CC BY
27
© В.П. Селезнев, С.В. Велесевич, 2006
УДК 65.012.45
В.П. Селезнев, С.В. Велесевич
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМ АДМИНИСТРАТИВНО-ОРГАНИЗАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
Семинар № 14
~П азработка предложений по со-яГ вершенствованию больших территориально-распределенных систем административно-организационного уп-
равления представляет сбой актуальную, многоаспектную и сложную проблему.
Методология и инструментальные средства, которые в обозримой литературе предлагаются для ее решения, не имеют желаемой формализации. В результате нет и строгого подхода, на основе которого можно было искать ответы на простейшие вопросы, о том, соответствуют ли информационные и инструментальные средства, а также тех-нологии подготовки соответствующих управлений в головном офисе рассматриваемой системы административно-организационного управления желаемому уровню совершенства? Какие из указанных средств, и в каком направлении должны быть подвергнуты модернизации в первую очередь?
Представляется, что соответствующую методологию получения ответов на эти вопросы можно построить по аналогии с тем, как это реализуется в технических системах управления динамическими объектами. Инженерный синтез таких систем опирается на понятия управляемости, наблюдаемости и идентифицируемости, которые сформулированы и определены на содержательном уровне известным математиком Р. Калманом [1, 3]. В совокупно-
сти эти фундаментальные понятия определяют условия, при которых:
- имеется возможность переводить систему в требуемое состояние за конечное время с помощью управляющих воздействий (управляемость системы);
- представляется возможным по наблюдаемым (измеряемым) управлениям и выходам системы определить ее состояние в заданный момент времени (наблюдаемость системы);
- представляется возможным по наблюдаемым управлениям, состояниям и выходам системы определить ее параметры (идентифицируемость системы).
Строгое определение содержаний этих понятий проиллюстрируем на примере простейшей динамической системы, процессы в которой описываются следующей совокупностью дифференциальных и линейных уравнений с постоянными параметрами [2].
х = Ах + Ви,
С + п (1)
у = Сх + Пи,
где х(), у(?), и(?) - векторы состояний системы, управлений и выходных процессов размерности п, т, г соответственно; А, В, С, П - матрицы параметров системы размерностей п х п, п х г, т х п, т х г соответственно.
Здесь первое уравнение воспроизводит динамику системы. Второе уравнение принято определять как уравнение наблюдения.
Отметим, не смотря на академичность настоящей модели, ее компоненты имеют аналоги, которые реализованы в составе многих больших территориально распределенных систем административно -организационного управления. Так аналогом уравнения наблюдения в таких системах являются подсистемы формирования и сбора отчетности о результатах осуществляемой деятельности и исполнении управляющих указаний. Состав и структура собираемых отчетных форм в содержательном смысле эквивалентны размерностям матриц С, П модели (1), а параметры этих матриц эквивалентны методическим указаниям по их заполнению.
В терминах представленной модели понятия управляемости, наблюдаемости и идентифицируемости выражаются следующим образом.
1. Система (1) называется вполне управляемой, если для любых моментов времени t0 и ^ , t0 > ^ и любых заданных состояний х0 и х1 существует управление и^) (^ < t < ^), переводящее рассматриваемую систему из начального состояния х(^) = х0 в конечное х(^) = х1.
2. Для формирования управлений нуж-
на информация о текущем состоянии системы, т. е. данные о значениях ее переменных состояния х^) е [0, Т] в каждый
момент времени. В рассматриваемом примере измеряемыми (наблюдаемыми) величинами являются вектор входных воздействий и(/) и выходные переменные у(/) . Следовательно, для осуществления управления необходимо, чтобы вектор состояний х(Г) можно было однозначно определять по данным измеряемых величин и ^) и у(?).
Итого, состояние х(^ называется наблюдаемым, если в момент t = t0 можно
однозначно определить х(^) по данным измерений у^) и и(Г) на конечном интервале времени t0 < t < ^, ^ > t0. Система (1) называется полностью наблюдаемой, если все ее состояния наблюдаемы в любые моменты времени.
3. Помимо информации о текущем состоянии системы для осуществления управлений необходимо знать ее динамические характеристики, носителями которых являются параметры матриц уравнений (1). Система (1) называется идентифицируемой, если по измерениям ее состояний ) , управлений и ^) и выходов
у (/) можно определить все параметры
матриц А, В, С, П .
Представленные понятия управляемости, наблюдаемости и идентифицируемости являются актуальными не только для технических систем. Вполне очевидна их важность и для систем ад-министративно-организа-ционного управления, систем, ориентированных на выработку управляющих воздействий большими коллективами управленцев, где исполнительский уровень реализуется также с привлечением большого количества специалистов-предметников. При про-ектировании или модернизации таких систем нужно исходить из того, что в результате должна быть построена система, которая является управляемой, наблюдаемой и идентифицируемой, но в некотором ином понимании этих категорий.
Как и в технических системах, для формирования управлений в системах административно-организационного уп-
равления нужно знать текущее состояние и динамические характеристики управляемых объектов. Следовательно, система должна быть построена таким образом, чтобы органы управления имели возможность получать данные, необходимые для формирования управ-ляющих воздействий.
Управляющие воздействия, сформированные органом управления, должны быть исполнимы, т.е. система должна быть способна их реализовать в полном объеме, в заданные сроки, используя только выделенные для этого финансовые и материальные ресурсы.
Исходя из этого, предлагаются направления совершенствования информационно-технологических средств систем адми-нистративно-организацион-ного управления выявлять на основании анализа соответствия рассматриваемой системы требованиям управляемости, наблюдаемости и идентифицируемости.
Аналоги представленных свойств технических систем в системах административно-организационного управления можно определить следующим образом.
Под управляемостью системы административно-организационного управления [1] предлагается понимать такой уровень ее совершенства, при котором орган (органы) управления в состоянии формулировать исполнимые задания, а исполнительные структуры системы не только в состоянии их исполнить, но и делают все возможное для выполнения выданных им заданий. Заметим, в настоящей формулировке за скобки выведены проблемы противодействия уп-равлениям, которые
имеют место в административно-
организационных системах. Таким образом, для систем этого типа понятие управляемости по существу обозначает такой уровень информированности органа управления о ресурсах и возможностях исполнительных звеньев системы и такой уровень технологий отработки управляющих воздействий, при которых подготовленные им задания исполняются с минимальными отклонениями от плановых установок. А именно: задачи, поставленные органом управления, выполняются с допустимой погрешностью и при этом расход ресурсов на выполнение работ (временных, людских, финансовых, матери-ально-технологичес-ких) уклоняется от плановых объемов в пределах допустимой
погрешности. В слабо управляемых системах (системах, которые не отвечают указанным требованиям) задания органа управления никогда не реализуются в рамках плановых показателей. В подавляющем числе случаев, либо не достигаются запланированные результаты, либо для их достижения требуется больше разного рода ресурсов. Еще раз обратим внимание, что причины слабой управляемости заключены, либо в отсутствии у органа управления достаточного объема информации, либо он по каким-то обстоятельствам не способен учитывать все имеющиеся данные и делать из них правильные выводы.
Способность органа управления формировать свои решения на основе всей доступной ему информации в определении понятия управляемости отражает специфику систем административноорганизационного управления. В технических системах, как известно, оно во внимание не принимается.
Вопрос о наблюдаемости для систем административно-организационного управления, где важную роль играют люди со своими личными интересами, также сводится к оценке достаточности у органа управления информации для правильной оценки текущего состояния управляемых процессов (деловых процессов). Проблема здесь заключается в том, что данные источников информации, которыми располагает орган управления, как правило, имеют большую шумовую составляющую. Доклады должностных лиц, представляющие эти данные, по разным соображениям не всегда объективны. Таким образом, вопрос о наблюдаемости в административно-организационных системах можно формулировать как достаточность у органа управления данных, для того чтобы можно было погрешности оценки состояния управляемых процессов довести до такого минимального уровня, который необходим для того, чтобы система была управляемой в обозначенном выше смысле.
Аналогичным образом можно определить понятие идентифицируемости систем административно-организа-
ционного управления. Но предварительно заметим, что для формирования реализуемых управления необходимо с определенной точностью знать, либо параметры математической модели управляемого процесса, либо некоторую совокупность его характеристик. Различия между этими знаниями не принципиальны. Модель в информационном смысле является более представительным описанием объекта (процесса), нежели система нормативов. Понятие идентифицируемости имеет отношение к обозначенным исходным данным объекта. А, следовательно, рассматривая вопрос об идентифицируемости, можно говорить, либо о некоторой системе нормативов, либо о математической модели деятельности подведомственной организации, как некоторого объекта управления.
Под идентифицируемостью систем административно-организационного управления [2] следует понимать такое их построение, при котором орган управления располагает достаточным объемом информации, либо для определения параметров моделей всех ее деловых процессов, либо совокупности их нормативных показателей, необходимых для формирования реализуемых управлений. Обратим внимание на то, что в рамках представленного определения идентифицируемости систем административно-
организационного уп-равления уже учитывается, что определяемые инструменты управления (модели или нормативы) должны представлять управляемые процессы с точностью, достаточной для того, чтобы рассматриваемая система была управляемой.
С организационной точки зрения материализация в той или иной системе административно-организационного управления принципа идентифицируемости заключается в следующем:
- нужно для каждого из деловых процессов определить (с точностью до параметров) математическую модель его функционирования (или совокупность математических инструментов, которые используются для формирования управлений). Эти математические средства потенциально должны быть в состоянии представлять рассматриваемый объект с точностью, необходимой для обеспечения управляемости данной системы;
- нужно построить такую систему наблюдения за управляемым процессом, которая собирает о нем достаточное количество информации для определения параметров математических инструментов, использующихся органом управления при выработке управляющих воздействий.
Итого, система административно-
организационного управления идентифицируема, если она построена таким образом, что орган управления располагает достаточным объемом информации для определения и поддержания своих математических инструментов формирования управлений в состоянии, адекватном текущим реалиям, имеющим место в управляемой системе.
Принципиальной особенностью систем административно-организацион-ного управления является их постоянное саморазвитие. Этот процесс инициируется множеством факторов, в том числе:
- общее развитие и удешевление технологий (средств вычислительной техники, информационных технологий, средств телекоммуникации, измерительной и регистрирующей аппаратуры и т.д. и т.п.);
- естественное накопление в системах административно-организацион-ного управления разного рода ресурсов (финансовых, вычислительных, производственных, интеллектуальных, других), которые не могут быть не использованы в интересах развития;
- общая задача повышения экономической эффективности управления, как
средства обеспечения присутствия на рынке товаров и услуг;
- изменение целевых установок и предметов ведения;
- целенаправленная борьба руководителей организаций за свое существование в рамках системы и «выживаемость» организации.
Саморазвитие рассматриваемых систем обуславливает динамический характер условий, выполнение которых обеспечивает их управляемость, наблюдаемость и идентифицируемость. Действительно, пересмотр состава и расширение границ деловых процессов, новые требования к качеству исполнения системой своей миссии и другие обстоятельства подобного рода все время меняют совокупность требований, которым системы и ее технологические средства должны отвечать для того, чтобы ее можно было характеризовать как управляемую, наблюдаемую и идентифицируемую. Из этого можно сделать следующий вывод. Развитие систем админи-стративно-организацион-ного управления должно быть гармоничным и комплексным. Изменение задач той или иной системы, изменение состава ее деловых процессов и их границ должно осуществляться согласованно и одновременно с развитием возможностей по управлению соответствующими процессами.
Согласованно с функциональными изменениями в системах должны развиваться и все технологические инструменты органов управления, которые обеспечивают управляемость, наблюдаемость и идентифицируемость функционирующих процессов. Здесь в первую очередь следует выделить подсистемы наблюдения, обеспечивающие процессы управления требуемой информацией. Для органов Федерального агентства кадастра объектов недвижимости (Роснедвижимости) это под-
система сбора и формирования аналитической отчетности.
Резюмируя все вышесказанное, организационный компонент методологии оценки достаточности информационных ресурсов в системах административноорганизационного управления можно формализовать следующим образом.
1. На уровне экспертных оценок пер-
вых руководителей той или иной административно-организационной системы
определяется миссия системы, и устанавливаются требования к управляемости процессов, функционирующих в ее составе (формулируются допустимые границы возможного уклонения результатов выполнения полученных заданий от показателей, которые устанавливаются органами управления).
2. По указанным установкам руководителей фиксируются границы функционирующих процессов, а также формируется набор математических инструментов (нормативов, математических моделей и задач), которые необходимы для формирования требуемых управляющих воздействий.
3. Проводится оценка достаточности информационных ресурсов в системе. Органы управления (а значит и система) располагают достаточным объемом информационных ресурсов в том случае, если получаемых данных достаточно:
- для оценки с требуемой точностью текущего состояния рассматриваемого делового процесса (который наблюдаем в установленных для него границах);
- для определения и поддержания в актуальном состоянии всех математических инструментов, использующихся при формировании управляющих воздействий (выполняются условия идентифицируемости инструментов формирования управлений).
222
+
+
Цена ошиоок в
IX
^ Функциональная схема алгоритма совершенствования систем адлшнистративно-организационного управления
Ооъек. , управления
нет
Итого, представленный подход к определению направлений совершенствования информационно-технологичес-
ких средств систем административноорганизационного управления реализует в определенном смысле динамическую систему, которая функционирует следующим образом. По соображениям «выживаемости» руководители высшего ранга не только постоянно требуют совершенствования и повышения уровня управляемости деловых процессов, развития новых направлений деятельности, но и выделяют материальные ресурсы на решение этих задач. В свою очередь, эти действия руководства инициируют процедуры пересмотра состава и границ про-
1. Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления. - М.: Мир, 1973.
2. Проблемы программно-целевого планирования и управления. Под ред. Г.С. Поспелова, -М.: Наука. Гл. ред. Ф.м.л. 1981 - С. 460.
цессов, функционирующих в рамках системы, а также совершенствования инструментов управления ими. Новые инструменты, создаваемые для реализации функций управления, должны в большей степени соответствовать управляемым объектам и условиям их функционирования. А это, в свою очередь, порождает потребность в совершенствовании систем наблюдения за деловыми процессами с тем, чтобы информации, получаемой органами управления, было достаточно, как для оценки их текущего состояния, так и отработки математических инструментов управления. Функциональная схема представленного алгоритма показана на рисунке.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Деруссо П., Рой Р., Клоуз Ч. Пространство состояний в теории управления. - М.: Наука. -1970. - С. 620.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------
Селезнев В.П. - кандидат технических наук, доцент,
Велесевич С.В. - аспирант,
кафедра «Автоматизированные системы управления», Московский государственный горный университет.
