Конкретные методы исследования систем управления

В настоящей главе мы рассмотрим основные методы исследования, которые используются именно в системах управления для решения всех тех задач, о которых говорилось в предыдущих разделах. Причем, эти методы можно разделить на два основных вида: первый ­– универсальные методы, основанные на единой научной концепции и применимые в любом исследовании; второй – методы специальные, которые употребляются в других отраслях, но подходят и используются в исследованиях систем управления. К первым относятся:

Ø Системный анализ

Ø Моделирование

Ко вторым методам можно отнести:

Ø Методы социологических исследований;

Ø Методы, основанные на качественных оценках (экспертные)

Ø Методы, объединяющие в себе разные подходы

Такое деление очень условно, но оно необходимо, чтобы каким-то образом выделить и описать особенности всех этих методов и подходов и четко определить, как и каким образом их можно использовать в целях исследования управленческих систем.

Системный подход в методологии исследования систем управления

Общие понятия теории систем

Рассмотренные нами в предыдущих разделах данной главы методы научного познания вместе с логическими правилами вывода, законами логики и, наконец, философскими законами диалектики, представляют собой инструменты любого исследователя. С их помощью можно решить любую проблему. Однако, этим не ограничивается арсенал настоящего исследователя. Наука вооружила его и другим оружием. В последнее столетие стало бурно развиваться использование в методологии исследований системного подхода, который дает в руки исследователю мощный, универсальный инструмент решения широкого класса проблем. Мы уже давали определение понятию «система» и рассматривали связь этого понятия с управлением. Поэтому, описание научных и методологических основ исследований было бы неполным без такого важного понятия в современном научном мировоззрении как «система» и все, что с ним связано.

 

В современном понимании термин «система» возник в тридцатых годах ХХ века в работах известного ученого Берталанфи, который применил сначала идеи системного анализа к биологическим объектам, а затем эти идеи легли в основу общей теории систем. После второй мировой войны теория систем и связанные с ней дисциплины стали очень бурно развиваться. Не будет преувеличением сказать, что теория систем стала одной из основ современного научного мировоззрения.

Как у любого сложного, основополагающего понятия у термина “система” существует множество определений. Например, Оксфордский словарь английского языка дает такую формулировку “Система это набор или комплекс взаимосвязанных объектов, которые образуют сложное единство; целое, состоящее из частей, расположенных упорядоченно в соответствии с какой-то схемой или планом”. Более простое определение можно сформулировать так:

Система – некоторая целостность (единство), состоящая из взаимосвязанных частей, каждая из которых вносит свой вклад в уникальные характеристики целого.

Как видим, основным в теории систем является понимание того, что любой объект и явление окружающего мира необходимо рассматривать в тесной взаимосвязи с окружающей средой, с одной стороны, и влиянии друг на друга элементов, составляющих систему, с другой. Т.е. в любой совокупности элементов, объединенных в систему, появляется некоторое отличительное свойство, которое многие исследователи именуют «сложностью». В книге известного ученого Т.Саати сложность определяется как «…совокупность большого числа различных объектов, действующих вместе». Эта концепция – сердцевина общей теории систем. Сложность есть взаимодействие и взаимосвязанность, т.е. поведение одного или нескольких элементов, которые воздействуют на поведение других элементов. Поэтому в любой системе возникают некие новые свойства, которые априори не присущи отдельным частям и характеризуют новые структуры в составе системы, образуемые взаимодействием существующих элементов. Из всего этого следует, что сложность и взаимодействие составных частей играют очень важную роль в понимании того, что такое система. Кроме того, любая система предназначена для выполнения определенного вида работ или решения достаточно четко очерченного класса задач. Из чего следует, что процесс функционирования системы представляется как процесс действия её элементов, подчиненных единой цели.

Некоторые авторы, желая подчеркнуть сложность рассматриваемых объектов и необходимость применения к ним информационных и кибернетических понятий, делят системы на «простые» и «сложные». В принципе любая система может рассматриваться как простая или сложная, в зависимости от того, на каком уровне детализации она изучается. Не углубляясь в обсуждение правомочности и корректности применения термина «сложная система», будем считать, что «… объект целесообразно рассматривать как сложную систему, если при его изучении нам приходится отводить существенную роль комплексным общесистемным вопросам» [18].

Таким образом, любой исследователь системы управления должен понимать, что он имеет дело с объектом, системность которого необходимо учитывать в первую очередь. Учет этого обстоятельства заключается не только в осознании цели функционирования исследуемой системы и её элементов, их взаимосвязи и взаимовлияния между собой. Кроме этого, в исследованиях необходимо отталкиваться от некоторых положений, следующих из основных постулатов общей теории систем.

Из определения системы как единства взаимосвязанных элементов следует, что система не является простой суммой частей. На этом основано понятие синергетического эффекта, который заключается в том, что реакция системы может быть совершенно иной (как количественно, так и качественно) чем сумма реакций отдельных её элементов. Попросту говоря, для системы целое далеко не всегда равно сумме её составных частей [8].

Из того же определения следует принцип целостности: цели функционирования всей системы должны быть согласованы с целями функций ее подсистем и элементов.

Система имеет границы, отделяющие её от общей среды. Этот важный принцип, несмотря на его кажущуюся простоту, очень часто бывает причиной многих ошибок. При анализе любой системы очень важно четко определить её границы. Бывает, что к системе относят элементы, которые являются частью внешней среды и наоборот, не учитывают некоторые элементы системы, относя их к внешней среде.

Системы делятся на открытые и закрытые. Система называется открытой, если она имеет связи с окружающей средой. Мы неоднократно упоминали о социотехнических системах. Здесь же самое время объяснить, что в современных теориях управления организации рассматриваются особые разновидности открытых систем, которые называются социотехническими системами. Такое название возникло в связи с тем, что социотехнические системы состоят из биологических (люди как биологические особи), социальных (группировки и групповые взаимодействия, привычки и убеждения) и физических (деньги, материалы, оборудование и пр.) подсистем и элементов.

Открытая система существует в состоянии гомеостаза (устойчивого равновесного состояния) с окружающей средой, при котором она усваивает достаточно вводов из своего окружения, чтобы возместить ее выходы плюс энергия и материалы, используемые для работы самой системы. Иначе говоря, всегда существует баланс между поступлениями в систему, внутренним содержанием и выходами из неё.

Очевидно, для того, чтобы какая-либо система достигла динамического гомеостаза, она должна обладать обратной связью. Это означает, что в системе должен быть обратный информационный ввод, который сообщает, действительно ли система достигла устойчивого состояния и не подвергается опасности разрушения. Это основной принцип необходимости управления (управленческого контроля) с точки зрения теории систем.

Любую систему можно представить состоящей из других систем, которые называется подсистемами. В свою очередь любая система (за исключением всей Вселенной) является подсистемой какой-то другой системы. Этот принцип называется принципом делимости.

Открытые системы, в частности социотехнические, тяготеют к нарастанию усложненности и дифференцированности. Это означает, что любая открытая система по мере своего роста стремится к большей специализации своих элементов и усложнению структуры, нередко расширяя свои границы или, создавая новую суперсистему (пример, любая успешно работающая организация).

Открытые системы могут достигать желаемого состояния (динамического гомеостаза) различными способами, исходя из процесса или концепции, называемыми “эквифинальность”. Для социальной или социотехнической системы это означает, что к цели можно идти по-разному (например, с помощью вариации входных параметров или варьируемых процессов или методов в самой системе) и при этом не существует единственно лучшего пути. В закрытой системе элементы действуют одним, причинно-следственным путем.

В самом общем случае, задачи исследования любых систем, сводятся к двум основным классам:

¨ задачи анализа, связанные с изучением свойств и поведением системы, в зависимости от её структуры и значений параметров;

¨ задачи синтеза, сводящиеся к выбору структуры и значений параметров, исходя из заданных свойств системы.

Методы системного анализа и синтеза

Важной составной частью системного анализа является полнота и четкость описания цели функционирования системы, перечня решаемых ею задач.

Первоначально, если цели и задачи системы определены, ставится вопрос об оценке качества её функционирования, т.е. об уровне эффективности системы. Для этого необходимо иметь показатели эффективности, под которыми понимают такую численную характеристику системы, которая оценивает степень её приспособленности к выполнению поставленных задач. Приведем цитату из работы, которая целиком посвящена этим проблемам:

«По существу выбор показателя эффективности является заключительной стадией формулирования целей и задач системы. В самом деле, без указания показателя эффективности формулировка целей и задач системы оказывает существенное влияние на интерпретацию свойств системы и результатов её исследования. Поясним сказанное на следующем примере.

Рассмотрим некоторый производственный процесс как сложную систему. При описании целей и задач этой системы необходимо указать перечень изделий, для выпуска которых она предназначена. Однако, если мы ограничимся только упомянутым перечнем, то не получим нужных сведений для обоснованной оценки качества её функционирования. Действительно, пусть показателем эффективности рассматриваемого производственного процесса служит производительность, измеряемая количеством изделий, выпускаемых в течение фиксированного интервала времени (за смену, неделю или месяц). Оценивая качество производственного процесса с помощью этого критерия (например, при проектировании производственного процесса) мы будем придавать наиболее существенное значение факторам, способствующим достижению максимальной производительности. При формальном подходе к делу, который для сложных систем по вполне объективным причинам может оказаться преобладающим, обеспечение максимальной производительности неизбежно будет сочетаться с ухудшением характеристик производственного процесса (экономии сырья, износа оборудования, расхода энергии, фонда зарплаты и т.д.).

Аналогичные рассуждения можно привести и для других показателей эффективности. Например, при использовании в качестве показателя эффективности величины себестоимости продукции такие факторы, как экономия сырья, износ оборудования, расход энергии и фонда зарплаты, будут иметь больший вес, в то время как факторы, связанные с производительностью оборудования, отойдут на второй план.

Заметим, что для производственного процесса могут быть выбраны такие показатели эффективности, которые учитывают как себестоимость продукции, так и производительность оборудования, например, величина прибыли, рентабельность.

Из рассмотренных примеров ясно, что только выбор показателя эффективности делает описание целей и задач системы вполне законченным» [18, стр. 26-27].

 

Расчет показателей эффективности представляет собой весьма сложную задачу. Он основывается на применении сложных математических моделей, которые строятся с учетом как внутренних особенностей функционирования самой системы, так и взаимодействия её с факторами внешней среды.

Еще раз отметим, что методы теории систем, это не какая-то конкретная методика работы, а некий общий подход, основанный на всем вышесказанном. Объединяя системный подход со стадиями исследования систем управления, отметим, что системный анализ необходим на стадии постановки задачи и формулировки гипотез, а методы системного синтеза применимы на конечных стадиях исследования, когда разрабатываются конкретные рекомендации по изменению системы управления.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое система? В чем основные особенности этого понятия?

2. Сформулируйте и объясните основные положения теории систем. Каким образом они связаны с процессами управления?

3. Каким образом определяется эффективность работы системы?

4. Что такое системный анализ и синтез? На каких этапах исследования систем управления наиболее эффективно использовать методы системного анализа и синтеза?

 

Моделирование