Тема 2. Основы анализа и обоснования в исследовании систем управления.

1. Информационная база исследования и требования к ней

Для замечаний

В процессе любого исследования важным является информация, являющаяся характеристикой объекта исследования.

В основе представления системы управления через кибернетический подход лежит информационный подход , в соответствии, с которым кибернетика изучает управляемые системы с точки зрения преобразования информации (по Винеру).

Между системой управления и системой информации существует определенная взаимосвязь, которая основана на трех положениях:

• система информации является базой для системы управления;

• в процессе решения задач возникает потребность в объективной информации, поэтому структура системы управления и структура информационных потоков взаимозависимы;

• степень организации системы информации и уровень технических средств ее переработки существенно влияют на систему управления.

Сегодня в организациях объектом автоматизации выступает не сам процесс принятия решения, а процесс его информационного обеспечения на различных уровнях управления. С этих позиций общую функциональную структуру информационных систем можно представить в виде набора подсистем:

1. Сбора и переработки входящей информации;

2. Ведение и формирование массивов информационной базы;

3. Решение задач;

4. Функционирование информационной системы в системе управления.

Последовательное усложнение управленческих задач ведет к усложнению методов их решения.

Источники же информации остаются те же. Информацию, используемую в процессе исследования, можно разделить на 2 группы:

1. Научно-техническая информация, к которой относят:

• документальные первичные и вторичные источники научно-технической информации (научные статьи, открытия, патенты, изобретения, монографии);

• результаты аналитической обработки и анализа потоков научно-технической информации.

2. Организационно-экономическая информация.

• к информации организационно-экономического характера относят: а)отчетные и учетные данные, б) показатели эффективности деятельности, в)инструкции, положения, г) входящая и выходящая корреспонденция.

Состав системы управления связан с информационными потребностями, которые обладают специфическими особенностями:

1. Нестабильность, т. е. частые изменения направленности интересов, связанных с решением широкого круга решаемых задач;

2. Оперативность, обеспечивающая требуемую быстроту в решениях задач в конкретных ситуациях;

3. Ретроспективность и перспективность, дающие возможность анализировать прошлое и оценивать тенденции и перспективы развития;

4. Лаконичность, позволяющая в условиях лимита времени получить синтезированную информацию.

Разрабатывая любую информационную систему, надо исследовать информационные потребности следующими методами:

• Методы, основанные на массовом опросе потребителей (тесты, анкеты, интервью),

• Методы статистического анализа (потока запросов на информацию, ссылок и других формализованных индикаторов информационной потребности).

Полученные результаты сравнивают с существующими методами и формами информационного обеспечения, что является основой для выработки рекомендаций по созданию системы информации.

Существуют следующие методологические принципы, на основе которых строится информационная база исследования:

1. Структура информационной базы должна соответствовать структуре системы управления, а система управления должна являться не предпосылкой, а итогом разработки интеграционной информационной системы,

2. Информацию необходимо собирать и перерабатывать строго дифференцированно (только нужную), в объеме и виде, соответствующем потребностям менеджера,

3. В системе должна циркулировать достоверная информация. Ее достоверность обеспечивается правильностью выбранного источника информации и каналов ее распределения,

4. Быстрота и своевременность передачи информации,

5. Лаконичный и доступный для получателя характер информации,

6. Необходимость использования специальных методик извлечения «косвенной» информации из документов, если такую информацию нельзя получить методом непосредственного наблюдения или расчета,

7. Процесс сбора, обработки и передачи информации должен осуществляться во всех звеньях управления с учетом их взаимосвязей,

8. Информационная база должна быть ориентирована на машинную об работку, т. е. учитывать возможности алгоритмизации, кодирования, классификации информации.

2. Основы теории измерений в исследование систем управления

Для замечаний

В процессе исследования начальным этапом является измерение характеристик явлений, процессов. Измерения могут носить качественный или количественный характер и быть объективными или субъективными. Объективны качественные и количественные измерения производятся измерительными приборами, действия которых основано на законах физики. Поэтому теория объективных измерений хорошо разработана. Субъективные измерения производятся человеком, и поэтому на их результаты влияет психология мышления человека.

В последние годы сделана попытка создать общую формальную схему как объективных, так и субъективных измерений. Это оказалось удачным, и на основе использования логики и теории отношений была построена теория измерений. В своей основе она предлагает методы субъективных измерений, причем уравнивает при этом субъективные и объективные измерения.

Основные положения теории измерений.

1. Измерение определяется как процедура сравнения объектов по определенным показателям (признакам).

2. Объектами могут быть предметы, явления, события, решения и т. п.

3. В качестве показателей сравнения объектов используются пространственные, временные, физические, физиологические, социологические, психологические и др. свойства и характеристики объектов.

4. Процедура сравнения включает в себя:

а) определение отношений между объектами. Они могут быть типа «больше», «меньше», «равно», «хуже», «предпочтительнее» и др.

б) способ их сравнения (сравнение с объектом, принятым за эталон, либо сравнение друг с другом).

Для формального описания множества объектов теория измерений использует следующие элементы:

X=(x₁;x₂;…x_n) – множество объектов, в качестве которых могут рассматриваться ситуации, цели, решения, предметы, и т. п.

R=(r₁;r₂;…rn) – это множество отношений между объектами.

Отношения является самой общей формой описания связей между объектами. Частным случаем любого отношения является функция. Запись вида Xi Rk Xj говорит о том, что объекты Xi и Xj находятся между собой в отношении Rk. Оно называется бинарным (связь двух объектов). Если же рассматривается отношение между тремя объектами, то отношение называется тернарным и т.д..

Рассмотрим основные свойства бинарных отношений. Будем рассматривать все объекты Хi из множества X и некоторое бинарное отношение R. При этом отношение R принято называть полным (линейным, совершенным), если все объекты из множества X сравнимы между собой по этому отношению. Если не все объекты сравнимы по отношению R, то оно называется неполным (несовершенным, нелнейным, частичным).

Как полное, так и неполное отношение R может иметь следующие свойства:

1. РЕФЛЕКСИВНОСТЬ (Xi R Xi). Это свойство означает, что объект находится в отношении R к самому себе.

2. АНТИРЕФЛЕКСИВНОСТЬ – из (Xi R Xj следует, что XiXj). Свойство выполняется для несовпадающих объектов.

3. СИММЕТРИЧНОСТЬ - если Xi R Xj, то и Xj R Xi, т. е. отношение симметрично к обоим объектам.

4. АНТИСИММЕТРИЧНОСТЬ - если одновременно Xi R Xj и Xj R Xi, то Xi=Xj.

5. ТРАНЗИТИВНОСТЬ - если Xi R Xj и Xj R Xk, то Xi R Xk.

Используя данные свойства, возможно, определить тип отношений между исследуемыми объектами. В теории измерений существует три типа отношений:

• отношение эквивалентности,

• отношение строгого порядка,

• отношение нестрогого порядка.

Наличие пяти перечисленных выше свойств является признаком для определения типа отношений между исследуемыми объектами (см. табл. 1).

Свойства

Тип

отношений

Рефлексивность

Антирефлексивность

Симметричность

Антисимметричность

Транзитивнось

Эквивалентность

+

+

+

Строгий порядок

+

+

Нестрогий порядок

+

+

+

Согласно таблице 1, каждый тип отношений содержит определенные свойства:

1. Отношение эквивалентности означает взаимозаменяемость, одинаковость объектов. Такое отношение между объектами содержит свойства:

• рефлексивности;

• симметричности;

• транзитивности.

Отношение эквивалентности между объектами порождает разбиение множества объектов на классы, при этом в каждый класс попадают эквивалентные, т.е. неразличимые по показателю по показателю объекты. Эквивалентность обозначается знаком «~»

2. Отношение строгого порядка является антирефлексивным и транзитивным отношением и может интерпретироваться как предпочтительность в широком смысле одного объекта по сравнению с другим объектом, например «важнее», «лучше», «предпочтительнее» и т.п.

Отношение строгого порядка порождает строгое упорядочение объектов по предпочтительности и обозначается символами « › » « ‹ ».

3. Отношение нестрогого порядка есть объединение отношений строгого порядка и эквивалентности; оно обладает свойствами рефлексивности, антисимметричности и транзитивности.

Отношение нестрогого порядка порождает строгое упорядочение классов эквивалентных объектов, обозначается через « ≤ « « ≥ «.

3. Шкалы измерений

Для замечаний

Под шкалой измерений понимают совокупность эмпирической системы M, числовой системы N и отношения между объектами f. Тип шкалы определяется свойствами допустимого преобразования.

На практике используются следующие типы шкал:

1. Шкала наименований используется для описания эквивалентности объектов к определенным классам, при этом всем объектам одного итого же класса присваивается одно и тоже число, а объектам разных классов– разные числа. Поэтому шкалу наименований называют также шкалой классификаций.

2. Шкала порядка применяется для измерения упорядоченных объектов по одному или совокупности признаков. Она используется в экспертном оценивании для упорядочения объектов, но числа в этой шкале не дают возможности сказать, насколько или во сколько раз один объект предпочтительнее другого. В этой шкале, как и в первой, нет понятия масштаба и начала отсчета .

3. Шкала интервалов используется для отображения величины различия между свойствами объектов (измерение температуры). При экспертной оценке эта шкала используется для оценки полезности объекта. Основным ее свойством является равенство интервалов. Шкала может иметь произвольную точку отсчета и масштаб. Допустимым преобразованием для шкалы интервалов является линейное преобразование F(x)=ax+b.

4. Шкала отношений используется для измерения длины, толщины, веса. В ней числа отражают отношения свойств объектов, т. е. во сколько раз свойство одного объекта превосходит это же свойство другого объекта. Допустимым преобразованием этой шкалы является преобразование F(x)=ax, при этом (b=0), т.е. присутствует нулевая точка отсчета.

5. Шкала разностей используется для измерения свойств объектов при необходимости выражения:; на сколько один объект превосходит другой по одному или нескольким признакам. Эта шкала является частным случаем шкалы интервалов, как и предыдущая, при выборе единичного масштаба. Поэтому допустимым преобразованием для шкалы разностей является F(x)=x+b.

6. Абсолютная шкала является также частным случаем шкалы интервалов. В ней принимается нулевая точка отсчета и единичный масштаб. Ее использование означает, что существует одно и только одно отображение объектов в числовую систему. Отсюда и следует название шкалы, т. к. для нее единственность отображения понимается в буквальном, абсолютном смысле. Она применяется для измерения количества объектов (предметов, событий, решений). Количество объектов измеряется единообразно, при помощи натуральных чисел. Допустимое преобразование: F(x)=x.

Шкалы наименований и порядка являются качественными шкалами, т. к. в шкале наименований описывается различие и эквивалентность объектов, а шкала порядка показывает качественное превосходство или отличие объектов. В них нет понятий «начало отсчета» и «масштаб измерений».

Шкалы интервалов, отношений, разностей и абсолютная шкала являются количественными, т. к. в них имеется начало отсчета и масштаба. Они позволяют измерить: на сколько (шкалы разностей и интервалов) или во сколько (шкалы отношений и абсолютная шкала) один объект отличается от другого по выбранному показателю.

Выбор шкалы измерений определяется тремя факторами:

а) характером отношений между объектами эмпирической системы;

б) наличием информации об их отношении;

в) целями принятия решения.

4. Методы субъективных измерений

Для замечаний

Для осуществления субъективных измерений применяются различные методы. Наиболее часто употребляется следующие:

1. – ранжирование,

2. – парное сравнение,

3. – непосредственная оценка,

4. – последовательное сравнение.

При описании каждого из перечисленных методов будет предполагаться, что имеется конечное число измеряемых объектов X (X1;X2;….;Xm), а также сформулирован один или несколько признаков сравнения, по которым осуществляется сравнение свойств объектов. Следовательно, методы измерения будут различаться лишь процедурой сравнения объектов. Эта процедура включает в себя:

• построение отношений между объектами эмпирической системы;

• выбор отображаемой функции f(x);

• определение типа шкалы измерений.

Ранжирование представляет собой процедуру упорядочения объектов, выполняемую экспертом. На основе своих знаний и опыта эксперт располагает объекты в порядке предпочтения, руководствуясь одним или несколькими выбранными показателями. В зависимости от вида отношений между объектами возможны различные варианты упорядочения объектов.

Пусть среди объектов нет одинаковых по сравниваемым показателям, т.е. эквивалентных объектов. В этом случае между объектами существует только отношение строгого порядка. В результате сравнения всех объектов по отношению строгого порядка получают зависимость X1>X2>X3>….>Xn (1), что означает, что объект с первым номером является наиболее предпочтительным из всех объектов. Объект со вторым номером менее предпочтителен первому объекту, но предпочтительнее всех остальных объектов и т.д.

Полученная система объектов с отношением строгого порядка при условии сравнимости всех объектов по этому отношению образует полный строгий порядок. Для этого отношения доказано существование числовой системы, элементами которой являются действительные числа, связанные между собой отношением неравенства. Это означает, что упорядочению объектов (1) будет соответствовать следующая зависимость:

C1>C2>C3>…>Cn (2) , где Ci=f(xi).

Однако выражение (1) возможно представить и в форме обратной последовательности:

C1<C2<C3<…<Cn (3),

где наиболее предпочтительному объекту (X1) приписывается наименьшее число и по мере убывания предпочтения объектам приписываются большие числа.

В практике ранжирования чаще всего применяется числовое представление последовательности (1) в виде натуральных чисел

C1=f(x1)=1; C2=f(x2)=2 … Cn=f(xn)=n, (4)

т.е. используется числовая последовательность типа (3).Числа C1, С2 и т.д. в этом случае называются рангами и обычно обозначаются буквами r1, r2 … r_m.

Допустим, что между объектами имеется, кроме отношения строгого порядка еще и отношение эквивалентности. Упорядочение объектов будет иметь следующий вид:

X1>X2>X3X4X5X6>…>X_n-1“ Xn (5)

Эквивалентны между собой объекты X3, X4, X5, X6 и X _n-1, Xn.

Такое упорядочение (5) образует нестрогий порядок. Ранжирование производится следующим образом:

• наиболее предпочтительному объекту присваивается ранг равный единице, второму – ранг равный двум и т. д. Что касается эквивалентных объектов, то с точки зрения последующей обработки целесообразно назначить им одинаковые ранги, равные среднеарифметическому значению рангов, присваиваемых одинаковым объектам.

Такие ранги называются связанными рангами, причем они могут оказаться и дробными числами

Удобство использования связанных рангов заключается в том, что сумма рангов n объектов равна сумме натуральных чисел от 1 до n. Это значительно упрощает обработку результатов исследования.

Однако ранги определяют только порядок расположения объектов по показателям сравнения, т. к. ранги как числа не дают возможности сделать вывод о том, во сколько раз или на сколько один объект предпочтительнее другого. Например, если ранг объекта равен трем, то это не свидетельствует о том, что третий объект в 3 раза предпочтительнее, чем объект, имеющий ранг, равный еденице.

Достоинством этого метода является простота. Однако в качестве недостатка можно отметить практическую невозможность упорядочения большого числа объектов. Как показывает опыт, при числе объектов, большем 15- 20, эксперты затрудняются в построении ранжировки.

Это обстоятельство связано с тем, что эксперт должен установить взаимосвязь между всеми объектами, рассматривая их как единую совокупность. Правило: при увеличении числа объектов количество связей между ними растет пропорционально квадрату числа объектов. Поэтому при ранжировании большой совокупности часто возникают ошибки.

Результаты сравнения всех пар объектов обычно представляют в виде матрицы. Например, пусть имеется 5 объектов от X1 по X5, проведено парное сравнение этих объектов по предпочтительности. Результаты сравнения оказались следующими:

X1>X2, X2>X4,

X1>X3, X2<X5,

X1>X4, X3X4,

X1<X5, X3<X5,

X2>X3, X4<X5.

Используя числовое парное сравнение, составить матрицу измерения результатов парных сравнений, с тем условием, что, если объект предпочтительнее или эквивалентен другому, то результатом будет 1. В том случае, если объект менее предпочтителен, чем другие объекты, то ставится цифра 0 (смотри таблицу 2).

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х₁

1

1

1

1

0

Х₂

0

1

1

1

0

Х₃

0

0

1

1

0

Х₄

0

0

1

1

0

Х₅

1

1

1

1

1

Второй метод: парное сравнение представляет собой процедуру установления предпочтения объекта при сравнении всех возможных пар. В отличие от ранжирования, в котором осуществляется упорядочение всех объектов, парное сравнение объектов представляет собой более легкую задачу, т. к. при сравнении пар объектов возможно либо отношение строгого порядка, либо отношение эквивалентности. Поэтому парное сравнение объектов, также как и ранжирование, есть измерение в порядковой шкале.

Процедура: в результате сравнения пар объектов Xi и Xj, эксперт упорядочивает объекты, выстраивает их в следующих соотношениях:

Xi>Xj; Xi<Xj; XiXj.

Выбор числового представления f(x) можно представить в следующем виде:

если Xi>Xj, то f(Xi)>f(Xj),

и наоборот если Xi<Xj, то f(Xi)<f(Xj)

если XiXj, то f(Xi)=f(Xj).

В практике парного сравнения используются следующие числовые представления:

2, если Xi>Xj,

Cij= 1, если XiXj,

0, если Xi<Xj, (i, j =1,m)

Такая система парного сравнения характерна для сравнения результатов спортивных состязаний.

Если сравнение пар объектов производится отдельно по различным показателям или сравнение осуществляется группой экспертов, в этом случае по каждому показателю экспертом составляется своя таблица результатов парных сравнений. Поэтому образуется пакет таблиц. Нужно отметить, что сравнение во всех возможных парах не дает полного упорядочения объектов, поэтому возникает задача ранжировки объектов по результатам их парного сравнения. Причем использование матрицы парных сравнений удобно для проведения обработки результатов группового ранжирования. Результаты ранжирования всегда можно представить в виде матрицы парных сравнений.

Непосредственная оценка. Данный метод представляет собой процедуру приписывания объектам числового значения в шкале интервалов. В данном случае эксперту ставится задача в соответствие каждому объекту поставить точку на определенном отрезке числовой оси. Однако должно соблюдаться требование: эквивалентным объектам должны приписываться одинаковые числа. Результат обычно оформляется графически.

Рис.2.1. Непосредственная оценка объектов.

Этот график читается следующим образом: f(X5)=1, f(X4)=0,3,f(X3)=0,6,f(X2)=0,8,f(X1)=0,5.

В данном случае взята шкала с нулевой точкой отсчета. Недостатком такого подхода является то, что требуется точное измерение объекта, что на практике не всегда реально. Поэтому оценку чаще производят балльной шкале. Для этого вместо непрерывного отрезка числовой оси рассматривают участки, каждому из которых приписывается свой балл. Эксперт, приписывая объекту балл, тем самым измеряет его с точностью до определенного отрезка числовой оси. Чаще всего используются 5-, 10-, 100- балльные шкалы (например, в процессе обучения).

Последовательное сравнение представляет собой комплексную процедуру измерения, включающую как ранжирование, так и непосредственную оценку.

Выводы по теме:

• Структура системы управления и структура информационных потоков взаимосвязаны.

• Информацию, используемую в процессе исследования, можно разделить на 2 группы:

- научно-техническая информация;

- организационно-экономическая информация.

• Отношение является самой общей формой описания связей между объектами.

• Основные свойства бинарных отношений:

- рефлексивност;.

- антирефлексивность;

- симметричность.

- антисимметричность.

- транзитивность.

• Отношение эквивалентности означает взаимозаменяемость, одинаковость объектов. Такое отношение между объектами содержит свойства рефлексивности, антирефлексивности, симметричности, антисимметричности и транзитивности.

• Отношение строго порядка является антирефлексивным и транзитивным отношением и может интерпретироваться как предпочтительность в широком смысле одного объекта по сравнению с другим объектом ( например «важнее», «лучше», «предпочтительнее» и т.п.).

• Отношение нестрого порядка есть объединение отношений строго порядка и эквивалентности; оно обладает свойствами рефлексивности, антисимметричности и транзитивности.

• На практике используются следующие типы шкал:

1. Шкала наименований.

2. Шкала порядка.

3. Шкала интервалов.

4. Шкала отношений.

5. Шкала разностей.

6. Абсолютная шкала.

• Для осуществления субъективных измерений применяются следующие:

• ранжирование;

• парное сравнение;

• непосредственная оценка;

- последовательное сравнение.

Вопросы для самоконтроля:

1. Связь между системой управления и системой и информации.

2. Классификация информации, используемой в процессе экономических исследований.

3. Методы оценки информационных потребностей.

4. Методологические принципы построения информационной базы исследования.

5. Предмет и метод теории измерений.

6. Понятие бинарных отношений.

7. Понятие рефлексивности и транзитивности в исследовании систем управления.

8. Характеристика типов отношений между объектами.

9. Шкалы измерений.

10. Факторы, влияющие на выбор шкал измерений.

11. Методы субъективных измерений.

12. Особенности ранжирования.

13. Порядок применения метода парных сравнений.

14. Недостатки метода непосредственных оценок.

1. Основные понятия системного подхода

Для замечаний

Исследование – выявление системности наиболее существенных характеристик, формирование модели объекта исследования в целях оказания управляющего воздействия на него.

Системность (или системный подход) – комплексное изучение объекта исследования как единого целого с позиций системного анализа.

Системный анализ:

1. научная дисциплина, метод исследования экономических процессов, оснований на поиске системности в их поведении, их системного характера;

2. метод изучения экономических процессов на основе представлениях их в виде систем и анализа этих систем.

Таким образом, системный анализ способствует адекватной постановке проблем и выработке эффективной стратегии их изучения. Однако при этом необходимо придерживаться следующих принципов:

1) Процесс принятия решений должен начинаться с выявления и четкого формулирования конкретных целей.

2) Необходимо рассматривать всю проблему как целое, как единую систему и выявлять все последствия и взаимосвязи каждого частного решения.

3) Необходимы выявление и анализ возможных альтернативных путей достижения цели. Причем альтернативы возможного поведения должны быть количественными, то есть выражаться в конкретных количественных показателях.

Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство.

Поведение (динамика) системы: - процесс перехода системы из одного состояния в другое.

Существует основных 5 типов поведения систем:

1. Равновесный режим, который предполагает функционирование системы в одном и том же состоянии.

2. Периодический - в нем система через равные промежутки времени приходит одинаковое состояние.

3. Переходный режим, где система находится в состоянии, в отличном от 1-го и 2-го состояния.

4. Апериодический. В этом режиме система последовательно переходит несколько состояний, но при этом закономерность перехода из одного состояния в другое отлично от периодического принципа

Эргодический режим, при котором система проходит все состояния таким образом, что в конце ее состояние близко к тому состоянию от которого произошли изменения.

Дискретная система – это такое поведение системы, при котором, переходя из одного состояния в другое, система не проходит промежуточное состояние.

Динамическая (непрерывная) система – та система, которая при переходе из одного состояния в другое проходит через промежуточные состояния.

Существуют следующие способы представления систем:

Первый подход. Выделение системы из окружающей среды: минимум – определить входы и выходы (тогда она рассматривается как «черный ящик»), максимум – подвергнуть анализу ее структуру, выяснить механизм функционирования и, исходя из этого, воздействовать на нее в нужном направлении.

«Черный ящик» – способ изучения сложных систем - используется в тех случаях, когда имеющийся уровень знаний не позволяет выявить принципы функционирования внутренних механизмов системы. Поэтому изучается не сама система, а ее входные и выходные параметры. Анализ изменений позволяет делать выводы о системе в целом.

В качестве «входа» в систему рассматривается то, над чем осуществляется некоторый процесс (операция). Кроме того, элементом входа является среда, воздействующая на процессы системы, а также внутренние переменные, которые обеспечивают размещение и перемещение компонентов системы. «Входы» классифицируются по содержанию: материальные, энергетические, информационные или их комбинации.

«Выходы» являются продуктом действия системы и должны характеризовать ее следующие критерии: стабильность и надежность. Они определяют нормы функционирования системы. Так, стабильность характеризует непрерывность выхода, а надежность описывает согласованность компонента в процессе действия системы или величину ошибки.

Процессы осуществляются в системе таким образом, чтобы, воздействуя на «входы», они способствовали достижению желаемого «выхода».

Таким образом, в этом определении система – объект исследования и управления.

Второй подход. Основан на рассмотрении системы как способа исследования процессов и явлений. В этой трактовке понятие системы смыкается с понятием модели, поскольку, имея цель исследования, в этом случае система конструируется как некоторое абстрактное отображение реальных объектов (например, организационная структура).

Третий подход. Компромисс между первым и вторым подходом, носящий название системотехника (самостоятельная отрасль науки).

Сущность системотехники раскрывается при рассмотрении шести этапов, составляющих его основу:

1. Системный анализ (о чем говорили ранее).

2. Системное программирование – определение текущих целей на основе вариантов, выявленных в результате анализа потребностей и возможностей, составления графиков и планов работ.

3. Системное проектирование – конструирование системы, ее подсистем и компонентов для достижения оптимальной эффективности.

4. Изготовление компонентов

5. Ввод системы в действие – проверка, устранение дефектов.

6. Обслуживание системы – непрерывное поддержание системы в том виде, в каком она была спроектирована и введена в действие, а также ее корректировка в зависимости от изменения условий и накопленного опыта.

Аналитическое описание системы – в виде системы уравнений.

Графическое описание – построение графика, вершины которого соответствуют элементам системы, а дуги – их связям.

Структура системы – организация связей и отношений между подсистемами и элементами системы, каждому из которых, как правило, соответствует определенная функция.

Экономике, как правило, свойственна полиструктурность - взаимопереплетение разнокачественных и разноуровневых подсистем с образованием нескольких связанных между собой иерархических структур.

Экономический анализ сконцентрирован на исследовании первичных структурных единиц системы.

Свойства структуры системы во многом определяют поведение системы.

Подсистема – часть системы, которая изучается самостоятельно, поскольку обладает системными свойствами.

Элемент системы – часть системы, которая рассматривается без дальнейшего членения как единое целое; его внутренняя структура не является предметом исследования. Синоним – «первичная структурная единица системы».

Свое назначение каждый элемент или подсистема может выполнить только при условии его взаимодействия с другими элементами. И это взаимодействие тем эффективнее, чем более упорядоченными, организованными являются взаимосвязи элементов.

Однако, изучение отдельных частей системы не может дать правильное представление о ней в целом, ибо сама система качественно отличается от составляющих ее компонентов, подсистем и не может рассматриваться как простая сумма входящих в нее элементов.

К перечисленным свойствам систем можно добавить следующие:

1) Наличие границ системы. Хотя часто они бывают размыты. Жесткие границы имеют физические системы.

2) Взаимодействие с окружающей внешней средой. В этом процессе система формирует и проявляет свои свойства, являясь при этом ведущим активным компонентом взаимодействия. Это свойство выражается в интенсивности обмена веществами и энергией между системой и средой.

Существенные параметры – параметры, отобранные в процессе анализа исследуемого объекта как необходимые и достаточные для его характеристики с учетом цели исследования.

Кибернетика – наука о наиболее общих принципах управления, понимаемых как организация целенаправленных действий путем переработки информации. На основе экономической кибернетики базируется автоматизация управления.

Моделирование.

Понятие структуры и системы тесно связаны с понятием моделирования. Под моделью в исследовании систем управления понимают создание имитации, по природе отличной от объекта исследования, обладающей всеми ключевыми свойствами объекта исследования, изучение которых может дать новые знания об объекте исследования.

Основой построения моделей является аналогия. Различаются 4 вида аналогий:

1. Внешняя аналогия

2. Структурная аналогия

3. Динамическая аналогия. В основу исследования здесь берется поведение системы

4. Кибернетическая аналогия

В исследовании систем управления выделяют следующие 3 класса моделей:

1. Обязательные модели - используются на стадии постановки модели и на стадии генерации альтернатив. Суть этих моделей заключается в том, чтобы количественно описать возможности протекания реальных хозяйственных процессов.

2. Аналитические модели. Цель – выявить какие связи имеются в системе обеспечения предприятия необходимыми ресурсами для производственного процесса. Эти модели используются на стадии поиска альтернатив и на стадии оценки.

3. Модели принятия управленческого решения. Суть этих моделей – расставить ранги и приоритеты между различными видами управленческой деятельности для того, чтобы при реализации планов преимуществом обладали те управленческие решения, которые имеют более приоритетный ранг.

2. Характеристика систем управления

Для замечаний

Управление – выработка и осуществление целенаправленных воздействий на объект, что включает сбор, передачу и обработку необходимой информации, принятие и реализацию соответствующих решений.

Для осуществления процесса управления нужно наличие трех элементов:

• управляемый объект;

• орган управления;

• исполнительный орган.

Система управления объединяет орган управления и исполнительный орган.

Принципиальную схему процесса управления графически, укрупненно можно представить следующим образом (см. рис. 3.1.).

Рис. 3.1. Принципиальная схема процесса управления.

Различают три способа управления, в зависимости от того, на основании какой информации орган управления формирует управляющий сигнал.

Управление по отклонению – используются сведения об изменениях выхода управляемого объекта, его поведения (см. рис.3.2.).

Рис. 3.2. Принципиальная схема процесса управления по отклонению.

Управление по отклонению, как видно из рис. 3.2., является замкнутой системой управления.

Следующий способ управления – по возмущению (нагрузке) – это такая модель управления, которая использует сведения о возмущающих воздействиях на управляемый объект со стороны окружающей среды (см. рис. 3.3.).

Орган

управления

Рис. 3.3. Принципиальная схема процесса управления по возмущению.

управляющие воздействия

Комбинированное управление является сочетанием двух предыдущих способов управления (см. рис.3. 4).

Рис. 3.4. Принципиальная схема процесса комбинированного управления

Преимущество комбинированного управления содержится в рациональном сочетании возможностей замкнутой и незамкнутой систем управления.

Существуют 4 базовых подхода к управлению:

1. Стабилизация - поддержание выходных значений функционирования производственной системы вблизи заданных значений.

2. Программное управление - в этом случае выходные параметры функционирования системы должны поддерживаться вблизи заданных значений, зависящих от времени заданным образом.

3. Слежение - применяется в том случае, когда существует потребность в увязке параметров деятельности одной экономической системы с параметрами какой-либо внешней системой.

Оптимальное управление - такое управление, которое нацелено на поиск наилучшего варианта решения проблемы при заранее заданных целях и ограничениях.

3. Классификация систем

Для замечаний

Для того, чтобы выделить и классифицировать системы, в управлении разработано 12 базовых критериев:

1. Неоднородность – предполагает, что элементы и подсистемы, входящие в исследуемую систему, имеют различные цели функционирования.

2. Эмерджентность – несводимость частных и общих целей функционирования системы.

3. Иерархия – системное подчинение нижних уровней верхним.

4. Агрегирование – такой способ взаимосвязей показателей низких и высших уровней управления, при котором показатели деятельности более низких звеньев являются составной частью более высших уровней.

5. Многофункциональность – способность элементов системы к выполнению больших функций, чем это предусмотрено целями функционирования соответствующего элемента.

6. Гибкость – способность изменять состав подсистем и элементов в соответствии с изменениями целей деятельности подсистем и элементов.

7. Адаптация – способность системы изменяться в соответствии с изменениями среды.

8. Надежность – способность системы функционировать в течение определенного периода с заданными параметрами.

9. Безопасность – способность системы не наносить вред вовлеченным в происходящий процесс объектам, людям и окружающей среде.

10. Стойкость – способность системы сохранять параметры функционирования при выходе параметров функционирования внешней среды за определенные границы.

11. Уязвимость – свойство системы получать повреждения при изменении внешней среды.

12. Живучесть – способность системы функционировать при действии, либо отказе от действий отдельных элементов, составляющих структуру.

Ученым Ст. Бир на основе выше обозначенных критериев были разработаны следующие два подхода к классификации:

1. По степени сложности

2. По ее детерминированности

По первому принципу существует 3 класса: простые, сложные, сверхсложные.

Простые – те системы, которые могут быть описаны математически.

Сложные - сюда относят такие системы, в которых большое количество внутренних связей и, как правило, возможно только математическое их описание, а решение возможно только при помощи ЭВМ.

Сверхсложные – системы, не поддающиеся математическому описанию, но поддающиеся математической логике.

По второму принципу системы делятся на:

• детерминированные (заданные)

• вероятностные

Комбинирование 1 и 2 классификаций позволяет выделить 6 вариаций систем:

1. Простые детерминированные системы (например, бюджет какого-либо подразделения, калькуляция издержек и т.п.)

2. Сложные детерминированные системы (например, АСУ; АРМ; САПР и т.п.)

3. Сверхсложные детерминированные системы (например, платежный баланс РФ, бюджет РТ и т.п.)

4. Простые вероятностные системы (например, система качества на предприятии, решение по купле–продаже ценных бумаг и т.п.)

5. Сложная вероятностная система (например, система сбыта на предприятии и т.п.)

6. Сверхсложные вероятностные системы (например, общество в целом, в частности рынок)

Н. Винер разработал классификацию, основанную на изучении особенностей поведения систем. Были выделены следующие системы: с пассивным поведением, с активным поведением, со случайным поведением, с целенаправленным поведением, с обратной связью, без обратной связи (например, система сбыта на предприятии и т.п.).

Выводы по теме:

• Системность – комплексное изучение объекта исследования как единого целого с позиций системного анализа.

• Системный анализ – метод изучения экономических процессов на основе представлениях их в виде систем и анализа этих систем.

• Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство.

• Поведение (динамика) системы – процесс перехода системы из одного состояния в другое.

• Дискретная система - это такое поведение системы, при котором, переходя из одного состояния в другое, система не проходит промежуточное состояние.

• Динамическая (непрерывная) система – та система, которая при переходе из одного состояния в другое проходит через промежуточные состояния.

• Структура системы – организация связей и отношений между подсистемами и элементами системы, каждому из которых, как правило, соответствует определенная функция.

• Подсистема – часть системы, которая рассматривается без дальнейшего членения как единое целое; его внутренняя структура не является предметом исследования.

• Элемент системы – часть системы, которая рассматривается без дальнейшего членения как единое целое; его внутренняя структура не является предметом исследования.

• По степени сложности выделяют 3 класса систем: простые, сложные и сверхсложные.

• 11. По степени детерминированности системы делятся на детерминированные и вероятные.

Вопросы для самоконтроля:

1. Взаимосвязь основных понятий системного подхода.

2. Принципы системного анализа.

3. Типы поведения систем.

4. В чем особенности использования метода «черного ящика» в исследовании систем управления?

5. Содержание понятия «системотехника».

6. Роль категории «аналогия» в исследовании систем управления.

7. Принципиальная графическая схема процесса управления.

8. Базовые подходы к системному управлению.

9. Принципы классификации систем.

10. Основные подходы к классификации систем.

11. .Используя вышеприведенные подходы к классификации систем, дайте характеристику системы государственного управления в Республике Татарстан (в Российской Федерации, на Вашем предприятии (организации) учреждении)