Основы моделирования. Проблемные ситуации. Управление

Корректор Л.И. Ганина

Оригинал-макет АВ. Егоровой

Художник А.В. Лебедев

Лицензия № 071252 от 04.01.96 Подписано в печать 10.04.2000. Формат 60х88 1/16 Усл. печ. л. 38,0. Уч.-изд. л. 32,0 Тираж 20000 экз. (1-й завод — 5000). Заказ 799

ООО "ИЗДАТЕЛЬСТВО ЮНИТИ-ДАНА"

Генеральный директор В.Н. Закачдзе

123298, Москва, Тепличный пер., 6 Тел. (095) 194-00-15. Тел/факс (095) 194-00-14 E-mail: [email protected]

Отпечатано в ГУП ИПК "Ульяновский Дом печати" 432601, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14

ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ. ПРОБЛЕМНЫЕ СИТУАЦИИ. УПРАВЛЕНИЕ.

П рикладное научное направление «Исследование операций» или «Математические методы принятия управленческих решений» — относительно новая область знаний.

Оно возникло в середине ХХ века для решения военно-стратегических задач и с середины 60-х годов ХХ века получило распространение в области экономического управления как одно из направлений теории принятия решений.

Деятельность любого руководителя связана с выполнением функцией управления, под которыми понимают устойчивую упорядочен­ную совокупность операций, основанную на разделении труда в управляющей системе.

Впервые состав управленческих функций сформулирован А.Файолем, он разделил всю деятельность по управлению на пять функций управления:

Ø пред­видение (планирование),

Ø организовывание,

Ø распорядительская деятельность,

Ø коорди­нирование (согласование) и

Ø контроль.

Одновременно А.Файоль раз­делил все функции на шесть групп:

º производство,

º финансы,

º учет,

º администрирование,

º техника безопасности,

º ох­рана интеллектуальной собственности.

В настоя­щее время к основным функциям управления относят:

G сбор данных;

G формирование сообщения;

G передачу данных по каналам связи (коммуникации);

G учет;

G контроль;

G анализ (исследования, оценки);

G прогнозирование;

G планирование;

G принятие решения;

G оперативное управление;

G организацию и координацию;

G доведение решений, а также

G представительство,

G ведение переговоров,

G заключение сделок.

Для учета человеческого фактора выде­ляют функции подбор персонала, стимулирование и мотивация.

Необходимость в принятии решений возникает при разрешении проблем постоянно возникающих в процессе жизнедеятельности людей.

Решение — это результат мыслительной деятельности человека, приводящий к какому-либо выводу или к необходимым действиям, например, полное бездействие, разработка какого-либо действия или выбор действия из набора альтернатив и его реализация.

Управленческое решение — это творческое, волевое действие субъекта управления (ЛПР – лица принимающее решение) на основе знания объективных законов функционирования управляемой системы и анализа информации о ее функционировании, состоящее в выборе цели, программы и деятельности коллектива по разрешению проблемы или изменению цели.

Управлять — это значит непрерывно принимать решения направленные на достижение цели.

Таким образом, принятие управленческого решения всегда связано с проблемой выбора, и формулируется как:

² организационная реакция на возникшую проблему;

² выбор предварительно осмысленной цели, средств и методов ее достижения;

² выбор определенного курса действий из возможных вариантов;

² выбор способов действий, гарантирующего положительный исход той или иной операции.

П роблема (означает преграду, трудность) выражает объективно возникающий в ходе развития познания вопрос, реше­ние которого представляет существенный практический или тео­ретический интерес.

К возникновению проблемы мо­гут привести три причины:

Ø отклонение фактических параметров от целевых;

Ø возможность такого отклонения в будущем при непри­нятии превентивных мер;

Ø изменение целей управления.

Чтобы правильно сформулировать проблему, надо придерживаться правил:

• определить «что» происходит не так, как надо, не отмечая, по­чему это нас не устраивает.

• избе­гать слов типа «из-за», «потому что», так как они нацеливают на определенные решения;

• в формулировке проблемы отражать ее специфику, то есть иэбегать общих характеристик типа «невысокая производительность», «плохие коммуни­кации» и т.п.; иначе содержание проблемы может трактоваться слишком широко.

• указать, как часто, когда и в каких пределах происходят те от­клонения, которые вызывают проблему;

• не формулировать проблему в виде вопроса, так как это пред­полагает, что ответ будет ее решением;

• отразить в формулировке проблемы характер ее влияния на организацию, людей, ресурсы и т.д.

• показать расхождение между желаемым и действительным состоянием, которое вызывается наличием проблемы.

Принято отмечать ряд общих свойств проблем:

§ неповторимость ситуации выбора (абсолютно точно не повторяются);

§ наличие трудностей при рассмотрении альтернатив ре­шения проблемы;

§ неопределенность последствий принятия решения;

§ необходимость учета множества факторов;

§ присутствие человеческого фактора (ЛПР), а следова-тельно, субъективных аргументации выбора решений;

§ если это проблема, то ее обязательно следует решать.

Для выяснения проблемы полезно придерживаться определенных способов ее продумывания и последователь-ности рассуждений:

1. Разделение проблемы на части.

2. Выделение основных и второстепенных характеристик проблемы.

3. Установление причинно - следственных связей по всем возможным вариантам решения проблемы.

4. Прогнозирование и анализ требуемых действий.

5. Разработка рекомендаций к действиям.

Совокупность факторов и условий, вызывающих появление той или иной проблемы называется ситуацией, а рассмотрение проблемы с учетом воздействующих на неё ситуационных факторов позволяет описать проблемную ситуацию.

Под проблемной ситуацией понимается несоответствие фактических или прогнозируемых значений параметров управляемой системы целям управления.

Такое определение проблемной ситуации опирается на понятие о двух принципиально различных подходах к управлению:

_ по отклонению — управляющая система реаги­рует на возникшее рассогласование между параметрами управляемой системы и целями управления.

_ по возмущению — на возможность такого отклонения, связанную с воздействием каких-то внешних причин.

Оба представленных подхода к управлению в чистом виде встре­чаются на практике редко, — чаще всего мы имеем дело с их комби­нацией.

О собое внимание заслуживает кибернетический подход к разработке решений, известный как теория принятия решений. Он основан на глобальном использовании математического аппарата и вычислительной техники.

В приложении к «исследованию операций» методология формирования решений рассматривается в трех аспектах:

G возникновение проблемы или проблемных (задачных) ситуаций,

G ее разрешение, т.е. технология формирования альтернатив и принятия решения,

G моделирование, как способ разработки альтернатив и выбора оптимального решения.

С позиции общей теории принятия решений, созданной на основе математических методов и формальной логики, функция управления реализуется путем разработки вариантов и выбора наиболее приемлемого из альтернативных решений, в соответствии с целью управления и критерием оптимальности.

Выбор метода решения проблемы влияет на перечень эта­пов и процедур технологического процесса поиска решения.

Традиционной является технологическая модель процесса разработки реше­ний, приведенная на рис.1.1.

I этап

Выявление проблемной ситуации и постановка цели

• описание задачи • определение цели решения • определение критериев • оценки результата решения

II этап

Построение логической и математической моделей, взаи­моувязывающих: o цели, o альтернативные средства, o факторы окру­жающей среды o ресурсы;

• cбор всесторонней информации • выявление ограничений • изучение существа вопроса • изучение условий для эффективного решения

III этап

Разработка вариантов решения и определение критериев выбора наилучшего варианта

• разработка альтернативных вариантов • формулирование критерия отбора вариантов

IV этап

Анализ вариантов и ресурсов, выбор наилучшего решения

• анализ вариантов • анализ необходимых ресурсов • выбор наилучшего варианта

V этап

Принятие решения Организация выполнения принятого решения

• оформление приказа или распоряжения • разработка плана и срока реализации решения • назначение ответственных лиц • инструктаж исполнителей

VI этап

Контроль выполнения решения

• предупреждение отклонений, срывов выполнения решений • возможность принятия нового решения

Рис.1.1 Схема разработки и реализации управленческих решений

С позиции системотехники (науки о способах принятия ре­шений в человеко-машинных системах) этапы решения про­блемы включают:

- уточнение задачи и выбор целей;

- перечисление или изобретение альтернатив;

- анализ альтернатив;

- выбор наилучшего решения;

- предоставление результатов.

При использовании методов исследования операций и сис­темного анализа как научных методов решения задач поэтапно определяются:

§ цель, совокупность целей;

§ альтернативные средства достижения цели;

§ критерии выбора альтернатив;

§ ресурсы;

§ построение логической и математической моделей, взаи­моувязывающих цели, альтернативные средства, факторы окру­жающей среды и ресурсы.

Совпадение этапов и процедур в приведенных технологиях объясняется тем, что исследование операций и системный ана­лиз составляют методологическую основу системотехники.

В литературе предложен "типовой" процесс разработки решений:

I - предварительную формулировку задачи;

II - выбор критерия оценки эффективности решения;

III - сбор данных для уточнения поставленной задачи и точ­ную постановку задачи;

IV - разработку возможных вариантов решения задачи;

V - составление математических моделей;

VI - сопоставление вариантов по критерию эффективности и выбор альтернатив;

VII - принятие решения.

Р ассмотрим содержание этапов последней технологической схемы более подробно.

I. Чтобы сформулировать задачу необходимо иметь ясность по следующим вопросам:

- причины постановки задачи, к какому типу задач она от­носится и срочность ее решения;

- факторы, влияющие на ситуацию, и влияние последней на деятельность предприятия в целом;

- цели, которые должны быть достигнуты при решении за­дачи.

Причины постановки задач могут быть внутренними и внеш­ними.

Проблемную ситуацию могут определять управляемые и неуправляемые факторы, что зависит от возможности воздейст­вия на них руководителя.

Учитывается состав и приоритетность целей, определяются ограничения по частным целям решения.

На первом этапе применяются в основном логический инст­рументарий с использованием различных методов:

Ô анализа,

Ô синтеза,

Ô сравнений,

Ô индукции,

Ô дедукции,

Ô аналогии,

Ô обобщения,

Ô абстрагирования

и интуиция разработчиков.

II. Для формирования решения должны быть определены критерии его эффективности. Они необходимы при сопоставле­нии различных вариантов решений и выбора наилучшего из них, а также оценки степени достижения поставленной цели.

Критерий принятия решения — это требование, отражающее одну из сторон системы предпочтений или всю ее целиком.

Критерий оценки эффективности решений должен:

_ иметь количественное выражение (физический смысл),

_ наибо­лее полно отражать результаты решений,

_ быть простым и кон­кретным.

Правильный выбор критерия эффективности, по мне­нию специалистов, эквивалентен правильной формулировке задачи, так как нередко сам критерий способствует определе­нию направлений решения задачи.

Например, максимальная прибыль как критерий эффективности ориентирует на анализ прибылеобразующих показателей.

Выбор критерия эффективности не простая задача.

В качестве критерия могут быть соответственно минимальное или максимальное значение таких показателей, как:

w затраты,

w производительность труда,

w использование оборудования,

w про­изводственных фондов и др.

Существует и множество качественных критериев эффек­тивности, среди которых:

w качественный состав работников,

w ав­торитет руководителя,

w качество продукции.

Неверно выбранный критерий может привести к ошибоч­ным выводам, к дезорганизации в работе, поэтому необходимо учитывать некоторые рекомендации:

- критерием может быть как один, так и несколько показа­телей. Однако частные критерии (для отдельных подсистем предприятия) должны быть увязаны с общесис-темным (относи­тельно интересов предприятия в целом);

- в качестве критериев могут быть не только максималь-ные или минимальные значения показателей, но и границы допус­тимости, за пределами которых повышение эффектив-ности ли­бо несущественно, либо сопряжено со значитель-ными трудно­стями;

- если количество критериев достаточно велико, их следует сгруппировать и из более важной группы выбрать основной кри­терий;

- часто в качестве критерия формируется агрегированный показатель, представляющий собой некоторое математичес-кое выражение нескольких локальных показателей.

Работа по выбору критерия проводится на уровне логиче­ских рассуждений и интуиции. Следует отличать критерий от показателя. Часто говорят: «Критерием выбора решения является прибыль». Строго говоря, прибыль — это показатель функционирования кампании.

III. Сбор данных для уточнения поставленной задачи и точ­ная постановка задачи - необходимое условие для ее успешно­го решения.

При этом надо иметь в виду, что объем информа­ции зависит от сложности задачи, в определенной мере, от ква­лификации и опыта ЛПР.

В любом случае она должна быть:

Ø пол­ной,

Ø достоверной,

Ø своевременной.

Источники получения ин­формации могут быть самые разные. Поэтому следует учиты­вать и возможность сознательного ее искажения.

В точно сформулированной задаче должны быть четко от­ражены:

а) полная объективная характеристика сложившейся ситуа­ции, в том числе:

□ факторы, влияющие на принятие решений;

□ причины нежелательных явлений;

□ средства решения задачи (реально существующие);

□ условия решения задачи (определенность, риск, неопреде­ленность) и др.,

б) значимость решаемой задачи для деятельности предпри­ятия и отдельных его структур;

в) сроки выполнения задачи;

г) цель, ограничения, как количественные, так и качествен­ные, при выборе альтернатив решения задачи;

д) конкретные критерии оценки эффективности решений (количественные и качественные).

IV. Разработка возможных вариантов начинается уже при уточнении формулировки задачи, а также при выборе критерия оценки эффективности.

Варианты действий, сопоставляя которые делает свой выбор лицо, принимающеерешение (ЛПР), принято называть альтернативами.

При формировании набора вариантов следует учитывать опыт решения аналогичных задач в прошлом, однако не ограничиваться этим в интересах поиска наиболее рациональных способов решения задач.

На уровне логики и интуиции предварительно оценивается полезность отдельных вариантов, сложность выполнения других (по таким причинам, как высокая трудоемкость, потребность в финансовых ресурсах, материалоемкость и др.).

Далее отбира­ются варианты (от трех до семи), в реальности выполнения ко­торых нет сомнений. Следует учесть то обстоятельство, что зна­чительное количество вариантов существенно затруд­няет расчеты оценки их эффективности.

При эвристических методах решения задачи должны по­вторно проверяться логическая последовательность действий, учет всевозможных факторов, определяющих специфику про­блемной ситуации.

Затем варианты сопоставляются по крите­рию эффективности и выбирается наилучший.

V. Составление математических моделей

Сущность математического моделирования заключается в подборе математических схем, в максимальной мере отражаю­щих реальные производственные процессы.

Более подробно этот вопрос освещается ниже.

VI. Выбор альтернатив осуществляется с примене-нием раз­личных методов.

Задача принятия решения — это осознанная лицом, принимающим решение, проблемная ситуация, в которой возможны различные варианты действия и необходимо выбрать один из них.

Иногда говорят, что принятомурешению нет (или не было) альтернативы.

Это чаще всего это гипербола, преувеличение, имеющее целью подчеркнуть, что принятое решение было наилучшим из возможных или же содержало в себе наименьшее из зол.

Ведь если на самом деле не было альтернативы, то стало быть не было и сознатель­ного выбора, т.е. не было задачи принятия решения.

Была автома­тическая, «рефлекторная» реакция на проблемную ситуацию.

Сложность расчетов по сопоставлению вариан­тов определяется количеством факторов, оказывающих влияние на моделируемый процесс.

Для принятия правильного решения необходимо предвари­тельно выполнить расчеты затрат и потерь по каждому из вари­антов и выбрать альтернативу с наименьшей величиной ущерба для предприятия.

Учитываются также и социальные последст­вия, сопряженные с каждым из вариантов (простои, зависимость смежных производств, срыв заказов потребителям).

Ситуации могут быть и более сложными при влияющем воздействии нескольких факторов. Кроме того могут оказывать влияние и случайные факторы.

Все это существенно усложняет выбор, а для расчетов требует использования методов выбора, основанных на теории вероятностей, теории полезности и др.

VII. Принятие решения. При решении крупных проблем, ко­гда разработкой вариантов занимаются группы специалистов, они же представляют руководителю рекомендации, обоснован­ные соответствующими расчетами.

Решение принимает тот, кто несет за него непосредственную ответственность. Нередко ру­ководитель предварительно выслушивает мнение специалистов, знакомых с данной проблемой. Для этого могут организовы­ваться обсуждения на производственных совещаниях, рабочих собраниях.

Руководитель обязан учесть и влияние качественных факто­ров, не охваченных математической моделью (престиж руково­дителя и организации, восприятие решений подчиненными, время).

В данной технологической модели не акцентируется внима­ние на этапах организации и контроля выполнения решения, как само собой разумеющихся и не требующих глубоких научных проработок.