- •А. С. Малин, в. И. Мухин исследование систем управления
- •Введение
- •Часть 1.
- •Элемент системы
- •Связь, взаимодействие и структура системы
- •Понятие внешней среды
- •Понятия, определяющие функционирование системы
- •Состояние системы
- •Входы и выходы системы
- •Функционирование (движение) системы
- •1.3 Характеристика процессов системы
- •Понятие процессов системы
- •Формы входных и выходных процессов
- •Функции обратной связи
- •Функция ограничения системы
- •1.4 Классификация систем
- •Признаки классификации и классы систем
- •Классификация систем
- •Характеристика различных классов систем
- •1.5 Система управления
- •Понятие системы управления
- •Цель системы управления
- •Закон управления системой
- •Эффективность управления системой
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •2.Методологические основы исследования
- •Сущность системного подхода
- •2.2 Анализ систем управления
- •Понятие, цели и задачи анализа
- •Решение задач анализа систем управления
- •2.3 Синтез систем управления
- •Понятие, цели и задачи синтеза
- •Решение задач синтеза систем управления
- •2.4 Принципы анализа и синтеза систем управления
- •Принцип физичности и его постулаты
- •Принцип моделируемости и его постулаты
- •Принцип целенаправленности и его постулаты
- •2.5 Виды анализа и синтеза систем управления
- •Структурный анализ и синтез систем управления
- •Функциональный анализ и синтез систем управления
- •Параметрический анализ и синтез систем управления
- •2.6 Уровни исследования и структура показателей систем управления
- •Уровни исследования систем управления
- •Структура показателей систем управления
- •Оценка информативности показателей анализируемой системы управления
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •3.Особенности анализа и синтеза различных систем управления
- •3.1 Особенности анализа и синтеза технических систем управления
- •Особенности технических систем управления
- •Специфика анализа и синтеза технических систем управления
- •Основы синтеза новой технической системы управления
- •3.2 Особенности анализа и синтеза эргатических систем управления
- •Особенности эргатических (человеко-машинных) систем управления
- •Специфика анализа и синтеза эргатических систем управления
- •Типовые противоречия в процессе создания новых эргатических систем управления
- •Типовые противоречия, разрешаемые в процессе создания новых эсу
- •Содержание нововведений в зависимости от глубины реорганизации эсу
- •3.3 Особенности анализа и синтеза организационных систем управлениия
- •Особенности организационных систем управления
- •Методология анализа и синтеза организационных систем управления
- •Специфика анализа и синтеза организационных систем управления
- •Основные черты организационного управления
- •Основные требования к организационному управлению
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •4. Системный анализ и синтез проблемы
- •4.1 Обшая характеристика проблемы как системы
- •Понятие проблемы и проблемной ситуации
- •Классификация проблем
- •Представление проблемы как системы
- •Этапы решения проблемы
- •4.2 Исходная постановка (формулирование) проблемы
- •Цель постановки проблемы
- •Этапы постановки проблемы
- •4.3 Формирование целей и условия решения проблемы
- •Условия формирования целей
- •Выявление и систематизация подцелей
- •Последовательная декомпозиция целей
- •Установление условий решения проблемы
- •4.4 Структуризация проблемы и систематизация путей достижения целей
- •Основные понятия и этапы структуризации проблемы
- •Уточнение структуры системы
- •Критический анализ функционирования системы управления
- •Систематизация путей достижения целей, оценка их значимости
- •4.5 Выявление и выбор альтернатив решения проблемы
- •Этапы выделения альтернатив решения проблемы
- •Выбор альтернатив
- •4.6. Принятие решения и выбор оптимальных решений
- •Выявление и выбор вариантов решения проблемы (подпроблемы)
- •Выбор оптимальных решений
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Часть 2
- •Методы, средства и уровни научного исследования
- •5.2 Методы эмпирического исследования
- •Наблюдение
- •Сравнение
- •Измерение
- •Эксперимент
- •5.3 Методы эмпирического и теоретического исследования
- •Абстрагирование
- •Анализ и синтез
- •Индукция и дедукция
- •Моделирование и использование приборов
- •Исторический и логический методы научного познания
- •5.4 Методы теоретического исследования
- •Восхождение от абстрактного к конкретному
- •Идеализация
- •Формализация
- •Аксиоматический метод
- •5.5 Основные формы научного исследования
- •Проблема
- •Идея, принцип, закон
- •Гипотеза, предположение, математическая гипотеза
- •Классификация моделей
- •5.6 Фактологическое обеспечение исследования
- •Философские аспекты фактологического обеспечения исследования
- •Понятие факта
- •Сбор и анализ фактов
- •Особенности использования фактов в исследовании систем управления
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Специфические методы исследования систем управления
- •6.1 Методы появления системной идеи
- •Сущность идеи
- •Первый цикл проявления идеи
- •Второй цикл проявления идеи
- •6.2 Эвристические методы исследования систем управления
- •Методы активизации технологии творчества
- •Ассоциативные методы
- •Метод "мозгового штурма"
- •Метод синектики
- •6.3 Формализованные методы исследования систем управления
- •Параметрический метод
- •Морфологический метод и его модификации
- •Комбинаторный метод
- •Методы логического поиска
- •Метод "букета проблем"
- •Методы поиска новых технических решений
- •6.4 Статистические методы анализа систем управления Сущность и область применения
- •Регрессионный анализ
- •Корреляционный анализ
- •Дисперсионный анализ
- •Ковариационный анализ
- •Метод временных рядов
- •Метод главных компонентов
- •Факторный анализ
- •6.5 Детерминированные методы анализа систем управления
- •Сущность и область применения
- •Инфлюентный анализ
- •6.6Cинтез систем управления методами оптимизации
- •Синтез систем управления методами безусловной оптимизации
- •Синтез систем управления с помощью многокритериальной оптимизации
- •6.7 Синтез систем управления методами математического программирования
- •Сущность и содержание математического программирования
- •Общая характеристика методов математического программирования
- •Методы решения задач линейного программирования
- •Методы решения задач нелинейного программирования
- •Методы решения задач дискретного (целочисленного) программирования
- •Методы динамического программирования
- •Методы стохастического программирования
- •6.8 Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий
- •Теория принятия решений
- •Теория массового обслуживания
- •Теория эффективности
- •Теория игр
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •7. Экспертные оценки решения проблем
- •7.1 Сущность и содержание метода экспертных оценок
- •Сущность метода экспертных оценок
- •Подготовка экспертизы
- •Проведение опроса экспертов
- •Виды и типы вопросов
- •7.2 Методы обработки информации, получаемой от экспертов
- •Сущность экспертного ранжирования
- •Метод непосредственной оценки
- •Перевод оценок в ранги
- •Оценка факторов
- •Метод последовательных сравнений
- •Метод парных сравнений
- •Матрица предпочтений для ранжирования с помощью парного сравнения
- •Матрица р: доля случаев, когда фактор I предпочтительнее фактора j
- •7.3 Метод Дельфи
- •Классический метод экспертных оценок Дельфи
- •Метод структуризации принятия решений
- •Показатели оценки элементов "дерева решений" на уровне подпроблем
- •Экспертные оценки целенаправленности тем научных исследований
- •7.4 Метод анализа иерархий
- •Сущность и содержание анализа иерархий
- •Средние согласованности матриц
- •Пример применения метода анализа иерархий
- •Покупка дома: матрица попарных сравнений для уровня 2, решение и согласованность
- •Покупка дома: матрицы попарных сравнений для уровня 3, решение и согласованность
- •Покупка дома: матрица глобальных приоритетов
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Часть 1. 6
- •Часть 2 187
- •Исследование систем управления
- •144003, Г. Электросталь Московской обл., ул. Тевосяна, 25.
Уточнение структуры системы
Для реализации системного подхода к решению проблем, направленных на совершенствование системы, необходимо уточнить структуру как объекта управления, так и системы управления этим объектом.
Уточнение структуры объекта управления. Почти для каждой сложной системы понятие "структура" является в значительной мере условным, причем условным оказывается и состав подсистем.
Условность понятия "структура" относится не только к искусственным, но и к естественным системам.
Сгруппировать элементы, которые связаны многочисленными и много-боазными связями, в отдельные, относительно автономные комплексы (под-истемы разных рангов) очень трудно, потому что одни виды связей слабее между одними группами элементов, в то время как другие остаются достаточ-о тесными и нарушают сравнительную автономность выделенных групп. Избежать этих трудностей можно, следуя следующим правилам: d построенная в исследовании структура системы, как правило, должна отражать совокупность подсистем и связи элементов, которые существенны для решения данной конкретной проблемы;
¨ на этом основании построение структуры системы должно быть подчинено решению конкретной проблемы и определяется важнейшими для этой проблемы связями, которые называют системообразующими. Для построения структуры следует:
выделить элементы системы;
уточнить аспект анализа, важный для решения поставленной проблемы;
установить важнейшие для этого аспекта системообразующие связи между элементами;
4) сгруппировать элементы в подсистемы нескольких рангов, исходя из условий относительной автономности этих подсистем, с учетом выделенных системообразующих связей.
Уточнение функционально-информационной структуры системы управления. Фактическое распределение отдельных функций между службами, функциональными подразделениями и информационные связи между ними составляют функционально-информационную структуру системы управления. Соответственно этому система управления не только перерабатывает информацию, но и осуществляет ее сбор, передачу и хранение. Помимо этого, она реализует принятые решения и контролирует их выполнение. Основой функционально-информационной структуры являются достаточно детализированные функции управления. Учитывая иерархическую структуру системы, выделяют функции (подфункции) разных рангов, с гем чтобы установить их взаимосвязи и подчиненность.
При уточнении функционально-информационных структур играют эль две группы информационных документов, составляющих организационное и методическое обеспечение системы управления.
Организационное обеспечение — это совокупность организационно-распорядительной документации, регламентирующей порядок выполнения функций управления, уточняющей, кто, что и когда должен выполнить. Сюда относятся организационные стандарты, положения о подразделениях, должностные инструкции, некоторые приказы, распоряжения и указания.
Методическое обеспечение — это совокупность методик и методических указаний, регламентирующих, как должны выполняться те или иные функции
Уточнение функционально-информационной структуры охватывает состав функций, их распределение и информационные связи, реализуемые на документах или по каналам связи, в условиях использования АСУ.
Состав функций управления и задач (работ) их реализации - это лишь часть исходных данных для построения структуры. Важно уточнить и конкретизировать распределение этих работ по подразделениям и исполнителям (организационным звеньям системы), детализировать информационные связи между ними по содержанию и во времени. Такая конкретизация неизбежно отразит специфику системы управления на данном объекте, а потому задача уточнения функционально-информационной структуры, в той или иной мере, стоит перед каждой системой.
Формирование функционально-информационной структуры включает:
¨ выявление и систематизацию основных функций и подфункций разного ранга методом ветвления (последовательной декомпозиции);
¨ распределение функций разных рангов по конкретным службам, подразделениям и исполнителям, с четким определением их прав и обязанностей по выполнению этих функций и контролю за их выполнением;
¨ конкретизацию информационных связей между службами, подразделениями и исполнителями и выполняемыми ими функциями.
Рассмотрим каждый подэтап более подробно.
Выявление и систематизацию функций управления можно осуществлять тем же методом последовательной декомпозиции, который был использован при построении "дерева целей".
Приступая к систематизации функций, надо разделить всю совокупность функций управления на несколько первичных основных комплексов. Известно, что процесс управления включает: принятие решений; планирование; организацию деятельности; мотивацию; контроль и обеспечение информацией на каждом этапе деятельности организации.
Пример построения "дерева основных функций управления" (общие функции старших рангов) показан на рис. 4.6.
Дальнейшая дифференциация и систематизация функций управления зависит не только от дальнейшей конкретизации объекта управления, но и от уточнения той проблемы, применительно к решению которой проводится анализ системы.
Распределение функций по конкретным службам, подразделениям и исполнителям, принятое на предприятии или в аппарате управления, может быть установлено на основе рассмотрения организационно-методических документов, в том числе положений, должностных инструкций и организационно-методических стандартов.
Как правило, положения и должностные инструкции содержат состав Функций, права и обязанности соответственно для подразделений и специалистов.
Организационно-методические стандарты должны регламентировать взаимосвязи и взаимодействия подразделений и специалистов в реализации определенной функции или групп функций.
Однако, как показывает опыт, фактический состав функций управления зачастую оказывается шире или уже, чем тот, который зафиксирован в организационно-методической документации. Поэтому при выявлении и уточнении функционально-информационной структуры системы управления рекомендуется не ограничиваться рассмотрением действующих положений, должностных инструкций и организационных стандартов, а осуществлять более детальное обследование каждого подразделения, анализировать состав его входящей и исходящей информации, определять сущность операций по переработке информации, проводимых в подразделении, состав подготавливаемых и реализуемых управленческих решений.
Конкретизация информационных связей. При формировании функционально-информационной структуры системы управления необходимо не только выявить состав функций, их размещение по службам, подразделениям и исполнителям, но и конкретизировать информационные связи как между отдельными звеньями, так и между разными функциями, которые оказываются информационно взаимосвязанными. Результаты такой конкретизации удобно фиксировать в виде технологической схемы сбора, передачи, хранения, переработки и использования информации.