«ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (рабочая учебная программа дисциплины) Теоретические основы автоматизированного управления Направление подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет кибернетики_

Кафедра автоматизированных систем

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

(рабочая учебная программа дисциплины) Теоретические основы автоматизированного управления Направление подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника»

Профили подготовки Автоматизированные системы обработки информации и управления Квалификация (степень) _бакалавр_ Форма обучения очная_ Составитель программы Гутгарц Р.Д., проф., д.э.н., профессор кафедры автоматизированных систем Иркутск 2013 г.

1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятельности выпускника:

- проектно-конструкторская;

- научно-исследовательская.

1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника В дисциплине рассматриваются указанные в ФГОС задачи профессиональной деятельности выпускника:

Проектно-конструкторская деятельность:

- сбор и анализ данных для проектирования.

Научно-исследовательская деятельность:

- изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования;

- составление отчета по выполненному заданию, участие во внедрении результатов исследований и разработок.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

Проектно-конструкторская деятельность:

- разрабатывать интерфейсы «человек – электронно-вычислительная машина» (ПК-3);

- разрабатывать модели компонентов информационных систем, включая модели баз данных (ПК-4).

Научно-исследовательская деятельность:

- обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке корректности и эффективности (ПК-6).

1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС После освоения программы настоящей дисциплины студент должен:

знать:

- основы системного анализа;

- особенности проектировании функциональных и обеспечивающих подсистем;

- стадии создания АСОИиУ;

- основы принятия управленческого решения;

- инструментальные средства проектирования бизнес-процессов, логической модели данных, функциональной структуры информационной системы.

уметь:

- ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения;

- формулировать проблему и проблематику;

- формулировать цели и критерии при исследовании проблем;

- генерировать альтернативы для устранения проблем;

- выделять функциональные подсистемы в процессе проектировании автоматизированных систем;

- описывать постановку задачи для автоматизации;

- использовать полученные знания в практической деятельности.

владеть:

- методами генерирования альтернатив;

- навыками описания постановок задач для автоматизации;

- навыками функционального структурирования автоматизированной системы;

- навыками применения CASE-средств для проектирования АСОИиУ.

2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Цель: формирование у студентов теоретических и практических основ проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИиУ) с применением средств системного анализа.

Задачи дисциплины:

1. Систематизированное изложение теоретических вопросов автоматизированного управления.

2. Ознакомление с основами системного анализа, исследования систем управления и принятия управленческих решений.

3. Рассмотрение основных подходов к проектированию АСОИиУ.

4. Сбор и анализ исходных данных для проектирования.

3. Место дисциплины в структуре ООП Для изучения дисциплины необходимо освоения дисциплин:

- Информатика (ПК-2, ПК-4, ПК-7);

- CASE-средства (ПК-2,ПК-4, ПК-5);

- Базы данных (ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6);

- Программирование (ПК-2, ПК-7);

- Информационные технологии (ПК-2, ПК-4, ПК-5, ПК-7).

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содержания дисциплины, будут использоваться в процессе дипломного проектирования, а также при изучении дисциплин:

- Управление проектами (ПК-1, ПК-2, ПК-6, ПК-7).

- Проектирование АСОИУ (ПК-1, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-9, ПК-10).

4. Основная структура дисциплины.

(итогового контроля по дисциплине) 5. Содержание дисциплины 5.1. Перечень основных разделов и тем дисциплины Тема 1 Основные категории системного подхода.

';

Тема 2 Системообразующие факторы.

Тема 3 Системный подход.

Тема 4 Структура системного анализа.

Тема 5 Этапы системного анализа.

Тема 6 Методы анализа систем управления.

Тема 7 Функции управления.

Тема 8 Автоматизированное и автоматическое управление.

Тема 9 Обеспечивающие и функциональные подсистемы Тема 10 Процесс разработки и принятия решения.

Тема 11 Эволюция систем управления предприятиями.

Тема 12 Типы АСОИиУ.

5.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины 1 Основные категории системного подхода Категориальный аппарат системного подхода представляет собой совокупность категорий, которые отражают систему. Он отличается значительным богатством. Его классификацию можно представить по таким основаниям, как: базисные категории, на которых основываются все остальные категории; категории системы; категории составляющих системы; категории, характеризующие свойства; категории состояний системы; окружения системы;

категории процессов; отражения системы; категории, характеризующие эффекты системы; категории системного анализа.

Базисные категории выступают основой для определения системы. Приводим некоторые из них:

- целое — форма существования системы в строго определенном качестве, выражающем ее независимость от других систем. Целое — это всегда завершенное, состоящее из органично взаимосвязанных между собой частей;

- целостность — свойство однокачественности системы как целого, которую выражают элементы в их реальном взаимодействии, — основа стабильности, постоянства системы;

- множество — набор, совокупность, собрание каких-либо объектов, обладающих общим для всех характерным свойством;

- совокупность — сочетание, соединение, общий итог чего-нибудь;

- организация — представляется в качестве свойства материальных и абстрактных объектов обнаруживать взаимозависимое поведение частей в рамках целого.

1.3 Категории, которые дают понимание системы Понимание системы, как таковой, определяют следующие категории:

- система — совокупность элементов, находящихся во взаимных отношениях и связях со средой, образующих определенную целостность, единство;

- подсистема — элемент системы, который при подробном рассмотрении оказывается системой. Любая система состоит из нескольких уровней подсистем;

- надсистема — более общая система, которая включает в себя подсистемы;

- система-универсум — представляет собой объединение системы и ее среды;

- пустая система — пересечение системы и среды, система не содержит ни одного элемента.

Вспомогательные категории системного подхода: элемент, свойство, связь, структура, гомеостаз, функция, функционирование, интеграция, интегральный эффект, адаптивность и др.

1.4 Категории, определяющие строение системы К наиболее важным категориям, определяющим строение системы, относятся:

- элемент — далее не разложимая единица при данном способе расчленения;

- связь — взаимное ограничение на поведение объектов, создающее ограничение на поведение объектов и зависимость между ними;

- прямая связь — непосредственное воздействие объектов одного на другой;

- обратная связь — воздействие результатов функционирования системы на характер этого функционирования;

- отношение — различие или тождество вещей в одном множестве, тождественных в другом множестве;

- структура — упорядоченность отношений, связывающих элементы системы и обеспечивающих ее равновесие, способ организации системы, тип связей;

- организация — не только как свойство всего сущего, а и некоторая упорядоченность содержания;

- системообразующий фактор — признак, который объединяет объекты в систему.

1.5 Категории, характеризующие свойства системы Среди категорий данного типа выделяют следующие:

- свойство — вхождение вещи, элемента в некоторый класс вещей, когда не образуется новый предмет;

- цель системы — предпочтительное для нее состояние; обычно выражают в виде целевой функции;

- эмерджентность — не сводимость системы к свойствам элементов системы;

- гомеостаз (греч. homeo — подобный + stasis — неподвижность) — понятие было впервые введено биологом Кэнноном для обозначения физиологических процессов, поддерживающих существенные состояния организма (давление крови, температура). Нарушение гомеостаза приводит к деструкции, болезням организма. Гомеостаз — динамическое равновесие системы;

- простота — свойство множества, которое выступает в другом множестве как элемент;

- сложность — свойство элемента, который предстает в другом множестве как множество;

- закрытость — полная изолированность системы от окружающей среды и жесткая детерминированность поведения элементов;

- открытость — отсутствие полной изолированности от окружающей среды и наличие степеней свободы в поведении элементов;

- энтропия — количественная мера неопределенности некоторой выделенной совокупности характеристик системы;

- негоэнтропия — величина, обратная энтропии.

1.6 Категории, характеризующие состояние системы К числу таких категорий принадлежат:

- состояние системы — множество одновременно существующих свойств объекта или системы;

- процесс — изменение состояния;

- организация — упорядоченность системы в соответствии с системообразующим фактором;

- хаос — состояние неупорядоченности, определяющее не только разрушение, но рождение систем;

- переходное состояние — состояние системы, находящейся в процессе, на интервале между двумя состояниями;

- стабильное состояние — сохранение системой своих характеристик;

- кризисное состояние — состояние, в котором система перестает соответствовать своему назначению.

В число категорий окружения системы включаются следующие:

- среда — представляет собой то, что ограничено от системы, не принадлежит ей, это совокупность объектов, изменение которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы;

- окружающая среда — внешняя среда системы, или совокупность объектов, которые располагаются за границами системы, воздействуют на нее, но не принадлежат ей;

- внутренняя среда — совокупность объектов, которые находятся в границах системы, влияют на ее поведение, но не принадлежат ей.

К ним относятся:

- функция — предназначение выполнять какие-то преобразования, для выполнения которых система и ее элементы приходят в движение, это взаимодействие системы с окружающей ее средой в процессе достижения целей или сохранения равновесия;

- функционирование — действие системы во времени;

- управление — приведение системы в состояние равновесия или достижения цели;

- интеграция — процесс и механизм объединения и связности элементов; характеризуется интегративностью, системообразующими переменными, факторами, связями и т.д.;

- адаптация — приспособление системы к окружающей среде без потери своей идентичности;

- деградация — ухудшение характеристик системы;

- разрушение — приведение к неупорядоченности, повышение энтропийности вплоть до достижения хаоса;

- рост — увеличение количественных характеристик системы;

- агрессия — подавление характеристик системы в целях ее уничтожения, разрушения или насильственной интеграции;

- поглощение — насильственная интеграция.

1.9 Категории, характеризующие отражение системы Отражение системы определяется следующими категориями:

- информация — сведения, знания наблюдателя о системе, отражение ее меры разнообразия;

- модель системы — объект, который представителен системе, может замещать ее в исследовательском или практическом процессе, а полученные результаты могут переноситься на саму систему;

- проект системы — модель системы как средство конструирования системы.

Система характеризуется многообразными эффектами, наиболее важными среди которых выступают:

- эффект целостности — способность системы сохранять себя при воздействии различных факторов;

- интегративный эффект — появление новых качеств, присущих системе как целому;

- адаптивность — свойство системы сохранять свою идентичность в условиях изменчивости внешней среды. Тот, кто выживает, — доказывает свое превосходство;

- гомеостаз — способность системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значения переменных в некоторых заданных пределах;

- эмерджентность — наличие у системы таких свойств, которых нет у ее отдельных элементов;

- синергетический эффект — эффект умножения результата функционирования системы, который превышает сумму результатов функционирования ее отдельных составляющих.

1.10 Наиболее важные категории системного анализа Среди категорий данного типа выделяют:

- анализ — исследовательская деятельность посредством мысленного разложения системы на составляющие;

- анализ системный — совокупность методов, приемов и алгоритмов применения системного подхода в аналитической деятельности;

- анализ системный исследовательский — аналитическая деятельность строится как исследовательская, результаты используются в науке;

- анализ системный общий — опирается на общую теорию систем, осуществляется с общих системных позиций;

- анализ системный прикладной — аналитическая деятельность представляет собой специфическую разновидность практической деятельности, результаты используются в практике;

- анализ системный специальный — опирается на специальные теории систем, учитывает специфику природы систем;

- анализ программно-целевой — представляет собой дальнейшее развитие рекомендательного анализа в аспекте выработки программы достижения некоторой цели. Он сосредотачивается на разработке подробной модели достижения будущего;

- анализ рекомендательный — разновидность анализа, ориентированная на выработку рекомендаций относительно поведения действующих лиц в некоторой ситуации;

- анализ ретроспективный — анализ систем прошлого и их влияния на прошлое и историю;

- анализ ситуационный = «Метод Case study», или «кейс-метод», — разновидность аналитической деятельности, построенная на описании ситуации и подробном анализе этого описания;

- анализ структурный — анализ структуры системы как совокупности связей между частями системы, выяснение значения отдельного элемента для определенным образом структурированного целого;

- анализ структурно-функциональный — выделение элементов взаимодействия и определение их места и роли в функционировании системы;

- анализ функциональный — объяснение явлений с точки зрения выполняемых ими функций;

- анализ причинно-следственный — установление причин, которые привели к возникновению данной ситуации, и следствий их развертывания;

- анализ прогностический — подготовка прогнозов и путей их реализации относительно вероятного, потенциального и желательного будущего;

- аналитическая модель — модель, позволяющая анализировать отражаемый ею объект.

2.1 Понятие системообразующего фактора Под «системообразующим фактором» понимается фактор, который формирует систему. Системообразующий фактор, с одной стороны, представляется объективным явлением, так как характеризует способность материи обретать и проявлять системность. Но, с другой стороны, он выступает средством для вычленения исследователем системы из среды, т.е.

он является инструментом проверки того, есть ли то, что определяется им, системой. Таким образом, системообразующий фактор — это одно из проявлений активности материи в аспекте реализации ее способности формировать системы. Вместе с тем поиск системообразующих факторов отражает способность человеческого мозга видеть мир в системном измерении.

Проблема поиска системообразующих факторов является одной из главных проблем науки, поскольку, найдя фактор, мы находим систему. А это приводит к кардинальному росту познавательного эффекта. В науке просматриваются два направления поисков системообразующих факторов:

1. Естественнонаучное, заключается в том, что исследуются особенности, специфика, характер системообразующих факторов в каждой анализируемой системе. Каждая наука накопила значительный багаж знания тех факторов, которые образуют системы.

2. Характеризуется попытками выявить за спецификой, уникальностью, единичностью конкретных системообразующих факторов закономерность, присущую всем системам без исключения, но проявляющуюся по-разному в разноуровневых системах.

2.2 Внешние и внутренние системообразующие факторы Внутренние системообразующие факторы порождаются объединяющимися в систему отдельными элементами, группами элементов или всем множеством. Их перечень достаточно велик:

1. Общность природного качества элементов позволяет существовать многим естественным системам потому, что элементы какого-либо природного качества имеют только им присущие, особые связи (атомы одного элемента, мономеры в полимере, клетки одного органа, организмы в популяции и пр.).

2. Взаимодополнение — обеспечивает связь как однородных, так и разнородных элементов в системе.

3. Факторы индукции — отражают присущее всем системам живой и неживой природы «достраивать» систему до завершенности (например, обломок кристалла при доращивании восстанавливает первоначальную форму кристалла).

4. Постоянные стабилизирующие факторы системообразования включают постоянные жесткие связи, обеспечивающие единство системы (примерами могут быть каркас здания, скелет организма), кроме того, они не только системообразующие, но и системо-сохраняющие.

5. Связи обмена — представляют собой сущность любого взаимодействия элементов, но характер обмена и его субстрат зависят от уровня развития взаимодействующих элементов или подсистем в системе.

6.Функциональные связи возникают в процессе специфического взаимодействия элементов систем.

Данные факторы носят как внутренний, так и внешний характер. Внешние — элементы образуемой системы индифферентны по отношению друг к другу (куча камней, мешок зерна); внутренние — образуемая ими система выступает как единство подобных элементов.

3.1 Определения и принципы системного подхода Системный подход – это общенаучное методологическое направление, разрабатывающее методы и способы исследования сложноорганизованных объектов (систем).

Системный подход это направление методологии специально-научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объектов как систем.

Системный подход способствует адекватной постановке проблем в конкретных науках и выработке эффективной стратегии их изучения.

Системный подход является главным принципом построения, функционирования и развития любых систем (объектов).

К важнейшим принципам системного подхода (системного анализа) относятся следующие:

- процесс принятия решений должен начинаться с выявления и четкого формулирования конкретных целей;

- необходимо рассматривать всю проблему как целое, как единую систему и выявлять все последствия и взаимосвязи каждого частного решения;

- необходимы выявление и анализ возможных альтернативных путей достижения цели;

- цели отдельных подсистем не должны вступать в конфликт с целями всей системы (программы);

- восхождение от абстрактного к конкретному;

- единство анализа и синтеза, логического и исторического;

- выявление в объекте разнокачественных связей и их взаимодействия и др.

Основные системные принципы: целостности; структурности; взаимозависимости структуры и среды; иерархичности; множественности описания каждой системы.

Системный подход направлен на теоретическое развертывание знания, на формирование и развитие специфических предметов научного исследования. Системный подход исходит, прежде всего, из качественного анализа целостных объектов и явлений и раскрытия механизмов интеграции их частей в целое.

3.3 Принципы и структура системного анализа 3.3.1 История, предмет и цели системного анализа Системный анализ применяется в любой предметной области, включая в себя как частные, так и общие методы и процедуры исследования. Эта наука, как и любая другая, ставит своей целью исследование новых связей и отношений объектов и явлений.

Слово «система» (организм, строй, союз, целое, составленное из частей) возникло в Древней Греции около 2000 лет назад. Древние ученые (Аристотель, Демокрит, Платон и другие) рассматривали сложные тела, процессы и мифы мироздания как составленные из различных систем (например, атомов, метафор).

Развитие астрономии (Коперник, Галилей, Ньютон и другие) позволило перейти к гелиоцентрической системе мира, к категориям типа «вещь и свойства», «целое и часть», «субстанция и атрибуты», «сходство и различие» и др.

Далее развитие системного анализа происходит под влиянием различных философских воззрений, теорий о структуре познания и возможности предсказания (Бэкон, Гегель, Ламберт, Кант, Фихте и другие). В результате такого развития системный анализ выходит на позиции методологической науки. Естествоиспытатели XIX-XX вв. (Богданов, Берталанфи, Винер, Эшби, Цвикки и другие) не только актуализировали роль модельного мышления и моделей в естествознании, но и сформировали основные системообразующие принципы, принципы системности научного знания, «соединили»

теорию открытых систем, философские принципы и достижения естествознания.

До Берталанфи, в начале XIX века наш соотечественник А. А. Богданов начал развивать системное направление в управлении. Однако в силу исторических причин предложенная им всеобщая организационная наука тектология не нашла распространения и практического применения. Потребности практики почти одновременно со становлением теории систем привели к возникновению направления, названного исследованием операции.

Применительно к задачам управления в определенный период более широкое распространение получил термин кибернетика, введенный М. А. Ампером и принятый для названия новой «науки об управлении в живых организмах и машинах» Н. Винером.

Современное развитие теория систем, системный анализ получили под влиянием достижений как классических областей науки, так и неклассических областей (синергетика, информатика, когнитология, теории нелинейной динамики и динамического хаоса, теории катастроф, нейроматематика, нейроинформатика и др.).

Целью применения системного анализа к конкретной проблеме является повышение степени обоснованности принимаемого решения, расширение множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания, заведомо уступающим другим. Необходимые атрибуты системного анализа как научного знания:

- наличие предметной сферы - системы и системные процедуры;

- выявление, систематизация, описание общих свойств и атрибутов систем;

- выявление и описание закономерностей и инвариантов в этих системах;

- актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой;

- накопление, хранение, актуализация знаний о системах (коммуникативная функция).

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках и системах следующие системные методы и процедуры: абстрагирование и конкретизация; анализ и синтез, индукция и дедукция; формализация и конкретизация; композиция и декомпозиция; линеаризация и выделение нелинейных составляющих; структурирование и реструктурирование; макетирование; реинжиниринг; алгоритмизация; моделирование и эксперимент; программное управление и регулирование; распознавание и идентификация;

кластеризация и классификация; экспертное оценивание и тестирование; верификация; и другие методы и процедуры.

Последовательность аналитических рассуждений при рассмотрении проблемных ситуаций содержит следующие этапы:

1. В чем суть проблемы? Какие признаки, симптомы, показатели? Что не устраивает в данной ситуации? Какая ситуация предпочтительнее? Реальная проблема или выдумана? Какой тип проблемы? Что будет, если проблему не решать?

2. В чем особенности проблемы? В чем уникальность и новизна ситуации? Чего недостает? Что мешает? Чьи интересы затронуты?

3. Каково идеальное решение проблемы? Какие возможны стратегии?

Какие возможны результаты? Какие возможны потери?

4. Какие возможны действия в реальных условиях? Конкретные меры. Конкретные результаты.

Принципы системного анализа это некоторые положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Наиболее часто к ним причисляют: принцип конечной цели; принцип измерения; принцип эквифинальности; принцип единства; принцип связности; принцип модульного построения; принцип иерархии; принцип функциональности; принцип развития (историчности, открытости); принцип децентрализации; принцип неопределенности.

Общий подход к решению проблем может быть представлен как цикл (рисунок 1).

При этом в процессе функционирования реальной системы выявляется проблема практики как несоответствие существующего положения дел требуемому. Для решения проблемы проводится системное исследование (декомпозиция, анализ и синтез) системы, снимающее проблему.

В ходе синтеза осуществляется оценка анализируемой и синтезируемой систем. Реализация синтезированной системы в виде предлагаемой физической системы позволяет провести оценку степени снятия проблемы практики и принять решение на функционирование модернизированной (новой) реальной системы.

Структура системного анализа изображена на рисунке 2.

На этапе декомпозиции, обеспечивающем общее представление системы, осуществляются:

1. Определение и декомпозиция общей цели исследования и основной функции системы как ограничение траектории в пространстве состояний системы или в области допустимых ситуаций. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций.

2. Выделение системы из среды (разделение на систему / «несистему») по критерию участия каждого рассматриваемого элемента в процессе, приводящем к результату на основе рассмотрения системы как составной части надсистемы.

3. Описание воздействующих факторов.

4. Описание тенденций развития, неопределенностей разного рода.

5. Описание системы как «черного ящика».

6. Функциональная (по функциям), компонентная (по виду элементов) и структурная (по виду отношений между элементами) декомпозиции системы.

Особенности декомпозиции:

1. Глубина декомпозиции ограничивается. Декомпозиция должна прекращаться, если необходимо изменить уровень абстракции представить элемент как подсистему.

2. В автоматизированных методиках типичной является декомпозиция модели на глубину 5-6 уровней.

3. В общей теории систем доказано, что большинство систем могут быть декомпозированы на базовые представления подсистем. К ним относят: последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов, соединение с помощью обратной связи.

4. Проблема проведения декомпозиции состоит в том, что в сложных системах отсутствует однозначное соответствие между законом функционирования подсистем и алгоритмом, его реализующим. Поэтому осуществляется формирование нескольких вариантов (или одного варианта, если система отображена в виде иерархической структуры) декомпозиции системы.

Наиболее часто применяемые стратегии декомпозиций: 1) Функциональная декомпозиция; 2) Декомпозиция по жизненному циклу; 3) Декомпозиция по физическому процессу; 4)Декомпозиция по подсистемам.

На этапе анализа, обеспечивающем формирование детального представления системы, осуществляется:

1. Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к создаваемой системе. Он включает:

- уточнение состава и законов функционирования элементов, - алгоритмов функционирования и взаимовлияний подсистемы, - разделение управляемых и неуправляемых характеристик, - задание пространства состояний Z, - задание параметрического пространства Т, в котором задано поведение системы, - анализ целостности системы, - формулирование требований к создаваемой системе.

2. Морфологический анализ взаимосвязи компонентов.

3. Генетический анализ анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.

4. Анализ аналогов.

5. Анализ эффективности (по результативности, ресурсоемкости, оперативности) Он включает: выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, непосредственно оценивание анализ полученных оценок.

6. Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничений.

На этом этапе осуществляются:

1. Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).

2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.

3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.

4. Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).

4.6 Формирование общего и детального представления системы 4.6.1 Формирование общего представления системы Стадия 1: Выявление главных функций (свойств, целей, предназначения) системы.

Стадия 2: Выявление основных функций и частей в системе.

Стадия 3 включает в себя:

Выявление:

- основных процессов в системе, их роли, условий осуществления;

- выявление стадийности, скачков, смен состояний в функционировании;

- в системах с управлением выделение основных управляющих факторов.

Исследование:

- динамики важнейших изменений в системе, ход событий;

- параметров состояния;

- факторов, которые влияют на эти параметры и обеспечивают течение процессов;

- условий начала и конца процессов.

Определяется: управляемы ли процессы и способствуют ли они осуществлению системой своих главных функций.

Для управляемых систем уясняются основные управляющие воздействия, их тип, источник и степень влияния на систему.

Стадия 4 предусматривает:

1. Выявление основных элементов «несистемы», с которыми связана изучаемая система.

2. Выявление характера этих связей. На этой стадии решается ряд отдельных проблем.

3. Исследование основных внешних воздействий на систему (входы) 4. Определение их типов (вещественные, энергетические, информационные), степень влияния на систему, основные характеристики.

5. Фиксирование границ того, что считается системой, определяются элементы «несистемы», на которые направлены основные выходные воздействия.

6. Прослеживание эволюции системы, пути ее формирования. Нередко именно это ведет к пониманию структуры и особенностей функционирования системы.

В целом данная стадия позволяет лучше уяснить главные функции системы, ее зависимость и уязвимость или относительную независимость во внешней среде.

Стадия 5: Выявление неопределенностей и случайностей в ситуации их определяющего влияния на систему (для стохастических систем).

Стадия 6: Выявление разветвленной структуры, иерархии, формирование представлений о системе как о совокупности модулей, связанных входами-выходами.

4.6.2 Формирование детального представления системы Стадия 7: Выявление всех элементов и связей, важных для целей рассмотрения.

Стадия 8: Учет изменений и неопределенностей в системе.

Стадия 9: Исследование функций и процессов в системе в целях управления ими.

Постановка формальной задачи, которую надо решать, для традиционных наук — начальный, отправной этап работы. Проблема в буквальном переводе с греческого означает преграду, трудность, задачу. Внутреннюю структуру проблемы могут составлять такие элементы, как:

- предмет (характеризует возникшее противоречие, которое выражается в вопросе: «В чем суть проблемы?»);

- объект (отвечает на вопрос: «Где возникла проблема?»);

- субъект (тот, кто связан с проблемой, ее социальный, интеллектуальный элемент);

- связи (характеризуют как структурные межэлементные связи (ограничения), так и отношения с другими проблемами. Они отражаются в вопросе:

«С чем связана проблема?»);

- цель решения проблемы (выражается в вопросе: «Для чего необходимо решать проблему?»).

К любой реальной проблеме необходимо априори относиться не как к отдельно взятой, а как к совокупности взаимосвязанных проблем. Используя для обозначения этой совокупности термин, проблематика, можно сказать, что этап формулирования проблемы состоит в определении проблематики.

Для расширения проблемы потребуется содержательная модель. В англоязычной литературе по анализу социотехнических систем часто используется подобная модель, имеющая название stakeholders, что означает «перечень заинтересованных лиц». В этот перечень рекомендуется включать:

- клиента, т.е. того, кто ставит проблему, заказывает и оплачивает системный анализ;

- лиц, принимающих решения, т.е. тех, от полномочий которых непосредственно зависит решение проблемы;

- участников, как активных, т.е. тех, чьи действия потребуются при решении проблемы, так и пассивных тех, на ком скажутся (положительным или отрицательным образом) последствия решения проблемы;

- самого системного аналитика и его сотрудников, главным образом для того, чтобы предусмотреть возможность минимизации его влияния на остальных заинтересованных лиц, своеобразная «мера безопасности».

5.1.3 Алгоритм постановки задач прикладного системного исследования реальной проблемы Общий алгоритм системного анализа для решения проблемы представлен на рисунке 3.

Рисунок 3– Общий алгоритм системного анализа 5.1.4 Критерии выбора действий при возникновении проблемы Проблему следует решать в следующих случаях:

- проблема «на пике»;

- выгоды от решения больше затрат на решение;

- отсутствует готовое решение.

Проблему нецелесообразно решать в следующих случаях:

- проблема «на излете»;

- выгоды от решения меньше затрат на решение;

- наличие готового решения.

Причины возникновения проблем подразделяются на 4 большие группы:

1) непредвиденные обстоятельства; 2) случайные ошибки; 3) целенаправленные действия; 4) неправильные стандарты.

5.1.6 Анализ ситуации и формулировка проблемы В ходе анализа проблемы:

- она разбивается на множество отдельных частей;

- выделяются основные и второстепенные характеристики проблемы;

- выявляются возможные взаимоотношения и взаимозависимости между ними;

- распознается вся совокупность причин и следствий;

- определяются закономерности возникновения и существования проблемы;

- разрабатываются рекомендации к действиям.

В рамках функции анализа необходимо конкретизировать соответствующую проблему, обработав максимально большой объем имеющей отношение к проблеме информации.

Описание проблемы, т.е. анализ ситуации или исследование признаков (симптомов) проблемы предполагает выполнение следующей последовательности действий:

- что собой представляет?

- где и почему возникла?

- когда появилась, как долго существует, каково периодичность повторения?

- чем характеризуется?

- кто заинтересован в решении?

- каковы перспективы развития?

Проблема – это сложный теоретический вопрос или практическая ситуация, требующая разрешения.

Проблема характеризуется: разрывом между тем, что есть и что должно быть; неопределенностью; неясностью причин и последствий;наличием нескольких вариантов действий.

Проблемы классифицируются по:

- масштабу (по числу затрагиваемых лиц или величине потерь);

- важности (по характеру последствия, например, для организации);

- срочности (по степени настоятельности решений во времени);

- возможности решения (не решаемые в принципе, не решаемые в данных условиях, решаемые);

- структурированности (хорошо структурированные и количественно описываемые в деталях, средне структурированные и описываемые лишь в основных моментах и взаимосвязях, слабо структурированные и описываемые лишь качественно).

Формулируя проблему, мы говорим в явной форме, что нам не нравится.

Сделать это сравнительно просто, поскольку то, чего мы не хотим, существует. Говоря же о целях, мы пытаемся сформулировать, что же мы хотим. Мы как бы указываем направление, в котором следует «уходить» от существующей и не устраивающей нас ситуации. Трудность в том и состоит, что возможных направлений много, а выбрать нужно только одно, действительно правильное, а не кажущееся таким.

5.2.2 Опасность подмены целей средствами В практике системного анализа первоначально сформулированные цели по мере выполнения анализа часто изменяются или отменяются совсем. Это вызвано тем, что субъект, цели которого должны быть выявлены, обычно сам не может их четко осознать, даже если, и дает им четкие формулировки. Действительные цели, как правило, шире, чем объявленные. Исследование целей заинтересованных в проблеме лиц должно предусматривать возможность их уточнения, расширения или даже замены. В этом и состоит одна из основных причин итеративности системного анализа.

Принципиально приняты две системы ценностей – технократическая и гуманистическая. Технократическая система ценностей исходит из следующих положений:

1. Природа – это источник неограниченных ресурсов.

2. У человека есть явное превосходство над природой.

3. Природа враждебна или нейтральна по отношению к человеку.

4. Окружающая среда является управляемой.

5. Развитие общества является информационно-технологическим.

6. В мире господствуют рыночные отношения.

7. В любых делах присутствуют риск и выигрыш.

8. Существует только индивидуальное самообеспечение.

9. Для решения задач необходимо выбирать разумные средства, 10.Отношения строятся на информации и запоминании.

11.Образование является ключевым моментом в развитии человечества.

Гуманистическая система ценностей основывается на следующих положениях:

1. Природные ресурсы ограничены.

2. Человечество может выжить только в гармонии с природой.

3. Природа дружественна по отношению к человеку.

4. Окружающая среда находится в хрупком равновесии.

5. Общество должно развиваться в социокультурном направлении.

6. В процессе развития должны учитываться общественные интересы.

7. В любых делах должны быть обеспечены гарантии безопасности.

8. Человек может выжить только в условиях коллективистской организации.

9. Решение задач должно исходить из разумности целей.

10.Отношения должны строиться на знании и понимании.

11.Ключевым моментом в развитии человечества является культура.

5.2.4 Основные трудности выявления целей Цель — это описание желаемого будущего, в чем легко допустить неточности, а то и ошибиться.

1. То, что для одного уровня иерархии является целью, для другого есть средство; их часто путают.

2. Формирование целей человека определяется системой ценностей, которой они придерживаются, а они бывают различными, иногда противоречивыми.

3. Так как проблему нельзя отрывать от проблематики, то цель никогда не бывает единственной.

4. При множественности целей существует опасность их неверного ранжирования.

5. Цели меняются с течением времени.

Полезно:

- включать в рассмотрение цели, противоположные заявленным (как в приведенном выше примере «не строить больницу»), и цели «двойственные» (например, «минимизировать страдания» не то же самое, что «максимизировать удовольствия»);

- выявлять не только «желаемые» но и «нежелательные» по последствиям цели (чтобы как можно раньше предвидеть возникновение новых проблем типа загрязнения окружающей среды);

- допускать вообще всякие цели;

- единственным ограничением может служить то, что цели должны излагаться в номинальной шкале, т.е. быть названиями. Употребление более сильных шкал признак целей более низкого уровня, по существу, переход от целей к критериям, а это следующий этап анализа.

Различие между целями не всегда очевидно, и существует опасность ошибочно принять одни за другие.

Например, такая ситуация возникает обычно, когда специалистыпрофессионалы, участвующие в решении проблем, навязывают свое видение мира и тем самым подменяют главные цели своими. «Операция прошла успешно, но пациент умер», — это не дурная шутка, а действительно встречающееся среди хирургов высказывание.

Изменение целей во времени может происходить не только по форме, в силу все лучшего понимания действительных целей, но и по содержанию вследствие изменения объективных условий и/или субъективных установок, влияющих на выбор целей.

Сроки старения целей различны и зависят от многих причин. Цели более высоких уровней долговечнее. В социальных системах цели высших уровней часто формулируются как интересы будущих поколений, сроки целей нижних уровней связаны с настоящими действиями и с действиями в ближайшем будущем. Динамичность целей также должна учитываться в системном анализе.

Ранжирование – определение приоритетности целей в системе:

- по важности для организации;

- по последовательности достижения;

- по срокам достижения;

- по выгоде, ожидаемой в процессе реализации.

Схема выбора окончательного решения изображена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема выбора окончательного решения Критерий как любой способ сравнения альтернатив. Это означает, что критерием качества альтернативы может служить любой ее признак, значение которого можно зафиксировать в порядковой или более сильной шкале.

После того как такая характеристика найдена («критерий сформирован»), появляется возможность ставить задачи выбора и оптимизации.

Критерии являются количественными моделями качественных целей.

Следовательно, расхождения критериев и целей неизбежны, и очень важно заботиться о том, чтобы переход к работе с выбранными критериями действительно привел к движению в направлении к заданным целям.

Содержание процесса перехода от целей к критериям и многие особенности этого перехода становятся ясными, если рассматривать критерии как количественные модели качественных целей. Критерии не могут полностью совпадать с целями уже хотя бы потому, что они фиксируются в различных шкалах:

- цели в номинальных шкалах;

- критерии в более сильных шкалах, допускающих упорядочение.

В каждой конкретной ситуации человек может придерживаться одновременно нескольких систем ценностей в полном или любом частичном выборе. Эти системы ценностей несводимы друг к другу, несравнимы, неупорядочены, поэтому уже отсюда следует многокритериальность реальных задач, связанных со сложными системами.

5.3.3 Причины многокритериальности реальных задач Многокритериальность реальных задач связана не только с множественностью целей, но и с тем, что одну цель редко удается выразить одним критерием, хотя к этому обычно стремятся. Конечно, возможны случаи, когда единственный критерий отвечает требованиям практики. Например, по стандартам ЮНЕСКО уровень медицинского обслуживания оценивается по статистике детской смертности.

Критерии должны описывать по возможности все важные аспекты цели, но при этом желательно минимизировать число необходимых критериев.

Теория выбора исходит из того, что задано множество альтернатив, т.е.

считается, что уже имеется то, из чего выбирать, и вопрос состоит в том, как выбирать. Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтернатив.

5.4.2 Способы увеличения числа альтернатив К способам увеличения количества возможные вариантов (альтернатив) решения проблемы можно отнести, например, следующие:

- поиск альтернатив патентной и журнальной литературе;

- привлечение нескольких квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт;

- увеличение числа альтернатив за счет их комбинирования, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее (т.е. не «либолибо», а кроме того, еще и «от одной и от другой альтернативы»);

- модификация имеющейся альтернативы, т.е. формирование альтернатив, лишь частично отличающихся от известной;

- включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и «нулевой» альтернативы («не делать ничего», т.е. рассмотреть последствия развития событий без нашего вмешательства);

- интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы;

- включение в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся глупыми или надуманными;

- генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные, экстренные);

Выделяют внутренние (психологические) и внешние факторы.

К внутренним факторам относят:

- последствия неправильного восприятия действительности (крайние проявления: либо мы воспринимаем то, чего нет, либо не воспринимаем того, что есть);

- интеллектуальные преграды;

- эмоциональные преграды.

Большое влияние на творческие процессы оказывают и внешние факторы. Замечено, что даже физические (погодные и климатические) условия сказываются на продуктивности творческого труда. На индивидуальной деятельности также сказываются физические условия.

5.4.4 Способы сокращения числа альтернатив К признакам «хороших» альтернатив относят: устойчивость при изменении некоторых внешних условий; надежность; многоцелевую пригодность;

адаптивность; и другие признаки «практичности»

В отсеве могут помочь также:

- обнаружение отрицательных побочных эффектов;

- не достижение контрольных уровней по некоторым важным показателям (например, слишком высокая стоимость) и пр.

Предварительный отсев не рекомендуется проводить слишком жестко.

Для детального анализа необходимы хотя бы несколько альтернатив.

5.4.5 Способы генерирования альтернатив Мозговой штурм. Этот метод специально разработан для получения максимального количества предложений.

Синектика. Предназначена для генерирования альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче. В противоположность мозговому штурму здесь целью является не количество альтернатив, а генерирование небольшого числа альтернатив (даже единственной альтернативы), разрешающих данную проблему.

В отличие от мозгового штурма при использовании синектики требуется специальная и длительная подготовка:

Разработка сценариев. В некоторых проблемах (особенно в социотехнических) искомое решение должно определить реальное будущее течение событий. В таких случаях альтернативами являются различные (воображаемые, но правдоподобные) последовательности действий и вытекающих из них событий, которые могут произойти в будущем с исследуемой системой.

Эти последовательности имеют общее начало (настоящее состояние), но затем возможные состояния различаются все сильнее, что и приводит к проблеме выбора.

Такие гипотетические альтернативные описания того, что может произойти в будущем, называют сценариями, а рассматриваемый метод разработкой сценариев.

Морфологический анализ. Является простым и эффективным способом генерирования альтернатив. Был предложен известным швейцарским астрономом Фрицем Цвикки. Он состоит в выделении всех независимых переменных проектируемой системы, перечислении возможных значений этих переменных и генерировании альтернатив перебором всех возможных сочетаний этих значений.

Одна из основных проблем морфологического анализа при увеличении числа переменных это проблема сокращения перебора. Она решается наложением различных ограничений, которые позволяют отбросить варианты, не подлежащие рассмотрению.

Деловые игры. Деловыми играми называется имитационное моделирование реальных ситуаций, в процессе которого участники игры ведут себя так, будто они в реальности выполняют порученную им роль, причем сама реальность заменяется некоторой моделью.

Методы экспертных оценок. При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта.

При обработке материалов коллективной экспертной оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации:

m количество экспертов;

n количество рассматриваемых свойств;

rij место, которое заняло i -е свойство в ранжировке j-м экспертом;

di отклонение суммы рангов по i -му свойству от среднего арифметического сумм рангов по n свойствам.

Коэффициент конкордации W позволяет оценить, насколько согласованы между собой ряды предпочтительности, построенные каждым экспертом.

Его значение находится в пределах 0W1. W=0 означает полную противоположность, a W= 1 полное совпадение ранжировок. Практически достоверность считается хорошей, если W= 0,7...0,8.

Метод «Дельфи». Суть метода Дельфи заключается в следующем:

1. В отличие от традиционного подхода к достижению согласованности мнений экспертов путем открытой дискуссии метод Дельфи предполагает полный отказ от коллективных обсуждений. Это делается для того, чтобы уменьшить влияние таких психологических факторов, как присоединение к мнению наиболее авторитетного специалиста, нежелание отказаться от публично выраженного мнения, следование за мнением большинства.

2. В методе Дельфи прямые дебаты заменены тщательно разработанной программой последовательных индивидуальных опросов, проводимых обычно в форме анкетирования.

3. Ответы экспертов обобщаются и вместе с новой дополнительной информацией поступают в распоряжение экспертов, после чего они уточняют свои первоначальные ответы.

4. Такая процедура повторяется несколько раз до достижения приемлемой сходимости совокупности высказанных мнений.

5. Результаты эксперимента показали приемлемую сходимость оценок экспертов после пяти туров опроса.

Метод дерева целей. Термин «дерево целей» подразумевает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие новые подцели, функции и т. д.

5.5 Алгоритмы проведения системного анализа Алгоритмы проведения системного анализа могут быть различными. В зависимости от степени сложности анализируемой проблемы употребляются:

- «линейные» алгоритмы (в простейших случаях);

- алгоритмы с циклами (чем сложнее система, тем больше циклов и тем больше итераций осуществляется в каждом цикле);

- сложные «последовательные», т.е. конструируемые в ходе исследования, алгоритмы (в том числе содержащие циклы, случайный поиск, адаптацию, самоорганизацию и т.д.).

6.1 Организация исследований систем управления Организацию исследований систем управления рассмотрим на примере экономической системы. Вecь xoд иccлeдoвaния, например, экoнoмичecкиx cиcтeм мoжнo пpeдcтaвить в видe cлeдyющeгo aлгopитмa:

- выбop и oбocнoвaниe aктyaльнocти тeмы иccлeдoвaния. Выдeлeниe peшaeмoй пpoблeмы и пpoтивopeчий;

- oбщee oзнaкoмлeниe c пpoблeмoй иccлeдoвaния, oпpeдeлeниe ee внeшниx гpaниц;

- фopмyлиpoвкa цeлeй иccлeдoвaния и пocтaнoвкa кoнкpeтныx зaдaч иccлeдoвaния;

- oпpeдeлeниe oбъeктa и пpeдмeтa иccлeдoвaния;

- paзpaбoткa гипoтeзы иccлeдoвaния;

- пocтpoeниe пpoгpaммы и плaнa иccлeдoвaния;

- выбop мeтoдoв и paзpaбoткa мeтoдики пpoвeдeния иccлeдoвaния (coциoлoгичecкиe, фopмaльныe, экcпepтныe);

- нeпocpeдcтвeннoe иccлeдoвaниe, оpгaнизaция и пpoвeдeниe экcпepимeнтa, пpoвepкa гипoтeзы;

- oбoбщeниe и cинтeз экcпepимeнтaльныx дaнныx;

- фopмyлиpoвкa пpeдвapитeльныx вывoдoв, иx aпpoбиpoвaниe и yтoчнeниe;

- фopмyлиpoвaниe и oбocнoвaниe зaключитeльныx вывoдoв, oцeнкa пoлyчeнныx peзyльтaтoв, paзpaбoткa пpaктичecкиx peкoмeндaций;

- oпиcaниe пpoцecca иccлeдoвaния и eгo peзyльтaтoв;

- oбcyждeниe peзyльтaтoв иccлeдoвaния;

- внeдpeниe пoлyчeнныx peзyльтaтoв в пpaктикy.

Интервью является существенным источником информации. Для получения полноценной картины о работе организации интервью должно сочетаться с другими методами анализа ее деятельности.

При построении плана интервью необходимо структурировать основные черты и недостатки существующей информационной системы, а также требования, предъявляемые к будущей системе. План отражает следующие моменты:

1. Цели, которые должны быть достигнуты в процессе интервьюирования.

2. Должен быть аккуратно выделен предмет интервью. Информация, получаемая в результате, должна соотноситься с будущей моделью.

3. Для анализа привлекаются клиенты компании.

4. Нужно согласовать место проведения интервью, место проведения, определить типы вопросов.

Особенности проведения интервью:

1. Интервью должно иметь четкую структуру, которая предполагает перечень тем. В конце каждой темы можно сделать заключение с кратким изложением темы.

2. Человек, проводящий интервью, должен хорошо уметь слушать. Это особенно важно, когда речь идет о незнакомых или сложных системах.

3. При проведении интервью необходимо сочетать открытые и закрытые вопросы, чтобы получить максимум информации. Закрытые вопросы предполагаю ответ «да» или «нет». Открытые вопросы предполагают изложение мнения или идей относительно новой системы как участника интервью, так и точку зрения коллектива по этому вопросу.

Интервью должно быть структурировано с организационной точки зрения.

Использование интервью в качестве источника информации сопровождается, в частности, следующими проблемами:

1. Информация исходит от одного человека, который не обязательно является сторонником ваших методов реорганизации предприятия, поэтому он может дать неточную информацию. В результате преобразований могут понадобиться более квалифицированные сотрудники и люди могут с осторожностью относиться к нововведениям.

2. Часто происходит смешивание понятий. В результате интервью должна получиться схема того, что должно быть в конце, а не того, как этого надо достигать.

3. Техника проведения интервью зависит от качеств человека, которого вы интервьюируете. Офисные сотрудники не привыкли заниматься описанием своей работы, в то время как управленческий персонал делает это более спокойно, способен анализировать свою работу.

4. Аналитик, проводящий интервью должен очень живо реагировать на ход интервью, проводить быстрый анализ сказанного, отфильтровывать ненужные факты, шум. Это тонкая техника, и она отличается, например, от навыков быстрой реакции в работе с компьютером.

Анкетирование используется для получения конкретного вида информации об исследуемой организации, и применяется при анализе системы в ограниченных случаях. Это вызвано следующими моментами:

1. Очень сложно сформулировать вопрос так, чтобы все респонденты поняли его смысл.

2. Для составления качественной анкеты аналитик должен хорошо разобраться в системе, а поэтому анкетирование целесообразно проводить в конце обследования, а не в начале.

3. Сложно обрабатывать большое количество анкет, особенно если в анкете содержатся открытые вопросы.

Вместе с тем анкетирование удобно проводить в случае, если есть необходимость опросить большое количество людей, например клиентов компании.

Анкеты можно использовать как средство проверки результатов обследования, полученных при помощи других методов.

Большая часть информации о деятельности предприятия документируется, поэтому просмотр документов является следующим этапом обследования. Имеет смысл просмотреть документы, которые помогают создать общую картину работы предприятия. К таким документам относятся:

1. Инструкции по выполнению работ.

2. Бланки документов, которые заполняются сотрудниками, и перемещаются между подразделениями организации. По этим документам аналитик может отследить движение информации по предприятию и организацию ее хранения.

3. Должностные инструкции.

4. Документы, определяющие политику предприятия в области информационной системы.

5. Описание предприятия для посетителей, информация о работе компании.

6. Описание предыдущих исследований информационной системы, а также техническое задание, спецификация, руководство пользователя существующей компьютерной информационной системы.

Недостатки метода:

1. В организации существует большое количество информации в виде документов, и часто бывает сложно вычленить необходимую часть из всей совокупности.

2. Документы могут не содержать необходимой информации за прошлый период, поскольку состав документов часто меняется, и сопоставить старый формат с новым не всегда просто.

3. Несмотря на эти недостатки, обзор документов является важным источником информации.

Наблюдение еще один важный источник информации для выявления недостатков существующего способа работы. Этот способ обследования применяют, когда есть необходимость изучить продолжительность какоголибо процесса, либо точно понять, как он протекает.

Мозговой штурм используется при анализе организации для генерирования новых идей и обсуждения существующих проблем. Проведение сеанса мозгового штурма предполагает участие группы людей. Во время одного сеанса могут быть рассмотрены разные направления деятельности компании.

Проведение сеанса требует тщательной подготовки со стороны аналитика.

Функция управления – это обособившийся вид управленческой деятельности.

Наиболее распространенная классификация выделяет следующие группы функций:

1. Общие функции управления являются обязательными для успешной работы любой организации. Сюда входят: планирование, организация, мотивация и контроль.

2. Конкретные функции (специфические) определяются объектом управления. К функциям современного предприятия относятся: планирование, маркетинг, предпринимательство; финансы, организация, производство, инновация; информация, социальное развитие.

Функция анализа является первой функцией управленческого цикла.

Совокупность выполняемых работ в рамках данной функции достаточно обширна: сбор информации, ее обработка, классификация, систематизация, хранение и анализ в целях управления.

В экономических системах существуют следующие виды анализа:

управленческий, экономический и финансовый.

8 Автоматизированное и автоматическое управление Задача всякого управления – организация и реализация целенаправленного взаимодействия на объект управления. Управление представляет собой процесс изыскания и реализации мер по переводу объекта в желаемое состояние.

Понятие управления связано с такими понятиями как «объект управления», «воздействие», и «цель».

Объект управления – та часть окружающего мира, состояние которой представляет интерес для субъекта в данной ситуации и на которую он может воздействовать целенаправленно (рисунок 5). При выделении объекта управления должны выполняться, по крайней мере, 2 условия:

1) на объект можно воздействовать;

2) это воздействие в принципе может приблизить нас к осуществлению поставленных целей в объекте, т.е. изменить его состояние в желательном для нас направлении.

Рисунок 5 – Объект управления и его взаимодействие со средой Понятие «воздействие» при решении задач управления рассматриваются только в информационном смысле. Выделение объекта управления и выделение каналов воздействия должно производиться только с точки зрения заданной цели управления.

Цель управления – совокупность условий, свойств и требований, которым должен удовлетворять объект управления.

Алгоритм управления – совокупность правил, методов и способов, позволяющих образовать (синтезировать) целенаправленное воздействие (управление), если известно действительное состояние объекта управления.

Наличие алгоритма управления является необходимым условием существования всякой системы управления.

При объединении объекта управления и управляющего устройства, реализующего алгоритм управления, получаем систему управления.

Системой управления называют такую совокупность объекта управления и управляющего устройства, процесс взаимодействия которых приводит к выполнению поставленной цели управления (рисунок 6).

Цель и алгоритм управления по отношению к системе управления имеют внешний характер. Это связано с тем, что цель управления и алгоритм определяются не данной системой управления, а другой более высокого уровня.

Таким образом, управление – это процесс поддержания системы в назначенных параметрах путем обработки информации о состоянии этой системы и принятия решения о воздействии на систему, т.е. управление – это процесс, направленный на достижение определенных целей на основе имеющейся информации.

Возможны другие определения управления.

Управление – это воздействия, направленные на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с управляемой программой или целью управления.

Управление – это целенаправленный процесс переработки информации, основой которого является целеполагание как завершающий этап формирования целей действий.

По характеру объектов управления выделяют следующие типы процессов управления: 1) Технологическое; 2) Организационное; 3) Организационно-технологическое.

8.3 Функции организационного управления Организационное управление – многофазный процесс переработки информации, принятия решений, выработки и реализации управляющих воздействий для достижения поставленных целей.

К общесистемным функциям организационного управления относят:

планирование (расчет, прогноз); учет (сбор данных); контроль; организация и координация; регулирование; анализ деятельности; принятие решений; оперативное управление.

К управленческим функциям относят: планирование; организация; регулирование; контроль.

Планирование – это процесс заблаговременной подготовки решений о том, что, кем, когда и сколько должно быть выполнено, включая обоснование и формирование целей. Функция планирования является первичной наиболее сложной и ответственной функцией управления.

Функция организации включает:

- создание условий для выполнения планов и достижения целей (создание организационной структуры, подбор и расстановка кадров, определение функций ее подразделений и установление порядка и условий их функционирования, прав, обязанностей и ответственности должностных лиц.);

- распределение ресурсов для рационального использования;

- классификация работ для контроля и управления.

Функция координации включает:

- управление по стыкам организаций;

- распределение работ;

- распределение ответственности за конкретные работы.

Функция мотивации:

- обучение и воспитание кадров;

- создание условий и стимулов у исполнителей.

Функция контроля необходима для создания и поддержания условий и гарантий для фактического выполнения планов и достижения целей.

Функция анализа включает в себя оценку:

- альтернативных вариантов планов и целей;

- текущих и критических ситуаций в смысле риска и потерь;

- эффективности функционирования ОПС и ее элементов ;

- стратегии и деятельности органов управления;

- качества работы подразделений и исполнителей;

- качества продукции;

- достаточности и распределения ресурсов.

Методы управления:

1. Целевое управление по заранее разработанной программе.

2. Управление, сводящееся к реакции на текущие события (метод «проб и ошибок» и «тушения пожара»).

8.4 Принятие решения в функциях управления Различают следующие основные этапы принятия решения:

1) формулирование проблемы;

2) выявление целей;

3) формирование критериев;

4) сбор информации (нахождение альтернатив и определение их свойств.);

5) выбор одной или нескольких альтернатив на основе их сопоставления по выбранным критериям;

6) оценивание последствий выбора и качества решения;

7) если оценка отрицательна, то возврат к 1 (2,3).

Процессы принятия решения необходимы в той или иной степени во всех функциях управления. Наиболее полно процессы принятия решений проявляются в функции планирования.

8.5 Понятие автоматизированного и автоматического управления Замену труда человека в операциях управления называют автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления – автоматическими устройствами.

Систему, в которой все рабочие и управляющие операции выполняют автоматические устройства, называют автоматической системой. Систему, в которой автоматизирована только часть операций, другая же их часть (обычно наиболее ответственная) сохраняется за людьми, называют автоматизированной (частично автоматической) системой. Существует государственный стандарт (ГОСТ 34.003-90), содержащий общетехнические термины и пояснения, применяемые в области автоматизированных систем. Согласно этому стандарту, автоматизированная система (AC) – это система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.

Системы управления в промышленности, как и любые сложные системы, имеют иерархическую структуру. Классификацию АСУ проводят по различным признакам.

По уровню управления: общегосударственная автоматизированная система, отраслевая автоматизированная система управления, территориальная АСУ, АСУ производственным объединением (фирмой) По характеру объекта управления АСУ делят на:

- АСУ предприятия (АСУП);

- АСУ технологическими процессами производства (АСУТП);

- АСУ территориальными организациями;

- АСОУ (автоматизированная система организационного управления) – предназначена для управления коллективами людей в экономических и социальных системах.

- АСОД (автоматизированная система обработки информации);

- АСНТИ – управление научно-техническими исследованиями.

9 Обеспечивающие и функциональные подсистемы Одним из основных свойств современной информационной системы (ИС) является делимость на подсистемы, которая имеет достоинства с точки зрения ее разработки и эксплуатации:

- упрощение разработки и модернизации ИС в результате специализации групп проектировщиков по подсистемам;

- упрощение внедрения и поставки готовых подсистем в соответствии с очередностью выполнения работ;

- упрощение эксплуатации ИС вследствие специализации работников предметной области.

Обычно выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы.

Обеспечивающие подсистемы ИС являются общими для всей ИС независимо от конкретных функциональных подсистем, в которых применяются те или иные виды обеспечения. Состав обеспечивающих подсистем не зависит от выбранной предметной области. В состав обеспечивающих подсистем входят подсистемы:

- организационного обеспечения;

- правового обеспечения;

- технического обеспечения;

- математического обеспечения;

- программного обеспечения;

- информационного обеспечения;

- лингвистического обеспечения;

- технологического обеспечения.

9.2.2 Подсистема «Организационное обеспечение»

Является одной из важнейших подсистем ИС, от которой зависит успешная реализация целей и функций системы. В составе организационного обеспечения можно выделить четыре группы компонентов:

1. Важнейшие методические материалы, регламентирующие процесс создания и функционирования системы:

2. Средства, необходимые для эффективного проектирования и функционирования ИС:

3. Техническая документация, получаемая в процессе обследования, проектирования и внедрения системы:

4. «Персонал», где представлена организационно-штатная структура проекта, определяющая состав главных конструкторов системы и специалистов по функциональным подсистемам управления.

9.2.3 Подсистема «Правовое обеспечение»

Данная подсистема предназначена для регламентации процесса создания и эксплуатации ИС. Включает совокупность юридических документов с констатацией регламентных отношений по формированию, хранению, обработке промежуточной и результатной информации системы.

9.2.4 Подсистема «Техническое обеспечение»

Подсистема представляет комплекс технических средств, предназначенных для выполнения всех информационных процессов (сбор, передача, хранение, поиск, обработка) в ИС:

- электронные вычислительные машины, осуществляющие обработку экономической информации;

- средства подготовки данных на машинных носителях;

- средства сбора и регистрации информации;

- средства передачи данных по каналам связи;

- средства накопления и хранения данных и выдачи результатной информации;

- вспомогательное оборудование и организационная техника.

9.2.5 Подсистема «Математическое обеспечение»

Подсистема математического обеспечения (МО) включает в себя совокупность математических моделей и алгоритмов для решения задач и обработки информации с применением вычислительной техники, а также комплекс средств и методов, позволяющих строить экономико-математические модели задач управления. В состав МО входят:

- средства МО (средства моделирования типовых задач управления, методы многокритериальной оптимизации, математической статистики, теории массового обслуживания);

- техническая документация (описание задач, алгоритмы решения задач, экономико-математические модели);

- методы выбора МО (методы определения типов задач, методы оценки вычислительной сложности алгоритмов, методы оценки достоверности результатов).

9.2.6 Подсистема «Программное обеспечение»

Подсистема программного обеспечения (ПО) включает совокупность компьютерных программ, описаний и инструкций по их применению на ЭВМ.

ПО делится на два комплекса:

1. Общее:

- операционные системы;

- операционные оболочки;

- интерпретаторы;

- программные среды для разработки прикладных программ;

- сетевые программы.

2. Специальное (совокупность прикладных программ, разработанных для конкретных задач в рамках функциональных подсистем, и контрольные примеры).

9.2.7 Подсистема «Информационное обеспечение»

Подсистема информационного обеспечения (ИО) представляет собой совокупность единой системы классификации и кодирования техникоэкономической информации, унифицированной системы документации и информационной базы. В состав ИО включаются два комплекса:

- компоненты внемашинного информационного обеспечения (классификаторы технико-экономической информации и документы);

- компоненты внутримашинного информационного обеспечения (макеты/экранные формы для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, структура информационной базы: входных, выходных файлов, базы данных).

Центральным компонентом информационного обеспечения является база данных (БД), через которую осуществляется обмен данными различных задач. База данных обеспечивает интегрированное использование различных информационных объектов в функциональных подсистемах.

9.2.8 Подсистема «Лингвистическое обеспечение»

Данная подсистема включает в себя совокупность научно-технических терминов и других языковых средств, используемых в информационных системах, а также правил формализации естественного языка, включающих методы сжатия и раскрытия текстовой информации с целью повышения эффективности автоматизированной обработки информации и облегчающих общение человека с ИС. Языковые средства, включенные в подсистему, делятся на две группы:

- традиционные языки (естественные, математические, алгоритмические языки, языки моделирования);

- языки, предназначенные для диалога с ЭВМ (информационнопоисковые языки, языки СУБД, языки операционных сред, входные языки пакетов прикладных программ).

9.2.9 Подсистема «Технологическое обеспечение»

Данная подсистема соответствует разделению ИС на подсистемы по технологическим этапам обработки различных видов информации:

- первичной и результатной информации (этапы технологического процесса сбора, передачи, накопления, хранения, обработки первичной информации, получения и выдачи результатной информации);

- организационно-распорядительной документации (этапы получения входящей документации, передачи на исполнение, этапы формирования и хранения дел, составления и размножения внутренних документов и отчетов);

- технологической документации и чертежей (этапы ввода в систему и актуализации шаблонов изделий, ввода исходных данных и формирования проектной документации для новых видов изделий, выдачи на плоттер чертежей, актуализации банка ГОСТов, ОСТов, технических условий, нормативных данных, подготовки и выдачи технологической документации по новым видам изделий);

- баз данных и знаний (этапы формирования баз данных и знаний, ввода и обработки запросов на поиск решения, выдачи варианта решения и объяснения к нему);

- научно-технической информации, ГОСТов и технических условий, правовых документов и дел (этапы формирования поисковых образов документов, формирования информационного фонда, ведения тезауруса справочника ключевых слов и их кодов, кодирования запроса на поиск, выполнения поиска и выдачи документа или адреса хранения документа).

Функциональные подсистемы (ФП)– комплекс задач с высокой степенью информационных обменов (связей) между задачами (некоторый процесс обработки информации с четко определенным множеством входной и выходной информации. Например, для экономической информационной системы:

начисление сдельной заработной платы, учет прихода материалов, оформление заказа на закупку и т. д.

Функциональные подсистемы ИС могут строиться по различным принципам: предметному; функциональному; проблемному; смешанному (предметнофункциональному).

Предметный принцип использования ИС в хозяйственных процессах промышленного предприятия определяет подсистемы управления производственными и финансовыми ресурсами.

Для реализации функций управления выделяют функциональные подсистемы, которые реализуются на различных уровнях управления и объединены в следующие контуры управления (маркетинг, производство, логистика, финансы): прогнозирование; нормирование; планирование (технико-экономическое и оперативное); учет; анализ; регулирование.

Проблемный принцип формирования подсистем отражает необходимость гибкого и оперативного принятия управленческих решений по отдельным проблемам в рамках систем поддержки принятия решений (СППР), например, решение задач бизнес-планирования, управления проектами.

На практике чаще всего применяется смешанный (предметнофункциональный) подход, согласно которому построение функциональной структуры ИС – это разделение ее на подсистемы по характеру хозяйственной деятельности, которое должно соответствовать структуре объекта и системе управления, а также выполняемым функциям управления.

9.4 Примеры подсистем из разных предметных областей 9.4.1 Федеральное государственное унитарное предприятие «Федеральный кадастровый центр «ЗЕМЛЯ»

В состав Информационно-аналитической системы второй очереди входят данной ИС входят следующие функциональные подсистемы:

- подсистема сбора и формирования статистической отчетности;

- подсистема анализа и прогнозирования;

- подсистема формирования электронных макетов аналитических сборников;

- информационно-справочная подсистема;

- подсистема планирования и мониторинга выполнения федеральных целевых программ.

9.4.2 Автоматизированная библиотечная информационная система «Академия+» – это семь функциональных подсистем (автоматизированных рабочих мест):

1) комплектование: заказ, регистрация и учет печатных и электронных изданий; формирование и печать учетной документации (ИК, КСУ I-III) и статистических справок; подписка; регистрация поступающей периодики;

статистика;

2) каталогизация: индексирование (систематизация, предметизация, ключевые слова и т.д.) документов; формирование и печать основных и добавочных каталожных карточек в соответствии с требованиями действующего ГОСТ;

3) библиографическое обслуживание: создание электронных коллекций; аналитическая роспись изданий; подготовка библиографических указателей; формирование учетных и аналитико-статистических документов;

4) библиотечное обслуживание: регистрация читателей, выдачи и приема изданий; постановка на очередь; работа с должниками; формирование и печать читательских требований, оповещений; статистический учет;

5) электронный каталог: электронный каталог системы (ОРАС) на базе сервера Z39.50 обеспечивает адекватный поиск записей формата RUSMARC;

6) администрирование системы: ведение справочников системы (авторитетно-нормативных записей); подготовка аналитико-статистических справок по ресурсам библиотеки (фонд, читательский спрос, обслуживание);

поддержка БД в рабочем режиме;

7) помощь: руководство пользователя по установке и использованию системы (рабочие инструкции, контекстные подсказки и т.п.).

9.4.3 Интегрированная автоматизированная информационная система вуза (на примере Оренбургского государственного университета) В настоящее время в рамках ИАС ОГУ насчитывается 12 функциональных подсистем. Каждая подсистема ориентирована на определенные структурные подразделения и реализует определенные функции управления вузом.

В состав функциональной подсистемы входит определенный набор задач.

Под задачей в рамках ИАС ОГУ понимается некоторый процесс обработки информации с четко определенным множеством входной и выходной информации. Перечень функциональных подсистем:

1. Управление организационно-кадровой структурой университета «Структура вуза».

2. Ведение электронного документооборота и нормативно-правового обеспечения «Делопроизводство».

3. Управление персоналом «Кадры».

4. Автоматизации деятельности приемной кампании регионального университетского комплекса «Приемная комиссия».

5. Управление учебным процессом «Деканат».

6. Организация и контроль научной деятельности «Наука».

7. Управление финансово-хозяйственной деятельностью «Имущество».

8. Управление учебно-методической деятельностью «Расписание».

9. Информационная поддержка различных категорий пользователей «Информационные ресурсы вуза».

10.Подсистема управления доступом к базе данных ИАС ОГУ «Права доступа».

11.Подсистема управления ресурсами ИАС ОГУ «Ресурсное обеспечение».

10 Процесс разработки и принятия решения 10.1 Понятие процесса разработки и принятия решения Принятие решений обычно называют процессом. В рамках рациональной модели можно выделить следующие этапы:

1. Диагностика проблемы.

2. Формулировка ограничений и критериев принятия решений.

3. Определение альтернатив.

4. Оценка альтернатив.

5. Выбор альтернативы 6. Реализация и контроль выполнения решений Практика показывает следующие наиболее распространенные ошибки при процессе разработки УР:

- исходно предпочтение оказывается одной альтернативе, остальные вне зависимости от их качества встречают сопротивление;

- руководители придерживают выбранного решения, даже если процесс реализации показывает их ошибочность;

- рискованные решения в основном вызываются нежеланием сбора дополнительной информации и привычкой к чисто интуитивным методам;

- наибольшее моральное сопротивление оказывается срочным и точным решениям, особенно, если есть удовлетворительные по своим качествам варианты.

10.2 Классификации управленческих решений Управленческие решения (УР) могут быть классифицированы, например, по следующим признакам:

- по степени формализации (формализованные и неформализованные);

- по надежности исходной информации (на основе надежной информации, в условиях риска, на базе неполной и неточной информации);

- по длительности последствий (долгосрочные, среднесрочные, краткосрочные);

- по уровням планирования (стратегические, тактические и оперативные);

- по частоте или повторяемости (одноразовые или повторяющиеся, рутинные);

- по степени охвата (общие для всего предприятия и узкоспециализированные);

- по виду процесса принятия решения (комплекс решений и выполняемые последовательно);

- по числу ЛПР (единоличные, индивидуальные или групповые, коллективные);

- по организационному распределению (централизованные и децентрализованные);

- по господствующему образу мышления (дискурсивные (рациональные, обдуманные) и интуитивные (спонтанные);

- по учету изменения данных (жесткие и гибкие);

- по степени их независимости друг от друга (автономные и дополняющие друг друга);

- по сложности (простые и сложные) и т.д.

Кроме приведенной классификации все виды решений, принимаемых в процессе управления, можно классифицировать по другой совокупности признаков, например:

- по объекту решения (ориентированные на цели или средства, основополагающие структурные или ситуационные);

- по надежности исходной информации (на основе надежной информации, рисковые и ненадежные);

- по срокам действия последствий (долго-, средне-, краткосрочные);

- по связи с иерархией планирования (стратегические, тактические, оперативные);

- по частоте повторяемости (случайные, повторяющиеся, рутинные);

- по производственному охвату (для всей фирмы, узкоспециализированные);

- по числу решений в процессе их принятия (статические, динамические, одно- и многоступенчатые);

- по ЛПР (единоличные, групповые, со стороны менеджеров, со стороны исполнителей);

- по учету изменения данных (жесткие, гибкие);

- по независимости (автономные, дополняющие друг друга);

- по сложности (простые и сложные);

10.3 Метод мозгового штурма и его модификации Принципы метода «мозгового штурма»:

1. Четкая формулировка цели и/или задач и ограничений.

2. Обеспечение максимальной свободы участникам.

3. Тщательное формирование состава участников.

4. Иерархическое ведение обсуждений: сначала – максимально вширь, затем оценка перспективности вариантов и отбор наилучших, потом снова «вширь».

5. Огромная роль «ведущего» и демократический стиль руководства.

Модификации процедуры проведения мозгового штурма:

1. Метод индивидуального мозгового штурма.

2. Письменный мозговой штурм.

3. Метод прямого мозгового штурма.

4. Метод массового мозгового штурма.

5. Метод двойного (парного) мозгового штурма.

6. Метод мозгового штурма с оценкой идей.

7. Обратный мозговой штурм.

8. Метод корабельного совета.

9. Метод конференции идей.

10.4 Принятие решений в условиях неполной и неточной информации Бывают вероятностные и детерминированные определения:

1. Риск – вероятность отклонения от запланированного уровня цели, т.е.

опасность потерь.

2. Риск – величина возможного отклонения от запланированного уровня Классификации рисков можно осуществлять, например, по следующим направлениям:

- по источникам возникновения:

- снабжение сырьем (качество, количество, сроки получения, цены и т.д.);

- по другим материальным ресурсам (оборудованию, энергии, персоналу, капиталам);

- производственный (в способах, в браке);

- при хранении, транспортировке;

- при реализации продукции (сбыт, цены, сроки, сохранность, в гарантиях, в оплате).

- по калькулируемости: калькулируемый и нет;

- по возможности страхования.

Можно различать риск:

- общий (угрожает предприятию как целому);

- специальный по фактору (сырьевой, по оборудованию, энергии, персоналу, капиталу);

- специальный при изготовлении продукции (брак, не те способы, в НИОКР, в хранении);

- специальный при оценке продукции (при сбыте, в цехах, в гарантиях, в оплате).

Методы предотвращения и уменьшения риска можно разделить на две основные группы:

1. Риски, основанные на уменьшении вероятности убытка путем изучения источников риска и предотвращения его появления:

2. Методы преодоления риска (снижения вреда):

10.5 Процессы принятия решения и управления Принятие решения — это процесс рационального или иррационального выбора альтернатив, имеющий целью достижение осознаваемого результата.

Содержание основных фаз принятия и реализации решения:

1. Сбор информации о возможных проблемах.

1.1. Наблюдение за внутренней средой фирмы.

1.2. Наблюдение за внешней средой.

2. Выявление и определение причин возникновения проблемы.

2.1. Описание проблемной ситуации.

2.2. Выявление организационного звена, где возникла проблема.

2.3. Формулировка проблемы.

2.4. Оценка ее важности.