Р58. Исследование систем управления: учебное пособие. – Омск: ОмГТУ, 1999 1 страница

Рой О.М.

К.э.н. В.Д. Коротков

Рой О.М.

Исследование систем управления

(очерки основ прикладного системного анализа)

Учебное пособие

Омск 1999

ББК УДК 658.012 (075)

Р -58

ББК 65.290 Я73

Рецензенты: к.э.н., доцент ОмГУ В.С. Половинко

В работе изложены основные принципы и методы системного подхода к анализу практики современного управления, обобщается опыт качественных и количественных оценок управленческих систем, предлагаются конкретные методики постановки и разрешения типовых управленческих ситуаций. К темам курса прилагаются контрольные вопросы и задания.

Предназначена для специальностей 060800 “Экономика и управление на предприятиях”, 061000 "Государственное и муниципальное управления" и 061100 “Менеджмент”.

ã Рой О.М. 1999

ã Омский государственный

технический университет

Введение

Системный подход является поистине научным подходом. Уже тем, что исследователь пытается экстраполировать нормы системного подхода к исследованию и пониманию окружающих его проблем, он загоняет себя в определенные рамки, способствующие большей строгости и точности в его попытках адекватного проникновения в объект исследования. Поэтому постижение методологии и техники системного подхода является важнейшим средством формирования научного мышления и способом адекватного и полного отображения исследуемых предметов.

Исторически корни системного подхода как формы научного мышления принято связывать с именами двух крупнейших ученых первой половины ХХ века - А. А. Богдановым и Л. фон Берталанфи. Не исключая заметного вклада в методологию системного анализа других ученых, живших в более ранний период, приходится признать, что именно А. А. Богданов и Л. фон Берталанфи впервые стали рассматривать системный подход в качестве инструмента научного познания, а законы функционирования и развития систем - в качестве прикладных средств в конструировании целостных объектов с изначально заданными полезными свойствами.

А. А. Богданов впервые раскрыл смысл обратных связей в структуре саморегуляции объектов. Выдвинутая Берталанфи концепция динамического равновесия представила модель функционирования социальных систем, чей системный характер еще не был раскрыт в научной плоскости. Общий смысл этой концепции обобщенно выразил Л.фон Берталанфи в одной из своих программных статей: "Подвижное равновесие открытых систем характеризуется принципом эквифинальности, т.е. в отличие от состояния равновесия в закрытых системах, полностью детерминированных начальными условиями, открытая система может достигать независящего от времени состояния, которое не зависит от исходных условий и определяется исключительно параметрами системы (Берталанфи, 1969, с.42). Таким образом, идея социальной эволюции получила смысл как телеологически направленная цепь организационных комплексов, развивающихся путем прогрессивной дифференциации от простых состояний к состояниям высокой сложности. Увеличение сложности способствует увеличению роли статистических методов в интерпретации эволюционных процессов системных комплексов.

Берталанфи в свое время была поставлена важная задача: за счет введения ограничений на разнообразие выявить принципы структурного единообразия систем. С этой целью австрийским ученым было проведено различение гомогенных и гетерогенных систем, в основу которых был положен принцип взаимозаменяемости элементов.

Теория открытых систем предоставила логическую возможность двух типов равноправных друг с другом систем, типов устойчивости, каждый из которых по-разному представлял в своих границах функцию окружающей систему среды: среды как внутренней предпосылки, необходимого условия существования системы, и среды, как безразличного системе фактора, по отношению к которому применимы соверешенно иные принципы системного анализа. И если анализ гомогенных систем, релевантных среде, был предметом рассмотрения в общей теории систем, то гетерогенная системность не получила должной разработки.

Следующий этап в реализации системно-аналитического подхода связан с именем Т.Парсонса, разработавшего целостную теорию социального действия, и заложившего целую эпоху в развитии современной науки. Главной заслугой Парсонса в этом вопросе было то, что он подверг рефлексии сами принципы соотношения системы и среды, находящихся в состоянии динамического равновесия друг с другом. Введя в анализ две оси социальной дифференциации, на одной из которых содержится противопоставление внешних и внутренних элементов ориентации, а на другом - между инструментальными и консуматорными принципами обеспечения органического единства общества, он приходит к многослоевой структуре социальной системы, рассматриваемой в отношении к среде. Во внешне-инструментальной ориентации функцию адаптации к среде выполняет экономическая подсистема, во внутренне-консуматорной функцию интеграции системы - правовые институты, нормы и обычаи, во внешне консуматорной функцию целедостижения - политическая подсистема, а во внешне-инструментальной функцию сохранения формы и снятия напряженности - религиозные верования и мораль (Парсонс, 1965). Такой подход позволил, во-первых, функционально определить различные подсистемы в обществе и разграничить сферы их компетенции в отображении средового многообразия; а, во-вторых, приобрести достаточную методологическую гибкость в объяснении неоднозначной природы экологического кризиса. Однако, главным объектом критики парсонсовской теории со стороны значительного числа исследователей была замкнутость его системной модели, отводящая любому кризису чрезвычайно зауженный статус "нарушителя" внутреннего механизма функционирования социальной системы.

К концу двадцатого столетия в науке сформировалось несколько направлений в использовании системного подхода, среди которых можно выделить как общетеоретические, так и прикладные его разновидности. Единство этих сторон системного подхода воплотилось в создании самостоятельной научной и учебной дисциплины - исследования систем управления, в рамках которой системный подход получил свое целостное выражение.

Одной из первых методик использования системного анализа в управлении, в которой трансформировались принципы системного подхода, стала методика ПАТТЕРН, разработанная фирмой “Хониуелл ИНК” корпорации “Рэнд”, и ориентированная на военные цели. Основной особенностью методики является сочетание сценариев развития политической картины мира на прогнозируемый период с прогнозом развития науки и техники, способным стать составной частью разрабатываемого сценария. Каждое из представленных направлений методики предполагает использование собственных алгоритмов, призванных перевести получаемые данные из обоих источников в математическую форму.

Сценарий осуществляется в виде “дерева целей” с использованием коэффициента относительной важности, а прогноз – на базе использования коэффициентов состояния, разработки и сроков, а также и коэффициента взаимной полезности.

Главное достоинство методики ПАТТЕРН состоит в том, что она заложила глубинные основания в практическом использовании системного подхода. Корень этих оснований восходит к механизму сочетания в рамках единой методологической схемы разноуровневых характеристик. Использование методики “древовидного графа” способствовало выравниванию уровней под влиянием общего методологического начала.

Системный подход органично вытекает из реальных трудностей научного познания, связанных с тем, что лицо принимающее решение (ЛПР) при анализе проблемной ситуации сталкивается с фактом разнообразия возможных решений, вызванных гносеологической сложностью исследуемого объекта. Для того чтобы снизить степень сложности объекта исследователь должен адекватно отобразить его в своем сознании и, следовательно, довести степень разнообразия своих представлений до степени разнообразия исследуемого объекта. Это обстоятельство находит выражение в принципе Р.Эшби: “Разнообразие управляющей системы должно быть больше (или хотя бы равно) разнообразию управляемого процесса или объекта”.

Управляющие системы выступают в виде социальной системы, основной характеристикой которой является самоуправляемость. Управление социальной системой обнаруживает существенные особенности по сравнению с механическими и даже органическими системами. Управление социальной системой является поливариантным, предполагающим равновероятные альтернативы, выбор которых обусловлен критериями социальной целесообразности. Цель системного подхода к исследованию проблем управления социальными системами заключается в постановке задачи, устанавливаемой на базе сформулированной проблемной ситуации. Соответствующая постановка становится возможной в русле определенной методологии системного подхода, призванного придать проблемной ситуации форму последовательно разрешаемой научной задачи.

Обращение к анализу социальных систем имело эпохальное значение для судеб системного подхода. С точки зрения сформировавшейся к середине ХХ века системной методологии социальные системы принадлежат к классу нелинейных систем и поэтому их отображение, а тем более имитация предполагают использование многообразных и нестандартных методов, комбинирующих качественные и количественные подходы к описанию такого рода систем. Социальные системы выступают наилучшим образцом, иллюстрирующим применение системного подхода, поскольку они в наибольшей степени воплощают в себе свойства целостности, гибкости, неравновесности, в отношении которых чаще всего проявляются системные эффекты.

Тема 1. Предмет исследования систем управления

1.Основные особенности системного анализа (или подхода).

2.Классификация систем управления.

3.Методы исследования систем управления.

Исследование систем управления - это дисциплина, исследующая комплексный набор методов и приемов, анализа и регулирование процессов в управляемых системах. Исследование систем управления выступает составной частью системного анализа и выражается через совокупность соответствующих понятий. Наиболее важными из них являются:

Система - это множество взаимосвязанных между собой элементов.

Элемент - неразложимый в данной системе, компонент сложных объектов и процессов.

Структура - относительно устойчивая фиксация связей между элементами системы, инвариантная относительно внешних преобразований.

Целостность системы - это ее относительная независимость от среды и других систем.

Эмерджентность - несводимость свойств системы к свойствам элементов системы.

Функция есть вид действия подсистемы, обеспечивающий целостность данной системы.

Объектом исследования экономических систем управления является производственная система. Производственная система - это совокупность элементов производства: средств производства, технологии, персонала, соединенных структурно и функционально в целостную структуру, нацеленную на реализацию определенных целей.

Цель исследований систем управления состоит в том, чтобы обосновать ключевые различия между управляемыми системами различных организационных уровней, а также выработать методы по анализу и оценке процессов, протекающих в рамках исследуемых систем, а также способы их сознательного проектирования.

Исходным условием исследования системы управления является управленческая проблема. Суть ее заключена в том, чтобы преодолеть критическое рассогласование между желаемым и реальным состоянием производственной системы. Решение управленческой проблемы становится возможным при формулировании критерия. Критерий - это количественно или качественно выраженный показатель степени достижения производственной системой своих целей, предполагающий выбор конкретной альтернативы в структуре возможных целей.

В основе процедуры исследования систем управления лежит методология системного подхода. Системный подход – это методология научного анализа объекта в разрезе дихотомия система /среда, позволяющая рассматривать объект исследования в органической взаимосвязи с факторами своего окружения. Соотношение системы и среды является в значительной степени функциональным. Совокупность системы и среды обозначено как мир. Главным признаком, отличающим систему от среды, является наличие внутри самой системы более жестких и устойчивых связей, чем связь между системой и средой. Признак жесткости задается возможностью влияния и регулирования процессов, происходящих в системе. Управление средой крайне затруднено. Внутри самой среды выделяются различные группы объектов, рассматриваемых с точки зрения возможности управления ее элементным составом. Соответственно выделяются среды прямого и косвенного воздействия. Среда прямого воздействия содержит возможность непосредственного влияния на цели производственной системы в ограниченный период времени. Среда косвенного воздействия включает в себя факторы, оказывающие на систему воздействие, растянутое во времени, или влияние посредством других промежуточных звеньев.

Среди основных задач системного подхода следует выделить следующие:

1. Редукция феномена сложности объекта;

2. Оптимизация и субоптимизация объекта или цели исследования;

3. Преодоление противоречия между централизацией и децентрализацией в управлении;

4. Количественное определение и измерение связей;

5. Обобщение и формирование рациональных методов исследования;

6. Исследование связи жестких и мягких систем;

7. Обоснование этически и социально-политических аспектов в проектировании систем различных уровней;

8. Разработка алгоритма построения систем;

9. Выработка организационных методов в проектировании и построении систем;

10. Исследование механизмов экономической оценки систем;

11. Исследование алгоритма в прогнозировании социальных структур;

12. Анализ инновационных процессов;

13. Организация сбора, обработки и управления информацией;

14. Регулирование режима оптимального управления организационными структурами;

15. Планирование деятельности и распределение полномочий;

16. Выбор путей к заданному результату.

В ходе использования принципов системного подхода конструируются целостные гносеологические модели, служащие инструментом упорядочивания информации об объекте управления и методологическим средством в разрешении возникающих управленческих проблем. Полученные таким образом модели и являются системами управления.

Основными свойствами систем управления являются:

* иерархичность;

* динамизм;

* непрерывность связи;

* взаимозависимость элементов;

* скалярность;

* дискретность (автономия элементов);

* взаимозаменяемость элементов.

Системы управления составляют два вида систем, рассмотренных с точки зрения степени их общности: макросистема и микросистема.

Макросистема - это комплекс взаимосвязанных элементов на уровне национальной экономики. Ключевыми показателями макросистемы являются: валовый национальный продукт (ВНП), валовый внутренний продукт (ВВП), инфляция, занятость, государственные расходы, торговое сальдо, размер инвестиций, ставка процента и т.д.

Микросистема - это комплекс взаимосвязанных элементов управления процессами на уровне отдельного предприятия (отдельной экономической единицы). В качестве экономических единиц могут выступать: производственные предприятия, торгово-закупочные предприятия, домохозяйства.

Важным критерием дифференциации исследуемых систем выступает критерий сложности. Соответственно выделяются простые и сложные системы.

Сложной системой называется такое сочетание факторов производственной системы, при котором составными элементами структуры системы является не только ее внутренний элементный состав, но и условия, в которых функционирует система, а также возможности, которые она способна реализовать. Простой системой является обычная совокупность связей и отношений исследуемого объекта в стационарных условиях.

Сложная система располагает тремя типами функций: цели, адаптации и живучести. Функция цели включает параметры, которые должна реализовать данная система. Функция адаптации отображает условия функционирования при возможных изменениях целей системы. Функция живучести отображает изменения в системе вследствие отказа или повреждения подсистем при изменении ее целей. Выстраиваемые таблицы функций адаптации и живучести задают отношения достижимости функций цели по сложившимся условиям функционирования. Методологическим средством такого подхода выступает таблица функциональных портретов (См. табл.1).

Табл. 1. Таблица функциональных портретов

Функции

Элементы

№

К

L

M

Ak

Bk

Исследуемые системы управления можно поделить и по другому основанию: жесткие и мягкие

Жесткие системы - это системы описываемые средствами математического моделирования. Жесткие системы обладают свойствами воспроизводимости и жесткой детерминированности. В качестве составных показателей этих систем выступают: размеры инвестиций, процентных ставок, заработной платы, обнаруживающих во взаимодействии друг с другом некоторые количественные пропорции и зависимости.

В рамках жестких систем выделяют два типа показателей:

· эндогенный - показатель, определяемый внутренним состоянием системы;

· экзогенный – показатель, вызываемый внешними факторами.

По соотношению экзогенных и эндогенных переменных, включаемых в модель, системы могут разделяться на открытые и закрытые. Полностью открытых систем не существует; система должна содержать хотя бы одну эндогенную переменную. Полностью закрытые системы - это системы, не включающие экзогенные переменные в свой состав; их конструирование требует полного абстрагирования от "среды", т.е. серьезного огрубления реальных экономических систем, всегда имеющих внешние связи. Подавляющее большинство экономико-математических систем занимает промежуточное положение и различается по степени открытости (закрытости).

Критерием разделения эндогенных и экзогенных показателей является степень контролируемости.

Мягкие системы - это системы, описываемые на основе качественных критериев, т.е. системы, которые нельзя выразить математически: системы сравнивания товаров на полезность, субъективная привлекательность и т.д..

Методология мягких систем, развитая главным образом в трудах английского ученого П.Чекленда, опирается на слабоструктурированный, предполагающий множество способов интерпретаций, тип описания объекта. Методология мягких систем охватывает, как правило, сложноорганизованные объекты, связывающие системы различных структурных уровней, а, следовательно, не имеющие жесткой привязки к реальному миру, проявляясь скорее формой концептуализации этого мира.

Основными этапами построения мягкой системы являются:

Определение цели системы;

Описание и формулировка проблемной ситуации, вызванной намерениями реализации такой цели;

Разработка концептуальной модели;

Выявление режима функционирования модели через определение диапазона допустимых отклонений;

Разработка альтернативных вариантов по обеспечению оптимальных условий в реализации целей.

Объектом исследования систем управления выступает анализ мягких систем на различных уровнях управления. Особенностью такого анализа является полагание равновероятных альтернатив, оцениваемых на основе гибких формализуемых и неформализуемых процедур.

В зависимости от выбора методологии системного описания осуществляется использование того или иного метода в исследовании управляемой системы. Предложенные методы можно разделить на три группы: методы анализа, регулирования и проектирования. Благодаря первым, отслеживается текущее состояние исследуемой системы; благодаря вторым, осуществляется деятельность по поддержке стабильности системы; благодаря третьим, определяются перспективы целостного развития системы с заданными свойствами;

Анализ - необходимое условие исследования систем управления. Он предшествует проектировке схемы управления с выявленными свойствами или с учетом корректировки промежуточных результатов. Анализ мягких систем предполагает вычленение из исследуемых объектов устойчивых связей между элементами, обеспечивающих режим внутренней саморегуляции таких систем. Такой анализ становится возможным при установлении причинных зависимостей в объекте исследования, когда выделяются цепочки причин, образующие объект исследования, определяется его логическая структура, выявляется схема взаимосвязи составляющих объект факторов и внутренних элементов, подбираются показатели, через которые просвечиваются характерные для объекта изменения.

Дефицит информации об объекте компенсируется его логической реконструкцией, в ходе которой исследуемый объект раскладывается на составные элементы в соответствии с принципами логического деления понятий, составления суждений и умозаключений. К методам анализа следует отнести: причинный, логический, корреляционный и факторный анализ, параметрическое исследование.

Регулирование позволяет диагностировать и корректировать поведение управляемых систем с учетом поставленной цели и состояния самой системы. Механизм регулирования обеспечивается посредством тестирования систем управления и социально-экономического эксперимента.

Специфической чертой проектных методов является реконструкция проблемной ситуации с учетом альтернативных путей ее разрешения и оценки эффективного выбора одного из таких путей. В числе методов исследования систем соответствующую функцию выполняют методы моделирования, экспертных оценок, а также методика морфологического прогноза (анализа). Проектные методы исследования, по сравнению с методами анализа, обладают более высокой степенью вариативности, многообразия в использовании методологического инструментария.

Различия между выделенными группами являются условными и призваны скорее обозначить направления в использовании методов, чем определить границы между ними.

При выборе метода исследования целесообразно соблюдение ряда принципов, позволяющих решать проблемную ситуацию теми средствами, которые необходимы в данный момент:

· Принцип С.Янга: методы должны избираться, исходя из задач, которые требуется решать, а не из возможностей руководителей;

· Принцип Парето: оптимизация системы производится до тех пор, пока не улучшатся все параметры эффекта.

· Принцип фон Неймана - Моргенштерна: оптимально то решение, которое позволяет обеспечить внешнюю и внутреннюю устойчивость параметров эффективности.

Выбор оптимального решения может быть произведен при наличии следующих критериев:

1. Практическая применимость;

2. Стоимость использования метода;

3. Результат, получаемый при реализации метода;

4. Достоверность результата и применяемого метода;

5. Стабильность решения, получаемого с использованием метода;

6. Сбалансированность данного метода с другими.

Контрольные вопросы и задания

1. Приведите примеры систем. Чем система отличается от простой совокупности?

2. В каких случаях целесообразно использование методологии мягких систем, а в каких - жестких?

3. Что такое исследовательский принцип?

4. Почему при исследовании систем управления помимо анализа систем необходимо знание закономерностей их регулирования и проектирования?

5. Приведите примеры из практики управления, где используется системный подход.

6. По какому признаку следует отличать систему от среды?

Тема 2. Методика построения стратегических и тактических планов

1. Алгоритм построения стратегических и тактических планов.

2. Правила построения "дерева целей".

3. Методика сетевого планирования.

Исходным звеном в реализации методов исследования систем управления является механизм постановки целей, поскольку именно с постановки целей начинает формироваться методология системного подхода. Фактор целеобразования позволяет совершенствовать действующие структуры и обеспечивать условия для формулировки задач организационного проектирования. По мнению И.Ансофа и Р. Бранденбурга, достижение целей организации зависит от трех основных факторов: выбранной стратегии, организационной структуры, а также от того, каким образом эта структура существует (Ансофф, 1972, с.21).

Системный подход обнаруживает общую схему исследования, применение которой позволяет рассматривать возможное решение предельно взвешенным и охватывающим все возможные варианты. Основные разделы алгоритма выстраиваются в единую цепь по схеме:

Алгоритм исследования Этапы исследования Методы

Проблемная ситуация – Причинный анализ

Цель решения – Анализ Логический анализ

Критерии решения – Статистический анализ

Постановка задач – Регулирование Факторный анализ

Моделирование

Проектирование Тестирование

Эксперимент

Морфологический

анализ Социологические

исследования Экспертные оценки

Системный анализ в сложных управляемых системах должен быть нацелен на структуризацию или декомпозицию целей. Декомпозиционное деление стратегической цели осуществляется “сверху-вниз”, что кардинально отличает указанный метод от морфологического, где определение стратегической цели формируется в противоположном направлении – “снизу-вверх”.

Формулировка стратегической цели должна соответствовать ряду правил, соблюдение которых сделает возможным гармонизацию отношений между субъектным и объектным уровнями менеджмента.

Первое правило: цель должна быть строгой и точной, с тем чтобы стало возможным выделение оснований для ее деления.

Второе правило: цель должна быть ни чрезмерно широкой, ни чрезмерно узкой. Оптимальность логического объема цели регулируется целесообразностью ее последовательного деления.

Третье правило: цель должна быть конкретной и измеряемой как в пространстве, так и во времени. Конкретность постановки цели должна подтверждаться пространственными и временными границами, образуемыми при делении подцелей.

Четвертое правило: цель должна формулироваться применительно к организации в целом, а не к ее руководству.

Пятое правило: расшифровка стратегической цели должна идти в направлении расчленения организации на функциональные зоны, среди которых важнейшими являются зоны структуризации организации, ее материального и информационного обеспечения.

Шестое правило: формулировка стратегической цели должна мыслиться в плане, как роста ее элементного состава, так и его сокращения.

Таким образом, в основу стратегического плана входят: определение целей и задач управления, выбор тактических средств в достижении этих целей и задач, определение перечня средств, а также сроков и места в реализации стратегического результата. Эффективность планирования измеряется степенью переработки всего объема входной информации. Весь объем этой информации можно изобразить по микро- макроуровням, различие между которыми проявляется в степени охвата организационного поля. На микроуровне оцениваются показатели текущей стратегии фирмы: затраты, прибыль, заработная плата, квалификация и средний возраст работающих, информационная обеспеченность и т.д. На макроуровне в расчет берутся показатели экономической и политической конъюнктуры, состояние налоговой политики государства, инфляция, безработица, инвестиционные и инновационные тенденции и т.д.

Методологическим средством планирования управленческой деятельности является построение дерева целей (древовидного графа),- способа, позволяющего последовательно разложить стратегическую цель на ряд конкретных задач, этапов в ее достижении. Методика “дерева целей” была предложена У.Черчменом в связи с проблемой принятия решений в промышленной сфере. Построение “дерева” осуществляется как последовательное разложение иерархической структуры путем деления целей на подцели, а последние – на более детальные составляющие, вплоть до выделения отдельных (обособленных) функций.

Дата добавления: 2014-12-17