4. Уровни исследования и структура показателей систем управления

Уровни исследования систем управления определение целей и задач сверхсистемы:

1)выделение (в сверхсистеме) подсистем (функций, задач), в интересах которых применяется система управления;

2)уточнение показателей и критериев данных подсистем;

3)определение внешних свойств и соответствующих показателей системы управления, которые могут повлиять на эффективность сверхсистемы.

На исходном уровне исследуемая система управления выделяется как отдельный целенаправленный элемент сверхсистемы, которая включает раз­личные, в общем случае, противоположные по интересам подсистемы. Основные задачи исследования на исходном уровне: а выделение исследуемой системы в виде отдельного целенаправлен­ного элемента (ЦНЭ):

1)выявление входных целезадающих, обеспечивающих и помеховых (разрушающих) воздействий, поступающих от различных подсистем сверх­системы на ЦНЭ;

2) установление показателей и критериев эффективности ЦНЭ, кото­рые характеризуют внешние свойства системы управления и ее влияние на сверхсистему.

На внешнем уровне анализируется сверхсистема (надсистема), в состав которой входит исследуемая система управления.

На общесистемном уровне производится детализация ЦНЭ на управля­ющую систему (УС) и объект управления (ОУ).

Основные задачи исследования на общесистемном уровне:

1 декомпозиция ЦНЭ на управляющую систему и объект управления;

2 формирование управляющих воздействий;

3 определение маршрутов движения к цели;

4 определение показателей, раскрывающих структуру системы и эф­фективность управляющих воздействий.

На системных уровнях осуществляется дальнейшая декомпозиция УС и ОУ путем выделения отдельных элементов и связей между ними. При этом для сложных иерархических систем управления возможно выделение част­ных пар "УС—ОУ" и соответствующих частных целей и задач управления с повторением для них исследований общесистемного уровня. Для системных уровней характерны углубленное исследование частных свойств системы управления и возрастающее число анализируемых показателей.

Тема 5. Формирование целей, пути их достижения и необходимые ресурсы

Цель: сформировать представление о целях, о путях их достижений и необходимых ресурсов для достижения целей

План:

1. Понятие цели.

2. Пути достижения целей и необходимые ресурсы.

1. Понятие цели

Цели — это конкретное состояние отдельных характеристик организации, достижение которых является для нее желательным и на достижение которых направлена ее деятельность.

Невозможно переоценить значимость целей для организации. Они являются исходной точкой планирования; цели лежат в основе построения организационных отношений; на целях базируется система мотивирования, используемая в организации; наконец, цели являются точкой отсчета в процессе контроля и оценки результатов труда отдельных работников, подразделений и организации в целом.

По установившемуся мнению, существует два типа целей с той точки зрения, какой период времени требуется для их достижения. Это долгосрочные и краткосрочные цели. В принципе, в основе разделения целей на эти два типа лежит временной период, связанный с продолжительностью производственного цикла. Цели, достижение которых предполагается к концу производственного цикла, — долгосрочные цели. Отсюда следует, что в различных отраслях должны быть различные временные промежутки для краткосрочных и долгосрочных целей. Однако на практике обычно краткосрочными считаются цели, которые достигаются в течение одного года, и соответственно долгосрочные цели достигаются через два-три года.

Разделение на долгосрочные и краткосрочные цели имеет принципиальное значение, так как эти цели существенно различаются по содержанию. Для краткосрочных целей характерна гораздо большая, чем для долгосрочных, конкретизация и детализация в таких вопросах, как кто, что и когда должен выполнять. Если возникает необходимость, между долгосрочными и краткосрочными целями устанавливаются еще и промежуточные цели, которые называются среднесрочными.

В зависимости от специфики отрасли, особенностей состояния среды, характера и содержания миссии в каждой организации устанавливаются свои собственные цели, особенные как по набору параметров организации (желательное состояние которых выступает в виде общих целей организации), так и по количественной оценке этих параметров. Однако, несмотря на ситуационность в выборе, выделяются четыре сферы, применительно к которым организации устанавливают цели, исходя из своих интересов. Этими областями являются:

• доходы организации;

• работа с клиентами;

• потребности и благосостояние сотрудников;

• социальная ответственность.

Как видно, эти четыре сферы касаются также интересов всех влияющих на деятельность организации субъектов, о которых говорилось ранее при обсуждении вопросов миссии организации.

Краткосрочные цели выводятся из долгосрочных, являются конкретизацией и детализацией долгосрочных целей. Они “подчинены” им и определяют деятельность организации в краткосрочной перспективе. Краткосрочные цели как бы устанавливают вехи на пути достижения долгосрочных целей. Именно через достижение краткосрочных целей организация шаг за шагом продвигается в направлении достижения своих долгосрочных целей.

Свойства целей:

• соподчиненность, то есть цели подсистем вышестоящего уровня, обусловливают цели подсистем нижестоящего уровня (вывод: цели формируются сверху – вниз);

• развертываемость, которая выражается в том, что более общая цель конкретизируется несколькими более локальными, частными целями. Развертываемость может осуществлятся по содержанию, по времени, по уровню;

• соотносительная важность.

Можно выделить также следующие требования к целям:

• во-первых, цели должны быть достижимыми. Конечно, в целях должен быть заключен определенный вызов для сотрудников организации. Они не должны быть слишком легкими для достижения. Но они также не должны быть нереалистичными, выходящими за предельно допустимые возможности исполнителей. Нереальная для достижения цель приводит к демотивации работников и потере ими ориентира, что очень негативно сказывается на деятельности организации;

• во-вторых, цели должны быть гибкими. Цели следует устанавливать таким образом, чтобы они оставляли возможность для их корректировки в соответствии с теми изменениями, которые могут произойти в окружении. Менеджеры должны помнить об этом и быть готовыми внести модификации в установленные цели с учетом новых требований, выдвигаемых к организации со стороны окружения, либо же новых возможностей, появившихся у организации;

• в-третьих, цели должны быть измеримыми. Это означает, что цели должны быть сформулированы таким образом, чтобы их можно было количественно измерить, или можно было каким-то другим объективным способом оценить, была ли цель достигнута. Если цели неизмеримы, то они порождают разнотолки, затрудняют процесс оценки результатов деятельности и вызывают конфликты;

• в-четвертых, цели должны быть конкретными, обладающими необходимой специфичностью, помогающей однозначно определить, в каком направлении должно осуществляться функционирование организации. Цель должна четко фиксировать, что необходимо получить в результате деятельности, в какие сроки её следует достичь и кто должен достигать цель. Чем более конкретна цель, тем легче выразить стратегию её достижения. Если цель сформулирована конкретно, то это позволяет добиться того, что все или подавляющее большинство сотрудников организации будут легко понимать её, а следовательно, знать, что их ожидает впереди;

• в-пятых, цели должны быть совместными. Совместность предполагает, что долгосрочные цели соответствуют миссии, а краткосрочные цели – долгосрочным. Но временная совместимость не является единственным направлением установления совместности целей. Важно, чтобы не противоречили друг другу цели, относящиеся к прибыльности и к установлению конкурентной позиции, или цели усиления позиции на существующем рынке и цели проникновения на новые рынки, цели прибыльности и благотворительности. Также важно всегда помнить, что совместности требуют цели роста и цели поддержания стабильности;

в-шестых, цели должны быть приемлемыми для основных субъектов влияния, определяющих деятельность организации, и в первую очередь для тех, кому придется их достигать. При формулировании целей очень важно учитывать то, какие желания и потребности имеют работники.

2. Пути достижения целей и необходимые ресурсы.

Методика системного анализа, процесс формирования целей укрупненно представляется тремя этапами:

1. Анализ исходной информации. Анализу подлежат, нормативные документы, различные государственные программы, данные о территории, схемы развития и размещения производительных сил, мировой и отечественный опыт и т.д.;

2. Написание сценария. Сценарий представляется как инструмент упорядоченности нашего представления о будущем. Систематизация черт этого будущего в едином документе. Сценарий как модель содержит два важных аспекта: а) описание существующих позитивных и негативных тенденций, т.е. разрабатывается модель современного состояния; б) разрабатывается модель будущего состояния. Это анализ тенденций будущего в зависимости от ситуаций, которые могут возникнуть и оказать влияние на развитие системы. Общесистемные цели задаются в качественном виде и определяются тем, какими видами деятельности будет заниматься организация. Рассматриваются два варианта представления о будущем:

   • Опорное представление, на основе экстраполяции и факторного анализа;

   • Целевое представление. То есть, то чего хочет добиться компания в будущем. При этом целевое отношение рассматривается в трех аспектах: пессимистическим, реалистическом и оптимистическом.

Задача сценария состоит в анализе всевозможных ситуаций, выборе наиболее вероятного состояния и путей его достижения.

3. Декомпозиция целей. Основываясь на главных свойствах целей, развертываемости и подчиненности, конечная цель раскладывается на составляющие подцели, таким образом, чтобы сумма этих подцелей определялась в конечную цель. Инструментом, с помощью которого осуществляется систематизация целей является модель – “дерево целей”.

Приемы выявления вариантов решений, а также методы сравнения и вы­бора наилучших вариантов в значительной мере определяются тремя фак­торами:

• постановкой задачи, определяющей предмет и характер выбора;

• областью использования результатов решений;

• полнотой и определенностью исходной информации, используе­мой для выбора решения.

Решения, зависящие от постановки задачи, можно разделить на три основ­ных вида, в каждом из которых осуществляется выбор: 1) альтернативных вариантов; 2) значений варьируемых параметров системы;

3)состава (или структуры) формируемых комплексов.

Выбор альтернативных вариантов представляет собой сущность реше­ния таких подпроблем, при анализе которых выявились два или несколько взаимоисключающих (альтернативных) варианта. Альтернативными назы­вают взаимоисключающие варианты принимаемых решений. Задача выбора альтернатив состоит в том, чтобы из двух или нескольких взаимно исклю­чающих вариантов решения выбрать тот единственный, который в данных конкретных условиях обеспечит наибольшую степень достижения целей.

Выбор значений варьируемых параметров системы представляет собой широкий класс так называемых оптимизационных задач, т.е. задач опреде­ления значений внешних (входных и выходных) параметров системы, обес­печивающих ее оптимальное взаимодействие с остальными подсистемами системы старшего ранга.

Чаще всего в задачах оптимизации речь идет об одновременном опре­делении значений совокупности варьируемых параметров, которые при заданных условиях (ограничениях) обеспечивают максимум или минимум (т.е. экстремум) соответствующей целевой функции.

Лишь в простейших задачах варьируется только один параметр, но даже в этих случаях принципиальное отличие от выбора альтернативных вариантов состоит в том, что оптимальное решение является наилучшим из всех возможных в данных условиях, в то время как выбор альтернативы обеспечивает лучшее решение из числа заданных вариантов.

Выбор состава формируемых комплексов или набора компонентов от­носится к другому классу оптимизационных задач, поскольку по своей постановке и методам решений они несколько отличаются от предыдущих. К этому классу задач относится формирование сетевых планов выполнения комплексных работ в так называемых системах сетевого планирования и управления (СПУ). К этому же классу задач относится выбор комплекса мероприятий, которые в пределах выделенных ограниченных ресурсов обеспечивают рост эффективности производства, выбор числа и типоразмеров оборудования.

Решения, зависящие от области их использования

Методы выбора альтернатив мало зависят от области использования ре­зультатов решения. Вместе с тем методология решения оптимизационных задач формировалась и развивалась применительно к области использова­ния этих решений.

К таким областям относятся: оптимальное проектирование; оптимальное управление производственными процессами; оптимальное планирование.

На выбор решения влияют варьируемые параметры и неуправляемые факторы.

Варьируемые параметры можно разделить на три основные категории: 1) проектно-конструктивные параметры; применительно к проекти­рованию отдельных производств — это, как правило, размеры аппаратов, их элементов, трубопроводов и т.п.; при проектировании предприятий — это емкость складов, параметры, определяющие мощность вспомогатель­ных производств, и многие другие параметры инфраструктуры промыш­ленной системы;

1)режимные параметры (параметры внутреннего состояния), напри­мер, температура, давление, концентрация компонентов и т.п.;

2)внешние (входные и выходные) параметры системы в промышлен­ном производстве, такие, как объем выпуска продукции и используемые ресурсы.

Неуправляемыми факторами будем именовать те, изменение которых в процессе функционирования системы не относится к числу управляемых воздействий.

Применительно к задачам планирования и управления производствен­ными системами выделим две основные категории неуправляемых факторов:

1. краткосрочные внешние и внутренние возмущения, в том числе изменение погодных условий, колебание качества исходного сырья, колеба­ние параметров энергоснабжения и т.д.;

2. изменение экономических условий (конъюнктуры), в том числе рост или снижение дефицитности ресурсов, потребности в продукции и др.

Особенности выбора решений, с учетом варьируемых параметров и неуправляемых факторов, состоят в следующем:

При оптимальном проектировании экономические условия и плановые показатели бывают заданы, а возмущения не учитываются; для неуправля­емых факторов принимаются вероятные или номинальные значения. Выбо­ру подлежат оптимальные значения проектно-конструктивных и режим­ных параметров.

При оптимальном управлении процессами производство уже реализовано, т.е. конструктивные параметры известны и не изменяются, экономические условия заданы. Выбору подлежат режимные параметры, которые в условиях реальных возмущений обеспечивали бы экстремум целевой функции.

При оптимальном планировании известны конструктивные параметры; показатели производства принимаются исходя из условий их поддержания системой управления на оптимальном уровне при вероятных значениях неуправляемых параметров (текущее планирование на год) или при их фактических значениях (оперативное планирование). Выбору подлежат пла­новые задания, которые обеспечивают экстремум целевой функции в из­менившихся экономических условиях.

Чтобы использовать математические (формализованные) методы выбора решений, необходимо располагать полной и достаточно определенной информацией. Какое содержание вкладывается в эти понятия?

Полной информацией, используемой для выбора альтернативных ва­риантов, будем считать такую, которая позволяет определить численное значение целевой функции для каждой из сравниваемых альтернатив в ус­ловиях заданных ограничений.

Определенной будем именовать информацию об однозначно предска­зуемых значениях параметров и условиях. Такую информацию мы имеем лишь при строго формализованной целевой функции и при описании свойств объекта исследования детерминированными либо статистически­ми моделями.

По полноте и определенности исходной информации можно выделить три методологических подхода, позволяющих выбрать решение однознач­но, с определенной степенью вероятности и в условиях неопределенности.

Первый подход. Строгий выбор решения, однозначно определяюще­го результат, может быть получен формализованными методами иссле­дования операций при наличии полной и определенной исходной ин­формации.

Второй подход. Выбор решения, определяющего результат с опреде­ленной вероятностью и оценивающего степень риска, может быть получен формализованными методами с использованием теории вероятностей, если система описывается стохастическими моделями, а объем информации достаточно полный.

Третий подход. Решение принимается в условиях неопределенности, когда отсутствует необходимая информация, либо потому, что не было проведено должное исследование системы, тенденций ее развития и вне­шних условий, либо потому, что система находится под воздействием не­стационарных случайных факторов.

Анализ связи между отдель­ными подпроблемами следует проводить по двум направлениям:

во-первых, рассмотреть связи подпроблем, обусловленные общнос­тью решений по самой их сущности;

во-вторых, учесть связи подпроблем, обусловленные общностью ре­сурсов, выделенных на решение проблемы в целом.

Учитывая связи подпроблем, обусловленные общностью ресурсов, выде­ленных на решение проблемы в целом, можно идти по двум направлениям:

1 организационные мероприятия, которые не требуют ресур­сов, кроме затрат труда на разработку самих решений;

2 организационно-технические мероприятия, для реализации кото­рых потребуются лимитированные ресурсы, в том числе финансовые, тру­довые, оборудование, приборы и т.д.; именно эти мероприятия, как вари­анты решения соответствующих подпроблем, оказываются взаимосвязан­ными по ограничениям ресурсов, выделенных на решение проблемы.

Таким образом, проект решения проблемы в целом складывается из тех вариантов решений отдельных (независимых) подпроблем или групп взаимо­связанных подпроблем, совокупность которых обеспечивает наибольшую сте­пень достижения целей в пределах ресурсов, выделенных на решение проблемы.