Системные проблемные ситуации и их разрешение

 

Основным результатом использования информационных систем управления является переход к регулярному анализу системных проблемных ситуаций (СПС). Отсутствие такого подхода ведет к решению частных задач, разрешению одних и порождению новых проблемных ситуаций. Системная проблемная ситуация, таким образом, ведет к исследованию вновь возникшей ситуации после разрешения предшествующей.

При анализе СПС особое внимание должно быть обращено на следующее:

· СПС, обусловленные проявлением внешних источников возмущения;

· СПС, обусловленные недостаточностью и поиском ресурсов для компенсации возмущений;

· СПС при проявлении внутренних источников возмущения.

Компьютеры, как системообразующий фактор, создают возможность планомерно разрешать СПС, используя алгоритмы прогнозирования развития СПС и формируя запас информационных ресурсов для преодоления вновь возникающих СПС.

Системное мышление - это мышление, реализуемое в условиях действующих (существующих) ограничений на разных уровнях управления. Системное мышление оперирует понятиями: система, подсистема, элемент, окружающая среда, отношение между элементами, структура, глобальная цель, локальные цели, критерии функционирования, целевое назначение, модель, уровень абстрактного представления, объект, подобъект, процесс, подпроцесс, операция.

На верхнем (концептуальном) уровне описания СПС системное мышление ограничено только объективными законами внешнего мира (например, законом сохранения энергии, законами физики, законами экономики, например, законом опережающего роста производительности по сравнению с темпами роста заработной платы и т.д.).

Системное мышление осуществляет восхождение к абстрактному и приобретает конкретность лишь на физическом уровне.

Системное мышление реализуется по следующей схеме:

· целевая система и СПС рассматриваются как части системы более высокого уровня, выясняется элементом какой системы является данная;

· исследуется целевое назначение существующей или создаваемой системы, выясняется для чего служит данная система;

· система рассматривается как целостная совокупность элементов, способствующих достижению целевого назначения, выясняется каковы элементы системы, существенные для достижения цели;

· разделяются система и окружающая среда и определяется в каких условиях система должна выполнять свое целевое назначение;

· внутри данной системы и в окружающей среде отыскиваются противоборствующие системы, препятствующие выполнению целевого назначения, выясняются мешающие факторы;

· сложная система разбивается на ряд взаимосвязанных менее сложных систем;

· осуществляется разделение и создание системы по частям для того, чтобы они были координируемы;

· управление ориентируется на получение синергетического эффекта согласованного действия подсистем;

· вырабатываются средства ограничения конфронтации подсистемы, предотвращения катастроф, связанных с неконтролируемым функционированием и расширением систем;

· стимулируются процессы конкуренции и согласования действий подсистемы.

Таким образом, приобщение к компьютерным информационным технологиям управленческого персонала существенно стимулирует развитие системного мышления и исследования системных возможностей в процессах управления.

В процессе исследования системных проблемных ситуаций могут быть выделены фазы, приведенные на рис. 2.11. При этом на разных фазах развития и разрешения СПС изменяется плотность информации, приходящейся на одну альтернативу, что требует создания информационных систем соответствующей мощности. Сущность отдельных фаз разрешения СПС состоит в следующем:

I - формирование СПС (спецификация альтернатив и определение границ ПС в исходной среде).

II - локализация СПС и отображение локальной СПС в моделирующей среде, где сохраняется исходное распределение плотности информации, приходящейся на альтернативу.

III - выбор альтернатив за счет повышения плотности информации, приходящейся на альтернативу, путем рационального соотношения между натурным, модельным и экспертным исследованием СПС.

IV - осуществление выбранных альтернативных воздействий на объект управления.

В реальной ситуации выбор альтернатив при любой мощности информационной системы возможен лишь с некоторым риском, поэтому пространство выбора альтернатив сопряжено с пространством риска, которое отображается наступлением альтернативных рисковых событий при разрешении СПС.

Проявление скрытого риска, при разрешении СПС, обусловлено ошибками на основных фазах жизненного цикла возникновения, развития и разрешения проблемных ситуаций.

События, обуславливающие изменение риска, оцениваются вероятностными, теоретико-множественными, теоретико-информационными моделями. Оценки риска могут быть качественными и количественными, определяемыми выбранными шкалами измерения риска.

Примерами событий, образующих рисковое пространство, при анализе и решении производственных ПС могут быть: риск ошибок при проектирования изделий; риск разработчика проектной и рабочей документации на продукцию; риск экспериментального производства при изготовлении, установочной и головной контрольной партии продукции, испытании и доводке опытной партии продукции; риск технологических служб при разработке документации на технологические процессы; риск научно-исследовательских и разрабатывающих служб при оценке условий использования продукции и ее эксплуатационных свойств, риск управленческих служб при установившемся производстве, обусловленный отклонениями от планомерного роста параметров эффективности, риск исчерпания возможностей принятых схем оптимизации управления.

 

J - Повышение плотности
информации в среде

 

Точка максимальной информационной плотности

Разрешение ситуации проблемной

Точка максимального информационного "разрежения"

- J - Снижение плотности информации в среде

Рис. 2.11. Информационные характеристики процесса разрешения системных проблемных ситуаций

 

События, обусловленные обращением продукции, могут порождать альтернативы риска хранения, сбыта и доставки продукции; риска использования, эксплуатации и утилизации продукции.

Каждое из перечисленных событий пространства риска в свою очередь представляет собой многоальтернативную проблемную ситуацию, требующую разрешения путем выбора допустимой альтернативы.

Таким образом, системный анализ процесса возникновения, развития и разрешения проблемных ситуаций выявляет две группы альтернатив, одна из которых определяет управляющие воздействия, другая - риск. Это приводит к необходимости выбора средств компенсации риска, порождая соответствующие антирисковые проблемные ситуации.

Проблемные ситуации компенсации риска разрешают за счет избыточных ресурсов. В числе альтернатив компенсации риска - применение различных видов страховых материальных ресурсов, запасов сырья, резервирование мощностей, различные формы группового и индивидуального использования резервов. Многоальтернативные сети вариантов использования ресурсов отображают концентрацию и скорости расхода ресурсов для компенсации риска, свойства взаимозаменяемости различных видов ресурсов.

Компенсировать риск при разрешении проблемных ситуаций возможно не только за счет материальных, но и за счет информационных ресурсов.

Возможные существенно большие предельные скорости расхода информационных ресурсов при заданной точности данных, алгоритмов, моделей управления являются основным источником эффективности разрешения проблемных ситуаций.

Проблемные ситуации, разрешаемые с использованием информационных ресурсов, задаются многоальтернативной вероятностной сетью вариантов.

При этом существует риск несвоевременного использования информационных ресурсов, риск их неверной интерпретации. Это требует выбора рационального соотношения между материальными и информационными ресурсами. Для компенсации риска различают проблемные ситуации с полным и частичным запасом информационных ресурсов. Это требует, в свою очередь, организации использования запасов информационных ресурсов совместно с финансовыми, трудовыми, материальными ресурсами, применяемыми для разрешения проблемных ситуаций.

Отдельную группу альтернатив компенсации риска образуют оперативные информационные ресурсы, формируемые непосредственно в процессе возникновения и развития проблемной ситуации.

Для разных фрагментов ПС могут применяться отдельных процедуры компенсации риска. Для компенсации риска отдельных неформализуемых фрагментов проблемных ситуаций могут применяться диалоговые процедуры экспертного выбора информационных ресурсов. Для выбора ресурсов компенсации риска формализуемых фрагментов проблемных ситуаций могут применяться процедуры физического (натурного) и математического моделирования.

Управление компенсацией риска на основе рационального соотношения натурных модельных и экспертных исследований проблемных ситуаций реализуется через компьютерные автоматизированные системы управления. Такие системы, прежде всего, ориентированы на формализованное описание проблемных ситуаций, которое отображает особенности ПС как объекта моделирования, сложность, многосвязность, динамику, ситуационный характер процесса исследования ПС.

Использование формальных моделей ПС ориентирует разрешение ПС на конечные цели с компенсацией риска, например, путем представления процесса разрешения ПС как процесса динамического программирования при переводе управляемого объекта в новое состояние.

Основные принципы исследования проблемных ситуаций связаны с учетом развития (динамики) ПС, выявлением типовых свойств множества ПС при выборе направлений совершенствования процессов управления. При этом система многофакторного исследования выступает как основной источник информационных ресурсов для решения ПС.

Результатом систем исследования управленческих ПС являются данные, отображающие закономерности разрешения различных ПС, классы выявляемых закономерностей разрешения типовых ПС, общие черты методики использования закономерностей разрешения управленческих ПС разного уровня иерархии и компенсации риска.

Для сложных многоуровневых динамических моделей ПС осуществляется стратификация[6] их описания в зависимости от исследуемых свойств ПС.

Модели ПС и управление разрешением ПС наиболее успешно используются для определения параметров ресурсов, компенсирующих риск неполного разрешения проблемных ситуаций. При этом различают модели ресурсов компенсации риска, связываемых в управляемом объекте, модели ресурсов компенсации риска за счет взаимодействия управляемого объекта и управляющей системы, модели информационных ресурсов автоматизированной системы управления, повышающей плотность информации, приходящейся на альтернативу ПС.

Оценка информационных ресурсов в различных проблемных ситуациях определяется типом и характером многоальтернативной вероятностной сети вариантов. Перераспределение вероятностей выбора альтернатив на основе натурного, экспертного и модельного исследования ПС изменяет энтропийные оценки неопределенности ПС, которые могут служить мерой информационных ресурсов.

Таким образом, потребность в анализе возникновения, развития и разрешения ПС ведет к необходимости создания автоматизированных систем. Первой из комплексов таких систем является автоматизированная система научных и производственных исследований и испытаний (АСНИ) для формирования моделей ПС и информационных ресурсов для разрешения ПС. Основные функции, решаемые задачи, состав элементов, организация и правила разработки, и функционирования АСНИ определяются спецификой ПС как объекта управления и условиями разрешения ПС. Следующий комплекс информационных технологий управления связан с организацией автоматизированного использования информационных ресурсов на основных фазах жизненного цикла ПС как управляемого объекта.

Примером такого класса автоматизированных систем для использования информационных ресурсов в проектных проблемных ситуациях являются системы автоматизированного управления производством.

Далее необходимо применение комплексов автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) как формы использования информационных ресурсов в производственно-технологических проблемных ситуациях, связанных с разрешением ПС, обусловленных отклонениями в процессах управления.

Комплексные автоматизированные системы управления гибким автоматизированным производством (ГАП) выступают как форма использования информационных ресурсов в проблемных ситуациях, связанных с изменением процесса производства и продукта, исключением персонала из производственных процессов (гибкие автоматизированные безлюдные производства).

Интегрированные системы управления выступают как форма согласованного использования информационных ресурсов для самоорганизации структур систем и объектов управления при разрешении сложных, многоуровневых проблемных ситуаций. При этом синергизм (согласованность) производственных процессов и выбор структуры синергетических производственных и управляющих процессов определяет разрешаемую проблемную ситуацию. В результате достигается системный эффект превосходящий сумму локальных эффектов.

Во всех указанных классах автоматизированных систем и компьютерных комплексов ЭВМ выступает как технологическая машина для формирования информационных ресурсов, их использования для разрешения проблемных ситуаций и компенсации управленческого риска.

Свойства ЭВМ как технологической машины определяются объемом памяти и условиями перехода из состояния в состояние, типом программного и микропрограммного управления; организацией потоков информации; способом информационного отображения ПС с помощью различных программ (например, операции порождения образа ПС, расширения и сужения пространства признаков и свойств ПС, выделения структурных компонент потоков информации); выбором схемы включения ЭВМ в информационный поток, способом преобразования информационных потоков с помощью ЭВМ и составом задач, решаемых в процессе преобразования информационных потоков при разрешении различных классов ПС.

Внутримашинная и внемашинная части информационного потока выступают как системообразующий фактор в интегрированных автоматизированных системах управления. Предельные возможности изменения параметров информационных потоков с помощью ЭВМ при формировании и использовании информационных ресурсов для разрешения проблемных ситуаций определяют максимальную скорость расходов информационных ресурсов и тем самым возможную плотность информационных ресурсов, приходящихся на одну альтернативу ПС.

В различных интегрированных системах управления с помощью компьютеров поддерживаются типы информационных потоков с распределенными и сосредоточенными параметрами, взаимосвязанные и независимые потоки информации, что определяется способом включения компьютеров в различные части контура управления.

В различных классах интегрированных систем управления ЭВМ могут быть связаны со многими источниками и потребителями данных во внемашинном потоке информации (компьютеры коллективного пользования), со многими потоками информации для одного источника и пользователя (персональные компьютеры, объектно-ориентированные вычислительные системы, встроенные в технологический объект управления (ТОУ) или организационный объект управления (ООУ)). Выбор соотношения между информационными свойствами объекта управления и информационной мощностью вычислительной системы в интегрированных системах управления, производящих информационные ресурсы, должны обеспечивать требуемый вид преобразования потоков информации (однозадачный режим), множественные преобразования потоков информации (многозадачный режим), пиковый режим с максимальной информационной мощностью.

В разных видах систем управления ЭВМ реализует однопрограммный и многопрограммный внутримашинный и внемашинный потоки обмена данными, которые взаимодействуют с другими ЭВМ в комплексном потоке информации в компьютерной сети.

Возможности ЭВМ как технологической машины в системе управления определяют интерфейсы в информационных и программных компьютерных системах и сетевом обеспечении; протоколы взаимодействия ЭВМ; интерфейсы и протоколы ИТСУ в открытых системах; протоколы специальных уровней взаимодействия при организации сложных информационных потоков в сетях. При этом, параметры потоков информации зависят от свойств:

· физического уровня взаимодействия ЭВМ в системах управления, обеспечивающего механические, электрические, функциональные соединения элементов информационного потока;

· канального уровня взаимодействия, обеспечивающего логическое соединение элементов информационного потока;

· сетевого уровня взаимодействия, обеспечивающего коммутацию и выбор направления информационного потока между ЭВМ;

· транспортного уровня взаимодействия, обеспечивающего передачу порции информационного потока между ЭВМ;

· сеансового уровня взаимодействия, обеспечивающего соединение и разъединение ЭВМ как элементов информационного потока в сети;

· представительского уровня взаимодействия, обеспечивающего интерпретацию пользователем информационного потока, реализуемого с помощью ЭВМ;

· прикладного уровня, обеспечивающего представление пользователю ЭВМ как сетевых терминальных комплексов для реализации требуемых функций обработки.

Таким образом, основная идея данной главы - ориентировать руководителя на необходимые ему компьютерные знания и умения, показать возможность и актуальность развития на этой основе системного мышления, обеспечить переход к осуществлению управления не на основе решения отдельных задач, а путем комплексного анализа проблемных ситуаций, использования прикладных компьютерных систем обработки данных в виде ИТСУ, обеспечивающих повышение плотности информации об альтернативах проблемных ситуаций для формирования информационных ресурсов, принятия решений (выбор альтернатив) и компенсации управленческого риска.

 

 

Информационные технологии в управлении. Требования к менеджеру [7]

 

В обществе произошли и происходят структурные и экономические перемены. Это приводит к выдвижению на передний план потребности в непрерывном и надежном контроле над ситуацией, надежном поиске эффективных и оперативных решений, неожиданно возникающих и развивающихся проблем.

Развитие вычислительной техники привело к созданию высоконадежных технических и программных средств, которые позволяют строить весьма сложные информационные системы. Обеспечение надежности в широком диапазоне условий часто требуют ломки существующей на предприятии практики управления, а, иногда наоборот, требуется приспосабливаться к ней. Современную технику и программные средства, гибкость и масштабируемость автоматизированных систем, построенных на их основе, может обеспечить лишь менеджер и руководитель, надежно владеющий взаимосвязанным комплексом знаний и умений.

Информационные технологии в управлении - подразумевают применения систем управления, построенных таким образом, чтобы надежно извлекать из применения вычислительных машин в системах максимальную пользу, гарантированно достигать целей управления.

Для обеспечения надежной работы с системами управления менеджер и руководитель должны обладать комплексом знаний и умений, излагаемых далее:

 

1. Менеджер должен иметь четкое представление о границах объекта применения ЭВМ, владеть следующими понятиями и методами (рис. 2.12):

· Понятия, свойства и характеристики компьютерных систем. Функции и состав управляемых и управляющих объектов;

· Понятия об ЭВМ как функциональном элементе управляемых объектов. Встроенные ЭВМ. Автоматизированные организационно-технологические комплексы;

· Понятия об ЭВМ как функциональном элементе управляющих объектов. Автоматизированные управляющие объекты;

· Понятия о различных формах применения ЭВМ в управляемом и управляющем объектах при различных потоках информации в типовых управленческих ситуациях;

· Примеры конкретных систем с применением ЭВМ в определенном виде организационного и технологического процесса;

· Основные методы вычислительной математики, алгоритмизации и программирования типовых задач.

 

2. Менеджер должен знать следующие основные схемы применения ЭВМ (рис. 2.13):

 

· Схемы применения ЭВМ при исследовании и экспериментах с системами. Общую структуру автоматизированных систем исследования (АСНИ);

· Схемы применения ЭВМ при разработке системных проектов, их модернизации и развитии. Общую структуру системы автоматизации проектирования (САПР);

· Схемы применения ЭВМ при функционировании различных управляемых процессов. Общую структуру автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), гибких программно-управляемых систем (ГПС);

· Схемы применения ЭВМ при управлении организационными и экономическими процессами. Общую структуру автоматизированных систем управления предприятием (АСУП);

· Схемы применения ЭВМ при согласованном управлении организационно-технологическими комплексами, производствами. Общую структуру интегрированных автоматизированных систем управления (ИАСУ) производствами;

· Схемы применения ЭВМ для обеспечения экологической безопасности. Общую структуру автоматизированного мониторинга.

 

3. Менеджер должен уметь (рис. 2.14):

 

· На основе автоформализации своих профессиональных знаний осуществлять постановку задач АСУ, участвовать в разработке алгоритмов решения на ЭВМ типовых задач управления процессами;

· Осуществлять постановку и разрабатывать блок-схему алгоритма решения на ЭВМ типовых задач моделирования и оптимизации при проектировании новых производств и процессов;

· Осуществлять постановку и создавать алгоритм решения на ЭВМ типовых задач моделирования и оптимизации при управлении процессами;

· Осуществлять постановку и алгоритм решения на ЭВМ типовых задач оптимального планирования и технико-экономического управления производствами и предприятиями;

· Осуществлять постановку и алгоритм решения на ЭВМ типовых задач оптимальной координации и согласованного управления взаимосвязанными производствами, комплексами и участками;

· Осуществлять постановку и алгоритм решения на ЭВМ задач, обеспечивающих безотходный производственный процесс.

 

4. Менеджер должен уметь использовать (рис. 2.15):

 

· Методическое обеспечение применения ЭВМ в АСУ (каталоги, справочники, руководящие материалы и стандарты, типовые решения для выбора направления применения ЭВМ в АСУ);

· Данные о техническом обеспечении (ТО) для сравнения характеристик больших, малых, микро ЭВМ, сетей ЭВМ, элементов государственной системы приборов и средств автоматизации управления (ГСП) при выборе типовых структур ТО систем с ЭВМ;

· Сведения об информационном обеспечении компьютерных систем, о составе и структуре баз и банков данных, о системах управления базами данных в целях выбора режима их использования;

· Сведения о структуре и свойствах программного обеспечения. Свойства программ и пакетов прикладных программ при решении задач управления;

· Рекомендации по организационному обеспечению надежных систем с применением ЭВМ, в том числе при отказе ЭВМ.

 

 

Требования к менеджеру для надежной работы автоматизированных комплексов (рис.2.16-2.21):

 

Менеджер, работающий на производстве, должен

ЗНАТЬ:

· производственные ситуации, требующие применения ЭВМ в различных формах;

· основы технологии решения задач на ЭВМ;

· диалоговые процедуры взаимодействия персонала с ЭВМ.

УМЕТЬ:

· поставить задачу, определить требования к модели автоматизированного процесса;

· составить принципиальную блок-схему алгоритма и требования к программе реализации алгоритма;

· ввести исходные данные для программы в ЭВМ;

· регулярно использовать результаты решения задач на ЭВМ.

Менеджер, принимающий участие в разработках, должен

ЗНАТЬ:

· основные принципы построения и характеристики различных форм применения ЭВМ (АСНИ, САПР, ГАП, АСУТП, АСУП) в производственных процессах;

· численные методы решения типовых задач, методы моделирования и оптимизации на ЭВМ решений по управлению производственными процессами;

· диалоговые процедуры взаимодействия проектировщика с ЭВМ в составе САПР.

 

УМЕТЬ:

· выбирать программные и аппаратные средства;

· исследовать и оптимизировать на ЭВМ варианты решения по функционированию автоматизированных систем;

· соблюдать требования эффективного функционирования АСУ.

Менеджер, занимающийся развитием автоматизированных
систем, должен

ЗНАТЬ:

· элементы системы разработки проектов применения ЭВМ, стадии развития систем с ЭВМ, возможности компьютерной техники.

· содержание работ заказчика при развитии систем с ЭВМ.

· методы технико-экономического обоснования различных форм развития ЭВМ.

УМЕТЬ:

· разработать разделы технической документации, содержащие требования по развитию систем с ЭВМ;

· участвовать в постановке вновь вводимых задач, решаемых на ЭВМ;

· достигать заданные в техническом задании (ТЗ) характеристики надежности и производительности автоматизированных систем.

 

 

Рис. 2.12.

 

Рис. 2.13.

Рис. 2.14.

 

	Рис. 2.15.

Рис. 2.16.

 

 

Рис. 2.17.

 

 

 

Рис. 2.18.

 

 

Рис. 2.19.

 

 

 

Рис. 2.20.

Рис. 2.21.