Классификация методов исследования систем управления

Опыт разработки и проведения деловых игр показывает, что деловую игру целесообразно представить как описание некоторой последовательности разделов. Как правило, описание игры включает девять разделов:

1. Общая характеристика

2. Описание ситуации

3. Цель игры

4. Задача центра

5. Задача участников игры

6. Формальная модель

7. Анализ формальной модели

8. Руководство для участников игры

9. Результаты проведения игры

Раздел 6 включается в описание игры, если формализация модели позволяет лучше понять суть игры, или если в дальнейшем предполагается провести анализ формальной модели.

Раздел 7 может отсутствовать, если известными математическими средствами провести анализ модели или невозможно или слишком громоздко.

Может отсутствовать и раздел 9, если нет опыта проведения деловой игры.
Каждая деловая игра состоит из нескольких партий. Одна партия большинства деловых игр состоит из трех этапов:

I этап - сбор информации, т.е. сообщение элементами в вышестоящий орган (центр) запрашиваемой информации;

II этап - обработка полученной информации и выработка соответствующих решений;
III этап - реализация полученных решений, подсчет значений целевых функций.

Количество партий, как правило, не ограничивается заранее, хотя возможны варианты, когда количество партий фиксировано.

По завершении игры проводится подведение итогов, анализ игры.

3. Методы формализованного представления систем управления

Для описания систем управления на практике ис­пользуется ряд формализованных методов, которые в разной степени обеспечивают изучение функционирова­ния систем во времени, изучение схем управления, со­става подразделений, их подчиненности и т.д., с целью создания нормальных условий работы аппарата управле­ния, персонализации и четкого информационного обес­печения управления. Иначе говоря, обследование системы управления в рамках выбранного метода формализованного описания должно выявить оптимальные варианты построения, ор­ганизации и функционирования реальной системы.

Применяемые методы формализованного описания систем управления должны способствовать в конечном итоге созданию четких организационных механизмов управления, используемых объектов. Необходимость создания таких механизмов обуслов­лена внедрением новых методов хозяйствования, кото­рые требуют как четкой регламентации управления, так и сокращения управленческих расходов.

Как известно, моделирование какого-либо объекта заключается в замене исходного объекта таким объектом (моделью), исследование которого можно провести эф­фективнее, т.е. легче, доступнее, быстрее, дешевле и т.д.

Существует много разновидностей моделей: графи­ки и  таблицы, физические модели, логические и матема­тические выражения, машинные модели, имитационные модели. Выбор конкретного метода формализованного опи­сания, системы управления зависит от того, в каких ус­ловиях осуществляется обследование, какова ответствен­ность исполнителей за принимаемые решения и какова степень регламентации управления в обследуемой орга­низации.

В настоящее время разработано и опробовано целый ряд различных методик обследования и формализован­ного представления систем управления. Они, как правило, существенно отличаются одна от другой и соответствуют разной глубине исследования и поставленным целям.

Ниже рассмотрим некоторые из этих методов.

Сетевой метод формализованного представления сис­тем управления сводится к построению сетевой модели для решения комплексной задачи управления. Основой сетевого планирования является информационная дина­мическая сетевая модель, в которой весь комплекс рас­членяется на отдельные, четко определенные операции (работы), располагаемые в строгой технологической по­следовательности их выполнения. При анализе сетевой модели производится количественная, временная и стоимостная оценка выполняемых работ. Параметры за­даются для каждой входящей в сеть работы их исполни­телем на основе нормативных данных либо своего про­изводственного опыта.

Широкое распространение получили:

• сетевые модели построения в терминах событий (кружки), при этом события определяют результаты определенной выполненной работы, а дуги (стрел­ки) между ними определяют взаимосвязи работ;

• сетевые модели, построенные в терминах работ и событий, при этом стрелками изображаются вы­полняемые работы, а кружками — события (ре­зультаты выполненных работ);

• сетевые модели, построенные в терминах работ, при этом работа изображается кружком, под ра­ботой понимается процесс составления одного документа.

Указанные три разновидности сетевых моделей по-разному отражают содержание управленческой дея­тельности.

Если сетевая модель построена только в терминах со­бытий, естественно в них фиксируются факты оконча­ния определенных работ, она может быть информативна и точно отражать содержание управленческой деятельно­сти, но моделировать во времени такую деятельность затруднительно, хотя в этом также есть большая необ­ходимость.

Наиболее полной является сеть построения в терми­нах работ и событий. Она фиксирует состав управленче­ской деятельности, фиксирует определенные ее стадии, взаимосвязи между стадиями и их результаты.

В то же время такая сеть не позволяет исследовать информаци­онное содержание управления на уровне документов, поскольку каждая из работ, указанная в сети, как прави­ло, оформляется многими документами. Тем не менее недостаток сетевой модели во многом компенсируется возможностью качественного анализа управленческой деятельности и ее моделированием во временном мас­штабе вручную или с использованием ЭВМ.

Значительные возможности исследования информа­ционного обеспечения управления представляет сетевая модель, в которой под работой понимается процесс раз­работки одного документа. Имеются некоторые затруд­нения с расчетом таких сетей, поскольку в них исходных событий столько, сколько условий необходимо для нача­ла всех работ. Идентификация работы и документа по­зволяет определить информационные потоки, выявить документооборот и все его проблемы, т.е. выявить мно­гие дефекты управления.

Если сетевая модель детализирована в терминах ра­бот (под работой понимается процесс заполнения одного документа), то она позволяет решать множество управ­ленческих проблем: моделировать работу во времени, анализировать информационные потоки, приступить к распределению работ между исполнителями, т.е. полно­стью анализировать информационное обеспечение сис­темы управления при решении конкретной управленче­ской проблемы.

Следует также сказать и о некотором специфическом использовании сетевой модели для ознакомления управ­ленцев с определенной деятельностью и для их обуче­ния. Такая необходимость возникает, когда содержание работ, заложенных в сетевой модели, постоянно в неко­тором интервале времени, а исполнители меняются ре­гулярно. Возможно ли такое?

Проиллюстрируем сказанное на конкретном приме­ре. Предположим, что мы построили сетевую модель на комплексе работ по проведению конференции, съезда и т.п. Такая сеть имеет четкое исходное событие (на­пример, утверждение приказа о проведении мероприя­тия), четкое завершающее событие (сдача отчета о про­ведении мероприятия), а если известны и конкретные организационные условия (время и место проведения), то такая сеть является типовой для проведения меро­приятия определенного характера, а исполнители (со­трудники различных организаций или подразделений) всегда меняются. Построить конкретную сетевую модель не составляет труда, она конкретна, информативна, зна­комит новых исполнителей с содержанием конкретной управленческой деятельности, обучает их.

Опыт построения таких сетей позволяет утверждать, что они значительно повышают результативность управ­ления, при этом трудозатраты на управление значитель­но снижаются.

Модели сетевого планирования и управления (СПУ) ха­рактеризуются следующим:

• системным подходом при создании новых или модернизации уже сложившихся систем управле­ния. При таком подходе разработка рассматрива­ется как единый непрерывный процесс взаимо­связанных операций, направленных на достиже­ние единой цели;

« возможностью алгоритмизировать расчет основных параметров сети (продолжительность, трудоемкость, стоимость и др.);

• большей по сравнению с другими моделями уни­фицированностью и, как следствием этого, зна­чительно меньшими затратами на разработку и внедрение.

Особенно эффективно применение сетевых методов при разработке сложных систем, когда в разработке уча­ствует большое количество исполнителей. Какую бы сложную систему с помощью сетевых моделей мы ни описывали, правила построения сетевых графиков, алго­ритмы их расчета, машинные программы остаются без изменений.

Весь процесс создания системы СПУ можно условно разбить на три стадии.

1) стадия   обследования:   результаты   обследования оформляются в виде сетевых графиков;

2) расчет и анализ сетевых графиков;

3) стадия оперативного управления.

На первой стадии выполняются следующие работы:

• составление структурных схем подразделений, уча­ствующих в разработке;

• определение состава исходных документов, необ­ходимых для выполнения той или иной работы:

• определение перечня работ, входящих в данную раз­работку;

• составление первичных сетевых графиков по видам работ;

• составление (сшивание) сводного сетевого графика.

Любая сложная система состоит, как правило, из большого числа элементов. Система может быть пред­ставлена в виде иерархического дерева, называемого еще структурной схемой процесса управления (или объ­екта). Составление структурной схемы проводится с це­лью получения сведений о степени сложности всей сис­темы и ее отдельных подсистем.

Расчленение работ, как правило, должно быть прове­дено вплоть до отдельных работ и подразделений, отве­чающих за их выполнение.

Таким образом, в структурной схеме должны быть отражены функциональные признаки системы (напри­мер, перечень работ, выполняемых в подразделении) и организационная структура подразделений, участвующих в разработке, их взаимосвязь, т.е. должен быть составлен перечень работ с закрепленными за ними отечественны­ми исполнителями.

Каждый ответственный исполнитель должен предста­вить следующую информацию:

1) в какие отделы и главки направляются формы, по которым он является ответственным исполнителем;

2) какие документы для него являются исходными и откуда они поступают;

3) продолжительность и трудоемкость, затрачиваемую на составление каждой формы вне зависимости от того, является ли она итоговой или промежуточной.

В связи с тем что исполнение данных работ связано с многочисленными перерасчетами, корректировками и т.д., время, затрачиваемое на выполнение этих работ, является случайной величиной. Поэтому иногда приме­няется вероятностный метод оценки показателя продол­жительности работ. После сбора необходимой информа­ции каждый ответственный исполнитель составляет свой первичный сетевой график.

Сшивание первичных сетевых графиков заключается в соединении между собой выходных работ поставщиков и входных работ потребителей результатов. Сшивание не­обходимо для того, чтобы объединить первичные сете­вые графики, описывающие процесс выполнения от­дельных работ, в свободный сетевой график, который отображает процесс всей разработки в целом. При сши­вании необходимо согласовать граничные работы по­ставщика и потреби геля. Сшивание сетевого графика заключается в присвоении этим граничным работам об­щего кода. Для этого в графике потребителя граничном) входному событию присваивается код соответствующего выходного события поставщика. После проверки происходит сшивание сводного сетевого графика путем объе­динения частных сетевых графиков всех подразделении. участвующих в разработке, в общую часть. На второй стадии производят расчет и анализ сетевой модели.

Расчет сетевой модели осуществляется графическим или табличным методом. Наиболее наглядным является графический метод, но он применяется при ограничен­ном количестве событий. Сетевой метод прост и позво­ляет быстро рассчитывать сети, имеющие несколько событий.

На третьей (последней) стадии создания и функцио­нирования системы СПУ осуществляется оперативное уп­равление объектом по сетевой модели.

Использование сетевых моделей позволяет:

- равномерно распределить работу во времени, а также между подразделениями и исполнителями, более четко разграничить обязанности и ответственность каждое ;п них за выполнение отдельных этапов работ;

- перейти в дальнейшем к разработке типовых сетей графиков по выполнению работ на любом уровне управ­ления рассматриваемой системы и к созданию единой системы сетевого планирования и управления ;

- использовать сетевые графики в качестве математи­ческих моделей процесса планирования, просчитать на компьютере все возможные варианты управления процессами разработки, выделить функции, права и обязан­ности подразделений и ответственных исполнителей.

В последнее время для решения задач управления и анализа функционирования различных систем все шире применяется метод системной динамики, основы которого разработаны профессором Дж, Форрестером (США) в 50-х годах. Название этого метода не совсем точно отражает его сущность, так как при его использовании имитируется поведение моделируемой системы во времени с учетом внутрисистемных связей. Можно также называть его — имитационным динамическим моделированием.

Учитывая, что в литературе описываются в основ­ном конкретные модели и результаты их исследования, целесообразно изложить в общих чертах методику по­строения и применения имитационных динамических моделей (ИДМ), а затем рассмотреть их применение в управлении.

Любую систему можно представить в виде сложной структуры, элементы которой тесно связаны и влияют друг на друга различным образом. Связи между элемен­тами мoгут быть разомкнутыми и замкнутыми (или кон­турными), когда первичное изменение в одном элементе, пройдя через контур обратной связи, снова воздействует на этот же элемент. Так как реальные системы обладают инерционностью, в их структуре имеются элементы, оп­ределяющие запаздывания передачи изменения по контуру связи.

Сложность структуры и внутренние взаимодействия обуславливают характер реакции системы на воздейст­вия внешней среды и траекторию ее поведения в будущем: она может через какое-то время стать отличной от ожидаемой (а иногда даже противоположной), так как с течением времени поведение системы может измениться из-за внутренних причин.

При имитационном динамическом моделировании строится модель, адекватно отражающая внутреннюю структуру моделируемой системы; затем поведение мо­дели проверяется на ЭВМ на сколь угодно продолжи­тельное время вперед. Это дает возможность исследо­вать поведение как системы в целом, так и ее состав­ных частей. Имитационные динамические модели ис­пользуют специфический аппарат, позволяющий отра­зить причинно-следственные связи между элементами системы и динамику изменений каждого элемента. Модели реальных систем обычно содержат значитель­ное число переменных, поэтому их имитация осущест­вляется на компьютере.