Измерение признаков для исследования систем управления



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине «Исследование систем управления и основы системного анализа»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

1.      Измерение признаков для исследования систем управления………  3

2.      Процедура проведения экспертизы…………………………………… 8

3.      Основные методы прогнозирования………………………………….  17

Список литературы…………………………………………………………19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Измерение признаков для исследования систем управления

 

Исследование систем управления — это вид деятельности, направленный на развитие и совершенствование управления в соответствии с постоянно изменяющимися внешними и внутренними условиями. В условиях динамичности современного производства и общественного устройства управление должно находиться в состоянии непрерывного развития, которое сегодня невозможно обеспечить без исследования путей и возможностей этого развития, без выбора альтернативных направлений. Исследование управления осуществляется в каждодневной деятельности менеджеров и персонала и в работе специализированных аналитических групп, лабораторий, отделов. Иногда для проведения исследования приглашают консультационные фирмы. Необходимость в исследованиях систем управления продиктована достаточно большим кругом проблем, с которыми приходится сталкиваться многим организациям. От правильного решения этих проблем зависит успех работы этих организаций. Исследования систем управления могут быть различными как по целям, так и по методологии их проведения.

Обычно СУ носят рефлекторный (реагирующий на внутренние и внешние раздражители) характер, так как в большинстве случаев при проведении исследования всегда можно предугадать ответную реакцию системы на различного рода воздействия. При этом на более сильное воздействие система отвечает большей реакцией. Соответственно нерефлекторная СУ реагирует на одни и те же воздействия неоднозначно, многовариантно. Нерефлекторной система становится, например, при потере устойчивости в результате неработоспособности какого-либо элемента, стрессового состояния менеджеров.[1]

Участие человека в управлении делает ситуацию нерефлекторной только в определенных ситуациях, так как действия индивидуума трудно прогнозировать при наличии у него стресса, ситуаций риска и т.п. Поэтому при исследовании СУ необходимо учитывать особенности основного ее элемента — человека, а это требует проведения аналитических работ социально-экономического и организационно-технического характера и соответственно использования различных исследовательских методов (экономических, математических, психологических, социологических, технических, экономико-математических, социально-экономических и пр.).

Следовательно, исследование любой СУ должно предваряться выделением в системе двух областей, где осуществляется рефлекторное реагирование на воздействия и нерефлекторное, связанное с возможной потерей устойчивости системы из-за человеческого или техногенного фактора. Очевидно, что в процессе исследования СУ исследователь должен решать задачи в условиях неопределенности, что не позволяет пользоваться только фактами. Для принятия рациональных решений и выводов требуется включение профессионального восприятия реальности и ее осмысления, т.е. существующие причинно-следственные связи событий не ведут буквально от факта к факту, а идут по цепочке от факта к мысленному восприятию и от восприятия опять к факту. При этом восприятие для исследователя не только является отражением самого факта, но и зависит от сложившейся ситуации. Последняя служит, как правило, основой восприятия, что уже не может трактоваться фактом.  Исследователь стремится к рациональности, но она в ситуации информационной неопределенности ограничивается его знаниями (или надо иметь большие ресурсы для сбора объективной информации и ее глубокого анализа). Поэтому в идеальном случае процесс исследования проводится как рефлексивно, так и интуитивно, т.е. на основе исследовательского «чутья».[2]

Основой рефлексивного подхода к исследованию служит систематизированная и доступная для обработки объективная информация о внутренней и внешней среде изучаемой СУ в требуемом объеме. Ее источником выступают имеющиеся знания и практический опыт исследователя.

В основе интуитивного подхода к исследованию лежит ограниченное в объеме явное знание исследователя, что позволяет формировать познавательный процесс в большей части на безусловных рефлексах.

Методология исследования систем управления основывается на разумной организации деятельности руководителей и менеджеров предприятия по рационализации системы управления. Она предполагает определение целей, предмета исследований, границ исследования, выбор средств и методов исследований, средств (ресурсов) и этапов проведения исследовательских работ.

Методология и организация исследования систем управления требует учета ряда системных характеристик, к которым относятся: потребность в исследованиях; объект и предмет исследования; ресурсы для проведения исследований; эффективность исследований; результаты исследований.

1. Потребность в исследовании предопределяет масштаб и глубину исследования системных характеристик, реализация которых в наибольшей степени влияет на Достижение поставленных целей.

2. Объектом исследований является система управления конкретной организации. Предметом исследования являются взаимоотношения между сотрудниками аппарата управления, а также между подразделениями, расположенными на разных уровнях системы управления.

3. Ресурсы-это комплекс средств, обеспечивающих успешное проведение исследований.

4. Эффективность исследований требует соизмерения затрат на проведение исследований и полученных результатов.

5. Результаты исследований могут быть представлены в различных формах. Это может быть новая модель системы управления, новые регламентирующие документы. скорректированные расчетные формулы, новая корпоративная культура.

С практической точки зрения методика проведения исследований, как правило, включает три основных раздела: теоретический, методический, организационный.

В теоретическом разделе определяются основные цели, задачи, предмет и объект исследования.

Методический раздел содержит обоснование выбора метода проведения исследований, сбора и обработки данных, анализ полученных результатов, способы их оформления.

Организационный раздел представляет, прежде всего, план проведения исследований, формирование команды исполнителей, распределение трудовых и финансовых ресурсов.

В процессе системного анализа находятся следующие характеристики:[3]

1) роль и место данного предприятия в отрасли;

2)состояние производственно-хозяйственной деятельности предприятия;

3) производственная структура предприятия;

4) система управления и ее организационная структура;

5)особенности взаимодействия предприятия с поставщиками, потребителями и вышестоящими организациями;

6) инновационные потребности (возможные связи данного предприятия с научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями);

7) формы и методы стимулирования и оплаты труда сотрудников

В настоящее время для ряда целей исследования СУ, обусловленных необходимостью быстротечного изменения управления, крайне важно оперативно провести работы и принять обоснованные управленческие решения. Такие цели могут ставиться по мере возникновения непрогнозируемых проблем управления, требующих быстрого разрешения и связанных, например, с внезапными изменениями на рынках, необходимостью срочного заключения контракта и т.п. В условиях конкуренции цена задержки в проведении исследования и принятия последующего решения по его результатам даже правильных управленческих решений может оказаться очень большой, т.е. необходимо повышать оперативность проведения исследований СУ.

В этих случаях следует использовать ситуационный подход к исследованию СУ, сущность которого заключается в оперативном изучении сложившейся ситуации и проведении исследовательских работ на основе использования преимущественно типовых процедур исследования и своего рода методов «моментальных фотографий» управленческой деятельности организации и ее отношений с внешней средой. Однако в любом случае тот или иной метод исследования должен определяться конкретной сложившейся ситуацией.

В общем случае ситуационный подход к исследованию методологически тесно связан с аналогичным подходом к управлению, который сформировался ранее и внес существенный вклад в теорию управления.

Основная принципиальная особенность рассматриваемого подхода- ситуация, т.е. конкретные обстоятельства, которые оказывают влияние на СУ в рассматриваемый момент времени. Изучая сложившуюся ситуацию можно лучше понять как обусловившие ее причины, так и воздействия, которые будут в большей степени способствовать достижению целей исследования СУ в конкретных условиях и обстоятельствах.

 

                          2.Процедура проведения экспертизы

 

Системный анализ можно рассматривать как аппаратную реализацию системного подхода при решении проблем. Поэтому провести системный анализ означает провести последовательно ряд процедур, содержание которых мы сейчас и рассмотрим.

Перечислим этапы системного анализа:

      Определение конфигуратора;

      Определение проблемы и проблематики;

      выявление целей;

      формирование критериев;

      генерирование альтернатив;

      построение и использование моделей;

      оптимизация;

      декомпозиция;

      агрегирование.[4]

Дадим краткую характеристику каждого этапа.

Конфигуратор. Всякое сложное явление требует разностороннего, многопланового описания, рассмотрения с различных точек зрения. Только совместное (агрегированное) описание в терминах нескольких качественно различающихся языков позволяет охарактеризовать явление с достаточной полнотой. В реальной жизни не бывает проблем чисто физических, химических, экономических, общественных- эти термины обозначают не саму проблему, а выбранную точку зрения на нее. По образному выражению писателя- фантаста П. Андерсона, проблема, сколь бы сложной она ни была, станет еще сложнее, если на нее правильно посмотреть.[5]

Эта многоплановость реальной жизни имеет важные последствия для системного анализа. С одной стороны, системный анализ имеет междисциплинарный характер. Системный аналитик привлекает к исследованию системы данные из любой отрасли знаний, привлекает экспертов для любой специальности, если этого потребуют интересы дела. С другой стороны, перед ним встает неизбежный вопрос о допустимой минимизации описания явления.

Конфигуратор- агрегат, состоящий из качественно различных языков описания системы и обладающий тем свойством, что число этих языков минимально, но необходимо для заданной цели. Например:

      конфигуратором ля задания любой точки n – мерного пространства является совокупность ее координат;

      конфигуратором для описания поверхности любого трехмерного тела является совокупность трех ортогональных проекций, принятых в техническом черчении и начертательной геометрии;

      в радиотехнике для одного и того же прибора используется конфигуратор: блок-схема, принципиальная схема, монтажная схема.

      При описании процессов, происходящих в хозяйственных комплексах можно для характеристики выходного продукта производственной или обслуживающей сферы использовать три типа показателей: натуральные (экономико-технологичес-кие);денежные (финансово-экономические) и социально-ценностные (политические, этические, эстетические). Деятельность любой организации можно описать на этих трех языках, образующих конфигуратор.

>      Опыт проектирования организационных систем показывает, что для синтеза оргсистемы конфигуратор состоит из описания распределения власти (структуры подчиненности), распределения ответственности (структуры функционирования) и распределения информации (организация связи, накопление опыта, обучения).[6]

Перечислив языки, на которых мы будем говорить о системе, мы тем самым определяем тип системы, фиксируем наше понимание природы системы. Как  всякая модель, конфигуратор имеет целевой характер и при смене цели может утратить свойства конфигуратора. Как модель конфигуратор должен быть адекватным.

Проблемы и цели. Первые шаги в системном анализе связаны с формулированием проблемы. Хотя необходимость системного анализа возникает тогда, когда проблема уже не только существует, но и требует решения, когда инициатор системного анализа («заказчик») уже сформулировал свою проблему, системный аналитик знает, что первоначальная формулировка- лишь очень приблизительный намек на те, какой именно должна быть действительная рабочая формулировка. На самом деле любая исходная формулировка проблемы является лишь «нулевым приближением». Системное исследование всякой проблемы начинается с расширения ее до проблематики, то есть нахождения системы проблем, существенно связанных с исследуемой, без учета которых она не может быть решена.

Какова бы ни была природа рассматриваемой системы, ее проблематика включает спектр проблем: от допускающих формализацию в виде постановки математических оптимизационных задач до проблем слабо структурированных, не формализуемых, выражаемых на естественном языке. Строя проблематику, системный аналитик дает развернутую картину того, кто из заинтересованных лиц  и в чем заинтересован, какие изменения и почему они хотят внести.

На следующем этапе системного анализа поставленные проблемы становятся задачами выбора подходящих средств для достижения заданных целей. Необходимо определить, что надо сделать для снятия проблемы( в отличие от последующих этапов, определяющих, как это сделать).

Главная трудность выявления цели связана с тем фактом, что цели являются как бы антиподом проблемы. Формулируя проблему, мы говорим в явной форме, что нам нем нравится. Сделать это сравнительно просто, поскольку то, чего мы не хотим, не существует.

Говоря же о целях, мы пытаемся сформулировать, что же мы хотим. Мы как бы указываем направление, в котором следует «уходить»  от существующей и не устраивающей нас ситуации. Трудность в том  и состоит, что возможных направлений много, а выбрать нужно только дно, действительно правильное. По мере решения проблемы цель может меняться и в окончательной формулировке сильно отличаться от первоначальной.

Важность правильно выбранной цели состоит в том, что выбор неправильной цели приводит не столько к решению проблемы, сколько к появлению новых проблем.

Критерии. Критерий может рассматриваться как количественная модель качественной цели.[7] От критерия требуется как можно больше сходства с целью, чтобы оптимизация по критерию соответствовала максимальному приближению к цели При формировании критериев ищется компромисс между полнотой описания целей и количеством критериев. Реальные задачи, как правило, многокритериальные, так как даже одну цель редко удается выразить одним критерием. Существуют различные способы сведения многокритериальной задачи к однокритериальной.

Генерирование альтернатив. Формирование множества альтернатив, то есть идей о возможных способах достижения цели, является наиболее трудным, наиболее творческим этапом системного анализа. Для этого используют различные способы:

      Поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе;

      Привлечение квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт;

      Увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее;

      Модификация имеющейся альтернативы;

      Интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы;

      Генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные и пр.)[8]

Декомпозиция- это разбиение целого на части с целью его детального  изучения. Она является одной из основных процедур системного анализа. Задача разбивается на подзадачи, система- на подсистемы, цели- на подцели и т.д. При необходимости этот процесс повторяется, что приводит к иерархическим древовидным структурам. Обычно объект анализа сложен, слабо структурирован, плохо формализован, поэтому операцию декомпозиции выполняет эксперт. Если поручить анализ одного и того же объекта разным экспертам, то полученные древовидные списки будут различаться. Качество построенных экспертами деревьев зависит как от их компетентности в данной области знаний, так и от применяемой методики декомпозиции.

Обычно эксперт легко разделяет целое на части, но испытывает затруднения, если требуется доказательство полноты и безубыточности предлагаемого набора частей. Стремясь перейти от чисто эвристического, интуитивного подхода к более осознанному, алгоритмическому выполнению декомпозиции, мы должны объяснить, почему эксперт разделяет целое именно так, а не иначе. Именно на данное, а не на большее или меньшее число частей.

Объяснение состоит в том, что основанием для всякой декомпозиции является модель рассматриваемой системы. Операция декомпозиции представляется теперь как сопоставление объекта анализа  с некоторой моделью, как выделение при нем того, что соответствует элементам взятой модели. Поэтому на вопрос, сколько частей должно получиться в результате декомпозиции, можно дать следующий ответ: столько, сколько элементов содержит модель, взятая в качестве основания. Вопрос о декомпозиции- это вопрос завершения модели.

Объект декомпозиции должен сопоставляться с каждым элементом модели-основания. Однако и сама модель-основание может с разной степенью детализации отображать исследуемый объект.

Декомпозиция осуществляется с помощью некоторой модели, сквозь которую мы как бы рассматриваем расчленяемое целое. Далее следует ответить на вопросы:

1.модели какой системы следует брать в качестве оснований декомпозиция?

2.какие именно модели надо брать?

Чаще всего в практике системного анализа в качестве глобального объекта декомпозиции  берется нечто, относящееся к проблемосодержащей системе и к исследуемой проблеме, а в качестве оснований декомпозиции берутся модели проблеморазрешающей системы. Полнота декомпозиции обеспечивается полнотой модели-основания, а это означает, что прежде всего следует позаботиться о полноте формальной модели. Полнота формальной модели является необходимым, но не достаточным условием для полноты декомпозиции. В конечном счете все зависит от полноты содержательной модели, которая строится «по образу» формальной модели, но не тождественна ей.

На рис.1 представлена укрупненная блок-схема алгоритма декомпозиции.

 

 

1.Определение объекта анализа

2. определение целевой системы

 

5.Очередной объект декомпозиции

3. выбор фрейма (формальной модели)

 

6. Операции декомпозиции

4. Определение референтной группы

 

7.Полученные фрагменты

8.Проверка очеред-ного фрагмента на элементарность

                                         нет              отчет

9.Все ли фреймы использованы?

да

10.Все ли основания детализированы?

 

Рис. 1. Укрупненная блок-схема алгоритма декомпозиции[9]

Результатом работы алгоритма декомпозиции является дерево, конечные фрагменты которого либо элементарные фрагменты, либо фрагменты, признанные экспертом сложными, но не поддающимися дальнейшему разложению.

Агрегирование. Как и в случае декомпозиции, техника агрегирования основана на использовании определенных моделей исследуемой или проектируемой системы. Именно избранные нами модели жестко определяют, какие части должный войти в состав системы и как должны быть связаны между собой. Разные условия и цели агрегирования приводят к необходимости использовать разные модели, что в свою очередь определяет как тип окончательного агрегата, так и технику его построения.

В самом общем виде агрегирование можно определить как установление отношений на заданном множестве элементов. Благодаря значительной свободе выбора в том, что именно рассматривается в качестве элемента, как образуется множество элементов и какие отношения устанавливаются на этом множестве, получается весьма обширное количественно и разнообразное качественно множество задач агрегирования. Отметим здесь лишь основные агрегаты, типичные для системного анализа: конфигуратор, агрегаты-операторы, агрегаты-структуры.

Агрегаты-операторы. Интересы работы с многочисленной совокупностью данных приводят к необходимости агрегирования. В данном случае на первый план выступает такая особенность агрегирования, как уменьшение размерности: агрегат объединяет части в нечто целое, единое, отдельное.

Простейший способ агрегирования состоит в установлении отношения эквивалентности между агрегируемыми элементами, т.е. образование классов, что позволяет говорить не только о классе в целом, но и о каждом элементе в отдельности. Агрегирование в классы является эффективной, но далеко не тривиальной процедурой.

Статистики как агрегаты. Важный пример агрегирования дает статистический анализ. Среди различных агрегатов особое место занимают достаточные статистики, т.е. агрегаты, которые извлекают всю полезную информацию об интересующем нас параметре из совокупности наблюдений. Наглядный пример статистического агрегирования представляет собой факторный анализ, в котором несколько переменных сводятся в один фактор. Именно потому, что при рассмотрении реальных данных самым важным является построение модели-агрегата при отсутствии информации, необходимой для теоретического синтеза статистики. К. Тьюки предложил назвать эту область»анализом данных», оставляя за математической статистикой задачи алгоритмического синтеза и теоретического анализа статистики.[10]

Агрегаты-структуры. Важной (а на этапе синтеза- важнейшей) формой агрегирования является образование структур. Структура является моделью системы и определяется тройственной  совокупностью: объекта, цели и средств (в т.ч. среды моделирования). Этим и объясняется многообразие типов структур (сети, матрицы, деревья и т.д.) , возникающих при выявлении, описании структур.

При синтезе мы создаем, определяем, навязываем структуру будущей проектируемой системе. При проектировании системы  важно задать ее структуру во всех существенных отношениях, так как в остальных отношениях структуры сложатся самым стихийным образом.

В современных системных науках все возрастающее внимание уделяется одному из специфических видов структур так называемым семантическим сетям. Исследователи таких сетей с разных позиций ведется во многих научных коллективах, поскольку логико-лингвистические модели (иное название семантических сетей) оказались в центре всех событий, происходящих в искусственном интеллекте и его приложениях. Такое положение вызвано тем, что указанные модели отображают структуру человеческих знаний, выражаемых на естественном языке, причем это отображение может быть осуществлено средствами ЭВМ.