«Системология и теория организации» Лекция 1 «Понятие цели и процесса целеполагания»

Определение цели Целью будем называть непустое множество желательных событий в будущем: C {S 1 (t 1 ), …, S i (t i ), …, S n (t n ) }, где C – цель, S i – i-ое желательное событие в будущем, t i – момент времени в будущем. Событие можно относить не только к моменту, но и к интервалу времени в будущем [t i н ÷ t i к ]. 2

Обязательные требования системологии к формулировке цели События S i должны быть наблюдаемыми, т.е. предполагаемые средства наблюдения должны давать однозначный ответ на вопрос: «Произошло событие или нет»; События S i (i=1, …, n) должны быть или физически непротиворечивы или для противоречивых событий должно быть указано условие компромисса; Реализуемость (С – декларация, Р – программа действия от t 0 t i ). Проверку целей на соответствие указанным условиям будем называть оценкой конструктивности целей. Проверку целей на соответствие указанным условиям будем называть оценкой конструктивности целей. 3

Пример формулировки цели Неправильная формулировка: Неправильная декларация: «Создать самую мощную газовую турбину (S 1 ) с минимальным весом (S 2 ) за 3 года». Здесь: S 1 – ненаблюдаемое событие (самую мощную среди каких?) S 1 и S 2 – противоречивы (увеличение мощности связано с увеличением веса) и никаких условий компромисса между S 1 и S 2 не дано. Правильная формулировка: «Создать самую мощную из отечественных газовых турбин (S 1 ) с весом, не превышающим 500 кг (S 2 )». 4

Объективная и субъективная стороны в целеполагании Ключевое слово в определении цели – желательность события относит это понятие к категории субъективных понятий. Принятые цели могут быть индивидуальными, корпоративными или общественными. В процессе формулировки целей и оценке их конструктивности нельзя смешивать общепринятое с объективным. В системологии целеполагание строится на анализе объективных ситуаций, тем не менее, одни и те же объективные ситуации могут приводить различных субъектов к разным целям. Решение задач целеполагания является одним из самых сложных и ответственных видов интеллектуальной деятельности. Такие группы целей как созидательные, состязательные, разрушительные сопутствуют всей истории человечества. 5

«Системология и теория организации» Лекция 2 «Развернутый пример целеполагания»

Анализ проблемной ситуации Университет М возник и существует как университет, готовящий научные и инженерные кадры в ядерной науке и технике. Главное в его концепции обучения – научное образование, т.е. информационные источники для обучения не вторичные источники (учебники уже написанные), учебное оборудование (уже сделанное), учебные программы (уже разработанные). О таких университетах сейчас говорят: инновационный университет, т.е. сам разрабатывает новые программы обучения по новым специальностям и специализациям, учебную базу, учебно-методическую литературу. 7

Инновационный академический процесс (цикл) Новые научные знания, полученные в фундаментальных исследованиях с некоторым сдвигом во времени идут в учебный процесс, Студенты старших курсов и аспиранты университета непосредственно вовлекаются в процесс получения новых научных знаний, Именно благодаря такой организации учебного процесса и достигается подготовка высококвалифицированных специалистов для научных организаций, имеющих очень высокую ценность для общества. 8

В чём же проблема университета М? Проблема состоит в том, что в стране нахождения университета резко сократились государственные ассигнования на проведение научных (фундаментальных) исследований, нарушилась проектная организация таких исследований. В обществе начали распространяться некомпетентные суждения о практической бесполезности этого вида деятельности. Проблема в том, что перед университетом М возникла опасность деградации. 9

Итог анализа проблемной ситуации (декларация цели) В сложившейся ситуации у университета М остаётся единственный путь избежать деградации: обеспечить участие университета М в международных проектах фундаментальных исследований. 10

Декомпозиция цели на события Конкретизируем эту декларацию на конкретные события: S 1, S 2, S 3, S 4 – состояния к которым должен прийти университет М в некоторые моменты t i в будущем. С {S 1 (t i ), S 2 (t i ), S 3 (t i ), S 4 (t i )}, где S 1 – полный тематический спектр по академическим структурам М (кафедры, институты, факультеты); S 2 – решение центральных задач в проектах; S 3 – выдача заказчику законченных, готовых к использованию результатов (программ моделирования и управления, экспериментальные установки, приборы, теоретически обоснованное предложения); S 4 – привлечение не менее студентов старших курсов и аспирантов к выполнению международных проектов. 11

Оценка декларации цели С по основным требованиям системологии Наблюдаемость событий/состояний (S 1, S 2, …) Непротиворечивость событий (S 1, S 2, …) Реализуемость цели С 12

Наблюдаемость событий/состояний (S1, S2, …) Последовательный анализ S i специалистом приводит к заключению о наблюдаемости и однозначным заключениям о наступлении S i. Более того, для каждого S i можно ввести меру и говорить о том, в какой мере мы достигли подцель S i. Непротиворечивость событий (S 1, S 2, …) Для ответа на этот вопрос необходимо провести структуризацию процессов университета М, при этом выделим только основные процессы, которые связаны с достижением поставленных подцелей/событий, с результатами работы университета М во внешнем мире. 13

Академический инновационный цикл университета 14

15

«Системология и теория организации» Лекция 3 «» «Системная методология»

Определение системного подхода Системный подход к описанию внешнего мира это целесообразное описание внешнего мира в категориях: объекты, отношения, системы, состояния и их изменение во времени, управление, организация. Важно отметить, что системный подход применим как к реальному миру, так и к виртуальному (воображаемому). Именно поэтому системное описание позволяет практически решать как аналитические (исследовательские) задачи, так и созидательные (проектные). Первый класс задач называется «системным анализом», второй – «системным проектированием». 17

Анализ общих свойств внешнего мира Вложенные пространства обитания 18

Биосфера Биосфера – область существования живой природы, включая всё множество живых объектов. Все живые объекты обладают следующими свойствами: –способностью к собственному воспроизводству; –существование имеет циклический характер (жизненный цикл); –на жизненном цикле осуществляется обмен веществ и энергией с внешней средой. Живые организмы имеют механизмы движения в пространстве как под действием внешних, так и под действием внутренних сил. 19

Движение Движение под действием внутренних сил имеет избирательный (по направлению и скорости) характер. Механизм и процесс выбора направлений и скорости движения называется «управлением», а управляемое движение – «целесообразным поведением» U(C). Типичные цели: поиск пищи, поиск парной особи, поиск безопасного места обитания, устройство жилища и т.д.. Биология объясняет как и почему живые организмы образуют различные похожие подмножества (пара, семья, стадо (стая), …, вид), имеющие общие групповые (коллективные) цели и, соответственно, «коллективное целесообразное поведение». 20

Организация Организация это коллектив, имеющий общие цели С 0 и управление U(C 0 ). Причём С 0 не обязательно полностью совпадает с целями участников С i (членов организации). 21

Социум Социум это мир людей. Поэтому все характеристики живой природы, очевидно, относятся и к человеку и к человечеству. Существенно новой характеристикой социума является наличие в нём специальных организаций для выполнения следующих функций (регулярных целей): –накопление и упорядочивание знаний о внешнем мире (наука); –передача существенных знаний новым поколениям (образование); –использование совокупных знаний (сознания) для создания искусственных целесообразных объектов (созидание). 22

Цивилизация Цивилизация – искусственный мир, результат созидательной деятельности социума, его специальных организаций. Фактически, человечество уже давно обитает в искусственном мире. Общая тенденция состоит в том, что цивилизация занимает всё большее пространство биосферы и заметно меняет её состояние. Это обстоятельство с середины 20 века стало одной из главных проблем дальнейшего развития цивилизации. 23

Свойства искусственных объектов Для системологии и, в частности, для теории организации важнейшие свойства искусственных объектов состоят в следующем: –живые и неживые искусственные объекты в равной степени соотносятся с понятием цели; –существование искусственных объектов, в том числе и неживых, имеет циклический характер (жизненный цикл); –порождение искусственных объектов и реализация их жизненных циклов осуществляется специально созданными организациями, будем их называть производственными. 24

«Системология и теория организации» Лекция 4 « » «Реальные и виртуальные объекты»

Реальные и виртуальные объекты Искусственные физические (реальные) объекты рождаются из виртуальных. Целесообразное преобразование виртуального объекта в реальный или одного реального объекта в другой реальный объект, или одного виртуального объекта в другой виртуальный объект называется технологией. Технологии реализуются: отдельным образованным человеком (производителем), производственной организацией или специальным искусственным объектом (автоматом, роботом). 26

Примеры к определению «технологии», где Ов – объект виртуальный; Ор – объект реальный; технология – процесс преобразования О. Примеры, поясняющие понятие технологии 27

Событие и состояние Изменения во внешнем мире описываются понятиями «событие» и «состояние». При наблюдении изменения во времени события относят к моменту времени, а состояния к отрезку времени. Среди всех видов движения в природе особый интерес представляют те, в которых наблюдаемые события или состояния или то и другое периодически повторяются, т.е. циклические процессы. Такие процессы с регулярным периодом используются, в частности, для введения меры времени. 28

Структура полного наблюдения за объектом В терминах события и состояния полное наблюдение за объектом имеет следующую структуру: S 1 (t 1 ), событие – появление объекта; S(t), состояние – существование объекта; S 2 (t 2 ), событие – исчезновение объекта, причем t 2 > t 1 ; t 1 < t < t 2. Существование объекта на t называется жизненным циклом, а ΔT= t 2 – t 1 называется периодом жизненного цикла или временем жизни. 29

Жизненный цикл объектов биосферы и искусственных объектов 30

Обсуждение итогов системной методологии Множество реальных объектов мы преобразовали в виртуальный (информационный) объект «жизненный цикл». Содержатся ли в модели какие либо новые естественно-научные знания? – Нет, не содержатся. Известные положения биологии мы привели к общему компактному виду, построили модель объекта. 31

Обсуждение итогов системной методологии Но мы не собираемся быть биологами. Зачем это нужно? Какова цель? – Дальше мы будем изучать организации и механизмы управления коллективным поведением людей. А пока мы привели пример модели, в которой отражаются некоторые свойства всех живых объектов, в том числе и человека. Тогда давайте сразу говорить о людях, зачем эти обобщения? – Мы именно этим и займёмся в дальнейшем и всякую пошаговую конкретизацию моделей будем называть процессом спецификации. Однако, при этом будем следить за тем, чтобы специфицированные модели и цели не противоречили общей модели при системном проектировании. Например, так же как это делает конструктор, следящий за тем, чтобы динамическая модель не противоречила закону сохранения энергии. 32

Обсуждение итогов системной методологии Но если человек (люди) нас будет интересовать как производитель, почему мы не ввели в модель таких характеристик, как, например, специальность, уровень квалификации, обучаемость и т.д.? – Только потому, что пока не ставили перед собой такой цели. Мы хотели описать только отношение состояний человека ко времени и выделить в жизненном цикле фундаментальные события. А что следует из похожести левой и правой моделей на Рис. 6? – Следует новое знание о том, что жизненные циклы и человека и результатов его труда имеют одинаковую структуру и одинаковые фундаментальные события. Изучив этот рисунок, мы в дальнейшем будем часто иметь ввиду, что обеспечение надёжности и безопасности является фундаментальным свойством любой организации и важнейшей целью поведения. 33

Системный подход Системный подход – это, прежде всего целевой подход, а не комплексный, как это часто интерпретируется. Стремление отразить в модели как можно больше наблюдаемых свойств объекта, несущественных с точки зрения цели, приводит к усложнению модели и непригодности для дальнейшего решения задач анализа или синтеза. 34

«Системология и теория организации» Лекция 5 «» «Модели объектов»

Определение объекта Объект – выделенная наблюдателем часть внешнего мира Выделение осуществляется путем: –Присвоения имени в каком-либо языке; –Определения множества характеристик (признаков) поименованного объекта; –Определения множества значений каждой из характеристик; –Определения множества параметров, от которых зависят значения характеристик и описание этой зависимости; –Указания диапазона изменения значений всех переменных величин. Целевое описание объекта связано с выбором его характеристик, а его связь с внешним миром – с выбором параметров. 36

Объект: лес Определение параметра Параметр – (paramethron – отмеривающий, греч.) переменная величина, имеющая объективную меру. На множестве значений параметров задаются значения характеристик. Примеры параметров: время, пространство, группа Параметр: дерево N 37

Состояние и поведение объекта Состояние объекта – выделенные подмножества значений его характеристик Поведение объекта – изменение его состояний во времени сравнение состояний дает сравнительную характеристику объекта 38

Средства и правила описания объектов Естественный язык Мнемонический язык Стандартизованный язык Табличный язык: человек – человек, человек – автомат, автомат – автомат человек-человек 39

Табличное описание объекта О А A i Cj A1A1...AmAm C 1 (маска)[a 1 н (C 1 ) ÷ a 1 к (C 1 )][a m н (C 1 ) ÷ a m к (C 1 )]... C f (маска)[a 1 н (C f ) ÷ a 1 к (C f )][a 2 н (C f ) ÷ a 2 к (C f )] Окно состояния в характеристике – элемент строки С Имеющего m характеристик, заданных на n параметрах и f состояний. Маска состояния – строка С. 40

Требования к моделям объектов Измеримые данные (должны быть указаны шкалы, единицы и диапазоны измерений); Шаг изменения параметров не меньше шага независимых изменений параметра при описании значений характеристик; Все данные интерпретируемы однозначно. 41

«Системология и теория организации» Лекция 6 « » «Пример табличного описания объекта»

Пример кодификатора данных КодКлюч AТоварные деревья (все с высотой h > 15 м) a1a1 Лиственные с твердой древесиной: дуб, бук (общее кол.-во в шт., целые числа) a2a2 Лиственные с мягкой древесиной: липа, береза, клен, осина a3a3 Хвойные строительные: сосна, кедр a4a4 Хвойные поделочные: ель 43

Табличное описание объекта «Лес» как источника товарной древесины 44

Классификация данных, описывающих объект Данные детерминированы объект и его поведение называются также детерминированными Данные случайные (стохастические), необходимо добавление распределения вероятностей объект и его поведение называются стохастическими О данных нет никакой информации («неопределенный объект») необходим переход от абстрактного описания к предметному системному исследованию (информационный поиск, опрос экспертов, научные исследования) 45

Табличная форма описания объектов Как мы видели на сильно упрощённых примерах системологическое описание объектов, особенно в табличной форме является довольно трудоёмким делом. Однако у нас нет другого выхода, когда модель должна восприниматься и человеком и компьютером. Во-вторых, созданная один раз модель объекта, может быть многократно использована для множества других объектов и сама может стать товарным продуктом – объектно-ориентированной базой данных. 46

Системологическое описание объектов МОДЕЛЬ ОБЪЕКТА Множество схожих объектов Объектно- ориентированная БД Многократное использованиеТоварный продукт 47

«Системология и теория организации» Лекция 7 « » « Системные понятия: «Отношение», «Система», «Движение» »

Отношение Любое выделенное влияние одного объекта на другой будем называть «отношением». Независимо от природы отношений, например, отношение порядка 1, 2, 3 … общее–частное, причина–следствие, физическое воздействие и т.д., влияние А на В будем записывать в виде: А В 49

Элементарные структуры отношений Элементарные структуры отношений представляются следующим образом: влияние (однонаправленное отношение); взаимовлияние (двунаправленное отношение, возможно, со сдвигом по времени Δt); отношение один ко многим; отношение многие к одному. 50

Таблицы ссылок О А на О В задающие некоторое отношение О А О В 51

Определение сложного объекта Объявим множество взаимосвязанных объектов «новым объектом» и опишем его по тем же правилам. Причём, характеристики и состояния этого нового объекта не обязательно должны совпадать с характеристиками элементов множества. Этот новый объект мы будем называть сложным объектом Σ, имеющим структуру {A, B, …, F}. Напомним, что мы не требуем, чтобы О Σ был объединением {O A, O B, …O F }. О Σ может иметь характеристики Σ i {σ i1, σ i2, …σ in } и иные маски состояний C Σ j. 52

Определение «Система» Модель сложного объекта О Σ, имеющая некоторую структуру {O A, O B, … O F } и характеристики Σ i не обязательно совпадающие с характеристиками структурных элементов {A i, B i, …, F i } будем называть системой. Называя некоторый объект А или его модель О А системой, мы можем лишь подразумевать (т.е. считать по умолчанию), что А сложный объект имеющий структуру, но описание структуры не вытекает однозначно из О А. Точно также описание структуры ещё не определяет систему. Итак, многообразие внешнего мира мы свели к трём базовым понятиям: объекты, отношения, системы. 53

Управляемый объект (система)

«Системология и теория организации» Лекция 8 «Производственные организации»

Глобальные изменения в социуме в течение 19-го – 20-го веков Переход от феодализма к капитализму; Изменение форм общественного правления, (от абсолютизма к демократии); Произошли существенные изменения в экспансии государств: к военной добавилась экономическая, а затем и информационная экспансия; Религиозное доминирование в обществе сменилось научным познанием мира. 56

Изменение характеристик цивилизации Область обитания: освоены полярные области Земли и подземные области на глубину более м; Подводные области мореплавания: освоены на глубине более 100 – 200 м; Изучается поверхность Луны и других планет Солнечной системы; Осваивается космос: теле-, фотосъемка из космоса на высоте 105 км – «разрешение»– до 10 м 2 ; Транспорт: наземные скорости свыше 250 км/час, водный транспорт: от 50 км/час до 100 км/час, воздушный транспорт – скорости км/ч; Уменьшение технологически доступного пространства (нанотехнологии) в раз; Управление в технике : время срабатывания электронных устройств – 10-2 до 10-9 сек; Освоены новые энергетические ресурсы, энергоёмкость возросла в 106 раз; Сложность изделий по количеству компонент возросла от 102 дет. в 19-м веке до 106 деталей в 20-м веке. 57

Основные школы в теории управления организациями Классическая школа (Структурная школа). Основная цель школы – разработка правил построения рациональной организации в смысле получения максимальной экономической прибыли. Поведенческая (или мотивационная школа). Основная цель школы – изучение производственных отношений между людьми в организации, разработка правил (нотаций) по конкретным производственным ситуациям для достижения успеха или необходимого результата. Системная школа – первая неэмпирическая школа. Основная цель школы – разработка методов и моделей оптимального управления. 58

Классическая школа, основные результаты её деятельности Выбор структуры организации; Процедуры нормирования труда; Разделение производственных процессов и процессов управления организацией. 59

Типовые структуры производственных организаций «Звезда» – строго централизованное управление, есть центральный элемент А, все связи только через него. Примеры: ремесленное производство, мастер – А, подмастерья – В, С, D. В настоящее время: хирург и его медицинская бригада; группа системного программиста. Преимущества: простота осуществления контактов, контроля, прямые связи. Недостаток: наличие центрального элемента, очень плохо реагирует на увеличение потока работ, или увеличение сложности изделий. 60

Типовые структуры производственных организаций 61

Принципы управления классической школы Верхние уровни управления в иерархических структурах преобладают преимущественным правом управления. Каждый руководитель отвечает не только за свои действия, но и за действия всего подчинённого персонала. Руководство осуществляется беспристрастно, все личные мотивы устраняются. Продвижение по иерархической лестнице управления осуществляется на основе успешной предыдущей деятельности. Все действия персонала каждого уровня иерархии подчиняются инструкции. Все трудовые процессы как технологические так и управленческие строго нормируются. Поощрение в таких структурах осуществляется по принципу «кнута» и «пряника». 62

Недостатки классической школы и жестких иерархических структур управления Авторитаризм в управлении (преимущественное право решения верхнего уровня) не всегда приводил к успеху. Появились коллегиальные органы управления. Наличие неформальных лидеров в организации. Наличие психологических отношений между людьми в организации кроме формальных. Управление человеком на основе только принципа «кнута» и «пряника» оказывается неэффективным. Существует не менее сильные мотивы: заинтересованность в результатах труда, осознание важности своей роли в организации, комфортная обстановка на работе и т.д. и т.п.). 63

Основные черты классической теории организации –Стремление сформулировать общие функции и принципы управления на основе разностороннего исследования опыта деловой и производственной деятельности. –Главное внимание концентрируется на формальной структуре, формальных процессах функционирования систем. –Участники организации (люди) молчаливо приравниваются к средствам труда, выполняющим команды и инструкции и побуждаемые к этому кнутом и пряником. При этом игнорируются психологические мотивы поведения людей. 64

«Системология и теория организации» Лекция 9 «Поведенческая (мотивационная) школа управления»

Поведенческая (мотивационная) школа Поведенческая школа критикует классическую за три ложных допущения: –Стремление сформулировать общие функции и принципы управления на основе разностороннего исследования опыта деловой и производственной деятельности. –Главное внимание концентрируется на формальной структуре, формальных процессах функционирования систем. –Участники организации (люди) молчаливо приравниваются к средствам труда, выполняющим команды и инструкции и побуждаемые к этому кнутом и пряником. При этом игнорируются психологические мотивы поведения людей. 66

Вопросы, рассматриваемые поведенческой школой –Психологические мотивы поведения людей. –Групповые отношения и нормы. –Проблемы конфликта и сотрудничества. –Коммуникационные барьеры. –Неформальные организации. –Проблемы лидерства. 67

Поведенческая (мотивационная) школа и её основные результаты Нотации: –Как проводить совещания. –Как добиваться результата по спорным вопросам. –Поведение руководителя при получении критики. Нотация «Совещания»: –Регламент совещания не должен превышать минут без перерыва. –Каждый участник совещания может высказаться только один раз по главному, с его точки зрения, вопросу или проблеме. –Весь ход совещания контролирует и направляет председатель (или ведущий). –Все выступления, предложения и рекомендации (или решения) письменно фиксируются секретарём совещания. Временные характеристики поведения участников совещания: –20 минут – первый уровень усталости; –30 минут – второй уровень усталости; –40 45 минут – интерес к проблеме (вопросу) пропадает (можно провести любое решение). 68

Критика выступающего Нотация: У критика в действительности есть только три мотива: –Искренне желание улучшить работу коллектива. –Борьба за формальное лидерство. –Желание показать себя на фоне выступающего. 69

Правильный ответ на критику Первый мотив: –На критику отвечать в конце совещания и благодарить за неё (каждый участник совещания уйдёт с него успокоенным). Второй мотив: –Нельзя отвечать на все замечания (положение оправдывающегося – всегда проигрыш). Необходим один ответ, но очень энергичный, не оставляющий «камня на камне» по выдвинутому замечанию или обвинению. Третий мотив: –«Я» и «Мы» – не надо отрываться от коллектива, надо противопоставить своё единство с коллективом. 70

«Системология и теория организации» Лекция 10 « » «Новая или системная школа управления производственными организациями»

Системная школа управления производственными организациями Системная школа управления разрабатывает методы и модели оптимального управления производственными организациями на основе системного подхода к анализу и синтезу сложных организационных систем. Сущность системного подхода : формулирование целей и выяснение их иерархии до начала какой-либо деятельности, связанной с управлением, особенно с принятием решений; достижение поставленных целей при минимальных затратах посредством сравнительного анализа альтернативных путей и методов достижения целей и осуществления соответствующего выбора; количественная оценка (квантификация) целей, методов и средств их достижения, основанная не на частичных критериях, а на всесторонней оценке всех возможных и планируемых результатов деятельности. 72

Модель производственной организации Вход: Материальные ресурсы. Трудовые ресурсы. Финансовые ресурсы. Научно-техническая документация. Информация. и др. Выход: Товарная продукция. Промышленные услуги (сервисное обслуживание и т.д.). Реклама. и др. Управление: Отдел материально- технического снабжения Отдел кадров Планово-финансовый отдел Бухгалтерия и др. 73

Три базовые структуры в производственных организациях Конвейер (поточное производство) Стапель (корабли, самолёты, ракеты, стройплощадка) Матрица Две первые структуры были рассмотрены ранее, перейдём сразу к третьей структуре. Матричные структуры в организациях родились для выполнения большого количества разнообразных проектов, они используют сочетание линейного, функционального и программно-целевого принципов управления. 74

Программно-целевое управление Программно-целевые организации возникли для преодоления недостатков линейно-функциональных структур, которые являются основной организационной формой на большинстве предприятий, работающих в стабильных условиях, но не достаточно эффективны при создании новой техники. Форма жесткой программно-целевой структуры возникла в космической отрасли, когда в качестве особого подразделения создавалось специальное конструкторское бюро. В программно-целевых организациях под единое руководство подводятся все необходимые ресурсы. Это обеспечивает самое быстрое выполнение проекта, но одновременно и самую дорогую себестоимость. 75

Экономические и технические связи НПК 76

Уровни (страты) системного описания объекта Анализ производственных организаций может проводиться на различных уровнях системного описания, они называются уровнями стратификации: –экономический; –технологический; –юридический; –и т.д. Системный подход предлагает при этом выполнение следующих этапов: –формулировка целей системы на каждом уровне; –формулировка задач управления на каждом уровне; –выбор (поиск) алгоритмов управления или управляющих воздействий для достижения поставленных целей. 77

Методы выбора алгоритмов управления Структурный анализ, выявление «узких» мест в системе, противоречивых целей; Моделирование процессов управления, т.е. исследование поведения системы/процесса при различных управляющих воздействиях и внешних условиях с использованием различных моделей системы/процесса. Модели могут быть: –описательные (содержательные), формулируются на естественном языке, –формальные, реализуются с помощью одного или нескольких формальных языков (например, языки математических теорий или языки программирования). 78

«Системология и теория организации» Лекция 11 « » «Стратифицированное описание систем»

Уровни описания системы Система задаётся семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения различных уровней абстрагирования. Для каждого уровня существуют свои особенности и переменные, законы и принципы, с помощью которых описывается поведение системы. Чтобы такое описание было эффективным, необходима как можно большая независимость моделей для различных уровней системы. Для отличия этой концепции иерархии от других для неё используется термин стратифицированная система. Уровни абстрагирования, включающие стратифицированное описание, называются стратами. 80

Модель НПК Для иллюстрации можно привести пример созданной человеком системы, требующей стратифицированного описания. Пример Научно-производственный комплекс (НПК) Его можно моделировать на трёх стратах: физические процессы обработки материалов и преобразования энергии; экономика производства с точки зрения его производительности и прибыльности; управление и обработка информации. 81

Задачи системного анализа Первая задача системного анализа – получить кибернетическое описание системы, т.е.: –установить интересующие нас выходные характеристики системы, –установить входные характеристики (управляемые переменные), влияющие на процесс, –определить внешние условия (неуправляемые параметры), влияющие на процесс, –найти оператор связи вход-выход. 82

Задачи системного анализа Вторая задача – найти оптимальное уравнение, т.е.: –определить желательное (наилучшее) значение {Y i opt }; –найти также {X i opt };при котором {Y i opt } при заданных ; – - задачи управления. Решение второй задачи – процесс управленческих решений, который вызывает наибольший интерес современной школы к процессу принятия решений. 83

Задачи управления Задачи управления базируются на теории принятия решений. Оказывается, что различные ситуации и системы могут описываться одинаковыми моделями, например: Для описания следующих ситуаций используется модель линейного программирования. –Задача о пищевом рационе. –Задача о загрузке станков. –Задача о перевозках. –и т.п. 84

Почему именно человеко- машинные системы? Исследуемые сегодня производственные системы сложны, а значит, сложны модели, которые описывают эту систему, а значит и поиск решений нельзя вести без ЭВМ. Если решения нужно искать регулярно, по типовой модели, то целесообразно построение человеко- машинной системы. Это и есть практический результат, который достигается «новой» школой управления. Задача «новой» школы управления – построение человеко-машинных систем управления. 85

Человеко-машинные процедуры Система принципиально не может быть машинной, так как цели и условия, которые называются оптимальными, формулирует человек. 86

«Системология и теория организации» Лекция 12 « » «Управление производственными организациями (УПО)»

Циклический процесс управления производственными организациями 88 Этот процесс включает в себя несколько классов задач.

Основные классы задач по управлению организацией Класс задач 1Задачи стратегического планирования: ситуационный анализ; прогнозирование; целеполагание. 2Структуризация: разделение организации на структурные компоненты; распределение функций по структурным компонентам; разработка схемы подчинения, регламента (инструкций). 3Сетевое планирование: разработка логической последовательности событий; расчёт ресурсов на выполнение работ. 4Календарное планирование: балансовое технико-экономическое планирование, отнесённое к стандартным хозяйственным отрезкам времени (год, квартал, месяц); составление расписаний. 89

Основные классы задач по управлению организацией Класс задач оперативного управления Класс задач 1Координация (диспетчеризация): контроль фактического производственного процесса; устранение событий, препятствующих выполнению расписания; синхронизация нерегламентированных операций, процессов. 2Руководство 3Учёт: финансовый, материальный 4Анализ и диагностика (сравнение плановых и реальных показателей, поиск путей устранения расхождений) 90

Балансовое технико-экономическое планирование Есть некоторый список изделий (продукции). Введем обозначения: Х 1, Х 2, …, Х i, …, Х n ; i=1,n, где i – тип продукции (i – натуральные единицы); X – количество данного вида изделия (i- ого) в год. Или математически – вектор продукции: X (Х 1, Х 2, …, Х i, …, Х n ). Х 1, Х 2, …, Х i, …, Х n Введём вектор цены: С (С 1, С 2, …, С i, …, С n ). С 1, С 2, …, С i, …, С n – стоимостные показатели. 1. Валовый продукт (продукция): 2. Прибыль: где S i – сумма всех финансовых затрат на продукцию (себестоимость); ПРИБ > 0 – эффективная работа; ПРИБ C i ) – работаем в убыток, может быть банкротство. 3. Производительность труда: ПРОИЗВ (Х)=ВАЛ/R, где R – общая численность рабочих. 4. Рентабельность: где ОснФ – стоимость основных фондов; ОбФ – оборотные фонды (куда входят и объём незавершённого производства, и товар, находящийся на складе) 91

Переход к постановке задач линейного программирования Все экономические показатели являются линейными функциями Х. Увеличение (рост) эффективности производства эквивалентен увеличению значения этих показателей. Перейдём к некоторой абстракции, т.е. подойдём к постановке задачи линейного программирования: т.к. все показатели линейны, обозначим их Z. Для получения оптимальных технико-экономических планов надо искать максимум этой линейной функции. Где будет максимум? – в бесконечности (бессмыслица). Искомая величина Х (напомним). Что ограничивает наши решения? В каких пределах может варьироваться объём продукции? 92

Переход к постановке задач линейного программирования Мы работаем в отрезке: X min X i X max, где X min – объём портфеля заказа (объём договорных поставок); X max – прогноз потребности (или прогноз реального сбыта). У нас есть ограничения по техническим ресурсам. Предположим, существует вектор: А 1, А 2, …, А j, …, A m. Его размерность. 93

Постановка задачи линейного программирования Задача линейного программирования (планирования) состоит в том, чтобы определить производственный вектор Х=(Х 1, Х 2, …, Х i, …, Х n ), i=1,n; i – тип продукции, количество – Х. Ограничения по ресурсам:, где A – ресурс, j=1,m Надо найти линейную форму Z = C 1 Х 1 + C 2 Х 2 + …+ C n Х n max. Z называется целевой функцией. Данную задачу нельзя решить с помощью линейной алгебры, т.к. число уравнений не равно числу неизвестных. 94

«Системология и теория организации» Лекция 13 « » «Анализ адекватности модели линейного программирования»

Процедура анализа адекватности Модель линейного программирования Реальная система (производственная организация) Zединственнаямногоцелевая AjAj const (закрытые системы)var (открытые системы) a ji const (пассивная)var (активная) CiCi constvar (рынок) XiXi 0 X i X min X i X max 96

Решения реальные и линейные В задаче линейного программирования целевая функция Z – единственная, т.е. одноцелевая система. Реальная система – многоцелевая. A j = const, т.е. закрытая система по ресурсам в реальной системе возможны некоторые вариации и система является открытой. a ji = const за плановый отрезок времени, т.е. система пассивна, реальная – активна, что приводит к экономии человеческих ресурсов, материальных, энергетических. C i – все свойства рынка здесь и сидят (бушующее море). Переменная Х – 0 X i, а в действительности X i min X i X i max, где – портфель заказов (договоров), – определяется степенью удовлетворенности рынка этой продукцией. 97

Интервалы планирования и реализации плана Наряду с решением плановой задачи в реальности объективно необходимо будет решать и задачу развития ресурса: Вывод: Эти процедуры могут быть только человеко-машинными. 98

Проектирование человеко-машинных процедур, планирования 1 процедура: Анализ «Портфеля заказов» Рассмотрим вопросы: Имеем ли мы ресурсы, которые дают возможность (вероятность) выполнения обязательств? Можем ли улучшить производственный план за счёт его оптимизации ? Расчёт необходимых ресурсов для выполнения задачи: – ? К какому исходу можем прийти? Например: все некоторые – нетривиальная задача (тупиковая ситуация) – любая оптимизация бессильна, необходим переход в систему развития ресурсов. Далее работают профессионалы по развитию ресурсов, когда они решат (t – включить в план). 99

Технико-экономические показатели Варианты: a) – Z удовл. ; б) Z не удовл. возникает вопрос цены и себестоимости переходим к 1]. Если мы всё-таки добились, что план-минимум выполняется, то получаем: если ДА, то сформирован план, если НЕТ, то «Решение задачи оптимизации методом линейного программирования Z max » Далее рассматриваем вопрос: есть ли некоторый запас ресурсов? Если нет, можем остановить систему планирования. 100

Итоги Если договорные обязательства выполняются и ресурсы загружены, то приемлемый план найден. Если договорные обязательства выполнены, но ресурсы недогружены, то план можно улучшить по технико-экономическим показателям за счёт оптимизации. Обязательства не выполнены необходимо проводить поиск плана. 101

«Системология и теория организации» Лекция 14 « » «Алгоритмы человеко-машинных процедур технико-экономического планирования»

Алгоритм человеко-машинных процедур технико-экономического планирования 103

Человеко-машинные процедуры эволюционного планирования развития производственной организации Блок 4: Исходные данные: 1.Неудовлетворённый спрос Список изделий, для которых: 2.Дефицитные ресурсы Список ресурсов, для которых Х: 3.Избыточный ресурс Список ресурсов 4.Список ресурсов a ji по наукоемким изделиям, ранжированным по дефицитности. 104

Эволюционное развитие 105

Количественный анализ эффективности проектов эволюционного развития Такие методы и проекты очень активно применялись до 70-х годов 20 века. (Более 10-15% давали улучшение ТЭПоказателей в производственных системах). Эволюционное развитие, step by step 106

Класс потенциальных систем Ψ(t) – функция усиления эффективности производства α – коэффициент оптимального распределения ресурсов для производства и НИР и КБ. α = const. 107

Монотонное и волновое развитие производственных организаций Пусть α= α(t) Δt – периоды развития НТ 108