Сравнительные результаты оценки систем 7 страница

·

· угроза отхода от общей цели, что может привести к конфликтам между отделами;

· увеличение длительности цикла управления;

· отсутствие ответственности за результаты функционирования в целом.

Дивизиональная структура. Слово «дивизиональный» происходит от английского division, что означает «разделение, часть, отдел». Деление системы управления в этом виде структуры может происходить по трем признакам:

· по продукту;

· по группам пользователей;

· по географическим регионам.

В образуемые отделы делегируется большинство полномочий центра, и они действуют как почти самостоятельные организации.

Необходимость дивизиональных продуктовых структур вызвана ростом числа услуг (продуктов), предлагаемых пользователям. Так, в ФАПСИ условно основными «продуктами» можно считать услуги связи, услуги по обеспечению информационной безопасности, услуги радиоразведки и информационное обеспечение органов государственной власти. В соответствии с предоставляемыми услугами организационная структура может быть представлена управленческими отделами, занимающимися соответствующими продуктами. Полномочия по производству и сбыту такого продукта передаются одному руководителю. Руководители второстепенных функциональных служб должны отчитываться перед ним. Примером дивизиональной продуктовой структуры служит организация кафедры в вузе, где за каждую отдельную преподаваемую дисциплину (продукт) отвечает соответствующее должностное лицо - старший преподаватель.

Организационные структуры, ориентированные на пользователя, состоят из подразделений, каждое из которых работает на определенную категорию потребителей. Почти все крупные корпорации имеют такие отделы. Типичными примерами таких структур являются структуры коммерческих банков, многих торговых организаций и учебных заведений.

Так, например, в 1999 г. председатель совета директоров Microsoft Б. Гейтс представил план реструктуризации, согласно которому в компании выделяются пять групп в зависимости от типов обслуживаемых заказчиков: руководители по информационным технологиям, научные работники, разработчики, потребители, а также домашние и деловые пользователи Интернет. Предполагается, что это повысит конкурентоспособность компании.

Другим примером служит организация вуза, в состав которого могут входить подготовительное отделение, ориентированное на абитуриентов, факультеты, ориентированные на подготовку специалистов с высшим образованием, аспирантура, ориентированная на подготовку специалистов высшей квалификации.

Создание региональных дивизиональных структур, так же как и продуктовых, обусловлено ростом организации. Практически все транснациональные компании включают региональные подразделения. Причем такие подразделения имеют определенную самостоятельность.

Выбор конкретного типа дивизиональной структуры (по продукту, пользователю или по географическому признаку) зависит от того, какой фактор особенно важен для организации в целях обеспечения ее стратегических планов.

Несмотря на недостатки дивизиональной структуры (дублирование функций, сложность контроля подразделений), до последнего десятилетия этот вид структуры рассматривался как наиболее эффективный.

Линейная структура. Рассмотренные выше функциональная и дивизиональная структуры основаны на делении по горизонтальным связям. Понятие линейной структуры носит такое название потому, что все ее элементы находятся на прямой вертикальной линии подчинения, от верхнего до нижнего уровня. Каждый уровень управления подчиняется вышестоящему.

Линейная структура, в свою очередь, имеет две разновидности или формы: плоскую (от английского flat - плоский) и многоуровневую (в английском языке она называется высокой от слова tall).

Линейная плоская структура имеет мало (2-3) уровней и рассчитана на большое число работников, подчиняющихся одному руководителю. Она проста по форме. В графических документах организационного управления такая структура часто представляется в виде, показанном на рис. 4.13.

Линейная многоуровневая структура имеет низкую норму управляемости, т.е. небольшое число сотрудников подчиняется одному руководителю. Экстремальной моделью такой структуры является двоичное (бинарное) дерево (рис. 4.14).

Преимущество плоской структуры - ее простота. Однако при многоуровневой структуре эффективность труда выше.

Линейно-штабная структура. Это сочетание линейной и функциональной структур. При этом в линейной структуре у ЛПР создается одна или несколько групп подчиненных управленцев одного уровня иерархии, отвечающих за отдельные функции управления. Это могут быть эксперты - советники, референты; юридические службы, службы охраны труда, контрольные органы.

Необходимость в штабах возникает из-за увеличивающихся функциональных сложностей организации. Таким образом, линейное руководство дополняется штабным. Линейные руководители несут ответственность за достижение первичных, главных целей; штабные отвечают за решение задач, подчиненных главным целям. В общей системе штабные руководители, подчиняясь линейному руководству, выполняют функции консультантов. Однако нередки случаи, когда такая консультативная служба специалистов выступает на первый план и в значительной степени воздействует на всю систему.

Проектная (программно-целевая) структура. Это временная структура, создаваемая для решения конкретной задачи. Она образуется внутри функционального подразделения. Ее члены - это высококвалифицированные специалисты различных областей, собранные вместе для осуществления сложного проекта. Когда проект завершен, группа распускается. Особенностью такой структуры является то, что сотрудники подчиняются одновременно двум руководителям - руководителю проекта и руководителю отдела, в рамках которого эта группа работает.

Современные проектные структуры, как правило, почти не формализованы, не имеют строгой иерархии подчиненности, отличаются хорошей адаптивностью к воздействиям извне.

Матричная структура. Развитием проектных структур является получившая широкое распространение матричная структура. Она представляет собой комбинацию двух видов деления: по функциям ц по продукту (рис. 4.15). В матричной структуре имеется двойное подчинение: руководителю отдела (функциональная линия) и руководителю проекта. Руководитель проекта определяет, что и когда должно быть сделано, а руководители подразделений - каким образом должна быть выполнена эта работа.

Матричная структура имеет ряд очевидных преимуществ. Она дает возможность быстро адаптироваться к изменяющимся внутренним и внешним условиям; способствует координации функций, прямому доступу к информации. Недостатками матричной структуры являются сложность и возможные конфликты целей.

Исследования в практике управления показали, что использование проектных и матричных структур целесообразно при следующих условиях:

· разрабатываемый проект должен быть уникальным, работа над ним не должна носить рутинный характер;

· происходит частая смена технологии;

· работа группы над проектом должна вестись ограниченное время;

· решение осуществляется за счет общих усилий и способностей членов группы.

Имеется несколько разновидностей проектной структуры. Наиболее известными являются бригадная и венчурная (инновационная) структуры.

Бригадная форма организации обычно используется в производстве, когда вся бригада принимает участие в производстве продукта от начальной до конечной стадии.

Названия венчурные и инновационные структуры в определенной степени являются синонимами. Английское venture означает «рискованное дело», «рискованное предприятие». Как правило, рискованное дело в бизнесе связано с разработками инноваций, т.е. принципиально новых технологий, товаров или услуг.

Инновационные структуры в крупных организациях (корпорациях) имеют несколько разновидностей в зависимости от ряда факторов: значимости разрабатываемых проектов, их целевой направленности и сложности, а также от степени формализации и самостоятельности деятельности.

Достоинствами систем с изменяющейся структурой являются хорошая адаптация к условиям внешней среды и высокая потенциальная эффективность в достижении поставленных целей. Однако эти возможности могут быть в полной мере реализованы только при учете двух факторов - планирования и управления деятельностью самой системы управления, а также психологических аспектов.

При неправильном делении систем на подсистемы и нарушении нормальных связей между подсистемами, расположенными на различных иерархических уровнях, возникают структуры, называемые патологическими.

Простейший пример патологии - двойное подчинение, когда Для некоторого ОУ существуют две системы управления. Так, на рис. 4.16 показано, что ОУ 2 одновременно подчиняется системам управления Б и В.

Чтобы такой ОУ мог функционировать нормально, необходимы очень четкое разделение функций между системами Б и В, а также координация их действий со стороны центрального органа А. В противном случае, при несогласованных действиях подразделений Б и В, находящийся в их подчинении ОУ 2 будет в некоторых случаях получать противоречащие друг другу указания и распоряжения, а в других ситуациях - не получать никаких указаний. Ясно, что и в том, и в другом случае эффективность организации в целом существенно снижается.

Однако бывает, что двойное подчинение вводится специально. Так, например, в организациях с оперативным дежурным персоналом (ИТКС, воинские части, электростанции, нефтехимические заводы и т.п.) персонал одной смены, дежурящий в разных подразделениях, в административном отношении подчинен руководству соответствующего подразделения, а в оперативном -оперативному дежурному (начальнику смены). Оперативное подчинение сохраняется только в пределах данной смены. Распоряжения начальника смены касаются исключительно режима технологического процесса и обязательны для всего персонала. Линейное руководство не вправе вмешиваться в действия дежурного персонала. В то же время начальник смены не имеет никаких полномочий административного характера. Такое четкое разделение функций позволяет эффективно управлять функционированием системы. Как только оно нарушается, например, вмешательством линейного руководства в действия дежурного персонала, эффективность ухудшается, а в крайних случаях технологический процесс может быть полностью нарушен.

Существует еще один вид нарушений в иерархической структуре, так называемое межранговое управление (управление через инстанцию). На рис. 4.16 показано, что центральный орган А системы управляет подразделениями низшего уровня через промежуточные системы управления Б и В и, кроме того, объектом управления ОУ 3 непосредственно, минуя промежуточные уровни или ранги.

Межранговое управление может носить временный характер. Так, например, управление ОУ 3 в штатном режиме осуществляется центром в соответствии с иерархией подчинения через систему управления В. Однако в особых случаях центр управляет этим ОУ непосредственно. Такими особыми обстоятельствами могут быть: аварийная ситуация в системе в целом или в ОУ 3; частичный выход из строя промежуточной системы управления В; необходимость ускорить выполнение функций подразделением и т.п.

В любом случае система управления В должна быть уведомлена о том, что центр, как говорят, «берет управление на себя» во избежание двойного управления. При этом центр в какой-то степени выполняет не свойственные ему функции, что неизбежно ограничивает его возможности по управлению остальной частью системы. Поэтому, как только в системе восстановится нормальная ситуация, управление вновь передается в систему управления В.

4.4. КАЧЕСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Система управления входит на правах подсистемы в систему с управлением. Поэтому в соответствии с системным принципом измерения эффективность системы управления должна определяться на основе ее влияния на свойства системы с управлением в целом или на степень достижения цели функционирования этой системы.

Для оценки свойств системы с управлением введена эмпирическая порядковая шкала уровней качества. Свойства на этой шкале проранжированы в порядке возрастания их сложности. Шкала (см. главу 2) включает следующие свойства: устойчивость, помехоустойчивость, управляемость, способность к самоорганизации.

Рассмотрение уровней качества системы с управлением показывает, что оценка эффективности системы управления по влиянию на систему в целом вызывает определенные трудности, поскольку единый показатель эффективности, имеющий ясный физический смысл, отсутствует. Поэтому эффективность систем управления обычно оценивают по частным показателям, относящимся к перечисленным уровням, выбираемым в зависимости от целей оценки. Рассмотрим эти показатели.

4.4.1. СТЕПЕНЬ СООТВЕТСТВИЯ РЕШЕНИЙ СОСТОЯНИЯМ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Наиболее общим является показатель, называемый степенью соответствия решений состояниям объекта управления. Этот показатель может быть количественно определен с помощью теории информации через условную энтропию. Известно, что условная энтропия отражает качество управления в соответствии с принципом необходимого разнообразия Эшби в форме выражения

.

Таким образом, энтропия управляемого объекта при наличии управления удовлетворяет неравенству .

Это неравенство отражает предельные возможности управления. Достижение равенства возможно, когда управляющие воздействия и состояния управляемого объекта находятся в однозначном соответствии (когда управляющая система точно определяет отклонения состояния управляемого объекта под воздействием случайных возмущений среды N и точно вырабатывает нужное корректирующее воздействие). На практике случайные отклонения состояния управляемого объекта от заданного не поддаются точному определению. Известные погрешности возникают также при выработке корректирующих воздействий и при их исполнении управляемым объектом. В силу указанных причин однозначная связь между управляющими воздействиями и состояниями управляемого объекта будет отсутствовать и условная энтропия больше нуля.

Критерий качества управления по степени соответствия решений состояниям объекта управления может быть сформулирован как

,

что означает: требуемая энтропия системы управления должна быть не меньше энтропии объекта управления.

Однако практическое использование приведенного критерия затрудняется из-за того, что в нем не учитывается содержательная сторона состояний ОУ и воздействий СУ.

Пример 4.1. Определить требуемую энтропию системы управления H(X)при условии, что объект управления Y может находиться в двух состояниях { у ₁, у ₂}.

Пусть объект управления Y — это администратор ЛВС. Состояние у₁ означает выполнение им служебных обязанностей. Состояние у₂ означает отклонение от правильного выполнения слу жебных обязанностей.

Рассмотрим вероятность р нахождения ОУ в различных состояниях:

1. р ₁ = 0,5 в состоянии у ₁; p ₂ = 0,5 в состоянии у ₂.

2. р ₁ = 0,9 в состоянии у ₁; p ₂ = 0,1 в состоянии у ₂.

З. р ₁ = 0,1 в состоянии у ₁; p ₂ = 0,9 в состоянии у ₂.

Рассчитаем требуемую энтропию систем управления для каждого случая.

1. Определим энтропию ОУ для случая 1:

Так должны выполняться условия , и , значит,

бит.

2. Вычислим энтропию ОУ для случая 2:

значит, Н(Х)_треб(2) ³ 0,469 бит.

Полученная величина меньше, чем энтропия системы управления для случая 1. Это означает, что управлять дисциплинированным сотрудником (вероятность выполнения которым своих обязанностей р₁ = 0,9) легче, чем недисциплинированным, который с одинаковой вероятностью может, как выполнять обязанности, так и уклоняться от них.

3. Определим энтропию ОУ для случая 3:

значит, Н(Х)_треб³0,469 бит.

Из расчетов следует, что Н(Х)_треб(2) = Н(Х)_треб(3). Это противоречит интуитивным представлениям о разных требованиях, которые должны предъявляться к системам управления для второго и третьего случаев.

Приведенный пример показывает ограниченность критерия соответствия управляющих воздействий состояниям объекта управления. В целом недостатком статистического подхода является отсутствие учета семантики принимаемых решений.

Снять эти ограничения удается на основе анализа групп функций системы управления.

Такой анализ выявил, что в аспекте построения ИС основной вклад в эффективность управления вносят показатели ценности информации и остаточной неопределенности принимаемых решений (минимума эвристик). Относительно систем управления военного назначения важными являются показатели устойчивости, непрерывности, оперативности (длительности цикла управления) и скрытности.

4.4.2. КРИТЕРИИ ЦЕННОСТИ ИНФОРМАЦИИ И МИНИМУМА ЭВРИСТИК

Принятие решений является основой управления, поскольку обеспечивает преобразование содержания информации о состоянии ОУ в командную информацию на этапах контроля, анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий). От качества решений в значительной мере зависит эффективность функционирования системы в целом.

Качество решений — пригодность решений, получаемых на основе функций обмена информацией, рутинных функций, расчетных, логических и эвристических правил порождения и выбора альтернатив для перевода системы в целевое состояние.

Качество решений является составным свойством, вбирающим многие внутренние свойства процесса управления, что вызывает сложности в трактовке указанного понятия, Однозначное понимание, обоснованное объективными методами теории эффективности, на настоящее время не сформировалось. В целях устранения субъективизма в оценке качества решений такую оценку можно проводить по критерию ценности информации и критерию минимума эвристик.

В основе оценки качества решений в ИС по данным критериям лежат понятия ценности информации, остаточной энтропии (неопределенности) решения Н_ост и объектно-ориентированный подход к описанию предметной области.

Под решениями будем понимать командную информацию— множество { I _реш}, получаемое на основе применения множества функций преобразования информации { f _реш}к исходным данным — множеству информации о состояний объекта управления и внешней среды { I _вх}.

Иначе говоря, принятие решения есть процесс преобразования исходных данных в решение .

Рассмотрим компоненты этого процесса в аспекте их влияния на качество управления.

Совокупность сведений о реальном объекте, явлении или абстрактном понятии, относящемся к I_вх или I_реш, будем называть информационным объектом. Каждый информационный объект описывается именем, набором характеристик, определяющих его значение, и конечным множеством процедур преобразования значений, присваиваемых этому объекту, — { f _реш}.

Другими словами, информационный объект — это тип данных для представления некоторого объекта реального мира.

Информация, относящаяся к объекту, содержится в составляющих его характеристиках.

Формально объект — это структура следующего вида:

,

где i — имя объекта;

— множество характеристик (свойств полей) объекта;

— множество способов снятия неопределенности (вычисления значений характеристик, допустимых методов, операций) относительно объекта.

Пример 4.2. Представить информационный объект «ПЭВМ» в табличном виде (табл. 4.3).

Таблица 4.3

Описание информационного объекта «ПЭВМ»

Имя характеристики	Значение характеристики	Способ определения значения характеристики
	Процессор	Сеlегоn
	Fтакт	333 МГц
…
	Назначение	АРМ ЛПР
…
	Исправность	Да

Принятые в примере 4.2 обозначения для способов определения значений характеристик рассматриваются далее.

Объекты образуют иерархию, по которой характеристики также являются объектами, порождающими единую многоуровневую структуру, описывающую ОУ, решаемые задачи и воздействующую среду.

На самом нижнем уровне иерархии объекты вырождаются в переменные, описываемые именем, множеством значений и множеством допустимых элементарных операций преобразования значений.

Ценность (полезность) информации разумно оценивать по тому эффекту, который она оказывает на результат управления. В связи с этим А. А. Харкевичем была предложена мера ценности информации I _ц, которая определяется как изменение вероятности достижения цели, реализации какой-либо задачи при получении дополнительной информации:

.

Здесь р ₁ — начальная (до получения данной информации) вероятность достижения цели, р ₀ — вероятность достижения цели после получения данной информации. Физический смысл логарифмической единицы ценности информации состоит в том, что информация ценностью в р единиц позволяет повысить качество решения задачи в log р раз.

При этом возможны, как минимум, три возможности.

1. Если полученная информация не изменяет вероятности достижения цели,

.

Это означает, что ценность полученной информации равна нулю. Такая информация называется информационным шумом.

2. Если полученная информация может изменять ситуацию в худшую сторону, т.е. уменьшать вероятность достижения цели,

.

Такая информация называется дезинформацией, которая измеряется отрицательным значением количества информации.

3. Если полученная информация может изменять положение дела в лучшую сторону, т.е. увеличить вероятность достижения цели,

.

Такая информация называется полезной (ценной) информацией. При определении ценности учитывают существенность какого-либо события, своевременность получения информации о нем (рано, поздно, в нужное время), репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, точность информации.

Естественным критерием ценности информации служит правило

.

Для уяснения критерия минимума эвристик рассмотрим информационные объекты относительно их изменчивости, вида информации, способа снятия неопределенности с их значений и веса в иерархии, представляющей принятое решение.

По изменчивости выделяют постоянную и переменную информацию.

Постоянная — это такая информация, которая, как правило, не меняется в течение нескольких циклов управления. Обычно это информация о структуре информационного объекта: перечень характеристик (свойств, полей), процедур (методов), применимых к этим характеристикам, и связей между ними.

Переменная информация — информация, изменяющаяся в каждом цикле управления. Это в основном информация о значениях характеристик информационного объекта, получаемая путем применения к нему допустимых процедур.

Изменчивость информации во времени влияет на ее семантическую ценность. Влияние этого изменения особенно сильно сказывается при решении задач оперативного управления. Информация о стихийном бедствии, полученная слишком поздно, не обладает никакой ценностью для жертв этого бедствия, поскольку изменить уже ничего нельзя. И наоборот, информация о прогнозе стихийного бедствия или аварии либо информация об их свершении, полученная вовремя, обладает большой ценностью, так как позволяет принять действенные меры. Поэтому в системах оперативного управления для повышения ценности поступающей информации, повышения уровня управляемости процессами стремятся сократить длительность цикла управления за счет систем автоматизированной обработки данных.

Влияние изменения семантической ценности информации на качество решения задач планирования в силу их специфики не так существенно. Однако если организация при разработке стратегии своего поведения перестает учитывать изменение информации, необходимой для планирования, то такая политика со временем также окажется устаревшей.

По виду информационные объекты разделяют на детерминированные, вероятностные и неопределенные (недостоверные, многозначные). Процедуры получения значений характеристик этих объектов опираются на соответствующие методы, обеспечивающие разную степень точности решений.

По способу снятия неопределенности информационные объекты можно разделить на три группы:

К первой группе относится заранее накопленная постоянная информация, неопределенность которой определяется неполнотой, недостоверностью и неполным соответствием содержанию решения. Эта неопределенность снимается за счет рутинных функций обработки информации {f_р}и функций обмена информацией {f_о}.

Преобразования, связанные с рутинной обработкой и обменом информации, получили наименование информационных задач. В основе автоматизированного решения информационных задач лежат сети обмена информацией, базы данных, информационно-справочные и информационно-поисковые системы.

Вторая группа объединяет информацию, относительно которой неопределенность разрешается с помощью функций принятия решений — преобразования содержания информации f_с на основе расчетов и логических процедур — множеств {r} и {l}.

Преобразования содержания информации получили наименование расчетных (расчетно-аналитических) задач.

Обратим внимание, что в эту группу включены не только собственно расчеты, но и логические задачи, основанные на формальной логике.

К третьей группе относится информация, относительно которой неопределенность разрешается на основе эвристик — множества процедур {e} — волевых решений ЛПР, не подкрепленных объективными математическими методами. Наличие такого способа снятия неопределенности объясняется, с одной стороны, принципиальной невозможностью полного познания любого явления или объекта, ограниченностью наших знаний и познавательных возможностей, а с другой стороны — ограничением времени, выделяемого на принятие решения. В эвристических процедурах существенное место занимают интуиция, выводы по аналогиям, немонотонные выводы, нечеткая логика, методы качественного анализа систем (активной коллективной работы).

Дата добавления: 2015-04-29