Идентификация объекта и центральная процедура управления

Вербальное описание систем. Вербальное (словесное) описание объекта является первым шагом в процессе управления. Его фундаментальную основу составляют принцип цели и принцип многоуровневого описания.

Рис.5. Основные компоненты базового пространства системного анализа (СА); область существования эффективных стратегий (ТО – теоретический объект анализа)

t)=>Dsоt=>Esо(t),

Рис.6. Виды системного анализа

Рис. 6. Векторное представление проблемы и стратегии достижения цели

Принцип цели утверждает, что любой сложный объект должен рассматриваться только с точки зрения решения определенной задачи, стоящей перед исследователем или лицом, принимающим решение. Это означает, что описание системы должно быть целенаправленным. Цель определяет способ и форму описания объекта. Целью управления диктуется выбор уровня обобщения, на котором строится описание системы. Этот уровень фиксируется выбором элементов системы, целостные свойства которых составляют границу подробности описания системы. Поскольку декомпозиция системы, как правило, носит целевой характер, постольку и ее описание должно отражать реальное ее строение.

Принцип многоуровневого описания гласит, что любой объект должен быть описан, во-первых, как элемент более широкой системы, во-вторых, как целостное явление, в-третьих, как некоторая сложная структура, внутреннее строение которой необходимо представить с подробностью, достаточной для достижения целей управления. Таким образом, минимально необходимое число уровней описания системы - три. В действительности при исследовании систем обычно вводят значительно большее число уровней описания.

Язык описания системы. Каждому уровню представления системы соответствует язык описания. Под языком описания понимается терминологическая и понятийная структура, которая определена для представления системы на данном уровне обобщения. Например, описание целостных свойств сложной системы управления с помощью макроэкономических показателей можно рассматривать как язык описания на высшем уровне обобщения.

В теории принятия решений языки описания обычно связываются с иерархией управления, поскольку каждое звено управления отражает функционирование системы, подсистем и элементов с определенной степенью подробности, существенное для принятия решения на данном уровне иерархии.

При управлении число уровней описания определяется целями и необходимой для их достижения глубиной управления.

Языки описания должны определенным образом соотноситься друг с другом, образуя иерархию описаний. В идеальном случае иерархическая система языков, описывающая объект, должна быть построена по принципу информационного единства, суть которого состоит в том, что каждое понятие в иерархии описания есть результат обобщения понятий нижестоящего уровня описания.

В свете изложенных принципов содержательное описание системы должно быть соответствующим образом структурировано и в общем случае отражать:

· цели и задачи управления;

· место исследуемой системы в более широкой системе, степень зависимости от внешней среды, форму и механизм этой зависимости;

· цели системы, декомпозицию целей в задачи;

· основные показатели функционирования системы;

· структуру системы и функциональное назначение элементов;

· содержание информационных связей;

· структуру управления и организацию целенаправленного поведения системы;

· гипотезу о механизме функционирования системы.

Перечисленные аспекты должны содержаться в каждом уровне описания системы. Однако, как показывает опыт исследования различных проблем функционирования и развития систем управления, в большинстве работ, посвященных этой проблематике, подобная структуризация и строгая ориентировка на цели исследования не соблюдаются.

Формальное представление объектов и процессов. Обычно изложение ведется в свободной форме, уровни обобщения не фиксируются, механизм функционирования управляемого объекта в явном виде не описывается. Это обстоятельство чрезвычайно затрудняет переход к формальным методам управления и к построению математических моделей систем.

Формализация - этап, на котором сформулированная в содержательном описании основная гипотеза о механизме изучаемого процесса управления и его закономерностях приобретает строгую логическую форму причинно-следственных отношений.

В большинстве случаев приходится заново разрабатывать структуризованное, многоуровневое системное описание объектов под углом зрения исследуемых вопросов.

Переход от содержательного описания системы к формальному представляет систему управления как в теоретическом, так и в прикладном плане. Истоки этой проблемы лежат в различии естественного и формальных языков.

Естественный язык чрезвычайно богат смысловыми оттенками и обладает большой гибкостью в отражении действительности. Причинно-следственные отношения самой различной природы легко интерпретируются средствами естественного языка. Его понятия зафиксированы неявно и неоднозначно. Закономерности и связи, например, при описании системы даются в общем, неконкретном виде, допускающем различные трактовки. Механизм выводов основан на интуитивно понимаемой логике общения и умозаключений. Как средство выражения мыслей естественный язык обладает бесчисленным разнообразием форм н широко использует нарочитую неоднозначность смысла и почти всегда содержит подтекст, который явно не фиксируется. Именно поэтому естественный язык может передавать тончайшие оттенки человеческих мыслей, чувств и настроений и, является идеальным средством общения.

Вместе с тем количественный анализ явлений и процессов действительности имеет свои законы, которые противоречат свойствам естественного языка. Формализация требует прежде всего однозначности понятий, строгой логики выводов и заключений, фиксации смысла преобразований, отражающих рассматриваемые закономерности. Формальный язык беден по сравнению с естественным. Он всегда упрощенно отражает действительность. Богатство смысловых оттенков, понятий, интуитивно-логических приемов в принципе не поддается формализации. Поэтому в контексте управления социально-экономических процессов формализация должна быть связана с содержательной интерпретацией количественных результатов, их осмыслением и дополнением неформализуемыми аспектами.

Этапы формализации. Первым этапом формализации является построение формальной схемы, содержащей знаковое описание системы, процессов ее функционирования и управления. Второй этап - построение моделей системы.

В формальной схеме явно фиксируются связи между элементами, параметры описания и функционирования элементов системы и системы в целом и пространственно-временные зависимости. Основные преобразования в этой схеме обычно представляются некоторыми операторами отображения, внутренний механизм которых на первом этапе формализации может и не рассматриваться. Формальная схема в силу своей общности позволяет содержательно интерпретировать в своих терминах все возможные явления, имеющие место в изучаемой системе.

Формальная схема служит основой для построения системы моделей для целей исследования и принятия управленческих решений.

Логика отношений формальной схемы позволяет проводить содержательный анализ строго и целенаправленно и делает его выводы и управленческие решения более доказательными.

Синтез формальной схемы - это не что иное, как процесс идентификации системы, представляющий определенный этап в общем цикле управления. Он включает:

1. определение состава элементов и графическое представление;

2. установление связей между элементами;

3. фиксацию их содержания.

Графическое отображение иллюстрирует содержательную схему функционирования системы, закрепляя последовательность действий ее элементов и связи с более широкой системой.

Схема строится для каждой подсистемы и далее для элементов, т.е. детализируется с точностью до элемента, внутреннее строение которого на выбранном уровне управления нам безразлично. Другими словами, уже на этом этапе вводится иерархия описаний системы, в соответствии с которой будут выбраны языки описания системы. Кроме того, здесь мы выбираем и фиксируем структуру системы как основу формального описания.

Следующим шагом построения формальной схемы является перевод содержательного описания связей элементов внутри системы и внешних связей системы в конкретные параметры системы и ее элементов. Параметры должны иметь ясный смысл, однозначно отображать ту или иную характеристику состояния системы и ее элементов, связи, факторы и условия, имеющие место в системе. Выбор параметров описания системы и ее элементов - сложный творческий процесс, во многом определяемый искусством и знаниями исследователя.

Выбор обычно производится сверху, т.е. сначала для обшей графической схемы, затем для схем подсистем и элементов. При выборе параметров системы необходимо ориентироваться на имеющуюся информацию, четко представлять метолы получения каждого из них и их связи с параметрами более низкого уровня описания системы.

Выбор параметров на каждом уровне описания системы - это и есть составление формальных языков описания системы, в терминах которых в дальнейшем и будет описываться ее динамика.

Правильному выбору параметров системы помогает последовательное применение принципа классификации, который утверждает, что для построения нормальной схемы и модели исследуемого процесса необходимо в соответствии с целями исследования классифицировать состояние системы и ее элементов с учетом выбранных уровней обобщения; далее для каждого класса состояний системы провести классификацию значений выбираемых параметров.

Другими словами, для дальнейшего рассмотрения нужно выбрать только те состояния исследуемой системы, которые соответствуют целям нашего исследования, и каждому из них сопоставить те или иные значения параметров описания этого состояния.

Параметры состояния системы и ее элементов могут быть как количественными, т.е. выражаться числами, так и качественными.

Окончательный этап построения формальной схемы - это отображение схемы функционирования системы в терминах выбранных языков, т.е. параметров разного уровня описания системы.

Формальная схема может иметь табличную, графическую или математическую форму. Таблично-графическое представление формальной схемы удобно при анализе плохо формализуемых объектов, например, таких, как социальные процессы. Для исследования материальных процессов в системе можно строить математическую формальную схему и при необходимости снабжать ее графическими иллюстрациями. Естественно, что любую формальную схему должно сопровождать специальное описание, объясняющее смысл преобразований.

Разработкой формальной схемы завершается идентификация объекта управления.

Параметры, показатели, критерии. Важнейшей проблемой управления является разработка методов сравнения и измерения систем.

Для удобства изложения рассмотрим две стороны количественного представления систем: измерение параметров строения объекта, т.е. характеристик его структурного описания, и измерение параметров его функционирования.

Определение численных значений параметров структурного описания объекта в большинстве случаев не является проблематичным. Такие характеристики структуры системы, как число уровней иерархии, количество подсистем и элементов и некоторые другие, чаще всего поддаются прямому подсчету. Например, при структурном описании таможенной системы приводится число уровней организации, число РТУ, таможен и т.п. на каждом уровне и, например, соответствующее им число таможенных постов. В свою очередь, например, каждая таможня может быть представлена числом и типами таможенных постов, а таможенный пост - характеризоваться номенклатурой таможенных услуг, производственными мощностями, численностью кадрового состава, характеристиками оборудования и т.д.

Перечисленные параметры - составная часть количественной характеристики любой системы, кроме того, эти параметры являются основой для представления ее динамики, т.е. фиксируют те элементы и подсистемы, которые действуют и взаимодействуют в описании ее функционирования. Поэтому выбор параметров структурного описания системы непосредственно определяется целью ее управления, рассматриваемым структурным срезом и гипотезой о механизме функционирования.

Структурное описание системы косвенно характеризует ее функциональные возможности, однако ни в коей мере не отражает существо происходящих в ней процессов. Именно поэтому оценить эволюцию структуры системы во времени или сравнить разные структуры между собой, как правило, не удается без учета качества функционирования сравниваемых систем, так как отсутствует объективный критерий сравнения. При таком сравнении нарушаются все принципы управления систем, потому что не учитывается различие их целей и задач, различие структур, ресурсного обеспечения, присущих им экономических механизмов.

Корректное сравнение предполагает:

· единство меры;

· единство функциональной задачи (или цели, если сравниваются системы в целом);

· единство условий.

На основании свойств систем управления в теории систем сформулирован основополагающий принцип измерения, который гласит, что о качестве функционирования какой-либо системы можно судить только с точки зрения системы более высокого порядка. Другими словами, находясь внутри системы, невозможно определить эффективность ее деятельности. Для этого надо стать над ней, т.е. представить управляемую систему как часть более общей системы и проводить оценку с точки зрения целей и задач последней. Вопрос выбора показателей эффективности является центральным в управлении и рассматривается отдельно.

Обычно предполагается, что деятельность системы направлена на достижение цели, которая может быть выражена каким-то единственным критерием. Практически все методы исследования операций основаны на предположении о существовании единого критерия. В этом случае принятие управленческого решения становится адекватным процедуре решения некоторой оптимизационной задачи, в которой отыскивается экстремум определенного функционала-критерия, на переменные которого наложены ограничения. Достижение соответствующего экстремума критерия отождествляется с достижением цели системы.

Для социально-экономической системы управления обычно невозможно указать какой-то один скалярный критерий, оптимизация которого соответствовала бы достижению ее целей. Каждое звено иерархической системы управления, как правило, вынуждено решать целый комплекс задач, т.е. пытается найти решение, оптимизирующее векторный критерий. Кроме того, критерии различных звеньев управления различны и в принципе строго не согласуются между собой. Часть критериев не поддается однозначной формализации.

Как при формализации, так и при эвристическом, интуитивно-логическом анализе систем проблема многокритериальности обычно является наиболее сложной. Такие вопросы, как сопоставлять системы в процессе их эволюции, как сравнивать элементы систем, - являются отнюдь не тривиальными.

Непосредственная формальная (и не только формальная) оценка по многим критериям (по векторному критерию) возможна только в случае явного доминирования одного критерия. Во всех остальных случаях приходится искать способ сведения многих критериев к одному. Эта проблема получила название скаляризации критериев. Методы ее преодоления - самая уязвимая часть методологии количественного исследования систем управления.

Необходимость скаляризации возникает тогда, когда улучшение одного критерия приводит к ухудшению других, т.е. критерии противоречивы: как, например, в известной двухкритериальной задаче «эффективность - стоимость». В этом случае рациональное решение - всегда некоторый компромисс между улучшением одних критериев и ухудшением других.

Наиболее распространенным является принцип выделения главного критерия. Выделяется главный критерий, оптимизация которого отождествляется с достижением основной цели решения проблемы при условии, что уровень остальных критериев не меньше допустимого. Тем самым решается вопрос о приоритете критериев (один главный, важность остальных определяется задаваемым уровнем допустимых значений).

Не менее распространен принцип максимизации взвешенной суммы критериев. Здесь каждому критерию ставится в соответствие специальный множитель - вес. Веса играют роль и масштабных коэффициентов, и нормирующих множителей, и коэффициентов, определяющих важность критериев. Скалярный критерий образуется суммированием умноженных на соответствующие веса учитываемых критериев.

Центральная процедура. Центральная процедура управления - это процедура построения обобщенной модели системы или стратегии ее поведения во взаимосвязи с реальной проблемной ситуацией (рис.7). В процессе построения модели (или моделей), отображаются все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в процессе осуществления решения. Полученная таким образом модель исследуется с целью выяснения близости результата применения того или иного из альтернативных вариантов решений к желаемому, сравнения затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным нежелательным внешним воздействиям.

Рис. 7. Система и ее модель в процессе управления

Модель системы характеризуется параметрическим или структурно-параметрическим описанием.

Модель параметрическая представляется в виде описания объекта управления во взаимосвязи параметров, показателей и критериев (в том числе и экономических) без учета его структуры.

Модель сруктурно-параметрическая представляется структурой (с выделением элементов и связей) и параметрическим описанием объекта.

Процедура управления для любого типа моделирования включает два блока: блок идентификации и анализа проблемной ситуации и блок проблемного (стратегического) моделирования и принятия управленческого решения.

Первый блок реализует процесс формирования модели ситуации в предметной области деятельности (модели проблемной ситуации) и ее анализ. Весь смысл проблемного моделирования сводится к подтверждению устойчивости модели окружающей среды или системы и, соответственно, стратегии объекта, либо к их корректировке и соответствующему реформированию системы.

В детализированном варианте процедура управления представляет по существу программу исследования модели сложной системы с целью поиска ее наилучшей альтернативы и оптимальной (эффективной) стратегии управления. Она состоит из ряда последовательных этапов:

· определение объекта и предмета анализа и управления;

· определение целей, задач управления и показателей (критериев) для оценки степени их достижения;

· идентификация структуры объекта, описание его свойств, организации и условий существования;

· определение целей жизнедеятельности объекта; построение гипотез о механизме функционирования объекта;

· целенаправленный сбор и обработка информации, относящемся к решаемой управленческой задаче;

· исследование объекта с помощью моделей и неформальных методов, включающее уточнение целей и гипотезы о механизме функционирования объекта, корректировку моделей, определение перечня возможных альтернатив стратегии управления;

· прогнозирование последствий реализации выбранных альтернатив стратегии управления и выбор из них наиболее рациональной альтернативы.

Выбор рациональной альтернативы системы и эффективной стратегии управления определяется термином принятие решения. Важной особенностью предложенной схемы является ее применимость к исследованию управленческих проблем: процедура инвариантна по отношению к вопросам планирования, операционного управления, проектирования практически в любых системах.

Дата добавления: 2014-01-05