Исследования в современном управлении

СОДЕРЖАНИЕ
1.  ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ УПРАВЛЕНИИ… 5
1.1 Предпосылки исследования системуправления… 5
1.2 Системный анализ как средствоисследования систем… 10
1.3 Становление системности… 16
1.3.1 Общие тенденции… 16
1.3.2 Общая теория систем… 19
1.3.3 Эволюция представлений обэнтропии… 21
1.3.4 Кибернетика Винера… 24
1.3.5 Синергетика… 26
1.4 Заключительные замечания… 30
1.5 Вопросы для самопроверки:… 32
2.  ОСНОВНЫЕПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ                                            34
2.1 Общие определения… 34
2.2 Определение системного анализа… 35
2.3 Cистема и ее свойства… 38
2.4 Системы и их виды… 45
2.4.1   Модель состава системы… 45
2.4.2   Виды и типы систем… 48
2.5 Вопросы для самопроверки:… 52
3.  СИСТЕМНОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ… 53
3.1 Этапы становления механизмауправления… 53
3.2 Модель механизма управления иэволюция живой природы… 62
3.3 Сходство процессов управления ипознания… 67
3.4 Заключительные замечания… 69
3.5 Вопросы для самопроверки:… 70
4.  УПРАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ СВОЙСТВА… 71
4.1 Управляемые системы… 71
4.2 Особенности управляемых систем… 80
4.3 Классификация систем… 89
4.4 Организационные системы… 92
4.4.1 Уникальность… 96
4.4.2 Отсутствие формализуемой целисуществования… 96
4.4.3 Отсутствие оптимальности… 97
4.4.4 Динамичность… 100
4.4.5 Неполнота описания… 100
4.4.6 “Активность” системы (наличиесвободы воли)… 103
4.5 Вопросы для самопроверки:… 104
5.  ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА… 105
5.1 Логическая основа системногоанализа… 105
5.2 Формирования целей… 108
5.2.1   Анализ проблем… 108
5.1.2   Анализ целей… 109
5.1.3   Вопросы детализации прианализе проблем и формировании целей  111
5.1.4   Некоторые проблемыформирования целей… 114
5.1.5   Критерии при формированиицелей… 118
5.3 Пути достижения поставленныхцелей… 121
5.4 Потребные ресурсы для достиженияцелей… 126
5.5 Вопросы для самопроверки:… 127
6.  СТРУКТУРИЗАЦИЯ В СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ                                   129
6.1 Методы структуризации… 129
6.1.1 Деревья взаимосвязей… 129
6.1.2 Основные принципыструктуризации… 134
6.2 Примеры построения деревьев целей… 142
6.2.1 Общие вопросы построениядеревьев… 142
6.2.2 Дерево целей экономическойпроблемы… 144
6.2.3 Дерево целей социальнойпроблемы… 145
6.3 Построение дерева мероприятий… 146
6.4 Основные проблемы примененияметода структуризации… 151
6.5 Вопросы для самопроверки:… 156
7.  МЕТОДЫ ЭКСПЕРТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ.                                   157
7.1 Некоторые особенности экспертныхоценок… 157
7.2 Анкетные методы… 160
7.3 Метод Дельфы… 169
7.4 Вопросы для самопроверки:… 172
8.  КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДЕРЕВЬЕВ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ   174
8.1 Дерево целей… 174
8.1.1 Построение дерева целей… 174
8.1.2 Расчет коэффициентовотносительной важности… 175
8.2 Дерево мероприятий… 179
8.2.1 Особенности построения деревамероприятий… 179
8.2.2 Семейства в дереве мероприятий… 180
8.1.3 Численная оценка деревамероприятий… 182
8.3 Вопросы для самопроверки:… 191
9.  МЕТОДЫ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ                 192
9.1 Основные понятия и определения… 192
9.1.1 Возникновение и становлениеметода… 192
9.1.2 Основные определения… 194
9.1.3 Графическое представление расписанийработ… 197
9.2 Анализ сетевого графика… 201
9.2.1 Понятие критического пути… 201
9.2.2. Методы определениякритического пути… 203
9.2.3. Резерв времени работы… 207
9.2.4 Ранний и поздний срокивыполнения работ… 211
9.3 Табличная запись результатоврасчёта сетевого графика… 212
9.4 Другие виды графическогопредставления графиков работ… 213
9.4.1 Варианты графическогопредставления сетевого графика… 213
9.4.2 Диаграмма Ганта… 214
9.5 Анализ и оптимизация сетевогографика… 216
9.6.  Заключительные замечания… 218
9.7 Вопросы для самопроверки:… 219
1. ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ УПРАВЛЕНИИ
 
Эффективное управление конкретнымиобъектами невозможно без анализа и исследования систем и процессов управления.Основной целью данной главы является объяснение необходимости исследованиясистем управления, применяющихся в нашей реальной жизни. Основным инструментомисследования систем управления на данный момент является системный анализ ипоэтому в данной главе показаны этапы поступательного развития системныхпредставлений и системных исследований, которые привели к формированиюсистемного анализа. Здесь же показано становление некоторых сопутствующих системномуанализу направлений (общая теория систем, кибернетика, синергетика).1.1     Предпосылки исследования систем управления
В семье появился ребенок. Вместе сним в дом вошло множество новых забот и новых тревог. Необходимо приобрестикроватку, коляску, детское белье. Родители тревожатся о том, чтобы ребенок роскрепким и здоровым. Начинают думать о том, где он будет учиться. Со временемприходят заботы о том, где он будет жить и где будет работать. Ясно, чтоздоровье ребенка зависит от медицинского обслуживания. Его успешная учебазависит от качества обучения в школе и т.д.
Если вас спросить, какое отношение кэтим заботам и тревогам имеет исследование систем управления, то, скореевсего, вы просто удивитесь. На первый взгляд, нет никакой явной связи междуэтими заботами и какими-то исследованиями.
Постараемся разубедить вас в этом. Длятого, чтобы ребенок мог своевременно получать квалифицированное медицинское обслуживание,главный врач близлежащей поликлиники не только должен быть квалифицированнымспециалистом, но также уметь успешно решать задачи управления: рациональноорганизовать работу персонала, подобрать кадры, позаботиться об оборудовании, поставкемедикаментов и т.п. Руководители города также для этой цели должны решать многозадач и проблем, связанных с определением необходимого числа детскихполиклиник, больниц, их места расположения. Для этого они должны уметьанализировать и прогнозировать рост города и всех его структурных образований, представлятьего перспективные потребности. Если они допустят ошибки при анализе такойсложной системы и при принятии решений, т.е. примут необоснованное решение, тоокажется, либо объемы медицинского обслуживания недостаточны, либо произведенынеоправданные затраты. Ясно, что и первое, и второе — плохо. В первом случаеребенок не получит своевременной медицинской помощи, во втором — излишниезатраты в одном месте приведут к нехватке ресурсов в другом, например, длястроительства детских садов, школ, жилых домов. Если они примут решениенесвоевременно, не оперативно, то в нужный момент ребенок не сможет получитьнеобходимой помощи.
Заботы и тревоги о ребенке имеютпрямое отношение к соответствующему министерству и министру, в ведении которогонаходится медицинская промышленность. Он должен, управляя более сложнымобъектом, учитывать гораздо большее количество факторов, определяющих всестороны деятельности медицинской промышленности, и в конечном счете приниматьтакие решения, которые обеспечили бы, в том числе, и своевременный выпуск ипоставку лекарств в объеме, удовлетворяющем наши потребности. Нетруднопредставить, как сложно заранее с глубоким предвидением обосновать и принятьрациональные решения.
Без особых пояснений ясно, чтоблагополучие нашего ребенка зависит от многих руководителей, осуществляющих управлениедостаточно сложными системами и объектами.
Теперь ответьте на вопрос, всегда липодобные заботы разрешались без затруднений? Не дожидаясь вашего ответа, мыможем с уверенностью сказать, что он будет отрицательным. Не всегда приходилсвоевременно врач, приходилось ждать очереди в поликлинике, не сразу удавалосьполучить место в детском садике, были трудности с квартирой и т. д.
При этом Вы невольно отождествлялируководителей с результатами управления в обществе. Действительно, врассмотренном примере успешность решения всех проблем зависит от качестваорганизации, функционирования и управления соответствующими системами в нашем обществе.От этого зависит благополучие каждого члена общества, условия его жизни, быта иотдыха, условия и успешность его труда. Общим для множеств разнородныхпроцессов, протекающих в обществе, является зависимость успеха от качестваанализа этих процессов и взаимосвязей между ними и от качества управления ими.
Таким образом, на вопрос о том, какулучшить условия вашей жизни, можно дать общий ответ, что необходимосовершенствовать системы управления в нашем обществе и повышать качествоуправленческих решений, принимаемых на всех уровнях управления. Это будетправильный вывод.
Продолжаярассуждения и справедливо отмечая, что управление в обществе осуществляют люди,можно прийти к выводу, что достаточно заменить слабых руководителей болееспособными и недостатки исчезнут. Это будет совершенно неправильный вывод. Трудности,с которыми мы сталкиваемся, носят не субъективный, а объективный характер.Устранить их простой сменой людей, ответственных за управление, нельзя. Основнойпричиной трудностей является огромное усложнение объектов управления.Действительно, резкое увеличение взаимосвязей таково, что любой руководительобъективно не может охватить и осмыслить весь поток сведений, поступающих кнему, оценить сложившуюся обстановку, найти и принять эффективное решение.Качество каждого конкретного решения, принимаемого руководителем, во многомзависит от той системы управления, в рамках которой оно разрабатывалось.Качество решения зависит и от того, насколько информационно оно обеспечено, вкакой степени учтено влияние внешнего окружения и многое другое. Действительно,объективно, качество любого решения определяется эффективностью организации ифункционирования соответствующей системы управления.
В начале 60-хгодов было проведено много исследований по оценке степени усложнения процессовуправления в экономике. Было выделено и сформулировано несколько причин,наиболее существенно влияющих на увеличение сложности задач управления.
1.   Увеличение выпуска промышленнойпродукции и расширение ее номенклатуры и ассортимента. Было показано, что в нашей странеобъем выпуска промышленной продукции удваивается примерно каждое десятилетие, аноменклатура изделий выросла за послевоенные годы более, чем в десять раз. Аведь за каждым наименованием изделий стоит целый комплекс задач управления(создание новых отраслей и предприятий, определение потребностей, планированиеобъемов выпуска, материально-техническое снабжение и т.п.).
2.   Усложнение выпускаемых изделий итехнологий их производства. Количественный рост выпуска продукции сопровождаетсясовершенствованием ее качества, что приводит к усложнению изделий. Новыетехнологии базируются на внедрении новой техники, автоматизациипроизводственных процессов. Все это усложняет организационное управлениепроизводством (фирмой, предприятием, отраслью).
3.   Увеличение частоты сменяемостивыпускаемых изделий и технологий.Этот фактор является, с одной стороны, следствиемнаучно-технического прогресса, а с другой стороны, он связан с возрастаниемпотребностей общества и отдельных потребителей и ужесточением их требований ккачеству выпускаемой продукции и условиям работы на предприятии. В условиях переходак рыночной экономике этот фактор увязывается с такими понятиями, какконкуренция, завоевание рынков сбыта, завоевание потребителей и т. п.
4.   Развитие специализации икооперирования производства.Современный этап развития производства характеризуетсяусилением его концентрации и специализации на основе внедрения автоматизации иновых технологий. Специализация, в свою очередь, приводит к необходимостиразвития кооперирования между специализированными предприятиями (фирмами).Такая организация производства приводит к усложнению управления, как на уровнеотдельного предприятия (фирмы), так и на уровне территории (город, область,республика).
5.   Необходимость экономии ресурсов иохраны окружающей среды.Этот фактор в нашей богатой природными ресурсами страненачал осознаваться позднее, чем в других странах. Для охраны материальныхприродных ресурсов и здоровья человека (трудового ресурса) необходиморазрабатывать безотходные, ресурсосберегающие, экологически чистые технологии;рационально добывать и использовать нефть, уголь, газ и другие источникиэнергии; сохранять леса, реки и другие природные условия нормальнойжизнедеятельности человека. Понятно, что необходимость решения ресурсных иэкологических проблем еще в большей степени усложняет управление на уровнерегиона и управление экономикой всей страны.
6.   Внедрение в экономику рыночныхмеханизмов.Этот фактор, с одной стороны, является самостоятельным, так как рыночнаяэкономика базируется совершенно на других принципах управления и регулирования,которые необходимо осваивать, внедрять и развивать. С другой стороны, этотфактор накладывается на каждый из вышеперечисленных факторов, и в результатеони еще в большей мере влияют на усложнение задач управления.
Следовательно, необходимо искать путиоказания помощи руководителю, принимающему решения. Традиционный путьувеличения числа работающих в сфере управления и числа органов управления ужеисчерпал себя. Проведенные исследования показали, что только к обработкеинформации для целей точного и полного решения всех задач управления необходимопривлечь такое количество специалистов, которое соизмеримо с населением всейстраны. Эти исследования так же показали, что уже на тот момент (60-е годы) мыне располагали достаточным ресурсом для точного решения всех задач управленияи, следовательно, они решались неполно и неточно, что приводило к неэффективнымрешениям и управлению. Единственный выход — используя мощную методологическуюбазу, создать аналитическое обеспечение процессов управления и создать средстваповышения эффективности систем управления./>1.2 Системный анализ как средствоисследования систем
В настоящее время признано, чтомощным методологическим инструментом, обобщающим методологию исследованияпроцессов управления в сложных природных и социально-экономических системах,является исследование систем управления. Исследование систем осуществляетсяметодами, средствами и технологиями, объединяемыми такими направлениями, каксистемный анализ, системный подход, исследование операций, теорияоптимального управления и др. Причем, необходимо сразу отметить, чтосистемный анализ играет ведущую роль, поскольку является методологией,интегрирующей различные научные подходы и направления для исследования ианализа различных конкретных проблем.
Действительно, современный системныйанализ является прикладной наукой, нацеленной на выяснение причин реальныхсложностей, возникающих перед “обладателем проблемы” (обычно это конкретная организация,учреждение, предприятие, коллектив), и на выработку вариантов их устранения. Внаиболее развитой форме системный анализ включает и непосредственное,практическое улучшающее вмешательство в проблемную ситуацию.
При этом системность не должнарассматриваться как некоторое нововведение, последнее достижение науки. Системностьесть всеобщее свойство материи, форма её существования, а значит, и неотъемлемоесвойство человеческой практики, включая мышление.
Действительно, современный уровеньразвития общества характеризуется появлением таких понятий, как большие исложные системы. Эти системы обладают специфическими для них проблемами.Необходимость решения проблем больших и сложных систем вызвала к жизнимножество приемов, методов, подходов, которые постепенно накапливались, развивались,обобщались, образуя, в конце концов, определенную технологию преодоленияколичественных и качественных сложностей. В связи с этим, в разных сферах практическойдеятельности возникли соответствующие технологии (совместно с их теоретическимиосновами). В инженерной деятельности эти технологии получили названия: “методыпроектирования”, “методы инженерного творчества”, “системотехника”. В военных иэкономических вопросах эти технологии имеют название – “исследование операций”.В административном и политическом управлении это называется: “системныйподход”, “политология”, “футурология”; в прикладных научных исследованиях –“имитационное моделирование”, “методология эксперимента”, “планированиеэксперимента” и т.д.
С другой стороны, теоретическая мысльна разных уровнях абстракции отражала как системность мира вообще, так исистемность человеческого познания и практики. На философском уровне этодиалектический материализм; на общенаучном — системология, общая теория системи теория организации; на естественнонаучном — кибернетика. С развитиемвычислительной техники возникли информатика и искусственный интеллект.
В начале 80-х годов стало очевидным, чтовсе эти теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, “системноедвижение”. Системность стала не только теоретической категорией, но иосознанным аспектом практической деятельности. Поскольку большие и сложныесоциально-экономические системы по необходимости стали предметом изучения, управленияи проектирования, потребовалось обобщение методов исследования систем и методоввоздействия на них. Должна была возникнуть некая прикладная наука, являющаяся“мостом” между абстрактными теориями системности и живой системной практикой. Онаи возникла сначала, как мы видели, в разных областях и под разными названиями,но в последние годы оформилась в науку, которая получила название “системныйанализ”. В настоящее время “системный анализ” выступает уже как самостоятельнаядисциплина, имеющая свой объект деятельности, накопившая достаточно мощныйарсенал средств и обладающая значительным практическим опытом.
Особенности современного системного анализавытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидациюпроблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает дляэтого широкий набор средств, использует возможности различных наук ипрактической сферы деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системныйанализ придает большое значение методологическим аспектам любого системногоисследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализаприводит к использованию всех современных средств научных исследований — математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений иэкспериментов.
Здесь необходимо отметить, что отдельныекомпоненты системного анализа, как правило, не обеспечивают в полой меререшения сложных проблем. Например, в 60-е годы пытались связывать надежды на повышениеэффективности управления с внедрением электронных вычислительных машин иавтоматизированных систем управления. Однако внедрение ЭВМ в процессыуправления не дало предполагаемых результатов. Позднее стало понятно, чтонеобходимо внедрять в сферу управления новые методы и модели, помогающиеуправленцу формировать целостное представление об управляемом объекте(процессе), организовывать процессы коллективной подготовки и принятия решений.Также стало очевидным, что необходимо понимать и учитывать закономерностифункционирования и развития сложных систем, решать коренныесоциально-политические проблемы, изменяющие коренным образом принципыуправления экономикой в нашей стране.
Системный анализ показывает, что в любойобласти деятельности каждое решение есть следствие поиска из множествавозможных вариантов лучшего варианта. Наилучшими являются варианты, в полноймере соответствующие объективным законам общественного развития. До появления электронныхвычислительных машин перебор возможных вариантов достижения конечной цели, какправило, осуществлялся человеком подсознательно, а решение было следствиемтворческого озарения. Лучшие решения, правильность которых подтвердила история,принадлежали гениям, обладавшим способностью интуитивного перебора множестваразличных вариантов достижения цели. Вспомните открытие Менделеевымпериодической таблицы элементов, решение Кутузова в Филях, проекты кораблейТитова и многое другое. Увеличение числа взаимосвязей в обществе усложнило процессвыбора рационального варианта решения, одновременно повысилась степень влияниярешений, принимаемых при управлении, на многие стороны человеческойдеятельности. Появление электронных вычислительных машин, казалось бы, создалопредпосылки для более качественного решения этой задачи. Однако машины сами посебе не способны полностью решить эту задачу, так как многие процессы и взаимосвязив сложных социальных системах не поддаются формализации (математическомуописанию) и не могут быть представлены на языке вычислительной машины. Крометого, для перебора и оценки возможных формализованных вариантов достижения целинеобходимо иметь специальный организационно-методический, информационный иматематический аппарат анализа систем и вариантов их развития. Только наличиетакого аппарата позволит обеспечить выработку и количественную оценку возможныхвариантов с помощью компьютеров, оставив право окончательного выбора решения зачеловеком. Именно такое сочетание системного анализа и вычислительной техникипозволит усилить интеллектуальные возможности человека при принятии решения впроцессе управления. Однако, в полной мере это будет возможно после того, какпутем исследования и анализа мы полностью поймем все процессы функционированиясложных систем управления и сможем выйти на необходимый уровень ихформализации. Тем не менее, двигаться в этом направлении нужно, так как в любомслучае лучшее понимание процессов, протекающих в сложных объектах, позволяетперейти на более качественный уровень организации системы управления.
Таким образом, основныминструментом повышения интеллектуальной возможности руководителя являетсяисследование систем управления средствами системного анализа.
Вернемся кпотребностям руководителя. Действительно, в ходе исследования и анализа реальныхсистем и процессов обычно приходится сталкиваться с самыми разнообразнымипроблемами; быть профессионалом в каждой из них невозможно одному человеку. Выходвидится в том, чтобы тот, кто берется осуществлять системный анализ, имел образованиеи опыт, необходимые для опознания и классификации конкретных проблем, дляопределения того, к каким специалистам следует обратиться для продолженияанализа. Это предъявляет особые требования к руководителям испециалистам-управленцам, имеющим дело со сложными организационными системами, онидолжны обладать широкой эрудицией, раскованностью мышления, умением привлекатьлюдей к работе, организовывать коллективную деятельность.
Считается, что грамотный руководительдолжен владеть всеми этими знаниями и умениями и предположим, что такойруководитель есть. Какую пользу он может из этого извлечь? Ясно, что с помощьюобщих принципов системного анализа он сможет быстрее и точнее сформулировать тезадачи, которые необходимо решить для достижения цели, более глубоко оценитьсложившуюся обстановку и наметить генеральный путь действий. Однако этого мало.Ему нужна повседневная и непрерывная помощь, заключающаяся в количественномобосновании различных вариантов решений, в выборе из них наилучшего. Для этогоон должен использовать не общие принципы теорий, а их конкретные результаты иметоды. Такими результатами, как правило, не являются готовые рецепты к действию.Эти результаты изложены в форме правил переработки информации. Руководитель неможет реализовать эти правила без привлечения современных средств обеспечения управления.Для того, чтобы руководитель мог использовать эти правила, их необходимоматериализовать в форме, позволяющей включить в процессы сбора и переработкинеобходимой информации конкретных исполнителей (вооруженных компьютернойтехникой). Такая материализация должна происходить с учетом взаимосвязиразличных сопряженных друг с другом объектов и систем, с учетом возможностификсации их текущего состояния и истории развития.
Система, материализующая правилапереработки информации в форму, позволяющую максимально автоматизировать их исполнение,носит название специального информационно-математического обеспечения систем анализаи подготовки управленческих решений. Эти системы, базирующиеся на аппаратесистемного анализа и аппарате формализованного представления данных и знаний,должны объединить методы теории, опыт практики управления и представить их вформе, позволяющей использовать технические средства автоматизации передачи,приема, накопления, переработки информации.
Объединение этих систем с мощнымиинформационными ресурсами компьютерных сетей и другими техническими средствамиавтоматизации позволит создать эффективные человеко-машинные системы анализа иподготовки управленческих решений и существенно повысить эффективностьуправления./>1.3 Становление системности/> 1.3.1  Общиетенденции.
При методологическом анализе проблем современнойнауки нередко проводится мысль о том, что развитие познания связано свозрастанием сложности принципиальных подходов к исследованию и методов научногопознания.
Простейшей формой научного описания исоответственно исходным уровнем исследования любого объекта является основанноена эмпирических наблюдениях описание свойств, признаков и отношений объекта. Этоуровень анализа можно назвать параметрическим описанием.
После этого познание переходит копределению поэлементного состава строения исследуемого объекта. Основнаязадача здесь состоит в выявлении взаимосвязи свойств, признаков и отношений,найденных на первом этапе (уровне) исследования. Эта стадия носит название морфологическогоописания объекта.
Дальнейшее усложнение познаниясвязано с переходом к функциональному описанию, которое, в свою очередь,связано с функциональными зависимостями между параметрами (функционально-параметрическоеописание), между “частями” или элементами объекта(функционально-морфологическое описание) или между параметрами и строениемобъекта. Методологическая специфика функционального подхода заключается в том, чтофункция элемента или “части” (подсистемы) объекта задается на основе принципа“включения” — выводится из характеристик и потребностей более широкого целого.
В последнее время в качестве особой,наиболее сложной формы научного исследования рассматривается поведение объекта,т.е. выявление целостной картины “жизни” объекта и механизмов, обеспечивающих сменунаправлений и “режимов” его работы.
Такая схема выражает постепенноеусложнение способов подхода к объекту исследования, поскольку каждыйпоследующий способ включает в себя все предыдущие и, кроме того, решаетнекоторые новые задачи. В рамках этой последовательности системный подход связываетсяили с функциональным описанием, или с описанием поведения, или, наконец, сновым, ещё более сложным “комбинированным” способом исследования. Однакоспецифика системного исследования определяется не усложнением методов анализа(в известном смысле они могут даже подвергнуться упрощению), а выдвижениемновых принципов подхода к объекту изучения, новой ориентации всего движенияисследователя. В самом общем виде эта ориентация выражается в стремлениипостроить целостную картину объекта. Более конкретно она обнаруживается вследующих моментах.
При исследовании объекта как системыописание элементов не носит самодавлеющего характера, поскольку элементописывается не “как таковой”, а с учётом его “места” в целом.
Один и тот же “материал”, субстант,выступает в системном исследовании обладающим одновременно разнымихарактеристиками, параметрами, функциями и даже принципами строения. Одно изпроявлений этого — иерархичность строения систем, причём тот факт, что всеуровни иерархии “выполнены” из одного материала, делает особенно труднойпроблему поиска специфических механизмов взаимосвязи различных уровней (плоскостей)системного объекта. Конкретная (хотя, быть может, и не единственная) формареализации взаимосвязи — управление. Поэтому проблема управления возникаетпрактически в любом системном исследовании.
Исследование системы оказывается, какправило, неотделимым от исследования условий её существования.
Для системного подхода специфичнапроблема порождения свойств целого из свойств элементов и наоборот.
Как правило, в системном исследованиинедостаточны чисто причинные (в узком смысле этого слова) объясненияфункционирования и развития объекта; в частности, для большого класса системхарактерна целесообразность как неотъемлемая черта их поведения, хотяцелесообразное поведение не всегда может быть уложено в рамкипричинно-следственной схемы.
Источник преобразований системы илиеё функций лежит обычно в самой системе; поскольку это связано с целесообразнымхарактером поведения систем, существеннейшая черта целого ряда системныхобъектов — самоорганизация. С этим тесно связана и другая особенность:обязательное допущение у систем (или её элементов) некоторого множестваиндивидуальных характеристик и степеней свободы.
/>1.3.2  Общая теориясистем
Все перечисленные моменты в той илииной мере стали методологически осознаваться в науке еще в XIX веке. Исследованиесистем началось примерно в одно и тоже время (на рубеже XIX-XX веков) вразличных областях знания. Роль интеграции наук, организации взаимосвязей ивзаимодействия между различными направлениями во все времена выполнялафилософия — наука наук, которая одновременно являлась и источником возникновенияряда научных направлений. В частности, в 30-е годы нашего столетия философияявилась источником возникновения обобщающего направления, названного теориейсистем. Л. Берталанфи, считающийся основоположником этого направления,впервые сделал доклад о своей концепции на философском семинаре, пользуясь вкачестве исходных понятий терминологией философии [1].
Берталанфи выдвинул идею построениятеории, приложимой к системам любой природы. Один из путей реализации своейтеории он видел в том, чтобы отыскивать структурные сходства законов,установленных в различных науках, и, обобщая их, выводить общесистемныезакономерности. Одним из самых важных достижений Берталанфи является введениепонятия открытой системы. В отличие от кибернетического подхода (об этом мыбудем говорить ниже), где изучаются внутрисистемные обратные связи, афункционирование систем рассматривается просто как отклик на внешниевоздействия, Берталанфи подчеркивает особое значение обмена системы веществом,энергией и информацией (негэнтропией) с окружающей средой. В открытой системеустанавливается динамическое равновесие, которое может быть направлено всторону усложнения организации (вопреки второму закону термодинамики, благодарявводу негэнтропии извне), и функционирование является не просто откликом наизменение внешних условий, а сохранение старого или установление новогоподвижного внутреннего равновесия системы. Здесь усматриваются каккибернетические идеи гомеостазиса, так и новые моменты, имеющие свои истоки вбиологии (Берталанфи был по специальности биологом).
Берталанфи и его последователиработают над тем, чтобы придать общей теории систем формальный характер.Однако, заманчивый замысел построить общую теорию систем как новуюлогико-математическую дисциплину не реализован полностью до сих пор. Неисключено, что наибольшую ценность общей теории систем представит не столько еематематическое оформление, сколько разработка целей и задач системныхисследований, развитие методологии анализа систем, установление общесистемныхзакономерностей.
Следует так же отметить, что важныйвклад в становление системных представлений в науку (еще до Л. Берталанфи) внеснаш соотечественник А.А. Богданов. В 1911 году вышел в свет первый том, а в1925 году — третий том его книги “Всеобщая организационная наука (тектология)”[2].
Большая общность тектологии связана сидеей Богданова о том, что все существующие объекты и процессы имеютопределенную степень, уровень организованности. В отличие от конкретныхестественных наук, изучающих специфические особенности организации конкретныхявлений, тектология должна изучать общие закономерности организации для всехуровней организованности. Все явления рассматриваются как непрерывные процессыорганизации и дезорганизации. Богданов не дает строгого определения понятияорганизации, но отмечает, что уровень организации тем выше, чем сильнеесвойства целого отличаются от простой суммы свойств его частей. Пожалуй, самойважной особенностью тектологии является то, что основное внимание уделяетсязакономерностям развития организации, рассмотрению соотношений устойчивого иизменчивого, значению обратных связей, учету собственных целей организации(которые могут как содействовать целям высшего уровня организации, так ипротиворечить им), роли открытых систем. Богданов довел динамические аспектытектологии до рассмотрения проблемы кризисов, т.е. таких моментов в историилюбой системы, когда неизбежна коренная, “взрывная” перестройка ее структуры.Он подчеркивал роль моделирования и математики как потенциальных методоврешения задач тектологии.
Даже из этого небольшого обзораосновных идей тектологии видно, что Богданов предвосхитил, а кое в чем ипревзошел многие положения современных кибернетических и системных теорий. Тектологиябыла “ориентирована на самый широкий охват реальности организационнымикатегориями”, и это явилось первым из того класса характерных для XX века системных подходов, которыеприобрели статус общенаучных, проторив дорогу кибернетике и синергетике.Последние можно считать наиболее крупными (в концептуальном плане) вкладом вфилософию, в формирование современных представлений о явлениях самоорганизациии развития мира в целом./>1.3.3  Эволюцияпредставлений об энтропии
Прежде чем рассматривать следующиеэтапы развития системного подхода и системных исследований, необходимообъяснить и уточнить некоторые понятия, которые мы уже упоминали и будемиспользовать в дальнейшем. Проникновение методов теории информации в физику,биологию и другие области естествознания показало тесную взаимосвязь понятияколичества информации с естественно-научным понятием “энтропия”.
Понятие энтропия, первоначальновведенное Р. Клаузисом лишь с целью более удобного описания работы тепловыхдвигателей, усилиями многих ученых, и прежде всего Л. Больцмана, стало игратьуниверсальную роль, определяя многие закономерности в поведениимакроскопических систем. В 30-е годах нашего столетия энтропия стала меройвероятности информационных систем и явилась основой теории информации (работыЛ. Сцилларда, К. Шеннона)
Связь между энтропией и вероятностьюустановлена Л. Больцманом и выражается знаменитой формулой, носящей имя этогоученого:
H = slnW ,
где H — энтропия, W — термодинамическая вероятность состояния.
Существенно, что Больцман, связаввторой принцип термодинамики с теорией вероятности, показал, что убываниеэнтропии не является невозможным, а только маловероятным. Второй принциптермодинамики становится констатацией того факта, что информация теряетсяразличными способами, что ведет к увеличению энтропии системы, но, чтобыприобрести новую информацию и уменьшить энтропию, следует произвести новыеизмерения, т.е. затратить энергию
В конце 40-х годов Э. Шредингер, азатем и Н. Винер существенно расширили понятие энтропии — до понимания ее какмеры дезорганизации систем любой природы. Эта мера простирается от максимальнойэнтропии (H=1), т.е. хаоса, полнойнеопределенности, до исчезновения энтропии (H=0), соответствующего наивысшему уровню организации, порядка.
Таким образом, можно выделитьследующие этапы развития понятия энтропии, где она выступает как:*   мера рассеяния тепловой энергии в замкнутой термодинамической системе -
Клаузис, Больцман
(1852 год) *   мера вероятности информационных систем (мера количества информации)  -
Сциллард, Шеннон
(1929 год) *   мера дезорганизации систем любой природы  -
Шредингер, Винер
(!944 год)

С помощью энтропии стало возможноколичественно оценивать на первый взгляд качественные понятия, как “хаос” и“порядок”. Информация и энтропия связаны потому, что они характеризуют реальнуюдействительность с точки зрения именно упорядоченности и хаоса, причем еслиинформация — мера упорядоченности, то энтропия — мера беспорядка; одно равнодругому, взятому с обратным знаком. Например, если на предприятии низкатрудовая и технологическая дисциплина, идет брак, то мы можем утверждать, чтоздесь низок уровень организации, или велика энтропия. Она угрожающе растет нынеи в нашей экономике, социальной жизни.
Энтропия и информация служат, такимобразом, выражением двух противоположных тенденций в процессах развития.Альтернативность и взаимосвязь понятий энтропии и информации нашли отражение вформуле
H + J = 1 (const).
 
Если система эволюционизирует внаправлении упорядоченности, то ее энтропия уменьшается. Но это требуетцеленаправленных усилий, внесения информации, т.е. управления. “Мы плывем вверхпо течению, борясь с огромным потоком дезорганизованности, который, всоответствии со вторым законом термодинамики, стремится все свести к тепловойсмерти — всеобщему равновесию и одинаковости, т.е. энтропии. В мире, гдеэнтропия в целом стремится к возрастанию, существуют местные временные островкиуменьшающейся энтропии, это области прогресса. Механизм их возникновениясостоит в естественном или целенаправленном отборе устойчивых форм. Человек всюжизнь борется с энтропией, гася ее извлечением из окружающей средыотрицательной энтропии – информации” [3].
Количество информации,отождествляемое Винером с отрицательной энтропией (негэнтропией), становится,подобно количеству вещества или энергии, одной из фундаментальных характеристикявлений природы. Введение понятия энтропии в теорию информации явилось, повыражению Бройля, “наиболее важной и красивой из идей, высказанных кибернетикой”,и рассматривается как большой вклад XXвека в научную мысль [4]. Этоположение называют еще вторым “краеугольным камнем” кибернетики. Отсюда — толкование кибернетики как теории организации, теории борьбы с мировым хаосом,с роковым возрастанием энтропии. />1.3.4  КибернетикаВинера
По настоящему явное и массовоеусвоение системных понятий, общественное осознание системности мира, общества ичеловеческой деятельности началось с 1948 года, когда американский математик Н.Винер опубликовал книгу под названием “Кибернетика”. Первоначально он определилкибернетику как “науку об управлении и связи в животных и машинах”. Однакоочень быстро стало ясно, что такое определение неоправданно сужает сферуприложения кибернетики. Уже в следующей книге Н. Винер анализирует с позицийкибернетики процессы, происходящие в обществе.
Здесь мы не случайно говорим“кибернетика Винера”, так как понятие “кибернетика” имеет более давнюю историюи, на уровне терминологии, было использовано еще древнегреческим философомПлатоном. Он предлагал называть кибернетикой науку об административномуправлении провинциями, т.е. уже тогда, по крайней мере, на уровнетерминологии, кибернетика связывалась с управлением процессами, протекающими вобществе. Позже аналогичные предложения исходили и от других ученых (Ампер,Трентовский) [5] и об этом мы будем говорить при рассмотрении организационныхсистем. Поэтому, говоря о кибернетике Винера, мы имеем в виду современнуюкибернетику, которая рассматривается уже на уровне самостоятельной науки.
Сначала кибернетика Винера привеламногих ученых в замешательство: оказалось, что кибернетики берутся зарассмотрение и технических, и биологических, и экономических, и социальныхобъектов и процессов. Возник даже спор — имеет ли кибернетика свой предметисследования. Первый международный конгресс по кибернетике (Париж, 1956) дажепринял предложение считать кибернетику не наукой, а “искусством эффективногодействия”. В нашей стране кибернетика была встречена настороженно и дажевраждебно (кибернетика была объявлена идеалистической лженаукой).
По мере развития кибернетики,уточнения ее понятий, разработки ее собственных методов, получения конкретныхрезультатов в разных областях стало очевидным, что кибернетика — этосамостоятельная наука, со своим, характерным только для нее предметом изучения,со своими специфическими методами исследования. В становление кибернетикивнесли вклад и известные отечественные ученые. Важную роль сыграли определения,сформулированные в период горячих дискуссий о сути кибернетики: кибернетика- это наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами(А.И. Берг); кибернетика — это наука о системах, воспринимающих, хранящих,перерабатывающих и использующих информацию (А.Н. Колмогоров). Этиопределения признаны достаточно общими и полными и из них видно, что предметомкибернетики является исследование систем. Важно подчеркнуть, что, хотя приизучении системы на каком-то этапе потребуется учет ее конкретных свойств, длякибернетики в принципе неважно, какова природа этой системы, т.е. является лиона физической, биологической, экономической, организационной или дажевоображаемой, нереальной системой. Это делает понятным, почему кибернетика“вторгается” в совершенно разнородные сферы. То, что кибернетические методымогут применяться к исследованию объектов, традиционно “закрепленных” за тойили иной наукой, должно рассматриваться не как “постороннее вмешательствонеспециалистов”, а как рассмотрение этих объектов с другой точки зрения. Болеетого, при этом происходит взаимное обогащение кибернетики и других наук. Содной стороны, кибернетика получает возможность развивать и совершенствоватьсвои модели и методы, с другой — кибернетический подход к системе определеннойприроды может прояснить некоторые проблемы данной науки или даже выдвинутьперед ней новые проблемы, а главное — содействовать повышению ее системности.
С кибернетикой Винера связанызначительные продвижения в развитии системных представлений, которые, безпреувеличения, сыграли революционизирующую роль в развитии общественногосознания, человеческой практики и культуры, подготовили почву для тогоневиданного ранее размаха компьютеризации, которая происходит на наших глазах. />1.3.5  Синергетика
Синергетика в переводе с греческогоозначает “совместный согласованно действующий”. Применительно к современномуестествознанию этот термин появился в 70-х годах и принадлежит немецкому физикуГерману Хакену. “Я назвал новую дисциплину “синергетикой” не только потому, чтов ней исследуется совместное действие многих элементов систем, но и потому, чтодля нахождения общих принципов, управляющих самоорганизацией, необходимокооперирование различных дисциплин” [6].
Проблемы синергетики многоплановы ипредполагают несколько направлений их решения. В работах Г.Хакена излагаютсяпринципы, позволяющие в рамках единого подхода рассматривать широкий классявлений самоорганизации, происходящих как в мире живого, так и неорганическоммире. Особое значение при этом придается роли коллективных кооперативныхэффектов в процессах самоорганизации. Появление нового научного направлениябыло подготовлено широким кругом специалистов различных областей. Заметную рольв этом плане играли работы И.Пригожина и его коллег, посвященные разработкеметодов термодинамического анализа явлений самоорганизации. И.Пригожин положилв основу неравновесной динамики принцип наименьшего производства энтропии, чтов сочетании с принципом о наименьшем рассеянии энергии позволило усилить мощьаналитического аппарата термодинамического аспекта явлений самоорганизации [7].
Не меньшую, чем неравновеснаятермодинамика, роль в изучении процессов самоорганизации и анализедиссипативных структур получили теория информации и теория оптимизации.Информацию легко выразить через энтропию и наоборот, причем связь эта неформальна. Если в термодинамике энтропия – это мера беспорядка, то в теорииинформации – это мера недостатка информации в системе, мера неопределенности.
До середины 70-х годов нашегостолетия существовал непреодолимый барьер между неорганической и живойприродой. Считалось, что лишь живой природе присущи саморегуляция исамоорганизация. Правда, некоторые отечественные естествоиспытатели и философыеще в 60-е годы высказывали предположения о наличии процессов самоорганизации ив неорганической природе. Так, Л.А. Петрушенко [8] рассматривал природу какнекое связное целое, состоящее из различным образом организованных систем испособное к самоорганизации или, наоборот, к самодезорганизации, обусловленнойвозрастанием энтропии (неопределенности).
Последние фундаментальные достиженияв области исследования систем принадлежат бельгийской школе ученых во главе с ИПригожиным. Изучая термодинамику неравновесных физических систем (за результатыэтих исследований Пригожину присуждена Нобелевская премия по химии 1977 года),он вскоре понял, что обнаруженные им закономерности относятся к системам любойприроды. Именно работы Пригожина и его последователей способствоваливозникновению новой науки, названной Г. Хакеном синергетикой,устанавливающей универсальность явления самоорганизации и распространяющих ихна неживую природу. В синергетике, в отличие от кибернетики, акцент делается нена процессы управления и обмена информацией, не на функционировании систем, ана ее структуре, на принципах построения организации, на условиях еевозникновения, развития и самоусложнения.
Наряду с подтверждением уже известныхположений (иерархичность уровней организации систем; несводимость друг к другу иневыводимость друг за друга закономерностей разных уровней организации; наличиенаряду с детерминированными случайных процессов на каждом уровне организации идр.) основоположники синергетики предложили новую, оригинальную теориюсистемодинамики. Отметим, что наибольший интерес и внимание привлекли те еемоменты, которые раскрывают механизм самоорганизации систем. Согласно теориямсинергетики, материя не является пассивной субстанцией; ей присуща спонтаннаяактивность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые раноили поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающейсредой. Важно, что в такие переломные моменты (называемые “особыми точками” или“точками бифуркации”) принципиально невозможно предсказать, станет ли системаменее организованной или более организованной (“диссипативной”, по терминологииПригожина).
Синергетика исследует особыесостояния сложных систем в области неустойчивого равновесия, точнее — динамикуих самоорганизации вблизи точек бифуркации, когда даже малое воздействие можетпривести к непредсказуемому, быстрому (“лавинообразному”) развитию процесса.Говоря о самоорганизации сложных систем, мы подчеркивали их стремление кнегэнтропийной (“неравновесной”) устойчивости, как их ведущую тенденцию как можнодальше отдаляться от состояния “равновесия”, т.е. уровня максимальной энтропии,хаоса. Сохранение своей целостности, гомеостатической устойчивости являетсяглавным свойством всех систем макроструктуры природы. Биологические исоциальные системы в нормальных условиях развития являются относительноустойчивыми, длительное время повышают уровень своей организации, неразрушаются.
Но когда по истечении, например,биологического цикла организм стареет, разрушается и погибает, он достигаетмаксимального значения энтропии, хаоса. Такой хаос, действительно, пугает. Онвсецело деструктивен и не может выступать в качестве создающего начала, из негоне может развиваться новая организация.
Толкование понятия “хаос” создателямисинергетики существенно отличается от общепринятого понимания хаоса какмаксимума энтропии. В синергетике хаос больше ассоциируется с понятиемслучайности, с хаотическим разнообразием флуктуаций в сложной системе,хаотическими отклонениями каких-то параметров от нормы. В основе такого хаоса возможноактивное начало, причем в определенных условиях даже единичное отклонение,малое воздействие какого-то параметра может стать существенным длямакропроцесса: может развиться новая организация[9]. Например, в состояниинеустойчивости социальной среды деятельность каждого отдельного человека можетвлиять на макроскопический процесс (роль личности в истории). Отсюда вытекаетнеобходимость осознания каждым человеком огромного груза ответственности засудьбу всей социальной системы, всего общества. Человек — активное начало. Егоповедение определяют явно осознаваемые и скрытые подсознательные установки.Потенциал выдающегося индивида может проявиться в открытом обществе, особенно врежиме его неустойчивости. Открытость системы — необходимое, но не достаточноеусловие для ее самоорганизации. Все зависит от соотношения потенциалов индивидаи среды, от характера взаимодействий, а порой от игры случая, отинформированности противоположных начал.
Существовавшая в нашей стране командно-административнаясистема, как сугубо закрытое, жестко детерминированное образование слюдьми-винтиками в своей основе, показала тупиковую ветвь эволюции. Она гасилаинициативу, проявления активности (флуктуации), изжила предпринимательство,лишила себя возможности отбора лучшего. Когда инициатива наказуема, любое малоевозмущение “сваливается” на то же самое решение, на ту же самую структуру. Иничего не меняется. Значит, без неустойчивости нет развития, утверждаютсинергетики, развитие происходит через неустойчивость, через бифуркации, черезслучайность.
В своей работе “Философиянестабильности” И. Пригожин освобождает понятие нестабильности от негативногооттенка. Нестабильность не всегда зло, подлежащее устранению, или же некаядосадная неприятность. Нестабильность способствует выявлению и отбору всеголучшего.
Установленное кибернетикой исинергетикой единство процессов управления и самоорганизации в системах разнойприроды имеет огромное мировоззренческое и практическое значение, посколькудает ясную, по существу, единую методологию деятельности человека. Рольнаучного управления в жизни общества, особенно в социально-экономической сфере,весьма велика. Высокая эффективность западной экономики держится на научномуправлении, на непрерывном стремлении его оптимизировать, насыщать информацией,знаниями.
Некомпетентность управляющих — ахиллесова пята нашей экономики. Неадекватность многих принимаемых (на всехуровнях) решений оборачивается для страны огромными потерями./>1.4 Заключительные замечания
Возвращаясь к системному анализу,необходимо сказать, что объектом системного анализа. в теоретическом аспектеявляется процесс подготовки и принятия решений, а в прикладном аспекте — многиеконкретные проблемы, возникающие при создании и функционировании систем.
В теоретическом аспекте — это:
* общиезакономерности проведения исследований, направленные на поиск наилучших решенийразличных проблем на основе системного подхода (содержание отдельных этаповсистемного анализа, взаимосвязи, существующие между ними и др.).
* конкретные научныеметоды исследования — определение целей и их ранжирование, дезагрегированиепроблем (систем) на их составные элементы, определение взаимосвязей,существующих как между элементами системы, так и между системой и внешнейсредой и др.
* принципы интегрированияразличных методов и приемов исследования (математических и эвристических), разработанныхкак в рамках системного анализа, так и рамках других научных направлений идисциплин в стройную, взаимообусловленную совокупность методов системногоанализа.
В прикладном плане системный анализвырабатывает рекомендации по созданию принципиально новых илиусовершенствованию существующих систем.
Рекомендации по улучшению функционированиясуществующих систем касаются самых различных проблем, в частности ликвидациинежелательных ситуаций (например, снижение темпов роста производительности труда),вызванных изменением как внешних по отношению к системе факторов, так ивнутренних.
Следует отметить, что объектсистемного анализа является в то же время объектом целого ряда других научныхдисциплин, как общетеоретических, так и прикладных.
В отличие от многих наук, главнойцелью которых является открытие и формулирование объективных законов изакономерностей, присущих предмету изучения, системный анализ в основном направленна выработку конкретных рекомендаций, в том числе и на основе использованиядостижений теоретических наук в прикладных целях. Можно сказать, что системныйанализ выполняет роль каркаса, объединяющего все необходимые методы, знания идействия для решения проблемы.
Заканчивая рассмотрение основных методологическихкомпонентов системного анализа, следует отметить, что ему присущи определенныепринципы, логические элементы, определённая этапность и методы проведения. Наличие(без исключения) всех этих компонентов и делает анализ какой-либо проблемысистемным./>1.5 Вопросы для самопроверки
 Как Вы связываете качество управленияи уровень благосостояния общества?
 Какая связь между качествомуправленческих решений и эффективностью системы управления?
 Какие факторы влияют на качествоуправленческих решений?
 Как определить уровень эффективностисистемы управления?
 Почему усложняются процессы управленияэкономикой страны (города, области, региона)?
 Какие факторы, влияющие на сложностьзадач управления, Вы можете назвать?
 Какие проблемы возникают приусложнении систем и процессов, подлежащих управлению?
 Какие пути повышения эффективности управленияВы знаете?
 Какие методы и средства используютсядля исследования и анализа сложных систем?
 Почему системный анализ являетсяболее предпочтительным средством анализа систем?
 Какие основные моменты присущисистемному исследованию?
 Основные идеи построения общей теориисистем.
 Роль тектологии А.Богданова встановлении системных представлений.
 Эволюция понятия энтропия.Альтернативность и взаимосвязь понятий энтропия и количество информации.
 Какова роль кибернетики Винера дляисследования систем и процессов управления?
 Что нового привнесла синергетика всистемные исследования? Значение понятия самоорганизация длясоциально-экономических систем.

2.   ОСНОВНЫЕПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
 
Основной целью данной главы являетсявведение основных понятий и определений, которые далее будут использоваться.Следует сказать, что терминология и понятийный аппарат общей теории систем исистемного анализа еще окончательно не сформировались и поэтому необходимо извсего многообразия основных понятий и определений выделить те, которыми мыбудем пользоваться при изучении данного курса. При определении терминологии ипонятийного аппарата будет также рассмотрена последовательность формированияосновных определений. 2.1     Общие определения
Общие определения начнем с того, чтопопытаемся определить такое понятие как общая теория систем.
Общая теория систем— междисциплинарная область научныхисследований, в задачи которой входит: разработка обобщенных моделей систем; построениелогико-методологического аппарата описания функционирования и поведения системразного типа, включая теории динамики систем, их целенаправленного поведения, историческогоразвития, иерархического строения, процессов управления в системах и т.д.
Системный подход. Этот термин начал применяться впервых работах, в которых элементы общей теории систем использовались дляпрактических приложений. Используя этот термин, подчеркивали необходимостьисследования объектов (систем, процессов) с разных сторон, комплексно, вотличие от ранее принятого раздельного исследования систем и процессов.Оказалось, что с помощью многоаспектных исследований можно получить болееправильное представление о реальных системах, выявить их новые свойства, лучшеопределить взаимоотношения системы (объекта) с внешней средой, другимиобъектами.
Можно сказать, что системныйподход— это точное выражение процедур представления систем испособов многоаспектного исследования объектов (описания, объяснения,предвидения и т.д.).
Системные исследования. В таких исследованиях понятия теориисистем используются более конструктивно: определяется класс систем, вводитсяпонятие структуры и правила ее формирования и т.п. Это был следующий шаг всистемных направлениях. В поисках конструктивных рекомендаций появилисьсистемные направления с разными названиями: системотехника, системология и др.Для их обобщения и стал применяться термин “системные исследования”.
Системные исследования — это совокупность научных и техническихпроблем, которые при всей их специфике и разнообразии сходны в понимании ирассмотрении исследуемых объектов с точки зрения систем, выступающих как единоецелое./>2.2     Определение системногоанализа
Сейчас признано, что наиболееконструктивным из прикладных направлений системных исследований является системныйанализ. Однако до сих пор нет четкого однозначного определения этогопонятия. Это вполне понятно, так как идет создание и формирование терминологиинового научного направления. Поэтому и мы, прежде чем остановится на каком-токонкретном определении системного анализа, проследим последовательность разныхописаний и определений, которые приводились в разных работах, что, в конечномсчете, позволит нам лучше понять содержательный смысл самого системногоанализа.
Следует отметить, что вначале работыпо системному анализу базировались на идеях теории оптимизации и исследованияопераций. Затем, в поисках конструктивных средств организации процесса принятиярешений, системный анализ начинают определять как процесспоследовательного разбиения изучаемого процесса на подпроцессы и основноевниманию уделяют выбору приемов, позволяющих организовать решение сложнойпроблемы путем расчленения ее на подпроблемы и этапы, для которых становитсявозможным подобрать методы исследования и исполнителей.
Наряду с расчленением процессапринятия решения на этапы и подэтапы, разрабатываются формализованные приемы иметоды разделения системы на подсистемы, цели на подцели, “больших”неопределенностей на более “мелкие”, лучше поддающиеся исследованию. Вбольшинстве работ стремятся в основу системного анализа поставитьмногоступенчатое расчленение в виде иерархических структур типа “дерева”.Применительно к исследованию целей эти структуры получили название “деревьевцелей”. В ряде работ разработаны варианты аналогичных структур, определяющих непространственное (как “деревья целей”), а временное разделение цели напоследовательность подцелей или функций, направленных на ее достижение.
Во многих определениях частоподчеркивается, что системный анализ — это “формализованный здравый смысл” илипросвещенный здравый смысл, на службу которому поставлены математическиемодели. Кроме того, отражается и такая особенность: системный анализ даетоснову для сочетания знаний и опыта специалистов многих областей при нахождениирешений, трудности которых не могут быть преодолены на основе суждений любогоотдельного эксперта. Более того, часто указывается, что основной особенностьюметодик системного анализа является сочетание в них формальных методов инеформализованного (экспертного) знания.
С учетом всего вышесказанного можносказать, что в определении системного анализа должны войти следующие аспекты,отражающие что системный анализ:
* применяется длярешения таких проблем, которые не могут быть полностью формализованы;
* использует нетолько формальные методы, но и методы качественного анализа (“формализованныйздравый смысл”), т.е. методы, направленные на активизацию использованияинтуиции и опыта специалистов (лиц, принимающих решение);
* объединяет разныеметоды с помощью единой методологии;
* дает возможностьобъединить знания, суждения и интуицию специалистов различных областей знаний иобязывает их к определенной дисциплине мышления;
* основное вниманиеуделяет целям и целеполаганию.
Ко всему этому следует обязательнодобавлять, что в основе методов и получаемых с применением системного анализарезультатов лежит понятие системы или даже целенаправленной системы.
Мы будем использовать следующееопределение системного анализа.
Системный анализ — это совокупность определенныхнаучных методов и практических приемов решения разнообразных проблем, возникающихво всех сферах целенаправленной деятельности общества, на основе системногоподхода и представления объекта исследования в виде системы.
Характерным для системного анализаявляется то, что поиск лучшего решения проблемы начинается с определения иупорядочения целей деятельности системы, при функционировании которой возникладанная проблема. При этом устанавливается соответствие между этими целями, возможнымипутями решения возникшей проблемы и потребными для этого ресурсами. Системныйанализ характеризуется главным образом упорядоченным, логически обоснованнымподходом к исследованию проблем и использованию существующих методов ихрешения, которые могут быть разработаны в рамках других наук.
Системный анализ предназначен для решения в первуюочередь слабоструктурированных проблем, т.е. проблем, состав элементов ивзаимосвязей которых установлен только частично, задач, возникающих, какправило, в ситуациях, характеризуемых наличием факторов неопределённости исодержащих неформализуемые (непереводимые на язык математики) элементы.
Проблема (задача) считаетсяформализуемой, если она может быть описана с помощью некоторого формальногоязыка (как правило, языка математики).
Одна из задач системного анализазаключается в раскрытии содержания проблем, стоящих перед руководителями,принимающими решения, настолько, чтобы им стали очевидны все основныепоследствия решений, которые они могли бы учитывать в своих действиях. Системныйанализ помогает ответственному за принятие решения лицу более строго подойти к оценкевозможных вариантов действий и выбрать наилучший из них с учётомдополнительных, неформализуемых факторов и моментов, которые могут бытьнеизвестны специалистам, готовящим решение (специалистам — системныманалитикам).
Следует отметить, что в каждомконкретном случае задачи системного анализа весьма специфичны. Тем не менее,определённые моменты указывают на существенную общность перечисленныхнаправлений разработок в науке, технике и организации производства. Именно этаобщность и позволяет говорить о системном подходе как о некоторой особой ивнутренне единой исследовательской позиции./>2.3     Cистема и ее свойства
В настоящее время нет единства вопределении понятия “система”. В первых определениях в той или иной формеговорилось о том, что система — это элементы и связи (отношения) между ними. Например,основоположник теории систем Берталанфи определял систему как комплексвзаимодействующих элементов или как совокупность элементов, находящихся вопределенных отношениях друг с другом и со средой. Некоторые определяют системукак множество предметов вместе со связями между предметами и между ихпризнаками. Ведутся дискуссии, какой термин – “отношение” или “связь” – лучшеупотреблять. Мы будем далее пользоваться следующим определением.
Определение системы. Под системой понимается наличие множестваэлементов с набором связей между ними и между их свойствами, т.е. всё,состоящее из связанных друг с другом частей, называются системой.
При этом элементы (части, объекты)функционируют во времени как единое целое — каждый объект, подсистема, элементработают ради единой цели, стоящей перед системой в целом. Иногда говорят,система есть средство достижения цели. И это, в свете вышесказанного, можнотрактовать, как достаточно короткое и емкое определение системы.
При такой трактовке системамиявляются: машина, собранная из деталей и узлов; живой организм, образуемыйсовокупностью клеток; предприятие, объединяющее и связывающее в единое целое множествопроизводственных процессов, коллективов людей, различных видов ресурсов,готовой продукции и пр.
Элемент. Под элементом принято пониматьпростейшую неделимую часть системы. Ответ на вопрос, что является такой частью,может быть неоднозначным и зависит от цели рассмотрения объекта или системы, отточки зрения на него или от аспекта его исследования. Таким образом, элемент– это предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи ипоставленной цели. Систему можно расчленить на элементы различнымиспособами в зависимости от формулировки цели и ее уточнения в процессеисследования.
Подсистема. Система может быть разделена наэлементы не сразу, а последовательным разбиением на подсистемы, которыепредставляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же времяболее детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемысвязана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способныхвыполнять относительно независимые функции, реализующие отдельные подцели, направленныена достижение общей цели системы. Названием “подсистема” подчеркивается, чтотакая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойствомцелостности). Этим подсистема отличается от простой группы элементов, длякоторой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности (для такойгруппы используется название “компоненты”).
Структура. Это понятие происходит от латинскогослова structure, означающего строение, расположение,порядок. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения междуэлементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняютсяпри изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основныхсвойств.
Структура– это совокупность элементов исвязей между ними.
Структура может быть представленаграфически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц, графов и т.п. Структуручасто представляют в виде иерархии. Иерархия– этоупорядоченность компонентов по степени важности (многоступенчатость,служебная лестница и т.п.). Между уровнями иерархической структуры могутсуществовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов)нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, т.е. отношениятак называемого древовидного порядка. Такие иерархии называют сильнымиили иерархиями типа “дерева”. Они имеют ряд особенностей, делающих их удобнымсредством представления организационных структур управления. Однако могут бытьсвязи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащегоуровня может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня.Такие структуры называют иерархическими структурами со слабыми связями.Между уровнями иерархической структуры могут существовать и более сложныевзаимоотношения.
Интегративность. Интегративными называются свойства,присущие системе в целом и не присущие ни одному из ее элементов в отдельности.Интегративность означает, что хотя свойства системы и зависят от свойств ееэлементов, но не определяются ими полностью. Система не сводится к простойсовокупности (множеству) ее элементов. Так, государство не есть просто суммаего регионов. Интегративность в данном случае обеспечивается некоей общей длявсех его элементов и подсистем системой ценностей, определяющей принципысуществования и поддерживающей единство и согласованность поведения последних.
Индивидуальным интегративнымсвойством самолета как технической системы является его способность совершатьуправляемый полет. При этом ни одна из его частей сама по себе, включая ичленов экипажа, этой способностью не обладает.
Наиболее общими фундаментальными интегративнымисвойствами в системном анализе являются свойства целостности, целесообразностии открытости.
Интегративные свойства, возникающиепри взаимодействии структурных образований, порой могут проявляться самымнеожиданным образом. Так, например, в области киноискусства широко известенэффект Кулешова, который заключается в том, что при монтаже двух соседнихразличных кадров возникает нечто, реально воздействующее на зрителя, чего нетни в одном из этих кадров в отдельности. Монтаж объединяет эти кадры винформационную систему, в пределах которой они начинают взаимодействовать,придавая последней интегративные свойства.
Целостность. Целостность – это способностьсистемы проявлять себя во взаимодействии с внешним миром как единое целое.Целостность системы проявляется в двух аспектах: структурном и процессуальном ив этом смысле можно дать следующее определение этого свойства. Целостность –это пространственная связность структурных элементов и временнаясогласованность их существования.
Целесообразность. Целесообразность – это свойствосистемы, проявляющееся в ценностной и целевой ориентированностиее существования.
Ценностная ориентированность. Ценностная ориентированностьвозникает в результате действия общих и частных, присущих только даннойконкретной системе ценностных принципов, порождающих соответствующие законыповедения в ситуационных пространствах. Таким образом, целесообразность – этоподчинение существования системы некоторой системе ценностных принципов исвязанных с ними целей, свидетельствующих о ее разумности.
Целеориентированность. Целеориентированность – это свойствосистемы, характеризующее ситуационную направленность (ориентированность) ееповедения в соответствующих пространствах. Целеориентированность проявляетсятакже в активности системы.
Открытость. Открытость – это свойствовзаимосвязи системы и ее внешнего окружения, проявляющееся в коммуникативности.Точнее говоря, открытость – это взаимопроникновение и взаимовлияние(взаимозависимость) системы и ее окружения. Открытость, с одной стороны, естьнеобходимое условие существования системы (раскрытия ее сущности), а с другой стороны,есть одна из основных причин ее диффузии (диссипации, распада ее сущности).Свойство открытости систем обеспечивает целостность мироздания.
Связь. Понятие “связь” входит в любоеопределение системы наряду с понятием “элемент” и обеспечивает возникновение исохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризуетодновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы. Связьхарактеризуется направлением, силой и характером (или видом). По первым двумпризнакам связи можно разделять на направленные и ненаправленные, генетические,равноправные (или безразличные), связи управления. Связи можно разделить такжепо месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов всистеме в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные). Связи вконкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими изназванных признаков.
Связи— это то, что соединяет элементы исвойства в системном процессе в целое.
Предполагается, что связи существуютмежду всеми системными элементами, между системами и подсистемами. Связями первогопорядка называют связи, функционально необходимые друг другу. Дополнительныесвязи называют связями второго порядка. Если они присутствуют, то взначительной степени улучшают действие системы, но не являются функциональнонеобходимыми. Излишние или противоречивые связи называются связями третьего порядка.Исследователь, решающий конкретную задачу, сам принимает решение, какие связисущественны, а какие тривиальны, т.е. вопрос о тривиальности оказываетсясвязанным с личными интересами исследователя и задачами, которые стоят передним.
Важную роль в системах играет понятие“обратной связи”. Об этом понятии мы будем подробно говорить в следующей главе.
Коммуникативность. Коммуникативность представляет собойсвойство системы, заключающееся в наличии между системой и внешней средоймножества связей ( коммуникаций). Так, например, различные государства могутбыть связаны между собой линиями воздушного, железнодорожного, автомобильногои т.д. сообщения. Между ними осуществляются культурные, научные и другие видыобмена.
Состояние. Понятие “состояние” обычнохарактеризует мгновенную фотографию, “срез” системы, остановку в ее развитии.Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты),либо через параметры системы (производительность, себестоимость продукции,прибыль и т.п.). Состояние– это множество существенных свойств,которыми система обладает в данный момент времени.
Поведение. Если система способна переходить изодного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением. Этимпонятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одногосостояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением иисследуют его закономерности. Иногда, в этом же смысле используют термин“движение”, который заимствован из механики, но при этом обязательно делаютоговорку, что под движением понимают любое изменение состояния системы (например,изменение ее параметров).
Внешнее окружение (среда). Под внешней средой понимается множество элементов,которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменениеповедения системы. Действительно, объекты в системном анализе нерассматриваются изолированно от внешнего мира. Та часть этого мира, котораянепосредственно взаимодействует с системой или оказывает на нее существенноевлияние, может быть, лишь только своим присутствием, и является таким внешнимокружением или внешней средой. Поэтому, например, так важно при анализеэкономической или социально-политической ситуации внутри какого-либогосударственного образования выйти за его пределы и проанализироватьэкономические и социально-политические процессы в системах внешнего окружения сцелью учета их влияния на состояние рассматриваемого объекта.
Равновесие – это способность системы в отсутствиевнешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранятьсвое состояние сколь угодно долго.
Устойчивость. Под устойчивостью понимаетсяспособность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как онабыла из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Состояниеравновесия, в которое система способна возвращаться, называют устойчивымсостоянием равновесия./>2.4 Системы и их виды/> 2.4.1  Модельсостава системы
При рассмотрении любой системы, преждевсего, обнаруживается то, что ее целостность и обособленность выступают как внешниесвойства. Внутренность же системы оказывается неоднородной, что позволяетразличать составные части самой системы. При более детальном рассмотрениинекоторой части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные частии т.д. Те части системы, которые мы рассматриваем как неделимые, будем называтьэлементами. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, назовемподсистемами. При необходимости можно ввести обозначения или термины,указывающие на иерархию частей (например, “подсистемы”, или “подсистемытакого-то уровня”).
В результате такого рассмотренияполучается модель состава системы, описывающая, из каких подсистем иэлементов она состоит (рис.2.1).
Определение состава системы только напервый взгляд кажется простым делом. Если дать разным экспертам заданиеопределить состав одной и той же системы, то результаты их работы будутразличаться, и иногда довольно значительно. Причины этого состоят не только втом, что у них может быть различная степень знания системы: один и тот жеэксперт при разных условиях также может дать разные варианты состава системы. Существуют,по крайней мере, еще три важные причины этого факта.
Во-первых, разные варианты (модели) составаполучаются вследствие того, что понятие элементарности можно определить поразному. То, что с одной точки зрения является элементом, с другой — оказывается подсистемой, подлежащей дальнейшему разделению.
/>

/>СИСТЕМА
/> ЭЛЕМЕНТ/> /> /> /> /> /> /> /> />

ЭЛЕМЕНТ
/>

ЭЛЕМЕНТ
/>

ЭЛЕМЕНТ
/>

 ПОДПОДСИСТЕМА                                  ЭЛЕМЕНТ
 
                                     ПОДСИСТЕМА                                            ПОДСИСТЕМА
Рис. 2.1. Модель составасистемы
Во-вторых, как и любые модели, модель составаявляется целевой, и для различных целей один и тот же объект потребуетсяразбить на разные части. Например, один и тот же завод для директора, главногобухгалтера, начальника пожарной охраны состоит из совершено различныхподсистем. Точно так же модели состава самолета с точек зрения летчика,стюардессы, пассажира и аэродромного диспетчера окажутся различными. То, чтодля одного обязательно войдет в модель, может совершенно не интересоватьдругого.
В-третьих, модели состава различаются потому,что всякое разделение целого на части, всякое деление системы на подсистемыявляется относительным, в определенной степени условным. Например, тормознуюсистему автомобиля можно отнести либо к ходовой части, либо к подсистемеуправления. Другими словами, границы между подсистемами условны и относительны.
Это относится и к границам междусамой системой и окружающей средой; поэтому остановимся на этом моментеподробнее. В качестве примера рассмотрим систему «ЧАСЫ». Какую быприроду ни имели устройства, которые мы называем часами, в них можно выделитьдве подсистемы — датчик времени, т.е. процесс, ход которого изображаеттечение времени (это может быть равномерное раскручивание пружины, электрическийток с некоторым постоянным параметром, равномерное течение струйки песка,колебание некоторой молекулы и т.д.); индикатор времени — т.е. устройство,преобразующее, отображающее состояние датчика в сигнал времени дляпользователя. Модель состава системы «ЧАСЫ» можно считать полностьюисчерпанной (если далее не разбивать эти две подсистемы). Однако, посколькуфактически каждые часы показывают состояние своего датчика, рано или поздно ихпоказания разойдутся между собой. Выход из этого положения состоит всинхронизации всех часов с неким общим для всех эталоном времени, напримерс помощью сигналов “точного времени”, передаваемых по радио. Здесь и возникаетвопрос: включать ли эталон времени в состав системы «ЧАСЫ» илирассматривать часы как подсистему в общей системе указания времени?
Ниже приведены некоторые упрощенныепримеры моделей состава для различных систем.
СИСТЕМА
ПОДСИСТЕМА
ЭЛЕМЕНТЫ
 Система телевидения “ОРБИТА” Подсистема передачи Центральная телестудия Антенно-передающий центр Канал связи Среда распространения радиоволн Спутник — ретранслятор Приемная подсистема Местные телецентры Телевизоры потребителей
 Отопительная система жилого дома Источники тепла Котельная или отвод от центральной теплотрассы Подсистема распределения и доставки тепла Трубы Калориферы Вентили Подсистемы эксплуатации Службы эксплуатации и ремонта Персонал />2.4.2  Виды и типысистем
При анализе и исследовании различают физическиеи абстрактные системы.
Физические системы состоят из изделий, оборудования,машин и вообще из естественных или искусственных объектов. Этим системам можнопротивопоставить абстрактные системы. В абстрактных системах свойстваобъектов, существующие только в уме исследователя, представляют символы. Идеи,планы, гипотезы и понятия, находящиеся в процессе исследования, могут бытьописаны как абстрактные системы.
Пример1. Рассмотримсистему, части которой — пружина, груз с некоторой массой и твердаяповерхность, предположим, потолок. Вообще говоря, эти компоненты не связаныдруг с другом (за исключением искусственных логических отношений, как, например,то, что они находятся в одной комнате). Однако, стоит прикрепить пружину кпотолку и повесить на нее груз, как между ими появятся особые отношения (всмысле физической связанности), которые дадут начало весьма интересной системе.В частности, возникают новые связи между свойствами данных частей. Длинапружины, расстояние груза от потолка, упругие свойства пружины и размер груза — все это находится в некоторых связях друг с другом. Такая система статична,её свойства не изменяются со временем. Если задать начальное отклонение отположения равновесия, получим определённое значение скорости движения груза, зависящееот размеров массы и упругих свойств пружины. Положение массы будет меняться во времени.В этом случае имеем дело с динамической системой.
Пример 2. Более сложный пример — радиосистема свысокой точностью воспроизведения. В ней гораздо больше частей, но для простотывыделим следующие: диск и звукосниматель проигрывателя, усилитель, громкоговорительи ящик. Как и в первом случае, не связанные друг с другом части не образуютсистемы. Но если связи установлены, т.е. электрическая связь идет от входа квыходу, то части системы и их свойства находятся в таких отношениях друг кдругу, что изменение системы на каком-то участке зависит от изменений на другихучастках, например, механические вибрации в громкоговорителе связаны с силойтока и напряжением в усилителе.
Теперь рассмотрим системы, не имеющиефизической природы. Как правило, это абстрактные системы, записанные на языкематематики. Простейший случай — это система уравнений действительныхпеременных. Наиболее очевидное свойство действительной переменной — её числовоезначение; другими словами, в этом случае объект и его свойство тесно связанымежду собой (в любом случае объект, в конечном счёте, определяется егосвойствами). Связи между переменными обычно формулируются в виде уравнений. Длябольшей конкретности рассмотрим следующий пример.
Пример 3. Имеются переменные x1 и x2,удовлетворяющие двум линейным уравнениям:
 
a1x1 + a2x2 = c1
b1x1 + b2x2 = c2.

Эти уравнения связывают переменные: вместеони образуют систему линейных уравнений, частями которой являются переменные x1и x2. Отношения между ними определяются константами и ограничениями,наложенными одновременно на все данные величины. Данная система уравнений можетрассматриваться как статическая по аналогии с системой “пружина – груз”. Этааналогия объясняется тем, что числа, которые удовлетворяют уравнениям, фиксированыточно так же, как заданная длина пружины в механическом примере.
С другой стороны, введение времени tдает, например, уравнение следующего вида:
 
dx1/dt = a1x1 + a2x2
dx2/dt = b1x1 + b2x2.
 
Такую систему уравнений можно назватьдинамической (продолжая аналогию с системой «пружина — груз»). В этомслучае решение уравнений — функция времени (длина пружины в динамической системе).
Термины статический и динамическийвсегда относятся к системам, уравнения которых представляют абстрактныемодели реальных ситуаций. Абстрактные математические и (или) логические отношениясами по себе никогда не зависят от времени.
Выше рассмотренные примеры дают нечтобольшее, чем просто случайную иллюстрацию понятия системы. Они говорят об одномиз самых плодотворных путей анализа физических систем — пути, который долженбыть признан основным методом науки, а именно о методе абстракции имоделирования.
Возвращаясь к простейшему примерусоединения груза и пружины, получим ясную иллюстрацию этого метода. Встатическом случае нас интересуют свойства: постоянная k, обозначающаяпружину, перемещение x и вес G. Они связаны (в пределах законаупругости Гука) линейным уравнением
kx = G.
Уже здесь проявляется теснаявнутренняя связь между абстрактной системой (аналогичной системе уравнений) иеё физической реализацией. Для изучения физической системы её заменяютабстрактной системой с теми же отношениями, и задача становится чистоматематической. Нетрудно показать, что такого рода аналогия имеет место и вдинамическом случае, но тогда физическая система представляется системой дифференциальных,а не линейных алгебраических уравнений.
Подобная практика, несомненно, хорошознакома физикам, химикам и инженерам; в этом случае обычно говорят о созданииматематической модели. Степень, с которой модель согласуется с реальнымповедением системы, является мерой применимости модели к рассматриваемойситуации. С другой стороны, легкость, с которой данная система может быть точнопредставлена математической моделью — мера легкости анализа данной системы.
Для успешного изучения системы спомощью математических методов последняя должна обладать рядом специальныхсвойств. Во-первых, должны быть известны имеющиеся в ней связи, во-вторых,количественно определены существенные для системы свойства (их число не должнобыть столь большим, чтобы анализ становился невозможным) и, в-третьих, известныпри заданном множестве связей формы поведения системы (задаются физическимизаконами, в нашем случае законом Гука). К сожалению, системы, обладающие всемиэтими свойствами, встречаются чрезвычайно редко. Точнее говоря, системыобладают этими свойствами лишь до некоторой степени, причем наиболее важные длянас системы — живые организмы, экономические и социальные системы обладают имив меньшей степени, чем более простые, механические системы типа “пружина –груз”.
И, в заключении, рассмотрим еще дваопределения представляющие интерес при анализе систем.
Централизованной системой называется система, вкоторой некоторый элемент (подсистема) играет главную, доминирующую роль вфункционировании системы. Этот элемент называется ведущей частью системы или еёцентром. Небольшие изменения ведущей части вызывают значительные изменения всейсистемы.
Децентрализованная система — это система, в которой нет главнойподсистемы; важнейшие подсистемы имеют приблизительно одинаковую ценность и построеныне вокруг центральной подсистемы, а соединены между собой последовательно илипараллельно./>2.5     Вопросы для самопроверки
1.  Что такое системный подход исистемный анализ?
2.  Основные особенности системногоанализа.
3.  Дайте определение системы.
4.  Что такое объект, свойство объекта,связи в объекте?
5.  Структура и состав системы, понятиемодели состава системы.
6.  Относительность понятий элементсистемы, подсистема. Причины этой относительности.
7.  Какие типы систем Вам известны?
8.  Что такое статическая система идинамическая система?
9.  Дайте понятие централизованной идецентрализованной системы.
 
3. СИСТЕМНОСТЬ ИУПРАВЛЕНИЕ
 
Развитие научного знанияи его приложений к практической деятельности привело к все возрастающейдифференциации научных и прикладных направлений. Возникло много специальныхдисциплин, которые часто используют сходные формальные методы, но настолькопреломляют их с учетом потребностей конкретных приложений, что специалисты,работающие в этих областях знания (так называемые “узкие специалисты”),перестают понимать друг друга.
При этом наше время характеризуетсярезким увеличением числа различных комплексных проектов и программ, требующихдля своего решения участия специалистов различных областей знаний. Такимобразом, появилась потребность и в специалистах “широкого профиля”, обладающихзнаниями не только в своей области, но и в смежных областях и умеющих эти знанияобобщать, использовать аналогии, формировать комплексные модели и т.п. Понятиесистемы, ранее употреблявшееся в обыденном смысле, превратилось, как мы виделивыше, в специальную общенаучную категорию.
Впредыдущих главах были рассмотрены предлагаемые в данном курсе общие подходы копределению основных понятий и определений системных исследований. Целью даннойглавы является рассмотрение основных структур и механизмов управления,сложившихся в сложных управляемых системах. Достаточно подробно рассматриваетсягенезис механизмов управления в сложных системах.3.1 Этапы становления механизма управления
Слово “генезис” означаетвозникновение и становление какого-либо развивающегося явления. Именно к такимявлениям относится и феномен управления. В данном разделе говорится овозникновении и этапах становления механизма управления, как функциональнойсистемы, развившейся в процессе эволюции и лежащей в основе процессовсаморегуляции и саморазвития живой природы, общественных систем и их экономики,всей ноосферы, а также процессов познания.
Феномен управления долгое времясчитался исключительно общественным явлением, результатом сознательнойдеятельности человека. Успехи биологических наук, а также исследования присоздании сложных технических систем на рубеже 40-50-х годов нашего столетияпозволили существенно расширить видимую сферу действия управленческих процессови подойти вплотную к более глубокому пониманию сущности феномена управления.
Тем не менее, в нашей философской иэкономической литературе еще широко бытуют неадекватные определения управления- лишь как воздействия на объект. Многие авторы, даже спустя 40 лет послестановления кибернетики, продолжают игнорировать (или не понимать) значение иопределяющую роль обратных связей. Например, Философский словарь (1991 г.)трактует управление без привлечения понятий обратной связи, адаптации исамоорганизации. Здесь объяснение феномена управления философами лежит не внаучной, а в прежней, идеологической, конфронтационной плоскости: “На практикенаблюдаются два типа управления: стихийный и сознательный (плановый)”.
Стихийный — это, разумеется, “у них”,где и рынок, как нам представляли обществоведы десятки лет, не более чемзловещая “стихия рынка”. Если вникать в значения слов, то стихийно — значитнепредсказуемо, что-то совершающееся без участия человека, его сознания иинтеллекта. Но тогда не понятно, почему у них хорошо получается? И зачем ониразработали даже науку управления — кибернетику? Ради чего еще более 100 леттому назад открыли школы менеджмента и с тех пор обучение управлению, постояннорасширяясь, ныне превратилось в подлинную индустрию знаний?
Авторы словаря поясняют: “При первомтипе управления воздействие на общество происходит в результате взаимодействияразличных социальных сил (рынок, традиции, обычаи и т. п.), второй предполагаетналичие специальных органов управления, действующих по заданной программе. Изсоциального управления как его особые отрасли выделяются управлениегосударством, управление производством, управление в технике и др. Новыепроблемы, связанные с совершенствованием управления при социализме, возникли всвязи с осуществляемой в нашей стране радикальной реформой во всех сферахжизни” [7].
Оказывается, теперешнее состояние вовсем — экономике, финансах, социальной сфере — результат сознательногоуправления? Авторам невдомек, что “радикальную реформу во всех сферах жизни” ине надо было бы проводить, если бы управление осуществлялось хотя бы на уровнездравого смысла, не говоря уже о научном управлении и использовании мировогоопыта. Если бы познание этого важнейшего философского и социального феномена унас не пребывало бы на столь низком уровне.
Здесь выход из тупика, по-видимому,должен осуществляться двумя параллельными путями: по линии массового ликбеза, атакже по линии борьбы с нашим национальным бедствием — невостребованностьюновых знаний, сознательным поворотом к ним спиной. Иначе как объяснить тотпарадокс, что в десятках книг по экономике великое множество схем без обратныхсвязей называются “схемами управления”, тогда как на самом деле они отражаютлишь иерархию подчинения в командно-административной системе низших звеньеввысшим звеньям. Именно в той самой командно-административной системе,осуществлявшей “воздействие” и приведшей нашу экономику к уровню, который мынаблюдали в середине 80-х годов.
При анализе центральной категориидиалектики — категории развития, явно недостаточно внимания уделяется раскрытиюее связи с такими понятиями как информация, организация и управление. Тогда какв действительности развитие не есть просто изменения вообще, присущие всякомудвижению, а представляет собой изменения, связанные с процессами отражения (каквсеобщего свойства материи), сопровождаемые упорядочением связей, накоплениеминформации, возникновением новых структур, их усложнением и детерминацией. Это- процесс самоорганизации, в котором важнейшее значение имеет генезис механизмауправления.
Механизм управления не дан намизначально. Он возник и развивался в ходе эволюции и имеет свои переходы отпростых форм к более сложным формам (рис. 3.1). Физическое взаимодействиеобъектов и элементарные формы отражения (этап 0) здесь явилисьнеобходимой предпосылкой. Далее можно выделить три этапа:
Этап 1 — простейший замкнутый контур собратной связью на уровне обычного регулятора (гомеостазиса), с реакцией лишьна текущие воздействия. Появляется цель — самосохранение;
Этап 2 — промежуточный, с программнымизменением характера воздействия управляющего звена на объект при сохраненииего устойчивости;
Этап 3 — механизм управления самоорганизующихсясистем. Отличается наличием 2-го контура обратной связи и органовпамяти. Во 2-ом контуре осуществляется отбор полезной информации из 1-гоконтура: эта информация накапливается, формируя опыт, знания, синтезируется вопределенные структуры, повышая уровень организации, активность и живучестьсистемы.
Особенностью первого этапа является то, что управляющее звеноначинает выявлять и оценивать процесс функционирования объекта путем фиксации отклоненийот нормального режима функционирования, задаваемого некоторой целевой функцией.Поскольку обратная связь призвана уменьшить отклонение, то такая связьназывается отрицательной обратной связи. Таким образом, можно сказать, что этотэтап характеризуется появлением таких понятий, как отклонение и 1-йконтур обратной связи.
Объектами нашего рассмотренияявляются в основном открытые системы (объекты). Воздействиевнешней среды вызывает отклонение параметра объекта от нормы. Возникает информация,обратная связь, что в конечном итоге формирует замкнутые контуры и функциональныесистемы.
Движения системы, направленные насохранение устойчивости, являются положительными сторонами процесса развития, аотклонения, которые призвана убирать (уменьшать, исключать) система, можноназвать отрицательными сторонами процесса. Движущей силой развития выступаетцеленаправленная борьба противоположностей — положительной и отрицательнойсторон процесса.
В “Диалектике природы” Энгельсотмечает особую роль в этой борьбе отрицательной стороны процесса, учет которойв процессах управления, как мы теперь понимаем, и есть использованиеотрицательной обратной связи. По существу и базирующаяся на множестве случайныхотклонений так называемая стихия рынка является своего рода механизмомсоциальной саморегуляции на основе непрерывного учета отклонения спроса отпредложения.
Таким образом, истоки активностисистемы связаны с исходными моментами любого управленческого процесса — с целевойфункцией и отклонением. В силу сказанного, понятие отклонениязаслуживает быть включенным в разряд общенаучных понятий. Оно являетсяуниверсальным элементом взаимодействия, присущим любым системам. Без отклонениянет информации и процесса управления, нет развития. Определяющая рольотклонения отражена и в “золотом правиле” саморегуляции. Это правило звучиттак: “Само отклонение от нормы служит стимулом возвращения к норме” [8].Система вне среды не может быть активной, ибо только взаимодействие со средой,возникающие при этом отклонения, противоречия создают необходимое условиеактивности системы, ее самодвижение в направлении самосохранения. Такой средойявились, в частности, геосфера и атмосфера нашей Земли, где с возникновениеморганических соединений начали появляться и усложняться преемственные связи какреализация элементарных форм активности.
Любого типа упорядоченность возникаетв результате какого-то воздействия окружающей среды на систему, которая,приспосабливаясь к изменяющимся условиям, накапливает полезную для себяинформацию, повышает уровень своей организации. По существу, как считаютбиологи, вся содержащаяся в организме структурная информация вводитсяокружающей средой и ее изменение (саморазвитие) обусловлено в основномдлительным влиянием среды. Следовательно, о прогрессивном развитии можноговорить только по отношению к открытым системам. О всяком развитии взамкнутой системе не может быть и речи.
Достаточно вспомнить десятилетия“железного занавеса” в истории нашей страны. Отгородившись от внешнего мира, отпотока новых технологий, от воздействия мирового рынка, страна отставала внауке и технике, товары становились неконкурентоспособными, рубль —неконвертируемым и т.п.
В основе эволюции, которой руководит“мудрость природы”, лежит способ “проб и ошибок”, реализуемый через учет отклонений.Все те “пробы”, которые приводили к уменьшению отклонения, способствовалиживучести образований и, таким образом, соответствовали требованиям эволюции,закреплялись, развивались дальше, приводя к упорядоченному усложнениювнутренних связей, к качественным изменениям взаимодействий, к возрастаниюактивности.
Таким образом, отклонение и, вболее широком плане, разнообразие являются неотъемлемыми атрибутами прогресса исамосовершенствования функциональных систем. Взять живую природу: даже науровне “вершины” ее развития — человека — эволюция направленно моделируетразнообразие, несхожесть индивидов как необходимое условие дальнейшего развитиясообщества. Индивидуальность каждого человека в биологическом планеобеспечивается различием генетического кода: каждый человек в мире имеетуникальный состав белков. Индивидуальность человека в социальном плане, еготворческие способности объясняются полученным им образованием и жизненнымопытом, тезаурусом, который у каждого тоже свой.
При полном сходстве людей друг сдругом теряется смысл взаимного общения, исключается интерес, борьба мнений,творчество. Людская однородность создала бы, отмечает В.И. Говалпо, тупиковуюситуацию, ибо нет отклонений, не возникает информация как основа поведенческогоакта. Следовательно, нет и целенаправленной деятельности, соревновательности,нет развития [5].
Искусственное выравнивание людей (влюбой форме) вместо того, чтобы дать простор их разнообразию, тормозитсоциальный прогресс. Как показала и многолетняя практика (социальный опыт)нашего хозяйствования, уравниловка в оплате труда, в других сторонах социальнойжизни, низведение людей до обезличенных “винтиков” закономерно привели кснижению трудовой активности, к спаду темпов нашего развития во многихобластях.
Итак, функциональные системы возниклипод воздействием внешней среды благодаря качественному упорядочению связей:информация, как отражение, как сигнал отклонения стала образовывать (в видеотрицательной обратной связи) замкнутые контуры саморегуляции — ГОМЕОСТАЗИС.
При гомеостазисе благодаря процессамобмена вещества, энергии и информации организм находится в состоянии подвижногоравновесия с окружающей средой, обеспечивая свою целостность. Этот этап- качественный скачок в поступательном развитии уровней материи, означавшийновый, более высокий уровень активности и отражательной способностиматериальных систем, и обусловивший дальнейший процесс их самоорганизации.
Гомеостазис, который можно назвать “остовом”механизма управления, также не возникает сразу, а является продуктоместественного отбора и эволюции. Об этом свидетельствует, согласно У.Кеннону,несовершенство механизма гомеостазиса у тех классов позвоночных, которыепредшествуют млекопитающим.
К гомеостазису относится и иммунитеткак система защиты организма от всего генетически чужеродного (микробов, чужихклеток, тканей) или генетически изменившихся собственных клеток. Иммунитетосуществляет контроль над внутренним постоянством организма. Гомеостазисхарактеризует, таким образом, 1-й этап становления феномена управления.
Второй этап является промежуточным и отличается от первого тем, что ктекущему механизму регуляции добавляется по мере необходимости некотораядополнительная (новая) программа управления объектом. Лучше всего этопроиллюстрировать примером из техники. Ракета (с механизмом стабилизации — 1-йконтур) через некоторое полетное время начинает по жесткой программе наводитьсяна цель. При этом механизм стабилизации (регулятор) продолжает действовать.
Третий этап. Формирование механизма управления восновном завершается на 3-ем этапе образованием 2-го контура обратной связи.Это контур отбора и накопления информации и опыта, контур адаптации,самообучения и, следовательно, самоорганизации (рис. 3.2).
Сущность процесса развитиязаключается в целенаправленном накоплении информации с последующим ееупорядочением, структуризацией. Но в потоке информации, циркулирующей в 1-омконтуре обратной связи, в каждом цикле управления бывает много разнообразнойинформации (избыточной, повторяющейся), в том числе и “информационного шума”.Поэтому на входе во второй контур обратной связи имеется так называемый семантическийфильтр, который осуществляет отбор информации с учетом преемственности иценности новых “порций” информации для целевой функции системы, для еецелостности.
Число таких порций информации отцикла к циклу непрерывно растет, и они начинают складываться (“оседать”,кристаллизоваться) в определенную структуру (гипотезы, теории, программы,изобретения и т.п.). Вот такие структуры и являются “точками роста” искомогофеномена “развитие”. Именно целенаправленное собирание, интегрированиеинформации на основе отражения является предпосылкой, основным условиемпоявления новой организации, новой структуры.
Любого типа упорядоченность возникаетв результате какого-то воздействия окружающей среды на систему, которая,приспосабливаясь к изменяющимся условиям, накапливает полезную для себяинформацию, повышает уровень своей организации. По существу, как считаютбиологи, вся содержащаяся в организме структурная информация вводитсяокружающей средой и ее изменение (саморазвитие) обусловлено в основномдлительным влиянием среды. />
/>  


Если принять за Бриллюэном, чтоструктуру можно рассматривать как связанную, внутреннюю информацию, топроисходящая во 2-ом контуре обратной связи структуризация и есть процессвозникновения новой (структурной) информации в результате циркуляции ворганизме оперативной информации. Это — созидание нового в самом процессевзаимодействия системы со средой в результате избирательного отражения и отбораинформации об этом взаимодействии и есть процесссаморазвития.3.2     Модель механизма управления и эволюция живойприроды
Обоснованная выше двухконтурнаяструктура (см. рис. 3.2) названа обобщенной моделью механизма управленияпотому, что она задана на уровне его наиболее существенных признаков. Она,во-первых, едина для всех сфер, охватываемых кибернетикой, и, во-вторых,раскрывает системоорганизующую, “негэнтропийную” функцию управления во всехэтих сферах.
Становление замкнутого контурасаморегуляции создало благоприятные условия для дальнейшего прогресса живойсубстанции, ибо гомеостазис обеспечил возможность многократных отраженийвоздействия среды, возможность сохранения и накопления полезных следов этихвоздействий в структуре живого и, как следствие, постепенных изменений этойструктуры. Здесь определяющее значение имела многократная повторяемость цикловвоздействие — отражение, обусловленная пространственно — временным континуумоммира. Действительно, элементарный акт выбора еще не вносит организации.Единичное воздействие на клетку, единичный цикл отражения не могли привести кфиксированию полезных признаков и направленным изменениям в структуре клеток.Организацию мог внести только процесс как серия актов, т. е. длительноечередование воздействий. Исследования, проведенные П. К. Анохиным, показали,что пространственно-временная структура внешнего макромира через непрерывноповторяющийся ряд воздействий трансформировалась в химический континууммолекулярного микромира живых существ, способствовала превращению химическихструктур в структуры функциональные.
На рис. 3.3 показаны всинтезированном виде результаты работ П. К. Анохина, И. И. Шмальгаузена и ихинтерпретация в рамках концепции о двухконтурной структуре механизмауправления, предложенная Р.Ф. Абдеевым [8].
 
/>
 
1-й контур — этоконтур “оперативнойинформации”, или авторегуляции, как контур реакции живой субстанции на каждыйединичный акт воздействия с целью сохранения устойчивости в данный момент;
2-й контур — это контур “структурной информации”как контур отбора и запоминания множества “полезных следов” воздействия, контурнакопления разнообразия, его формирования в определенную структуру (иначеговоря, контур развития и совершенствования организации).
Возрастание уровня организации живойсубстанции повышает ее отражательную способность и приводит к возникновениюопережающего отражения. “Благодаря этому протоплазма приобрела способность, —писал П. К. Анохин, — развитием своих молекулярных процессов опережать вовремени и пространстве закономерное течение последовательности внешнего мира”[8]. Опережающее отражение как приспособительная реакция и как элементорганизации появилось благодаря запоминанию реакций на прошлые воздействиявнешнего мира (“прошлого опыта”) в генетическом коде с возможностью использованияэтой информации в процессе текущей (и будущей) жизнедеятельности.
В биологии было известно, что куколкинекоторых насекомых остаются зимой на открытом воздухе и не погибают, хотя впротоплазме их клеток содержится вода. Анализы показали появление глицерина впротоплазме зимних куколок.
Выяснилось, что с первых осенниххолодов в протоплазме клеток образуется глицерин, снижающий температуру еезамерзания и тем самым предохраняющий куколку от гибели. Была выдвинутагипотеза о том, что многократное воздействие внешней среды (низкая температура)отражается в протоплазме клеток реакцией, которая способствует определенному(приспособительному) изменению структуры клетки.
Под влиянием физических, химических идругих воздействий внешней среды на микроуровне живого возникают мутации(случайные сдвиги), являющиеся одной из причин изменчивости в биологии. Мутацииредки, чаще всего неудачны, но именно из них (из “удачных”) возникают новыепобеги, которые закрепляются естественным отбором — решающим фактором эволюции (см.рис. 3.3). Естественный отбор выступает как “механизм, ответственный в конечномитоге за усложнение и совершенствование самого хранилища наследственнойинформации” [9].
Механизм эволюции живой природы, егоструктура, как видим, также состоит из двух контуров обратной информационнойсвязи. Принцип ОС составляет сущность всех биотических процессов, иэволюционного в частности. Именно в результате действия механизма обратнойсвязи выделяются и закрепляются полезные мутации, а на уровне организмов выделяютсяи закрепляются индивиды, поведение которых наилучшим образом обеспечивает ихстабильность (выживаемость) при изменении внешних условий.
Следует подчеркнуть спецификувнешнего воздействия в механизме эволюции живой природы на нашей планете, его цикличностьПространственно-временной континуум мира, в течение миллионов лет с годичной исуточной цикличностью изменяя параметры среды (температуру, давление,освещенность, влажность и т.д.), выступает как мощный и стабильный генераторвоздействий. В результате в ходе эволюции, по существу, выжили только тевиды, в основе функционирования которых была заложена цикличность
Из сказанного можно заключить, чтомногократное воздействие внешней среды в сочетании с естественным отбором(фактором не циклическим, но тоже “подключенным” к механизмам отражения,обратной связи) способствовало формированию механизма управления, объединившегов себе две важнейшие для жизнедеятельности взаимосвязанные функции —саморегуляцию (1-й контур ОС) и саморазвитие (2-й контур ОС).
Процесс эволюции мог осуществитьсятолько в том случае, если наряду и вместе с эволюцией живых организмов имеламесто эволюция самих механизмов, обеспечивающих процесс эволюции, механизмов,формирующихся на уровне информационно-структурных отношений, что и подтверждаетсягенезисом механизма управления (см. рис 3.1).
Следовательно, механизм управления непридуман людьми, а сформировался в процессе эволюции живой природы. Человекпознает его и использует в своих целях. Раскрыв на рубеже второй половины XXв.общность механизма управления, его научные основы и создав специальныетехнические средства для интенсификации информационных процессов в контуреуправления (скоростные системы передачи данных, ЭВМ, дисплеи и т.п.), человекосуществляет оптимизацию управления в конкретных областях своей деятельности.Человек и сам в процессах трудовой деятельности и повседневной жизни непрерывнонакапливает опыт на основе ежедневно получаемой разнообразной информации. Онпостоянно приобретает что-то в результате предыдущих событий, проб, ошибок иудач, их оценки и отбора. Поэтому он изменяется то в одном, то в другомотношениях и постоянно развивается в социальном плане. Это формирует тезаурус,питает интуицию человека и дает ему возможность ориентироваться в сложнойобстановке, принимать нужные решения и при непредвиденных ситуациях, что поканедоступно автоматам, “искусственному интеллекту”
В мировоззренческом плане интересноотметить, что цикличность процессов управления перекликается с квантовымиконцепциями в физике. Действительно, каждый информационно-управленческий цикл в1-ом контуре (см. рис. 3.2) — это квант регулирования, т. е. элементарный,законченный акт регулирования Совокупность таких актов обеспечиваетустойчивость объекта. А каждый цикл во 2-ом контуре (формулировка из крупинокинформации, опыта новой теоретической концепции и использование последней припринятии очередного решения), как элементарный акт внедрения нового, — этоквант развития. Из таких квантов складывается процесс саморазвития.
Концепция о двухконтурной структуремеханизма управления основана на анализе и обобщении трудов многих ученыхестествоиспытателей. В частности, И. И. Шмальгаузен различал и стабилизирующуюформу, и движущую форму “естественного отбора, ведущего к прогрессивнымизменениям” [10]
“Устойчивость и научение — две формыкоммуникативного поведения. Живые организмы, в частности высшие виды живыхорганизмов, способны изменять формы своего поведения на основе прошлого опыта”,— писал Н. Винер, имея в виду достижение специфических антиэнтропийных целей[11]
Подытоживая все сказанное, можносформулировать следующее определение механизма управления: “Механизм управленияесть закономерно возникшая в процессе эволюции специфически организованнаяформа движения материи, заключающаяся в целенаправленном многоцикличномпреобразовании информации в двух взаимосвязанных, замкнутых обратными связями(ОС) контурах и функционально реализующая как сохранение устойчивостиуправляемого объекта (1-й контур ОС), так и развитие, дальнейшее повышениеуровня его организации (или создание новых структур) путем отбора и накопленияинформации во 2-ом контуре ОС” [12].3.3     Сходство процессов управления и познания
Исследуя общие принципы организации вразных сферах, А. А. Богданов еще в первой четверти нашего столетия обнаружил“относительную бедность” организационных форм материи при фантастическомразнообразии явлений и процессов материального мира [18]. Позже кибернетиканаучно обосновала единство процессов управления и связи в живой природе,технике, обществе и мышлении, подтвердила многие идеи выдающегосяотечественного естествоиспытателя, не оцененного современниками.
В мировоззренческом планепредставляет интерес рассмотрение сходства процессов управления и познания. Воснове данных процессов — активное отражение и цикличность. В их структуре подва контура ОС.
Процесс познания схематично изображенна рис. 3.4. 1-й контур ОС —многократные циклы испытаний, наблюдений, сбораинформации, т. е. это область эмпирического знания, содержание которогочерпается непосредственно из опыта. 2-й контур — отбор и обобщение информации,попытки выявить очередную относительную истину. Здесь может возникнуть научнаягипотеза. Если она подтвердится при очередном эксперименте, то может статьосновой новой теории, закрепиться в формулах, теоремах. Это уже теоретическаяобласть. Другими словами, в 1-ом контуре ОС воспринимается явление, а во 2-омпознается его сущность, причем постижение сущности углубляется в ходеосуществления все более целенаправленного воздействия на объект, все болеетонких экспериментов.
/>
Схема диалектического пути познанияраскрывает суть информационного взаимодействия активного познающего субъекта иисследуемого объекта в плане “основного вопроса философии”, отражая механизмдвижения познания от относительной истины к абсолютной. Каждый текущийрезультат оценивается на фоне всевозрастающего уровня знаний. Это и естьдиалектический путь, логика познания, которое и есть “вечное, бесконечноеприближение мышления к объекту” [19], к все большему соответствию нашихпредставлений объективной природе вещей.
Выявление функционально-структурногосходства процессов эволюции живой природы и процесса познания приводит кследующему тезису: говоря о Диалектической Логике, следует иметь в виду нетолько теорию познания (к этому мнению склоняются многие философы). В самихпроцессах развития природы и общества имеют место четко выраженные логическиезакономерности, и подлинная диалектическая логика лишь как отражение этогосуществует в субъективной диалектике, в теории познания.3.4     Заключительные замечания
Повседневная практика показывает, чтопроцессы развития в человеческом обществе складываются из великого множестваконтуров управления и (или) самоуправления. Каждый такой контур (будь тоуправление транспортным средством, заводом или руководство народными массами всоциальной борьбе) представляет собой целенаправленный информационно-управленческийпроцесс, состоящий из управляемого объекта и управляющего субъекта(управляющего звена), замкнутых прямой и обратной информационными связями.Каковы бы ни были отличия в частностях (многоуровневость, специфика конкретныхобластей деятельности и т.п.), структура этого механизма едина и может бытьпредставлена в виде обобщенной (до мировоззренческого уровня) модели,изображенной на рис 3.2.
Сходство структур обобщенной моделиуправления и механизма эволюции живой природы и их сопоставительный анализподтверждают тезис о том, что этапы становления (генезис) механизма управленияявляются отражением и, одновременно результатом эволюции живой природы. Другаякрайне интересная проблема – структурное сходство обобщенной модели управленияи процессов познания .
Системное исследование историческогопроцесса возникновения и усложняющегося упорядочения связей во взаимодействияхвыявляет, таким образом, значение понятий цели, информациии управления в диалектике объективного мира, способствуя раскрытиюсамого механизма самоорганизации материи. Именно становлениефункциональных систем, процессов саморегуляции в живой природе иформирование современного образа человеческой деятельности ознаменоваливосхождение материи на следующие уровни развития, составив содержаниебиологической и социальной форм движения./>3.5     Вопросы для самопроверки
1.  Основные этапы становления механизмауправления.
2.  Понятия “отклонение” и “гомеостазис”,их значение для понимания назначения 1-го контура обратной связи.
3.  Роль 2-го контура обратной связи всистемах управления. Назначение семантического фильтра.
4.  Универсальность явленийсамоорганизации.
5.  Двухконтурная схема и эволюция живойприроды.
6.  Интерпретация информационных связей вдвухконтурной схеме эволюции живой природы.
7.  Сходство процессов управления ипознания.
8.  Интерпретация информационных связей вдвухконтурной схеме процесса познания.

4. УПРАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ СВОЙСТВА
Целью данной главы являетсярассмотрение структуры управляемых систем и их основных особенностей. При рассмотренииуправляемых систем использованы основные положения общей теории систем икибернетики. Основной упор сделан на рассмотрение так называемыхорганизационных систем, которые являются основным предметом рассмотрения вданном курсе. Подробно рассмотрены свойства этих систем./>4.1     Управляемые системы
Управляемые системы мы будемрассматривать в терминологии кибернетики Винера или, как говорят, втерминологии кибернетических систем. Мы уже говорили, что в настоящее время кибернетикойпринято называть учение об общих закономерностях процессов управления исвязи в организованных системах, к числу которых относятся машины, живыеорганизмы и их объединения (общества).
Как обещали, вернемся к появлениютермина кибернетика. Само слово “кибернетика” происходит от древнегреческого“кибернетис”, что означает управляющий, кормчий, рулевой. Впервые оно было использованодревнегреческим философом Платоном (427 — 347гг. до н.э.) для определения наукиадминистративного управления провинциями. В 1840г. французский физик Ампер,классифицируя и систематизируя науки, предложил кибернетикой назвать науку обуправлении государством. При этом он не только обозначил необходимое место длякибернетики в ряду других наук, но и подчеркнул основные её системныеособенности: “Беспрестанно правительству приходиться выбирать средиразличных мер ту, которая более всего пригодна к достижению цели. Лишьблагодаря углубленному и сравнительному изучению различных элементов, доставляемыхему для этого выбора, знанием всего того, что касается управляемого им народа,- характера, воззрений, истории, религии, средств существования и процветания, организацийи законов, — может оно составить себе общие правила поведения, руководящие им вкаждом конкретном случае. Эту науку я называю кибернетикой от слова “Kiberuhetih”, обозначавшего вначале, в узкомсмысле, искусство управления кораблем, а затем постепенно получившего у самихгреков гораздо более широкое значение — искусства управления вообще”. Ампертолько еще пришел к выводу о необходимости кибернетики, а Б.Трентовский, польскийфилософ-гегельянец, уже читал во Фрейбургском университете курс лекций,содержание которого опубликовал на польском языке в 1843г. Его книга называлась“Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом”.Трентовский ставил целью построение научных основ практической деятельностируководителя (“кибернета”): “Применение искусства управления безсколько-нибудь серьезного изучения соответствующей теории подобно врачеваниюбез сколько-нибудь глубокого понимания медицинской науки”. Он подчеркивал,что действительно эффективное управление должно учитывать все важнейшие внешниеи внутренние факторы, влияющие на объект управления: “При одной и той жеполитической идеологии кибернет должен управлять различно в Австрии, России илиПруссии. Точно так же и в одной стране он должен управлять завтра иначе, чемвчера”. Несомненно, Трентовскому удалось значительно продвинуться впонимании необходимости алгоритмизации человеческой деятельности в осознаниисистемности человеческих коллективов, групп, формальных и неформальныхобразований, в понимании сложности управления людьми. Здесь уместно привестиследующую оценку работы Трентовского, данную Н.Н. Моисеевым: “Я думаю, чтоего книга одно из удачных изложений методологических принципов управления в домарксистскийпериод. Это веха, показывающая становление кибернетики как общей науки обуправлении, о каркасе, как говорил Б.Трентовский, через который отдельные наукимогут соединиться и взаимодействовать для достижения общих целей”.
В современном понимании кибернетикакак общая теория управления возникла в 1948 году, когда вышла в свет книгаамериканского учёного Норберта Винера “Кибернетика или управление и связь вживотном и машине”. Н.Винер в своей книге первоначально определил кибернетикукак науку об управлении и связи в животном и машине. Позднее, когда им былинаписаны книги “Кибернетика и общество”, “Творец и робот”, это определение былораспространено на управление в любых системах: технических, биологических исоциальных. Не отрицая глубоких, качественных различий между системами,кибернетика, подобно математике, ищет общие методы исследования.
Управление в организованных системахрассматривается, прежде всего, как процесс преобразования информации (смотририс. 4.1): информация об объекте управления воспринимается управляющейсистемой, перерабатывается в соответствии с той или иной целью управления и ввиде управляющих воздействий передаётся на объект управления. Поэтому понятие информациипринадлежит к числу наиболее фундаментальных понятий кибернетики.
В основе кибернетики лежит идея овозможности общего подхода к изучению процессов управления в системах различнойприроды. Сила данной идеи заключается в том, что оказалось возможным, кромеобщих рассуждений методологического характера, предложить мощный математическийаппарат для количественного и качественного описания процессов управления, атакже использовать электронно-вычислительную технику для решения этих сложныхзадач. Таким общим подходом и является введение в кибернетику кардинальногопонятия информации.
/>
/>  

В самом деле, вне зависимости оттого, с какими объектами связаны процессы управления, они всегда протекаютследующим образом. Некоторые чувствительные органы (например, органы чувствчеловека или измерительные приборы) воспринимают информацию о состоянииуправляемого объекта.
Эта первичная информация передаётсяпо тем или иным каналам связи (нервная система человека, электропровода, телефонныеи телеграфные линии и т.п.) к органу, задача которого состоит в том, чтобыпринять решение на основе полученной информации или, другими словами, переработатьинформацию (человеческий мозг, управляющая вычислительная машина и т.д.).
Затем переработанная информация ввиде сигнала управления используется для того, чтобы осуществить требуемоевоздействие на управляемый объект. Следовательно, процессы управления связаны сполучением, передачей, переработкой и использованием информации.
Вот почему можно дать развернутоеопределение кибернетики как отрасли знаний, занимающейся установлениемобщих принципов и законов управления объектами различной природы (живойорганизм, машина, общество и пр.) для достижения ими заданных целей на основеполучения, передачи, переработки и использования информации.
Процессы получения информации, еёхранения и передачи называются в кибернетике связью. Переработкавоспринятой информации в сигналы, направляющие деятельность машин и организмов,называется управлением. Если машина или организм способны воспринимать ииспользовать информацию о результатах своей деятельности, то говорят, что ониобладают обратной связью. Переработка информации, идущей по каналамобратной связи, в сигналы, корректирующие деятельность машин или организма,называется контролем (регулированием).
С появлением понятия информацииклассическое представление о мире (материя плюс энергия) должно уступить местодругому представлению о мире, состоящим из энергии, материи и информации.
Информационный подход к процессам управления — первая особенность кибернетики.
Вторая особенность заключается в том,что с развитием кибернетики возросло значение дискретной формыпредставления информации.
Роль и значение дискретной формыпредставления информации обусловлены тремя основными причинами. Во-первых, современныеЭВМ оперируют с дискретной информацией. Во-вторых, изучение сложных систем, впервую очередь биологических и социальных, часто требует рассмотрения величинкачественного характера, которые нельзя в обычном смысле измерить и выразитьчислом. Так, врачи различают три (а с градациями — пять) степени атеросклероза.А как выразить числом, скажем отношение того или иного (индивидуального)зрителя к пьесе или фильму? Подобные качественные характеристики прекрасноописываются дискретными сигналами в тех или иных абстрактных алфавитах(например, оценками по 5-ти бальной системе). Третья причина увеличения ролидискретной информации заключается в её универсальности. Действительно, всякаянепрерывная информация, после её измерения с той или иной степенью точности,выражается конечной последовательностью цифр (с запятой или без), т.е. вдискретном виде.
Теория кодирования, раздел кибернетики, изучает формыпредставления информации в тех или иных алфавитах. Простой, но очень важныйрезультат здесь заключается в возможности представления произвольной информациив любом алфавите, содержащем не менее двух букв. Таким образом, минимальнымалфавитом, в котором можно записать дискретную информацию, служит двухбуквенныйдвоичный алфавит. Например, кодирование обычных букв и цифр двоичным алфавитомне что иное, как известный телеграфный код (азбука Морзе). Сигнал в двоичномалфавите — минимальная единица информации, своеобразный информационный атом,называемый битом.
Теория алгоритмов - аппарат описания преобразованийдискретной информации. Под алгоритмом понимают любую конечную систему правил, позволяющуюпреобразовать выражения (последовательности слов) в каком-либо (абстрактном)алфавите в новые выражения в том же или другом алфавите. Указанные правиламогут быть любой природы. Например, названия алгоритма заслуживает инструкцияпо составлению годового отчёта при условии, что она разработана настолькодетально, что человеку, изучившему её, требуются только исходные данные.
Обычная словесная формулировка алгоритмовнесовершенна ввиду присущей человеческим языкам неоднозначности. В результатеодни и те же формулировки понимаются по-разному. Для точной, не допускающейникаких разночтений формулировки алгоритмов служат алгоритмические языки.При использовании алгоритмического языка для записи конкретного алгоритмаполучается программа для ЭВМ на данном алгоритмическом языке.
Третья особенность кибернетики — методкибернетических моделей. Широкое использование дискретных форм представленияинформации позволило резко расширить класс изучаемых систем и успешноисследовать не только строгие количественные, но и приблизительные(качественные) взаимозависимости между элементами сложной системы благодарявведению принципиально нового метода научного анализа систем — математическогомоделирования.
До появления математическогомоделирования в распоряжении исследователей было фактически лишь двапринципиально различных метода: экспериментальный и теоретический(аналитический). В первом случае эксперименты производились либо с самойсистемой, либо с её физической, реальной моделью. Во втором — требовалосьрешать, как правило, аналитически, уравнения, описывающие всю систему.
Математическое моделирование занимаетпромежуточное положение: нет необходимости строить реальную физическую модельсистемы, её заменяет математическая модель, которая может быть записана далеена алгоритмическом языке. Это позволяет не решать сложные математические задачи,а моделировать поведение системы с помощью машинной программы (программы для ЭВМ,представленной на алгоритмическом языке). Такой подход позволяет получитьцелостное впечатление о сложных системах, отдельные части которых изучаются различнымилюдьми или науками. Так, человеческий организм, отдельные его части (системыкровообращения, пищеварения, нервная система, железы внутренней секреции ит.п.), хотя и тесно связаны между собой, исследуются разными специалистами.
Науки, изучающие тот или инойконкретный класс систем (физиология нервной системы, экономика и др.), врезультате глубокого проникновения в природу систем и составляющих их элементовсоздают основу для построения математических моделей этих систем. Кибернетикадает методы и средства для точного описания и изучения моделей, позволяющихполучить целостное впечатление об их поведении.
Использование ЭВМ и методовмоделирования обеспечивает кибернетике массу приложений в самых различныхнауках. Кибернетические методы исследований привели к превращению ряда описательныхнаук в точные науки. Большое значение приобретает метод математическогомоделирования в экономической науке.
В вероятностном, статистическомподходе к процессам управления состоит четвертая особенность кибернетики.Указанная концепция во многом взята из статистической физики. Известно, что поведениегаза в сосуде определяется случайным движением отдельных молекул. Аналогичнопри управлении, скажем, телефонным узлом считается, что вызовы на телефонныестанции — случайные события во времени, так как каждый вызов связан с большим числомфакторов, учесть которые не представляется возможным. Однако, найдястатистические характеристики случайных вызовов с помощью кибернетическоймодели массового обслуживания, удаётся сформулировать оптимальные законыуправления телефонной сетью.
В кибернетике принято, что любойпроцесс управления подвержен случайным возмущающим воздействиям, это водинаковой мере относится к системе управления производством и любой техническойсистеме. В первом случае на производственный процесс оказывает влияние большоеколичество факторов (состояние оборудования, качество материала,своевременность доставки комплектующих изделий и пр.), учесть которыедетерминированным образом невозможно. Поэтому считается, что напроизводственный процесс воздействуют случайные сигналы. В силу этогопланирование работы предприятия может быть только вероятностным, и обсуждатьвыполнение плана к определённому сроку следует с какой-то вероятностью. То естьучет стохастичности экономической системы означает признание принципиальнойневозможности предвидения каждого из отклонений в отдельности, но предполагаетвозможность с той или иной степенью оценить их вероятность.
Пятая особенность кибернетики вытекаетиз факта существования универсальных алгоритмических языков, которые обеспечилипостроение универсальных преобразователей информации, т.е. современныхэлектронных вычислительных машин (ЭВМ).
ЭВМ открывают неограниченныевозможности автоматизации сложных процессов умственной деятельности человека. Онистали основой создания сложных автоматизированных информационно-аналитических иинформационно-управляющих систем, важнейшим практическим средством и орудиемисследования в кибернетике. При этом нет необходимости разрабатывать новыетехнические средства, реализующие те или иные алгоритмы управления для новогопроцесса. Достаточно познать и точно описать законы, которые управляютрассматриваемым процессом, и запрограммировать их на каком-либо из универсальныхалгоритмических языков, понятных современной ЭВМ.
С кибернетикой Винера связаны такиепродвижения в развитии системных представлений как:
· типизация моделейсистем;
· выявление особогозначения обратных связей в системе;
· подчеркиваниепринципа оптимальности в управлении и синтезе систем;
· осознаниеинформации как всеобщего свойства материи и возможности ее количественногоописания;
· развитиеметодологии моделирования вообще и в особенности идеи математическогоэксперимента с помощью ЭВМ.
Все это, без преувеличения, сыгралореволюционную роль в развитии общественного сознания, человеческой практики икультуры, подготовило почву для того невиданного ранее размаха компьютеризации,которая происходит на наших глазах в настоящее время.
Однако необходимо воздержаться отпреувеличенных оценок результатов применения винеровской кибернетики. Простоесравнение идей Винера с более ранними подходами (например, Трентовского)показывает, что кибернетика не смогла дойти до рассмотрения действительносложных систем, что винеровской кибернетике свойственен определенный техницизм.В рассмотрении информационных процессов качественная сторона информациипринесена в жертву количественной; принцип оптимальности реализуется только в полностьюформализованных задачах; при моделировании интеллекта учитывается толькологическая компонента мышления. Это действительно так, но все же стремлениенекоторых специалистов по информатике отмежеваться от винеровской кибернетикивыглядит как сверхреакция на ее недостатки. Справедливее рассматриватькибернетику Винера как важный этап в развитии системных представлений, давшийценные идеи и результаты, этап на котором встретились существенные трудности иобнаружились некоторые недостатки самой теории./>4.2     Особенности управляемыхсистем
Одна из характерных особенностейуправляемой кибернетической системы — способность изменять свое движение,переходить в разные состояния под влиянием различных управляющих воздействий. Всегдасуществует некоторое множество движений, из которых производится выборпредпочтительного движения. Где нет выбора, там нет и не может быть управления.
Таким образом, управляемые системырассматриваются не в статическом состоянии, а в движении и развитии, чтокоренным образом изменяет подход к их изучению и в ряде случаев позволяетвскрыть закономерности, установить факты, которые иначе оказались бы невыявленными. Устойчивость как функциональное свойство управляемых систем,имеющее решающее значение для оценки работоспособности систем, было быневозможным без уяснения динамики происходящих в них процессов.
Как уже отмечалось, управляемаясистема постоянно находится в движении, ей присущ динамический характер. Термин«движение» хорошо известен из механики, где он означает изменение положениякакого-либо объекта в пространстве с течением времени. В кибернетике движениеимеет более общий смысл, а именно: всякое изменение объекта во времени. Движениемназывается, например, изменение температуры тела, заряда конденсатора, объёмаили давления газа, суммы текущего счёта в банке, запасов сырья на складе,наконец, жизнь и мышление.
Все объекты, явления и процессы вприроде взаимосвязаны и влияют друг на друга, поэтому, выделяякакой-либо объект, необходимо учесть влияние среды на объект и объекта насреду. Следовательно, изучение поведения любой управляемой системы производитсяс учетом ее связей со средой.
В управляемых системах всегдаприсутствует орган, осуществляющий функции управления. В этом случае системуможно схематически представить в виде совокупности управляющей и управляемойчастей (смотри рис.4.2). На рисунке стрелками указаны направления воздействий,которыми обмениваются части системы./>
/>  


Заметим, что указанные простейшиеуправляемые системы никогда не являются изолированными. Они взаимодействуют свнешней средой, друг с другом, могут составлять более сложные системы, входящиев качестве элементов в управляемые и управляющие части сложных систем иобразующие иерархию управляемых систем. Принцип иерархичности управления — этопринцип многоступенчатого построения управляющих систем, при котором функцииуправления распределяются между соподчинёнными частями системы. Управляющиесигналы устройств старшего ранга носят обобщённый характер и конкретизируются вподчинённых устройствах.
Движение системы, изменение еёсостояния могут происходить под влиянием как внешних воздействий, так и врезультате процессов, происходящих внутри системы. На каждую систему, строгоговоря, оказывает влияние бесчисленное множество внешних воздействий, но далеконе все они существенны. Из множества воздействий отбирают лишь те, которые вусловиях решаемой задачи существенно влияют на состояние системы. Эти внешние воздействияназывают входными величинами (входными воздействиями, входными переменнымисистемы), а элементы системы, к которым приложены входные воздействия — входамисистемы.
Так, на движение самолета существенновлияют следующие факторы: сила и направление ветра, плотность атмосферы,положение рулей, тяговые усилия двигателей. Все они рассматриваются как входныевоздействия на самолет.
Для решения задач управления выделяютдва типа входных величин: управляющие воздействия X и возмущающиевоздействия M (рис.4.3). К управляющим относятся такие величины, значениямикоторых можно распоряжаться при управлении системой и которые можно изменять сцелью осуществления движения, предпочтительного по сравнению с другимивозможными движениями управляемой системы. В приведенном примере управляющимивоздействиями являются воздействия, создаваемые рулевыми плоскостями, и тяговыеусилия двигателей, которые пилот изменяет по своему усмотрению. Возмущающиевоздействия — влияние ветра и плотности атмосферы на движение самолета.
Воздействие системы на окружающуюсреду характеризуется значениями ее выходных величин Y (см. рис.4.3). Совокупность выходных величин и их изменения определяют поведение системы,позволяют руководителю оценивать соответствие движения системы целямуправления. При управлении движением самолета выходными величинами служат курс искорость движения, поскольку значения этих величин характеризуют цельуправления, которая состоит в том, чтобы обеспечить прибытие самолета взаданное место и время.
/>
Изменение входных величин, какправило, вызывает изменение выходных величин. При этом изменения последних невсегда проявляются сразу: они могут запаздывать, но никогда не опережаютизменения входных величин, которые — следствие, а входные — причина движениясистемы.
Возмущающие воздействия, влияющие на движениесистемы, могут иметь не только внешнее, но и внутреннее происхождение,например, изменение свойств элементов системы после длительной работы или врезультате нарушения нормального функционирования элементов системы.
Состояние любой системы с заданнойточностью можно охарактеризовать совокупностью значений величин m,определяющих ее поведение, т.е. переменными состояния систем.
Эти величины позволяют сравниватьсостояния отдельных систем и судить об их различии, сравнивать состояния однойи той же системы в произвольные моменты времени для выяснения ее движения. Извсевозможных форм описания состояния системы наибольший интерес представляетспособ, основанный на понятии пространства состояний системы.Пространством состояний системы называется многомерное пространство, в которомкаждое состояние системы изображается точкой, называемой изображающей точкой(она “изображает” данное состояние системы), координаты которой — переменныесостояния системы m1,m2,...,mn.
В реальных системах не все координатымогут изменяться в неограниченных пределах. Большая часть координат принимаетзначения, лежащие в ограниченном интервале
 
m'i mi m"i,
где m'i и m"i — границы интервала возможных значений координаты mi.
Область пространства состояний, вкоторой находится изображающая точка, называется областью допустимыхсостояний. Говоря о пространстве состояний, имеют в виду лишь егодопустимую область. Однако даже в ней не всегда любая точка изображает возможноесостояние системы. Таким свойством обладает лишь непрерывноепространство состояний, соответствующее системе, координаты которой принимаютлюбые значения (в допустимых пределах). Существуют системы (дискретные),в которых координаты принимают конечное число фиксированных значений. Пространствосостояний этих систем также дискретно.
Для характеристики движения системыразделим все переменные на три группы:
* входныепеременные, или входные воздействия X и M, представляющиесигналы, генерируемые системами, внешними по отношению к исследуемой системе, ивлияющие на ее поведение;
* выходные переменныеили переменные, характеризующие реакцию системы Y, и позволяющие описатьнекоторые аспекты поведения системы, представляющие интерес для исследователя;
* переменные(координаты) состояния m, характеризующие динамическое поведениеисследуемой системы./>
/>  

Учитывая относительность понятия, кибернетическуюсистему можно рассматривать как состоящую из частей (элементов), взаимодействующихдруг с другом (рис. 4.4). В этом случае большинство выходных величин однойчасти одновременно являются входными величинами для другой части системы. Оставшиесяканалы остаются свободными, составляя входы и выходы всей системы в целом.
Движение системы представляют какцепь преобразований ее состояний. С одной стороны, можно полагать, что переходсистемы из состояния a1 в момент времени t1 в состояние a2в момент времени t2 есть результат преобразования a1, t1 вa2, t2. С другой — можно рассматривать изменение выходных величинкакой-либо системы под влиянием изменений входной величины так же, как еепреобразование.
Преобразование одного объекта вдругой осуществляется посредством действия на объект оператора. Объект, подвергающийсяпреобразованию, называется операндом, а результат преобразования — образом.Пользуясь этими терминами, можно описать всякое преобразование следующимобразом: в результате воздействия оператора на операнд получается образ.
При изучении выходной величины Yкак результата преобразования входной величины X связь между Y и Xзаписывается в форме
 
Y = KX,
где K — оператор, характеризующийсвойства данной системы.
Если система выступает в виде безинерционноголинейного преобразователя (например, электронный усилитель, механическийредуктор, фотоэлемент), то оператор K преобразуется в коэффициент преобразования(коэффициент передачи) и представляет собой число k, на которое нужноумножить значение входной величины, чтобы получилось значение выходной величиныпреобразователя:
 
Y = kX.
Для нелинейного безинерционногопреобразователя выходная величина является функцией от входной величины, иоператор K приобретает смысл символа F, обозначающего определенноенелинейное преобразование:

Y = F (X).
Состояние реальной системы не можетизмениться мгновенно, а происходит во времени в результате переходногопроцесса. В этом случае оператор становится сложнее и выражается не только припомощи одних алгебраических действий над операндами. Системы, переход которых изодного состояния в другое совершается не мгновенно, а в результате переходногопроцесса, называются динамическими системами.
Состояние, в котором находитсясистема, когда ни одна из ее координат не изменяется, называется равновеснымсостоянием, которое наступает в некоторых точках пространства состояний.
Под переходным режимом понимается режимдвижения динамической системы из начального состояния к какому-либоустановившемуся режиму -равновесному или периодическому.
Периодическим режимом называетсярежим, при котором система через равные промежутки времени приходит в одни и теже состояния.
Необходимым условиемработоспособности динамических систем служит их устойчивость, характеризующаяодну из важнейших черт поведения динамической системы и являющаяся важнейшимпонятием в управлении. Это значит, что система должна нормальнофункционировать, быть нечувствительной к неизбежным посторонним возмущениямразличного рода, т.е. работать устойчиво, несмотря на действие постороннихвозмущений.
Для определения устойчивости разработанысоответствующие критерии, позволяющие найти условия устойчивости и необходимыеее “запасы” по косвенным признакам.
Рассмотрим понятие устойчивостидинамической системы на примере системы установления цен на рынке с устойчивыми неустойчивым состоянием равновесия.
Пусть зависимости спроса -S ипредложения P некоторого товара от цены C на рынке имеют вид,показанный на рис. 4.5, а скорость d изменения цены прямопропорциональна разности между спросом и предложением:
 
d = k1(S — P),
где k1 — коэффициент ( k1>0 ), указывающий, на сколько возрастет цена товара в единицу времени, еслиразница между спросом и предложением будет равна единице./>
/>  

Причины снижения спроса и увеличенияпредложения при повышении цены понятны. Повышение предложения при снижении ценыниже Ck возможно в частных случаях (например, при переходе на методымассового производства товара при снижении цен и росте спроса). На рис. 4.5.видно, что система имеет два равновесных состояния a1 и a2, ибо вэтих точках спрос равен предложению и цена товара не изменяется (d=0).Для выяснения устойчивости состояний равновесия определим, как будет изменятьсяцена после случайного малого отклонения от равновесных значений C1 и C2.В точке a1 отклонению цены C от значения C1 соответствуетразность S-P, которая вызывает изменение цены, восстанавливающеенарушенное равновесие; точка a1 изображает состояние устойчивогоравновесия системы. В точке a2, наоборот, любое отклонение цены от C2приводит к дальнейшему изменению в том же направлении, и состояние системы вэтой точке неустойчиво. />4.3     Классификация систем
Управляемые системы, с которымивстречается человек, весьма разнообразны, поэтому целесообразно разбить их нанекоторые классы. В классификации систем, предложенной С. Биром, в основуположены два критерия. Первый — степень сложности системы, по которому можновыделить три класса систем: простые, сложные и очень сложные.
Простые системы характеризуются малым числомвнутренних связей и легкостью математического описания. Сложные системы,хотя и поддаются описанию, имеют разветвленную структуру и разнообразныевнутренние связи. Наконец, к очень сложным относятся системы, неподдающиеся непосредственному математическому описанию ввиду исключительногомногообразия и сложности связей.
Второй критерий — различие междудетерминированными и вероятными системами. Детерминированной системойсчитают систему, в которой составные части взаимодействуют точно предвиденнымобразом (если известно предыдущее состояние, то безошибочно можно предсказатьеё последующее состояние).
Напротив, для вероятностнойсистемы нельзя сделать точного детального предсказания. Для такой системыможно тщательно и с большой степенью вероятности установить, как она будетвести себя в любых заданных условиях. Однако система остаётся неопределённой, илюбое предсказание относительно её поведения не выйдет из логических рамок вероятностныхкатегорий, при помощи которых это поведение описывается.
Следует указать на некоторуюусловность подобного разделения систем. Границы между ними являются областями,в которых лежат близкие по характеру системы. По мере развития математическогоаппарата и средств познания вообще границы сдвигаются в сторону упрощениясистем, их детерминированности.
Роль руководителя сводится к тому,чтобы преобразовать производство в систему менее сложную и вероятностную,свести к минимуму влияние случайных факторов на работу предприятия.
В результате при двух классификационныхпризнаках все системы можно разделить на пять категорий: простые и сложныедетерминированные; простые, сложные и очень сложные вероятностные (см. рис.4.6).
Приведём примеры перечисленных системприменительно к сфере промышленного производства.
К числу простых детерминированных системотносится система размещения станков в цехе. Она строится исходя из условиядвижения деталей по маршрутам обработки. При такой постановке задачи можноминимизировать расстояния, которые проходят детали в процессе обработки. Если исследуютсяпроцессы, происходящие при движении материалов, то система становитсявероятностной. Абстрактная система детерминирована, но она теряет это свойство,как только на систему накладывается влияние реальной действительности./>
/>  



Сложной детерминированной системой является электронная вычислительнаямашина. ЭВМ выполняет только предписанные ей операции. Если её поведениеопределено заранее не полностью, то это означает, что машина функционируетнеправильно. К этому классу систем относятся также различные автоматы (вплотьдо автоматизированных предприятий), в которых любое отклонение от строгопредписанного образа действий считается неисправностью или даже аварией.
В качестве простой вероятностнойсистемы назовем систему статистического контроля качества продукциипредприятия. Она основана на выборочной проверке либо одной, либо несколькиххарактеристик продукции (влажность и зольность отгружаемого шахтой угля), причемчастота отбора проб зависит от степени риска отбраковки. Такая система весьмапроста, целесообразность её применения связана с присущей ей вероятностнойприродой.
Наглядная иллюстрация сложнойвероятностной системы — система материально-технического снабженияпредприятия. Поступление материалов или деталей на центральный склад и выдачаих на участки являются случайными процессами по своей природе, но в то же времяони полностью поддаются математическому описанию при помощи аппаратаматематической статистики. Даже когда динамика системы значительно усложнена,т.е. имеет очень много входов (запасы пополняются из многих источников) ивыходов (запасами пользуется большое число потребителей), её все-таки следуетотнести к указанному классу.
Наконец, к очень сложнойвероятностной системе относится само предприятие в целом. Внутренние связикрупного предприятия (технические, экономические, административные и др.)настолько сложны, что полностью описать их пока невозможно. То же самое внеизмеримо большей степени относится к мозгу человека.
Группировка систем в соответствии сосвойственной им природой управления позволяет выделить научные методыисследования. Инструментарий системного анализа и исследования операций, средствавычислительной техники достигли такого уровня развития, что позволяют успешнорешать задачи управления как простыми, так и сложными детерминированнымисистемами. Простые вероятностные системы сравнительно легко поддаются анализуметодами математической статистики. Наибольшую трудность для управления и исследованияпредставляют два последних класса вероятностных систем — сложные и оченьсложные (подавляющее большинство систем в обществе и производстве). Донедавнего времени управление ими основывалось на опыте и здравом смысле. Сточки зрения реальных потребностей сегодняшнего дня этого явно недостаточно. Человекуже не в состоянии решать стоящие перед ним проблемы управления, полагаясьтолько на свой собственный разум и не прибегая к помощиматематико-аналитических и программно-технических средств.
Возникшие потребности в научнообоснованных методах и средствах управления нашли свое выражение в кибернетике- науке об управлении и системном анализе, особым предметом исследованиякоторых являются сложные и очень сложные системы окружающего мира./>4.4     Организационные системы
Традиционно современная кибернетика рассматривала,в основном, простые и сложные управляемые системы, для которых были применимыметоды анализа и исследования технических систем. Традиционная теорияавтоматического управления техническими объектами, выросшая на существовавшейранее теории автоматического регулирования, имеет дело с такими объектами, длякоторых процедура управления в самом общем виде представляется так, какпоказано на рисунке 4.7.
Не будем вдаваться в подробностиприведенной схемы. Отметим только, что лицо, принимающее решение (ЛПР),может не только корректировать работу системы управления, но и в случаенеобходимости заменить ее. При этом, чтобы выбрать или построитьудовлетворяющую ЛПР систему управления, необходимо знать детальное описаниеобъекта и цели его существования. Так возникает цепочка: описание объектауправления — описание целей существования объекта управления — формирование критерияуправления им — проектирование и создание системы управления. Следовало быожидать, что теория управления уделит одинаковое внимание всем элементамцепочки. Однако исторически этого не произошло. Как правило, специалисты вобласти управления прилагали усилия лишь к поиску процедуры управленияобъектом, когда и сам объект, и критерий управления им были уже описаны вточных терминах. Оптимизация управления была центральной проблемой традиционнойтеории автоматического управления. И лишь на последнем этапе ее развитиявнимание специалистов переместилось на проблему идентификации объектауправления и на проблему выявления критериев управления им./>
/>  


Но здесь возник ряд трудностей, связанныхс тем, что объектами управления стали системы, для которых привычные,наработанные десятилетиями приемы оказались неприменимыми. Действительно, впоследнее время и в кибернетике и, особенно, в системном анализе принято иметьдело с другими (нетрадиционными) управляемыми системами и объектами. В отличиеот традиционных управляемых систем их называют по-разному: плохо определенныеили слабоструктурированные, организационные или «активные». Нонезависимо от названия эти новые объекты обладают рядом неожиданных свойств, отличающихих от привычных объектов управления. Ниже мы перечислим основные их свойства, асейчас, взяв за основу название организационная система, сформулируем для нееопределение, из которого будет более понятно содержание нетрадиционныхуправляемых систем (объектов).
Под организационными понимаютсистемы, имеющие своей целью организацию деятельности коллектива людей длядостижения определенных целей.
Спектр организационных систем оченьширок:
· экономические;
· социально-экономические;
· политические;
· образование;
· здравоохранение;
· военные организации;
· государство;
· международныеорганизации и т.п.
Б.Трентовский в своей книге“Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом”, изданнойв 1843 году, подчеркивал главные сложности управления, связанные со сложностьюповедения людей:
“Люди не математические символы и не логическиекатегории, и процесс управления — это не шахматная партия. Недостаточное знаниецелей и стремлений людей может опрокинуть любое логическое построение. Людьми оченьтрудно командовать и предписывать им наперед заданные действия. Приказ, есликибернет вынужден его отдавать, всегда должен четко формулироваться.Исполняющему всегда должен быть понятен смысл приказа, его цели, результат,который будет достигнут, и кара, которая может последовать за его невыполнением,- последнее обязательно”.
С позиций диалектики Трентовскийпонимал, что общество, коллектив, да и сам человек — это система, единствопротиворечий, разрешение которых и есть развитие. Поэтому управленец долженуметь, исходя из общего блага, одни противоречия примирять, другие — обострять,направляя развитие к нужной цели.
Целенаправленное функционирование организационныхсистем определяется присутствием в них человека. Кроме этого, присутствиечеловека приводит к определенной “активности” управляемых объектов. Смысл еезаключается в способности человека предвидеть управляющие воздействия состороны управляющего органа и действия других элементов системы и с учетомэтого выбирать (в рамках имеющихся альтернатив) свои действия и стратегию поведения,направленные на достижение тех или иных целей. Практика недавнегохозяйствования дает нам много примеров проявления эффекта “активности”организационных систем. Так, в отраслевых системах с централизованнымпланированием “активность” отдельных подсистем (объединений, предприятий, институтов,фирм и т.д.) при отсутствии согласования целей приводила к таким отрицательнымявлениям, как завышение заявок на ресурсы и необходимые финансы; завышениесебестоимости продукции; невыполнение планов по отдельным “невыгодным” видампродукции (в том числе по новой технике) при выполнении общих агрегированныхпоказателей плановых заданий; занижение производственных возможностейпредприятиями при составлении планов; завышение сроков реализации проектов ит.п.
Рассматривая, например, предприятие иего подразделения, можно и здесь, основываясь на материалах публикаций вширокой печати, привести длинный перечень проявления “активности” подсистем.
Теперь, как мы уже обещали,перечислим основные свойства нетрадиционных управляемых систем (или систем,нетрадиционных с точки зрения управления ими)./>4.4.1  Уникальность
Каждый объект обладает такойструктурой и функционирует так, что система управления им должна строиться сучётом всех его качеств и к нему нельзя применить какую-либо типовую (стандартную)процедуру управления. Если, например, удалось спроектировать систему управлениядвижением для автомобиля ВАЗ 2103, то она пригодна для любого конкретногоавтомобиля такой модели. Если же спроектирована система управления для службыздравоохранения некоторого региона, то её нельзя перенести без изменений длятакой же службы другого региона. При переносе надо учесть все индивидуальныеособенности нового объекта управления. Это обстоятельство резко удорожаетпроцедуру построения системы управления, ибо фактически нужно создавать столькосистем управления, сколько объектов мы хотим охватить управлением./>4.4.2  Отсутствиеформализуемой цели существования
Для традиционных, привычных длятеории автоматического управления объектов всегда было ясно, зачем был создантот объект, систему управления которым мы строим. Как правило, управленцы имелидело с объектами искусственного происхождения, созданными людьми для достиженияпонятных им целей. Станок должен был производить определённую обработкузаготовок, самолёт должен был перевозить по воздуху пассажиров и грузы. Но недля всех объектов (даже созданных человеком) можно так же чётко сформулироватьцель их существования. Сейчас, когда мы хотим управлять городами, отрасляминародного хозяйства, регионами, экосистемами, мы попадаем в весьмазатруднительное положение при попытке чётко сформулировать цель существованияэтих объектов. Даже созданные людьми, они возникли не по чьему-то плану, длярешения какой-то конкретной задачи, а развивались постепенно в силуопределённых социально-экономических и исторических причин. Каковы, например,цели существования сверхгородов? Или для чего возникла экосистемаАзово-Черноморского бассейна? На такие вопросы практически невозможно ответить.А это приводит к весьма большим сложностям в формировании критерия управления.Ибо критерий управления в традиционных системах управления был теснейшимобразом связан с целью существования объекта. Критерий управления самолётом былоснован на достижении им своей цели существования — перевозки людей и грузов повоздуху, критерий управления производством синтетического каучука — насоображениях повышения качества продукта. Именно поэтому в различных системахуправления, создаваемых для объектов нового класса, очень часто можно наблюдатьреализацию различных критериев управления./>4.4.3  Отсутствиеоптимальности
Следствием того, о чём говорилось впредшествующих двух пунктах, является неправомочность оптимизации (вклассическом её понимании). Из-за отсутствия цели существования (в рамках теорииуправления) для рассматриваемых объектов нельзя построить объективный критерийуправления. Критерий управления становится субъективным, целиком зависящим отлица, принимающего решения (ЛПР).
Эту чрезвычайно важную длядальнейшего мысль можно проиллюстрировать следующим примером, стоящим, правда,несколько в стороне от собственно задачи управления. Пусть с помощью людей-экспертовмы хотим измерить длину какого-либо предмета. Например, длину автомашины ВАЗ2105. Каждый специалист называет некоторое число, которое, по его мнению, означаетдлину автомобиля. ЛПР (которое также может прикинуть длину автомобиля)анализирует показания экспертов. Если находится эксперт, оценивающий длинуавтомобиля в 10 м или в 50 см, то ЛПР вправе усомниться в его квалификации какэксперта. Отбросив такие аномальные предложения, ЛПР может просуммироватьостальные числа и найти среднее арифметическое от полученного результата. Такоеусреднение как бы объективизирует результат. Если экспертов было много, и ониобладали неплохим глазомером, то результат экспертизы будет близок к истиннойдлине автомобиля.
Отметим две особенности описаннойнами процедуры. Во-первых, если экспертов уже много, то появление некоторогонового эксперта не внесёт особых изменений в результат, полученный ЛПР. Другимисловами, такая экспертиза обладает свойством устойчивости. Во-вторых, можнопроверить качество экспертизы, взяв какое-либо измерительное приспособление, точностькоторого удовлетворяет ЛПР, и провести измерение. Та или иная близость данныхизмерения к результату, полученному с помощью экспертов, будет характеризоватькачество экспертизы. А это позволяет ставить, например, задачу оптимизацииформирования коллектива экспертов по их качеству или каким-либо социальным илифизиологическим особенностям.
Теперь рассмотрим другой примерэкспертизы. Группа людей заблудилась в пещере. После долгого блуждания ониоказались на площадке, с которой путь, приведший их на нее, разветвляется.Влево и вправо уходят подземные коридоры. Требуется решить: куда идти?Руководитель группы (ЛПР) устраивает опрос. Сторонники движения по левомукоридору высказывают свои соображения, их противники — другие. Для ЛПР доводытех и других не кажутся слишком убедительными, и он проводит простоеголосование. Предположим, что большинство участников этой экспертизывысказались за движение по левому коридору. Группа пошла по нему. Посленескольких дней, ослабевшие от голода и жажды, они выбрались на поверхность. Ис тех пор ЛПР мучает вопрос: правильно ли он принял решение? Ясно, что ответана этот вопрос нет. Он был бы, если бы группа прошла и правым коридором.Возможно, что он сразу бы вывел их на поверхность, но весьма вероятно, что онимогли бы навсегда остаться под землей. Оценить правильность выбора, егоцелесообразность, оптимальность в этом случае можно, только имея план пещеры, азначит «пройдя» по всем ее коридорам. В отличие от ситуации сизмерением длины автомобиля, здесь нет возможности оценить качество принятогорешения, если альтернативные решения не проверялись. Кроме того, экспертизавторого типа не обладает устойчивостью, характерной для предыдущего примера. Еслибы после принятия решения о движении по левому коридору подавляющимбольшинством экспертов на площадку, где стоит группа, выбрался бы из левогокоридора человек, тоже блуждающий в поисках выхода, и сказал бы, что этот путьведет в тупик, то весь результат опроса рухнул бы. И дальнейшее движение былобы продолжено по правому коридору.
Ситуации, аналогичные поиску пути в пещере,складываются весьма часто. При решении о выборе тех или иных характеристикбудущего изделия, при принятии тех или иных решений по структуре и методамфункционирования систем и органов управления, при всяком “волевом” решении(хотя и подкрепленным рядом соображений самого ЛПР и других экспертов) всегда возникаетситуация с элементами неопределенности в достижении желаемого результата. Отсюдаследует, что в этих случаях невозможно говорить об оптимальности получаемыхрешений. Качество созданной системы для управления объектами новой природыможет оцениваться только субъективно самим ЛПР или их коллективом. Поэтомуздесь уместнее говорить о целесообразности результата управления, а не об его оптимальности.Важно только, чтобы ЛПР в нужных случаях не боялось принимать решения./>4.4.4  Динамичность
В каком-то смысле объекты, с которымисейчас сталкивается теория управления, подобны живым системам. С течениемвремени изменяется их структура и функционирование. Объекты как быэволюционируют во времени. На предприятии строят новые цеха, возникают новыепроизводства, меняется технология. Сеть ЭВМ растет, отдельные сети начинаютсоединяться между собой, стремясь к общемировой сети обработки данных. Меняетсяструктура отрасли, города расширяют свои границы, меняется их застройка,смещаются транспортные и людские потоки. И эта динамичность должна быть учтенав системах управления подобными объектами. Они поневоле должны бытьадаптивными, готовыми к изменению своего функционирования./>4.4.5  Неполнотаописания
Как правило, никакой коллективэкспертов, знающих объект управления, не в состоянии сразу же обеспечитьинформацию, которой бы заведомо хватило для создания системы управленияобъектом. Существует несколько причин, почему это происходит. Описывая объектуправления старого типа, управленец всегда знал о тех допущениях, которые онпринял, строя описание. Он мог предполагать, что передаточная функция имеет тотили иной вид, что запаздывание не играет в его функционировании большой роли,что влияние параметров внешней среды незначительно и им можно пренебречь и т.п.И если созданная им система управления оказалась не слишком хорошей, то онзнал, от каких допущений надо отказываться. Но при работе с объектами новойприроды эти допущения нельзя сформулировать столь ясно и просто. Управленец вэтом случае почти целиком полагается на экспертов, знающих объект управления. Итот или иной уровень допущений фактически предлагают они. Но, не будучиспециалистами по системам управления, эксперты не могут оценить тот уровеньполноты описания, который нужен специалисту по управлению.
Ведь само описание, вычленение в немтех или иных аспектов и особенностей тесно связано с задачей управления. и этоне всегда может уловить человек, смотрящий на объект управления другими глазами- глазами технолога.
При работе управленца со сложнымобъектом самые большие сложности возникают при контактах с технологами, знающимиданный объект. Несходство их взглядов на него иногда приводит к полномунепониманию друг друга, в результате чего возникает неполнота описания, которымруководствуется проектировщик системы управления.
Другая немаловажная причина неполнотыописания объекта — незнание некоторых сторон функционирования его самимтехнологом. Некоторые ситуации, никогда не встречавшиеся им ранее, естественно,нельзя сообщить и проектировщику системы управления. Чаще всего этовсевозможные аварийные ситуации.
Для иллюстрации возможных последствийаварий вспомним катастрофу с энергетической системой США, произошедшуюнесколько десятилетий назад. Развал системы возник по вине системы управления. Автоматическоеотключение линий и источников энергии при перегрузках привело к тому, чтозначительная часть страны лишилась электроэнергии, а это привело к огромнымпотерям. Другим примером может служить система управления большой ЭВМ, еёоперационная система. Когда специалисты по её проектированию в шестидесятых годахсоздавали мультипрограммные операционные системы с развитыми системамипрерываний и приоритетов, то они вовсе не рассчитывали на ситуации, в которыхсистема управления блокировала бы сама себя из-за невозможности выйти изпрерываний. И в том, и в другом случае управленцев подвела неполнота описанияфункционирования объекта и влияния сигналов управления на это функционирование.
Третья причина неполноты описания — отсутствие у самого технолога чёткого понимания функционирования объекта.Выдавая управленцу большое количество информации, он тем не менее не сообщаетему самой главной, по которой сам принимает решение о функционировании объекта.Делает он это не сознательно, ибо “самая главная информация” может учитыватьсяим только на уровне собственной интуиции.
Для иллюстрации этого приведемследующий пример. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) распространила в рядестран истории болезни нескольких больных из скандинавских стран. И попросилаведущих психиатров различных стран дать заочный диагноз на основании историйболезни. В нашей стране последние также были размножены и разосланызначительному количеству специалистов. Через некоторое время они собрались всевместе в Москве для обсуждения своих диагнозов. Была составлена и вывешена длявсеобщего обозрения сводная таблица, в которой для всех больных были указаныдиагнозы. Это была удивительная таблица! Почти для каждого случая имелсяразброс диагноза от “практически здоров” до “заболевание X в самой тяжёлойформе”. Авторы диагнозов выходили на трибуну и обосновывали свою точку зрения. Самыминтересным было то, что, привлекая одни и те же данные из истории болезни, они приходилик почти противоположным выводам. Споры фактически прекратились послевыступления одной очень уважаемой пожилой специалистки в области психиатрии.Она сказала, буквально, следующее: “Коллеги, о чём мы спорим? Ведь мы всезнаем, что как только к нам на приём придёт пациент, мы в первую же секундуопределим — болен он или нет. Только мы не можем сказать, как это у насполучается.” И все согласились с выступавшей.
И, наконец, ещё одна причина, приводящаяк неполноте описания сложных объектов. Эта причина состоит в том, что многиеособенности функционирования объекта, а иногда и его структуры не могут бытьописаны количественно. Они допускают лишь качественное, словесное описание.Переход от качественных описаний к некоторым формальным представлениям долженпроизводиться управленцем, который не всегда в состоянии решить такую сложнуюпроблему./>4.4.6  “Активность”системы (наличие свободы воли)
Во многих объектах управления людиявляются элементами их структуры. Это характерно для так называемыхорганизационных систем. В отличие от всех других элементов, образующих объекты,люди функционируют в нём с учётом своих личных интересов и целей. Их интересы ицели могут значительно отличаться от того, что они должны делать с точки зренияЛПР. Их индивидуальное поведение практически невозможно учесть при создании системыуправления, и требуются специальные приёмы для нейтрализации их воздействия нафункционирование объекта управления. Иначе могут возникнуть ситуации вроде той,которая описана в следующем анекдоте.
Некто X, большой начальник, говоритподчинённым: “Я считаю, что должность A должен занять генерал в отставке ввозрасте около 60 лет”. Один из подчинённых радостно восклицает, что он знаеттакого человека. Но X явно недоволен. “Идиот, — шепчет на ухо выступившему его сосед- он просто хочет посадить на это место своего приятеля”.
Существует ещё несколько особенностейобъектов нового типа, с которыми теория управления начала сталкиваться с концапятидесятых годов нашего столетия. Но и сказанного, по-видимому, вполне достаточнодля того, чтобы оценить необходимость в новом подходе к объекту управления припопытке создать систему, управляющую им.4.5     Вопросы для самопроверки
 
История эволюциитермина “кибернетика”.
Что такое управляемые(кибернетические) системы. Какие их основные свойства?
Объясните основные функциипроцесса управления (по функциональной схеме).
Что такоеинформационный подход к процессам управления?
Какие основныеособенности управляемых систем?
Что такое управляющаяи управляемые части системы?
Дайте классификациюпеременных, действующих на систему и описывающих её внутреннее состояние.
Понятие устойчивостидинамической системы (поясните на примере зависимости спроса и предложения отцены товара).
Классификация систем постепени сложности и детерминированности.
Понятие организационнойсистемы. Основные свойства нетрадиционных объектов управления.
Свойство уникальностив организационных системах. Поясните это свойство с точки зрения процессовуправления такими системами.
Отсутствие формализуемойцели существования и отсутствие оптимальности в нетрадиционных объектахуправления. Поясните эти свойства.
Неполнота описаниясистемы. Как сказывается это свойство при реализации управления.
Чем определяетсясвойство «активности» системы?
 

5. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
Целью главы является изложениеосновной укрупненной схемы системного анализа. Эта схема рассматривается науровне трех основных компонент, которые трактуются как три обязательных этапапри анализе любой проблемы средствами системного анализа. Дается характеристикакаждого этапа и рассматриваются основные сложности, которые возникают при ихреализации. />5.1 Логическая основа системного анализа
/>   Для системного анализа характерноналичие определённых типов стандартных компонентов, которые практически всегда присутствуютв анализе любой проблемы. Сочетание этих характерных элементов в определённойпоследовательности, диктуемой структурой проблемы и причинно-следственнымисвязями, и приводит к её системному решению.
Основные элементы системного анализаобразуют “кирпичи”, которые укладываются в единое здание анализа с соблюдениемлогической последовательности: цели — пути достижения целей — потребные ресурсы.Можно сказать, что последовательность “цель — пути достижения целей — потребные ресурсы”является логической основой системного анализа. Крометого, следует также отметить, что при решении задач каждого этапа этойлогической цепочки широко используются различные подходы, модели, методы иметодики.
Действительно, если вглядеться в эту,на первый взгляд, чрезвычайно элементарную схему, то можно сказать, чтосистемный анализ — это очень просто. Да, с точки зрения идеи, здесь, как мы иговорили выше, реализован элементарный здравый смысл. Более того, вы вправесказать, что даже в обыденной повседневной жизни вы так и поступаете. Например,прежде чем принять какое-либо серьезное решение по важному для вас вопросу(приобретение дорогостоящих вещей, строительство дома или дачи и т.п.), вывсегда определяете, каким образом вы будете действовать (рассматриваете разныеварианты путей достижения цели), обязательно оцениваете затратность вариантовваших возможных действий (финансовые, временные и другие ресурсы) и выбираетеединственный окончательный вариант, исходя из тех ресурсов, которыми вырасполагаете.
Пожалуй, наиболее концентрированноосновная схема системного анализа выражена в следующем тосте из известного всемфильма “Кавказская пленница”. “Я имею желание купить автомобиль, но не имеювозможности. Я имею возможность купить козу, но не имею желания, Так выпьем жеза то, чтобы наши желания совпадали с нашими возможностями!”. Кстати, отсюдаследует, что приведенная схема отражает только логическую последовательностьосновных обязательных этапов, но не технологическую схему действий, так как кнекоторым этапам мы можем возвращаться. Это является следствием того, что мы,по существу, решаем задачу отыскания приемлемого баланса между желаниями(целями) и возможностями (ресурсами).
Например, для решения своей проблемымы сформулировали цель, далее прописали возможные варианты путей достиженияцелей (мероприятия по разрешению проблемы). Однако, после оценки затратресурсов по каждому из вариантов, выяснилось, что ни один из них не может бытьреализован, так как затраты на любой из них превышают те ресурсы, которыми мырасполагаем. Здесь возможны следующие варианты действий:
Þвернуться к этапу рассмотрения путейдостижения цели и попытаться предложить менее затратные варианты. Еслинаходятся варианты, согласующиеся с нашими ресурсами, то баланс достигнут;
Þесли не находится других приемлемыхвариантов, то либо мы соглашаемся с тем, что на данный момент поставленная намицель является недостижимой, либо мы пытаемся переформулировать нашу цель,сделав ее более реальной (“приземляем” свои желания). После этого мы опятьотрабатываем всю схему и при этом вновь может возникнуть ситуация недостаткаресурсов и потребуются новые итерации и т.д.
Таким образом, действие всоответствии с данной схемой требует от нас достижения баланса между целями иресурсами, а также всесторонней оценки вариантов наших действий по достижениюцели и выбор из них наиболее рационального.
Предлагаемая схема, как правило,никогда не вызывает отторжения, поскольку она реализует нормальный здравыйсмысл. Но тогда возникает другой вопрос, если все так просто и понятно, топочему же у нас очень часто провозглашались (да и сейчас провозглашаются) оченьхорошие цели, которые, как потом оказывалось, изначально были недостижимыми(либо не были указаны четкие пути их достижения, либо отсутствовали необходимыересурсы, либо то и другое вместе). Это и такая цель, как “нынешнее поколениесоветских людей будет жить при коммунизме”, либо “каждой семье квартиру к 2000году” и многие другие. Причем, чем грандиознее эти цели, тем большевсевозможных ресурсов тратится (большей частью впустую). Создается впечатление,что чем выше уровень руководителя, определяющего глобальные цели, тем меньшездравого смысла в его действиях по их оценке
Умение правильно использовать при решениитех или иных проблем логических элементов системного анализа во многих случаях предопределяетвозможность получения требуемого результата. Рассмотрим кратко содержание этихэлементов применительно к социально-экономическим системам, обратив вниманиетолько на некоторые, на наш взгляд, наиболее интересные с позиций методологиисистемного анализа моменты./>5.2     Формирования целей/>5.2.1  Анализ проблем
Как хорошо формализованные, так и слабоструктурированные проблемы должны быть приведены к виду, когда они становятся задачамивыбора подходящих средств достижения заданных целей. Поэтому, прежде всего, необходимоопределить цели. На первом этапе решения проблемы определяется, чтонадо сделать для снятия проблемы, а на последующих этапах — как этосделать и сколько ресурсов для этого потребуется. Что же такоецели и в чем заключаются основные трудности выявления целей?
Цели. Это желаемые состояния системыили результаты ее деятельности, достижимые в пределах некоторого интервалавремени. Во имя осуществления целей создаются и развиваются сами системы.
Стремление к желаемому будущему(цели) является признанием того, что положение вещей в настоящем в чем-то насне устраивает, т.е. существует некая проблема. Поэтому первым этапом постановкицелей становится выяснение того, что же является этой самой проблемой. Этотэтап носит название анализ проблем и включает решение двух задач:
n идентификация основных проблем;
n разработка дерева проблем для установленияпричинно-следственных связей.
Анализ проблем составляет важнуючасть процесса формирования целей. Он включает в себя всесторонний анализ ужевыявленных проблем, учет точек зрения различных заинтересованных сторон ивнешнего окружения. В результате этого достигается сбалансированность анализа,при которой принимаются во внимание различные и иногда противоположные взгляды.Цель анализа состоит в получении общего представления о ситуации путемструктуризации проблемы в виде дерева проблем.
Рассмотрим пример построения деревадля проблемы, связанной с распределением социальной помощи. Ниже приведенфрагмент дерева.
/> 5.2.2  Анализцелей
При анализе проблем мы рассматриваемотрицательные аспекты существующей ситуации. Анализ целей представляет собойположительные (желаемые) аспекты нашей ситуации в будущем. И первое, чтонеобходимо сделать — это переформулировать проблемы в цели. Таким образом,полученное в результате дерево целей можно рассматривать как положительноезеркальное отображение дерева проблем. Ниже на схеме показано, как можнопроблемы переформулировать в цели.
Проблема
 
Цель
  ¨  Неясность и неадекватность законодательства по социальной безопасности и социальной справедливости
Þ    ¨  Рационализировать и усовершенствовать законодательство по социальной безопасности и социальной справедливости ¨  Непредоставление в системе высшего образования квалификации по профилю, требующемуся на рынке труда
Þ    ¨  Способствовать реформированию системы высшего образования в целях приведения ее в соответствие с требованиями рынка. ¨  Отсутствие в системе высшего образования программ обучения социальной деятельности
Þ    ¨  Создать в рамках высшего образования систему образовательных программ обучения социальной деятельности
 
В целях должна найти отражениеперспектива развития системы. Цели деятельности социально-экономических системв существенной мере определяются условиями внешней среды. Процессу формирования(разработки) целей также обычно предшествует этап качественного описанияразвития системы и ее состояний в будущем при определенных предположениях обусловиях внешней среды. Это дает возможность более четко сформулировать целидеятельности системы, пути достижения этих целей.
Цели деятельности вытекают изобъективных потребностей и имеют иерархический характер. Цели верхнего уровняне могут быть достигнуты, пока не достигнуты цели ближайшего нижнего уровня. Помере перемещения вниз по уровням иерархии системы цели конкретизируются.
Необходимо добиваться четкой и конкретнойформулировки целей, стремиться обеспечить возможность количественной или порядковой(“больше – меньше”, “лучше – хуже”) оценки степени их достижения. Например, рассмотримцель – “поднять эффективность научных исследований”. Она звучит внушительно, ностепень ее достижения сложно измерить. Если же ее сформулировать несколькопо-иному, введя ряд подцелей, измеряемых количественно, в частностиэкономическую эффективность внедряемых разработок, их научно-техническийуровень, число изобретений и патентов и т. д., степень достижения цели можнобудет проконтролировать.
Цели деятельности системы необходимоконкретизировать по времени и по исполнителям. Это значит, что общий конечныйрезультат, к которому стремится система, надо расчленить на частные задачи, решаемыев более короткие сроки, причем определить эти частные сроки решения. Крометого, цели, стоящие, предположим, перед предприятием в целом, конкретизируютсядля отдельных производственных подразделений и звеньев аппарата управления. Приэтом необходимо добиваться того, чтобы коллектив каждого подразделения четкознал общие цели и свою роль в их достижении. Следует подчеркнуть особую важностьсочетания обоих указанных выше элементов — знание общих целей и своей роли в ихдостижении.
Умение аппарата всех уровнейуправления, отдельных руководителей и специалистов грамотно ставить целипредставляет важнейший ресурс государства, залог неуклонного повышенияэффективности общественного производства.
 />5.2.3  Вопросы детализации при анализе проблем и формировании целей
Существует несколько технологий,позволяющих провести всесторонний анализ проблемы и ее детализацию. В основном,эти технологии используются при разрешении проблем, стоящих перед конкретнойорганизацией и рассматривают ее с точки зрения системы, имеющей как внутренниепроблемы, так и внешнее окружение. Например, при анализе сложных проблем и разработкепроектов по их устранению используется логико-структурный подход (ЛСП),который еще носит название целевого планирования. В рамках ЛСПиспользуется технология СВОТ – анализа. Это достаточно эффективный аппарат,позволяющий учесть все аспекты существующей проблемы, и поэтому остановимся наего рассмотрении более подробно.
СВОТ – анализ представляет собойинструмент оценки, с помощью которого проводится анализ организации (проблемы)с четырех сторон:
· сильныестороны – внутренниеположительные качества организации;
· слабые стороны – внутренние отрицательные чертыорганизации;
· возможности – внешние факторы, улучшающиеперспективы организации;
· угрозы – внешние факторы, которые могутподорвать будущий успех организации.
СВОТ – анализ проводится, какправило, с привлечением всех заинтересованных сторон. Результаты этого анализазаписываются в виде таблицы, состоящей из четырех клеток. Рассмотрим вышеприведенную проблему о несовершенстве системы социального обеспечения состороны реализации образовательных программ по повышению квалификации ипереподготовке в сфере управления социальной сферой. Проанализируем возможностиСибирской академии государственной службы, используя технологии СВОТ — анализа.
СИЛЬНЫЕ СТОРОНЫ 1. Хорошие контакты с органами социальной защиты 2. Хорошее местоположение 3. Высококвалифицированный персонал 4. Опыт организации учебного процесса по повышению квалификации и переподготовке
СЛАБЫЕ СТОРОНЫ 1. Отсутствие учебных программ по управлению социальной сферой
2. Недостаток методического обеспечения
3. Отсутствие системы трудоустройства выпускников
ВОЗМОЖНОСТИ
1. Сотрудничество с зарубежными организациями, занимающимися этой проблематикой
2. Соответствие проблематики миссии СибАГС
3. Межрегиональный статус СибАГС
УГРОЗЫ
1. Низкая платежеспособность органов социальной защиты
2. Плохие транспортные связи с регионом
3. Нестабильность экономической и социальной обстановки
Построение такой таблицы существеннооблегчает понимание проблемы и позволяет учесть все возможные аспекты при еедетализации. Такой представление полезно при построении дерева проблемы (деревацелей), так как позволяет учесть интересы всех заинтересованных сторон.
Но самый главный эффект достигаетсяпри использовании основной матрицы СВОТ – анализа. Эта матрица позволяет отпервой таблицы, описывающей сильные и слабые стороны организации и влияниевнешнего окружения, перейти непосредственно к набору мероприятий, которыеобязательно необходимо реализовать при решении нашей проблемы. Эта матрицаполезна для реализации второго этапа логической схемы системного анализа –выбор путей достижения целей, т.е. определение набора тех работ и мероприятий,реализация которых будет способствовать решению стоящей перед нами проблемы.
Эта матрица целенаправленноориентирует нас на генерацию четырех видов обязательных мероприятий. Итак,матрица СВОТ – анализа имеет вид:
СИЛЬНЫЕ СТОРОНЫ
1. Хорошие контакты с органами социальной защиты 2. Хорошее местоположение 3. Высококвалифицированный персонал 4. Опыт организации учебного процесса
СЛАБЫЕ СТОРОНЫ
1. Отсутствие учебных программ по управлению социальной сферой
2. Недостаток методического обеспечения
3. Отсутствие системы трудоустройства выпускников
Мероприятия, которые необходимо провести, чтобы использовать сильные стороны для увеличения возможностей
1.
2.
3.
4.
Мероприятия, которые необходимо провести, преодолевая слабые стороны, используя предоставленные возможности
1.
2.
3.
4.
Мероприятия, которые используют сильные стороны организации для избежания угроз.
1.
2.
3.
4.
Мероприятия, которые минимизируют слабые стороны для избежания угроз
1.
2.
3.
4.
Ценность данного подхода становитьсяпонятной при детализации конкретных проблем и составлении соответствующихпланов мероприятий.5.2.4  Некоторые проблемы формирования целей
Как мы уже сказали, после определенияпроблемы следующим по важности этапом анализа становится выявление целей. Установитьправильную цель важнее, чем найти наилучший путь ее достижения, так как даже несамый лучший путь все-таки приведет к цели, пусть не оптимальным способом.Выбор же неправильной цели приводит не столько к решению самой проблемы,сколько к появлению новых проблем. Итак, какие же подводные камни ожидают насна этапе формирования целей?
Опасность подмены целей средствами еедостижения. Впрактике системного анализа первоначально сформулированные цели по меревыполнения анализа часто изменяются или отменяются совсем. Действительные цели,как правило, шире, чем первоначально объявленные.
Пример.Исследуется проблема “где лучше расположитьновую больницу”. В результате анализа выясняется, что действительная цель — “улучшение медицинского обслуживания населения”, и среди предложенныхальтернатив достижения этой цели находятся несколько более эффективных способовиспользования ресурсов для улучшения медицинского обслуживания, нежелистроительство новой больницы. Это служит ярким примером того, как средствамогут приниматься за цели.
Еще один пример. Исследуется проблема о слиянии водной из областей мелких деревообрабатывающих предприятий в одно крупноеобъединение, с очевидными выгодами технологического и экономического характера.Местные власти, изначально провозглашавшие заинтересованность в такомобъединении и повышении эффективности этого производства, на деле“заблокировали” этот вариант. В результате анализа выяснилось, что приобразовании мощного объединения деревообрабатывающие предприятия перейдут изсистемы местной промышленности в подчинение республиканского министерства, чторезко снизит как отчисления в местный бюджет, так и процент производимыхматериалов и изделий, распределяемый в области.
Итак, исследование целейзаинтересованных в проблеме лиц должно предусматривать возможность ихуточнения, расширения или даже замены.
Множественность целей. Цель никогда не бывает единственной.Обычно целей несколько, даже если они объединены одной формулировкой –“глобальная цель”, и важно при выявлении целей не упустить какую-нибудьсущественную из них. Необходимо учитывать цели всех заинтересованных сторон (т.е.тех, кого данная проблема касается непосредственно). При этом по отношению ккаждой из заинтересованных сторон также возникает проблема полноты задания еецелей. Вместе с неясностью первоначальной цели это приводит к необходимостикаких-то рекомендаций относительно поиска действительных целей.
Полезными оказываются следующиеспособы:
· включать врассмотрение цели, противоположные заявленным (как в приведенном выше примере –“не строить больницу”);
· включать цели“двойственные” (например, “минимизировать страдания” не то же самое, что“максимизировать удовольствия”);
· выявлять нетолько “желаемые”, но и “нежелательные” по последствиям цели (чтобы как можнораньше предвидеть возникновение новых проблем — типа загрязнения окружающей среды);
· допускать крассмотрению вообще всякие цели (договорившись, что критика их будет позже), единственнымограничением может служить то, что цели должны быть четко сформулированы(излагаться в номинальной шкале, т.е. быть названиями).
Некоторой гарантией полного ивсестороннего рассмотрения цели является рекомендация по количеству уровнейдерева цели. Наличие в дереве целей одного или двух уровней подцелейгарантирует не только детализацию глобальной цели, но ее уточнение и болееоднозначное представление.
Опасность смешения целей. Различие между целями не всегдаочевидно, и существует опасность ошибочно принять одни за другие. Такаяситуация возникает обычно, когда специалисты-профессионалы, участвующие врешении проблем, навязывают свое видение мира и тем самым подменяют общие целинекоторыми локальными своими целями. “Операция прошла успешно, но пациентумер”, — это не дурная шутка, а действительно встречающееся среди хирурговсерьезное высказывание при оценке операции.
Пример.Имеется большое количество отмеченныхконкурсными призами рекламных плакатов, которые не оказали никакого влияния на сбытрекламируемой продукции.
Пример. Обследование Национальной СлужбыЗдоровья в Англии показало, что менее одного процента времени подготовки врачейэтой службы посвящено профилактической медицине, хотя организация создаваласьименно с этой целью.
Смешение целей может и не быть стольявным.
Пример.Руководство города хотело быуменьшить число нарушений правил дорожного движения и одновременно наказыватьштрафом как можно больше нарушителей. Существует два хорошо известныхальтернативных способа достижения этих целей — милицейская засада и открытоепатрулирование. Первый способ увеличивает вероятность поимки нарушителя. Второй- отбивает охоту к нарушениям. Если цель — максимизировать число наказанных нарушителейили увеличить городской бюджет за счет штрафов, то, по-видимому, для этоголучше подойдет засада, как ни неприятно применять обманную тактику. Если же, сдругой стороны, цель — уменьшение количества дорожных происшествий или числапопыток нарушить правила (даже если сами попытки станут более успешными, посколькунарушитель будет действовать, точно зная, присутствует ли милиционер), товполне может оказаться, что более частое и открытое присутствие милиционеров,способных немедленно покарать нарушителя, побудит водителей к осторожности итем самым будет достигать цели наилучшим образом.
Примеры смешения целей можнопродолжать. Именно это стало причиной экологических проблем Байкала, Аральскогоморя, появления проекта работ по переброске вод северных рек на юг и т.д.
Изменение целей со временем. Изменение целей во времени можетпроисходить не только по форме, в силу все лучшего понимания действительныхцелей, но и по содержанию — вследствие изменения объективных условий и/илисубъективных установок, влияющих на выбор целей. Сроки старения целей различныи зависят от многих причин. Цели более высоких уровней долговечнее. Всоциальных системах цели высших уровней формулируются как интересы будущихпоколений, сроки целей нижних уровней связаны с настоящими действиями и сдействиями в ближайшем будущем. Динамичность целей также должна учитываться всистемном анализе.
Далее мы еще вернемся к проблемеформулирования целей при рассмотрении методов построения деревьев целей (структуризациии детализации целей) и методик их количественной оценки и анализа.

/>5.2.5  Критерии при формировании целей
Термин “критерий” в системном анализеимеет более широкий смысл, чем, например, в теории оптимизации – “критериальнаяфункция”. Более широкий смысл заключается в том, что критерий рассматриваетсякак любой способ сравнения альтернатив. Это означает, что критерием качестваальтернативы может служить любой ее признак, значение которого можно зафиксироватьв порядковой или другой более сильной шкале. После того, как такаяхарактеристика найдена (“критерий сформирован”), появляется возможность ставитьзадачи выбора Действительно, критерий — это некоторая функция от принятого решения,которая позволяет количественно оценить его целесообразность.
Применительно к проблеме формированияцелей конкретное значение критерия должно характеризовать уровень достиженияцели, эффективность используемых при этом методов и средств. Содержаниепроцесса перехода от целей к критериям и многие особенности этого переходастановятся ясными, если рассматривать критерии как количественные параметрыкачественных целей. По существу, критерий является отображением ценностей(воплощенных в целях) на параметры альтернатив (допускающие упорядочение).Определение значения критерия для данной альтернативы является, по существу,косвенным измерением степени ее пригодности как средства достижения цели.
Если исходить из того, что критерий — это измеренная цель, которая имеет единственный численный измеритель, тогдацель и критерий полностью совпадают. Однако тождественность этих понятий имеетместо только в самых простых случаях, когда для измерения уровня достиженияпростой, однозначной цели применяется четко выраженный единственный критерий.При системном анализе большинства практических проблем такие условиявыполняются редко.
Наиболее сложную проблемупредставляет задача оценки и сравнения многокритериальных альтернатив.Многокритериальность реальных задач связана не только с множественностью целей,но и с тем, что одну цель редко удается выразить одним критерием, хотя к этомуобычно стремятся. И, в принципе, возможны случаи, когда единственный критерийотвечает требованиям практики.
Например, по стандартам ЮНЕСКО уровеньмедицинского обслуживания оценивается по статистике детской смертности.
Все же случаи, когда единственныйкритерий удачно отображает цель, скорее исключение. Это и понятно: критерийлишь приближенно (как и всякая модель) отображает цель.
Например, критерий быстроты прибытия пожарныхне адекватен цели борьбы с пожарами: он не связан с уменьшением числавозгораний. Число студентов на одного преподавателя не однозначно связано скачеством подготовки специалистов в вузе.
Решение может состоять не только впоиске более адекватного критерия, но и в использовании нескольких критериев,описывающих одну цель по-разному и дополняющих друг друга.
Например, в процессе формирования критериевдля достаточно ясной цели: “улучшить уборку мусора в большом городе”, былиотвергнуты следующие, на первый взгляд, подходящие критерии:
· расходы поуборке мусора в расчете на одну квартиру,
· число тоннубираемого мусора в расчете на один рабочий человеко-час,
· общий весвывозимого мусора и т.п.,
так как эти критерии ничего неговорят о качестве работы. Более удачными были признаны такие критерии, как:
· процент жилыхкварталов без заболеваний,
· снижение числапожаров из-за возгорания мусора,
· уменьшениечисла укусов людей крысами,
· количествообоснованных жалоб жителей на скопление мусора.
Впрочем, очевидно, что и эти критерииотражают только отдельные стороны качества уборки мусора в городе.
Можно говорить, чтомногокритериальность является способом повышения адекватности описания цели, нопри этом необходимо помнить, что дело не только и не столько в количествекритериев, сколько в том, чтобы они достаточно полно “покрывали” цель. Этоозначает, что критерии должны описывать по возможности все важные аспекты цели,но при этом желательно минимизировать число необходимых критериев. Приформировании критериев ищется компромисс между полнотой (точностью) описанияцелей и количеством критериев.
При выборе критерия необходимо, чтобывыполнялось следующее условие: критерии, используемые для решения задач низшегоуровня, должны соответствовать, увязываться с критериями, используемыми наследующем, более высоком уровне. Кроме того, необходимо, чтобы выбранныекритерии и методы их определения нацеливали коллективы на повышениеэффективности своей деятельности.
Критерий должен отвечать следующим основнымтребованиям:
· бытьпредставительным;
· критичным(чувствительным) к изменению исследуемых параметров;
· по возможностипростым.
Представительность критерия означаетоценку основных (а не второстепенных) целей системы и учета всех главных сторонее деятельности.
Критичность к исследуемым параметрамсостоит в значительных изменениях величины критерия при сравнительно малыхизменениях исследуемых параметров. Высокая критичность в ряде случаев облегчаетпроведение математических исследований.
Процесс формирования критериев долженидти сверху вниз при условии, что снизу вверх поступает необходимая для этогоинформация. Поэтому важнейшей обязанностью руководителей является обеспечениенижестоящих иерархических уровней критериями оценки, а вышестоящих — необходимой информацией.
Но не следует слишком критичноотноситься к тому, что расхождение между критериями и целями неизбежно. Древняяпоговорка гласит: «Можно много пройти в башмаках, которые немногожмут»./>5.3 Пути достижения поставленныхцелей
Говоря о путях достиженияпоставленных целей, мы будем исходить из того, что задано множествоальтернативных вариантов путей достижения цели, т.е. считается, что уже имеетсято, из чего выбирать, и вопрос состоит в том, как выбирать. Это формальнаяпостановка задачи: все главные трудности считаются уже преодоленными, и речьидет о “технических” трудностях. Но формирование множества альтернатив иявляется наиболее трудным, наиболее творческим этапом системного анализа. Вышемы частично касались проблемы формирования набора мероприятий при рассмотрениитехнологии СВОТ – анализа.
Важность этапа формирования множестваальтернатив подтверждается тем, что далее идет поиск самой лучшей альтернативыв заданном множестве альтернатив, и если в это множество мы, по каким-топричинам, не включили действительно наилучшую, то никакие методы выбора ее не“вычислят”.
Процесс генерирования альтернативявляется достаточно сложным и существуют методы коллективной работы по решениюэтих творческих задач. К этим вопросам обратимся при рассмотрении методовэкспертного оценивания.
Проблема нахождения наилучшего путидостижения поставленной цели из нескольких альтернативных путей распадается надве части. Первая часть проблемы заключается в том, как из множества возможныхвариантов отобрать наиболее рациональные и доминирующие, а вторая — как изсравнительно небольшого числа рациональных вариантов выбрать наилучший. Внекоторых случаях первая часть проблемы решается на основе чисто качественных рассуждений.
Рассмотрим пример такого выбора.Имеется несколько разных вариантов организации производства (технологий),обеспечивающих выпуск конкретных объемов продукции. Естественно, каждый вариантимеет свою структуру и объемы затрат. Необходимо их сравнить и выбрать наиболеерациональный.
/> 
Доминирующие варианты (рис. 5.1)соединены кривой. О каждом из доминирующих вариантов можно сказать, что средиразличных путей достижения поставленных целей нет других, которые обеспечивалибы получение данного результата с меньшими затратами или при данных затратахпозволяли бы достичь больших результатов. Однако этот способ не позволяетруководителю определить, какому из доминирующих вариантов следует отдатьпредпочтение.
Для оценки вариантов действий, характеризующихсядвумя показателями, могут использоваться так называемые “кривые безразличия”.
/>
При построении “кривых безразличия”предполагается, что существуют сочетания двух показателей, эквивалентных сточки зрения общих целей. В прямоугольной системе координат по осям откладываютзначения показателей и находят точки, характеризующие эквивалентные ихсочетания. Соединив эти точки, получают “кривую безразличия”.
Само название таких кривых идет изшироко используемого метода теоретического изучения проблем спроса и потребления.Здесь по осям координат откладываются количества некоторых взаимозаменяемыхтоваров. Кривая безразличия соединяет все точки, отражающие такие комбинациитоваров (ассортиментные наборы), что покупателю безразлично, какую из нихпокупать.
Рассмотрим более подробно выбор лучшейстратегии с помощью “кривых безразличия” на примере определения оптимальнойпроизводственной программы. На рис. 5.2 приводятся такие кривые, построенныеисходя из возможности производства различного количества продукции (от 200 до900 единиц) при различных сочетаниях потребных трудовых ресурсов и используемогооборудования.
Для выбора лучшей стратегии намнеобходимо также знание величин затрат, потребных для реализации той или инойстратегии. На рис. 5.3 приведены прямые равной стоимости. При построении этихпрямых предполагалось, что каждая единица рабочей силы обходится в 200стоимостных единиц и что каждая машина стоит 1000 стоимостных единиц. Такимобразом, затраты 10000 единиц только на одни машины будут означать приобретение10 машин. Подобные затраты только на рабочую силу будут означать использование50 человек. Все другие комбинации количества рабочей силы и машин, требующиедля своей реализации 10000 единиц стоимости, будут лежать на прямой 10000единиц.
/>

Кстати, следует отметить, что прямые равнойстоимости также взяты из методов изучения спроса и потребления. Там ониназываются бюджетными линиями или линиями возможностей потребления
Если мы совместим “кривыебезразличия” с линиями равных стоимостей, то получим график, изображенный нарис. 5.4.
/>
Оказалось, что линия равных стоимостейв 20000 единиц касается «кривой безразличия», обеспечивающей выпуск900 единиц продукции, только в одной точке. Отсюда следует, что минимальновозможные затраты для выпуска 900 единиц продукции равны 20000 единиц стоимостипри использовании 10 машин и 50 человек. Справедлива и обратная постановказадачи: затраты в 20000 единиц могут обеспечивать максимально возможный выпускпродукции, равный 900 единиц, при использовании 10 машин и 50 человек. Придругом сочетании используемого количества машин и рабочей силы при затратах в20000 единиц выпуск 900 единиц продукции не может быть достигнут.
На рис. 5.5 приводится графикзависимости максимально возможного количества выпускаемой продукции от величинызатрат или минимальных затрат при заданном уровне выпуска продукции.
/>/>Затраты
/>/>/>/> 20000
15000
/>

/>/>/>/> 10000
/>

200 700 900 Количество выпускаемой продукции
 
Рис. 3.5. Зависимость величины затратот объёма и выпуска продукции
Теперь, располагая некоторымидополнительными данными о спросе на продукцию, ресурсах и др., можно определитьоптимальную производственную программу.
Наиболее сложную проблемупредставляет задача оценки и сравнения многокритериальных альтернатив.
Возможность принятия и реализацииразличных вариантов решения одной задачи (достижение одной цели путемиспользования различных средств и методов) характерна для всех сторонпланово-управленческой деятельности в социально-экономических системах./>5.4     Потребные ресурсы длядостижения целей
Одним из основных условий определенияи распределения потребных ресурсов является их ограниченность, что вызываетнеобходимость определения приоритетности их выделения и экономногоиспользования. В связи с этим важное значение приобретает проблемавзаимозаменяемости ресурсов.
Ресурсы являются как бы фильтром, сквозькоторый приходится пропускать принимаемое решение. Если исследованиепоказывает, что потребности не обеспечены ресурсами, то необходимо пересматриватьцели и стратегии до тех пор, пока не будет достигнут баланс целей и ресурсногообеспечения путей их достижения.
Задание целей, выбор стратегии иопределение потребных ресурсов всегда взаимосвязаны.
Имеющиеся ресурсы, способы ихпроизводства и потребления, возможность реализации тех или иных стратегий достиженияпоставленных целей активно воздействуют на процесс выработки целей.“… Человечество ставит себе всегда только такие задачи, которые оно можетразрешить, так как при ближайшем рассмотрении всегда оказывается, что самазадача возникает лишь тогда, когда материальные условия ее решения уже имеютсяналицо, или, по крайней мере, находятся в процессе становления”.
С другой стороны, пересмотр целей истратегии возможен и в том случае, если обнаружится недоиспользование одногоили нескольких видов ресурсов./>5.5     Вопросы для самопроверки
1.  Чтоявляется логической основой системного анализа?
2.  Понятие“цель деятельности системы” и его содержание.
3.  Критерии иих роль в системном анализе.
4.  Проблемывыбора критерия
5.  Пути достиженияпоставленных целей. Проблема выбора наилучшего пути.
6.  “Кривые безразличия”при выборе эффективных путей достижения целей.
7.  Линииравных стоимостей и их использование.
8.  Потребныересурсы для достижения поставленных целей.
 

/>6. СТРУКТУРИЗАЦИЯ В СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ
 
В данной главе рассматриваются методыпоследовательного разбиения отдельных проблем (процессов, систем и т.п.) насоставные части. Детализация (структуризация) сложной проблемы является однимиз основных приемов в системном анализе, позволяющем свести решение сложнойзадачи к последовательности более простых задач. Основой методов структуризацииявляются формализованные процедуры, использующие аппарат теории графов.Применение этого аппарата позволяет применять компьютерную технику дляколичественной оценки и анализа структурированных проблем. В главе предлагаемыйаппарат демонстрируется на примерах построения деревьев взаимосвязей (деревьевцелей) для конкретных задач.6.1.    Методы структуризации 6.1.1. Деревьявзаимосвязей
Как уже отмечалось ранее, главнымизадачами системного анализа являются: определение и детализация на составныеэлементы целей и путей их достижения, выявление существующих между ними взаимосвязей,обеспечение определенной логики решения возникшей проблемы (цели — путидостижения целей — ресурсы). Решению этих задач в существенной мереспособствует применение метода структуризации, что дает основание выделить егосреди других методов системного анализа и рассмотреть более подробно.
Метод структуризации основан на расчлененииисследуемой проблемы на составные элементы с возможной последующей численнойоценкой их относительной важности. Такую процедуру часто называют построением деревацелей. Однако поскольку в большинстве древовидных структур, предназначенных длярешения тех или иных реальных задач, содержатся не только цели, но и средстваих достижения (мероприятия, ресурсы и др.), то в общем случае их правильнееназывать деревьями взаимосвязей или деревьямицели-средства.
В дальнейшем под деревом взаимосвязейбудем понимать связный, неориентированный граф, вершины которогоинтерпретируются как элементы дерева, а ребра — как связи между ними. При этомдопускается одно отступление от строгого определения понятия “дерево”, принятогов теории графов. Оно заключается в том, что элементы дерева взаимосвязей могутвходить в состав более чем одного элемента более высокого уровня, т.е. невыполняется одно из свойств дерева, согласно которому число ребер дерева наединицу меньше числа вершин.
Дерево взаимосвязей, в общем виде, изображенона рис. 4.1. Оно представляет граф G=(X,R), где X={X0,X1,...,Xm-1} — множество элементов, принадлежащих m-уровню дерева взаимосвязей. На нулевомуровне представлен начальный элемент (цель, мероприятие, ресурс) — X0.Множество элементов на i-м уровне определяется как Xi={xi1,xi2,...,xiki}, 0 i m-1, гдеi — номер уровня дерева взаимосвязей, а ki — количество элементов на i-м уровне.
Множество ребер R={rjiz} графа G обозначаютвзаимосвязи между элементами, из которых выходит ребро, и элементами, в которыеоно входит. j— номер элемента i-гоуровня, из которого выходит ребро, z — номер элемента (i+1)-гоуровня, в который оно входит;
0 i m-2, 1j ki, 1 zki+1
Одна из главных задач построениядеревьев взаимосвязей состоит в том, чтобы установить полный набор элементов накаждом уровне и определить взаимосвязи и соподчиненность между ними (качественныйаспект). Другая задача — последующее определение коэффициента относительнойважности (КОВ) элементов каждого уровня дерева взаимосвязей (количественныйаспект).
Общими правилами построения деревьеввзаимосвязей являются следующие:
· соподчиненность, т.е.элементы нижнего уровня подчиняются элементам более высокого уровня, вытекаютиз них, обеспечивают их реализацию;
· сопоставимость,т.е. на каждом уровне дерева взаимосвязей рассматриваются элементы, сопоставимыепо своему масштабу и значимости, полученные в результате детализации по одномупринципу;
· полнота, т.е.дерево взаимосвязей на каждом уровне включает все элементы;
· определенность, т.е.формулировка целей и других элементов дерева взаимосвязей позволяет оценитьстепень их достижения в количественной или порядковой форме (“больше – меньше”,“лучше – хуже”);
· возможность внесениякорректировок в дереве взаимосвязей как при изменении самих целей, так приизменении возможностей их реализации./>
/>  


Иногда говорят, что элементы одногоуровня дерева взаимосвязей должны удовлетворять принципу не пересекаемости, т.е.быть независимыми, логически не выводимыми друг из друга. Принципы детализации,используемые при построении реальных деревьев взаимосвязей, удовлетворяютданному условию только в отдельных частных случаях. Некоторые элементы одногоуровня дерева взаимосвязей могут иметь полностью или частично одинаковыекомпоненты, входящие в их состав.
Попытка следовать принципу непересекаемости резко сократит область применения метода структуризации, приведетк построению структур, слабо связанных с практическими задачами планирования иуправления.
Дерево взаимосвязей может представлятьполный связный граф (содержать цели, мероприятия, ресурсы) или являться частнымнесвязным графом (содержать или цели, или мероприятия, или ресурсы).
В зависимости от того, детализирует ликаждый рассматриваемый элемент один или несколько элементов более высокогоуровня, можно выделить три типа деревьев взаимосвязей: с перекрестными связями,прямыми связями и со связями смешанного типа.
При прямых связях количествоэлементов по мере перехода на более низкие уровни дерева взаимосвязей всегдаувеличивается (ветвление). При перекрестных же связях может иметь местоуменьшение числа элементов (“сужение” дерева взаимосвязей).
Такое положение является типичным припереходе от целевых уровней к уровням мероприятий и от уровня мероприятий кресурсному. Например, последний уровень дерева мероприятий содержит несколькодесятков элементов, в то время как следующий за ним первый уровень ресурсовможет содержать в агрегированном виде перечень всех видов ресурсов (материально-технические,трудовые, финансовые, информационные), т.е. всего несколько элементов, которыенеобходимы для реализации практически всех мероприятий.
Однако при сужении не используетсястепень детализации, полученная ранее (например, получены конкретные формулировкицелей, а мероприятия опять сформулированы в самом обобщенном виде). Поэтомудетализировать мероприятия следует для каждой цели отдельно, тем болеечто КОВ одних и тех же мероприятий, предназначенных для реализации выявленныхцелей, могут быть разными.
Таким образом, при построениисвязанного графа (цели — мероприятия — ресурсы) мероприятия следуетструктурировать для каждой конкретной цели, представленной на последнем уровнедерева целей, а ресурсы для каждого конкретного мероприятия, представленного напоследнем уровне дерева мероприятий.
Для выявления полного набора элементовкаждого уровня вначале лучше построить дерево с прямыми связями, а затем, еслиэто необходимо, перейти к обобщенной структуре с перекрестными связями.
Второй вариант дерева взаимосвязейграфически является более компактным. Кроме того, при определении КОВ отдельныхэлементов для второго варианта дерева взаимосвязей в том случае, когда оноявляется достаточно простым и оценку производит сразу для всех элементов однагруппа экспертов, требуется меньшее количество анкет (все данные по оценке КОВсводятся в одну анкету).
Однако, когда число элементов одногоуровня превышает 8-12 (а такая ситуация практически всегда имеет место, начинаясо 2-го или 3-го уровня), предпочтение следует отдать структуре с прямыми связями.В противном случае будет затруднено определение КОВ отдельных элементов деревавзаимосвязей.
6.1.2  Основные принципы структуризации
Возможны различные принципы детализациидерева взаимосвязей, в частности:
1. Предметный принцип. В соответствии с предметнымпринципом элементы дерева взаимосвязей разбиваются на элементы той же природы,только более дробные, например увеличение производства товаров народногопотребления — на увеличение производства одежды, обуви и т.д. Иначе говоря, приприменении предметного принципа структуризации на разных уровнях деревавзаимосвязей представлены элементы одного и того же типа, но сформулированные сразной степенью детализации. Объектами детализации могут быть и цели, имероприятия, и ресурсы, когда они выражаются в виде конкретных объектов,поддающихся классификации.
Предметный принцип структуризации применяетсядля того, чтобы раскрыть содержание детализируемого элемента с точки зрениявходящих в его состав компонентов. При применении данного принципа вформулировках детализирующих элементов меняется только объект, на которыйнаправлена данная функция или действие. Сама же функция или действие остаютсябез изменения. Например, “совершенствование подготовки кадров” детализируетсяна элементы “совершенствование подготовки кадров руководителей”,“совершенствование подготовки кадров рабочих” и т.д.
2. Функциональный принцип. Для определения направленийдетализации элементов, полученных при использовании функционального принципа,необходимо уточнить понятие функции. Введём следующее определение: функция — это специфическая деятельность социально-экономической системы или еёподсистемы, направленная на удовлетворение определённых общественныхпотребностей. Функция является продуктом процесса общественного разделениятруда и специализации.
Определенные функции выполняютреально существующие системы (коллектив, человек, машина и т.д.). В деревевзаимосвязей определяется содержание тех функций, которые должны выполнятьсятеми или иными конкретными системами для достижения поставленных целей. Поэтомупри использовании функционального принципа выявляются отдельные функции,совокупность которых определяет содержание структурированной цели и путей еёдостижения. Например, цель “повышение уровня хозяйственного руководства” можнодетализировать на совершенствование планирования, управления, организации ит.д. Иными словами, функциональный принцип детализации применяются для того, чтобыраскрыть содержание детализируемого элемента с точки зрения определениянаправления действий по достижению целей данного элемента. При примененииданного принципа в формулировках детализирующих элементов меняются содержаниефункции, направления действия. Например, функцию управления можно детализироватьна целеполагание, прогнозирование, планирование и т.д. на любом уровнеуправления.
При конкретизации понятия отдельныхэлементов, полученных на основе функционального принципа, применяютсяприводимые ниже принципы структуризации.
1. Принцип детализации по этапамвоспроизводственного цикла.(производство, распределение, обмен ипотребление) или жизненного цикла технических объектов (НИОКР, внедрение впроизводство, производство, эксплуатация).
2. Принцип детализации по этапампринятия решения.
3. Принцип охвата всех факторов,влияющих на решение рассматриваемой проблемы, и трансформации их в цели илимероприятия. Например, в дереве целей “улучшение использования металла на машиностроительномпредприятии” в подцели “улучшение использования конструкционных факторовэкономии металла” выделяются такие элементы, как “уменьшение запасов прочностиконструкции”, “упрощение формы конструкции”, “внедрение специальных профилей” ит.д.
4. Принцип адресности. В этомслучае та или иная цель, мероприятие или другой элемент конкретизируется поместу их исполнения. При использовании данного принципа дерево взаимосвязейстроится не только для экономической системы в целом, например отрасли, нотакже и для её отдельных компонентов (объединений, предприятий и т.д.). Инымисловами, мы можем начать решать другую задачу — построение дерева взаимосвязейне только для изучаемого объекта, но и для его составных элементов.
5. Принцип детализации посоставным элементам процесса производства:
а) средства труда и предметы труда,например: повышение надежности технической системы, повышение долговечностиинструмента, удовлетворение потребности народного хозяйства в сырье, повышениеобъема выпуска продукции и т.д.;
б) отношение между людьми исредствами производства, например, повышение дисциплины труда, улучшениесоциального климата в коллективе, увеличение срока использования оборудования ит.д.
6. Принципы, характеризующиеструктуру хозяйства: промышленность, сельское хозяйство, транспорт и т.д.Соответственно могут выделяться такие цели, как: развитие промышленности иотдельных её отраслей, совершенствование торговли, совершенствование работыопределённого цеха на предприятии и т.д. (Во многих задачах данный принципможет совпадать с принципом адресным.)
7.Системный принцип: (насоставные компоненты материальной системы). Например, разработка автомобиля — на разработку двигателей, кузова, системы подвески и т.д.
Безусловно, в одном дереве взаимосвязейиспользовать все эти принципы структуризации не нужно, все зависит отсодержания конкретных задач, решать которые предполагается с помощью методаструктуризации, от уровня исследуемой проблемы.
Используя перечисленные принципы припостроении деревьев взаимосвязей, необходимо обязательно соблюдать следующееусловие: элементы одного уровня дерева взаимосвязей должны быть сформированы наосновании одного принципа детализации (предметного или функционального), т.е. наодном уровне не допускается смешение используемых принципов структуризации.
Использование в определеннойпоследовательности данных принципов структуризации дает возможность, постепенноконкретизируя содержание элементов, добиться требуемого уровня детализации.Действительно, каждый из указанных принципов, взятый в отдельности, являетсятолько теоретической абстракцией. На практике не существует в отдельности,скажем, функции планирования и соответственно функциональной цели –“совершенствование планирования”, она обязательно должна быть привязана копределенному объекту. Например, такая функциональная цель, как“совершенствование планирования сбыта на промышленном предприятии”, являетсяпересечением функционального и адресного принципов структуризации (планированиеи сбыт рассматриваются как отдельные функции).
Наверное, невозможно предложитьтвердый порядок (последовательность) применения на практике предложенныхпринципов структуризации. Важно, чтобы при построении дерева взаимосвязей былиданы ответы на все поставленные вопросы, вытекающие из целей применения данногометода, а в какой последовательности даются эти ответы — менее важно. Главным здесьявляется использование принципов структуризации в такой последовательности, чтобыспецифика объекта, его основные особенности были выявлены на более раннемэтапе. Например, при построении дерева взаимосвязей, предназначенного длявыявления наилучших путей совершенствования деятельности предприятия вплоть доотдельных цехов этого предприятия, после определения содержания целейсовершенствования деятельности предприятия в целом следует использоватьадресный принцип структуризации, поскольку более конкретные мероприятия по ихосуществлению могут быть различными для разных цехов.
Важным аспектом построения деревьеввзаимосвязей, и в первую очередь деревьев целей, является вопрос учета целейвнешних и внутренних по отношению к системе, для которой строится дерево,целей.
Такой учет можно осуществить,представив сразу же на первом уровне дерева внешние и внутренние цели. Притаком подходе сразу же на первом уровне дерева целей выполняется принцип охватаинтересов всех сторон, на достижение целей которых влияет работа анализируемогообъекта.
Однако при таком подходе, на нашвзгляд, не соблюдается важный принцип системного анализа, согласно которому виерархических системах деятельность системы данного уровня подчинена целямсистемы более высокого уровня управления. Этим важным принципом следуетруководствоваться также и при построении дерева целей.
Внутренние же цели автоматическипоявятся при правильном построении дерева целей на его более низких уровнях.
В некоторых случаях задачу определенияправильного соотношения между целями и средствами усложняет то обстоятельство, чтонекоторые средства достижения поставленных целей из-за своей высокойактуальности и большого значения помещают на один уровень с целями, навыполнение которых направлены эти средства. Например, строя дерево целейсовершенствования деятельности предприятия, нельзя на одном уровне с такимицелями, как “увеличение объема выпуска продукции”, “освоение новых видовпродукции”, поместить такой элемент, как “повышение производительности труда”. Онявляется, пускай самым главным, но все же средством достижения перечисленныхвыше целей и должен быть представлен на более низких уровнях деревавзаимосвязей.
Глубина детализации элементов дерева взаимосвязей(число его уровней) в основном определяется целями исследования. Если,например, поставлена задача подробно изучить все взаимосвязи присовершенствовании управления на предприятии, то дерево строится вплоть доуровней, позволяющих выявить это влияние на низовые звенья предприятия (участки,бригады).
Выбор принципа структуризацииэлементов дерева взаимосвязей и глубины структуризации в существенной мерезависят также от того, характеризуют или нет ключевые слова (являющиесяобъектом структуризации в формулировке элемента дерева) реальный объект (обувь,самолет и т.д.) или понятие (производительность труда, качество и т.д.). Вовтором случае возможность структуризации по предметному принципу отсутствует.
Кроме того, направление и глубинаструктуризации зависят также от того, являются или нет ключевые словаоднозначными, четко определенными понятиями. Например, в такой цели, как“повысить производительность труда” ключевое понятие “производительность труда”является однозначным, в него вкладывается определенный смысл. Его можноструктурировать только с позиций конкретизации видов работ и адресной привязкис целью определения значения, требуемого уровня повышения производительноститруда и определения мероприятий по достижению данной цели.
Другое дело, если производитсяструктуризация такой цели, как “повысить качество выпускаемой продукции”.Данную цель обязательно надо структурировать в направлении раскрытия понятиякачество, поскольку оно не является однозначным, а включает такие составныекомпоненты, как долговечность, надежность, внешний вид и т.д.
Поэтому чем сложнее, менееопределенным является ключевое понятие, тем больше уровней содержит деревовзаимосвязей.
В дереве взаимосвязей может быть такназываемое явление “зависание ветвей”. Его суть заключается в том, что не всеветви при структуризации заканчиваются на одном уровне. Особенно часто этоимеет место в том случае, когда производится параллельная структуризацияразнохарактерных элементов (научно-технических, производственных, социальных,экономических). При этом производственная цель, связанная с увеличением объема выпускакакого-либо вида продукции, имеет, как правило, большую глубину детализации посравнению с экономической целью: “улучшить экономические показатели работы”.
Такое отсутствие симметрии вструктуре дерева взаимосвязей затруднит последующее определение КОВ. Внекоторых случаях можно рекомендовать введение дополнительных уровней дляустранения явления зависания. Например, вместо того чтобы сразу раздельнопредставлять такие элементы, как “сделать работу более привлекательной в социальномплане” и “улучшить экономические показатели работы предприятия”, можно датьвначале их обобщенную формулировку: “улучшить социально-экономическиепоказатели работы предприятия”.
Из трех типов рассматриваемыхдеревьев (дерево целей, дерево мероприятий, дерево ресурсов) наиболее простым сточки зрения его построения является дерево ресурсов. Действительно, исходныйперечень ресурсов практически является одинаковым для решения любой проблемы.Кроме того, существуют классификации отдельных видов ресурсов, использование которыхдает возможность достаточно просто определить состав элементов такого дерева. Процедурыоценки КОВ элементов дерева ресурсов аналогичны процедурам оценки КОВ деревьевцелей и мероприятий. По этим причинам ниже мы будем рассматривать в основномпостроение и расчет деревьев целей и мероприятий.
Если поставленные цели не могут бытьполностью достигнуты с помощью выбранных способов (например, из-заограниченности ресурсов), следует уточнить эти цели, пути их достижения, атакже КОВ. Таким образом, для окончательного определения структуры деревавзаимосвязей и КОВ необходимо совмещать движение по уровням дерева сверху внизи снизу вверх.
В дереве взаимосвязей, если егорассматривать как связный граф, могут содержаться целевые уровни, уровнимероприятий и ресурсов. С другой стороны, если рассматривать деревовзаимосвязей в качестве несвязного графа, оно разбивается на три изолированныхдерева: целей, мероприятий и ресурсов, которые, если этого требует спецификарассматриваемой проблемы, можно строить обособленно.
Возникает вопрос: где проходит разделмежду целевыми уровнями и уровнем мероприятий, если они представлены в деревевзаимосвязей, являющемся связным графом? Для правильного ответа на этот вопрос,прежде всего, следует исходить из того, что цель — это желаемый результат, амероприятие — это конкретное действие (способ) по достижению поставленныхцелей.
Поскольку в деревьях взаимосвязейэлементы более высоких уровней являются целями, а элементы более низких уровней- средствами достижения поставленных целей и такая закономерность сохраняется длявсех уровней дерева взаимосвязей, то, рассматривая изолированно однуформулировку элемента, далеко не всегда можно сказать, является он целью или мероприятием.Для ответа на этот вопрос необходимо изучить всю структуру дерева взаимосвязей.
/>6.2     Примеры построениядеревьев целей
 6.2.1  Общие вопросы построения деревьев
Общие принципы построения деревьеввзаимосвязей, изложенные выше, справедливы также для случая построения частныхтипов деревьев: целей, мероприятий и ресурсов.
Ниже речь пойдёт о трансформации этихобщих принципов применительно к конкретным задачам построения деревьев целей.Приводимые примеры характеризуют в основном отраслевой и более низкие уровни управления,хотя излагаемый материал может использоваться при построении деревьев целейболее высоких уровней планирования и управления.
При построении дерева целейиспользуется логика И (конъюнкция). Если речь идёт о построении полного деревацелей, то на его первом уровне детализация производится исходя из принципаохвата всех сторон деятельности исследуемого объекта (научно-технической, производственной,экономической и социальной).
Довольно часто дерево целей строитсядля решения какой-то одной проблемы, например научно-технической. В этом случаеструктурируется только эта сторона деятельности, а другие аспекты могутучитываться в выбранной системе критериев.
При структуризации элементов нацелевых уровнях мы должны дать ответ на вопрос: какой результат должен бытьдостигнут? При этом учитывается, что ответ на вопрос “когда?” для всего дерева взаимосвязейполучен при определении интервала времени, для которого оно строится. Дляструктуризации комплекса целей и мероприятий, как функций времени, необходимоиспользовать иные методы, нежели структуризация, например, методы сетевогопланирования.
После того как получена достаточнаястепень конкретности при определении функционального содержания структурируемойцели, следует использовать предметный принцип структуризации, т.е. раскрытьпредметное содержание каждой целевой функции. Например, при дальнейшейконкретизации цели “совершенствование сбыта на промышленном предприятии”указываются конкретные виды промышленной продукции, сбыт которых необходимосовершенствовать.
Далее резонно возникает вопрос: какмы будем оценивать степень достижения поставленных целей. Для ответа на этотвопрос необходимо знать их требуемые значения. Поэтому при структуризациицелесообразно выявить конкретные требуемые значения уровня достиженияпоставленных целей.
Следовательно, построение деревацелей может заканчиваться изложением требований к уровню достижения отдельныхконкретных подцелей или их нормативных значений.
Здесь следует отметить, чтонормативные значения не обязательно формируются только на последнем уровнедерева целей. В ряде случаев можно определить нормативные (требуемые) значенияотдельных целей параллельно со структуризацией этих целей, т.е. представитьтакие нормативы на каждом уровне дерева, а не только на последнем. Например, вдереве целей по сокращению длительности цикла “исследование — производство”может быть определено нормативное значение снижения длительности данного цикла,как в целом, так и по его отдельным этапам и стадиям: научно-исследовательскиеработы, опытно-конструкторские работы, внедрение в производство и т. д.
При первоначальном построении дерева целейв нём могут быть представлены только ориентировочные требуемые (желаемые) значенияуровня достижения поставленных целей, например максимальные (минимальные). Послеокончательного построения всего дерева взаимосвязей и оценки имеющихся ресурсовпри движении снизу вверх по его уровням происходит окончательное уточнениевозможного уровня (нормативов) достижения поставленных целей.
Возможность появления приструктуризации целей альтернативных вариантов отдельных элементов с позицийдостижения целей элементов более высокого уровня говорит об окончаниипостроения целевых уровней и о переходе к построению дерева мероприятий.
Ниже рассмотрены примеры построениядеревьев целей некоторых проблем./>6.2.2  Дерево целейэкономической проблемы
Важным аспектом экономическойдеятельности отрасли, объединения, предприятия является обеспечение ростаприбыли и рентабельности, других экономических показателей, что достигается в первуюочередь за счет снижения издержек производства.
Такие важные цели, как увеличениеобъема выпуска продукции, повышение ее качества и др., рассматриваются, преждевсего, как важнейшие производственные цели деятельности социально-экономическойсистемы, хотя, безусловно, при построении дерева мероприятий по их выполнениюбудет выделен и комплекс экономических мероприятий (материальное стимулирование,ускорение оборачиваемости оборотных средств и т.д.). Таким образом, основноесодержание дерева целей экономической проблемы определяется ее структуризациейв направлении конкретизации отдельных экономических показателей, характеризующихэкономические аспекты развития социально-экономической системы вплоть до ихнормативных значений.
В качестве примера дерева целейэкономической проблемы рассмотрим дерево целей снижения издержек производства(рис. 6.2). При построении данного дерева целей на первом уровне использовалсяпринцип структуризации — охват всех направлений снижения издержек. На втором итретьем уровнях структуризации использован предметный принцип. Заканчиваетсяпостроение данного дерева целей формулированием требуемых значений отдельныхпоказателей, характеризующих уровень достижения данных целей.
система управление анализцель6.2.3  />Дерево целей социальнойпроблемы
Структура данного дерева определяетсяв результате детализации социальной проблемы в направлении раскрытия еесодержания вплоть до конкретных нормативных значений отдельных показателей,характеризующих уровень достижения поставленной социальной цели. На рис. 6.3приводится пример дерева целей социальной проблемы. В качестве главной нанулевом уровне структуризации принята цель – “обеспечить требуемый уровеньсоциального развития коллектива”.
На первом уровне дерева целей проведенораскрытие содержания главной цели, для чего она структурирована на отдельныекомпоненты по принципу охвата всех направлений социального развития коллектива.
На втором уровне происходит дальнейшаяконкретизация понятия главной цели на основе детализации подцелей, выделенныхна первом уровне структуризации.
Далее, на третьем, а еслипотребуется, и на четвертом уровне используется предметный принципструктуризации. Такая степень детализации дает возможность на последнем уровнедерева целей представить конкретные значения отдельных нормативных показателей,характеризующих требуемый уровень достижения поставленной социальной цели. Например,повысить уровень квалификации 50 станочников в среднем на два разряда.
/>6.3     Построение деревамероприятий
При структуризации элементов науровнях мероприятий должны быть получены ответы на вопросы: как, каким образом,путем создания или совершенствования какой системы должны быть достигнутыпоставленные цели? В качестве принципа структуризации на первом уровне деревамероприятий можно рекомендовать принцип охвата всех видов деятельности повыполнению поставленных целей: научной, технической, производственной,социально-экономической, хозяйственной, организационной.
При этом следует учитывать, что дляреализации какой-либо экономической цели требуются и экономические, ипроизводственные, и другие мероприятия; для реализации какой-либонаучно-технической цели могут потребоваться, в свою очередь, научные,технические, экономические и какие-то иные мероприятия. Иногда на первом уровнеструктуризации излагается сразу несколько и научно-технических, ипроизводственных, и других мероприятий. Тогда на этом уровне целесообразно ихсгруппировать в рамках этих обобщенных видов мероприятий (выделив контурынаучно-технических, производственных и других мероприятий).
Поскольку не все мероприятия обладаютодинаковой эффективностью с точки зрения достижения поставленных целей, аресурсы ограничены, после количественной оценки степени предпочтения этих мероприятийчасть из них может быть не принята к практической реализации.
При определении элементов на первомуровне дерева мероприятий необходимо не детализировать элементы последнегоуровня дерева целей, а выявлять наиболее полный набор различных способов достиженияпоставленных целей. Таким образом, на стыке уровней целей и мероприятий вдереве взаимосвязей происходит переход от конкретизации содержания поставленныхцелей к выявлению различных методов, путей их достижения.
После получения требуемого уровнядетализации отдельных направлений достижения поставленных целей во многихслучаях возникает необходимость конкретного указания тех материальных систем,которые требуется совершенствовать или создавать в рамках выполнения намеченныхмероприятий, т.е. использовать принцип выявления материальных систем. Например,для выполнения целей автоматизации производства требуется оснаститьпроизводственный процесс определенными видами оборудования.
В этом случае структуризация науровнях мероприятий заканчивается перечислением комплекса работ по созданию(доведению до требуемых характеристик) отдельных компонентов материальной системы(системный принцип структуризации).
Глубина детализации на основеиспользования системного принципа определяется уровнем построенного дерева цели- средства (отраслевой, объединения и т.д.). Действительно, структурироватьсистему можно на очень большое число уровней вплоть до отдельных элементарныхдеталей.
При системном принципе частичнаявзаимозаменяемость элементов с точки зрения структуры самой системыотсутствует. Действительно, отсутствие хотя бы одной компоненты системы делаетее неполной, невозможным достижение целей, на выполнение которых направлено еефункционирование.
Однако даже при реализации системногопринципа структуризации может существовать частичная взаимозаменяемостьэлементов с точки зрения достижения целей вышестоящего уровня, поэтому не всем мероприятиямуделяется одинаковое внимание. Все зависит от выбранной системы критериев итипа задач, для решения которых используется дерево мероприятий. Например,автомобиль состоит из кузова, двигателя, колес и других элементов. Отсутствиехотя бы одного из них в дереве мероприятий по созданию автомобиля недопустимо,т.е. здесь при использовании принципа структуризации применяется логика “И” иотсутствует какая-либо взаимозаменяемость элементов системы с точки зрениявыполняемых ими функций. Поэтому целевая значимость таких мероприятий одинаковаи равна целевой значимости создания автомобиля в целом. Однако, если комплексразрабатываемых мероприятий направлен на улучшении конструкции автомобиля илиразработку автомобиля, ряд узлов которого уже создан, то исходя из критерия,характеризующего существующий уровень проработанности конструкции, разным элементамсистемы могут быть даны различные оценки, включая нулевые. Иными словами, существуетчастичная взаимозаменяемость и используется логика “И”/“ИЛИ”.
Здесь следует также отметить, что врезультате последующей ресурсной оценки может оказаться, что к реализациипринимается только одно мероприятие из ряда рассматриваемых, т.е. оцениваемые элементыоказались как бы полностью альтернативными. Но поскольку это было выясненотолько после ресурсной оценки, а не в процессе построения дерева мероприятий,такую логику будем рассматривать как предельный случай логики “И”/“ИЛИ”, а некак логику “ИЛИ”.
При использовании логики “ИЛИ” впроцессе построения дерева мероприятий речь идет, по существу, о построениинескольких отдельных деревьев, соответствующих каждому альтернативномуварианту. После выбора на каждом уровне структуризации лучших альтернативныхэлементов получается единственное дерево, принятое к практической реализации.
При движении сверху вниз по уровнямдерева мероприятий, так же как и по уровням дерева целей, происходит построениедерева мероприятий (целей) в интервальных понятиях и чисто качественнаяпривязка мероприятий к целям. При последующем движении снизу вверх при переходек точечным формулировкам взаимосвязи между целями и мероприятиями приобретаютжесткий однозначный характер. Если цель сформулирована точечно (увеличитьпроизводительность труда на таком-то предприятии за пять лет на 30%), то исистема мероприятий по достижению этой цели должна быть сформулированаконкретно и, в окончательном варианте, содержать только логику “И”.
В дереве мероприятий (целей) могутбыть представлены специфичные и общие мероприятия (цели). К числу специфичныхотносятся такие мероприятия, как разработать какую-то специальную технологию, техническуюсистему. Общие мероприятия — это совершенствование планирования,материально-технического снабжения и т.д., реализовывать которые целесообразно прирешении самых разнообразных проблем на разных уровнях планирования иуправления. Относительно общих мероприятий (целей) можно говорить о типовом, стандартномнаборе таких элементов, применяемом при построении самых разнообразных деревьевмероприятий (целей).
При соединении и согласовании целевыхуровней с уровнями мероприятий, а также уровней мероприятий с ресурснымиуровнями, необходимо соблюдать принцип совпадения степени детализации. Сутьэтого принципа заключается в том, что степень дробности элементов на первомуровне дерева мероприятий должна соответствовать степени дробности элементов напоследнем уровне дерева целей. В противном случае та степень конкретности, котораябыла достигнута в результате структуризации целей, не используется.
В общем случае можно выделить дваподхода к выявлению комплекса мероприятий, направленных на достижениекакой-либо цели: построение дерева мероприятий параллельно с построениемдерева целей или после полного построения дерева целей.
В первом случае на всех уровнях структуризациикаждой цели ставится в соответствие комплекс мероприятий по ее реализации. Например,цели “разработать конкретный тип турбогенератора с определенными параметрами”ставится в соответствие мероприятие “осуществить комплекс мероприятий поразработке данного типа генератора с требуемыми характеристиками”. Инымисловами, принципы структуризации в деревьях целей и мероприятий совпадают, аколичество мероприятий на каждом уровне в дереве мероприятий в точностисоответствует количеству целей на каждом уровне дерева целей. Какой-либодополнительной информации о структуре отдельных мероприятий и их содержании прииспользовании первого подхода мы не получаем. Мы имеем в этом случае толькообобщенное дерево мероприятий, структура которого очевидна и без специальногоего построения, поскольку она повторяет структуру дерева целей. Как инструментуправления полученное в результате использования первого подхода деревомероприятий применять нельзя.
Гораздо более продуктивным является второйподход. При его использовании дерево мероприятий является продолжением деревацелей. Каждой подцели, представленной на последнем уровне, ставится всоответствие комплекс мероприятий в виде дерева мероприятий. Иными словами,каждая цель (подцель последнего уровня), имеет свое дерево мероприятий. В этомслучае уровни мероприятий дерева цели — средства не имеют одной общей для нихвершины. Многие подцели могут иметь одинаковые мероприятия, входящие впостроенные для них деревья мероприятий. После анализа таких частных деревьевмероприятий и исключения повторяющихся элементов можно построить обобщенноедерево мероприятий, между первым уровнем которого и последним уровнем деревацелей существуют перекрестные связи. Однако так поступать можно только в томслучае, когда в дальнейшем не предполагается проводить оценку относительнойважности отдельных мероприятий, так как мероприятия, имеющие одинаковыеформулировки, для разных целей могут иметь различные значения КОВ. Приопределении КОВ обобщенное дерево мероприятий целесообразнее строить после определенияэтих коэффициентов. Тогда каждому обобщенному мероприятию такого дерева можетбыть поставлен в соответствие и обобщенный КОВ.
Подводя итог, можно сказать, чтоосновное отличие дерева мероприятий от дерева целей заключается в том, что в результатепостроения дерева целей получается система требуемых (нормативных) значенийотдельных показателей и параметров, определяющих уровень достиженияпоставленных целей, а в результате построения дерева мероприятий — развернутыйперечень работ, которые необходимо выполнить, чтобы поставленные цели былидостигнуты./>6.4     Основные проблемыприменения метода структуризации
Область применения методаструктуризации вне зависимости от уровня управления можно разделить на двегруппы задач:
· определениенаправлений развития (цели, мероприятия, ресурсы) отдельныхсоциально-экономических систем (хозяйство республики, концерн, фирма,предприятие и т.д.);
· решение отдельныхконкретных проблем и задач (планирование и управление межотраслевойнаучно-технической разработкой, совершенствование сбыта и т.п.) в рамкахулучшения работы социально-экономической системы.
Этот метод дает возможность даже припроведении чисто качественного анализа получить новые идеи, раскрыть новыевозможности решения исследуемой проблемы на разных уровнях планирования иуправления. К этому надо добавить ещё преимущества, которые даёт яснаякартина взаимосвязей между задачами на разных уровнях. Все это значительноуменьшает возможность упустить из рассмотрения какие-либо важные факторы ивзаимосвязи.
Метод структуризации используется присоставлении различных организационных структур, детализации и конкретизациифункций планирования и управления, а также отдельных систем на их элементы. Онтакже применяется для получения новой информации в результате рассмотрениякомбинаций идей, систем, проектов и др.
Метод структуризации улучшает качествоуправленческих решений, принимаемых по разнообразным вопросам, поскольку егоприменение способствует конкретизации целей деятельности предприятия (фирмы,концерна, АО), что является одним из важнейших этапов в процессе подготовкирешений.
Более ограниченными являютсявозможности применения в практической работе количественных оценоккоэффициентов относительной важности (КОВ), поскольку во многих случаях воснову КОВ положены экспертные оценки. Однако преимущества количественныхоценок при анализе систем неоспоримы и поэтому в следующих главах будутрассмотрены основные методы экспертного оценивания и их применения для расчета различныхвесовых коэффициентов, в том числе и КОВ.
Можно выделить следующие направленияприменения метода структуризации при принятии решений.
Во-первых, для ранжирования и определенияприоритетности порядка и сроков разработки, внедрения, использования отдельныхпроектов, программ, мероприятий, задач и т.д.
Во-вторых, для выбора наилучших работ с точкизрения обеспечения выполнения целей, стоящих перед каким-либо экономическимобъектом того или иного уровня.
В-третьих, для построения организационных структуруправления различными экономическими объектами.
В-четвертых, в программно-целевом планировании длявыявления проблем, решать которые целесообразно путем разработки комплексныхпрограмм, и определения их содержания.
Использование метода структуризации помогаетпри составлении программ и планов сконцентрировать ресурсы на выполнении мероприятий,самых эффективных для достижения поставленных целей.
Важным вопросом практическойреализации метода структуризации является соответствие дерева “цели –средства” иерархической организационной структуре, в рамках которойосуществляется выполнение поставленных задач. Однако на практике осуществитьтакую привязку трудно. Действительно, поставить в соответствие каждому элементудерева “цели — средства” организационный элемент не всегда возможно. Здесьпрактически всегда нарушается принцип однозначного соответствия, т.е. различныезадачи, вытекающие из разных элементов дерева целей, выполняются в одноморганизационном подразделении или, наоборот, одна задача реализуется внескольких подразделениях различных организационных структур, а интеграция ихдеятельности происходит на более высоком уровне управления. Поэтому говорить ореальном содержании такого однозначного соответствия не имеет смысла.
В этом отношении, видимо, болееправильным будет говорить о таком соответствии для дерева мероприятий, а не длядерева целей.
Действительно, каждое мероприятие должноиметь строгую адресную привязку, что нельзя сказать о функциональных целях.Обеспечить строгое взаимно — однозначное соответствие между данной целью иопределенным элементом организационной структуры управления вряд ли возможно.Правда, эта задача решается проще, если цель получена в результатеиспользования предметного принципа классификации и сформулирована достаточноконкретно. Например, “увеличить производство верхнего трикотажа”. За выполнениетакой цели должен нести ответственность определенный орган управления.
Дерево “цели – средства”является статической моделью, в то же время реальные экономические процессыносят динамический характер. Можно предложить два подхода к учетудинамического характера реальных экономических процессов в методеструктуризации.
Первый подход заключается в построении для каждоговременного интервала, на который делится какой-то рассматриваемый период времени,своего дерева “цели-средства”, в котором предусматриваетсяизменение состава целей и средств их достижения, а также их относительной важности.
Второй подход предполагает внесение корректировокв раннее построенное для определенного временного интервала дерево “цели-средства”в соответствии с постановкой новых целей и изменением условий их реализации. Всвязи со значительной трудоемкостью этой работы ее нецелесообразно проводитьочень часто, например, при составлении каждого годового плана. В то же времячастота корректировок должна обеспечивать выявление и своевременное включение вдерево “цели – средства” новых целей и задач, учет последних достижений науки итехники, изменений потребностей, области применения выпускаемой продукции имногое другое.
Близкими с точки зрения используемыхметодов построения к деревьям “цели — средства” являются сетевые модели. Однакосходство между ними носит внешний характер, поскольку по своей сути и областиприменения это различные методы. Деревья “цели – средства” строятся для одногоопределенного момента времени, в то время как сетевые модели характеризуютпроцесс выполнения комплекса каких-то мероприятий, направленных на достижениеопределенных целей во времени. Ребра между вершинами в дереве “цели – средства”характеризуют отношения вида “входит в состав...”. Дуги между вершинами всетевых моделях планирования и управления характеризуют процессы, направленныена описание последовательности реализации определенных мероприятий.
В отличие от дерева “цели – средства”сетевой график позволяет отобразить технологическую взаимосвязь всего комплексаработ в целом и его отдельных элементов, увязать входные и выходные параметрыкаждого элементы структурируемого мероприятия, учитывая их соподчиненность,определить продолжительность каждого этапа и всего мероприятия в целом.
Сетевые модели планирования и управленияследует использовать после построения дерева “цели – средства”, когдаопределены и проанализированы цели и мероприятия по их достижению. Темероприятия, которые на основе использования метода структуризации быливключены в планы, в дальнейшем детализируются с помощью сетевой модели. Такимобразом, сетевые модели дополняют дерево “цели – средства”, позволяют детальнопроработать плановые задания. Для целей планирования они помогают ответить навопросы: “что нужно сделать”, “когда работа будет выполнена”, “кто в нейучаствует”.
Чисто внешнее сходство дерево “цели –средства” имеет и с деревом решений, имеющим также древовидную структуру.Однако в этой структуре узлы обозначают точки принятия решений, а ребра — различные альтернативные варианты решений или условий внешней среды. Дереворешений применяется для выбора наилучшего варианта решения из рядаальтернативных вариантов с учетом вероятностей реализации различных условийвнешней среды. Дерево решений может дополнять дерево цели — средства ииспользоваться для выбора лучшего варианта мероприятий достижения поставленнойцели из числа альтернативных, для того чтобы лучший вариант включить затем вдерево “цели – средства”. Если дерево мероприятий (с полным наборомальтернативных вариантов) рассматривать как средство оценки и выбора болееэффективной цепочки мероприятий, то такое дерево, по существу, является деревомрешений. В основе применения дерева решений лежат формальные методыдинамического программирование и теории статистических решений.
Методу структуризации присущи такжеопределенные недостатки. Известное недоверие к методу структуризацииобъясняется и тем, что деревья “цели – средства”, как правило, системныеаналитики строят самостоятельно, без привлечения руководителей исследуемогообъекта. Необходимо, как это уже указывалось, привлекать к работе попрактическому применению метода структуризации и лиц, принимающих решения, иэкспертов для получения количественных оценок различных аспектов анализируемойпроблемы./>6.5     Вопросы для самопроверки
1.  Основное назначение методаструктуризации.
2.  Понятие «деревовзаимосвязей». Назначение дерева взаимосвязей.
3.  Общий вид дерева взаимосвязей.Основные обозначения.
4.  Основные принципы детализациидеревьев взаимосвязей.
5.  Предметный и функциональный принципы.Их определение.
6.  Принцип адресности при детализациидеревьев взаимосвязи.
7.  Методика построения деревьев взаимосвязейи порядок применения основных принципов.
8.  Распределение и назначение элементовдерева взаимосвязей в зависимости от уровней дерева.
9.  Дерево целей и порядок егопостроения.
10.Метод структуризации и деревья взаимосвязейв задачах принятия решений.
11.Основные направления примененияметода структуризации при принятии решений
 

/>7. МЕТОДЫ ЭКСПЕРТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ
 
Основной целью данной главы являетсярассмотрение методов количественной оценки локальных подпроблем (подпроцессов),полученных в результате структуризации проблем. Поскольку речь идет об анализекомпонент сложных проблем (систем), имеющих, как правило, качественноеописание, то для количественной оценки этих компонент используются методы итехнологии экспертного оценивания. Рассматриваемые в главе процедурыэкспертного оценивания могут быть использованы и непосредственно на этапахструктуризации проблемы (формирование локальных проблем и их качественноеописание).7.1     Некоторые особенности экспертных оценок
Практический опыт использованияметодов системного анализа показал, что предпочтение, где такое возможно,следует отдавать достаточно простым методам. Это положение относится и кэкспертным методам. Экспертные методы широко используются при определениикоэффициентов относительной важности (КОВ) в деревьях взаимосвязей и, вообще,когда необходимо из указанного множества свойств и взаимосвязей отобрать лишьсущественные, наиболее важные. Приходиться также прибегать к помощи экспертов,чтобы проранжировать рассматриваемые свойства и взаимосвязи по степени ихважности и существенности. В данной главе будут рассмотрены некоторые изметодов экспертных оценок, которые могут быть использованы как при построениидеревьев взаимосвязей и выборе предпочтительных управленческих решений, так ипри разрешении других проблем с помощью аппарата системного анализа.
Следует отметить, что при анализесложных систем некоторые из существенных свойств и взаимосвязей либо вообще недопускают количественного описания, либо не представляется возможным врассматриваемый момент времени получить о них количественные данные. Поэтому вэтих случаях необходимо с помощью экспертов получить информацию качественногохарактера, основанную на опыте и интуиции специалистов. Такие качественныеоценки носят название экспертных оценок.
Более того, выработка сложных решенийв ситуациях неопределенности требует участия не одного эксперта, а группыэрудированных специалистов, хорошо осведомленных во многих областях знаний.Основное преимущество групповой оценки как раз и заключается в возможностиразностороннего анализа количественных и качественных аспектов таких проблем. Крометого, существуют проблемы, где без участия группы специалистов простоневозможно обойтись. Таковы прогнозы в области политики, науки и техники, атакже задачи выбора предпочтительной альтернативы с учетом комплексакачественно различных факторов.
При использовании мнений группыэкспертов предполагается, что организованное взаимодействие между специалистамипозволит компенсировать смещения оценок отдельных членов группы и что суммаинформации, имеющейся в распоряжении группы экспертов, будет больше, чеминформация любого члена группы. Кроме того, очевидно, что сумма факторов,которые имеют отношение к данной проблеме и могут быть рассмотрены группойспециалистов, как правило, больше или, по крайней мере, так же велика, каксумма факторов, которые может учесть отдельный эксперт. Анализ прогнозов,выполненных отдельными специалистами и оказавшихся неверными, показал, что однаиз наиболее распространенных ошибок заключалась в том, что принимались вовнимание факторы, которые впоследствии оказались малозначащими, и, наоборот, упускалисьнаиболее существенные факторы.
В общем случае предполагается, чтомнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного индивидуума, т.е. чтодве группы одинаково компетентных экспертов с большей вероятностью дадутаналогичные ответы на ряд вопросов, чем два индивидуума. Предполагается, чтоколлективная ответственность позволяет специалистам принимать более рискованныерешения и что интервал оценок, полученных от группы экспертов, включает в себя“истинную” оценку.
Однако групповым оценкам присущи известныенедостатки. Xотя правило “ум хорошо, а два лучше” и служит одной из основных предпосылокорганизации групповых экспертиз, существует много трудностей, припятствующихполучению надежной и согласованной групповой оценки.
Существенные затруднения связаны срешением проблемы соизмерения и объединения оценок экспертов, входящих вгруппу. Вопрос о возможности соизмерения и объединения индивидуальных оценокправомерен даже в тех случаях, когда все признаки, характеризующиерассматриваемые объекты, измерены с помощью одной и той же шкалы. Традиционныеспособы получения групповой оценки с помощью средних величин оказываются применимытолько тогда, когда коллектив экспертов однороден в смысле характера ответов. Вслучае неоднородности коллектива средние оценки теряют содержательный смысл имогут оказаться в определенном смысле “хуже”, чем индивидуальные оценки, наоснове которых они получены. Значительные трудности возникают и из-за различной“чувствительности” экспертов к предпочтениям. Имеются и другие проблемы пригрупповой экспертизе. И все же практика показывает, что экспертные методы даютболее надежные результаты, чем любые другие методы групповых решений.
Для рационального использованияинформации, полученной от экспертов, необходимо преобразовать ее в форму, удобнуюдля дальнейшего анализа. Возможности формализации информации зависят отособенностей объекта анализа, надежности и полноты имеющихся данных.
Важным для формализации информацииявляется наличие у эксперта системы предпочтений, что означает способностьэксперта сравнивать и оценивать возможные значения признаков объекта анализа путемприписывания каждому признаку определенного числа. В зависимости от того, покакой шкале заданы эти предпочтения, экспертные оценки содержат больший илименьший объем информации.
При использовании экспертов дляанализа предметной области вводится понятие фактора, которымопределяются свойства, характеристики и признаки объектов или взаимосвязи междуними. Условно факторы можно разделить на дискретные и непрерывные. Поддискретными понимают факторы с определенным (обычно небольшим) числом уровней.Если уровни образуют непрерывное множество, такие факторы рассматриваются как непрерывные.При формализации экспертной информации используются различные шкалы:порядковые, шкалы отношений, номинальные и др.
Наиболее распространенными в практикеэкспертных оценок являются анкетные методы и методы групповой экспертизы. Канкетным методам относятся ранжирование и нормирование, а также метод парныхсравнений. Наиболее перспективными при групповой экспертизе являются методДельфы и некоторые его модификации.7.2   Анкетные методы
Достоинством этих методов являетсяпростота, относительно малая стоимость, возможность одновременного охватабольших групп экспертов, возможность получения количественных результатов наоснове статистического анализа экспертных данных. Недостатки этих методовследующие:
* незнаниеотношения опрашиваемого (серьезное или нет, заинтересованность в результатах ит.п.);
* неуверенность втом, правильно ли были поняты вопросы, поставленные в анкете;
* субъективностьинтерпретации вопросов;
* неполнота ивозможность частичных ответов на вопросы.
Применительно к построению деревавзаимосвязей анкетными методами можно оценить коэффициенты относительнойважности (КОВ) одного уровня дерева, так как по существу нужно упорядочитьэлементы (цели, подцели) по важности с точки зрения обеспечения цели верхнегоуровня.
Метод ранжирования. Наиболее распространенными из анкетныхметодов являются ранжирование и нормирование. Метод ранжирования состоитв том, что эксперту предлагается присвоить числовые ранги каждому изприведенных в анкете факторов. Ранг, равный единице, приписывается наиболееважному, по мнению эксперта, фактору, ранг, равный двум, присваиваетсяследующему по важности фактору и т.д.
Порядковая шкала, получаемая врезультате ранжирования, должна удовлетворять условию равенства числа рангов Nчислу ранжируемых элементов. Иногда возникает ситуация, когда экспертзатрудняется провести четкое разграничение между некоторыми элементами. В этомслучае вводятся так называемые стандартизованные или связанные ранги(Rсв).
Например, эксперту предлагаетсяпроранжировать по важности факторы, используемые в отделе труда и заработнойплаты предприятия (см. таблицу 7.1). Факторам 3 и 5, поделившим между собойвторое и третье места приписывается связанный ранг
Rсв = (2 + 3)/2 = 2.5,
а факторам 2,4 и 6, поделившимсоответственно 4,5 и 6 места, приписывается

Rсв = (4 + 5 + 6)/3 = 5.
В итоге получается следующаяранжировка (последний столбец таблицы).
/>
Сумма рангов Sn,полученная в результате ранжирования n факторов, равна суммечисел натурального ряда:
Sn = n * (n + 1)/2.
При большом числе оцениваемыхфакторов их “различимость”, с точки зрения эксперта, уменьшается. Поэтому числофакторов не должно быть более 20, а наибольшая надежность процедуры ранжированияобеспечивается при n
Известно, что одним из недостаткованкетных методов является значительная субъективность экспертной оценки,поэтому для повышения степени ее объективности обычно проводят анкетированиенескольких экспертов. В случае, если ранжирование производится несколькимиэкспертами, то наивысший ранг присваивается фактору, получившему наименьшуюсумму рангов, и наоборот, фактор, собравший наибольшую сумму рангов, получает самыйнизкий ранг N. Для формализации этой процедуры удобно воспользоватьсяотносительными весами факторов, которые можно вычислить путем следующейобработки анкет.
Результаты опроса m экспертовотносительно n факторов сводятся в матрицу размерности m*n (см.таблицу 7.2), которая называется матрицей опроса. Здесь Aij — рангj-го фактора, данный i-м экспертом. При обработке матриц опросапереходят к преобразованным рангам по формуле
Sij = Amax — Aij.
 
/>
При этом матрица опроса преобразуетсяв матрицу преобразованных рангов (Таблица 7.3), для каждого столбца которойопределяется сумма
/> 
/>

По данным таблицы 7.3 определяетсяотносительный вес каждого фактора по всем экспертам:
/>, где />
Для примера рассмотрим ситуацию: четыреэксперта проранжировали по важности три фактора из таблицы 5.1. Матрица опросаприведена в таблице 7.4.
/>
/>   Полученная согласно приведеннымвыше формулам матрица преобразованных рангов приведена в таблице 7.5. Найдемсуммарный вес каждого фактора (по всем экспертам) Rj, после чего вычислимотносительный вес факторов и запишем их в последней строке этой же таблицы.

Таким образом, самый большойотносительный вес имеет третий фактор (0.317), который и получает наивысшийранг R=1, а наименьший ранг R=6 получитшестой фактор с самым низким весом (0.033).
При анализе оценок, полученных отэкспертов, часто возникает необходимость выявить конкордацию — согласованность их мнений по нескольким факторам. Для этого используют коэффициентконкордации, который является числовым критерием согласованности мненийэкспертов в рассматриваемой группе. Коэффициент конкордации определяется поформуле
V=S/Smax,
где S — сумма квадратов разностей рангов (отклонений от среднего), определяемая поформуле
 
/>
Smax-максимальное значение S, которое имеетместо в случае, когда все эксперты дают одинаковые оценки.
Можно показать, что суммарноеквадратичное отклонение от их среднего значения для суммарных (по всемэкспертам) рангов факторов при наилучшей согласованности будет определятьсязначением
/>
В приведенных формулах, как и ранее, m — число экспертов в группе, n — число факторов. Величина коэффициентаконкордации может меняться в пределах от 0 до 1, причем его равенство единицеозначает, что все эксперты дали одинаковые оценки, а равенство нулю означает,что связи между оценками, полученными от разных экспертов, не существует. Коэффициентконкордации удобно рассчитывать по формуле, предложенной Кендаллом:
/>
В случае V V >0.6 — 0.8 свидетельствуют о сильной согласованности экспертов. Слабаясогласованность обычно является следствием следующих причин:
·  — в рассматриваемой группе экспертовдействительно отсутствует общность мнений;
·  — внутри группы существуют коалиции свысокой согласованностью мнений, однако, обобщенные мнения коалицийпротивоположны.
В рассмотренном выше примере для m=4,n=3 (таблица 7.4) найдем сумму квадратов отклонений в соответствии сприведенной выше формулой:
S = (11 — 8)2 + (8 — 8)2+ (5 — 8)2 = 18,
в этой формуле среднеезначение определяется как m(n+1)/2 = 8.
Полученная величина коэффициентаконкордации V = 0.56 показываетсреднюю степень согласованности мнений экспертов.
Для определения степени согласованностимнений двух экспертов удобно пользоваться коэффициентом ранговой корреляции (поСпирмену):
/>

где xj и yj — ранги, установленныедвумя экспертами; n — число факторов.
Величина коэффициента ранговой корреляциипринимает значения в интервале от -1 до 1. В случае наименьшей зависимостимежду двумя рядами номеров рангов величина коэффициента корреляции будет малой(близкой к нулю).
/>
 
Метод нормирования. Метод нормирования или последовательногосравнения сводится к следующему. Факторы Ф1 — Фn, подлежащие экспертной оценке,выписываются напротив шкалы, размеченной в процентах или относительныхвеличинах от 0 до 1. Эксперту предлагается соединить линией каждый фактор стребуемой (по мнению эксперта) точкой шкалы. Допускается проводить к однойточке шкалы несколько линий (см. рис. 7.1)
Результаты опроса несколькихэкспертов сводятся в матрицу опроса (таблица 7.6), на основании которойпроизводятся вычисления следующих величин:
·  сумма весов, даваемых i-мэкспертом всем факторам,
/>
·  относительный вес j-го факторана основании оценки i-го эксперта
wij=bij/Bi;
·  результирующий вес j-гофактора
/>
/>
Рассмотрим расчет результирующихвесов на небольшом примере. В таблице 7.7 приведены результаты опроса четырехэкспертов по двум факторам.

/>
После расчета сумм весов, даваемых i-мэкспертом всем факторам получим таблицу 7.8
/>
Далее рассчитываем относительные весавсех факторов по всем экспертам и результирующие веса каждого фактора. Всерасчеты сведены в таблицу 7.9
/>7.3     Метод Дельфы
Метод Дельфы является одним из наиболееперспективных методов формирования групповой оценки экспертов. Этот методполучил название от древнегреческого города Дельфы и мудрецов, славившихсяпредсказаниями будущего. Метод представляет собой ряд последовательноосуществляемых процедур, направленных на формирование группового мненияэкспертов. Для этого метода характерны следующие три основные черты:
·  — анонимность;
·  — регулируемая обратная связь;
·  — групповой ответ.
Анонимность предполагаетиспользование специальных вопросников и других средств индивидуального опроса, вчастности диалоговых средств персональных компьютеров.
Регулируемая обратная связьосуществляется путем проведения нескольких туров опроса, причем обработкарезультатов каждого тура осуществляется с помощью статистических методов ирезультаты ее сообщаются экспертам.
Применение статистических методов обработкигруппового ответа позволяет уменьшить статистический разброс индивидуальныхоценок (снижение в знаниях неопределенности вероятностного характера) иполучить групповой ответ, в котором наиболее верно отражено мнение каждого эксперта.
Следовательно,анонимность опроса позволяет ослабить влияние отдельных«доминирующих» экспертов, а регулируемая обратная связь снижаетвлияние индивидуальных и групповых интересов, не связанных с решаемымизадачами, т.е. обратная связь повышает объективность и надежность групповой оценки.Таким образом, итеративная процедура проведения опросов в несколько туров (синформированием экспертов о результатах предыдущих этапов опроса ипредложениями, в ряде случаев, обосновать свое мнение) приводит к уменьшениюразброса в индивидуальных ответах и создает несомненные преимуществадельфийского метода по сравнению с «простым» статистическим объединениеминдивидуальных мнений при обработке экспертных данных анкетными методами.
При обработке результатов опроса накаждом туре полученные экспертные оценки Ki (i=1,2,...,n)упорядочиваются, например, в порядке убывания и определяются характеристикиположения и разброса. При этом в связи с тем, что обычно используютнезначительное число экспертов, вместо традиционных числовых характеристик ввиде математического ожидания и среднеквадратического отклоненияпредпочтительно в качестве характеристик положения и разброса использоватьболее устойчивые — медиану и квартили.
Медиана служит характеристикой групповогоответа, предпочтительный интервал квартилей — показателем разбросаиндивидуальных оценок. За медиану Me принимается член ряда, по отношениюк которому число экспертных оценок с начала и конца ряда (справа и слева отмедианного значения) будет одинаковым (см. рис. 7.2). Затем определяетсяверхний и нижний квартили, представляющие собой интервалы, в каждый из которыхпопадает 25% значений ряда. Средние квартили, расположенные слева и справа от медианы,считаются предпочтительными как характеристики разброса. (Qн-Qв).
                    Qн Ме Qв
/>

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9                 К
Рис. 7.2
На следующем туре каждому экспертусообщаются значения полученных характеристик. Экспертов, чьи оценки оказались вкрайних квартилях (справа от Qв или слева от Qн), просятобосновать их мнения и причины расхождения с групповым мнением. Так как ответы экспертованонимны, они имеют возможность пересмотреть свои мнения, данные на предыдущемтуре, и при желании исправить оценки. Такая процедура позволяет всем экспертампринять в расчет обстоятельства, которые они могли случайно пропустить иликоторыми они пренебрегли в предыдущих турах. После получения новых оценокопределяются новые медиана и квартили. Процедура может повторяться 3-4 раза.
Такая итеративная процедура позволяетпосле каждого тура эффективно уменьшать разброс индивидуальных экспертных оценок.При этом средняя оценка экспертов, изменивших свое мнение, сдвигается понаправлению средней оценки группы (медианы), а эксперты, не изменившие своиоценки, дают более точное и строгое их обоснование.
Экспериментально установлено, что прииспользовании метода Дельфы наличие в группе менее знающих экспертов оказываетболее слабое влияние их на групповую оценку, чем при простом усреднении оценок,поскольку итерация помогает этим специалистам улучшить свои оценки за счетиспользования информации от более компетентных специалистов./>7.4     Вопросы для самопроверки
1.  Какоеместо занимает экспертное оценивание в методах системного анализа? Какие оценкиназываются экспертными?
2.  В какихслучаях используются экспертные оценки?
3.  Какиеметоды экспертного оценивания используются наиболее часто? Достоинства инедостатки анкетных методов экспертного оценивания.
4.  Основныеэтапы экспертного оценивания методом ранжирования.
5.  Основные расчетныесоотношения, используемые при обработке экспертных оценок в методеранжирования.
6.  Как производитсяоценивание степени согласованности мнений группы экспертов?
7.  Основные соотношенияметода нормирования в экспертном оценивании.
8.  Основныеотличительные черты метода Дельфы.
9.  Технологияэкспертного оценивания в методе Дельфы.
10. Понятие медианы и квартилей в методеДельфы.

8. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДЕРЕВЬЕВ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ
 
Целью данной главы являетсядемонстрация на конкретных примерах методов количественной оценки компонентразличных деревьев взаимосвязей. Наличие таких численных оценок (коэффициентовотносительной важности) позволяет проводить достаточно полный количественныйанализ как деревьев взаимосвязей, так и проблем и задач, которые эти деревьяпредставляют в структурированном виде.8.1     Дерево целей
 8.1.1  Построение дерева целей
В отличие от предыдущих главрассмотрим построение и расчет деревьев взаимосвязей на простых и достаточнопонятных примерах.
Допустим, перед нами стоит приятнаяпроблема (бывают и такие) связанная с планированием и организацией своих действийна период рождественских праздников (каникул). Хотя, таковое понятие тольковходит в наш обиход, мы, тем не менее, должны ничего не забыть и учесть все,что необходимо сделать в этот период. Для этого мы вначале построим ипроанализируем дерево целей. На рисунке 8.1 представлен один уровень такогодерева. При построении этого уровня использовался принцип полного охвата всехсторон данной проблемы. Мы исходили из того, что период рождественскихпраздников включает три основных этапа, отраженных в виде подцелей.
Первая подцель требует для своейреализации наших действий связанных с поздравлением друзей и знакомых католиков(приобретение подарков, отправление почтовых и других поздравлений, возможныепосещения друзей и праздничных мероприятий и т.п.).

/>
Вторая и третья подцели прописаны длятех, кто чтит православные праздники. Если в данном дереве мы не проводимдальнейшей детализации подцелей первого уровня, то мы можем далее строить внашем дереве уровень дерева мероприятий. Здесь мы поступим следующим образом:вначале определим коэффициенты относительной важности (КОВ) для всех подцелейдерева целей. Затем для подцели, которая будет иметь наибольший вес, построимдерево мероприятий и также рассчитаем для него КОВ и определим наиболееприемлемый вариант мероприятий для достижения данной подцели.8.1.2. Расчет коэффициентов относительной важности
Для расчета КОВ используем методыэкспертного оценивания, рассмотренные в предыдущей главе. Ниже приведен вариантрасчетов с использованием метода ранжирования. Следует сказать, что все этирасчеты достаточно просты и легко реализуются в любом табличном процессоре,например EXCEL. Ниже приведены таблицы с расчетами,выполненными в Excel.
Последовательность расчетов следующая(см. п.7.2 предыдущей главы):
· опрос экспертов иформирование матрицы опроса,
· расчет матрицыпреобразованных рангов,
· определениеудельных весов (коэффициентов относительной важности).
/>
/>  


Очень важное замечание. При расчете КОВ для разных уровнейдерева целей мы должны обеспечить выполнение следующих условий:
· сумма КОВподцелей одного уровня должна составлять 1;
· сумма КОВподцелей должна быть равна КОВ вышестоящей цели, которая расчленяется на этиподцели (поскольку при детализации цели (подцели) подлежит разбиению и ее КОВ).
Первое условие объясняется тем, чтодостижение всех подцелей любого уровня означает полное (100 процентное)достижение главной (глобальной) цели. По существу, коэффициент относительнойважности (независимо от уровня) должен показывать вклад данной подцели в достижениеобщей глобальной цели. Как мы видим, из проведенных выше расчетов, для первогоуровня это условие выполняется всегда. При переходе на низшие уровни деревацелей мы должны следить за выполнением второго условия, т.к. его выполнениебудет гарантировать нам выполнение и первого условия.
При оценке КОВ с помощью экспертоввозникают два варианта опроса:
· мы предъявляемэкспертам все подцели уровня и просим проранжировать их с точки зрения важностидля достижения глобальной цели;
· экспертов просятпоследовательно проранжировать подцели подчиненные одной цели (подцели)вышестоящего уровня.
Для многоуровневых деревьев с высокойстепенью детализации первый вариант будет практически невыполним, т.к. неудастся соблюсти оба условия. Очевидно, второй вариант более предпочтителен,т.к. эксперту проще анализировать подцели данного уровня соизмеряя каждую изних с подцелью предыдущего уровня, т.е. с той подцелью, составной частьюкоторой они являются. В этом случае можно полностью следоватьпоследовательности расчетов КОВ, приведенной выше (когда сумма КОВ подцелейравна единице), а затем выполнять операцию нормировки для полученияокончательных КОВ, удовлетворяющих второму условию. Рассмотрим это на примере.Для простоты не будем в дереве примера прописывать содержательные формулировкиподцелей, а рассмотрим это на структурном уровне. Допустим, в нашем дереве мыпродолжили детализацию и получили еще один уровень подцелей и стоит задачаопределения КОВ для этого уровня. Теперь дерево выглядит следующим образом:
/>

На втором уровне появились подцелиП21 – П28, которые детализируют подцели первого уровня. Используя методикурасчета КОВ, которую мы применяли при определении КОВ подцелей первого уровня,рассчитаем коэффициенты относительной важности для подцелей П21 – П28.Результаты расчета приведены ниже./>
/>  

Чтобы получить окончательные значенияКОВ, отвечающие сформулированным выше условиям необходимо выполнить операциюнормировки, которая заключается в следующем: мы умножаем полученные КОВподцелей на КОВ той подцели вышестоящего уровня, составной частью которой ониявляются. Это обеспечит выполнение в первую очередь второго условия и затемсоответственно и первого. Для подцелей П21 – П22 соответственно получаемследующие значения КОВ 0.3 * 0.11 = 0.033, 0.7 * 0.11 = 0.077 и т.д.
После выполнения операции нормировкиполучим следующие КОВ для подцелей второго уровня дерева целей./>
/>  

Как видим, для полученных КОВвыполняются оба условия. Таким образом, предложенная схема расчетов КОВ первогоуровня дерева целей является общей и при расчете КОВ подцелей последующихуровней она дополняется только достаточно простой операцией нормировки.

8.2     Деревомероприятий
 8.2.1. Особенности построения дерева мероприятий
Дерево мероприятий, как мы ужеговорили выше, может быть продолжением дерева целей (его следующим уровнем) илистроиться как самостоятельное дерево, но после построения дерева целей. Спомощью дерева мероприятий может быть решена достаточно сложная проблема, связаннаяс принятием решения по выбору конкретной стратегии достижения поставленнойцели. Причем, детализация этой стратегии (комплекса мероприятий и работ)становится более подробной по мере того, как ветвление дерева мероприятийпродвигается вниз по уровням. В верхних уровнях отражаются предварительные или промежуточныемероприятия и только на самом нижнем уровне мы выходим на конкретные работы иоперации по реализации данной стратегии (пути) достижения цели. Конкретный путь(стратегия) определяется, конечно, в контексте всей ветви (начиная от верхнегоуровня).
Существенным отличием деревамероприятий от дерева целей является то, что в деревьях мероприятийиспользуется логика ИЛИ (дизьюнкция), т.е. детализация сводится к вычленениюальтернативных вариантов действий (нужно принять одно ИЛИ другое ИЛИ третье ИЛИи т.д.). Следует отметить, что дерево мероприятий имеет много общего (а внекоторых случаях полностью совпадает) с деревом решений, так как каждоеветвление есть принятие решения по выбору той или иной альтернативы действийпри решении задачи формирования пути (мероприятия) по достижению цели.
На рис. 8.2 представлено деревомероприятий для подцели “Встреча Нового года”. Вершины (элементы) этого деревапронумерованы (цифры слева внизу прямоугольника вершины) и далее веточкиальтернатив и сами вершины мы будем рассматривать, используя эти обозначения.Детализацию элементов этого дерева вполне можно продолжать и далее. Например, вэлементах дерева 3.1 и 3.2 можно детализировать каких гостей следуетпригласить, в 3.5 и 3.6 — кого бы мы хотели (или кого необходимо) пригласить, в3.7 и 3.8 — указать цель путешествия и т.д. Вот только для решения 3.4,пожалуй, трудно найти дальнейшую детализацию.
Такое дерево дает отличный обзор всегополя альтернативных мероприятий и обеспечивает проверку его полноты. Существуетстолько вариантов достижения нашей подцели, сколько ветвей в дереве. Основнойвопрос состоит в том, как получить такой отличный обзор, если, конечно, полемероприятий вообще можно представит подобным образом?
Очевидно, для решения такой задачинужно строить цепочки мероприятий, в которых общность должна снижаться по мереперехода к более низким уровням иерархии. Следовательно, в перечне беспорядочнособранных вариантов мероприятий (первый шаг) неявно уже должна быть заключена некотораяиерархическая система, которую нам надлежит отыскать. Надо в таком ещёбеспорядочном наборе образовать группы, классы или найти общие черты, которыеможно обнаружить при обобщении понятий. Если при всех стараниях это неполучается, значит, задача непригодна для подобного представления.8.2.2  Семейства в дереве мероприятий
Итак, в общем виде дерево мероприятийпредставляет обозримый набор множества вариантов достижения поставленной цели. Интереснойпредставляется задача оценки дерева мероприятий для отыскания наилучшеговарианта (веточки дерева) набора мероприятий.
Мы уже знаем, что дерево мероприятий(как частный случай дерева взаимосвязей) состоит из элементов (вершин графа) иветвей (рёбра графа). Теперь мы введём понятие семейства. Семействодерева мероприятий охватывает какой-нибудь известный элемент и непосредственнос ним связанные элементы нижнего уровня.

В нашем примере о праздновании Новогогода имеется 8 семейств (перечисляем вершины):
Номер семейства
Коды вершин
1
2
3
4
5
6
7
8
0, 1.1, 1.2
1.1, 2.1, 2.2
1.2, 2.3, 2.4, 2.5
2.1, 3.1, 3.2
2.2, 3.3, 3.4
2.3, 3.5, 3.6
2.4, 3.7, 3.8
2.5, 3.9
На верхнем уровне надо оценить длякаждого семейства “дочерние” элементы, сравнив их с “материнскими”. Длясемейства 1 это означает оценить два основных варианта решений: встречать лиНовый год дома или уехать куда-нибудь. Остальные детали не принимаются вовнимание.
Для семейства 2 этот вопрос выглядитследующим образом: Как оцениваются альтернативы “с гостями” и “без гостей”,если принято решение остаться дома? Для семейства 3 надо оценить варианты:посещение родных или знакомых, поездку через бюро путешествий и посещение местобщественных увеселений, причём факт самого отъезда следует рассматривать какзаданный. Таким же образом продолжается сравнительная оценка оставшихсявариантов.
При оценке предпоследнего семействаисходят из того, что выбрана поездка через бюро путешествий и остается сравнитьмежду собой два возможных варианта (с выездом за рубеж или в пределах родины).
Последнее семейство представляетособый случай. Здесь больше нет разветвлений, значит, нет и необходимости воценке. Элемент 3.9 практически не отличается от элемента 2.5 и введён толькодля того, чтобы довести все ветви до одного уровня (исключаем эффектзависания)./>8.2.3  Численнаяоценка дерева мероприятий
Для получения количественных оценокдерева мероприятий необходимо рассматривать различные альтернативы с учетом различныхфакторов, влияющих на оценку различных мероприятий. Такие факторы, по существуможно трактовать как критерии выбора того или иного варианта. Без этого эффектданного метода пропадает. Здесь можно одновременно учитывать не один, анесколько критериев, причём различного характера. Лучше всего сначала, невыбирая, записать все критерии, определяющие выбор в данной задаче, а затемупорядочить этот список, приписывая каждый набор критериев соответствующемусемейству. Как обычно поступают при выборе варианта встречи Нового года? Рассматриваютследующие критерии:
·  — денежные расходы;
·  — затраты времени на подготовку;
·  — степень новизны;
·  — ожидаемые впечатления;
·  — возможные отрицательныепоследствия;
·  — пожелания гостей;
·  — собственные склонности;
·  — встречи (желательные илинежелательные).
Конечно, есть множество и других обстоятельств.Быть может, кое-кто захочет уточнить или исключить тот или иной критерий. Оставим,однако, их в указанном виде.
Было бы, наверное, нецелесообразно ислишком накладно применять все 8 критериев для всех 7 семейств нашего дерева. Вдальнейшем мы будем использовать не более 4 критериев одновременно,приспосабливая их к особенностям каждого семейства. Рассматриваемый методобладает требуемой гибкостью.
Ниже приведен набор таблиц длякаждого семейства. В этих таблицах в первом столбце выписаны выбранные дляданного семейства критерии, во втором, обозначенном буквой КВ, — весовыекоэффициенты, учитывающие важность того или иного критерия для оценкиальтернатив данного семейства. Сумма чисел этого столбца должна быть равной единице,то есть весовые коэффициенты критериев должны быть долями единицы. Последующиестолбцы содержат оценки предпочтительности для альтернативных вариантов мероприятий(решений) при оценке по каждому критерию. В этих клетках записываются значенияоценок, причём сумма по горизонтали должна равняться единице. Это значит, чтопредпочтение делится между элементами таким образом, что их сумма образуетединицу. Более предпочтительные (с точки зрения данного критерия) вариантыоцениваются высоко, менее предпочтительные — низко.
Нетрудно видеть, что количественныеоценки для рассматриваемых критериев (КВ) и оценки альтернатив по каждомукритерию можно получить используя, например, метод экспертных оценок,рассмотренный в предыдущей главе и уже примененный нами для дерева целей.
Рассмотрим более подробно технологиюрасчета для таблиц семейств, приведенных ниже. Последовательность расчетовможно разбить на следующие этапы:
¨  формирование с помощью экспертовнабора критериев (факторов) для оценки альтернатив в предлагаемом деревевзаимосвязей;
¨  выбор с помощью экспертов отдельныхгрупп критериев для конкретных семейств дерева (из сформированного напредыдущем этапе набора);
¨  получение с помощью экспертногоопроса коэффицентов важности (КВ) критериев для каждого семейства;
¨  получение с помощью экспертногоопроса оценок альтернатив семейства по каждому критерию;
¨  заполнение расчетной таблицысемейства и получение обобщенных численных оценок альтернатив деревамероприятий.
Первые два этапа связаны с генерациейнабора критериев и их анализом. Здесь можно применить технологии экспертногооценивания типа “мозгового штурма”. Дальнейшие этапы требуют уже применения методовэкспертного оценивания, позволяющих получить количественные оценки. Мы будемдля этих целей продолжать использовать метод ранжирования. При оценке КВ длянабора критериев этот метод полностью подходит, так как он позволит получить удельныевеса критериев, которые и есть коэффициенты важности или весовые коэффициенты.
Не останавливаясь на этапахформирования набора критериев и их привязки к семействам, рассмотрим порядокрасчетов при выполнении остальных этапов. Ниже приведены таблицы расчетов,полученные с помощью Microsoft Excel.
Повторяя эти расчеты для всехкритериев и семейств, мы получаем данные для заполнения расчетных таблиц посемействам, которые позволяют получить итоговые веса альтернатив, учитывающиевсе критерии данного семейства. Ниже приведены таблицы для всех семействдерева.

/>

Таблица семейства 1
Критерии
КВ
1.1
1.2
Сумма Затраты времени на подготовку  0.4  0.3  0.7  1 Денежные расходы 0.2 0.6 0.4 1 Ожидаемые впечатления 0.1 0.1 0.9 1 Возможные контакты с родными и знакомыми  0.3  0.6  0.4  1
Итоговые оценки
 
0.43
0.57
1
Таблица семейства 2
Критерии
КВ
2.1
2.2
Сумма Затраты времени на подготовку  0.3  0.2  0.8  1 Денежные расходы 0.2 0.2 0.8 1 Возможные контакты с родными и знакомыми  0.5  1.0  0.0  1
Итоговые оценки
 
0.60
0.40
1
Таблица семейства 3
Критерии
КВ
2.3
2.4
2.5
Сумма Степень новизны 0.3 0.1 0.7 0.2 1 Денежные расходы 0.2 0.6 0.1 0.3 1 Ожидаемые впечатления 0.2 0.1 0.7 0.2 1 Возможные контакты с родными и знакомыми  0.3  0.8  0.1  0.1  1
Итоговые оценки
 
0.41
0.40
0.19
1
Таблица семейства 4
Критерии
КВ
3.1
3.1
Сумма  Собственные желания 0.2 0.2 0.8 1 Денежные расходы 0.2 0.4 0.6 1 Последствия 0.2 0.2 0.8 1 Предполагаемые желания гостей  0.5  0.7  0.3  1
Итоговые оценки
 
0.49
0.51
1

Таблица семейства 5
Критерии
КВ
3.3
3.4
Сумма Склонности 0.8 0.6 0.4 1 Денежные расходы 0.1 0.2 0.8 1 Последствия 0.1 0.2 0.8 1
Итоговые оценки
 
0.52
0.48
1
Таблица семейства 6
Критерии
КВ
3.5
3.6
Сумма Желания гостей 0.6 0.7 0.3 1 Денежные расходы 0.1 0.5 0.5 1 Последствия 0.3 0.2 0.8 1
Итоговые оценки
 
0.53
0.47
1
Таблица семейства 7
Критерии
КВ
3.7
3.8
Сумма Степень новизны 0.4 0.3 0.7 1 Денежные расходы 0.2 0.8 0.2 1 Ожидаемые впечатления 0.4 0.8 0.9 1
Итоговые оценки
 
0.40
0.60
1
Рассмотрим несколько примеров из этихтаблиц:
Семейство 1. Критерий “впечатления” по сравнениюс другими критериями имеет наименьший вес (КВ=0.1). Решение 1.1 (“встречать Новыйгод дома”) дает гораздо меньше оснований ожидать новых впечатлений, чем решение1.2 (“уехать”). Поэтому для 1.1 получается вес (количественная оценка) 0.1, адля 1.2 — 0.9.
Семейство 2. Критерий “встреча с родственникамии знакомыми” по мнению экспертов наиболее важный из трёх. Поскольку решение 2.2(“без гостей”) однозначно исключает какие-либо визиты, в соответствующей клеткеполучается 0. И в этом случае вариант 2.1 логично оценивается единицей.
Семейство 3. Критерий “денежные расходы” (КВ=0.2)менее важен, чем степень новизны и возможные контакты с родными и знакомыми, ирасполагается на одном уровне с критерием “впечатления”.
Для трёх вариантов 2.3, 2.4 и 2.5расходы оцениваются соответственно в отношении 1:6:2.
Поездка, организованная бюро путешествий,стоит дороже всего. Однако веса в соответствующих клетках имеют значения 0.6,0.1 и 0.3. Почему? Да потому, что высокие цены надо рассматривать какнедостаток данного варианта, они характеризуют его отрицательно и весовыекоэффициенты должны быть низкими. Отсюда проистекает обратный характерзависимости, которая в точности соответствует приведенной выше пропорции (мыуже обращали внимание на то, что в некоторых случаях коэффициенты и самизначения критериев обратны).
Теперь надо рассмотреть последнюю строкуоценочной таблички семейства 1, строку сумм. Итоговые оценки для альтернатив1.1 и 1.2, учитывающие оценки по всем критериям, образуются в результатесложения произведений из оценок альтернатив и весовых коэффициентовсоответствующих критериев. По существу, эта итоговая оценка получается каквзвешенная сумма..
Итоговая оценка альтернативы 1.1вычисляется так:
0.4*0.3+0.2*0.6+0.1*0.1+0.3*0.6=0.43.
Для альтернативы 1.2 надо подсчитатьследующую сумму
0.4*0.7+0.2*0.4+0.1*0.9+0.3*0.4=0.57.
Сумма по горизонтали в строкеитоговых оценок, как и в вышерасположенных строках получается равной 1, чтосвидетельствует о корректности расчетов..
После того как для всех семействоценочные таблички будут заполнены, числа, образовавшиеся в строке итоговыеоценки альтернатив, надо выписать возле соответствующего элемента награфическом изображении дерева решений. На этом заканчивается первый этапалгоритма оценки. На следующем, втором, этапе остаётся перемножить оценки, стоящиевозле элементов дерева и относящиеся к каждой ветви (различные пути от элемента0 до элементов нижнего уровня, в нашем примере — до элементов 3.1, 3.2, ...,3.9).
Если при построении дерева решенийпринять, что каждый элемент (кроме 0) имеет лишь один подчинённый элемент, тоесть исключить какие бы то ни было горизонтальные связи, то дерево решенийбудет иметь ровно столько ветвей, сколько элементов на последнем уровне:
 
Ветвь 1 (0 — 3.1): 0.43*0.60*0.49 = 0.126
Ветвь 2 (0 — 3.2): 0.43*0.60*0.51 = 0.132
Ветвь 3 (0 — 3.3): 0.43*0.40*0.52 = 0.089
Ветвь 4 (0 — 3.4): 0.43*0.40*0.48 = 0.083
Ветвь 5 (0 — 3.5): 0.57*0.41*0.53 = 0.124
Ветвь 6 (0 — 3.6): 0.57*0.41*0.47 = 0.110
Ветвь 7 (0 — 3.7): 0.57*0.40*0.40 = 0.091
Ветвь 8 (0 — 3.8): 0.57*0.40*0.60 = 0.137Максимум!
Ветвь 9 (0 — 3.9): 0.57*0.19*1.00 = 0.108
Сумма = 1.000
По этим результатам можнонепосредственно увидеть ранжированную (по степени важности) последовательностьвариантов решений. Наибольшую величину произведения мы находим у элемента 3.8 — поездка за границу, затем следуют:
3.2 — встречать Новый годдома с гостями без танцев;
3.1 — встречать Новый годдома с гостями и танцами;
3.5 — встречать Новый год у родственников или знакомых станцами;
3.6 — встречать Новый году родственников или знакомых без танцев;
3.9 — посетитьувеселительные заведения;
3.7 — путешествие по своейстране, организованное бюро путешествий;
3.3 — встречать Новый годдома без гостей;
3.4 — тихо в собственнойпостели во сне “вползти” в Новый год.
На этом заканчивается второй этапэтого метода оценки вариантов и дерево мероприятий выполнило поставленную передним задачу. Оценки альтернатив, очевидно, можно выразить и в процентах, посколькуих сумма составляет 1.0. Для этого достаточно соответствующие десятичные дробиумножить на 100.
На первый взгляд, этот метод оценкивыглядит весьма основательным. К сожалению, это не совсем так. Чтобы результатыв итоге были действительно сравнимы, метод должен непременно удовлетворятьследующим двум условиям:
·  число ветвлений на каждом уровнедолжно быть одинаковым;
·  каждая ветвь должна быть доведена досамого нижнего уровня, а не обрываться раньше.
Первое условие требует того, что закаждым элементом одного какого-нибудь уровня должны следовать всегда два илитри элемента более низкого уровня. Второе условие требует, чтобы ветвление, всоответствии с первым условием, продолжалось до тех пор пока не будет достигнутпоследний уровень решения. Оба условия являются кардинальными. Однако даже внашем небольшом примере они не выполняются. Крайняя правая ветвь (0 — 3.9)доведена до самого нижнего уровня только искусственно. По существу оназаканчивается на элементе 2.5. Первое условие не удовлетворяется поскольку:
·  на втором уровне встречается два итри дочерних элемента;
·  на третьем уровне имеем по двадочерних элемента и один раз встречается один дочерний элемент.
Это означает, что результаты будут несовсем точными и, строго говоря, не отражают действительного соотношениязначимости 9 вариантов возможных решений. Однако, можно утверждать, что этинедостатки не имеют решающего значения и не обесценивают сам метод. Этимметодом можно пользоваться, если:
·  попытаться еще на стадиипервоначального построения дерева мероприятий по возможности полнееудовлетворить упомянутые два условия;
·  в случае отклонения результатов отидеального вида не абсолютизировать их. При оценке этих результатов не стоитигнорировать возможные ошибки.
При некотором навыке можно оценить,где эти ошибки становятся заметными и где следует внести коррективы. Крометого, существуют чисто математические приемы позволяющие скорректироватьрезультаты для случая дерева не удовлетворяющего основным условиям./>8.3     Вопросы для самопроверки
1.  Что такоедерево мероприятий, поле вариантов альтернативных мероприятий (решений) ?
2.  Понятие«семейства» в дереве мероприятий.
3.  Критерии(факторы) при оценке альтернативных вариантов.
4.  Порядокчисленной оценки альтернативных вариантов.
5.  Весовыекоэффициенты и порядок их применения.
6.  Исчислениевесов отдельных ветвей дерева мероприятий.
7.  Порядоквыбора наиболее эффективного варианта.
8.  Условияполучения надёжных оценок при анализе дерева мероприятий.

/>9. МЕТОДЫ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ИУПРАВЛЕНИЯ
 
В предыдущих главах были рассмотреныметоды, позволяющие расчленять сложные проблемы на составные части иразрабатывать комплексы работ и мероприятий для разрешения, как составныхчастей, так и всей проблемы в целом. Целью данной главы является рассмотрениеметодов логично дополняющих рассмотренные ранее методы и позволяющихразработать эффективные расписания (планы) выполнения всех работ (мероприятий),необходимых для разрешения проблемы. Эти методы позволяют ответить на вопрос:что делать и в какой последовательности, чтобы работы были выполнены в срок и сминимальными затратами ресурсов.9.1     Основные понятия и определения 9.1.1  Возникновениеи становление метода
Мы уже говорили о том, что сложнуюсистему можно представить сетью или графом. При этом узлы графа соответствуютотдельным блокам (элементам, подсистемам), а дуги, соединяющие эти узлы, будутуказывать на связи или зависимости между блоками.
Анализ правильно выбранной и построеннойсетевой модели очень часто помогает составить достаточно ясное представление осистеме и её функционировании. Общее изучение систем на основе сетевого анализаприобретает всё возрастающее значение.
В последние десятилетия сетевыемодели стали широко использоваться для описания во времени последовательностейработ, выполняемых при реализации сложных проектов. В нашей стране методы,реализующие эти подходы, называют методами сетевого планирования и управления(СПУ), причём, сфера их применения непрерывно расширяется. Особенно широкое распространениеполучили эти методы, начиная с середины 50-х годов, за рубежом. В США наиболеечасто они используются под названиями СРМ (английская аббревиатура, означающая методкритического пути) и PERT(Programme Evaluation and Review Technique – метод оценки и обзора программ).Система СРМ была впервые применена при управлении строительными работами,система PERT – при разработке системы “Поларис”.В последнее время за рубежом эти методы чаще называют методами управленияпроектами.
Применение сетевых методовпланирования и управления расширялось с невероятной быстротой при реализациимасштабных проектов в области строительства крупных объектов, эксплуатации заводов,организации больниц, проектирования зданий, в области космических полетов ит.п. Последовательность выполнения работ в любом проекте, большом или малом, отвзятия пробы лунного грунта до чистки пары ботинок может быть успешно описана ипроанализирована с помощью сетевой модели.
Системы СПУ представляют такиесистемы управления, в которых объектом управления является коллективыисполнителей, располагающих определёнными ресурсами и выполняющими комплексопераций, призванных обеспечить достижение намеченного конечного результата.СПУ основано на моделировании процесса с помощью сетевого графика ипредставляет собой совокупность расчетных методов, организационных иконтрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом работ.
Система СПУ позволяет:
¨  формировать календарный планреализации некоторого комплекса работ (мероприятий);
¨  выявлять и мобилизовывать резервывремени, трудовые, материальные и денежные ресурсы;
¨  осуществлять управление комплексомработ по принципу “узкого места” (“ведущего звена”) с прогнозированием ипредупреждением возможных срывов в ходе работ;
¨  повышать эффективность управления вцелом при четком распределении ответственности между руководителями разныхуровней и исполнителями работ.
Процесс построения и использованиясетевой модели включает три основных этапа: этап планирования, этап анализаи этап управления./>9.1.2  Основныеопределения
Сетевая модель представляет собой план выполнениянекоторого комплекса взаимосвязанных работ (мероприятий), заданного вспецифической форме сети, графическое изображение которой называется сетевымграфиком. Главными элементами сетевой модели являются работы и события.
Работа. В сетевой модели весь комплексопераций расчленяется на отдельные операции (работы), располагаемые встрогой технологической последовательности. Сетевой график представляет собойизображение на плоскости хода выполнения проекта.
Термин работа может иметьследующие значения:
* действительнаяработа в прямомсмысле слова, то есть трудовой процесс, требующий затрат времени и ресурсов;
* ожидание, не требующее затрат труда, нозанимаемое некоторое время (например, процесс затвердения бетона);
* “фиктивная”работа, то естьлогическая связь между двумя или несколькими операциями, не требующая ни затратвремени, ни ресурсов, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственнозависит от результатов другой работы.
Пример9.1
Задание. Вскипятить чайник с водой. Множестворабот:
a1 — наполнить чайник водой:
a2 — поставить чайник, наполненный водой, на плитку,включить её и ждать, пока он не закипит.
Ясно, что работа a1 должнабыть закончена, прежде чем начнётся работа a2.Пример9.2
Задание. Приготовить чашку растворимого кофес молоком. Множество работ:
a1 — вскипятить воду (как в предыдущем примере);
a2 — вскипятить молоко (эта процедура аналогична a1);
a3 — положить в чашку ложечку растворимого кофе;
a4 — добавить одновременно соответствующее количествомолока и воды.
В этом примере последовательностьработ во времени не так очевидна, как в первом случае. Если мы предположим, чтосуществуют две конфорки, то работы “вскипятить молоко” и “вскипятить воду”можно выполнять одновременно. Если же в наличии имеется только одна конфорка, тоэти работы необходимо выполнять последовательно. Работу a3 можновыполнять только после того, как и молоко и вода вскипят; очевидно, также, чторабота a4 не может быть начата до тех пор, пока все работы a1, a2и a3 не будут окончены.
Замечания:
1. В общем случае разбиение большойпрограммы (плана) на множество работ не единственно. Например, работы“вскипятить воду” или “вскипятить молоко” могут быть разбиты при желании наболее мелкие работы. Выбор множества работ для некоторого плана зависит отнеобходимого уровня анализа. Очень часто первое разбиение бывает грубым, приэтом ориентируются на основные действия процесса. Дальнейшее разбиениенаправлено на выявление зависимостей внутри групп работ, соответствующих болеенизкому уровню деятельности.
2. Работа может соответствоватьзаданию, выполнение которого сопряжено с определёнными усилиями; наоборот,работа может быть бездеятельной, например, ожидание чего-то, что должнопроизойти (для рассмотренного примера это будет ожидание кипения воды).
3. Иногда в множество работ полезновключить фиктивную работу. Это работы, которые не занимают времени и длякоторых не используются никакие ресурсы.
4. Имеется несколько специальныхслучаев, зависимостей между работами, которые должны быть рассмотрены припостроении сетевых моделей (например, параллельное выполнение работ,зависимость одной работы от нескольких предшествующих и т.п.).
Событие. Очевидно, что если какая-либоработа может быть начата только после окончания нескольких определённых работ,то необходимым и достаточным исходным условием для её начала являются лишьсумма частных результатов этих работ, то есть их суммарный результат. Этотсуммарный результат и принято называть термином событие. Событиеозначает точку во времени, которая отделяет различные стадии осуществленияпроекта.
Событие может свершиться толькотогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работымогут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственныйхарактер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оноявляется конечным, а для всех непосредственно следующих за ним – начальным.При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершаетсякак бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должнобыть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себярезультат всех непосредственно предшествующих ему работ. Среди событий сетевоймодели выделяют начальное и конечное события. Начальное событиене имеет предшествующих работ и событий, относящихся к рассматриваемому вмодели комплексу работ. Конечное событие не имеет последующих работ и событий.
Пример 9.3
В задании “вскипятить чайник воды”(пример 9.1) мы можем выделить три точки времени, которые называются событиями:
* - время началавыполнения задания (начальное событие);
* - время, когда мыставим чайник на конфорку после завершения работы “наполнить чайник”;
* - время началакипения, характеризующее конец выполнения задания (конечное событие).9.1.3  Графическое представление расписаний работ
Существует два основных видаграфического представления расписаний (графиков) работ. Это сетевые графикии диаграммы Ганта. Мы вначале рассмотрим графическое представление ввиде классических сетевых графиков (опираясь на упоминавшуюся выше теориюграфов), а в конце главы продемонстрируем представление возможные модификациисетевых графиков, а также представление расписаний в виде диаграмм Ганта.
Графическое изображение событий иработ. В сетевыхграфиках работы обычно изображаются стрелками (т.е. направленными дугами)графа. Действительные работы изображаются на сетевом графике сплошнымистрелками, а фиктивные работы — пунктирами. Описания работ при желании могутзаписываться вдоль стрелок. События должны быть занумерованы. Как правило, вершиныграфа обозначаются некоторыми геометрическими фигурами (например, кружочками).Внутри этих фигур проставляется соответствующий номер. Описание события можетбыть тоже записано внутри кружочка.

/>
/>
/>
Работа должна быть выполнена в течениевремени между двумя событиями, обозначенными своими номерами в концахсоответствующей стрелки. Событие, соответствующее началу стрелки, называетсяначальным (или предшествующим) событием; конец стрелки называют конечным (илипоследующим) событием. Любая работа может быть определена своими числами,которые соответствуют начальным и конечным событиям.
На рис. 9.1 — 9.3 иллюстрируютсяграфические изображения сетей.
Замечания
1. Фиктивные работы (время выполненияравно нулю) необходимы для изображения параллельных работ. Три параллельныеработы – “вскипятить воду”, “вскипятить молоко”, “положить в чашку кофе” — имеют одни и те же начальные и конечные события; для большей ясности события 2и 3 (которые соответствуют событию 4) показаны на графике. Фиктивные работы 2 — 4 и 3 — 4 обозначены пунктиром.
2. Длина стрелок и расположение дугне имеют значения.
3. Желательно придерживатьсяследующих правил:
* времяизменяется слева направо;
* конечным событиямвсегда присваиваются большие номера, чем соответствующим начальным событиям. (Числане обязательно должны подчиняться естественному порядку 1, 2, 3, На практикечасто используются числа с промежутками между ними, например, в сетевой модели “Приготовитьчашку кофе” этими числами могли быть 1, 5, 6, 7, 10.)
Основная работа и отношения междусобытиями. Присоставлении сети необходимо принимать во внимание следующее:
* - событие нельзясчитать наступившим (или достигнутым), если все работы, ведущие к этомусобытию, не окончены;
* - работа не можетбыть начата до тех пор, пока начальное событие данной работы не наступило.
Например, в сети на рис. 9.3 мынаходим, что событие 4 не может быть достигнуто, пока не будут достигнутысобытия 2 и 3 и работы 1-2, 1-3 и 1-4 не будут окончены. Далее, как видим, работа4-5 не может быть начата, пока событие 4 не будет достигнуто.
Продолжительность работы. После того как конечное множестворабот задано и сеть проекта нарисована, необходимо оценить продолжительностьвыполнения каждой работы, которая должна быть подписана под соответствующейстрелкой.
Продолжительность работы есть времяее выполнения. Заметим, что это не то же самое, что время между начальным иконечным событием. Например, начальное и конечное события некоторой работымогут происходить в 3-й и 7-й день соответственно, тогда как продолжительностьюработы может быть только один день; в таком случае мы говорим, что работа имеетрезерв в три дня. Вопросы резерва работ будут рассмотрены далее.
Пример 9.4
Задание. Покрасить дверь (один маляр и одинпомощник).
Список работ (в скобках указана ихпродолжительность в минутах):
a1 — счистить старую краску (75);
a2 — прошкурить дверь (30);
a3 — открыть банку и размешать краску (4);
a4 — приготовить кисти (5);
a5 — вытереть дверь (4), сделать до a6;
a6 — покрасить дверь (15);
a7 — вычистить кисти и собратьинструменты (6).
Сетевая модель этого проекта изображена на рис.9.4.
/>
/>9.2     Анализ сетевого графика 9.2.1  Понятиекритического пути
Разбиение проекта на множество работи определение связей между работами во времени — задача весьма трудоемкая. Ее решениепомогает выявлению промежуточных целей и направления действий, которым долженследовать руководитель. Это дает возможность решить, какие работы должны бытьвыполнены для осуществления различных подпроектов, позволяет правильнораспределить все работы. После построения сетевой модели ход действий становитсяясным и можно приступить к выполнению проекта; другими словами, сетевоепланирование предусматривает выработку некоторой стратегии действий.
При решении задачи планирования можетбыть извлечена дополнительная информация из сетевой модели самого плана. Этоприводит нас к стадии анализа, в котором такие понятия, как критический путь и резерввремени работы, играют ключевую роль.
Критический путь. Первый шаг в анализе графа работзаключается в нахождении критического пути (или путей) сети. Дляопределения этого понятия мы рассмотрим простейшую сеть, изображенную на рис.9.5.
/>

Замечания.В наших примерах мы не будемобсуждать реального смысла работ, как это делалось в предыдущих примерах иупражнениях. Как правило, вся символика будет той же, что на рис. 9.5. СимволомV (вершина) обозначаются события; пара (Vi, Vj) определяетработу aij; число, стоящее около каждой стрелки, означает время выполнениясоответствующей работы.
В сети на рис. 9.5 V1 означаетначало проекта, а V7 — его окончание. Заметим, что от вершины V1к вершине V7 можно пройти по сети четырьмя различными путями; длякаждого пути мы можем определить его временную продолжительность — длину пути, т.е.сумму продолжительностей последовательных работ, образующих путь. Пути и ихпродолжительности будут следующими.
Путь Продолжительность
 
V1 — V2 — V5 — V74 + 1 + 4 = 9
V1 — V2 — V6 — V74 + 1 + 3 = 8
V1 — V3 — V6 — V73 + 2 + 3 = 8
V1 — V4 — V6 — V72 + 5 + 3 = 10
Определения:
1. Максимальное значение в множествепродолжительностей всех путей (оно может достигаться на нескольких путях)называется полным временем осуществления проекта. Это значение определяетнаикратчайшее время, за которое может быть выполнен весь проект.
2. Любой путь, длина которого равнаполному времени осуществления проекта, называется критическим путем.
В приведенном примере максимальнаяпродолжительность пути равна 10 единицам. Невозможно закончить все работы сетидо истечения 10 единиц времени, если отчет начинается со времени совершениясобытия V1. Отсюда следует, что полным временем осуществления проектабудет 10 единиц, а критическим путем V1-V4-V6-V7.
Чтобы уменьшить полное время осуществленияпроекта, необходимо сократить продолжительность работ, лежащих на критическомпути. Уменьшение продолжительности работы, не принадлежащей критическому пути,не отразится на изменении полного времени осуществления проекта./>9.2.2  Методыопределения критического пути
Нахождение критического пути можетбыть выполнено с помощью методов, требующих информации, которая используется напоследующих стадиях анализа. Эти методы легко применимы при счете вручную, имогут быть запрограммированы для компьютера. На практике для большой сетевоймодели, тем более, если анализ должен повторяться через определенные интервалывремени, применение компьютерной программы значительно упрощает задачу.
Процедура отыскания критического путисостоит в следующем. Прежде всего, составляется список всех событий в тойпоследовательности, в которой они должны выполняться, т.е. по сети слеванаправо. Затем для каждого события вычисляются так называемые ранний срок (E)и поздний срок (L) свершения события. Если отыскание критического путивыполняется вручную, то эти значения можно записать сразу на графике. Тогдалюбой путь, такой, что для всех событий, входящих в него, E = L, будетодним из возможных критических путей.

/>
Для иллюстрации описанной процедурырассмотрим следующую простейшую сетевую модель, представленную на рис. 9.6(критический путь обозначен жирной линией). Все объяснения даны на графике и втаблице.
Событие (V)
Ранний срок E (V)
Поздний срок L(V)
V1
V2
V3
V4
V5
3=(0+3)
4=(0+4)
5=(3+2)
7=(3+4)*
3=(7-4)*
5=(7-2)
6=(7-1)
7
Значения, помеченные звездочкой, требуютспециальных пояснений (см. далее п.п. 5 и 8).
Нахождение раннего срока свершениясобытия E (V).
1. Предположим (произвольно), чтособытие V1 происходит в момент времени, равный нулю.
2. Для нахождения E(V2)прибавим к раннему сроку свершения события E(V1)продолжительность работы a12. Получим
E(V2)=E(V1) +(продолжительность a12)=0+3 =3.
Это говорит нам о том, что событие V2не может наступить раньше, чем пройдет три единицы времени с момента началапроекта.

3. Аналогично
 
E(V3)=E(V1) +(продолжительность a13)=0 + 4 = 4
и
E(V4)=E(V2) +(продолжительностьa24)=3 +2 =5.
4. Для каждого из рассмотренныхсобытий характерно, что к нему ведет только одна стрелка (работа). В такомслучае
E(Vj)=E(Vi) +(продолжительность aij), где aij-единственная работа, ведущая в Vj.
5. Если к событию Vj ведутболее одной стрелки, то ранний срок свершения события E(Vj)вычисляет так, как показано далее. В модели нашего примера три стрелки-работыиз V2, V3, V4 ведут в V5. Поэтому необходиморассчитать три момента времени и выбрать из них наиболее поздний. Такимобразом.
E(V2) + (продолжительность a25)= 3 +4 =7;
E(V3) + (продолжительность a35)= 4 +2 =6;
E(V4) + (продолжительность a45)= 5 +1 =6.
Первое значение наибольшее, оно ибудет равно E(V5). Итак, E (V5) = 7; событие V5не может наступить раньше, чем с начала проекта пройдет 7 единиц времени. Отсюдаследует, что полным временем осуществления проекта будет 7 единиц. Еслиследовать сетевой модели, проект не может быть выполнен раньше чем через 7единиц времени.
Нахождение позднего срока свершениясобытия L (V).
6. Возможный наиболее поздний сроквыполнения всего проекта по определению равен полному сроку выполнения проекта,т.е. L (Vоконч) = E (Vоконч).
7. Произведем теперь процедурувычисления раннего срока свершения события в обратном порядке, для этого будемдвигаться по сети справа налево. Таким образом, если из Vi выходиттолько одна стрелка, которая ведет к Vj, то время позднего срокасвершения этого события будет равно
L(Vi) = L(Vj) — (продолжительностьa45) = 7 — 1 = 6
Для сети нашего примера
L (V4) = L(V5) — (продолжительностьa45) = 7-1 = 6,
L (V3) = L(V5) — (продолжительность a35) = 7-2 = 5.
Последнее значение говорит нам о том,что, если мы хотим закончить проект максимум за 7 единиц времени, событие V3должно произойти не позже чем через 5 единиц времени с начала осуществления проекта.
8. Если из события ведут более однойстрелки, например, как для V2, то необходимо вычислить все множествозначений “позднего” времени и выбрать из него наименьшее. Таким образом,
 
L (V4)-(продолжительность a24)=6-2=4,
L (V5)-(продолжительность a25)=7-4=3.*
Значение, помеченное звездочкой,будет наименьшим, т.е.
 
L (V2) = 3.
 
Нахождение критического пути (путей). Любой путь от исходного события дозавершающего, такой, что:
1. E(V) = L(V),для всех входящих в него событий V, будет критическим путем, причем
2. время продолжительности каждой работыравно разности между временем конечного и начального события. (Оба критерия 1 и2 должны быть проверены для каждого события и работы.)/>9.2.3  Резерв времениработы
Если та или иная работа непринадлежит критическому пути, то мы имеем возможность увеличить время еевыполнения без увеличения полного времени осуществления проекта. Этувозможность иногда полезно использовать. В таком случае, например, можно было былюдские ресурсы переключить на выполнение других работ, увеличив таким способомобщую эффективность. Однако увеличение продолжительности любой работы, невходящей в критический путь, имеет определенный максимум. Слишком большоеувеличение приведет к возникновению нового критического пути и увеличениюполного времени осуществления проекта.
Чтобы правильно спланироватьиспользование ресурсов, т.е. распределить их по различным работам наиболееэффективным образом, необходимо найти некоторые величины, так называемые резервывремени. Имеется три вида резервов, соответствующие работам, и ониназываются соответственно общими, свободными и независимыми. Каждый изэтих видов ресурса мы проиллюстрируем на фрагменте некоторой сетевой модели(рис. 9.7). Предположим, что единица времени равна одному дню.
/>

1. Полные резервы. Для работы a46 имеем:
— поздний срок свершения события V6
— ранний срок свершения события V4
— разность
— продолжительность работы
— полный резерв
= 15-й день
= 4-й день
= 11 дней
= 5 дней
= 6 дней
Это означает, что если событие V4наступит как можно раньше и если событие V6 наступит как можно позже, торабота а46 может быть выполнена в любое время в промежутке 11 дней, т.е.имеется 6 резервных дней. Это хорошо иллюстрируется на графике с временной осью(рис.9.8).
/>
 
Замечание.Отрезок AB может быть расположен влюбом месте, лишь бы он лежал в заданном интервале длиной 11 дней.
Полный резерв работы может бытьиспользован на стадии планирования или на стадии выполнения проекта. Использованиерезерва одной работы может изменить (уменьшить) резервы последующей илипредыдущей работы. Для исследования этой возможности необходимо найти значениядвух других видов резервов.

2.Свободные резервы. Для работы a46 имеем:
— ранний срок свершения события V6
— ранний срок свершения события V4
— разность
— продолжительность работы
— свободный резерв
= 13-й день
= 4-й день
= 9 дней
= 5 дней
= 4 дня
Это означает, что начало работы a46можно отодвинуть от самого раннего срока не больше чем на 4 дня, не влияя нанаступление раннего срока свершения события V6. Как видим, свободныйрезерв времени работы является той частью ее полного резерва, котораяможет быть использована без изменения резерва последующих работ. Использованиесвободного резерва времени на стадии планирования уменьшает резервы предшествующихработ.
График с временной осью изображен нарис. 9.9.
/>
3. Независимыерезервы. Иногдапродолжительность времени работы может быть увеличена на некоторую величинубез изменения резервов времени как последующих, так и предшествующих работ.Это возможное увеличение времени работы и называется независимым резервомработы.

На примере работы a46 этавеличина вычисляется следующим образом:
— ранний срок свершения события V6
— поздний срок свершения события V4
— разность
— продолжительность работы
— независимый резерв
= 13-й день
= 7-й день
= 6 дней
= 5 дней
= 1 день
Таким образом, продолжительностьработы a46 может быть увеличена до 5 + 1 = 6 дней без изменения резервавремени любых других работ проекта. В некоторых случаях эту возможностьцелесообразно использовать. Создатель проекта должен найти независимые резервывсех работ с тем, чтобы при необходимости использовать их. Он может переброситьресурсы (например, рабочих или материалы) на критические работы или работы, близкиек ним, и таким образом уменьшить полное время осуществления проекта.
Замечание.В некоторых случаях при вычислениинезависимых резервов могут получиться отрицательные числа: полагаем тогда ихравными нулю.
График на временной оси трех видоврезервов. На примереработы a46 покажем, как все три вида резервов можно изобразить награфике с временной осью (рис. 9.10).
 
/>

Замечание. Теоретически резервы могутрасполагаться в любой части интервала: в начале, в конце или в середине работы.
 />9.2.4  Ранний и позднийсроки выполнения работ
Для каждой работы, как правило,вычисляют четыре величины времени. Способ вычисления этих величин мы покажем напримере работы a46.
1. Ранний срок начала работы Es. Работа a46 не может начатьсяраньше наступления события V4. Поэтому наиболее раннее время началаработы будет равно
 
Es = E(V4) = 4 дня, начиная с нуля.
В общем случае Esсовпадает с E (Vi), т.е. Es =E(Vi).
2. Ранний срок окончания работы Ef. Очевидно, что наиболее раннее времяокончания работы aijравно сумме продолжительности времени работы и раннего срока начала работы.Таким образом, Ef = Es +dij.
3. Поздний срок окончания работы Lf. Если мы не хотим изменить полноевремя выполнения проекта, то должны стремиться окончить работу aij непозднее последнего срока для события Vj. Поэтому Lf = L(Vj).
4. Поздний срок начала работы Ls. Поскольку продолжительность работыравна dij, мы должны начинать работу aij не позднее чем в моментвремени Lf — dij, для того чтобы успеть окончить ее к моменту Lf.Отсюда
Ls = Lf — dij.

Пример.Для примера с работой a46 последовательнонаходим:
 
Es = E (V4)= 4;
Ef = Es +d46 = 4 +5 = 9;
Lf = L(V6) = 15;
Ls = Lf — d46 = 15 — 5 = 10./>9.3   Табличная записьрезультатов расчёта сетевого графика
Для любой сети все работы можнозаписать в виде списка с указанием четырех значений времени для работ и ихрезервов. Один из возможных вариантов такой записи приведен в следующемпримере:
/>
Работа
Продолжи-тельность
Время начала
Время окончания Р е з е р в ы
Es
Ls
Ef
Lf
Полный
Свободный
Независимый
V1 -V2 4 4 4 0*
V1 — V3 2 7 2 9 7
V2 — V4 3 4 13 7 16 9
V2 — V5 8 4 4 12 12 0*
V3 — V5 3 2 9 5 12 7 7
V4 — V6 2 7 16 9 18 9 9
V5 — V6 6 12 12 18 18 0*

Полное время осуществления проектаравно 18, критический путь будет V1 — V2 — V5 — V6. Звездочкой впоследней колонке помечены величины, которые соответствуют работе,принадлежащей критическому пути.9.4     Другие виды графического представления расписанияработ 9.4.1  Вариантыграфического представления сетевого графика
Рассмотренные выше примеры сетевыхграфиков демонстрируют то, что не всегда удобно на дугах (стрелках) графикапрописывать содержание (название) работ, так как стрелки иногда удобнее делатьломанными, изогнутыми и т.д. Поэтому в целях более компактного представлениярасписаний (график плюс текст) используют представления графика, где узламиявляются описания работ с указанием длительности, а стрелки указывают толькопоследовательность работ. В таких представлениях изображение промежуточныхсобытий, как таковых отсутствует.
В качестве примера такогопредставления рассмотрим расписание по подготовке научного семинара. В таблицеприведено описание работ (действий) с указанием их продолжительностей ипоследовательности. Последовательность задается через указание непосредственно предшествующейработы.
Обозначе-ние работы
Описание работы (действия)
Продолжитель-ность (дни)
Предшеству-ющая работа
а1 Утвердить дату семинара 1 -
а2 Составить повестку дня 1 -
а3 Составить и напечатать приглашение 3
а2, а7
а4 Разослать приглашения 1
а3
а5 Выяснить состояние возможных мест проведения 2 -
а6 Проверить наличие помещений 2
а1, а5
а7 Выбрать помещение 1
а6
а8 Организовать питание 1
а7
а9 Получить доклады 8
а2
а10 Собрать тексты всех докладов 3
а9
а11 Напечатать доклады 2
а10
а12 Вручить участникам уведомл. 2
а4
Сетевой график для данного расписанияможет быть следующим
/>
В представленном графике, в отличиеот предыдущих, фиксируются два события НАЧАЛО и КОНЕЦ. Работы представленыузлами сети (прямоугольниками), где кроме названия работы указана и еепродолжительность. Стрелки соединяют предшествующие и последующие работы,фиксируя, таким образом, их последовательность. Такое представление позволяетпросчитывать суммарную продолжительность работ, входящих в одну цепочку(принадлежащих одному пути), определять критический путь и список работ в неговходящих.9.4.2  Диаграмма Ганта
Диаграмма Ганта, названная так вчесть ее создателя, — это одно из наиболее популярных средств описанияпоследовательности работ (действий), позволяюших наглядно продемонстрироватьочередность и длительность работ. В диаграмме Ганта отдельные работыизображаются отрезками, параллельными оси времени. Длина каждого из отрезковпропорциональна планируемой продолжительности соответствующей работы. ДиаграммаГанта просто строится и благодаря наглядности легко воспринимается. Это делаетдиаграмму особенно полезной, когда необходимо отобразить информацию опоследовательности и продолжительности, как отдельных работ, так и всегопроекта в целом.
Диаграмма Ганта может быть использованана любом этапе процесса планирования – от этапа предварительного обдумывания доэтапа составления оперативных планов. Она полезна при отображении как сложных,так и простых проектов. В сложных случаях диаграмма Ганта можетдетализироваться посредством построения для отдельных ее полос (работ)дополнительных диаграмм Ганта, которые в свою очередь, могут бытьдетализированы тем же способом.
На рисунке 9.12 приведена диаграммаГанта для рассмотренного выше примера по организации научного семинара. Следуетотметить, что в представленном на рисунке виде диаграмма не совсем удобна дляанализа суммарных длительностей работ, принадлежащих разным цепочкам (путям), ивыявления критического пути. Для обеспечения этих возможностей на диаграммеможно изобразить связи в виде линий между последовательными работами.
Диаграммы Ганта также легко поддаютсякомпьютеризации, так как в их основе, как и всех других подходов, лежитформальный аппарат теории графов. Существуют различные компьютерные программы,автоматизирующие расчеты и графические представления, расписаний выполненияработ. Примером такой программы является программная система управленияпроектами Time Line.
В Time Line создание расписаний, а также ряда других операцийпроизводится посредством манипуляции с объектами на экране. При этом дляотображения информации о расписании различными способами задействованы разныетипы окон. В окне табличного представления отображаются работы (задачи) проектав виде иерархического списка и различные исходные и расчетные параметры работ.Окно диаграммы Ганта, как правило, используется совместно с табличным окном(списком задач) и является основным, так как оно позволяет осуществлятьманипулирование объектами и сразу видеть результаты изменения структурырасписания. Принимаемые по умолчанию параметры добавленной в расписание задачи(работы) могут быть изменены графически. Например, для увеличенияпродолжительности задач достаточно удлинить ее образ на временной диаграмме;для установления связи по времени между задачами достаточно соединить их линиейсвязи.
Формат каждого из окон можно изменитьтаким образом, чтобы оно отображало только необходимые данные. Пользовательсамостоятельно определяет перечень столбцов расчетных данных, включаемых вэлектронную таблицу (окно таблиц), а также имеет возможность отобразить надиаграмме только те задачи, которые удовлетворяют заданным критериям. (Например,задачи, начинающиеся после определенной даты). Кроме того, задачи могут бытьотсортированы по любому из столбцов данных.
На рисунке 9.13 приведено расписаниеработ по организации научного семинара, построенное в системе Time Line.
 9.5 />Анализ и оптимизациясетевого графика
После нахождения критического пути иопределения резервов времени работ должен быть проведен всесторонний анализсетевого графика и приняты меры по его оптимизации. Этот этап анализа является важным,так как он позволяет привести сетевое расписание в соответствие с заданнымисроками и возможностями организации, разрабатывающей проект.
Анализ сетевого графика начинается с анализатопологии сети, включающего контроль построения сетевого графика,установление целесообразности выбора работ, их последовательности и степенидетализации.
Затем проводится классификация и группировкаработ по величине временных резервов.
Оптимизация сетевого графика представляет процесс улучшенияорганизации выполнения комплекса работ с учетом срока их выполнения.Оптимизация проводится с целью сокращения длительности критического пути,выравнивания степени напряженности работ, рационального использования ресурсов.В первую очередь принимаются меры по сокращению продолжительности работ,находящихся на критическом пути. Это достигается:
¨  перераспределением всех видовресурсов, как временных (использование резервов времени некритических путей),так и трудовых, материальных, энергетических (например, перевод частиисполнителей, оборудования с некритических путей на работы критического пути);при этом перераспределение ресурсов должно идти, как правило, из зон, менеенапряженных, в зоны, объединяющие наиболее напряженные работы;
¨  сокращение трудоемкости критическихработ за счет передачи части работ на другие пути, имеющие резервы времени;
¨  параллельное выполнение (там, где этовозможно) работ критического пути;
¨  пересмотром топологии сети,изменением состава работ и структуры сети.
В процессе сокращенияпродолжительности работ критический путь может измениться, и в дальнейшемпроцесс оптимизации будет направлен на сокращение продолжительности работнового критического пути и так будет продолжаться до полученияудовлетворительного результата. В идеале длина любого из полных путей можетстать равной длине критического пути. Тогда все работы будут вестись с равнымнапряжением, а срок завершения проекта существенно сократиться.9.6 Заключительные замечания
Как было сказано выше, процессразработки и использования сетевого графика включает три этапа:
¨  проектирование графика;
¨  анализ графика;
¨  управление работами в соответствии сграфиком.
Первые два этапа, как правило,выполняются совместно, так как выполняя анализ разработчик должен ответить наследующие вопросы: какова цель работы, каковы сроки выполнения работы (нельзяли ее выполнить раньше или позже), можно ли работу выполнить лучше, в болеекороткий срок, применяя другие методы, привлекая других людей, существует либолее рациональная последовательность работ. Вообще говоря, первоначальная сетьдает только базовый план. Далее этот план необходимо систематически изучать сцелью построения нового плана, где лучше используются имеющиеся трудовыересурсы, машины и материалы; при этом к минимуму сводилось бы продолжительностьработ и величина издержек.
Первые этапы завершаются после тогокак сеть проекта построена, найден критический путь, определены все резервывремени и проведена оптимизация сетевого графика. Затем администрация должнарешить, является ли план, изображаемый сетью, допустимым. Если вышестоящаяорганизация (или руководство) обнаруживает, что предложенный план неудовлетворяет имеющимся ограничениям, то необходимо выполнить дальнейший анализсетевой модели, который помог бы его улучшить.
Если план оказалсяудовлетворительным, то необходимо закончить его составление, указав количествонеобходимых ресурсов и определив плановые сроки завершения работ. После этогопредложенный план необходимо утвердить, чтобы он стал директивным документомобязательным для исполнения.
После утверждения сетевого графиканачинается третий этап – управление работами в соответствии с принятым планом. 9.7     Вопросыдля самопроверки
1.  Какие задачипозволяет решать метод сетевого планирования и управления?
2.  Дайтеопределения основных понятий метода СПУ (работа, событие).
3.  Как вграфическом виде изображается сетевой график?
4.  Что такоепродолжительность работы и критический путь?
5.  Каким образомопределяется критический путь?
6.  Какопределяется ранний срок и поздний срок свершения события?
7.  Какие резервыдля работ Вы знаете?
8.  Что такоеполный резерв работы и как он определяется?
9.  Что такоесвободный резерв и как он определяется?
10. Что такое независимый резерв, как онопределяется?
11. Объясните на временном графикесоотношение всех видов резервов.
12. Ранний и поздний сроки начала иокончания работы, что они дают для расчёта численных характеристик графика?
13. Технология составления и анализасетевого графика.