Файл: Теория систем2.pdf

3

Введение

Современное состояние общества характеризуется внедрением достижений научно-технического прогресса во все сферы деятельности. Создание сложных технических систем, проектирование и управление сложными комплексами, анализ экологической ситуации, особенно в условиях агрессивного техногенного воздействия, исследование социальных проблем коллективов, планирование развития регионов и многие другие направления деятельности требуют организации исследований, которые имеют нетрадиционный характер. Таким образом, в различных сферах деятельности приходиться сталкиваться с понятиями больших или сложных систем.

Вразных сферах практической деятельности развивались соответствующие методы анализа и синтеза сложных систем: в инженерной деятельности – системотехника, методы проектирования; в военной сфере – методы исследования операций, теория оптимального управления; в научных исследованиях – имитационное моделирование, теория эксперимента.

В80-е гг. XX в. все эти теоретические и прикладные дисциплины приобретают общую направленность, они образуют «системное движение».

Ввиду того, что сложные системы стали предметом изучения, проектирования и управления, потребовалось обобщение методов исследования систем. В последнее время это движение оформилось в науку, которая получила название «системный анализ». Основу математического аппарата системного анализа составляют линейное и нелинейное программирование, теория принятия решений, теория игр, имитационное моделирование, теория массового обслуживания, теория статистических выводов и т.п.

Внастоящее время методы системного анализа получили широкое применение при перспективном и текущем планировании научно-

4

исследовательских работ, проектировании различных объектов, управлении производственными и технологическими процессами, прогнозировании развития отдельных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Особенно часто к ним обращаются при решении задач распределения трудовых ресурсов и производственных запасов, назначения сроков профилактического ремонта оборудования, выбора средств транспортировки грузов, составления маршрутов и расписаний перевозок, размещения новых производственных комплексов и целого ряда других.

Отметим еще одну особенность задач системного анализа, а именно, требование оптимальности принимаемых решений. То есть, в настоящее время перед системными аналитиками ставится задача не просто разрешения той или иной проблемы, а выработка таких рекомендаций, которые бы гарантировали оптимальность решения.

5

Раздел 1. Основные понятия

1.1. Теория систем. Системный анализ. Исследование операций

Существенной особенностью процесса развития прикладных наук, используемых в сфере организационного управления, явилось отсутствие одного важного элемента: функция общего руководства развивалась без привлечения науки.

Всегда, когда общая задача организационного управления разбивается на ряд частных задач, возникает необходимость объединения, или интеграции, этих функций в интересах достижения общей цели. Решение такой задачи и составляет содержание функции общего руководства.

Для реализации этой функции общего руководства должны быть обязательно определены цели подразделений, подчиненных руководителю, и заданы критерии, позволяющие оценивать степень достижения этих целей (критерии оценки деятельности подразделений). Так, например, для основных функциональных подразделений руководители фирм обычно устанавливают следующие цели.

Производство. Максимизировать количество производимых товаров (или услуг) и минимизировать удельные издержки производства.

Сбыт. Максимизировать объем проданных товаров и минимизировать удельные издержки сбыта.

Финансирование. Минимизировать объем капитала, требуемого для обеспечения заданного уровня производства продукции.

Кадры. Обеспечить добросовестное выполнение персоналом своих служебных обязанностей и высокую производительность труда.

С такими целями в принципе все согласны, но, так как они часто противоречивы, их очень трудно реализовать на практике. Вследствие этого возникают конфликты между функциональными подразделениями.

6

Рассмотрим в качестве примера отношение к стратегии управления запасами, характерное для каждого из перечисленных функций подразделений.

Производственный отдел стремится выпускать как можно больше продукции при наименьших затратах. Этого можно достичь, производя непрерывно всего один вид продукции. Если нужно выпускать различные изделия, то самым дешевым способом является выпуск максимально возможного количества изделий в течение производственного цикла. Такая стратегия минимизирует потери времени на переналадку оборудования, обеспечивая получение выгод, связанных с длительными производственными циклами. Если бы производственному отделу удалось настоять на выпуске относительно небольшой номенклатуры изделий в течение длительных и непрерывных производственных циклов, то возникли бы большие запасы продукции при относительно небольшом числе изделий. И действительно, производственный отдел, как правило, предпочитает стратегию, допускающую образование больших запасов при узкой номенклатуре выпускаемых изделий.

Отдел сбыта также заинтересован в больших запасах, чтобы удовлетворить любые запросы потребителя в любой момент времени. Этот отдел стремится продать как можно больше продукции, и поэтому должен предлагать максимально широкую номенклатуру изделий. Вследствие этого между производственным отделом и отделом сбыта обычно возникает конфликт по поводу номенклатуры выпускаемых изделий.

Также и финансовый отдел и отдел кадров имеют различные представления о том, какова должна быть стратегия управления запасами фирмы.

Но задача руководителя как раз в том и заключается, чтобы выбрать такую стратегию управления запасами, которая наилучшим способом служит интересам фирмы в целом, а не интересам одного из подчиненных ему подразделений. Решение этой задачи требует, чтобы учитывались интересы

7

всей системы.

Итак, в основе современного научного подхода к управлению лежит

системный принцип.

Ценность системного принципа для управления предприятием можно понять, рассмотрев два аспекта работы управляющего. Во-первых, он стремится добиться суммарной эффективности своей организации и не допустить, чтобы частные интересы какого-либо одного элемента организации повредили общему успеху. Во-вторых, он должен добиваться этого в условиях организационной среды, которая всегда содержит противоречащие друг другу цели.

Системный принцип, или системный подход, - это всего лишь признание того, что всякая организация представляет собой систему, состоящую из частей, каждая из которых обладает своими собственными целями. Управляющий понимает, что достигнуть общих целей организации можно только в том случае, если рассматривать ее как единую систему.

Таким образом, можно утверждать, что системный анализ занимается в основном анализом функциональных систем, т.е. систем, работа которых определяется решениями людей (в противоположность, например, физическим системам, которые подчиняются лишь законам природы).

Теория систем традиционно всегда была тесно связана с проектированием и разработкой сложных систем (первая разработка в этой области предпринята для телефонии), тогда как системный анализ обеспечивал математическое описание процессов функционирования и управления. Системный анализ ориентирован на решение задач, для которых можно построить математические модели, позволяющие получать оптимальные решения. Что касается теории систем, то она, используя формальные построения, имеет дело с более сложными задачами и ее методы являются более глобальными и абстрактными. В теории систем учитываются социальные и биологические факторы, которые пока трудно оценить количественно.

8

Система является совокупностью динамически взаимосвязанных элементов, смыслом эволюции которой является достижение некоторой цели. Теория систем занимается прежде всего выявлением механизма достижения этой цели, а также механизмов саморегулирования и перехода в состояние равновесия. Системный анализ, ориентированный на построение количественных моделей упомянутых выше механизмов функционирования сложных систем, способен внести в эту теорию важный вклад. Таким образом, правомерно рассматривать системный анализ как одну из дисциплин, способствующих развитию общей теории систем.

1.2. Системы и их свойства

Определение. Система – это множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами.

Это определение предполагает, что система имеет свойства, функции и цели, отличные от свойств, функций и целей составляющих ее объектов, отношений и атрибутов.

Определение. Объекты – это просто части системы.

Большинство систем состоит из физических частей: атомов, переключателей, пружин и т.д., но в систему могут входить и абстрактные объекты: математические переменные, уравнения, законы и т.п.

Определение. Атрибуты – это свойства объектов.

Например, приведенные выше в качестве примера объекты наряду с другими имеют следующие атрибуты: атомы – число электронов на орбитах, атомный вес; пружины – упругость, перемещение.

Определение. Отношение – одна из форм всеобщей взаимосвязи всех предметов, явлений, процессов в природе, обществе, мышлении.

Отношения предметов друг к другу исключительно многообразны: причина и следствие, часть и целое, подчинение и соподчинение, аргумент и функция, следование во времени, и т.д. В математике и логике используют

9

такие виды отношений, как «… больше чем…», «…включено в…», «…влечет за…» и т.п.

В определении системы отмечено, что для всех систем характерно наличие отношений между объектами и между их атрибутами.

Определение. Если каждая часть системы так соотносится с каждой другой частью, что изменение в некоторой части вызывает изменения во всех других частях и во всей системе в целом, то система ведет себя как целостность, или как некоторое связанное образование.

Определение. Если в совокупности совершенно не связанных между собой объектов изменение в каждой части совокупности зависит только от самой этой части, а изменение в совокупности в целом является физической суммой изменений в ее отдельных частях, то такая совокупность называется

обособленной или физически аддитивной.

Понятия целостности и обособленности могут быть использованы для того, чтобы качественно определить другие свойства, часто наблюдающиеся в физических системах. Большинство неабстрактных систем изменяются во времени.

Определение. Если изменения системы во времени приводят к постепенному переходу от целостности к обособленности, то это означает,

что система подвержена прогрессирующей изоляции.

Различают два типа прогрессирующей изоляции. Первый простейший тип соответствует распаду. Примером распада физической системы может служить, в частности, вышедший из строя радиоприемник. Второй тип прогрессирующей изоляции соответствует росту. В этом случае система изменяется в направлении возрастающего деления на подсистемы или в направлении возрастающей дифференциации функций. Этот тип изоляции возникает обычно в системах, в которых протекают процессы эволюции и развития.