Определение показателей эффективности

ЗАДАНИЕ 12. ИСХОДЯ ИЗ ЦЕЛИ ОПЕРАЦИИ (ЗАДАНИЕ 5) СФОР­МУЛИРУЙТЕ ВЫБРАННЫЙ ВАМИ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭФ­ФЕКТИВНОСТИ (ЦЕЛЕВУЮ     ФУНКЦИЮ) МОДЕЛИ.

Показатели эффективности служат основой для оценки конкретных решений рассматриваемой проблемы. В примере о ремонтном оборудова­нии для автотранспортных средств в состав показателей эффективности могут быть включены число автомашин, ожидающих ремонта, среднее вре­мя ожидания, стоимость сооружения и оснащение ремонтных участков и т.д.

В практических случаях достаточно трудно поставить в соответ­ствие всей совокупности целей организации (нередко противоречивых) какой-либо один критерий. Это определяется либо сложностью матема­тических функций, необходимых для формирования такого критерия, что не позволяет найти подходящий метод решения, либо значительной ис­ходной неопределенностью формулировок некоторых целей, что не дает возможности выразить их через количественные характеристики.

Например, при определении оптимальной величины некоторого това­ра критерий оптимизации должен формироваться с учетом противоречи­вых целей, которые преследуют различные отделы организации – произ­водственный, материально-технического снабжения, сбыта, финансовый. То, что эти цели действительно противоречивы, проявляется, например, в требовании отдела сбыта иметь на складе запас готовой продукции, минимизирующий неудовлетворенный спрос, причем данное требование выдвигается без учета возможностей производственного отдела. Если критерий оптимизации не ассоциирован с глобальной целью, а отражает ее линию в частных аспектах, то использование модели приводит к ре­шению, называемому субоптимальным. Решение такого рода не в полной мере отвечает истинным интересам данной организации как целостной системы.

Естественно, что опытный исследователь обычно старается тем или иным путем минимизировать отрицательные последствия субоптимизации, вводя в целевую функцию важнейшие противоречивые цели с присоединен­ными им "разумными" значениями весовых коэффициентов. Эти весовые коэффициенты отражают представления исследователя об относительной важности каждой цели. Если некоторые из таких целей не могут быть введены в целевую функцию, то при интерпретации полученного субопти­мального решения должны учитываться сделанные допущения.

Методические указания к заданию

В предыдущих заданиях вами составлена словесная модель операции, где сформулирована цель, определены управляемые и неуправляемые пере­менные, описаны ограничивающие условия для переменных.

Считать, что разработанная модель совершенна, может быть, прежде­временно. Поэтому предлагается вернуться к вашему объекту, проанали­зировать его в соответствии с планом (задание 2) с системотехнической точки зрения.

Поэтому очередным будет задание 13.

Системный анализ модели

 

Структуризация проблемы

ЗАДАНИЕ 13. ОПРЕДЕЛИТЕ СТЕПЕНЬ СТРУКТУРИЗАЦИИ ВАШЕЙ ПРОБЛЕМЫ.

Структуру любой проблемы можно охарактеризовать следующими ло­гическими элементами:

- возможность определить цель, достижение которой означает, что проблема решена;

- альтернативные средства (с их помощью может быть достигнута цель);

- затраты ресурсов, требуемые для каждого курса действий;

- наличие моделей с отображением связей между целями, альтер­нативами и затратами;

- возможность формализации цели в виде критериев оптимальности,
позволяющих сопоставить затраты и результаты и выбрать наиболее пред­почтительные решения.

От степени структуризации проблемы зависит возможность примене­ния того или иного метода ее решения. В связи с этим проблемы могут быть разделены на следующие:

- стандартные;

- хорошо структуризованные;

- слабоструктуризованные;

- неструктуризованные.

Стандартные отличаются ясностью и однозначностью не только це­лей альтернатив и затрат, но и самих решений на основе заранее выра­ботанных процедур и правил, четко определенных методик. К ним можно отнести, например, расчет потребности в оборудовании, материалах, ра­бочей силе и т.д. исходя из заданной производственной программы.

Хорошо структуризованные проблемы многовариантны по существу, но хорошо количественно сформулированы. В них существенные зависи­мости выявлены настолько, что они могут быть выражены в числах или символах. В таких проблемах наилучший из возможных вариантов решения может быть найден с помощью построения и оптимизации детерминирован­ной экономико-машинной модели с единственным критерием оптимальности. В управлении экономическими процессами немало хорошо структуризованных проблем, начиная от транспортных задач и кончая задачами ассор­тиментной загрузки производственных мощностей.

Слабоструктуризованные проблемы связаны с выработкой перспектив­ных способов действий. Наряду с изученными и количественно нормализуе­мыми элементами эти проблемы содержат элементы неопределенности. К таким причисляют проблемы со следующими особенностями: принимаемые решения относятся к будущему; имеется широкий диапазон альтернатив; решения требуют больших вложений ресурсов и содержат элементы рис­ка; решения зависят от неполности информации; не полностью опре­деляются требования, относящиеся к стоимости и времени реализации проблемы; цель проблемы не всегда можно формализовать в виде един­ственного критерия оптимальности; проблема внутренне сложна. Сла­боструктуризованные проблемы решаются с помощью количественно-ка­чественной методологии системного анализа (в первую очередь теории иерархических структур), сочетающей математические расчеты с сооб­ражениями экспертов.

Неструктуризованные проблемы отличаются значительной неопре­деленностью и неформализуемостью как самих целей, так и возможных курсов действий. При их решении основное значение придается суж­дению, опыту и интуиции руководителей и специалистов. К названным можно отнести проблему формирования долгосрочных и среднесрочных планов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, социального развития коллектива и др.

 Методы и модели решения стандартных проблем – это методы и мо­дели без управления. Они необходимы как методы и модели диагности­ческого анализа и информационного обеспечения для оптимизационных задач (методы прямого счета, нормирование, балансовые, статисти­ческие методы и модели анализа и прогнозирования).

Методы и модели хорошо структуризованных проблем – оптимиза­ционные методы и модели детерминированных процессов: оптимизации, вариационного исчисления, линейного и нелинейного программирования, дискретного и динамического программирования, детерминирования ме­тода математической теории оптимальных процессов и др.

Методы и модели слабоструктуризованных проблем входят в арсе­нал методологии системного анализа. Здесь существенную роль играет фактор неопределенности. В этих условиях меняется общая модель вы­бора решений, широко используют методы векторной оптимизации. Сог­ласно концепции векторной оптимизации цель разработки той или иной хозяйственной системы не всегда можно практически формализовать в виде единственного критерия оптимальности.

Требование построения единого показателя достижения цели, вы­ступающего в роли критерия оптимальности, заменяется требованием построения набора (вектора) целевых функций. Приходится считаться с факторами неопределенности. Они связаны в первую очередь с научно-техническим прогрессом, природно-климатическими условиями, неоднознач­ным поведением моделей и т.д. Все это ведет к тому, что оптимальный план не может разрабатываться однозначно, а должен формулироваться как множество вариантов, каждый из которых с некоторой вероятностью может оказаться оптимальным.

Методы и модели неструктуризованных проблем включают, в основ­ном, методы принятия решений в условиях неопределенности (теория игр), а также на основе экспертных оценок, эвристического програм­мирования, теории адаптации и обучения. Поиск решения в последнем случае рассматривается как многошаговый повторяющийся процесс итер­ативного типа, в ходе которого постоянно сравниваются цели с воз­можностями их достижения, изыскиваются новые возможности, а сами цели корректируются.

 

Определение конечной цели

ЗАДАНИЕ 14. ПРОВЕРЬТЕ ВЫБРАННУЮ ВАМИ ЦЕЛЬ (ЗАДАНИЕ 5) С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА И, ЕСЛИ НЕОБХОДИМО,  ДОПОЛНИТЕ ЕЕ.

Центральным этапом методологии системного анализа является оп­ределение целей. Поскольку глобальную цель обычно не удается свя­зать со средствами ее достижения, то осуществляется разбиение (де­композиция) генеральной цели на более мелкие – локальные цели, позволяющие выявить средства их достижения. Поэтому центральным ме­тодом системного анализа стал метод поэтапного расчленения гене­ральной цели на составные элементы, названный методом построения дерева целей.

Дерево целей строится так, что корень дерева соответствует ге­неральной цели, а вершины относятся к подцелям. Причем по мере опус­кания по уровням дерева цели становятся более мелкими. Разбиение генеральной цели на подцели продолжается до тех пор, пока не появ­ляется возможность связать цели нижних уровней дерева со средствами, обеспечивающими выполнение этих целей.

Таким образом, одна из главных задач построения дерева целей –установление полного набора средств, обеспечивающих достижение по­ставленной генеральной цели, и выявление связей между этими сред­ствами.

Следует отметить, что как формулировка целей, так и процесс построения дерева целей являются творческими, относящимися к нефор­мальной части системного анализа.   

Несмотря на то, что дерево целей формируется на сугубо эври­стической основе, при реализации метода построения дерева целей можно выделить два этапа:

1) построение первоначального варианта дерева целей;

2) определение коэффициентов относительной важности его отдель­ных элементов и формирование окончательного варианта дерева целей.

Первый этап можно разбить на подэтапы, предусматривающие выбор:

- принципа построения дерева целей;

- принципа детализации элементов на каждом уровне;

- глубины детализации;

- взаимосвязи между элементами.

На втором этапе можно выделить следующие подэтапы:

- выбор критериев оценки целей;

- ранжирование критериев, расчет коэффициентов относительной важ-ности дерева и уточнение дерева на основе результатов проведен­ного анализа.

Можно выделить два принципа, положенные в основу вида дерева целей:

     1) целевой, в соответствии с которым на всех уровнях дерева це­лей представлены элементы одного и того же типа, но сформулированные
с разной степенью детализации. Например, генеральная цель – подцели первого уровня – подцели второго уровня и т.д.;

     2) последовательной декомпозиции проблемы по схеме: цель – проблема – мероприятия по достижению целей – отдельные задачи – потребные ресурсы.

Оба принципа не противоречат друг другу и могут применяться в зависимости от поставленной задачи совместно.

   При построении дерева целей обычно проверяется выполнение опре­деленных условий, к которым относятся:

-  соподчиненность – цели нижнего уровня должны быть подчинены целям более высокого уровня, представлять собой их составляющие (элементы), вытекать из них, обеспечивать их достижение;

- сопоставимость – на каждом уровне системы должны располагать­ся цели, сопоставимые по масштабу и значимости;

- полнота – система целей должна включать в себя всю совокуп­ность целей, вытекающих из соответствующей генеральной цели высшего уровня;

- взяимоувязанность – в системе целей не могут присутствовать изолированные цели, т.е. не связанные ни с какими-другими целями;

- реальность – цели должны быть достижимыми с точки зрения реальных возможностей и ресурсов.

Для того чтобы перейти от целей к мероприятиям, по их дости­жении необходимо детально уяснить характер взаимосвязей между целями.

Можно отметить три вида взаимозависимостей между целями одного уровня:

    1)взаимодополнение целей – цель   достигается только в случае достижения цели , и наоборот;

    2)безразличие целей – цель  достигается независимо от до­стижения цели ;

    3)конкурентность целей – ограниченное количество ресурсов мо­жет быть направлено на достижение либо цели , либо цели .

Взаимозависимость целей одного уровня учитывают с помощью коэф­фициентов взаимной полезности (КВП). Эти коэффициенты определяются на основе экспертных оценок.

Для того чтобы выявить характер взаимосвязей между целями раз­личных уровней и определить влияние каждой их них на достижение ге­неральной цели, в рассмотрение вводят коэффициенты относительной важности целей. Степень важности каждой цели для выполнения постав­ленной генеральной цели, определяемая полученными коэффициентами относительной важности, является необходимой информацией для лиц, планирующих достижение поставленных целей, так как позволяет при ограниченности ресурсов отбирать цели, требующие достижения в пер­вую очередь.

 

Разработка альтернатив

ЗАДАНИЕ 15. ВЫБЕРИТЕ И ОПИШИТЕ ВОЗМОЖНЫЙ ВАРИАНТ СТРУК­ТУРЫ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ  системой.

На третьем этапе системного анализа – "Разработка альтернатив" осуществляется корректировка параметрических и структурных моделей объекта и проводится синтез и анализ облика управляющей системы, ко­торая позволяет реализовать сформулированные цели. При разработке различных вариантов управляющей системы обычно проектирование осу­ществляется по следующим фазам: элементы – структура – функциониро­вание. "Разработка альтернатив" связана с разработкой функциональ­ных аспектов проектируемой системы. Под функционированием системы понимается упорядоченное во времени и пространстве взаимодействие органов управления, технических средств и управляемых объектов при осуществлении в системе основных видов управляющей деятельности. При этом с учетом выполнения поставленных целей формулируются:

- перечень задач, посредством решения которых осуществляется
реализация элементов дерева целей;

- распределение задач между органами управления различных уров­ней;

- объемы, виды, формы и сроки представления информации взаимо­обмена между объектами системы:

- критерии и показатели эффективности функционирования системы.
Разработка принципов функционирования (как и выбор структуры)

представляет собой одну из самых сложных и ответственных задач проектирования системы. Решение этих задач позволит на начальных стадиях разработки определить:

- перечень подлежащих автоматизации видов управляющей деятель­ности, реализуемых в данной системе;

- состав подсистем и перечень отдельных объектов системы;

- перечень внешних систем, с которыми предполагается взаимодей­ствие;

- основные формы управления и способы взаимодействия элементов системы;

- общие требования к функциональным характеристикам объектов,
подсистем и системы управления в целом.

 

Анализ ресурсов

ЗАДАНИЕ 16. ОЦЕНИТЕ ПОВТОРНО С УЧЕТОМ СТРУКТУРНОГО
   АНАЛИЗА РЕСУРСЫ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ системы.

Возможности управления системой зависят от наличия достаточ­ного количества ресурсов: материальных, энергетических, информацион­ных, финансовых, человеческих и т.д.

В качестве шкалы соизмерения различных ресурсов, средства их учета, нормирования и планирования их использования обычно выбира­ют финансовые ресурсы. Основным подходом к исчислению ресурсов яв­ляется оценка потребных ресурсов для достижения цели операции. Пере­числите все особенности, условия и характеристики вашей операции, которые необходимо отразить в модели в виде математических соотно­шений. Учтите, что должны быть определены управляемые переменные, которые обязательно войдут в аналитические соотношения для ограни­чений и цель операции.

Для проектируемой операции необходимо определить:

1) потребные ресурсы по процессам "жизненного цикла" операции;

2) ограничения по отдельным видам ресурсов;

3) возможности замещений ограниченных видов ресурсов.

На основании такого анализа разрабатывается модель расхода ре­сурсов на операцию. Обычно модели расхода ресурсов выражаются стои­мостью как универсальной шкалой измерения ресурсов. Однако для де­фицитных видов ресурсов она может быть выражена также в натуральном виде. Различают статическую и кинематическую модели расхода ресур­сов.

Статическая модель расхода ресурсов разрабатывается в виде матрицы, в которой строки содержат расход ресурсов на подсистему.

В кинематической модели расхода ресурсов процессы жизненного цикла выражены в координате времени.

На основе построения кинематической модели выявляются "пики" в потребных ресурсах, которые при жестких ограничениях на ресурсы могут оказаться существенными для достижения поставленных целей.