Использование технических средств в процессе моделирования

Использование математических методов в принятии решений дает возможность осуществлять комплексный анализ объективных связей между явлениями, их рациональное и нагляд­ное описание, устанавливать степень влияния одних факторов на другие при их изменении. В итоге моделирование и оптимизация позволяют своевременно подключать дополнительные ресурсы в производственный процесс.

Однако применение научных методов (заимствованных в математике, кибернетике, психологии, социологии, статистике, информатике) становится возможным в условиях широкого вне­дрения современных средств вычислительной техники и информационных технологий. ЭВМ позволяют в короткое время обрабатывать математические модели, используя диалоговый режим в системе "человек-машина", оперативно получая ответ на вопрос "что будет, если..?".

Осуществляя процесс разработки решений в диалоге с ЭВМ, пользователь простейшей системы может:

а) структуризовать любую ситуацию, возникающую в связи с разработкой решения, сопоставляя ее с проектом решения;

б) получать модифицированные результаты и их оценки, вводя в ЭВМ новые критерии и варианты, дополняя их в ходе диалога новыми значениями;

в) исследовать последствия изменений различных факторов для ранжирования вариантов решений;

г) руководитель может внести коррективы в проработанные проблемные ситуации, полагаясь на новые знания о них.

Между тем, традиционный подход к разработке решений основан по-прежнему преимущественно на интуитивных предпосылках и общих представлениях о действительности. Основные недостатки его - неточность (количественная), неоптимальность и несистемность.

Неточность количественная проявляется в том, что при обосновании решений превалируют качественные оценки (типа "лучше-хуже", "больше-меньше", "раньше-позже" и т.п.) вместо оценок с точным указанием числа и даты. Допускаются при оценках логические, информационные и вычислительные погрешности. Количественная неполноценность усугубляется их неоптимальностью, то есть отсутствием выбора вариантов принимаемого решения. В лучшем случае выбор осуществляется на основе сравнения двух-трех вариантов без указания меры предпочтительности (критерия оценки).

Отсутствие системного подхода в решении сложных хозяйственных задач характеризуется тем, что общие комплексные задачи (в частности, материально-технического снабжения) искусственно расчленяются на ряд не связанных между собой частных задач. Эти задачи легче решаются, но не содержат необходимых общих условий и целостной картины достижения цели управления процессом.

Необходимость преодоления указанных недостатков породила новую межотраслевую область знаний, использующую математику в качестве способа выражения мер и отношений между изучаемыми явлениями. Такой наукой стала теория исследования операций и систем. Возникшая в отрыве от основных идей кибернетики, теория исследования операций и систем сегодня является самостоятельным и достаточно емким разделом прикладной кибернетики (учитывая сходный характер и методы решаемых задач). Практическая значимость теории исследования операций усилилась в связи с широким проникновением в сферу управления современных средств вычислительной техники. Фактор времени, ранее обесценивавший многие математические результаты, перестал быть препятствием (хотя и сегодня математическое обеспечение является наиболее дорогостоящим в использовании ЭВМ).

Например, для оптимального решения сравнительно простой хозяйственной задачи с пятью показателями (переменными), каждый из которых может принимать 10 допустимых значений, требуется перебрать 100000 вариантов возможных решений. Один счетный работник задачу оптимального выбора будет решать около года непрерывных вычислений (если будет тратить всего 5 минут на расчет одного варианта и сравнения его с другими). ЭВМ выполняет эту операцию в считанные минуты (или секунды в зависимости от типа машины).

При использовании теории исследования операций применяются как экономические знания, так и знания других наук после их математической интерпретации в численной или символической форме. Основой является арсенал математических средств от классической математики до специальных математических разделов, используемых при решении нестандартных экстремальных задач.

Предмет теории исследования операций чрезвычайно сложен, так как правильное принятие решений - результат челове­ческой деятельности, основанный на знаниях, личном опыте, интуиции и других качествах руководителя. Руководитель остается "формой материи", чрезвычайно неудобной для точных научных исследований. Не случайно Мацусита, президент крупнейшей фирмы Японии, "электронный король", заявлял, что после сложных проработок задачи на ЭВМ с применением эконо­мико-математических методов он все же, в конечном счете, принимал решение, полагаясь на собственную интуицию.

Однако существует и другая проблема, связанная с широким внедрением современных технических средств. В частности, с появлением компьютера схема принятия решения стала принципиально иной. Интуиция заменена в значительной мере логическим расчетом, так как ей трудно конкурировать со строгим компьютерным анализом. Как утверждают специалисты, использование жесткой логики вместо интуиции сопровождается двумя проблемами: реже проявляется творческая мысль и чаще принимаются шаблонные решения вследствие наличия детализированной информации. Настоящее творчество в принятии решений проявляется в сочетании логических рассуждений с интуицией.

Внедрение информационных технологий сопряжено со стандартизацией управления различными социальными и производственными процессами из-за использования одних и тех же информационных систем. Хорошо это или плохо? Очевидно, хорошо в том плане, что с помощью вычислительной техники механизм разработки решений становится прозрачным, многие важные для общества процессы превращаются в оптимальные модели. Это избавляет процедуру принятия решений от произвола и некомпетентности чиновников. Как всегда, существует и другая сторона вопроса, связанная с интересами аппарата управления, с созданием особой, универсальной общественной модели, которая не всеми приветствуется. Трудно представить современную деловую жизнь без компьютеров. Президент одной корпорации Билл Гейтс считает, что скоро компьютеры будут править миром. Автоматизация процессов управления создает инфраструктуру, при которой многие процессы принятия решений становятся относительно независимыми от человеческого фактора, то есть настроения и желаний чиновничьего аппарата. Для оздоровления современной отечественной управленческой практики данное обстоятельство имеет особое значение, избавляя ее прежде всего от коррупции.

Использование компьютерных систем сокращает численность аппарата управления. Они способны заменить плановые, финансовые, кадровые и другие службы. Например, внедрение информационных технологий в сферу занятости меняет суть идеологии нанимательства. Разработанная германской компанией информационно-поисковая система позволяет претендентам на должность самостоятельно получать справки и предоставлять сведения о себе через аудиовизуальную систему.

Многие современные российские руководители достаточно равнодушны к информационным технологиям. Проведенный опрос экспертов свидетельствует о том, что более 60% из их числа не пользуются компьютерами. Подавляющее большинство применяет компьютер в качестве печатающего устройства. И только 2% самостоятельно через компьютер получают информацию из Интернет.[3] [3]

Степень использования ЭВМ при разработке решений зависит от особенностей математических моделей. По направлению использования в процессе управления математические модели можно разделить на два класса: модели планирования и модели оперативного, диспетчерского управления.

Модели планирования целесообразно использовать в пакетном режиме. То есть пакет информации, связанной с разработкой плана, вводится в ЭВМ на вычислительном центре. Между лицами, принимающими решение, и ЭВМ появляются посредники: программисты (готовят программы для работы ЭВМ) и операторы (эксплуатационники ЭВМ) вычислительного центра.

Пакетный режим менее удобен при оперативном управлении, когда важно, во-первых, непосредственное взаимодействие лиц, принимающих решение, и ЭВМ; во-вторых, применение не аналитических методов (математических моделей в виде аналитических зависимостей), а специальных алгоритмических методов, позволяющих искать решения с помощью машинного эксперимента, то есть выбирать решение по имитационной модели.

Имитационные модели представляют собой запись алгоритма поиска решения методом численного анализа. Сегодня это наиболее реальный путь внедрения математических методов и ЭВМ непосредственно в работу систем управления, в разработку управленческих решений. В имитационных моделях необязательна запись модели объекта в виде математических уравнений; имитационная модель может представлять собой словесное описание операций, производимых над набором чисел (так называемая операторная форма записи); модели дают алгоритм, то есть последовательность действий, операций, осуществление которых приводит к искомому результату (конкретному решению); алгоритмические методы предлагают не столько решение, сколько способ его нахождения, что существенно расширяет их возможности по сравнению с аналитическими методами (последние выдают результат на основе решения математических уравнений с заданными критериями оптимальности и ограничениями).

Имитационные модели рассчитаны на машинную обработку. Поэтому, кроме самой модели, необходимы средства ввода ее в ЭВМ, соответствующие программы обработки данных и выдачи результатов. Единый комплекс образуют: средства ввода данных, сами данные, модели, описывающие взаимосвязь данных и манипуляции с ними, программы обработки модели, программы выдачи результатов обработки на ЭВМ.

Имитационное моделирование - это сложный участок интеллектуальной деятельности, нацеленный на решение производственных проблем с применением человеко-машинных процедур, но и чрезвычайно интересный. Путем имитационного моделирования решаются задачи проектирования объектов, выбора пропускной способности, правил управления, оценки реальности разработанных программ и планов и др.

Положительными характеристиками метода имитационного моделирования являются:

- возможность построения алгоритма любых ситуаций,

- сравнительно незначительные временные затраты на анализ ситуации,

- учет факторов внешней среды вероятностного характера,

- возможность анализа и поиска решений сложнейших производственных систем,

- решение задач производства, не поддающихся формализации,

- исключение экспериментов в производственных условиях.

Структура модели при принятии управленческих решений в условиях имитационного моделирования имеет вид:

Используя в управленческой практике современные технические средства, необходимо представлять структуру и последовательность работ, ими выполняемых [30]. Приведенная схема (рис. 12) отражает процедуру выработки решения в условиях риска с применением экономико-математического моделирования и ЭВМ. В силу вероятностного характера исследуемого процесса, кроме учета риска, предусматривается также анализ результатов на критичность (эластичность) и адаптивность (случайность). Анализ адаптивности осуществляется при изменении критерия, либо данных о состоянии внешней среды и др. Анализ результата на критичность предполагает расчет критических значений входных параметров, за пределами которых можно получить новую стратегию.

Особенность моделей машинной имитации состоит в том, что нередко появляется возможность вмешиваться в процесс счета лицам, принимающим решение. Это достигается режимом диалога с ЭВМ. Здесь очень удобны дисплеи. Рекомендации по эффективному использованию ЭВМ при разработке управленческих задач состоят в следующем.

При автоматизации принятия решений актуальным является объединение разработки моделей (в том числе имитационных) с общей разработкой АСУ. Именно вследствие того, что эти две составляющие одной проблемы решаются порознь, сегодня преобладает решение задач информационных в организационных системах управления.

Любая модель служит инструментом для лиц, принимающих решение, которые должны уметь им пользоваться (от руководителей до рядовых сотрудников, диспетчеров). Это надо учитывать при разработке моделей.

Использование моделей следует заранее предусматривать, определяя методы работы в автоматизированном режиме и органическое их включение в систему.

Кроме технических проблем, возникают и психологические проблемы. При создании моделей для систем управления следует в комплексе учитывать психологические особенности людей и характеристики ЭВМ. Именно эта увязка обеспечивает создание человеко-машинного комплекса.

Не всегда пользователи моделей - специалисты по вычислительной технике и программированию, поэтому рекомендуются в подобных случаях максимально простые способы общения с ЭВМ, например, на естественном языке.

Для иллюстрации содержания выполняемых на ЭВМ действий приведен пример программной системы экономического анализа технологического процесса, в структуру которой включается: