Лабораторная работа №2
Тема: «Системный анализ функций объекта.
Дерево целей»
Цель работы: На основе использования системных методов овладеть навыками выявления функций различных систем; понять сущность свойств полифункциональности и полиструктурности сложных социально-экономических объектов.
Задание:
1. Для предложенной функции выявить как можно больше (не менее 8) систем, ее реализующих.
2. Для заданной социально-экономической системы построить дерево целей (или дерево функций) с описанием основных уровней и принципов построения.
Краткое теоретическое введение.
СТРУКТУРИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ ЦЕЛИ
Осознание роли цели и целеустремленности в системах управления привело к созданию в зарубежных странах так называемых «думающих фирм» и корпораций типа REND, занимающихся разработкой прогнозов развития, формированием и анализом структур целей («деревьев целей») вначале в области управления военным потенциалом (ПАТТЕРН), затем обратились к изучению целеустремленных систем, стремящихся к идеалу. Развитием этих работ явились ряд исследований по прогнозированию и перспективному планированию на фирмах и на государственном уровне. В нашей стране ГОЭРЛО, директивы на пятилетки, прогноз на двадцать лет и т.д. В настоящее время предполагается, что роль комиссий для разработки прогнозов желаемого будущего в законодательстве страны должны играть комитеты и комиссии при Федеральном Собрании, а разработка основных направлений развития и перспективного планирования остается функцией правительства страны. Прежде всего, руководители предприятий и организаций сталкиваются с проблемой формулирования общей (глобальной) цели, которую в начале стремятся сформулировать в виде «цели-идеала». Использование закономерности эквифинальности при формулировании цели. Формулирование «цели-идеала» связано с системой ценностей личности, общества, форм существования сообществ-городов, регионов, страны и т.д.
Система ценностей определяет желаемое будущее, предельный уровень развития личности или общества. В теории систем этот предельный уровень характеризуется закономерностью эквифинальности. В разные периоды жизни можно наблюдать разные состояния эквифинальности. Для человека следующие уровни: материальный уровень, определяемый врожденными потребностями; эмоциональный (развлечения, восприятие, восхищение, любовь); семейно-общественный (программа продолжения рода); интеллектуальный (развитие творческих способностей); Одной из принципиальных особенностей системного анализа является разработка и использование средств, облегчающих формирование и анализ целей и функций систем управления.
1 Проблемы формулирования цели при управлении развивающимися системами
Роль целей в управлении развивающимися системами с активными элементами. На протяжении значительного периода развития теории систем основой исследования и моделирования широкого класса систем являлась парадигма открытой системы и исследованные Берталанфи закономерности (целостности, иерархической упорядоченности, эквифинальности). Затем парадигма открытой системы, которая помогала хорошо отражать сущность биологических объектов, стала дополняться все большим вниманием не к внешним факторам среды, влияющей на существование и функционирование системы, а к внутренним активным началам, которые приводят к проявлению у социально-экономических объектов таких свойств, как нестационарность параметров, нестабильность поведения, способность адаптироваться к изменяющимся условиям и т.д. Появились концепции, опирающиеся на активное начало компонентов системы. Для реализации роли цели в системах организационного управления необходимо обеспечить полноту определения целей и функций предприятия, организации, региона и т.д. на соответствующем этапе их развития, провести оценку функций с точки зрения их значимости, трудоемкости, частоты выполнения и т.д. и сформировать структуру целей и функций для выбранного уровня системы управления или исследуемого вида деятельности. Основные этапы развития целевого управления. Проблемы целепологания начинают становиться объектом серьезного исследования в экономике и теории управления.
На примере социально-общественного уровня развития социума и его образований – города, регионы и т.д. констатируем необходимость учета при формулировании целей управления городом, регионом страной закономерности эквифинальности и возможных ее проявлений в форме уровней или пространств. Однако при этом обратим внимание на сложность реализации желаемого уровня (пространства) на практике, поскольку в силу второй закономерности целеобразования формулирование и реализация целей зависят от внутренних факторов, т.е. от уровня развития населения, проживающего в регионе. Для уточнения формулировки обобщенной цели-идеала и ее детализации необходимо применять методики структуризации, анализировать варианты структур целей и функций, выбирать из них лучшие для конкретного периода развития системы.
Методика ПАТТЕРН.
Первой методикой, в которой определен порядок и методы системного анализа целей была методика PATTERN (означает «шаблон», «модель», «схема» и означает «помощь планированию посредствам показателей технической помощи») разработанная корпорацией РЭНД в 1963 г. Что касается формирования самой структуры («дерева целей»), то логика ее построения, как отличали сами авторы не отрабатывались. Не уделялось внимания разработке принципов и приемов структуризации и в последующих модификациях методики – ПАТТЕРНМО, НАСА – ПАТТЕРН и т.д. Ощущая этот недостаток, советские исследователи с самого начала применения системного анализа большое внимание уделяли разработке принципов и получения первоначального варианта «дерева целей», составляющие которого затем подлежат оценке и анализу. Первыми из таких работ были работы Ю.И. Черняка, который предложил не только принципы формирования «дерева целей», но и признаки структуризации. Например, он предложил два приема формирования верхних уровней «дерева». Первый из них базируется на концепции о соответствии составляющих двух шкал развития системы: пространственной и временной (рис.1).
Рисунок 1 - Приемы формирования верхних уровней «дерева»
Подцели верхнего уровня «дерева» определяются диагональю матрицы, чтобы в зависимости от конкретных условий ЛПР имели возможность ограничивать «дерево» исключением либо сразу всей ветви подцелей отдаленной перспективы и отдаленной среды, либо ветви «внутренних», текущих целей, если они легко достигаются и не требуют дополнительного внимания. При этом сохраняются остальные ветви «дерева», что обеспечивает относительную устойчивость структуры целей. Второй прием заключается в том, что для анализа новой неясной проблемы, составляющие верхнего уровня структуры, определяются тремя вопросами: 1. Что нужно узнать, чтобы решить проблему? 2. Что нужно создать для ее решения? 3. Что нужно организовать в процессе решения проблемы?
Рисунок - 2
В таблице 1 приведены признаки структуризации, рекомендуемые для разных уровней системы управления в работах раннего периода развития системного анализа и методов структуризации, и определены источники информации, которые могут оказать помощь при формировании разных уровней «дерева» верхних, средних и нижних.
Таблица 1
Предложенные в ранних методиках принципы и признаки структуризации получены на основе накопительного опыта формирования структур целей. Это находится в соответствии с основными принципами системного анализа – использование интуиции и опыта специалистов, частичная формализация этого опыта в виде принципов и приемов и использование их для активизации, в свою очередь, интуиции и опыта других специалистов, которые формируют структуры целей в новых условиях, для решения новых проблем. Однако такой подход не гарантирует полноты анализа. Поэтому в дальнейшем в поисках принципов, обеспечивающих полноту структуры целей и функций, исследователи обратились к философскому обоснованию концепций системы и разработке на этой основе моделей системы, позволяющих полноту структуризации, разить предполагаемую концепцию и гарантировать, по крайней мере, в рамках принятой концепции и моделей, ее отражающих. Методика, базирующаяся на двойственном определении системы. Первой методикой, в основу которой была положена философская концепция, была методика, базирующаяся на двойственном определении системы Умова, в одном из которых свойства характеризуют элементы, а в другом – свойства характеризуют связи (отношения). Применительно к системам управления было показано, что этим определениям соответствуют два способа представления системы:
1) процедурное – как множество объектов А, заранее определенное отношение на которых реализуется с фиксированными свойствами t. Для систем управления, если отношение определено во времени, это представление соответствует структуризации системы по «циклу управления»: планирование, организация, регулирование, учет и т.д.
2) факторное – как множество объектов А, обладающих заранее определенным свойством t, с фиксированными между ними отношениями а. Например, могут быть выделены такие составляющие, как основное производство, основные и оборотные фонды, трудовые ресурсы и другие объекты управления на предприятии.
При этом показано, что каждый из этих способов представления системы в отдельности дает неполное описание системы управления и для выявления системных особенностей конкретного предприятия нужно один из способов описания дополнять другим, двойственным ему, тогда анализ задачи системы управления будет полным (рис. 3).
Методика нашла широкое применение в различных отраслях при разработке АСУ. Методика, основанная на концепции системы, учитывающей среду и целеполагание. Принципиальной особенностью методики является то, что она исходит из определения системы Сагатовского, учитывающего понятие «цель», а следовательно, и процесс целеобразования, требующий взаимодействия системы со средством. Разработана и исследована эта методика учеными томских вузов под руководством Ф.И. Перегудова и В.З. Ямпольского. Основные этапы методики, соответствующие уровням структуризации, иллюстрируются рис. 3
Рисунок - 3
ТПП – техническая подготовка производства;
МТС – материально-технические средства;
ОП – производство основной продукции;
СбП – сбыт продукции;
ПР – прогнозирование;
ПП – перспективное планирование;
ТП – текущее планирование;
ОУ – оперативное управление.
Рисунок - 4
Уровень 1. Формирование глобальной цели системы. Цель либо задается вышестоящей организацией, либо воссоздается на основе анализа директивных документов. Она должна описывать конечный продукт, для получения которого существует или создается система. Конечным продуктом может быть любой результат социальной деятельности: материальная продукция, новый научный результат, научная информация, управленческие решения и т.д.
Уровень 2. Декомпозиция по признаку «виды конечного продукта». Осуществляется в случаях, когда система производит разные виды продукта. При наличии большого числа разновидностей продукции классификатор по
этому признаку может быть двухуровневой. Виды конечного продукта зависят от того, для чего строится структура целей. Если речь идет о производстве, то конечным продуктом является выпускаемая продукция, а если строится структура целей аппарата управления, то это планы, решения, инструкции и
другие нормативно-методические документы, обеспечивающие выпуск соответствующих видов продукции.
Уровень 3. Декомпозиция по признаку «пространство инициирования целей». Формируются подцели исследуемой системы, инициируемые требованиями и потребностями окружающей среды, влияющей на производство конечного продукта. При этом все системы, с которыми взаимодействует исследуемая, делятся на четыре класса: вышестоящие системы, формирующие главные требования к конечному продукту (директивные органы, вышестоящие организации); нижестоящие (подведомственные) системы, требования к которым выступают в основном в качестве ограничений на свойстве конечного продукта или потребностей в организации ремонта и других видов обслуживания материально-технической базы для производства конечного продукта; существенная (или актуальная) среда, т.е. системы, которые имеют отношение к производству конечного продукта (поставщики, потребители, аналогичные предприятия, опыт которых может оказаться полезным и т.д.); сама исследуемая система, которая всегда, помимо глобальной цели, выполняет цели, инициируемые собственными (внутренними) потребностями, мотивами, также трансформирующимися в требования к конечному продукту.
Уровень 4. Декомпозиция по признаку «жизненный цикл». Определяются различные подэтапы получения конечных продуктов в зависимости от их видов от формирования или прогнозирования потребности в продукте
до потребления или поставки заказчику. Начиная с этого уровня декомпозиции обычно становится удобнее оперировать не термином «подцель», а термином «функция» и считать, что «дерево целей» как бы перерастает в «дерево функций».
Уровень 5. Декомпозиция по основным элементам (составу) системы. Формируются функции, вытекающие из потребностей основных элементов системы, объединяемых в три группы: кадры, предмет деятельности, средства деятельности. Отношения между этими группами и конечным продуктом должны включать и статический и динамический аспекты, т.е. процессы по производству конечного продукта и организационную структуру.
Уровень 6. Декомпозиция по признаку «управленческий цикл»; классификатор приведен на рис. 4.
Уровень 7. Декомпозиция по признаку «делегирование полномочий»; классификатор также приведен на рис. 4.
Методика нашла наиболее широкое практическое применение из существующих до сих пор: она использовалась при разработке «дерева целей» управления областью, при формировании структур функциональной части территориального АСУ Республики Адыгея, при корректировке организационной структуры вузов и т.д.
Методика, базирующаяся на концепции деятельности. Понятие деятельности в той или иной форме используется в любой методике структуризации. В то же время есть методики, в которых эта концепция является основой формирования структур целей, т.е. используется на верхних ее уровнях. Представления о деятельности и ее структуре развивались. Соответственно и методики, базирующиеся на этой концепции, используют различные точки зрения. Здесь в качестве примера рассматривается одна из таких методик, которая была предложена в процессе разработки основных направлений перспективных научных исследований, ориентированных на поиск путей развития отрасли, и хорошо зарекомендовала себя при анализе новых, мало изученных направлений деятельности.
Рисунок - 5
В методике предусмотрены два основных этапа, которые делятся на подэтапы, а последние в свою очередь – на более мелкие части.
Этап 1. Формирование первоначального варианта (или нескольких вариантов) структуры целей и функций (рис 5). При выполнении этого этапа используется одновременно два подхода: целевой (структуризация «сверху») и подход, который называют лингвистическим, морфологическим (формирование структуры «снизу»). В соответствии с подходами выделены подэтапы 1.1 и 1.2, которые могут выполняться параллельно. 1.1 Формирование структуры «сверху» (структуризация). Выбирается число уровней иерархии (1.1.1)., которым для удобства присваивают обычно разные названия (направления, подсистемы, комплексы задач и т.д.). В соответствии с принятой в методике концепции на верхних уровнях структуры целей используются признаки «сферы деятельности» (1.1.2), «структуры деятельности» и «вид деятельности» (1.1.3), а последующие уровни структурируются (1.1.4) с использованием различных признаков (из числа рекомендованных, например, для нижних уровней на рис. 4.3). Можно выделить две основные сферы деятельности: технологический процесс и организационное управление. Классификатор структуры деятельности включает составляющие: «цели», «содержание и формы», «методы», «средства», «входы». Признаки «структура деятельности» и «вид деятельности» можно менять местами.
1.2 Формирование структуры «снизу» (подготовка предложений). Предложения формируются работниками подведомственных подразделений – исполнителей целей (1.2.1) и на основе анализа научно-технической информации (1.2.2), а затем проводится проверка предложений на полноту (1.2.3). Проверку на полноту можно провести, сопоставляя полученные предложения со списками понятий, сформированными на основе анализа объектов управления, их характеристик, методов реализации технологического процесса и т.д.
1.3 Объединение структур, полученных с использованием подходов «сверху и снизу». Формируется объединенный вариант (или несколько вариантов) первоначальной структуры целей и функций, подлежащей оценке на втором этапе (1.3.1), и принимается решение о дальнейшем ходе работы (1.3.2). Полученные в результате выполнения подэтапа 1.2 предложения могут иметь различную общность, дополнять друг друга, некоторые из них могут быть частным случаем других. Для устранения дублирования, уточнения формулировок предложений и распределения их по уровням иерархии предложения оцениваются с помощью структуры, полученной при выполнении подэтапа 1.1. Решение о целесообразности выполнения второго этапа и последовательности его выполнения (2.1-2.2 или наоборот) принимается с учетом ограничений ресурсов, времени и числа полученных вариантов структуры. Если ресурсы ограничены, то в случае этого варианта следует переходить к выполнению подэтапа 2.1, а в случае нескольких – вначале к 2.2, а затем к 2.1. Если вариантов несколько, но ресурсы неограниченны, то можно выполнить только подэтап 2.2.
Этап 2. Оценка, анализ первоначальной структуры (вариантов структуры) и ее корректировка (или выбор наилучшего варианта). Предусмотрены два подэтапа оценки, отличающихся разным назначением и разными принципами.
2.1. Оценка структуры для выявления наиболее значимых составляющих. При выявлении наиболее значимых подцелей и функций используются экспертные (2.1.1) и косвенные количественные (2.1.2) оценки. Затем проводится совместная обработка оценок (2.1.3), корректировка структуры на основе полученных результатов (2.1.4) и принятие решения о необходимости выполнения подэтапа 2.2 (2.1.5). Система оценок аналогична по структуре методике ПАТТЕРН. В ней предусмотрены группы критериев оценки важности, взаимосвязанности, экономические оценки. Возможность использования косвенных количественных оценок вытекает из анализа иерархических структур на основе информационного подхода, из результатов которого следует, в частности, что структурированность ветвей иерархической структуры определяет придаваемую им фактическую значимость. В качестве косвенных количественных оценок могут быть использованы: количество предложений, полученных от исполнителей, число исполнителей, отчетных материалов и подготовленных документов в предшествующем плановом периоде, «внимание» к соответствующим подцелям и функциям в директивных документах и т.д.
2.2. Оценка структуры (вариантов структуры) с точки зрения задач управления. Эта оценка основана на информационном подходе к анализу структур. Для оценки структуры с точки зрения применения ее при принятии управленческих решений используется (2.2.1) оценка целостности и коэффициент использования элементов в целом. Эти оценки помогают выбрать желаемую степень централизации управления и «свободу» исполнителей и скорректировать (2.2.2) структуру плана, функциональной части АСУ и другие структуры, формируемые на основе анализируемой структуры целей и функций с учетом принятых принципов управления.
Сравнительный анализ методик структуризации целей. Приведенные примеры методик структуризации целей и функций подтверждают закономерности целостности и иерархичности, согласно которым одну и ту же систему, а соответственно, и ее цель, можно представлять разными структурами, по-разному раскрывать неопределенность целостности. Различие структур определяется принятой концепцией системы и предпочтениями ЛПР, ее формулирующих. При сопоставлении и сравнительном анализе методик структуризации, прежде всего, обращает на себя внимание тот факт, что только в методике ПАТТЕРН и в методике, базирующейся на концепции деятельности, в явном виде предусмотрен этап оценки структуры целей с использованием сформулированных критериев. В авторском же изложении других методик о втором этапе даже не упоминается. Информационный анализ структур показывает, что структурированность ветвей является отражением предпочтений ее авторов, т.е. что оценка структур фактически осуществляется не только при выполнении второго этапа, но и в процессе формирования структуры на первом этапе. Причем, чем больше уровней структуризации предусмотрено в методике, тем более дифференцированными являются оценки вышестоящих уровней этой структуры: формируя каждый уровень, ЛПР оценивают ее составляющие на основе оценок «включить – не включить» в структуру. Иначе говоря, на каждом шаге структуризации осуществляются практически оба этапа, но оценка проводится не в форме специально организованной экспертной процедуры опроса, а путем исключения малозначимых составляющих.
Сравнивая методики с точки зрения положенных и их основу концепций, можно дать некоторые рекомендации по их выбору в конкретных условиях. Так, концепция двойственного определения системы А.И.Уемова ориентирована на описание представлений о ней ЛПР. Она, разумеется, допускает включение новых элементов управления, изменение функций в цикле управления (что происходит по мере развития методики), однако в ней нет средств, которые помогли бы выявить новые объекты, новые функции, виды деятельности, такие как внедрение новой техники, технологии, нововведений в управленческой деятельности. Методику, основанную на концепции системы, учитывающей ее взаимодействие со средой, полезно применять на этапах развития системы, пересмотра производственной и организационной структур, при проектировании новых предприятий. Она, как показано на примере сравнения иерархических структур, помогает выявить новые виды деятельности, объекты управления. Таким образом, при выборе и разработке методики структуризации целей и функций системы управления нужно учитывать состояние системы (находится ли она в стабильном состоянии, либо требует существенного пересмотра ее целей и функций в связи с реконструкцией производства, перестройкой системы управления, либо система еще мало исследована), характер анализируемого вида деятельности, степени познания объекта, отведенный период времени на проектирование или преобразование системы управления. Поэтому целесообразно иметь обобщенную методику формирования и анализа структур целей и функций, которая включала бы несколько методик структуризации, несколько методов оценки структур (при выполнении 2-го этапа) и предусматривала возможность выбора методики получения первоначального варианта (вариантов) структуры и методов его оценки, наиболее подходящих для соответствующего периода развития предприятия и его системы организационного управления, с учетом характера, объемов и других конкретных особенностей создаваемого предприятия (организации).
