Денис Шевчук.

Исследование систем управления: конспект лекций



скачать книгу бесплатно

Данная книга основана на современных принципах ускоренного качественного изучения и запоминания любых предметов. Рекомендую прочитать 2-3 раза и вы без труда освоите предмет.

Пособие содержит как теоретический материал, так и практические рекомендации.


С уважением,

Шевчук Денис, www.deniskredit.ru

Лекция 1. Предмет дисциплины «Исследование систем управления»

«Исследование систем управления» – дисциплина, предметом которой являются процессы управления, т. е. процессы, которые оказывают организационное воздействие на группу людей и на систему в целом.

Исследование – познание какого-либо объекта с целью получения новых знаний о данном объекте, законов его возникновения, функционирования, развития для последующего применения полученных знаний как в теории, так и в практике. Исследование можно разбить на следующие этапы:

• выявление необходимости исследования (наличие проблемы или задачи, которые необходимо разрешить для достижения поставленных целей);

• постановка цели исследования;

• определение объекта и предмета исследования.

Объектом исследования является структура (подразделение, предприятие, объединение предприятий, отрасль, национальное хозяйство), ее внутренняя и внешняя среда.

Предметом исследования может быть задача или проблема, которые не могут быть решены без проведения исследования;

• определение методов, с помощью которых могут быть решены проблемы;

• определение ресурсов, которые необходимы для успешного проведения исследования (материальных, финансовых, трудовых, информационных и др.), и изучение ресурсов, которые имеются у организации на данный момент;

• определение результатов исследования, т. е. планирование итогов/

Исследование систем управления необходимо проводить:

• при совершенствовании системы управления действующей организации;

• разработке системы управления вновь создающейся организации;

• совершенствовании системы управления производственных объединений или предприятий в период реконструкции или технического перевооружения;

• совершенствовании системы управления вследствие изменения формы собственности;

• решении иных вопросов, связанных с функционированием систем и управлением ими.

Существует различие между вышеуказанной учебной дисциплиной и наукой.

Наука – глубокое теоретическое знание о процессах, явлениях, их взаимосвязи и развитии.

Учебная дисциплина – первичные знания, которые преподаются студентам для ознакомления с основами науки.

Лекция 2. Понятие, свойства и виды систем

Система – организационное сложное целое, состоящее из множества элементов, расположенных в определенном порядке и зависящих друг от друга, взаимодействующих между собой при помощи отношений и связей, и образованное для выполнения конкретной цели.

Свойства системы могут быть условно разделены:

• на свойства I ряда – свойства, имеющие непосредственное системное происхождение:

• целостность – система представляет собой организационное сложное целое;

• делимость – система всегда может быть разделена на подсистемы, компоненты и элементы;

• множественность – каждая система состоит из множества частей (уровни иерархии, количество элементов и связей);

• целеустремленность – каждая составляющая системы должна быть ориентирована на достижение общей цели;

• свойства II ряда – свойства, которые обеспечивают работоспособность системы:

• гомогенность (однородность) – система должна иметь хотя бы одно общее свойство;

• гетерогенность (разнородность) – в каждой системе должно быть многообразие свойств разнородных элементов;

• самоорганизованность – самостоятельно существующая и функционирующая система не должна разрушаться;

• иерархичность – система – это совокупность элементов, расположенных на разных уровнях иерархии;

• централизованность – в каждой системе должно быть центральное звено, которое будет стоять над всеми уровнями иерархии;

• эмерджентность – свойства системы в целом отличаются от свойств отдельных ее элементов.

Системы можно классифицировать:


? по способу образования:

• естественные – системы, созданные природой без вмешательства человека;

• искусственные – системы, созданные человеком для удовлетворения различных потребностей;


? сущности:

• космические;

• биологические;

• технические;

• социальные;

• экономические;

• экологические;

• политические и др.;


? отношению к целевому назначению:

• целенаправленные – системы, которые заранее программируют работы, для достижения поставленных целей;

• целеустремленные – поставленные цели достигаются путем выбора альтернативных способов;


? наличию центрального ведущего элемента:

• централизованные – системы, в составе которых есть центральное звено, играющее ведущую роль;

• децентрализованные – системы, в которых роли распределяются равномерно между элементами;


? размеру.

• малые (включают менее 30 элементов);

• средние (включают до 300 элементов);

• большие (содержат больше 300 элементов, такие системы трудно исследовать без предварительного разбиения их на более простые функциональные составляющие);


? степени сложности:

• простые – системы, которые не нуждаются в разбиении на составляющие при решении проблем;

• сложные – системы, подсистемы которых необходимо изучать не изолированно друг от друга, так как все элементы являются взаимосвязанными и взаимозависимыми;


? отношению к изменениям во времени:

• относительно статичные – системы, имеющие одно возможное и заданное состояние;

• динамичные (изменяются с течением времени);


? продолжительности функционирования:

• краткосрочные;

• среднесрочные;

• долгосрочные;

• специализации:

• специализированные – системы, выполняющие одну функцию при создании продукции или услуги;

• комплексные – выполняют все функции при производстве продукции;

• предсказуемости поведения:

• детерминированные – результаты деятельности, которые могут быть предсказаны;

• стохастические – результаты деятельности, которые определены вероятностью;


? взаимодействию с внешней средой:

• изолированные – при функционировании не имеют связей с внешней средой;

• закрытые – функционируют независимо от окружающей среды и имеют строго фиксированные границы (пример, натуральное хозяйство);

• открытые – взаимодействие с окружающей средой носит двусторонний характер: системы влияют на окружающую систему и на себе испытывают ее влияние.

Лекция 3.
Подходы к исследованию систем управления

Системный подход – методологический подход, изучающий объект как единое целое. Объект исследования представляется как совокупность подсистем, элементов с внутренними и внешними связями. Используется для комплексного исследования принимаемых решений, анализа возможных вариантов их реализации, координации усилий по претворению их в жизнь.

Эмпирический подход – подход, при котором объект исследуется на основе уже имеющегося опыта. При данном подходе изучаются предшествующие аналогичные случаи и вырабатываются общие правила поведения в сходных ситуациях. Используются методы аналогий, которые заключаются в анализе уже имеющегося опыта и оценивании возможности его использования в конкретных случаях, методы сравнений и т. д.

Анализ межличностных отношений и группового поведения – подход, основой которого является изучение внутренних связей в организации, т. е. изучение формальных и неформальных групп в организации, формальных и неформальных лидеров, горизонтальных и вертикальных связей, систем мотивации и стимулирования, видов власти, которые существуют в изучаемой организации.

Формирование корпоративной культуры – традиции, ценности, символы, убеждения, формальные и неформальные правила поведения членов организации.

Социотехнические системы – подход, который создает условия для приспособления человека к технике с целью увеличения эффективности производства и сокращения времени, затрачиваемого на производство.

Теория принятия решений и эффективные коммуникации – подход соответствия информационной и организационной структур.

При данном подходе лица, которые принимают решения, должны обладать всей необходимой информацией. Для эффективности принятия решений информаиия должна обладать свойствами:

• достоверности;

• ясности;

• своевременности;

• полноты;

• оперативности;

• надежности.

В организационных структурах должны быть эффективные коммуникации для уведомления нижестоящих уровней иерархии о принятых решениях наверху.

Моделирование – подход построения модели организации, в которой отражаются все подсистемы, элементы, взаимосвязи и закономерности функционирования организации.

Операциональный подход – подход, в котором выделяются функции и работы для анализа процесса управления, оценка трудозатрат и затрат ресурсов.

Ситуационный подход – подход принятия решений при быстротечном изменении окружающей среды: изменения на рынках, появление новых конкурентов и т. д. При этом подходе изучается сложившаяся ситуация, выявляются ее причины и воздействия, которые могут быть использованы для достижения целей исследования в конкретных случаях. Указанный подход обычно используется.

• когда одни и те же ситуации часто повторяются, для разрешения которых вырабатываются стандартные решения на основе анализа предыдущих однотипных ситуаций. Это позволяет экономить материальные и трудовые ресурсы, время;

• при возникновении новых ситуаций, которые отличаются от стандартных и не имеют готовых решений.

Процессный подход – подход к исследованию систем управления как к непрерывному выполнению совокупности взаимосвязанных между собой работ и общих функций управления. Процесс исследования – совокупность функций и действий исследователя, направленных на изучение объекта исследования, которые превращают входы (исследуемый объект) в выходы (результат исследования). Процесс исследования регулируется рычагами и ресурсами. Рычаги осуществляют свое влияние на процесс управления посредством методов и методик, требований заказчиков и потребителей, конкурентов, законодательств и т. д. Ресурсы обеспечивают всеми необходимыми средствами (материальными, техническими, транспортными и т. д.) для осуществления процесса исследования.

Лекция 4. Системный подход к исследованию систем управления

Системный подход – подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирования, а цели каждого из элементов определены исходя из общего предназначения объекта.

При использовании системного подхода организация рассматривается как система, состоящая из элементов и подсистем, обособленных между собой, но взаимосвязанных и взаимодействующих.

Но несмотря на то что элементы являются обособленными, изменение одного элемента ведет к изменению в других элементах и подсистемах. При этом необходимо изучать функционирование системы в динамике,

В основе системного подходи лежат следующие общие черты:

• при исследовании объекта как системы каждый элемент описывается с учетом его места в целом;

• в любом системном исследовании возникает проблема управления;

• исследование системы неотделимо от исследования условий ее существования;

• для системного подхода специфична проблема порождения свойств целого из свойств элементов и наоборот;

• в системном исследовании недостаточны чисто причинные объяснения функционирования и развития объекта (целесообразность поведения не всегда, соответствует причинно-следственным схемам);

• источник преобразования системы или функций находится обычно в самой системе;

• самоорганизация систем связана с целесообразным поведением, допущением множества индивидуальных характеристик и степеней свободы.

Системный подход обладает следующими достоинствами:

• расширение путей для познания объекта исследования, в том числе его синергетических свойств;

• возможность декомпозировать любой изучаемый объект с необходимой глубиной для достижения цели исследования, что обеспечивает выявление всего необходимого для изучения любого относительно неделимого элемента;

• создание более глубокой схемы Обоснования и выявления характера и достоверности связей и отношений в исследуемом объекте, и при этом формируются предпосылки для поиска новых механизмов эффективного функционирования объекта;

• тесная связь с другими методологическими направлениями науки, а при необходимости имеется возможность совместного интегративного применения других методологических подходов, что повышает результативность исследования.

При исследовании объекта системный подход использует различные науки и методы. К ним относятся:

• информатика;

• исследование операций;

• теория управления;

• теория организации;

• исследование операций;

• общая теория систем;

• системотехника и др.

Общая теория систем (ОТС) – подход к науке о системах, выдвинутый австрийским биологом Л. Берталанфи, в соответствии с которым системы любой природы могут быть изучены путем отыскания структурного сходства законов, установленных в различных дисциплинах, обобщения этих законов, вывода обобщенных закономерностей.

Системотехника – дисциплина, изучающая вопросы создания, испытаний и эксплуатации сложных автоматизированных систем.

В рамках данной дисциплины решаются задачи прикладного исследования, связанные с планированием и созданием сложных систем управления. «Исследование операций» – объединение различных научных математических и количественных методов моделирования. В основе исследования операций лежат такие методы, как:

• теория игр – метод моделирования оценки воздействия принятого решения на конкурентов. Игровые модели используются для прогнозирования реакции конкурентов на изменение цен, новые компании поддержки сбыта, предложения дополнительного обслуживания, модификацию и освоение новой продукции.

Использование теории игр затруднено сложностью реального мира, которая обусловлена быстрыми изменениями окружающего мира, невозможностью прогнозирования реакции конкурентов на эти изменения. Наиболее эффективно их применение в ситуациях принятия решения в условиях конкурентной борьбы;

• теория вероятности – метод, который при принятии решений опирается на определение значения вероятности наступления определенных событий с последующим выбором наиболее предпочтительного среди возможных;

• методы линейного программирования: в процессе управления одной из главных является задача нахождения оптимального решения из всех имеющихся вариантов. Для достижения этого решения необходимо наличие определенных ресурсов: финансовых, трудовых, материальных, временных и т.д. Поэтому оптимальным вариантом решения будет являться тот, при котором поставленная цель будет достигнута:

• с минимальными расходами;

• максимальной эффективностью;

• наименьшими затратам времени и усилий. Задачей линейного программирования является достижение оптимального управления.

Оптимальное управление – управление, которое удовлетворяет всем поставленным ограничениям. На выбор наилучшего решения налагаются 2 вида ограничений:

• ограничения внешней среды: законы и условия природы;

• ограничения, связанные с используемыми ресурсами.

Лекция 5. Общая теория систем

Чтение – вот лучшее учение! Книгу ничто не заменит.


Общая теория систем (ОТС) – подход, изучающий законы отдельных систем с целью выявления общих законов, свойственных всем системам, с последующим их обобщением в закономерности функционирования систем.

Цель ОТС заключается в построении концептуальной и диалектической основы для развития методов, пригодных для исследования более широкого класса систем, чем те, которые связаны с неживой природой.

OTС использует следующие основные понятия.

• система – целостное упорядоченное множество объектов (элементов, компонентов, подсистем), связанных между собой отношениями, направленное на достижение поставленной цели;

• внешняя среда – множество элементов, не входящих в состав системы, но влияющих на нее либо испытывающих на себе ее влияние;

• входы системы – это внешние связи, по которым из окружающей среды в организацию поступают ресурсы (материальные, трудовые, информационные и др.);

• выходы системы – связи, по которым системы осуществляют передачу результатов своей деятельности (товары и услуги) в окружающую среду;

• процесс системы – преобразования, протекающие внутри организации по преобразованию входов в выходы;

• элемент – простейшая составная часть системы (не имеющая внутреннего строения), которая при разложении системы является заключительной частью системы;

• компонент – группа элементов, которые образуют целостную часть системы в функциональном отношении;

• подсистема – относительно самостоятельная часть системы, обладающая внутренней структурой для достижения определенных подцелей цели системы;

• отношение – множество последовательных контактов, порождающих структуру системы;

• структура – совокупность элементов и связей между ними;

• связь – отношение между элементами, компонентами и подсистемами системы. Связи бывают внешние и внутренние;

• прямые (передают элементам цели и порядок действия) и обратные (передают ответ элементов на полученную информацию);

• вертикальные (связь между руководителем и подчиненным) и горизонтальные (связи на одном уровне иерархии);

• цель – желаемый результат деятельности, но не всегда является достижимым;

• результат – реально полученная ситуация в итоге функционирования системы;

• эффект – следствие, полученное от результата деятельности.

Применение обшей теории систем обусловлено следующими ее достоинствами:

• при рассмотрении систем используется «целостный подход», т. е. сохраняются идентичность систем и свойства неделимых элементов;

• при исследовании систем используются частные законы других дисциплин и наук при помощи нахождения подобных структур в системах;

• часто используются математические модели для исследования, с помощью которых мы переходим «от анализа содержания к анализу структуры» для более быстрого исследования. Но с помощью математических моделей мы не можем полностью описать реальные системы;

• является связующим звеном между различными дисциплинами;

• проектирование системы в целом означает создание оптимальной конфигурации (структуры) системы.

Недостаток – не учитывает множество специфических факторов.

Лекция 6. Основы и принципы системотехники

Системотехника – научное направление, охватывающее изучение процессов:

• создания:

• испытания:

• эксплуатации сложных систем.

Системотехника выявляет устойчивые причинно-следственные связи между объектами, процессами и величинами и устанавливает принципы существования и действия сложных систем.

Концепция системотехники состоит в упрощении сложных систем. Выделяют 3 основных принципа системотехники.

• физичности;

• моделируемости;

• целенаправленности.

Принцип физичности: всякой системе (независимо от ее природы) присущи физические законы (закономерности), возможно, уникальные, определяющие внутренние причинно-следственные связи, существование и функционирование. Никаких других законов (кроме физических) для объяснения действия систем любой природы (в том числе живых) не требуется. Принцип основан на следующих постулатах:

• целостности, система – целостный объект, а не множество подсистем, который допускает различные членения на подсистемы.

В основе этого постулата лежит принцип о недопустимости потери понятий ни при композиции (объединении подсистем в систему), ни при декомпозиции (делении системы).

Если сумма частей равна целому, системы называют аддитивными относительно данного членения, если сумма больше целого – супераддитивными, если сумма меньше целого – субаддитивными.

Постулат целостности применяется в раскрытии и накоплении сведений о системных свойствах на всех этапах исследования и в обобщении их в понятия, а затем – в применении этих понятий к подсистемам при исследовании их порознь после декомпозиции. Выявление целостности состоит из изучения:

• всех взаимосвязей внутри системы;

• взаимосвязей системы со средой;

• системного свойства;

• его содержания;

• механизма образования;

• свойств подсистем, подавляемых общесистемным свойством, механизма этого подавления и условий в которых он теряет силу;

• автономности: сложные системы имеют автономную пространственно– временную метрику (группу преобразований) и внутрисистемные законы сохранения, определяемые физическим содержанием и устройством системы и не зависящие от внешней среды. Суть этого постулата состоит в том, что каждая система расположена в адекватном ей геометрическом пространстве (реальном, функциональном, мыслимом) и, ограничиваясь метрическими пространствами, каждому классу систем (конкретной системе) можно приписать метрику, определяемую соответствующей группой преобразований. Это – автономная метрика системы, либо автономная группа преобразований.

Введение метрики означает создание модели геометрии системы, чем ближе эта модель к истинной геометрии системы, тем проще представление системы.

Принцип моделируемости: представление сложных систем в виде множества моделей. Модель, ориентированная на определенную группу свойств сложной системы, всегда проще самой системы. Принцип содержит 3 постулата.

• дополнительности: сложные системы, находясь в различных средах (ситуациях), могут проявлять различные системные свойства, в том числе альтернативные (т. е. несовместимые ни в одной из ситуаций по отдельности). Например, электрон в одних взаимодействиях проявляет себя как частица, в других – как волна;



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2

Поделиться ссылкой на выделенное