Этапы системного исследования

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ. ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ В ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ПРИНЦИПЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА И ЭТАПЫ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Предмет изучения науки

1) Основные понятия теории сложных систем.

В рамках направления «Исследование систем управления» организации и их системы управления рассматриваются как сложные системы. Предметом исследования здесь является поведение таких систем, а также методы проектирования систем управления организациями.

В отношении применяемых методов исследования можно сказать следующее. Вопросами исследования и принятия решений (формализованный или неформализованный выбор) в сложных системах занимаются в рамках «собирательного» направления «Системные исследования» («Системный анализ»). Помимо методов общей теории систем и исследования операций, на которые опирается это направление, здесь уделяется также внимание не формализованному переходу от реальной системы к ее модели. Для этого используется системный подход. Он представляет собой направление методологии, т.е. систему принципов (известных как принципы системного подхода) и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе.

Разработанная на основе системного подхода модель может быть формально исследована в рамках существующих отраслей науки, а также использована при принятии решений.

Основные определения

Элементом называется некоторый объект(материальный,энергетический,информационный,алгоритмический) неделимый в рамках данного рассмотрения.

Связью называется важное для целей рассмотрения отношение между элементами(в частности,обмен веществом, энергией, информацией, отношение предшествования, подчинения и др.).

Функцией называется назначение элемента,отведенное ему природой или человеком,которое онв состоянии выполнять в условиях только определенных (предусмотренных) внешних воздействий.

Целью называется назначение элемента,отведенное ему природой или человеком,которое он всостоянии выполнять, приспосабливаясь к различным (непредусмотренным) внешним воздействиям.

Системой называется множество элементов и связей между ними,обладющее функцией (целью),отличных от функций (целей) отдельных элементов . Системным эффектом или эмерджентностью называется проявление качественно новых свойств у целого (системы), которые отсутствуют у ее элементов. Синергетическим эффектом называется возрастание эффективности деятельности в результате интеграции, слияния отдельных частей в единую систему за счет т.н. системного эффекта (эмерджентности). Если система обладает целью, то ее еще называют целеустремленной системой

Наличие цели у системы (глобальной цели) предполагает существование локальных целей или локальных функций ,стоящих перед ее элементами.Другими словами,глобальная цель/функция обеспечивается засчет их реализации. Цели/функции, подцели/подфункции и такого рода связи между ними часто образуют иерархическую структуру (дерево целей).

Большой системой называется система,включающая значительное число однотипныхэлементов и связей. Большой и сложной или просто сложной системой называется большая система, состоящая из элементов разных типов и обладающая разнородными связями между ними.

Пример1. Сборная стрела крана с элементами в виде стержней - большая, но не сложная система. Самолет, компьютер - большие и сложные системы.

Структурой называется представление системы в виде подмножеств элементов(возможноодноэлементных ) и связей между ними. Разбиение множества элементов на подмножества или структуризация может иметь материальную,функциональную(для этого целесообразнопредварительно построить дерево целей), алгоритмическую и др. основы. Структуру системы удобно изображать в виде графической схемы, состоящей из ячеек (подмножеств) и связей. Такие схемы называют структурными схемами.

Пример2. Примером материальной структуры является материальная структура сборного моста. Представление двигателя внутреннего сгорания в виде взаимосвязанной совокупности систем питания, смазки, охлаждения и др . - функциональная структура. Деление предприятия на отделы - организационная структура. Представление алгоритма в виде схемы алгоритма - алгоритмическая структура.

Декомпозицией называется деление системы на части(подсистемы),удобное для целейрассмотрения. Часто целесообразна вертикальная или уровневая декомпозиция, где каждый нижележащий уровень подчиняется вышестоящему. Декомпозиция - это процесс обратный структуризации. К одному и тому же представлению системы можно прийти как структуризацией, так и декомпозицией.

Пример3. Как пример уровневой декомпозиции можно рассмотреть представление государственного сектора какой- либо отрасли народного хозяйства в виде следующей иерархии.

Рис. 1.

Упр – управление предприятием, УЦех – управление цехом

Системы и внешняя среда

Системы можно классифицировать на открытые и замкнутые. Основные отличительные черты открытых систем - способность обмениваться с внешней средой массой, энергией, информацией и др. В отличие от них, замкнутые системы предполагаются полностью лишенными этой возможности. Такие системы используются как определенного рода абстракция и в природе не встречаются.

На систему (открытую) оказывает влияние внешняя среда. Это влияние она оказывает посредством входных воздействий (входов) или стимулов. Система в свою очередь воздействует на среду. Такое воздействие реализуется посредством выходных воздействий (выходов) или реакций.

Рассмотрим в качестве системы организацию. Организация – система, которая использует производственные факторы с целью получения максимальных качественных и количественных результатов за минимальное время и при минимальных затратах факторов производства. С точки зрения внешней среды, такая система существует как источник удовлетворения ее потребностей. Простейшая схема взаимодействия между системой и средой выглядит следующим образом (рис.2).

Рис .2. Схема взаимодействия системы и среды В качестве входных воздействий на систему со стороны внешней среды выступают:

• множество целей и ограничений - Z = {Z_k}

• множество ресурсов (факторов производства, перерабатываемого сырья и др.) - X = {X_j} Выходами системы являются множество конечных продуктов, благ и услуг, ориентированных на удовлетворение потребностей внешней среды, а также отходы, т.е. конечные продукты, оказывающие негативное влияние на внешнюю среду - Y = {Y_i}. При этом множество конечных продуктов и ресурсов можно классифицировать на следующие группы: материальные, информационные, финансовые, трудовые, энергетические.

Рассмотрим более детальную схему взаимодействия предприятия "как системы" с внешней

средой.

Население

Поставщики/ потребители

Контрагенты

Рис.3. Схема взаимодействия предприятия с внешней средой Для примера рассмотрим фрагмент модели взаимодействия учебного заведения с элементами

внешней среды [4]. В качестве конечных продуктов учебного заведения (выходов) можно рассматривать следующие векторы, компонентами которых являются множества:

Y₁-подготовленные инженерные кадры;

Y₁₁-инженерные кадры,подготовленные по типовым программам;

Y₁₂-инженерные кадры,подготовленные по заказам органов власти и управления; Y₁₃-инженерные кадры,подготовленные по заказам финансовых институтов;

Y₁₄-инженерные кадры,подготовленные по заказам конкретного предприятия и т.д.; Y₂-информационная продукция вуза;

Y₂₁-учебно-методическая литература;

Y₂₂-научно-техническая литература;

Y₂₃-отчетная информация о деятельности вуза; Y₃-научно-технические разработки вуза;

Y₄-кадры высшей квалификации.

В качестве входных ресурсов учебного заведения выделим: X₁-финансовые ресурсы для организации учебного процесса;

X₁₁-федеральный бюджет; X₁₂-местный бюджет;

X₁₃-внебюджетные фонды;

X₁₄-благотворительные фонды; X₁₅-кредиты банков;

X₂-финансовые ресурсы для выполнения научно-исследовательской деятельности;

X₃-финансовые ресурсы для организации административно-хозяйственной деятельности; X₄-абитуриенты,поступающие в вуз;

X₄₁-на основе госбюджетного финансирования;

X₄₂-по заказам органов власти и управления; X₄₃-по заказам финансовых институтов;

X₄₄-по заказам конкретных промышленных предприятий;X₄₅ – на коммерческой основе.

Х₅ – сотрудники и преподаватели.

В качестве множества целей и ограничений, определяющих деятельность вуза, можно рассматривать: Z₁ по учебной деятельности –

Z₁₁-требования ГОС на подготовку специалистов по конкретной специальности; Z₁₂-требования органов власти и управления на подготовку специалистов;

Z₁₃-требования финансовых структур на подготовку специалистов;Z₁₄ – промышленных предприятий.

Z₂ по научно-исследовательской деятельности –

Z₂₁-требования федеральных органов к качеству выполнения госбюджетных тем; Z₂₂-требования заказчиков к качеству выполнения хоздоговорных тем.

Рассмотренное выше представление системы через отношение между входными и выходными воздействиями, называется системой типа “вход- выход” или “ черным ящиком”. При анализе таких систем непосредственно рассматривается не структура системы, а само отношение вход- выход, т.е. подмножество упорядоченных пар входных и выходных воздействий. Вообще говоря, это отношение не является функцией. Такое представление появляется на начальной стадии исследования.

Можно исследовать структуру системы и попытаться найти внутренние характеристики системы, фиксация которых превращает рассматриваемое отношение в функцию. Так возникает понятие состояния. Состоянием называется совокупность одномоментных значений всех характеристик системы, важных для ее функционирования. Таким образом, переходят к представлению системы в пространстве состояний.В этом случае считают,что под влиянием входных воздействий и всоответствии с состоянием, система формирует выходные воздействия и, кроме того, меняет свое состояние. Здесь появляется понятие траектории развития системы, т.е. последовательности изменений ее состояния во времени.

Возвращаясь к учебному заведению, следует сказать, что количество и состояние учебных помещений, оборудования, преподавательских кадров , существующая численность студентов на различных курсах и др., окажут существенное влияние на результаты деятельности заведения, как в коротком, так и в долгосрочном периоде. Другими словами, совокупность этих показателей является состоянием системы.

Системы и управление

Заданное развитие системы, в частности, предприятия, есть план. Например, план по объему производства, динамике расчетного счета и др. Главная задача управления – формировать такие управляющие воздействия (менять контролируемые переменные, например, расходы на рекламу, технологию производства, научно- технические разработки, затраты, силу финансовых и операционных рычагов и др.) которые, не смотря на возмущения, позволили бы выполнить план или минимизировали бы отклонения от него.

При рассмотрении управляемых систем, таких как предприятия, их представляют состоящими из двух подсистем – субъекта управления (системы организационного управления - руководство предприятия) и объекта управления (производство, остальные службы предприятия ). При этом входное воздействие в объект управления принято разделять на вход (перерабатываемое сырье, материалы),

управляющее (входы управления),и возмущающее воздействие (не контролируемые переменные,

например, ставка рефинансирования ЦБ, уровень инфляции).

Система, в которой для формирования управляющих воздействий не используется результат, полученный на ее выходе, называется системой без обратной связи (ОС). Такие системы практически не используются.

Система, в которой на формирование управляющих воздействий влияет выходной результат, называется системой с ОС. Здесь субъект управления входит в контур ОС. В таких системах обычно

различают понятия задающего и возмущающего воздействия. Управляемую систему в этом случае можно изобразить следующим образом.

Субъект

управления

положительная,если она усиливает эффект входного воздействия; отрицательная ,если она ослабляетэффект входного воздействия . Конечно , такое деление является условным, так как для выходных величин, имеющих векторный характер, воздействие одной и той же ОС приводит к усилению одних компонентов выходного вектора и ослаблению других. Кроме того, как мы увидим ниже, даже в линейных системах обратная связь может быть положительной для колебательных воздействий одной частоты и отрицательной – другой.

В технических устройствах положительная ОС применяется всюду, где требуется усиление входного сигнала. В экономических системах существование положительной ОС является основной причиной роста экономических показателей (развтия). Она проявляется в том, что часть прибыли накапливается и возвращается на вход системы в виде капитальных вложений, которые увеличивают выпуск продукции и развитие системы.

Наличие отрицательной ОС способствует поддержанию равновесия в системе, ее устойчивости. Устойчивость хороша тем, что она обеспечивает стабильность работы системы при воздействии возмущений. Так, например, при отлаженной технологии отклонение качества ресурсов не влияет на качество продукции.

Предприятие представляет собой информационную систему с обратной связью. На уровне отдельной фирмы долговременное увеличение продаж, порождает планы расширения производства, что восстанавливает равновесие между спросом и выпуском продукции. Сокращение же сбыта и рост запасов могут вызвать активизацию мероприятий по расширению рынка, чтобы увеличить продажи до уровня производства, либо консервацию части оборудования для сокращения издержек. Схема взаимосвязей в системе, усиления, вызванные решениями и правилами поведения, запаздывания действий, а также искажения информации – все это вместе взятое определяет устойчивость системы и ее развитие.

Понятие обратной связи играет важную роль в новом междисциплинарном научном направлении, известном как синергетика (от греч. synergetikos — совместный, согласованный). Синергетика¹ изучает связи между элементами ( подсистемами), которые образуются в открытых системах ( биологических, физико –химических и других) в неравновесных условиях. Эти связи возникают благодаря интенсивному обмену веществом и энергией с окружающей средой. Когда взаимодействие элементов приводит к подавлению флуктуации составляющих элементов – это влияние отрицательных обратных связей. Стабильность и устойчивость, однако, не являются неизменными.

При определенных внешних условиях характер коллективного взаимодействия элементов может измениться радикально. Доминирующую роль начинают играть положительные обратные связи, которые не подавляют, а наоборот – усиливают индивидуальные движения составляющих. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем. В результате возрастает степень упорядоченности системы, т.е. уменьшается энтропия (наблюдается самоорганизация). Флуктуации, малые движения, незначительные прежде процессы выходят на макроуровень. Это означает возникновение новой структуры, нового порядка, новой организации в исходной системе. Моменты , когда исходная система теряет структурную устойчивость и качественно перерождается, называются бифуркациями состояния и описываются соответствующими разделами математики – теория катастроф, нелинейные

¹ Одним из основоположников синергетики является бельгиец российского происхождения Илья Пригожин, его вклад был отмечен нобелевской премией в 1977 г.

дифференциальные уравнения и др . Наибольший интерес для исследователей имеют такие понятия как самоорганизация, саморазвитие и эволюция как результат синергетического процесса.

При рассмотрении управляемых систем часто задаются некоторым критерием качества управления и условием оптимальности.В этом случае говорят об оптимальном управлении.

3) Системы и моделирование.

Системы и моделирование

Моделью (лат. modulus-мера,образец)называется образ (в сознании человека или рукотворный)некоторой системы-оригинала, а моделированием называется создание и работа с моделью.

Как правило, моделирование используется в следующих целях:

1. для исследования системы до того, как она спроектирована с целью определения ее основных характеристик и правил взаимодействия элементов между собой и с внешней средой (модель данбы);

2. на этапе проектирования для анализа и синтеза различных подсистем и выбора наилучшего варианта с учетом сформулированных критериев оптимальности и ограничений;

3. на этапе эксплуатации системы для определения проблемных ситуаций, для получения оптимальных режимов функционирования и прогнозных оценок ее развития, для тренинга персонала (например, АЭС, транспортных средств и др. с помощью компьютерных моделей виртуальной реальности).

В технике модели используются для проектирования новых систем, в экономике же они обычно применяются для объяснения систем уже существующих.

Для одной и той же системы можно разработать множество моделей, и выбор модели для использования определяется конкретной целью человека.

Между системой-оригиналом и моделью должно быть отношение подобия. В связи с этим различают изоморфизм и гомоморфизм. Изоморфизм объектов (в нашем случае системы-оригинала и модели) означает, что они могут состоять из разных типов элементов, иметь иные по характеру связи, но характеризоваться сопоставимыми свойствами, причем соответствие между элементами и между связями взаимно-однозначное². Модель называется гомоморфной по отношению к системе-оригиналу, если каждому элементу или каждой связи системы соответствует не более чем один элемент или одна связь модели³.

Разработанные модели, как правило, гомоморфны системе-оригиналу. В противном случае, они обладали бы такой же сложностью, как и оригинал, и были бы бесполезны. Таким образом, поскольку модель есть упрощенное представление системы-оригинала, то возникает вопрос об ее адекватности. Говорят, что модель адекватна системе-оригиналу, если на имеющемся уровне знаний о системе они неотличимы (имея в виду целевое предназначение модели).

Процесс разработки модели, по существу, совпадает с познавательным процессом человека.

Одна из его особенностей - наличие аналитического и синтетического образов мышления. Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонент. Но, чтобы познать целое, сложное, необходим и обратный процесс- синтез. Если переформулировать это в терминах сложных систем и моделирования, то получается, что производится декомпозиция сложной системы на подсистемы, построение гомоморфных моделей таких подсистем, а затем - согласование этих моделей с целью получения адекватной модели всей системы.

Фактически мы постоянно пользуемся моделями фирм и экономических систем. Словесное описание есть модель, наше мысленное представление как функционирует организация – тоже модель. Но математическая модель более точна. В последнее время широко используются компьютерные модели виртуальной реальности.

² Поясним это понятие на примере двух алгебраических структур. Вообще алгебраической структурой называется множество элементов с определенными на нем операциями (которые соответствуют связям в системах). Пусть первая структура- это множество [0,+∞) с операцией произведения ×, а вторая структура- это множество (-∞, +∞) с операцией сложения +. Тогда изоморфизмом будет взаимно-однозначное отображение ln( ), которое элементы первой структуры переводит в элементы второй структуры, причем если ln(x₁)=y₁, ln(x₂)=y₂, то ln(x₁×x₂)= y₁+y₂ (т.е. это взаимно- однозначное отображение согласованное с операциями). Обратным данному отображением является exp( ). При этом сами структуры называются изоморфными.

³ В качестве пояснения можно рассмотреть множество квадратных матриц одного порядка с операцией произведения и множество вещественных чисел тоже с операцией произведения. Тогда отображение, сопоставляющее матрице значение ее определителя, будет гомоморфизмом из первой структуры во вторую (это отношение уже не является взаимно- однозначным). Говорят также, что вторая структура

гомоморфна первой.

Этапы системного исследования

Мы будем выделять в системных исследованиях семь основных этапов⁴:

· сбор информации и представление объекта исследования;

· определение проблемы;

· установление целей;

· формулирование гипотез (разработка моделей);

· экспериментальная проверка гипотез (моделей);

· получение результатов, классификация, анализ и интерпретация;

· выводы, обобщение, при необходимости корректировка гипотезы или разработка новой системы целей.

1.Сбор информации и представление объекта исследования является важным этапом всего исследования. Основными источниками сведений о деятельности организации являются:

• различного рода документы — устав организации; положения о функциях и обязанностях подразделений; должностные инструкции; другие описания системы (в отчетах, публикациях);

• сотрудники организации, описывающие ее деятельность в процессе бесед и опросов;

• непосредственные наблюдения специалистов-аналитиков за процессом деятельности организации.

Результаты первого этапа рекомендуется представлять в форме описания внутренней и внешней среды.

При анализе внутренней среды компании рекомендуется исследовать следующие зоны:

• маркетинг;

• финансы и учет;

• производство;

• персонал;

• менеджмент;

• организационную культуру и имидж организации.

При анализе производства рассматривают следующие вопросы: какие товары/услуги выпускает предприятие, может ли предприятие производить их с меньшими издержками по сравнению с конкурентами; имеет ли доступ предприятие к новым материальным ресурсам; каков технический и технологический уровень предприятия; обладает ли предприятие современной системой управления качеством продукции (наличие сертификатов качества); насколько хорошо организован и спланирован процесс производства.

Главной целью финансового анализа является оценка и идентификация внутренних проблем компании для подготовки , обоснования и принятия различных управленческих решений, в том числе в области развития, выхода из кризиса, перехода к процедурам банкротства, покупки-продажи бизнеса или пакета акций, привлечения инвестиций (заемных средств), состояние бухгалтерского учета.

При анализе маркетинговой деятельности выделяют ря

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: