Понятийный аппарат исследования систем управления − это комплекс взаимосвязанных понятий и правил обращения с ними на последовательных этапах управленческой деятельности в процессе решения проблем.
Можно выделить условно четыре этапа решения любой проблемы:
1) понять проблему и правильно ее сформулировать;
2) исследовать все, что имеет отношение к решению проблемы, т. е. мысленно сформулировать систему;
3) сконструировать и создать комплекс методов и средств решения проблемы, т. е. систему;
4) организовать правильное использование системы и управление ею.
Задача системных исследований сводится к поиску эффективных средств исследования и управления сложными экономическими и другими объектами.
В основе системного подхода лежат понятие «система» и связанные с ним системные понятия. Под системой управления понимают совокупность действий, необходимых для согласования совместной деятельности людей, обладающая всеми свойствами системы.
Система управления характеризуется комплексом действий, из которых складывается непосредственное воздействие на управляемый объект. Подобное понимание системы управления характерно для малых предприятий и отдельных подразделений. Если в качестве объекта управления выступает крупная фирма, региональное или муниципальное образование, то существует разделение управленческой деятельности между должностными лицами или специализированными подразделениями.
Система управления – это совокупность звеньев, осуществляющих управление, и связей между ними. Звенья системы управления выделяются по специфике, объему и масштабу полномочий, трудоемкости работы, равномерности распределения нагрузки, квалификационным требованиям к персоналу, информационному обеспечению, возможностям территориального размещения сотрудников.
Звенья, составляющие систему управления, отличаются комбинацией функций и полномочий управления, определяют важнейшие связи соподчиненности, координации, согласования, консультаций, информирования и пр. Звенья системы управления могут быть линейными, функциональными, линейно-функциональными, функционально-линейными. Комбинация различных звеньев в системе управления определяет разнообразие ее типов, соответственно можно выделить системы управления: линейного, функционального, линейно-функционального и функционально-линейного типов.
Особой формой сочетания функций и полномочий в деятельности звена системы управления, допускающей двойную, разделенную подчиненность звена, являются матричные системы управления. Матричные системы управления наиболее эффективны в условиях диверсификации производства или услуг, они обладают гибкостью, адаптивностью, сочетанием широкой и узкой специализации персонала, оперативным реагированием на проблемы, эффективным использованием высококвалифицированных специалистов.
Система управления является предметом специального проектирования, которое осуществляется на основе исследования ее характеристик, а также изменяющихся условий и потребностей управления. Наиболее общими показателями системы управления являются: состав и структура функций управления, звенья и их распределение по ступеням иерархии, структура системы управления, величины звеньев, распределение полномочий (централизация управления), информационное обеспечение, квалификационные требования, использование технических средств, равномерность нагрузки. В этих своих характеристиках система управления и предстает в качестве объекта исследования.
Понятие "система" определяется как совокупность взаимосвязанных элементов, определяющих целостность образования благодаря тому, что его свойства не сводятся к свойству составляющих его элементов. Главными чертами системы являются: наличие разнообразных элементов, среди которых обязательно есть системообразующий элемент, связи и взаимодействия элементов, целостность их совокупности, внешняя и внутренняя среда, сочетание и соответствие свойств элементов и их совокупности в целом.
Существуют следующие свойства любой системы:
1. Наличие объекта исследования, который представляет собой множество подобъектов, или наличие множества объектов, которые рассматриваются в качестве единого комплекса, цельности. Эти объекты могут быть материальными (совокупность отдельных машин или природных объектов), понятийными (например, «конкуренция» или «монополия»), знаковыми (слова естественного языка, символы математических и иных обозначений). В качестве объектов могут рассматриваться не только сами вещи, понятия или знаки, но и совокупность их свойств или их отношений.
2. Наличие субъекта исследования или наблюдателя. Равнозначные, но более узкие понятия — исследователь, аналитик, разработчик, пользователь системы. В понятие «наблюдатель» может вкладываться различное конкретное содержание: отдельный человек, машина, коллектив людей, взаимодействующих с машинами.
3. Наличие задачи, которая определяет отношение наблюдателя к объекту и является критерием, по которому производится отбор объектов и их свойств. Задача может получать различные представления: постановка и спецификация проблемы, исследование свойств объекта, его конструирование, реконструирование, создание объекта, управление им, его использование.
4. Наличие связи между объектом, наблюдателем и задачей, что выражается в наличии языка, с помощью которого наблюдатель может отразить все свойства объекта, которые необходимо принять во внимание при решении задачи. Язык здесь понимается в общенаучном смысле как совокупность тезауруса (комплекса понятий и взаимосвязей между ними), знаковой системы (алфавита и словаря), грамматики (правил построения знаковых конструкций), семантики (правил осмысления знаковых конструкций, т. е. соотнесения их к элементам и связям тезауруса).
Наблюдатель, объект и задача образуют тройное единство, обеспечиваемое наличием общего языка, в котором проявляется их взаимосвязь.
С позиций исследования и практического воздействия можно дать два взаимодополняющих определения системы:
1. система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания;
2. система есть способ использования субъектом (конструктором, эксплуатационником) свойств объектов и отношений между ними в решении задачи проектирования, эксплуатации или управления.
Соответственно, можно выделить три класса систем:
1) Система как взаимосвязанный комплекс материальных объектов. Обычно используется при исследовании природных объектов или процессов материального производства.
2) Система как бы состоящая из двух частей: набора материальных объектов и информации о состояниях материальных объектов. Такой подход принят в описании процессов управления материальным производством.
3) Система в чисто информационном аспекте, т. е. как некоторый комплекс отношений (связей, информации). Такой подход используется в задачах, связанных с социально-экономическими отношениями и процессами управления.
Система есть некоторая целостность, некоторое единство объектов. Части, составляющие эту целостность, принято называть элементами. Предел деления системы определяется постановкой задачи, решаемой наблюдателем над объектом, а масштаб измерения определяется инструментальными возможностями, т. е. языком наблюдателя. Элементом в системе может быть не только отдельный объект, понятие или свойство объекта, но и элементное отношение.
Элемент, обозначаемый некоторым высказыванием, знаком, символом, называется переменной. Переменная характеризует элемент или комплекс элементов (объекты в их отношении друг к другу; отношения, связанные одним объектом; или же отношение отношений). При изучении системы переменные принимают некоторыезначения на определенном для них множестве значений в выбранном языке (качественные, порядковые или количественные характеристики). Параметрами системы называют те переменные, значения которых принимаются неизменными при решении данной задачи. Исследование системы заключается в определении элементов системы, выражении их переменных, нахождении значений переменных, выделении параметров.
Элементы, для которых не удается установить все заданные критериями идентификации отношения с другими элементами, имеют эти отношения с окружением системы, с наблюдателем или со средой. Такие элементы называютвходами системы (если через их посредство наблюдатель или среда оказывает воздействие на объект) и выходами системы (если через их посредство объект оказывает воздействие на наблюдателя или среду).
Из элементарных, логически взаимосвязанных компонентов системы − элемент, переменная, параметр, вход, выход, отношения элементов − конструируются любые другие более сложные компоненты.
Важным при исследовании систем управления является термин «модель». Модель – это упрощенное представление объекта, используемое для исследования возможных состояний объекта в будущем и путей достижения данных состояний. Модели бывают предметные, знаковые и математические (аналитические и имитационные).
Язык моделей включает следующие формы выражения об объекте моделирования:
1. Словесное описание – наиболее простой способ выражения данных, имеет ограниченное применение и лишь на ранних этапах проведения исследований.
2. Графическое представление в виде кривых, графиков, чертежей.
3. Блок-схемы, матрицы решений − способ представления данных в их структурной или логической части.
4. Математическое описание − это описание модели в виде формул и математических операций над переменными, в том числе алгоритмическое описание.