженера. Записки системотехника. М.: Петит, 1997. 160 с.
7. Беляков Г.П., Сарычев В.А., Сорокин В.А., Чернышев В.О. Ос-
новы сист
емотехники. Томск: МГП «Раско», 1992. 312 c.
8. Вильшанский Г.С. Системотехника. Введение в проектирование
автоматизированных систем обработки информации и управления.
М.: ИЧП «Рича», 2003. 634 с.
9. Гитберг В.Д. Системное проектирование в строительстве.
Л.: Стройиздат, 1987. 160 с.
10. Горохов В. Г. Системотехника и управление. М.: Знание, 1979.
64 с.
11. Гуд Г. Х., Макол Р. Э. Системотехника. Введение в планиро-
вани
е больших систем / Пер. с англ. М.: Советское радио, 1962.
383 с.
12. Гусаков А.А. Системотехника строительства. М.: Стройиздат,
1993. 368 с.
13. Прикладные проблемы системотехники / А.В. Ильичев, В.С.
Петровский, В.И. Болысов и др. М.: Машиностроение, 1995. 240 с.
14. В.А. Карташев. Система систем. Очерки общей теории и мето-
дологии. М.: Прогресс-А
кадемия, 1995. 325 с.
15. Конторов Д.С. Внимание – системотехника. М.: Радио и связь,
1993. 224 с.
33
16. Кузнецов С.М., Легостаева О.А. Системотехника ресурсосбе-
регающих технологических процессов строительства. Новосибирск:
Изд-во СГУПС, 2004. 233 c.
17. Кучма В.Н. Управление, системотехника, организации: Учеб.
пособие. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. 79 с.
18. Лайкер Дж., Морган Дж. Система разработки продукции в
Toyota: Люди, процессы, технология / Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс, 2007. 440 с.
19. Лебедев В.М. Систем
отехника строительства и формирование
функциональных систем зданий: монография. Белгород: БГТУ, 2013.
165 с.
20. Смирнов И.П., Шнепс-Шнеппе М.А. Медицинская системотехника. М.: Медицина, 1972. 208 с.
21. Муха Ю.П. Конспект лекций по основам системотехники:
Учеб. пособие. Волгоград: ВолгГТУ, 1996. 50 с.
22. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и пр
ило-
жения. Л.: Машиностроение, 1985. 199 с.
23. Т.Дж. Вильямс Проектирование химико-технологических процессов методами системотехники. Пер. с англ. под ред. И.И. Иоффе.
2-е изд. М.–Л.: Химия, 1963. 192 с.
24. Самитов Р.А. Системотехника инженерного мониторинга
сложных строительных сооружений. М.: Фонд «Новое тысячелетие»,
2001. 248 с.
25. Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б. Системотехн
ика инновационной подготовки производства в машиностроении. М.: Машиностроение, 2012. 568 с.
26. Семечкин А.Е. Системный анализ и системотехника. М.: SvS-
Аргус, 2005. 536 с.
27. Системотехника. Вып. 1–3. Киев: АН УССР. Научный совет по
проблеме «Кибернетика», 1970.
28. Системотехника. Киев.: АН УССР. Научный совет по пробле-
ме «Кибернетика», 1971. 364 с.
29. Системотехника и статистическое моделирование систем
уп
равления. Ин-т научно-техн. инф.и пропаганды при Госплпне
БССР/ Под ред. С.А. Думлера и Г.М. Генделеева. Минск, 1967. 62 с.
30. Системотехника строительства: Энциклопедический словарь /
Под ред. А. А. Гусакова. М.: Изд-во ассоциации строит. вузов, 2004.
320 с.
34
31. Справочник по системотехнике. / Пер. с англ. под ред.
Р. Макола М.: Советское радио, 1970 г. 688 с.
32. Холл А.Д. Опыт методологии для системотехники / Пер. с
англ. М.: Советское радио, 1975. 448 с.
33. Честнат Г. Техника больших систем (средства системотехни-
ки) / Пер. с англ. М.: Энергия, 1969. 656 с.
35
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ: НАУЧНЫЙ
ПОДХОД К ПРИНЯТИЮ РЕШЕНИЙ
Продолжая изучать вопрос о создании, управлении и совершенствовании сложных систем, нельзя пройти мимо исследования операций. Исследование операций (operations research) возникло и получило признание в годы Второй мировой войны. Профессор физики
Массачусетского технологического института Филипп М. Морз и
профессор химии Колумбийского университета Джордж Е. Кимбелл
в [4
4] изложили опыт применения научных методов для решения задач как во время войны, так и в мирное время. Авторы отмечают
родство исследования операций и системотехники (Systems
Engineering), считая последнее названием первого в телефонной индустрии.
Уровень задач, описанных в книге, различен: от организации процесса (согласно терминологии, принятой в исследовании операций,
правильнее говорить «о
перации») мытья и ополаскивания до принятия стратегических решений о принятии на вооружение нового вида
оружия.
Одним из первых значимых успехов и подтверждения эффективности исследования операций можно считать обоснование целесообразности вооружения английских торговых судов зенитными установками. Командование флота считало, что это пустая трата средств,
так как число сбитых этими зен
итными установками самолетов пренебрежимо мало (4% от всех случаев нападения). Группа исследования операций провела анализ. Оказалось, что эффективность зенитных установок на торговых судах проявлялась совершенно иначе:
в результате атак необорудованные зенитными установками суда топились в 2,5 раз чаще, чем оборудованные ими. Причина заключалась в том, что само
летам приходилось маневрировать и уходить
от обстрела. Этим примером подчеркивается также значение правильного определения критерия эффективности.
Здесь же дается первое определение исследованию операций. Под
ним понимается научный метод, дающий в распоряжение военного
командования или другого исполнительного органа количественные
основания для принятия решений по действию войск или дру
гих организаций, находящихся под его управлением. При этом авторы настаивают на том, чтобы исследование операций было отделено
от функций командования. Главным аргументом в защиту этой пози-
36
ции служит следствие из определения: исследуются только количественные, т.е. измеримые характеристики и свойства операций.
А при принятии окончательного решения важно учитывать много
факторов, не все из которых можно выразить количественно. К тому
же освобождение от принятия решения делает исследователя операций более свободным и творческим при поисках решения поставленных задач.
Следу
ет внести ясность и на счет значения термина «операция»
в данном контексте. Здесь операция – это организованная деятельность в любой области жизни, проводимая под руководством и по
плану и имеющая характер повторяемости, т.е. многократности. Из
этого определения следует, что исследование операций направлено
на определение общих закономерностей и правил поведения при решении схожих задач. А раз так, то можно зада
ться вопросом о том,
насколько эффективны обучение и тренировки. В книге приводится
несколько примеров того, что эффективность применения вооружения напрямую зависит от качества подготовки личного состава и
этим не стоит пренебрегать не только в военное, но и в мир
ное вре-
мя.
Вообще исследование операций – это применение научных методов для решения прикладных задач. Потому первыми членами групп
по исследованию операций были ученые: физики, химики, биологи и
математики. После окончания войны большинство этих ученых вернулись к привычной работе. Но исследование операций продолжило
свое развитие. Наибольший вклад в это дело внес Рассе
л Линкольн
Акофф – почетный профессор научных методов управления университета Пенсильвании. В [9] говорится, что он был автором как минимум 22 книг. По сути, творчество Р. Акоффа заслуживает отдельного обзора, но и здесь нельзя обойтись без некоторых его работ.
Одной из первых его книг, переведенных на русский язык, была [49].
Под названи
ем «Введение в исследование операций» издано и издается немало книг, например [1, 2] и [47]. Еще одно популярное название «Основы исследования операций» [5, 13]. Последнее представляет собой учебно-справочное пособие, в котором предпринята
попытка обобщить имеющийся опыт по исследованию операций на
момент написания.
Книга [5] была написана Акоффом в соавторстве с Сасиени.
В пр
едисловии к русскому изданию Акофф дает свое определение по-
нятию «исследование операций». Согласно этому определению иссле-
37
дование операций – это методология научного поиска и вместе с тем
инструмент для решения важных практических задач. В самой же книге дается более широкое определение. Исследование операций – это
применение научного метода межфункциональными научными коллективами для решения задач, связанных с управлением организованными (человеко-машинными) системами с целью получения решений,
которые наил
учшим образом отвечают целям всей организации. Отличительные особенности исследования операций заключаются в системном подходе, командной работе научных коллективов и применении научного метода к задачам управления. Отметим, что Акофф наравне с остальными «гуру менеджмента» XX в. был одним из активных консультантов по применению научного подхода в управлении
организациями, даже госу
дарствами. Акофф был близко знаком с Питером Друкером и Эдвардом Демингом. Некоторые специалисты
в области управления качеством считают, что подход Деминга и даже
«бережливое производство» – это не что иное, как исследование операций под другим названием. Конечно, есть общие моменты и точки
пересечения, но считать это одним и те
м же не стоит.
Для нас наибольший интерес исследования операций представляют применительно к сложным системам. Под системой в [7] понимается множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых
прямо или косвенно связан с каждым другим элементом, а два любые
подмножества этого множества не могут быть независимыми.
Приведем еще пару определений термина «си
стема», данных
в книгах по исследованию операций:
– в [45] система – это целостное множество объектов (элементов),
связанных взаимными отношениями;
– в [42] – это совокупность взаимосвязанных, взаимодействующих элементов (людей, машин, …), выполняющих определенную
задачу.
Природа системы раскрыта в [8]. «Система – это совокупность
из двух и более элементов, удовлетворяющих следующим трем условиям:
1) поведение каждого элемента влияет на поведен
ие целого;
2) поведение элементов и их воздействие на целое взаимосвязаны;
3) если существуют подгруппы элементов, каждая из них влияет
на поведение целого и ни одна из них не оказывает такого влияния
независимо.
38
Следовательно, система – это такое целое, которое нельзя разделить на независимые части. … Существенные свойства системы, взятой как целое, вытекают из взаимодействия ее частей, а не из их действий, взятых в отдельности. Поэтому, когда система расчленена, она
теряет свои существенные свойства. По данной причине – и это
главное – система есть целое, кото
рое нельзя понять посредством
анализа».
Здесь же даются пояснения того, что есть анализ и синтез. «Анализ сосредотачивается на структуре, он открывает, как работают вещи. Синтез акцентирует на функциях, он открывает, почему они действуют именно так. Поэтому анализ дает знание, а синтез понимание.
Первый нам позволяет описать, второй – объяснить».
Далее сказано [8], что «функционирование системы больше зависит от того, как взаимодействуют друг с другом ее части, чем от того, как работает каждая из них независимо». В качестве примера
приводится автомобиль, который пытаются собрать из самых лучших узлов и деталей автомобилей всего мира, что само по себе невозможно, не говоря уж
е о выполнении его функции.
К сказанному Акоффом стоит добавить, что для понимания системы, а значит и принятия решения по отношению к ней, недостаточно знаний о самой системе, важно также учесть окружение, среду,
в которой она существует и функционирует.
То, что объект исследования операций – это системы, сле
дует из
ее целей. В [42] говорится, что цель исследования операций заключается в определении того, как следует организовать работу системы
(объекта, процесса), чтобы ее функционирование обеспечивало максимальный эффект, вырабатывать соответствующие научно обоснованные решения и рекомендации по оптимальному функционированию системы на основе использования практически всех существующих методов ана
лиза и синтеза (оптимизации) систем и ЭВМ. А
в [14] целью исследования операций считается отыскание оптимального решения задач организационного типа с учетом функционирования всей системы в целом.
Потребность в исследовании операций, как и в системотехнике,
обусловлена ростом скорости изменений и сложности возникающих
перед нами проблем [8]. Чем сложнее эти проблемы, тем больше ресу
рсов нужно для их решения.
Как и системотехника, исследование операций делится на этапы.
Разные авторы определяют их немного по-разному (табл. 3.1).
39
Таблица 3.1
Этапы исследования операций
Номер этапа
1
2
3
4
5
Р.Л. Акофф [5] Таха Хамди А. [47]
Постановка задачи Формализация ис-
ходной проблемы
Построение модели Построение мате-
матической модели
Отыскание реше-
ния
Проверка модели и
оценка решения
Внедрение решения
и контроль его пра-
вильности
Решение модели Нахождение метода
Проверка адекват-
ности модели
Реализация реше-
ния
А.Ф. Гамецкий и
др. [17]
Постановка задачи
Построение мате-
матической модели
решения
Проверка и коррек-
тировка модели
Реализация реше-
ния на практике
Стоит отметить, что табл. 3.1 можно рассматривать как продолжение табл. 2.1. На наш взгляд, в них просматривается цикл Шухарта–Деминга.
Из табл. 3.1 видно, что у разных авторов этапы исследования операций схожи. Однако есть и более детальное выделение этапов. Одним из удачных примеров служат этапы, представленные в [45]:
1) выявление проблемы;
2) форми
рование целей и критериев;
3) анализ проблемы и ее полная качественная формулировка;
4) построение математической моделей;
5) решение задач на математической модели по различным целе-
вым функциям;
6) синтез оптимального решения;
7) принятие решения;
8) внедрение (реализация) принятого решения;
9) оценка полученного результата;
10) корректировка модели.
Примеры эффективного применения исследования операций в
вооруженных силах описаны не только в [4
4], но и в [50]. Но исследование операций получило широкое применение во многих отраслях народного хозяйства. Прежде всего, это гражданская авиация
[19] и морской транспорт [20]. Есть примеры применения исследования операций и в нефтяной промышленности [22].
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]