T_sist_Pavlov

101

в продукции, услугах, выпускниках или разработке производственной программы предприятия. Есть некоторые общие условия решения этой проблемы и принципы, которые нужно отобразить в модели для ее анализа.

Эти общие условия постановки проблемы можно получить на основе анализа взаимодействия предприятия (организации) со сложной средой, рассмотренной выше.

Надсистема помогает выявить возможные заказы на продукции или услуги предприятия, в том числе и госзаказы или работы, включенные в крупные целевые программы ведущих предприятий отрасли или крупных фирм.

При анализе взаимодействия с актуальной средой необходимо выявить производителей таких же или аналогичных товаров (конкурирующая или конкурентная среда), производителей (поставщиков) комплектующих изделий, материалов, деталей и т.д., необходимых для предприятия (дружественная среда); следует также учесть наличие на биржах сопутствующих товаров и товаров, которые выпускает или собирается выпускать рассматриваемое предприятие; существенной может оказаться и безразличная среда, то есть наличие на рынках сбыта казалось бы неаналогичных и несуществующих товаров, но все же оказывающих влияние на реализацию выпускаемой продукции.

Например, наличие большого выбора фруктов и овощей может снизить потребность в крупах и консервах, т.е. учет особенностей региона влияет на структуру его промышленности. Так, в аграрной стране нецелесообразно развивать крупное машиностроение. Следует так же при выборе товаров усчитывать влияние на экологию.

Последовательности подведомственной среды (системы) ничтожно малы по сравнению с рассмотренными, но ее возможности играют важную роль в определении вида выпускаемого товара. В частности, при разработке производственной программы предприятия этот фактор является одним из основных, и большинство моделей, предлагающихся для определения производственной программы предприятия, базировались на максимизации использования производственных мощностей (загрузки оборудования и т.д.), и не учитывались возможности сбыта продукции, что недостаточно в условиях рыночной экономики.

Следует также обратить внимание и на важность учета инициатив «внутренней среды» (собственно системы), так как побуждения и программы активных элементов системы являются самоорганизацией, развитием предприятия. На основе такого анализа можно определить виды товаров, в которых осуществляется потребность в конкретном регионе и периоде времени.

В большинстве реальных ситуаций до сих пор проблема выбора продукции решается простыми экспертными методами.

103

В заключение скажем, что, несмотря на отсутствие универсального алгоритма, студенты и начинающие практику аналитики нуждаются в более определенных рекомендациях, в типовых схемах, которые в дальнейшем можно варьировать. К рекомендациям, которые были приведены в тексте, добавим блок-схему неформальных этапов первой стадии системного анализа (рис.4.9). Сплошные линии определяют опорную последовательность действий, пунктирные стрелки – возможность возврата.

Упражнения к главе 4

1.Опишите методику ПАТТЕРН.

2.В чем философский смысл методики, базирующейся на двойственном определении системы Усмова?

3.Объясните процедурный способ представления системы Усмова.

4.Объясните факторный способ представления системы Усмова.

5.Представьте графически методику, базирующуюся на двойственном определении системы.

6.Поясните принципиальную особенность методики, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

7.Назовите авторов разработанной методики, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

8.Представьте графически методику, основанную на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

9.Опишите формирование глобальной цели системы в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

10.Опишите декомпозицию по признаку «виды конечного продукта» в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

11.Опишите декомпозицию по признаку «пространство инициирования целей» в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

12.Перечислите все системы, с которыми взаимодействует исследуемая система.

13.Опишите декомпозицию по признаку «жизненный цикл» в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

14.Опишите декомпозицию по основным элементам (составу) системы в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

15.Опишите декомпозицию по признаку «управленческий цикл» в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

104

16.Опишите декомпозицию по признаку «делегирование полномочий» в методике, основанной на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание.

17.Поясните основную идею методики, базирующейся на концепции деятельности.

18.Назовите два основных этапа методики, базирующейся на концепции деятельности.

19.Сравните методики структуризации целей и функций.

105

5 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В УПРАВЛЕНИЯХ

Впервой главе мы говорили, что для обобщения дисциплин, связанных

сисследованием и проектированием сложных систем, используется термин системные исследования, а иногда сохраняется термин системный подход, который широко использовался в первые годы становления теории систем. Наиболее конструктивным из направлений системных исследований в настоящее время считается системный анализ.

Итак, общие свойства систем (в большей части технических) исследуются в кибернетике. Проблема управления техническими системами без участия человека изучается в теории автоматического управления, особенности управления в социальных и экономических системах – в рамках менеджмента, управление в современных организационно-технических системах – предмет системного анализа в управлении [1].

5.1 Сущность автоматизации управления в сложных системах

Под управлением в самом общем виде будем понимать процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком или устройством.

К задачам управления относятся целеполагание (определение требуемого состояния или поведения системы), стабилизация, выполнение программы, слежение и оптимизация.

5.1.1 Структура системы с управлением

Система с управлением включает три подсистемы: управляющую систему (УС), объект управления (ОУ) и систему связи (СС) (рис. 5.1).

К системам с управлением, или целенаправленным, отнесем технические, биологические, организационные, социальные, экономические.

Управляющая система и система связи образуют систему управления. Основным элементом организационно-технической системы управления является лицо, принимающее решение (ЛПР), а системы связи – прямой и обратный каналы. Множество переменных {u} и {w} обозначают соответствен-

106

но воздействие окружающей среды (помехи) и показатели, характеризующие качество и эффективность функционирования подсистемы ОУ.

Основными группами функций системы управления являются:

функции принятия решений – функции преобразования содержания информации {f c};

рутинные функции обработки информации {f p};

функции обмена информацией {f o}.

Функции {f c} выражаются в создании новой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координирования действий). Это связано с преобразованием информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию при решении логических задач и выполнении аналитических расчетов, проводимых ЛПР при порождении и выборе альтернатив. Эта группа функций является главной, поскольку обеспечивает выработку информационных воздействий по удержанию в существующем положении или при переводе системы в новое состояние.

Функции {f p} охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование информации и т.д. Эта группа функций преобразованной информации не изменяет ее смысл, т.е. это рутинные функции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Группа функций {f o} связана с доведением выработанных воздействий до ОУ и обменом информацией между ЛПР (ограничение доступа, получение (сбор), передача управления по телеграфу, телефону, текстом, системой передачи данных).

Совокупность функций управления, выполняемых в системе при изменении среды, принято называть циклом управления. Выполняя цикл за циклом, система приближается к сформулированной цели (рис. 5.2).

От объекта управления в СУ поступает информация о текущем состоянии дел. ЛПР контролирует ее истинность, учитывает и анализирует в целях выявления отклонений от требуемого состояния и определения необходимости изменения текущего состояния. По результатам анализа осуществляется выбор одной из основных задач управления и оперативнотехническое управление (регулирование), состоящее в координации действий ОУ – выработке решений по удержанию системы в требуемом состоянии, или решается задача целеполагания (проводится корректировка целей), после чего система переводится в новое состояние на основе прогнозирования и планирования.

108

5.1.2 Пути совершенствования систем с управлением

Совершенствование систем с управлением сводится к сокращению длительности цикла управления и повышению качества управляющих воздействий (решений). Но эти требования носят противоречивый характер.

Основными путями совершенствования систем с управлением являются:

1.Оптимизация численности управленческого персонала.

2.Использование новых способов организации работы СУ.

3.Применение новых методов решения управленческих задач.

4.Изменение структуры СУ.

5.Перераспределение функций и задач в УС.

6.Механизация управленческого труда.

7.Автоматизация.

Системы управления бывают автоматическими и автоматизированными. Совокупность средств информационной техники и людей, объединенных для достижения определенных целей, в том числе для управления, образуют информационную систему (ИС).

В английском языке этому понятию соответствует термин – управляющая информационная система.

Под ИС понимается организационно-техническая система, использующая информационные технологии в целях обучения, информационноаналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления.

5.2 Основные понятия системного анализа

В процессе создания ИС исследователи стремятся к наиболее полному и объективному представлению объекта автоматизации – описанию его внутренней структуры, объясняющей причинно-следственные законы функционирования и позволяющей предсказать, а значит, и управлять его поведением. Одним из условий автоматизации является адекватное представление системы с управлением в виде сложной системы.

Описание сложной системы дано в разделе 1 и лежит в основе общей теории систем.

Принято считать, что системный анализ – это методология решения проблем, основанная на структуризации систем и количественном сравнении альтернатив.

Иначе говоря, системным анализом называется логически связанная совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и опыта разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения конкретной проблемы.

В системном анализе используются как математический аппарат общей теории систем, так и другие качественные и количественные методы из облас-

109

ти математической логики, теории принятия решений, теории эффективности, теории информации, структурной лингвистики, теории нечетких множеств, методов искусственного интеллекта (ИИ), методов моделирования.

Применение системного анализа при построении ИС дает возможность выделить перечень и указать целесообразную последовательность выполнения взаимосвязанных задач, позволяющих не упустить из рассмотрения важные стороны и связи изучаемого объекта автоматизации.

Всостав задач системного анализа в процессе создания ИС входят задачи декомпозиции, анализа и синтеза.

Задача декомпозиции означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких элементов. Часто задачу декомпозиции рассматривают как составную часть анализа.

Задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы или среды, окружающей систему. Целью анализа может быть определение закона преобразования информации, задающего поведение системы. В последнем случае речь идет об агрегации (композиции) системы в один единственный элемент.

Задача синтеза системы противоположна задаче анализа. Необходимо по описанию закона преобразования построить систему, фактически выполняющую это преобразование по определенному алгоритму. При этом должен быть предварительно определен класс элементов, из которых строится система, реализующая алгоритм функционирования.

Врамках каждой задачи выполняются частные процедуры. Например, задача декомпозиции включает процедуры наблюдения, измерения свойств системы. В задачах анализа и синтеза выделяются процедуры оценки исследуемых свойств, алгоритмов, реализующих заданный закон функционирования. Тем самым вводятся различные определения эквивалентности систем, делающие возможной постановку задач оптимизации, т.е. задач нахождения

вклассе эквивалентных систем системы с экстремальными значениями определяемых в них функционалов.

Врамках изучаемой дисциплины под сложной кибернетической системой понимаются реальный объект с управлением и его отображение в сознании исследователя как совокупность моделей, адекватных решаемой задаче.

5.3 Основные определения системного анализа

Кратко сформулируем основные определения системного анализа, представленные в разделах 1–3.

Элемент – некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), обладающий рядом важных свойств и реализующий в системе определенный закон функционирования Fs, внутренняя структура которого не рассматривается (рис. 5.3).