Метод исследования операций

Если у тебя спрошено будет:

что полезнее, солнце или месяц —

ответствуй: месяц.

Ибо солнце светит днем,

когда и без того светло;

а месяц — ночью.

Козьма Прутков

Уже в работах Тейлора были использованы методы инженерных наук и математическая статистика. В последующие годы достижения смежных с теорией управления наук, и в первую очередь кибернетики, стали применяться все настойчивее. Создавались автоматы, способные к поиску цели (работы Массачусетского института под руководством М. Минского). Грэй Уолтер продемонстрировал знаменитую электромеханическую черепашку, которая "удовлетворяла свой голод", периодически разыскивая свое "гнездо", где перезаряжались ее батареи питания, и т.п. Одним из новых подходов к решению проблем управления с 60-х годов XX века стало применение количественных методов, сгруппированных под общим названием "исследование операций" (в СССР применялись близкие по смыслу экономико-математические методы). Основным этапом метода исследования операций является создание модели реальной ситуации или объекта исследований. Модель упрощает сложную проблему, сокращая число переменных, подлежащих рассмотрению, до управляемого количества.

После создания модели задают количественные значения переменным и исследуют отношения между ними. Главным достижением этих методов явилась формализация, т.е. замена словесных рассуждений и описаний математическими символами и установление алгоритмических связей между ними. Запись основных параметров исследуемого процесса в виде системы уравнений или неравенств позволила в скором времени применить средства вычислительной техники, что, в свою очередь, позволило конструировать математические модели высокой сложности с учетом все большего количества исследуемых параметров.

Для решения задач методом исследования операций были созданы специальные аналоговые вычислительные машины, работающие на реализацию принципа создания электрического (электронного) аналога реально существующего технологического процесса. Естественно, что решение задач с помощью аналоговых вычислительных машин не могло обеспечить высокую точность расчетов (которая далеко не всегда была необходима), но простота эксплуатации, невысокая стоимость этих машин и, главное, отсутствие необходимости в математическом программировании сделали аналоговые машины действенным средством науки. В совокупность научных методов, объединяемых под общим названием "исследование операций", входят линейное и динамическое программирование, марковские процессы, теория игр и массового обслуживания, методы Монте-Карло.

В СССР теория исследования операций получила широкое распространение в 70-х годах, когда при анализе и решении многих производственных задач стали широко применяться методы сетевого планирования и управления, а также методы системного анализа. Целью системного анализа является определение приоритетов целей и способа получения максимального эффекта путем сравнения альтернативных вариантов их достижения ("дерево целей").

"Дерево целей" является структурной моделью метода решения поставленной задачи, и его построение начинается с решения основного вопроса — определения цели управленческого воздействия. Вновь важно подчеркнуть, что любое действие, любой наш поступок — от посещения магазина, спора на кухне и до принятия стратегической программы — правомочны, разумны и оправданны, если только четко поставлена цель этого действия.

Рис. 20.Схема "дерева целей"

Следующий по важности этап состоит в определении вариантов способа достижения цели, причем каждый из намеченных вариантов является самостоятельной, промежуточной целью. Проводится анализ эффективности вариантов и выбирается основной (рекомендуется не менее тщательно проработать и резервный вариант). При оценке альтернативных вариантов учитываются финансовые, ресурсные, правовые, морально-этические ограничения. Вариант достижения цели может быть реализован лишь после решения отдельных, но информационно связанных задач, разработки и внедрения ряда мероприятий, объединенных единым планом. Естественное желание быстрее добиться цели часто приводит к поверхностному, легкомысленному отношению к выполнению всех деталей разработанного плана мероприятий и оценке характеристик их приоритетов, что может привести к печальным результатам: иду за покупками в магазин, составлен список необходимого, определен маршрут, взяты пакеты и сумка, но в магазине обнаруживается, что дома забыты деньги, — знакома эта ситуация вам?

"Дерево целей" обычно разрабатывается в соответствии с программно-целевым управлением, когда после формирования главной цели рассматриваются варианты ее достижения и необходимые комплексы задач как этапы альтернативных вариантов. Другой метод построения "дерева целей" основывается на теории графов или сетевого планирования.

Теория систем

Обычно катастрофы начинаются

с незначительных событий

и тривиальных отказов в системе.

У. Джек Дункан

Любая фирма, производственное предприятие, организация являются системами, т. е. представляют собой формально или неформально созданное целое, состоящее из взаимозависимых частей. Рассуждая с позиций теории управления, есть структурная общность в принципах организации работы завода и симфонического оркестра, торговой фирмы и армии. Мир в целом есть сверхсложная система, которая в свою очередь состоит из множества больших и малых систем. Система — противоположность хаосу, она состоит из связанных между собой элементов, образующих определенную целостность, единство. Определив общие принципы управления в любых системах, можно попытаться определить, как должна быть организована система, чтобы она работала наиболее эффективно. Этот подход к исследованию проблем управления от общего к частному, от абстрактного к конкретному получил название организационного, или системного. Такой подход обеспечивает возможность изучения большого количества альтернативных вариантов, анализа ограничений и последствий принимаемых решений. Выбор метода управления ориентирован на ситуацию, т.е. на конкретные обстоятельства, факторы внешней и внутренней среды.

Предприятие, являющееся крупной системой, действует в сложной и динамичной окружающей среде, и его выживание обеспечивается за счет упрощения его структурной сложности. Адаптация к изменяющимся условиям внешнего мира происходит через образование соответствующих подсистем, функционально реагирующих на получаемую информацию. Очевидно, в этом случае проявляются более высокие закономерности, характерные не только для экономики, но и для социологии, — тенденции активного социально-трудового приспособления.

Система всегда реагирует на внешние возмущения и стремится вернуться в состояние равновесия. Но если под воздействием внешних сил система далеко уходит от равновесного состояния, то она может стать неустойчивой и не вернуться в равновесное состояние. В определенной точке (точка бифуркации) поведение системы становится неопределенным. Иногда и ничтожно малое воздействие может привести к значительным последствиям, переход системы в новое состояние происходит скачкообразно.

Теория систем в первую очередь связана с именем Александра Александровича Богданова (псевдоним Малиновского) — крупного русского философа, экономиста и публициста (1873—1928), автоpa значительного труда "Всеобщая организационная наука (тектология)". Богданов разработал основы теории строения систем и обосновал общие закономерности их развития. Он утверждал, что предметом изучения тектологии должны являться организационные принципы и законы, общие для всех систем — сознательной деятельности людей, их психических и физических комплексов, живой и мертвой природы. Весь мир — та или иная организация опыта. При разработке концепций тектологии Богданов высказал ряд смелых, опережающих эпоху идей: понятия управляющей и управляемой системы, обратной связи, моделирования, позднее развитые кибернетикой и общей теорией систем, сформулировал" и обосновал универсальный закон физиологических затрат энергии. Он утверждал, что основным регулятором советской экономики является модифицированный закон стоимости, названный им "законом пропорциональных трудовых затрат".

К плодотворному понятию "система" ученые вновь обратились через два десятилетия — при исследовании управленческих проблем стал применяться системный подход, сформировалось весьма плодотворное направление исследований, изучающее организацию человеческой деятельности и получившее название "эргология". И группе эргологических дисциплин особое место занимает праксеология, рассматривающая любую сферу деятельности человека и общества с точки зрения ее целесообразности и рациональности. В30-е годы один из сторонников системного подхода Людвиг фон Берталанфи резонно утверждал, что если основной признак живого — организация, то исследования отдельных частей целого не смогут дать полного описания живого организма.

Широко известна теория функциональных систем, разработанная П. К. Анохиным, рассматривающая деятельность организма в целом, как единую систему. Адаптированная, исправно функционирующая система способна отторгнуть лишний элемент, но если какая-нибудь функциональная часть ее выйдет из строя, то под угрозой будет работа системы в целом. Так как люди — участники производственного процесса тоже являются компонентами системы, то такие системы называются социотехническими. Закрытые системы могут существовать хотя бы какой-то промежуток времени самостоятельно, без взаимодействия с окружающей средой (например, полет самолета). Открытые системы (а их большинство) устойчиво функционируют только благодаря поступлению извне информации, энергии, сырья, материалов и реагируют на изменения параметров внешней среды. Теория систем рассматривает управляемую систему не автономно, а в ее взаимосвязи с окружающей средой и исследует методы адаптации системы к изменяющимся внешним условиям. Таким образом, исследования системы выполняются в условиях, близких к реальным. Важным методологическим достижением теории систем является введение понятия подсистемы, т.е. составляющей сложной системы. В автоматизированных системах управления значение подсистем стало еще более весомым.

С позиции управления производственными коллективами особое значение приобретает "школа социальных систем", которая рассматривает любую социальную организацию как комплексную систему, состоящую из взаимозависимых подсистем: организационная структура, внешняя и внутренняя среда, статус и роль личности и т.п. Основными задачами анализа социальных систем являются мотивы поведения человека в обществе, выявление его целевой ориентации, система стимулов, среди которых большую роль играют не только материальные, но и моральные: личная власть, престиж, чувство своего соответствия занимаемому месту в социуме. В основе анализа социальных процессов лежат экономико-математические методы, теория игр, теория информации и т.д.