Автоматизация процессов подготовки производства

Гомеостазис непосредственно связан с приспособлением системы к изменяющимся условиям, т. е. с таким преобразованием состояний окружающей среды в состояния системы, при котором значения существенных переменных последней не выходят за дозволенные пределы [115].

Наиболее важные особенности гомеостатического регулирования в производственных системах состоят в том, что, во-первых, большое значение имеет согласованность критериев на разных уровнях управления при известной самостоятельности этих уровней; во-вторых, поведение системы не может быть определено однозначно, а лишь на основе стохастических моделей; в-третьих, должно быть обеспечено эффективное взаимодействие людей, имеющих подчас различные цели и интересы. Это взаимодействие приобретает решающее значение в связи с массовым участием трудящихся в управлении производством и личной заинтересованностью каждого трудящегося в общих результатах.

Итак, регулятор создается для того, чтобы непрерывно поддерживать заранее установленное значение выхода регулируемого процесса (объекта), свести к минимуму отклонения от этого значения. При этом «не его (регулятора - В. Р.) ума дело», насколько удачно установлено нормативное значение выхода.

Блок, устанавливающий нормативное (желаемое) значение выхода, а также программу регулирования,- задающий блок - обычно не совмещают с регулятором, а располагают внутри рассматриваемой системы (ЗБ на рис. 5, е), либо за ее пределами, либо, наконец, частично там, частично здесь (случай, когда один подблок этого блока, устанавливающий значение выхода, размещают вне системы, а другой подблок, вырабатывающий программу регулирования,- внутри нее).

По сути, деятельность задающего блока сводится к планированию, а результатом его деятельности являются планы. Деятельность же регулятора призвана обеспечить реализацию этих планов.

По справедливому утверждению У. Р. Эшби, если Р является совершенным регулятором, обеспечивающим нормативный выход независимо от возмущений на входе, то задающий блок ЗБ полностью управляет этим выходом.

Следовательно, управляющей системой является такая система, которая включает задающий блок ЗБ и совершенный регулятор Р [87].

Системой управления в этом случае будем называть систему, в которой реализуется процесс управления путем взаимодействия объекта управления и управляющей системы.

Такая система, как показано на рис. 5, е, функционирует в замкнутом контуре управления с использованием прямой (к объекту) и обратной (от объекта) связи.

Информация. Ранее неоднократно упоминалось об обмене информацией между управляемым объектом и управляющей системой, а также между блоками последней. При этом подразумевалось, что все эти части системы связаны друг с другом определенными информационными потоками, т. е. предполагалось наличие некоей информационной системы, вторичной, подчиненной по отношению к системе управления и предназначенной для сбора, передачи, обработки, хранения и выдачи циркулирующей в ней информации.

Понятие «информация» отнюдь не равнозначно любому получаемому сообщению. Не всякое сообщение несет информацию, ибо, как отмечает В. М. Глушков, «...процесс получения информации есть процесс снятия неопределенности в результате того, что из некоторой совокупности возможных в данной конкретной ситуации явлений выделяется явление, фактически имевшее место» [37]. Следовательно, получение некоторого известия, в котором для получателя нет ничего нового (например, сообщения, что Днепр продолжает течь в Черное море), не является для него информацией.

Отсюда ясно, что информацию нельзя оценивать числом передаваемых знаков, строк или документов (кроме случаев подбора необходимых для ее передачи и обработки технических средств системы). Вместо этого должна быть применена какая-то другая мера информации, связанная с уменьшением неопределенности. Соответствующий подход был разработан известным специалистом по теории информации и кибернетике К. Шенноном [8], [169].

В основе теории Шеннона лежит количественная о цен - к а степени неопределенности, связанной с различными случайными событиями (опытами), исход которых нельзя однозначно предсказать заранее.

Для эффективного управления нужна информация своевременная, достоверная, необходимая, достаточная, надежная и представленная в удобной форме. Эти качества информации могут быть охарактеризованы следующим образом.

Своевременной считается информация, поступившая в течение определенного интервала времени. Информация должна поступить не позднее момента, после которого остается достаточно времени для подготовки, принятия и реализации решений по управлению. Вместе с тем нежелательно слишком раннее представление информации, которая может устареть и потребовать дополнительных затрат на ее хранение.

Достоверность информации означает такое ее качество, когда она независимо от источников информации и каналов передачи достаточно точно отражает состояние управляемого объекта.

Необходимой считается та информация, без которой невозможно принятие решений по управлению. Всякое сокращение информации,

содержащейся в сообщении, уменьшает наши знания об управляемом объекте. Вместе с тем во многих случаях в целях повышения достоверности приходится допускать определенную избыточность информации (например, многократное - для точности - повторение одних и тех же сведений).

Достаточная информация содержит весь набор сведений, используемых для принятия решений по управлению: добавление других сведений в этом случае не дает новых знаний об объекте.

Под надежностью понимается гарантированная (с заданной вероятностью) передача информации от источника потребителю.

Наконец, удобной считается такая форма представления информации, пользуясь которой руководитель может наилучшим образом представить себе характер, размер и значимость отклонений фактического хода работ от запланированного.

В практике функционирования производственных, в том числе строительных, организаций и объединений для передачи информации используют устную речь, письменные сообщения и слаботочную связь: проводную (телетайп, телеграф, телефон) и беспроводную (радио, радиорелейная, телевизионная связь). Большое будущее принадлежит лазерной связи. Естественно, что каналы связи должны быть спроектированы так, чтобы их можно было использовать для передачи любого из некоторой совокупности сообщений, а не только того, которое будет в действительности выбрано, так как результат этого выбора еще не известен в момент проектирования [169].

При передаче информации, весьма важно обеспечить ее помехоустойчивость, т. е. способность противостоять искажающему влиянию помех. Случайные помехи могут возникать по чисто физическим причинам (например, плохая слышимость при разговоре по телефону), а также из-за ошибок при кодировании и декодировании сообщений. Кроме того, возможен так называемый семантический шум, т. е. искажение при интерпретации того или иного сообщения, и, наконец, дезинформация (приписки в отчетах и др.).

Помехоустойчивость повышается за счет уже упоминавшейся избыточности, обеспечивающей большую надежность передач. Обратная ей величина - содержательность. Так, скупой язык телеграммы более содержателен, чем письменный рассказ о том же событии. Однако при увеличении содержательности, например изъятием запятых, снижается помехоустойчивость, вследствие чего текст телеграммы легче искажается. Поэтому, как правило, допускается и даже считается обязательной некоторая избыточность информации, реализуемая многократным повторением сообщения по одному и тому же либо по разным каналам, введением контрольных сумм и некоторыми другими способами. Это, разумеется, связано с дополнительными затратами, которые надо соразмерять с получаемым эффектом (см., например, кн. О. Ланге [80]).

Существуют «направленные» и «ненаправленные» информационные связи. Первые соответствуют административно-организационной структуре системы управления и строго регламентируются, вторые получатель информации обычно устанавливает самостоятельно, отыскивая нужные сведения в архивах, библиотеках, книгах, журналах, на выставках, конференциях и т. п. Увеличение объема ненаправленной информации позволяет, как правило, сократить объем направленной без ущерба для качества управления. Однако такое увеличение, обычно происходящее при децентрализации управления, требует знания путей получения ненаправленной информации, легкости доступа к ней и восприятия ее, а также определенной заинтересованности потребителя в этой информации [87].

Множество источников и потребителей информации, охватываемых системой, могут быть соединены по-разному. Это выдвигает задачу отыскания оптимальной структуры связывающей их коммуникационной сети, характеризующей обычно определенные потоки направленной информации (см. § 7). При оптимизации структуры такой сети внутренним критерием чаще всего является размер капитальных и эксплуатационных затрат (внешний критерий - надобность потребителей в определенной информации), а все другие условия - сроки, надежность и т. п.- учитываются в форме ограничений.

Большое влияние на установление оптимальной структуры сети оказывает набор задач, решаемых системой управления, функции ее отдельных частей и организационная структура. На них же, в свою очередь, может оказывать определенное воздействие коммуникационная сеть. Следовательно, надо стремиться к отысканию оптимального варианта системы управления в целом, что является чрезвычайно трудной задачей. Однако такой вариант, если его удается найти, все равно нельзя рассматривать как нечто застывшее. Нужна известная гибкость, позволяющая со временем адаптировать систему управления к изменениям, происходящим во внешней среде и внутри организации.

3. Системы строительных организаций

Строительная организация как система. Строительная организация или объединение любого уровня - стройуправление, трест, комбинат, главное управление, министерство - представляет собой систему, состоящую из большого количества взаимосвязанных элементов.

Действия всех структурных подразделений строительной организации (объединения) направлены на достижение стоящей перед ней единой цели. Тем самым определяется целостность системы, поскольку составляющие ее элементы функционируют как единое целое.

Внешней стороной критерия (внешним критерием) строительной организации можно в большинстве случаев считать объем или сроки сдачи в эксплуатацию требуемых для развития народного хозяйства объектов, а внутренней стороной критерия (внутренним критерием) - массу расчетной или фактической прибыли, равномерность использования трудовых ресурсов и машин и т. п. (в ряде случаев нужен учет многокритериальности- см. § 6, с. 72). автоматизированный система машиностроительный саморегулирование

Возводимые здания и сооружения пространственно разобщены и разнотипны, номенклатура потребляемых ресурсов огромна. Количество участвующих в работе структурных подразделений, в том числе подчиненных различным специализированным, проектным и снабженческим организациям, весьма велико, а функции их разнообразны, причем наличие сложных переплетающихся связей между подразделениями приводит к тому, что изменения, возникающие в некоторых из них, влекут за собой изменения во многих других. Налицо также иерархическая конструкция любой строительной системы, причем, как отмечалось в § 1, не только в структурном, но и других аспектах (этапы планирования и т. п.). Эти черты могут быть охарактеризованы как большая величина и сложность системы.

Большой объем информации, нужной для эффективного управления современным строительным производством, делает рациональной механизацию и автоматизацию ряда процессов, в том числе применение электронных вычислительных машин. Вместе с тем, учитывая, что речь идет о системе, в которой определяющую роль играет человек, надо предусмотреть материальные и моральные стимулы, обеспечивающие совпадение интересов личности, коллектива и системы в целом.

Величина и сложность системы, участие в ней людей, а также случайные воздействия внешних факторов вызывают большую или меньшую неопределенность поведения системы и отдельных ее частей. Так, на деятельность строительной организации могут влиять непредвиденные изменения погоды, эпидемии, перебои в снабжении материалами и электроэнергией, корректировки заданий, внутренние неполадки и т. д. Всем этим определяется вероятностный характер системы.

Строительная организация (объединение) любого уровня является динамической системой: она пребывает в состоянии непрерывного развития, которое вызывается научно-техническим прогрессом, изменением условий ее функционирования и требований к ней со стороны внешней среды. Например, переход на строительство домов повышенной этажности требует обновления парка машин и механизмов и модернизации производственной базы строительства.

На одних и тех же зданиях и сооружениях строительная организация может применять различные способы ведения строительства. Так, возможно использование разных типов кранов, видов материалов, вариантов технологии работ, бригад рабочих. Основное значение этой черты деятельности строительной организации, которая может быть охарактеризована как взаимозаменяемость ресурсов и способов организации производства работ, состоит в самом факте допустимости многих вариантов и возможности выбора лучших из них, что делает функционирование системы более эффективным и надежным. Естественно, что ресурсы любой строительной организации, о которых идет речь,- как эндогенные, т. е. внутренние (например, наличное количество рабочих, машин и др.), так и экзогенные (поставки извне материалов, привлечение субподрядных подразделений и т. п.) - всегда в той или иной мере ограничены.

Деятельность строительной организации направлена на регулярное преобразование ресурсов в продукцию, которая затем используется в сфере производства или потребления.

В связи с этими особенностями строительных организаций мы должны рассматривать их как большие и сложные производственные системы, отличающиеся иерархической структурой, условной замкнутостью, динамическим и вероятностным характером, а также частично свойством саморегулирования. В верхних уровнях такой системы протекают только информационные процессы, в нижних уровнях они тесно переплетаются с вещественными процессами (см. классификацию систем в § 2).

Цели системы и ее элементов. Прежде всего зафиксируем основные черты рассматриваемой нами системы, как предприятия. Она формируется на основе объединения группы индивидуумов - основных элементов системы - в производственный коллектив, для которого характерно единство социальных и деловых интересов. Материальные ресурсы строительной организации являются социалистической собственностью, что объединяет ее с другими организациями в единую систему народного хозяйства с централизованным планированием.

Обособление организации как условно замкнутой системы происходит на основе специализации по выпускаемой продукции и обмена с другими организациями по ценам и (или) условиям, установленным централизованно, т. е. вне данной организации. Точно так же и производственные отношения между членами организации определяются в основном по общему для всех образцу, сформированному в централизованном порядке.

Естественно, что деятельность каждого индивидуума - члена организации - должна определяться как его вклад в общие результаты работы коллектива и вознаграждаться с учетом размера этого вклада (при распределении между членами организации полученного от общества фонда оплаты труда и поощрений). Поэтому построение модели поведения основного элемента системы - человека как члена организации - следует считать чрезвычайно актуальной задачей науки управления.

Прежде чем рассмотреть один из подходов к ее решению, отметим, что человек, добровольно вступая в производственный коллектив, всегда полагает, что сможет более успешно, чем каким-либо другим (в частности, индивидуальным) способом, достичь своих целей. Это связано как с биологическими особенностями отдельного человека, так и со всеми уже упоминавшимися преимуществами специализации (в данном случае - людей при объединении их в производственный коллектив). Как правило, человек одновременно является членом ряда организаций, что объясняется его различными потребностями и целями - экономическими, культурными, политическими и др.

Разумеется, цели различных людей могут существенно отличаться. Одни цели являются общими для группы лиц, коллективов или даже всего общества, другие - хотя и индивидуальны, но не вызывают чьего-либо сопротивления, третьи могут повлечь за собой столкновение интересов, конфликты. Совокупность людей может лишь тогда рассматриваться как коллектив, организация, когда они имеют единую цель либо чувствуют, что объединившись, быстрее достигнут своих личных целей [8]. Заметим, что нередко члены организации, личные цели которых игнорируются, все равно пытаются их достигнуть. Правда, делают они это завуалированно, прикрываясь официальными целями организации, что может отрицательно сказаться на итогах ее деятельности. Чтобы этого избежать, надо тщательно выявлять и учитывать коллективные и индивидуальные цели, строить модели поведения человека в организации, создавать такую обстановку, когда достижение личных и коллективных целей тесно связано с общими итогами деятельности организации.

Рассмотрим один из подходов к построению модели поведения человека. Согласно С. В. Емельянову [8], поведение человека ставится в зависимость от наличия у него потребностей и целей. Текущие потребности человека определяют его ближайшие цели. В процессе достижения их он выполняет работу и создает материальные и духовные ценности.

Возникновение новых материальных и духовных ценностей формирует у людей новые потребности и цели, для достижения которых нужны новые усилия. Происходит непрерывный и своеобразный процесс развития коллектива, максимальный темп которого тесно связан с темпом нововведений (решений проблем) и должен быть обеспечен эффективно развивающейся системой управления (с учетом ограничений по людским и материально-техническим ресурсам).

Коллективные потребности людей приводят к появлению коллективных целей. Некоторые из этих целей отражают простую сумму индивидуальных потребностей, другие формируются намного сложнее.

Для удовлетворения наиболее важных индивидуальных и коллективных экономических потребностей членов строительной организации используется, как известно, не только выплачиваемая им основная зарплата, но и введенные хозяйственной реформой три фонда: развития производства, социально-культурных мероприятий и жилищного строительства, материального поощрения.

Эти фонды образуются по установленным нормативам прямым отчислением средств от массы полученной прибыли, которую, как мы уже знаем, можно считать внутренним критерием системы. Следовательно, надо стремиться к увеличению массы прибыли строительной организации (с учетом ограничений, гарантирующих выполнение требований народного хозяйства, сфокусированных во внешнем критерии). Этого можно лучше всего достичь в процессе саморегулирования, обеспечивающего высокий темп нововведений (решений проблем) и вполне возможного при достаточной самостоятельности строительных организаций.

Саморегулирование как средство достижения целей. В § 1 и 2 и на рис. 5, е уже отмечалось, что система управления включает задающий блок (планирование), регулятор (регулирование) и объект управления. Значит, в рамках некоторых правил и требований, установленных внешней средой (в частности, высшими уровнями управления), система в процессе функционирования должна самостоятельно вырабатывать и реализовать все основные решения по планированию и регулированию. Это возможно при соблюдении ряда условий.

Одно из них, например, сводится к тому, чтобы уровни управления, принимающие какие-либо решения относительно системы, несли экономическую ответственность за последствия их реализации. Другое условие состоит в том, что достижение индивидуальных и коллективных целей членов организации должно быть поставлено в зависимость от итогов ее деятельности, степени максимизации внутреннего критерия системы, например прибыли (предполагается, что внешний критерий, отражающий требования народного хозяйства к данной системе, может быть представлен в форме обязательно соблюдаемых ограничений). В этом случае можно с большим основанием рассчитывать на стремление членов организации принимать наиболее рациональные для нее решения и наилучшим образом выполнять их.

Взаимосвязь обоих условий эффективного саморегулирования очевидна. Заинтересованность членов организации в общих итогах ее деятельности не может не способствовать возникновению своеобразного барьера необоснованному вмешательству в эту деятельность уровней, не отвечающих за результаты работы и ухудшающих их. Тем самым существенно повышается самостоятельность строительных организаций, что полностью отвечает духу проводимой в строительстве экономической реформы. Такая организация, взаимодействуя с заказчиками, поставщиками, проектными институтами, субподрядными и другими подразделениями и предприятиями, должна быть всемерно заинтересована в непрерывном нахождении и реализации наиболее целесообразных решений, определяющих ее производственную деятельность и способствующих оптимизации принятого критерия.

4. Представление о системах управления

Некоторые понятия и определения. Обратимся еще раз к рис. 5, е, из которого явствует, что система управления любой производственной организацией состоит из объекта управления (О), нуждающегося для достижения требуемого состояния в управляющих воздействиях (в качестве объекта управления можно рассматривать производственно-хозяйственную деятельность строительной организации), и управляющей системы (ЗБ - Р), вырабатывающей эти воздействия.

Всякая система управления, по определению В. М. Глушкова, решает три основные задачи: сбор и передачу информации об управляемом объекте, переработку информации и выдачу управляющих воздействий на объект управления [35]. Ее компонентами являются группы взаимодействующих людей и технических средств, обеспечивающие восприятие определенных проблем организации (входов) и последующее выполнение набора действий (процессов), в результате которых вырабатываются решения (выходы) [178]. При этом проблемой всегда считают ситуацию, для которой характерно различие между нужным (или желаемым) и реально существующим выходами [116].

В решении проблем, сопровождающемся выполнением большого объема так называемых рутинных операций, по существу и состоит управленческая деятельность, приводящая к снятию неопределенности и порождению некоторого количества информации. Принятие решения всегда представляет собой целенаправленный выбор управляющих воздействий. Как отмечает Я. Дуж, «...каждый работник предприятия или организации, строго говоря, является лицом, принимающим решения, ибо, например, и рабочий, работающий на производственном участке, принимает решение, как выполнить работу» [54].

Рассмотрим системы управления в функциональном, структурном и информационном аспектах. Но сначала отметим, что функцией считается такая категория, которая не лежит на поверхности и поддается наблюдению только через свое поверхностное отражение - структуру и информацию [125].

Функциональный аспект характеризуется тем, что управление, как достаточно сложную функцию (совокупность действий, реализуемых системой в соответствии с ее назначением), можно разложить на множество составляющих функций. В первую очередь, могут быть выделены укрупненные функции, реализуемые задающим блоком (планирование) и регулятором (ЗБ и Р на рис. 5, е); далее можно разбить каждую из них на составные части, реализующие те или иные более узкие функции.

Структурный аспект системы управления проявляется в составе подразделений и служб строительной организации, их взаимоподчиненности и существующих между ними связях.

Информационный аспект характеризуется информационными потоками, связывающими отдельные части управляющей системы между собой, а также с управляемым объектом и внешней средой, причем учитывать надо все сведения, подлежащие сбору, хранению, накоплению, передаче, обработке и приему в процессе реализации функций системы [125].

Эти три характеристики системы взаимосвязаны и, хотя функциональный аспект доминирует, рассматривать их надо совмещенно. Однако при таком рассмотрении задача намного усложняется, поэтому чаще всего ограничиваются субоптимизацией, т. е. последовательным рассмотрением в несколько итераций. Р. Акофф рекомендует, например, сперва установить все виды решений и действий, нужных для управления организацией, и выбрать модели принятия решений, затем сформировать информационные потоки, далее разработать организационную структуру и, наконец, предложить способы оценки эффективности и стимулирования [7].

Принципиальная схема системы. Детализируем схему, показанную на рис. 5, е, чтобы получить более полное представление о взаимодействии составных частей управляющей системы - задающего блока ЗБ и регулятора Р - между собой, а также с объектом управления О и внешней средой. На рис. 9 двойными стрелками показаны вещественные потоки (рабочие, машины, материалы, полуфабрикаты, изделия, конструкции, оборудование, инструмент, электроэнергия, вода и т. п.), поступающие для функционирования объекта управления из внешней среды. Часть этих ресурсов потребляется управляющей системой (правая стрелка вверх). На вход объекта управления (острие правой горизонтальной стрелки) может направляться также некоторая часть вещественного выхода этого объекта (например, изделия, выпускаемые собственной производственной базой строительной организации). Вещественный выход объекта управления поступает во внешнюю среду, при этом часть его может использоваться управляющей системой (левая стрелка вверх).

Заметим попутно, что некоторые вещественные выходные потоки, сопутствующие основным, могут играть отрицательную роль, например загрязнение окружающей среды [87].

Тонкими стрелками на рис. 9 показаны информационные потоки. Штриховая обратная связь, соединяющая О и ЗБ, позволяет в ряде случаев получить полезную информацию о выполнении некоторых результативных показателей плана, но в общем случае не является обязательной, так как та же информация может поступать и через регулятор, т. е. оба канала связи в принципе можно соединить. Стрелка, направленная сверху от среды к ЗБ, обеспечивает учет важных для планирования сообщений из внешней среды. Стрелки, выходящие из блоков ЗБ и Р и в них же входящие, означают разработку своего собственного порядка деятельности (планирования и регулирования).

Теперь рассмотрим детальнее структуру задающего блока и регулятора и протекающие в них процессы планирования и регулирования.

Планирование представляет собой процесс принятия решений, хотя отнюдь не все случаи принятия решений могут быть названы планированием. При планировании предварительно (заблаговременно) принимают ряд взаимозависимых решений, определяющих программу действий организации на последующий период. Планирование не является одномоментным актом, а скорее напоминает непрерывный процесс, поскольку со временем претерпевает непредвиденные изменения как система, для которой осуществляется планирование, так и внешняя по отношению к ней среда. Кроме того, при централизованном планировании надо учитывать существование иерархии систем (министерство - объединение - строительная организация и т. д.), а также наличие своеобразной плановой иерархии. На ее ступенях располагаются программы действий разной степени укрупненности, «дальнобойности» и масштабности - от стратегических (долгосрочных, перспективных), разрабатываемых, например, для строительного министерства, объединения или треста, до тактических (оперативных, краткосрочных), создаваемых главным образом в строительных управлениях и на участках.

С точки зрения исследования операций иногда различают три основных вида планирования. Первый из них предусматривает формирование допустимых планов, обеспечивающих сбалансированность заданий и ресурсов, однако не обязательно наилучшим образом (по терминологии Р. Акоффа [7],- «удовлетворенческое» планирование, при котором достигается уровень, удовлетворяющий заказчика). Второй вид планирования - построение оптимальных планов, наилучших по избранному критерию с учетом установленных ограничений («оптимизаторское» планирование). И, наконец, третий вид - «адаптивное» планирование, направленное на то, чтобы организация наилучшим образом приспосабливалась к изменениям в ней самой и во внешней среде. По существу адаптивное планирование сводится к созданию эффективных типов саморегулирующихся систем (см. § 2), способных изменять свою структуру. Разумеется, при их построении следует учитывать, что существуют аспекты будущего, предвидимые в условиях плановой системы хозяйства с большой степенью вероятности. Другие аспекты будущего позволяют планировать по вариантам (например, на основе гипотез о возможном развитии науки и техники), а третьи (такие, как стихийные бедствия, некоторые научные открытия) предугадать нельзя. В последнем случае возможно лишь так называемое планирование «по реагированию» [7], направленное на внедрение в организации гибкости и способности соответственно реагировать на непредвиденное (один из вариантов такого планирования реализуется, в частности, системой, описанной в § 1 на с. 30).

Схема планирования (или, что то же самое: функционирования задающего блока), к рассмотрению которой мы приступаем, в равной мере относится к различным уровням и видам планирования. На какой бы ступени иерархии не располагался задающий блок ЗБ (рис. 9) и какие бы виды планирования или их «смеси» не использовались, он непременно состоит из ряда взаимосвязанных функциональных блоков, каждый из которых предназначен для выработки какого- либо значимого для системы сообщения. Процесс выработки этого сообщения в результате взаимосвязанных изменений переменных функционального блока назовем плановым актом. Очевидно, в качестве переменных функционального блока можно рассматривать отдельные процедуры планового акта [87].

На рис. 10, построенном в развитие схемы, приведенной на рис. 9, показана последовательность плановых этапов, реализуемая функциональным блоком (системой планирования). При этом условно не показаны вещественные потоки, а информационные потоки, связывающие систему планирования с регулятором, объектом сплошные стрелки - информационные связи задающего блока; штрихпунктирные - регулятора; штриховая стрелка - вариант передачи учетной информации от объекта управления непосредственно в задающий блок; заштрихованная стрелка - передача накопленного опыта в память системы.

Рис. 10. Схема функционального блока планирования:

управления и внешней средой, оставлены без изменения. Точно так же не менялись связи регулятора со средой и объектом управления, причем они, как не имеющие непосредственного отношения к рассматриваемому функциональному блоку (системе планирования), показаны штрих-пунктиром. На рис. 10, по сравнению с рис. 9, появился, помимо задающего блока и регулятора, еще один элемент системы управления - память, снабжающая первые два элемента всевозможными сведениями постоянного хранения (ранее разработанные планы, нормативы, модели, способы выработки решений, программы для ЭВМ, данные прошлого опыта и т. п.).

Память непрерывно пополняется информацией, вырабатываемой самой системой управления и поступающей из внешней среды. Поэтому, а также вследствие тщательной разработки и отладки весьма сложного внутреннего механизма системы управления можно достичь ее высокой эффективности, простоты и удобства для пользователей - работников аппарата управления строительной организацией.

Рассмотрим механизм системы планирования [87].

Импульсом к плановому акту является конкретное сообщение, поступающее на вход функционального блока. Такое входное сообщение, предположительно означающее возникновение проблемной ситуации, для разрешения которой требуется новый плановый акт, может поступить по одному из трех информационных каналов, показанных на рис. 10 (см. стрелки, входящие в подблок «Получение и анализ данных»). Один из них- от системы регулирования, другой - от внешней среды, третий - от членов организации, в которой функционирует данная система управления.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поясним теперь смысл некоторых элементов рассматриваемой схемы. На ней выделены четыре укрупненных этапа: один из них охватывает все процессы получения, подготовки и анализа данных, другой - постановки задачи, выработки и анализа альтернативных решений (т. е. таких, одно из которых подлежит в дальнейшем выбору), третий- согласования и выбора решения и, наконец, четвертый - оформления решения и подготовки к его реализации.

На первом этапе сообщение независимо от источника поступает в подблок получения и анализа данных, откуда передается в подблок фильтрации и комплексного представления данных. Здесь происходит «очистка» информации, т. е. отсекаются лишние данные, агрегируются и дезагрегируются определенные показатели и т. п., в результате чего информация принимает вид, удобный для сопоставления с нормативами и планами. В следующем подблоке, куда передается «очищенная» информация, определяются на ее основе наличие или отсутствие проблемной ситуации, требующей перехода к выработке решения, а также цели будущего решения. Если проблема не обнаружена, сведения в предусмотренном объеме засылаются в память системы (стрелка «Нет»). При обнаружении проблемной ситуации осуществляется переход ко второму укрупненному этапу планового акта (стрелка «Есть»), Прежде чем охарактеризовать его, заметим, что как подблоку фильтрации и комплексного представления данных, так и подблоку определения проблемной ситуации могут понадобиться сведения, хранящиеся в памяти системы (планы, нормативы, материалы прошлого опыта и др.), что и показано информационной связью памяти с этими подблоками.

На втором этапе - постановки задачи, выработки и анализа альтернативных решений - прежде всего исследуется ранее обнаруженная проблемная ситуация, т. е. анализируются причины ее возникновения, знание которых необходимо, чтобы поставить диагноз и предпринять правильные действия. Выявив причины и поставив диагноз, можно переходить к подблоку определения критериев и условий (ограничений), а затем к подблоку формулировки задачи.

Напомним, что под критерием понимают некоторое правило сравнения и выбора альтернатив, конкурирующих вариантов (по степени близости к желаемому состоянию выходов), причем критерием не обязательно должен быть критерий оптимальности, это может быть и критерий допустимости и даже просто способ упорядочения альтернатив.

Когда задача должным образом сформулирована, можно выбирать модель решения. Уместно указать, что модель отнюдь не всегда надо представлять в виде математической конструкции, это вполне может быть и словесный или мыслительный сценарий, сформировавшийся

в голове человека. Вообще весь функциональный блок может в одном случае реализоваться сложной человеко-машинной системой, в другом -все его элементы полностью сосредоточены в мозгу работника аппарата управления.

Выбрав модель, следует перейти к выбору способа выработки решения. Так, если моделью решения некоторой проблемной ситуации является модель транспортной задачи линейного программирования, то в качестве способа выработки решения может выступать ряд алгоритмов (см. §14, с. 144), из которых надо выбрать наиболее подходящий. Разумеется, как и в подблоке построения модели, способ далеко не всегда определяется набором формальных процедур, чаще всего это некоторая мыслительная, словесная или графическая конструкция.

Следующий подблок - разработка альтернатив - может быть охарактеризован как центральный, поскольку, по справедливому замечанию одного из специалистов по управлению, «главной задачей науки управления является увеличение числа альтернатив принятия решений для управляющих, что повышает вероятность выбора лучшего курса действий в данной ситуации» [113]. В большинстве случаев это не формализованный, а творческий процесс, требующий большой технической компетентности и опыта. Имея ряд разработанных альтернативных решений, следует дать прогноз и оценку их реализуемости, а также следствий реализации (с точки зрения выбранного решения). После выхода из рассматриваемого подблока каждая альтернатива уже сопровождается такими данными, которые нужны для окончательного выбора и внедрения одной из них.

На третьем этапе - согласования и выбора решений - в первую очередь уточняют или определяют (если это не было сделано раньше) критерии выбора альтернатив. Тем самым обеспечивается их сравнение. Затем включается подблок согласования, так как иногда приходится, например, согласовывать новые сроки производства работ, вопросы, связанные с выделением дополнительных ресурсов, изменением конструктивных или технологических решений и др. Кроме того, в ряде случаев нужно или желательно согласовать выбираемую альтернативу с будущими исполнителями и другими заинтересованными лицами. При согласовании без каких-либо корректировок одного или нескольких вариантов решения переходят к подблоку окончательного выбора и утверждения решения и от него - к последнему этапу: оформлению решения и подготовке к его реализации. Если же в процессе согласования вносятся существенные коррективы (например, добавление ресурсов оказывается возможным в меньшем количестве, чем требуется для реализации альтернативы), то снова возвращаются к тому или иному подблоку предыдущего - второго - этапа (в зависимости от характера согласованных изменений) до тех пор, пока не будут согласованы какие-либо варианты решений либо пока не выяснится, что добиться такого согласования невозможно.

Подчеркнем, что рассматриваемый подблок, как и предшествующие ему подблоки, может нуждаться в сведениях, хранящихся в памяти системы, поэтому от памяти к каждому из них проведена информационная связь. Кроме того, каждый из перечисленных подблоков связан с предыдущими обратными связями, поскольку в некоторых случаях приходится (иногда неоднократно) возвращаться к более ранним подблокам. Так, отсутствие подходящего способа выработки решения может привести к необходимости пересмотреть модель (например, уточнить ее), а трудности моделирования могут потребовать упрощения постановки задачи, отказа от некоторых ограничений, дополнительного анализа ситуации и т. п.

В следующем подблоке, обозначенном кружком (чтобы подчеркнуть его узловую роль), осуществляется окончательный выбор и утверждение решения, т. е. отбирается и передается на четвертый этап для реализации одна - наилучшая с некоторой точки зрения - альтернатива (стрелка «Да»). Если по какой-то причине ни одна из альтернатив не может быть принята в представленном виде, включают - это обозначено стрелкой «Нет» - переход к предыдущим подблокам (например, для отыскания дополнительной информации или новых альтернатив). То же происходит и при единственном варианте решения.

На четвертом, завершающем, этапе прежде всего формируют производные показатели, которыми по каким-либо соображениям пренебрегли при выработке, анализе и согласовании решений, и проверяют, удовлетворительны ли полученные в этом подблоке результаты. Примером может служить расчет требуемого фонда зарплаты или какого-нибудь другого ресурса после выбора решения по календарному планированию (конечно, при условии, что этот ресурс не учитывался в модели в качестве ограничения). Если результаты неожиданно оказываются неудовлетворительными, например резко превышен фонд зарплаты (что должно случаться редко, ибо, не учитывая этот показатель на этапе выработки и анализа решений, заранее подразумевали его малую значимость или малую вероятность превышения), приходится вернуться к подблоку согласования (см. стрелку «Нет») и, возможно, по цепи обратной связи ко второму этапу. При удовлетворительных результатах можно приступать к подготовке к внедрению решения, а также его оформлению и выпуску (стрелка «Да»).

Процесс подготовки к реализации должен быть зафиксирован в самом решении, включающем вопросы обучения, набора нужных специалистов, приобретения какого-либо оборудования и т. п. До завершения подготовки решение не может быть передано на реализацию. Если в период подготовки возникнут осложнения, надо вернуться к подблокам согласования и выбора, что и показано на схеме стрелкой «Нет».

Оформить решение означает сформулировать его в «выходном» языке, понятном адресату (системе регулирования). Это может быть, например, письменный приказ или утвержденный график. Кроме того, следует при необходимости оформить и внести коррективы в ранее утвержденные планы, бюджет и другие материалы, хранящиеся в памяти системы. Для внешней среды также должна быть сформирована предусмотренная действующим положением выходная информация о принятых решениях. Все эти выходные информационные потоки обозначены в левой части рис. 10 двумя ромбами. Заштрихованной стрелкой в верхней части рис. 10 показана информация, характеризующая прошлый опыт и передаваемая со всех этапов планирования в память системы для использования в последующих решениях.

Следует еще раз обратить внимание на то, что мы рассмотрели функциональную схему, причем результатом планового акта может быть как план, так и предложенная новая процедура некоторого информационного процесса, например разработки альтернатив, проведения расчетов и др.

Регулирование представляет собой процесс принятия оперативных решений. Этот непрерывный процесс направлен на поддержание установленных задающим блоком (системой планирования) состояний объекта управления по определенной программе действий регулятора. Как и система планирования, система регулирования состоит из ряда взаимосвязанных функциональных блоков, предназначенных для выработки регулирующих воздействий (сообщений).

На рис. 11, детализирующем рис. 9, приведена последовательность этапов регулирования, реализуемых функциональным блоком (регулятором). При этом, как и на рис. 10, не показаны вещественные потоки и оставлены без изменений (по сравнению с рис. 9) информационные потоки, соединяющие систему регулирования с задающим блоком, объектом управления и внешней средой. Не менялись и связи задающего блока с объектом управления и внешней средой, но так как они не имеют непосредственного отношения к рассматриваемому функциональному блоку регулирования, обозначим их штрихпунктирными стрелками. Как и на рис. 10, здесь есть еще один элемент системы управления - ее память.

Сопоставив рис. 10 и 11, нетрудно убедиться в сходстве как этапов, составляющих функциональный блок, так и подблоков внутри этапов. Ничего удивительного здесь нет, поскольку и планирование, и регулирование - это процессы принятия решений, причем регулирование вообще можно было бы трактовать как планирование, направленное на ликвидацию отклонений от установленного режима (если, конечно, понимать планирование достаточно широко, например, включив в него и решения о тех или иных действиях, принимаемых руководителем и нигде не фиксируемых). Это позволяет нам, рассматривая рис. 11, ограничиться ознакомлением лишь с теми подблоками и связями, которые отличаются от показанных на рис. 10.

В подблоки первого этапа (получение, подготовка и анализ данных) поступает информация от объекта управления - о реализации установленного задающим блоком плана, о ходе производственного процесса; от внешней среды-об обстоятельствах, например о погоде или уточненных сроках поставок, состоянии теоретической базы и директивных указаниях; наконец, от членов рассматриваемой организации - в виде различных предложений об улучшении ее деятельности.

В отличие от задающего блока, в системе регулирования доминируют входные сообщения от объекта управления, поэтому подблоки рассматриваемого этапа обычно приспосабливают к переработке таких сообщений в информацию контроля. В частности, подблок фильтрации и комплексного представления данных может быть заменен

четырьмя подблоками, показанными на рис. 12 и совместно решающими задачи подготовки данных и сравнения нормативного (планового) уровня с фактическим и (или) прогнозируемым. Подблок определения проблемной ситуации выполняет в этом случае такие контрольные функции, как оценка значимости возникших отклонений, выявленных

Рис. 12. Схема фильтрации и комплексного представления данных.

в предыдущем подблоке, и необходимости выработки решений, направленных на устранение этих отклонений.

Например, в системе управления стройкой с помощью сетевых методов с контролем по времени в подблоке первичной обработки (рис. 12 и 31) сортируются данные, полученные от ответственных исполнителей. В подблоке расчета нормативных характеристик устанавливается время, которое осталось до конца стройки. В подблоке расчета фактических и прогнозируемых характеристик вычисляется длина критического пути, т. е. прогнозируемое время до конца строительства. В подблоке сравнения сопоставляется критическое время с нормативным (тем, которое осталось по состоянию на момент контроля). Наконец, в подблоке определения проблемной ситуации оценивается, насколько существенно отличие, выявленное в предыдущем подблоке, т. е. решается, следует ли предпринимать какие-либо действия.

Следует отметить, что в строительстве возможности формализации процедур второго этапа (выработки и анализа решений по регулированию) пока весьма ограничены. Этот процесс все еще остается подвластным почти исключительно человеку. При формировании оперативных решений приходится учитывать тысячи мелочей, которые возникают в конкретной ситуации, причем делать это нужно быстро, иначе даже самое лучшее решение может потерять смысл.

В дальнейшем, в § 6, этапы и подблоки принятия решений будут раскрыты более подробно, однако прежде, чем это сделать, ознакомимся с классификацией моделей и задач, связанных с процедурами принятия решений.

5. Классификация моделей и задач

Модели в системах управления. Представленные на рис. 10 и 11 схемы можно трактовать как функциональные модели соответствующих систем планирования и регулирования. Цель такого моделирования - выяснение процедур планирования и регулирования, отраженных в соответствующих блоках и подблоках. При дальнейшем расчленении каждый из подблоков мог бы быть представлен в виде совокупности первичных, алгоритмически четких операторов, реализующих элементарные действия над информацией. Тогда объединение операторов в подблоке можно рассматривать как некоторый операционный комплекс. В тех же случаях, когда «структуризация» затруднительна, т. е. когда подблок не удается разложить на операторы и построить соответствующий алгоритм, подблок представляет собой так называемый аналитический комплекс. Операционный комплекс, как и функциональный блок, отражающий технологический процесс принятия решения, может быть представлен в виде блок-схем, оперо- грамм, сетевых графиков, алгоритмов в стандартной форме, информационных матричных моделей и т. п. (см., например, [131], [155] и др.).

По характеру исследуемых объектов могут быть выделены, помимо уже рассмотренных моделей процессов управления, модели объектов управления, описывающие и позволяющие оптимизировать производственно-хозяйственную деятельность организации, т. е. вещественные процессы. Модели объектов управления (к ним относятся собственно планы) в той или иной форме отражают состояние производственной системы, имевшее место в прошлом или намечаемое на будущее. В силу специфики строительства (см. § 9, с. 85) важнейшее значение имеют модели объектов управления, связанные с календарными планами производства работ.

Эти модели должны вписываться в соответствующие модели процессов управления, совмещаться с ними.

Согласно [87], для совмещения обоих типов моделей в едином технологическом комплексе надо:

а) взаимно увязать модели объектов управления в большие комплексы (в идеале - в один комплекс) с помощью информационных связей с таким расчетом, чтобы выходы одной модели являлись входами другой;

б) встроить блоки принятия решений (модели процессов управления) на стыках моделей объектов управления или комплексов таких моделей, что позволит задавать критерии и ограничения, выбирать варианты и т. д.;

в) обеспечить все блоки принятия решений сведениями из единого накопителя с интегрированной обработкой данных (см. § 7, с. 81);

г) разработать совокупность процедур, включая математическое обеспечение, а также операционный режим для реализации всего технологического процесса, охватывающего как модели объектов управления, так и блоки человеческих решений.

Полученная в результате такого совмещения обоих типов моделей сложная модель технологического процесса управления как бы предстает в трех разрезах: пп. «а» и «б» отражают функционально-структурную схему процесса; п. «в» - схему информационных потоков (коммуникационную сеть); п. «г» - схему процедур преобразования информации.

Применительно к планированию в экономике Е. 3. Майминасом предложены модели процессов типа логических схем имитации планирования, которые, по мнению автора, «являются общими функционально-структурными схемами разработки плана и выражают логику планирования» [87].

Аналогичный характер имеют имитационные модели системы регулирования, а также объединяющие оба случая имитационные модели системы управления. (Под имитацией здесь понимается модель, отображающая с достаточной степенью подобия как зависимость выхода системы от ее входа, так и внутренние связи между элементами системы; при формализации имитационной модели становится возможной имитация на ЭВМ). В определенные блоки логических имитационных схем можно встроить те или иные экономикоматематические модели. Другие блоки, которые не удается описать, приходится считать «черными ящиками», представляемыми мозгом человека.

Согласно работе [87], логические имитационные схемы разделяются на аналитические, моделирующие поведение отдельного функционального блока, поточные, имитирующие информационные потоки между блоками в процессе управления, и, наконец, синтетические, или сводные, в которых совмещаются два первых вида схем. Разумеется, деление на аналитические и поточные схемы весьма условно и имеет смысл лишь для конкретной системы управления. По мере подъема по ступеням системной иерархии часть элементов поточных схем переходит в аналитические в связи с понятным укрупнением функциональных блоков системы.