Системы поддержки принятия решений (Decision Support System)
Информационные технологии для госслужащих
1. Информация и информатизация общества
Появление персонального компьютера произвело информационную революцию. За дисплей ЭВМ сел непрограммист. Информация стала ресурсом наравне с материалами, энергией и капиталом. Появилась новая экономическая категория - национальные информационные ресурсы. Истощение природных ресурсов привело к использованию воспроизводимых ресурсов, основанных на применении научных знаний. Затраты на получение профессиональных знаний, используемых в производстве наукоемких изделий на базе персональных компьютеров, составляют приблизительно 70% себестоимости, а число занятых в сфере обработки информации — 60-90% экономически активного населения индустриально развитых стран.
Профессиональные знания экспортируются посредством продажи наукоемкой продукции. Производство вновь становится мелкосерийным с быстрым ростом производительности труда и увеличением номенклатуры производимых изделии. Информация стала стратегическим ресурсом. Внедряются дистанционное обучение, автоматизированные офисы, всемирные каталоги изделий. Проектируются геоинформационные системы по управлению природными богатствами, экологией, информационной политикой правительств.
Страны становятся зависимыми от источников информации, от уровня развития и эффективности использования средств передачи и переработки информации. Происходит информатизация общества.
|
|
|
Информатизация общества — совокупность взаимосвязанных политических, социально-экономических, научных факторов, которые обеспечивают свободный доступ каждому члену общества к любым источникам информации (кроме составляющих государственную и коммерческую тайну). Информатизация означает широкое использование информационных технологии во всех сферах деятельности. Появилась индустрия информационных услуг.
Если в индустриальном обществе стратегическим ресурсом был капитал, то в информационном - информация, знание, творчество. Стратегическим ресурсом становится творческий потенциал людей, занятых в производственном процессе, наравне с материалами, энергией, капиталом. Поэтому основная задача современного общества - стимулировать творческий процесс. Основные черты переходного периода к информатизации общества следующие: переориентация экономики на эксплуатацию информационных ресурсов, вовлечение профессионалов в процесс автоформализации знаний, ускорение технологического цикла развития “знание — производство — знание”, массовое тиражирование профессиональных знаний.
В середине XX века в науке и технике были получены три группы важнейших результатов:
|
|
|
“ доказана аналогичность информационных процессов, происходящих при управлении в системах самой различной природы (технических, биологических, социальных);
” созданы ЭВМ и налажено их промышленное производство;
” разработаны методы решения дискретных оптимизационных задач в процессе управления (особенно в системах организационного управления).
Каждый из этих результатов сам по себе имел принципиально важное значение для научно-технического прогресса. Но революционное влияние на научно-технический прогресс оказало сведение названных результатов в единую систему, т. е. совокупное использование их при решении научных и практических задач.
1.1. Понятие информации
Термин “информация” — один из самых популярных в нашем лексиконе. В него вкладывается широкий смысл и, как правило, его объяснение дается на интуитивном уровне. Информация передается по телефону, телеграфу, радио, телевидению. Она хранится в библиотеках, архивах, базах данных. Информация — это и показатели измерительных приборов, и вкус пищи, и запахи, и вид звездного неба и т. д. В общем, информация — это новые сведения, которые могут быть использованы человеком для совершенствования его деятельности и пополнения знаний.
|
|
|
Информация, являясь отражением материальной сущности, служит способом описания взаимодействия между источником информации и получателем. Одно и то же сообщение одному получателю может дать много информации, а другому - мало или ничего. Одним словом, “информировать” в понимании теории информации означает сообщать ранее неизвестное. Так как информацию можно хранить, преобразовывать и передавать, должны быть ее носители, передатчики, каналы связи и приемники. Эта среда объединяет источники информации и ее получателей в информационную систему. Активными участниками этой системы необязательно должны быть люди: обмен информацией может происходить в животном и растительном мире. Когда речь идет о человеке как участнике информационного процесса, имеется в виду смысловая или семантическая информация. Наиболее высокие требования к информации предъявляются при принятии решений. В повседневной практике такие понятия, как данные, информация и знания, часто рассматриваются как синонимы. Однако это не так. На Рис. 1.1.1. отображены функции данных и знаний в процессе принятия решения. Данные - это сведения, факты, величины и их соотношения, преобразование и обработка которых позволяет получить информацию, т. е. знание о том или ином предмете, процессе или явлении. Иными словами, данные служат сырьем для создания информации, получаемой в результате обработки данных.
|
|
|
Рис. 1.1.1. Функции данных и знаний в процессе принятия решения.
Какова же граница между данными и знаниями и что такое знания? В книге Б.Г. Тамма “Применение знании в автоматизированных системах проектирования и управления” приводятся основные свойства знаний:
1. Знания могут быть представлены в форме данных. В частности, в виде текста на некотором формальном языке, в виде сети, задающей связи разного рода между элементами знаний. Из этого свойства следует, что знание есть некоторая более высокая степень организации данных, которая допускает специальную интерпретацию (Рис. 1.1.1).
2. Знания обладают способностью управлять информационными процессами (вычислениями). Точнее, в системе, в которой применяются знания, протекание процессов определяется знаниями и почти не зависит от устройства системы.
3. Знания могут содержать процедурную часть — программы. Но применение этих программ управляется знаниями, в частности, связывание параметров и запуск программ могут происходить автоматически внутри системы, использующей знания, без ведома того, кто запустил процесс, использующий знания.
4. Знания делятся на отдельные фрагменты — описания объектов, процессов, ситуаций, явлений. Такие фрагменты (модули знаний) называются фреймами. Фреймы могут быть связаны друг с другом родовидовыми отношениями, могут быть и узлами семантических сетей.
5. При работе со знаниями важна прагматическая сторона — знания всегда используются для чего-то, в частности, для решения задач, какую бы сложную структуру они не имели.
Целесообразно различать три вида знаний:
• предметное, или фактографическое знание, складывающееся из наборов количественных и качественных характеристик различных конкретных объектов;
• алгоритмическое знание — знание методов, способов, процедур некоторых действий, приводящих к конкретному результату;
• понятийное, или концептуальное знание, складывающееся из совокупности основных терминов, применяемых в той или иной сфере деятельности (предметной области), понятий, кроющихся за этими терминами, их свойств, взаимосвязей и зависимостей.
Говоря о разнице между знаниями и данными, можно дать полуформальное определение понятия базы знании: База данных считается базой знаний, если она содержит данные, способные управлять информационными процессами, и используется для получения новых данных.
1.2. Количество и качество информации
Исследованием методов передачи, хранения и приема информации занимается теория информации, инструментами которой служат теория случайных процессов, теория кодирования, математическая статистика, теория вероятностей. Внимание к проблеме передачи и количественной оценки информации было привлечено фундаментальными работами Н. Винера и К. Шеннона (США), положившими начало теории информации. Значительный вклад в теорию информации внесли отечественные ученые А.Н. Колмогоров, А.А. Харкевич, В.А. Котельников, работы которых хорошо известны специалистам во всем мире.
Важнейшим этапом в теории развития информации явилась количественная оценка информации. Только принимая за основу новизну сведений, можно дать количественную оценку информации', так как новизна сведении является следствием неопределенности сведений об объекте, процессе, явлении, а неопределенность поддается измерению. Например, сообщение имени победившего на выборах в президенты, если было всего два кандидата, несет меньшее количество информации по сравнению со случаем, если бы выборы происходили в конкурентной борьбе пяти кандидатов.
Основываясь на идее, что информация устраняет некоторую неопределенность, т. е. незнание, описание любого события или объекта формально можно рассматривать как указание на то, в каком из возможных состояний находится описываемый объект. Тогда протекание событий во времени есть не что иное, как смена состояний, выбранных с некоторой вероятностью из числа всех возможных. Чем выше уровень неопределенности выбора, тем требуется больший объем информации, и результат выбора имеет значительную степень неожиданности. Вот почему в теории информации количество информации является мерой снятия неопределенности одной случайной величины в результате наблюдения за другой. Если величины независимы, то количество информации равно нулю.
Самым простейшим случаем является выбор альтернативы из двух событий. Поэтому за единицу информации целесообразно принять количество информации, заключенное в выборе одного из двух равновероятных событий. Эта единица называется двоичной единицей, или битом ( binary digit, bit). Итак, при любой неопределенности сужение области выбора вдвое дает одну единицу информации. В физике существует понятие энтропии, которая характеризует степень неупорядоченности (хаотичности) физической системы. Неупорядоченность может быть интерпретирована в смысле того, насколько мало известно наблюдателю о данной системе. Как только наблюдатель выявил что-нибудь в физической системе, так энтропия системы снизилась, ибо для наблюдателя система стала более упорядоченной. И если максимум энтропии соответствует абсолютно случайному состоянию системы, то максимум информации характеризует полностью упорядоченную (детерминированную) систему. Одним словом, энтропия системы выражает степень ее неупорядоченности, а информация дает меру ее организации.
Формулу измерения количества информации можно получить эмпирически:
для снятия неопределенности в ситуации из двух равноневероятных событий необходим один бит информации; при неопределенности, состоящей из четырех событий, достаточно двух бит информации, чтобы угадать искомый факт. Это рассуждение можно продолжить: 3 бита информации соответствуют неопределенности из 8 равновероятных событий, 4 бита — 16 равновероятных событий и т. д. Таким образом, если сообщение указывает на один из п равновероятных вариантов, то оно несет количество информации, равное log 2 n. Действительно, из наших примеров log 2 l6 = 4, log 2 8 = 3 и т. д. Ту же формулу можно словесно выразить иначе: количество информации равно степени, в которую необходимо возвести 2, чтобы получить число равноправных вариантов выбора, т. е. 2i = 16, где i = 4 бита.
Будем различать понятия “информация” и “сообщение”. Под сообщением обычно подразумевают информацию, выраженную в определенной форме и подлежащую передаче. Сообщение — это форма представления информации. Есть одна особенность, которая связана с количеством хранимой или переданной информации, представленной в двоичных единицах, и количеством информации, заключенным в данном сообщении. С точки зрения теории информации, неопределенность, снимаемая в результате передачи одной страницы текста примерно из 2000 знаков, может составлять всего несколько бит (неинформативное сообщение), в то время как эта же страница при кодировании букв 8-элементными кодовыми комбинациями будет содержать 16 х 103 бит, хотя это не есть количество информации, заключенное в данном тексте.
Измерение только количества информации не отвечает насущным потребностям современного общества - необходима мера ценности информации. Проблема определения ценности информации исключительно актуальна в настоящее время, когда уже трудно даже с помощью компьютеров обрабатывать мощные информационные потоки. Разработанные методы определения ценности информации призваны сыграть существенную роль в получении человеком необходимой информации. Вообще, оценка значимости информации производится человеком часто интуитивно на основе использования интеллекта и опыта. Информация называется полезной, если она уменьшает неопределенность решающего алгоритма. По мнению М.М. Бонгарда, не имеет смысла говорить о полезной информации, содержащейся в сигнале, если не указаны задача, которая решается, начальное состояние решающего алгоритма и свойства декодирующего алгоритма. Американским ученым Н. Винером предпринята попытка построить семантическую теорию информации. Суть ее состоит в том, что для понимания и использования информации ее получатель должен обладать определенным запасом знаний. Действительно, полное незнание предмета не позволяет извлечь существенной научной информации из принятого сообщения об этом предмете. По мере роста наших знании о предмете растет и количество научной информации, извлекаемой из сообщения.
Если назвать имеющиеся у получателя знания о данном предмете тезаурусом (т. е. неким сводом слов, понятий, названий объектов, связанных смысловыми связями), то количество информации, содержащейся в некотором сообщении, можно оценить степенью изменения индивидуального тезауруса под воздействием данного сообщения. Иными словами, количество семантической информации, извлекаемой получателем из поступающих сообщении, зависит от степени подготовленности его тезауруса для восприятия такой информации. В связи с этим появилось понятие общечеловеческого тезауруса, относительно которого можно было бы измерять семантическую ценность научной информации. Это сделано в попытках найти такую меру ценности информации, которая не зависела бы от состояния ее индивидуального приемника.
Пока можно сделать вывод, что задача определения ценности информации при достаточной степени формализации, которая требуется при компьютеризованной оценке, еще не решена, однако это не означает невозможности ее решения в будущем.
1.3. Понятие системы и ее свойства
Понятие “система” широко используется в науке, технике и повседневной жизни, когда говорят о некоторой упорядоченной совокупности любого содержания. Система является фундаментальным понятием, как системотехники, так и базовых теоретических дисциплин (теории систем, исследования операции, системного анализа и кибернетики). Система — это объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, сведений, а также знании о природе, обществе и т. п. Каждый объект, чтобы его можно было считать системой, должен обладать четырьмя основными свойствами или признаками (целостностью и делимостью, наличием устойчивых связей, организацией и эмерджентностью).
1.3.1. Основные признаки систем
Целостность и делимость. Система — это прежде всего целостная совокупность элементов. Это означает, что, с одной стороны, система - целостное образование и, с другой — в ее составе отчетливо могут быть выделены целостные объекты (элементы). При этом следует иметь в виду, что элементы существуют лишь в системе. Вне системы это в лучшем случае объекты, обладающие системнозначимыми свойствами. При вхождении и систему элемент приобретает системноопределенное свойство взамен системнозначимого. Для системы первичным является признак целостности, т. е. она рассматривается как единое целое, состоящее из взаимодействующих частей, часто разнокачественных, но одновременно совместимых.
Наличие устойчивых связей. Наличие существенных устойчивых связей (отношений) между элементами или (и) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему, является следующим атрибутом системы. Система существует как некоторое целостное образование, когда мощность (сила) существенных связей между элементами системы на интервале времени, не равном нулю, больше, чем мощность связей этих же элементов с внешней средой. Для информационных связей оценкой потенциальной мощности может служить пропускная способность данной информационной системы, а реальной мощности - действительная величина потока информации. Однако в общем случае при оценке мощности информационных связей необходимо учитывать качественные характеристики передаваемой информации (ценность, полезность, достоверность и т. п.).
Организация. Это свойство характеризуется наличием определенной организации, что проявляется в снижении энтропии (степени неопределенности) системы H{S} по сравнению с энтропией системоформирующих факторов H{F), определяющих возможность создания системы.
Эмерджентность. Эмерджентность предполагает наличие таких качеств (свойств), которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному из ее элементов в отдельности.
Наличие интегрированных качеств показывает, что свойства системы хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Отсюда можно сделать выводы:
1) система не сводится к простой совокупности элементов;
2) расчленяя систему на отдельные части, изучая каждую из них отдельности, нельзя познать все свойства системы в целом.
Любой объект, который обладает всеми рассматриваемыми свойствами можно называть системой. Одни и те же элементы (в зависимости от принципа, используемого для их объединения в систему) могут образовывать различные по свойствам системы. Поэтому характеристики системы в целом определяются не только и не столько характеристиками составляющих ее элементов, сколько характеристиками связей между ними. Наличие взаимосвязей (взаимодействия) между элементами определяет особое свойство сложных систем — организованную сложность. Добавление элементов в систему не только вводит новые связи, но и изменяет характеристики многих или всех прежних взаимосвязей, приводит к исключению некоторых из них или появлению новых.
1.3.2. Понятие “черного ящика”
Одним из главных средств преодоления организованной сложности системы — это декомпозиция, т. е. деление системы на части (так называемые “черные ящики”) и организация этих частей в иерархическую систему. Расчленение системы на соподчиненные части производится так, чтобы каждая часть содержала объекты, наиболее тесно связанные друг c другом. Следовательно, расчленение системы производится по слабым связям.
Декомпозиция является условным приемом, позволяющим в конечном итоге оценить степень сложности объекта и привести его к некоторым конечным элементам, анализ которых может быть выполнен известными методами. Будем считать, что элемент — это часть системы, дальнейшее разделение которого приводит к нарушению функциональных связей элемента и получению свойств выделенной совокупности, не адекватных свойствам элемента как целого.
Выгода в использовании “черных ящиков” заключается в том, что пользователю необходимо знать лишь вход и выход “черного ящика” и его назначение, т. е. выполняемую функцию, не вдаваясь в принципы работы и используемые алгоритмы. В обыденной жизни мы достаточно часто сталкиваемся с “черными ящиками” и охотно пользуемся ими. Например, мы используем принтер для подготовки документов, не зная, каким образом он производит перекодирование и печать информации. Мы можем заменить принтер на другой при поломке или на более современный, не будучи специалистами по техническому обеспечению. Идея организации “черных ящиков” в иерархические структуры взята человеком у природы. Вес сложные системы Вселенной организованы в иерархии. И сама Вселенная включает галактики, звездные системы, планеты и т. д.
1.3.3. Иерархическая система
Если множество элементов объединено в систему по определенному признаку, то всегда можно ввести некоторые дополнительные признаки для разделения этого множества на подмножества, выделяя тем самым из системы ее составные части - подсистемы. Возможность многократного деления системы на подсистемы приводит к тому, что любая система содержит ряд подсистем, полученных выделением из исходной системы. В свою очередь, эти подсистемы состоят из более мелких подсистем и т. д.
Подсистемы, полученные выделением из одной исходной системы, относят к подсистемам одного уровня или ранга. При дальнейшем делении получаем подсистемы более низкого уровня. Такое деление называют иерархией (деление должностей на высшие и низшие, порядок подчинения низших по должности лиц высшим и т. п.). Одну и ту же систему можно делить на подсистемы по-разному - это зависит от выбранных правил объединения элементов в подсистемы. Наилучшим, очевидно, будет набор правил, который обеспечивает системе в целом наиболее эффективное достижение цели.
При делении системы на подсистемы следует помнить о правилах такого разбиения:
• каждая подсистема должна реализовывать единственную функцию системы;
• выделенная в подсистему функция должна быть легко понимаема независимо от сложности ее реализации;
• связь между подсистемами должна вводиться только при наличии связи между соответствующими функциями системы;
• связи между подсистемами должны быть простыми (насколько это возможно).
Число уровней, число подсистем каждого уровня может быть различным. Однако всегда необходимо соблюдать одно важное правило: подсистемы, непосредственно входящие в одну систему более высокого уровня, действуя совместно, должны выполнять все функции той системы, в которую они входят.
Управление любой организацией, производящей товары или оказывающей услуги, строится по иерархическому принципу. Деятельность по созданию товаров и услуг имеет место во всех организациях Производство — это создание товаров и оказание услуг путем преобразования входа системы (необходимых ресурсов всех видов) в ее выход (готовые товары и услуги). На производственных фирмах деятельности по созданию товаров обычно очевидна. Ее результатом являются конкретные товары (например, станки или самолеты). В других организациях, которые не создают физические товары, производственные функции могут быть менее очевидны, скрыты от публики и каждого из покупателей. Например, это деятельность, которая осуществляется в банке, офисе аэролинии или колледже. Деятельность таких компаний называют сервисом. Управляющие производственной деятельностью принимают решения, которые необходимы для преобразования ресурсов в товары и услуги.
В иерархической системе управления любая подсистема некоторого уровня подчинена подсистеме более высокого уровня, в состав которой она входит и управляется ею. Для систем управления деление системы возможно до тех пор, пока полученная при очередном делении подсистема не перестает выполнять функции управления. С этой точки зрения системой управления низшего иерархического уровня являются такие подсистемы, которые осуществляют непосредственное управление конкретными орудиями труда, механизмами, устройствами или технологическими процессами. Система управления любого другого уровня, кроме низшего, всегда осуществляет управление технологическими процессами не непосредственно, а через подсистемы промежуточных, более низких уровней.
Важным принципом построения системы управления предприятием является рассмотрение предприятия как системы с многоуровневой (иерархической) структурой. От звеньев, расположенных на более высоком уровне, идет поток управляющих воздействий, а информация о текущем состоянии объекта управления более низкого уровня поступает звеньям более высокого уровня. Рассматривая своеобразное “дерево” управления, можно отметить, что преимущество иерархической структуры управления состоит в том, что решение задач управления возможно на базе локальных решений, принимаемых на соответствующих уровнях иерархии управления.
Нижний уровень управления является источником информации для принятия управленческих решений на более высоком уровне. Если рассматривать поток информации от уровня к уровню, то количество информации, выраженное в числе символов, уменьшается с повышением уровня, но при этом увеличивается ее смысловое (семантическое) содержание.
На современном уровне развития общества научно-технический прогресс в области материального производства и систем управления обеспечивает возможность концентрации и централизации значительных финансовых, материальных и других ресурсов. Эти возможности реализуются в индустриально развитых странах в виде создания межнациональных объединений (например, Европейский союз, объединяющий ряд европейских стран; дочерние фирмы, филиалы и предприятия крупных концернов во многих странах мира и т. д.). Преимуществом централизации является возможность направлять на реализацию решений крупные ресурсы, что позволяет решать сложные проблемы, требующие больших капиталовложений. В централизованной системе сравнительно легко обеспечить скоординированную, согласованную деятельность подсистем, направленную на достижение единых целей. Потери в отдельных частях системы компенсируются результатами работы других ее частей. Многоуровневая централизованная система обладает большой живучестью за счет оперативного перераспределения функций и ресурсов. Не случайно в армиях всех времен и народов строго соблюдается принцип централизации.
Вместе с тем централизация в системах большой размерности имеет свои недостатки. Многоуровневость и связанная с этим многократная передача информации с уровня на уровень вызывает задержки, снижающие оперативность оценки обстановки и реализации управленческих решений, приводит к искажениям как в процессе ( передачи информации, так и при ее обработке на промежуточных уровнях. В ряде случаев стремление подсистем к самостоятельности! входит в противоречие с принципом централизации. В многоуровневых централизованных организационно-административных системах управления, как правило, присутствуют элементы децентрализации!
При рациональном сочетании элементов централизации и децентрализации информационные потоки в системе должны быть организованы таким образом, чтобы информация использовалась в основном на том уровне, где она возникает, т. е. надо стремиться к минимальной передаче данных между уровнями системы. В децентрализованных одноуровневых системах всегда выше уровень оперативности как при сборе информации о состоянии управляемой системы, оценке ситуации, так и при реализации принятых решений. Благодаря оперативному контролю за реакцией на управляющие воздействия снижаются отклонения от выбранной траектории движения к цели.
Степень централизации системы, которая определяется на основе установления соотношения взвешенных объемов задач, решаемых на смежных уровнях, служит в известном смысле мерой разделения полномочий между уровнями. Смещение основной массы решений в сторону вышестоящего уровня, т. е. повышение степени централизации, отождествляют обычно с повышением управляемости подсистем. Оно требует, как правило, улучшения переработки информации на верхних уровнях иерархии управления. Повышение степени децентрализации соответствует увеличению самостоятельности подсистем и уменьшению объема информации, перерабатываемой верхними уровнями.
Обычно высшие менеджеры многоуровневых систем разрабатывают стратегические решения, например, сколько моделей автомобилей должен производить каждый из заводов компании. Они не должны решать вопроса о типоразмерах и количестве каждой выпускаемой модели на каждом из заводов. Это относится к уровню тактических решении, которые принимаются заводскими менеджерами среднего звена управления. Заводской менеджер должен решить вопрос, сколько произвести и продать, сколько сохранить на складе готовой продукции (сезонный спрос) и сколько рабочих нанять или уволить. Оперативное принятие решений осуществляется на производственном уровне начальниками цехов, которые определяют детальное планирование и производство. Этот иерархический подход, который должен включать и обратную связь, может и не обеспечить оптимальное решение, но он позволяет лучше и более своевременно управлять производственным процессом.
Структура систем управления в народном хозяйстве строится по отраслевому или территориальному принципу Отраслевой принцип применяется в тех случаях, когда речь идет о сложных, специфических видах производства, проектирования и строительства, о развитии и внедрении научных исследований в производство определенного типа. По территориальному принципу построены органы государственного административного управления.
1.3.4. Управляющие системы
Любой процесс в природе (физический, химический, социальный, мыслительный и т. п.) развивается и протекает по некоторым присущим ему закономерностям. Однако в силу всеобщей связи между явлениями в природе на него воздействуют другие процессы и он сам воздействует на эти процессы. В результате таких воздействий происходят различные отклонения от первоначального развития процесса, т. е. он протекает по более сложным закономерностям. Внешние воздействия на процесс можно разделить на случайные и управляющие. Случайные воздействия не преднамеренны. Управляющие воздействия специально предназначены для изменения хода того процесса, на который они направлены.
Совокупность управляющих воздействии, направленных на то, чтобы действительный ход процесса соответствовал желаемому, называют управлением. Таким образом, управление предполагает, что существует некоторый орган, систематически или по мере необходимости вырабатывающий управляющие воздействия. Такой управляющий орган принято называть системой управления. Управление обычно осуществляется через исполнительные органы, которые и изменяют действительный ход процесса. Управление должно быть целенаправленным. Управляющие воздействия должны быть скоординированы между собой, а не носить случайного характера, при котором не исключена возможность воздействий, прямо противоположных друг другу.
Управление предполагает наличие управляемого объекта или группы объектов (живой организм или его часть, отдельный механизм или технологическая установка, предприятие или отрасль народного хозяйства и т. д.). Кроме управляемого объекта должен существовать некоторый управляющий орган, вырабатывающий управляющие воздействия, направленные на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления. Процесс управления — это целенаправленное воздействие управляющей системы на управляемую, ориентированное на достижение определенной цели и использующее главным образом информационный поток. Оптимальное управление заключается в выборе наилучших управляющих воздействий из множества возможных с учетом ограничений и на основе информации о состоянии управляемого объекта и внешней среды. В системах административного или организационного управления управляющее воздействие заключается в принятии решений в процессах планирования и оперативного управления, реализуемых на более низших уровнях управления, а также в контроле за реализацией принятых решений. Людей, выполняющих эти функции, называют администраторами или руководителями. (За рубежом применяют термины manager — руководитель, управляющий и management - административное управление в отличие от control — управление в производственных системах.)
Администратор получает и передает информацию в виде различных документов, в ходе переговоров с другими людьми, через системы ЭВМ и т. д. Оператор, как правило, получает сведения о состоянии управляемой системы в форме, представленной различными техническими средствами отображения информации — цифровыми и графическими табло, пультами со стрелочными, цифровыми и индикаторными приборами, средствами звуковой сигнализации. Принятые решения оператор реализует, воздействуя на производственный процесс, используя технические средства управления. Процесс принятия решений оператором гораздо легче формализуем, чем для администратора. Наборы возможных ситуаций и применяемых решений для оператора обычно четко очерчены; во всяком случае, они значительно уже, чем у администратора.
При синтезе эргатических систем в единую систему управления используют сочетания аналитических и неформальных методов. Аналитическими методами определяют функциональную структуру синтезируемой системы, постановку задач и методы их решения. Неформальные методы используют при распределении функций между человеком и техническими средствами, определении роли и функциональных обязанностей человека. Задачи эти взаимосвязаны, поэтому их решают параллельно или путем последовательных приближений.
В деятельности крупных фирм (в особенности транснациональных корпорации, представляющих собой комплексы большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих предприятий, расположенных в разных странах) передача информации является непременным и первостепенным фактором нормального функционирования фирмы.
При этом особое значение приобретает обеспечение оперативности и достоверности сведений. Для многих компаний внутрифирменная система информации решает задачи организации технологического процесса и носит производственный характер. Это касается, прежде всего, процессов обеспечения предприятии продукцией, поступающей по кооперации со специализированных предприятий по внутрифирменным каналам. Здесь информация играет важную роль в предоставлении сведений для принятия управленческих решений и является одним из факторов, обеспечивающих снижение издержек производства и повышение его эффективности. Особое значение имеет прогнозирование рыночных процессов.
Потребность в управлении возникает в том случае, когда необходима координация действий членов некоторого коллектива, объединенных для достижения общих целей: обеспечение устойчивости функционирования или выживания объекта управления в конкурентной борьбе, получение максимальной прибыли, выход на международный рынок и т. п. Цели сначала носят обобщенный характер, а затем в процессе уточнения они формализуются управленческим аппаратом в виде целевых функций.
1.3.5. Прямая и обратная связь управления
Система управления представляет собой совокупность объекта управления (например, предприятия) и субъекта управления (управленческого аппарата) (Рис. 1.1.2). Управленческий аппарат объединяет сотрудников, формулирующих цели, разрабатывающих планы, устанавливающих требования к принимаемым решениям, а также контролирующих их выполнение. В задачу объекта управления входит и выполнение планов, разработанных управленческим аппаратом, т. е реализация той деятельности, для которой создавалась система управления. Оба компонента системы связаны прямой и обратной связью. Прямая связь выражается потоком директивной информации направляемой от управленческого аппарата к объекту управления Обратная связь представляет собой поток отчетной информации < выполнении принятых решений, идущий в обратном направлении.
Рис. 1.1.2. Структура системы управления: П – прямая связь; О – обратная связь.
Директивная информация формируется управленческим аппаратом в соответствии с целями управления и информацией о внешней среде, о сложившейся внешней ситуации. Отчетная информация формируется объектом управления и отражает внутреннюю ситуацию объекта, а также степень влияния на нее внешней среды (задержки платежей, нарушения подачи энергии, погодные условия, общественно-политическая ситуация в регионе и т. п.). Таким образом, внешняя среда влияет не только на объект управления: она поставляег информацию и управленческому аппарату, решения которого зависят от внешних факторов (состояние рынка, уровень инфляции, налоговая и таможенная политика и т. д.).
Обратная связь, увеличивающая влияние входа системы на ее выход, называется положительной обратной связью, а уменьшающая это влияние — отрицательной. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, когда оно нарушается внешним воздействием, а положительная обратная связь вызывает большее отклонение, чем то, которое вызвало бы внешнее воздействие при отсутствии обратной связи.
Системы управления с обратной связью функционируют следующим образом. Выбирается управляющее воздействие, которое определяет требуемое состояние управляемого объекта. Информация о фактическом состоянии управляемого объекта поступает по каналу обратной связи. Специальный орган сравнивает эти состояния, и при несовпадении требуемого и фактического состояний управляемого объекта вырабатываются управляющие воздействия, назначением которых является корректировка его поведения. Управляющие воздействия каждого контура управления могут влиять на реакцию управляемого объекта на управляющие воздействия в других контурах управления. В таких случаях их называют системами многосвязанного управления.
Метод управления, основанный на использовании обратной связи, нашел широкое применение как в системах управления техническими объектами, так и в организационно-административных системах. Одним из главных достоинств этого метода является работа элементов систем управления в условиях значительных изменений внешней среды, т. е. в условиях большого числа случайных воздействий различного вида.
Совокупность информационных потоков, средств обработки, передачи и хранения данных, а также сотрудников управленческого аппарата, выполняющих операции по переработке данных, составляет информационную систему управления объектом.
2. Применение информационных технологий
2.1. Информационные технологии
Понятие информационная технология (ИТ) в настоящее время относится к числу наиболее популярных и часто употребляемых. Подобная популярность обусловливается не только растущей значимостью, но и бурным, чрезвычайно динамичным развитием ИТ. В целом, современные ИТ можно охарактеризовать:
во-первых, широтой охвата ими различных “неинформационных” предметных областей, в том числе традиционных отраслей промышленности;
во-вторых, массовостью овладения ИТ специалистами этих областей, в результате чего ИТ перестают быть уделом определенного круга научной и инженерной элиты и становятся доступным инструментом для решения прикладных задач;
в-третьих, стимулирующим развитие ИТ выявлением принципиально новых информационных потребностей и реализацией соответствующих функций;
в-четвертых, значительным эффектом от применения ИТ, обусловливающим возможности осуществления качественных изменений (“скачков”) в процессах совершенствования технологий и техники (принципиально важно, что без использования ИТ эти изменения не могут быть достигнуты);
в-пятых, усиливающейся тенденцией к интеграции разнородных ИТ, проявляющейся в стремлении к унификации аппаратных и программных средств, а также созданию единых информационных сред.
Революция в компьютерной технологии породила мощные сети связи, которые организации могут использовать для доступа к крупным "складам" информации во всем мире и координировать действия вне зависимости от места и времени. Эти сети преобразуют форму деловых предприятий и даже общество.
Всемирная самая большая и наиболее широко используемая сеть - Интернет (Internet). Интернет - международная сеть сетей, которые являются и коммерческими, и публичными. Интернет соединил более 100 000 различных сетей почти из 200 стран во всем мире. Больше 50 млн представителей науки, образования, правительства и деловых организаций используют Интернет, чтобы обмениваться информацией или поддерживать деловые отношения с другими организациями земного шара.
В настоящее время информационная революция уже изменила способы работы многих людей сегодня.
Информационные технологии (ИТ), понятие в которое включены не только компьютерные технологии (оборудование и программное обеспечение) для изготовления и хранения информации, но также и технологии связи для передачи информации. Сегодня ИТ стали распространенными. Управляющие ИТ включают управление доставкой прикладных ИТ к работникам, которые имеют персональный компьютер на своем рабочем столе внутри их рабочего места. Управляющие ИТ сегодня также включают управляющую речевую почту, электронную почту и ПО рабочих групп, которые позволяют работникам сообщать и разделять информацию с членами их рабочих команд или менеджерами через компьютеры с сетевой структурой. Управляющие ИТ также включают управление сетями, которые соединяют работников с другими географическими регионами, так как возможно общаться с поставщиками и клиентами через Интернет.
Работник знания - это новый класс трудящегося, для которого информация и знание являются новым сырьем и продуктом его работы. К работникам знания относятся те, кто назывались раньше "белыми воротничками" в индустриальном веке, но сегодняшние работники знания могут быть найдены и на фабричном этаже. Работники знания - это те, кто зависит от информационных технологий для выполнения своей работы.
Связанное с ИТ изменение в способе, которым мы работаем, - это новый акцент на совместную работу обычно командой работников. Поддерживаемое общественным мнением проблемно-ориентированное решение задач бригадами в японских фирмах обеспечило высокое качество их изделий. Фирмы США начали с 1980 г. ориентировать команды работников на принятие эксплуатационных решений, рекомендовать усовершенствования непосредственно главным управляющим и узнавать новые способы работы друг от друга. К середине 1990 г. типичный работник знания США использовал электронную связь (e-mail) и другие персональные инструментальные средства на персональном компьютере. В результате стали заметны значимые улучшения производительности рабочей силы благодаря проникновению информационных технологий. Рабочая сила США получила преимущество в производительности по сравнению с работниками других промышленных наций благодаря организационным вкладам в ИТ и в работников, обучающихся использованию этих инструментальных средств.
Сегодня работники могут общаться с другими и имеют доступ к организованной информации в любое время (24 часа в день, 7 дней в неделю), в любом месте (вне офиса или дома). Термин telecommuter (подсоединяющийся извне) был введен в 80-х годах, чтобы выделить тех, кто подсоединялся извне в офисы фирмы через линии передачи данных, чтобы делать их работу. В США обнаружили, что возможна работа на дому. Для некоторых работников способ работы в любое время где угодно означал новые возможности найти лучший баланс между их работой и домашней жизнью. Для других этот новый способ работы сделал трудным уход от работы: пейджеры, сотовые телефоны и портативные компьютеры стали необходимыми карманными предметами.
Глобализация всемирных индустриальных экономик значительно расширяет значение информации для фирм и предлагает новые возможности предпринимателям. Сегодня информационные системы обеспечивают связь и аналитическую мощь, которая укрепляет потребность в проведении торговли и руководстве предприятиями в глобальном масштабе. При управлении обширной глобальной корпорацией с распределенными подразделениями и поставщиками, поддерживающими связь 24 часа в день в различных национальных окружающих средах, обслуживание местных и международных сообщений стало необходимой реакцией на деловые потребности, требует мощных информационных возможностей системы.
Глобализация и информационные технологии также приносят новые угрозы местным деловым фирмам: из-за глобальной связи и систем управления клиенты теперь имеют магазин во всемирном рынке, надежно получая цену и информацию о качестве 24 часа в сутки. Это явление усиливает конкуренцию и вынуждает фирмы действовать в открытом, незащищенном всемирном рынке. Чтобы стать эффективными и выгодными участниками на международных рынках, фирмы нуждаются в мощной информации и системах связи.
Информационная революция началась в конце двадцатого столетия и постепенно ускорялась. К 1976 г. число конторских служащих в США, использованных в офисах, превзошло число сельскохозяйственных рабочих, рабочих сферы обслуживания и рабочих на производстве. Сегодня большинство людей больше не работает на фермах или фабриках, но занято в торговле, образовании, здравоохранении, банках, фирмах страхования и адвокатских конторах; они также обеспечивают деловые услуги:
одноименное копирование, развитие программного обеспечения или его поставки. Эта деятельность прежде всего сводит работу к распределению или созданию новых знаний и информации. Фактически знание и информационная работа теперь обеспечивают 75% американского валового национального продукта и почти 70% рабочей силы.
В основанной на знании и информации экономике информационные технологии и системы приобретают большое значение. Например, информационные технологии составляют больше 70% инвестированного капитала в эксплуатации отраслей хозяйства, подобных финансам, страхованию и недвижимому имуществу. Информационные системы необходимы, чтобы оптимизировать поток информации и знания внутри организации и помогать управлению максимизировать ресурсы, знания фирмы.
Традиционная деловая фирма была и все еще является иерархическим, централизованным, структурным построением специалистов, что естественно при установленном наборе стандартной эксплуатационной техники, чтобы производить серийно изделие (или обслуживание). Новый стиль деловой фирмы сглажен (менее иерархический), децентрализован, имеется гибкое распределение управляющих, которые полагаются на почти мгновенную информацию, чтобы поставлять массовые изделия и услуги, однозначно подходящие для определенных рынков или клиентов. Этот новый стиль организации еще нетвердо укрепился - он все еще развивается. Однако направление ясно, и это новое направление было бы невозможным без информационных технологий.
Традиционная группа управления действовала и все еще работает на формальных планах, твердом разделении труда, формальных правилах и поддерживает порядок, чтобы гарантировать обычное функционирование фирмы. Новый менеджер ориентирован на неформальные обязательства и сети, чтобы установить цели (вместо формального планирования), гибкое расположение групп и личностей, образующих целевые команды, ориентацию на клиента, чтобы достигнуть координации среди служащих, и обращение к профессионализму и знанию, чтобы гарантировать непрерывное развитие фирмы. Именно информационные технологии делают возможным этот стиль управления.
Информационные технологии вызывают изменения в организации, которые делают фирму даже более зависимой, чем в прошлом, от знания, изучения и принятия решений индивидуально служащими.
2.2. Информационные технологии и информационные системы
Информационная система может быть определена с технической точки зрения как набор взаимосвязанных компонентов, которые собирают, обрабатывают, запасают и распределяют информацию, чтобы поддержать принятие решений и управление в организации. В дополнение к поддержке принятия решений, координации и организации. информационные системы могут также помогать проводить анализ проблемы, делают видимыми комплексные объекты.
Информационные системы содержат информацию о людях, местах и объектах внутри организации или в окружающей среде. Информацией можно называть данные, преобразованные в форму, которая является значимой и полезной для людей. Данные, напротив, являются потоками сырых фактов, представляющих результаты, встречающиеся в организациях или физической среде прежде, чем они были организованы и преобразованы в форму, которую люди могут понимать и использовать.
Три процесса в информационной системе производят информацию, в которой нуждаются организации для принятия решений, управления, анализа проблем и создания новых изделий или услуг, - это ввод, обработка и вывод. В процессе ввода фиксируются или собираются непроверенные сведения внутри организации или из внешнего окружения. В процессе обработки этот сырой материал преобразуется в более значимую форму. На стадии вывода обработанные данные передаются персоналу или процессам, где они будут использоваться. Информационные системы также нуждаются в обратной связи, которая является возвращаемыми обработанными данными, нужными для того, чтобы приспособить элементы организации для помощи в оценке или исправлении обработанных данных.
Существуют формальные и неформальные организационные компьютерные информационные системы. Формальные системы опираются на принятые и упорядоченные данные и процедуры сбора, хранения, изготовления, распространения и использования этих данных.
Неформальные информационные системы (типа сплетен) основаны на неявных соглашениях и неписаных правилах поведения. Нет никаких правил, что является информацией или как она будет накапливаться и обрабатываться. Такие системы необходимы для жизни организации, но анализ их качеств - вне области действия этого текста.
Хотя компьютерные информационные системы используют компьютерные технологии, чтобы переработать непроверенные сведения в значимую информацию, существует ощутимое различие между компьютером и компьютерной программой, с одной стороны, и информационной системой - с другой. Электронные вычислительные машины и программы для них - техническое основание, инструментальные средства и материалы современных информационных систем. Компьютеры обеспечивают оборудование для хранения и изготовления информации. Компьютерные программы, или программное обеспечение, являются наборами руководств по обслуживанию, которые управляют работой компьютеров. Но компьютеры - только часть информационной системы .
Компьютеры и программы - это только инструменты и материалы, но они сами по себе не могут производить нужную для организации информацию. Чтобы представить информационные системы, нужно понять проблемы, для которых они разработаны, определить их архитектуру, составляющие и организационные процессы, которые приведут к этим решениям. Сегодняшние госслужащие должны объединить компьютерную грамотность с системной информационной грамотностью.
С позиции делового видения информационная система представляет собой организационные и управленческие решения, основанные на информационных технологиях, в ответ на вызов, посылаемый окружающей средой. Рассмотрим это выражение, потому что оно подчеркивает организационную сторону и природу управляющих информационных систем. Понимать информационные системы - это не означает быть грамотным в использовании компьютеров, менеджер должен более широко понимать сущность организации, управления и технологий информационных систем (Рис. 2.2.1.) и их возможность обеспечить решение проблем в деловой окружающей среде.
Рис. 2.2.1. Информационные системы больше, чем компьютеры.
2.3. Управляющие информационные системы
В качестве примера рассмотрим возможности управляющих информационных систем в менеджменте, которые появились в связи с интенсивным развитием информационных технологий. С ростом технической мощи ИТ компьютеры начали не просто облегчать работу человека, а позволяют выполнять то, что без ИТ было невозможным. В связи с тем, что менеджеру приходится принимать решения в условиях большой неопределенности и риска, новые возможности информационных систем очень быстро начинают находить применение в бизнесе.
Говоря о "новых" возможностях ИС в менеджменте, более справедливо называть некоторые из них новыми только для нас. Например, системы поддержки принятия решений уже более двух десятилетий используются в развитых странах, но пока еще не получили широкого распространения в нашей стране.
Системы поддержки принятия решений (Decision Support System)
Системы поддержки принятия решений (DSS) - это компьютерные системы, почти всегда интерактивные, разработанные, чтобы помочь менеджеру (или руководителю) в принятии решений. DSS включают и данные, и модели, чтобы помочь принимающему решения решить проблемы, особенно те, которые плохо формализованы. Данные часто извлекаются из системы диалоговой обработки запросов или базы данных. Модель может быть простой типа "доходы и убытки", чтобы вычислить прибыль при некоторых предположениях, или комплексной типа оптимизационной модели для расчета загрузки для каждой машины в цехе. DSS и многие из систем, обсуждаемых в следующих разделах, не всегда оправдываются традиционным подходом стоимость — прибыль; для этих систем многие из выгод неосязаемы, типа более глубокого принятия решения и лучшего понимания данных.
Система поддержки принятия решений требует трех первичных компонентов: модели управления, управления данными для сбора и ручной обработки данных и управления диалогом для облегчения доступа пользователя к DSS. Пользователь взаимодействует с DSS через пользовательский интерфейс, выбирая частную модель и набор данных, которые нужно использовать, а затем DSS представляют результаты пользователю через тот же самый пользовательский интерфейс. Модель управления и управление данными в значительной степени действуют незаметно и варьируются от относительно простой типовой модели в электронной таблице до сложной комплексной модели планирования, основанной на математическом программировании.
Чрезвычайно популярный тип DSS - в виде генератора финансового отчета. С помощью электронной таблицы типа Lotos 1-2-3 или Microsoft Excel создаются модели, чтобы прогнозировать различные элементы организации или финансового состояния. В качестве данных используются предыдущие финансовые отчеты организации. Начальная модель включает различные предположения относительно будущих трендов в категориях расхода и дохода. После рассмотрения результатов базовой модели менеджер проводит ряд исследований типа "что, если", изменяя одно или большее количество предположений, чтобы определить их влияние на исходное состояние. Например, менеджер мог бы зондировать влияние на рентабельность, если бы продажа нового изделия росла на 10% ежегодно. Или менеджер мог бы исследовать влияние большего, чем ожидаемое, увеличения цены сырья, например 7% вместо 4% ежегодно. Этот тип генератора финансового отчета - простые, но мощные DSS для руководства принятием финансовых решений.
Пример DSS по приведению транзакций данных - система определения размеров ассигнований на полицейские выезды, используемая городами Калифорнии. Эта система позволяет офицеру полиции увидеть карту и выводит данные географической зоны, показывает полиции звонки вызовов, типы вызовов и время вызовов. Интерактивная способность графики системы разрешает офицеру манипулировать картой, зоной и данными, чтобы быстро и легко предположить вариации альтернатив полицейских выездов.
Другой пример DSS - интерактивная система для планирования объема и производства в большой бумажной компании. Эта система использует детальные предыдущие данные, прогнозирующие и планирующие модели, чтобы проиграть на компьютере общие показатели компании при различных плановых предположениях. Большинство нефтяных компаний развивают DSS, чтобы поддержать принятие решения капиталовложений. Эта система включает различные финансовые условия и модели для создания будущих планов, которые могут быть представлены в табличной или графической форме.
Все приведенные примеры DSS названы специфическими DSS. Они - фактические приложения, которые помогают в процессе принятия решения. Напротив, генератор системы поддержки принятия решений - это система, которая обеспечивает набор возможностей быстро и легко строить специфические DSS. Генератор DSS - пакет программ, разработанный для выполнения на частично компьютерной основе. В нашем примере финансового отчета Microsoft Excel или Lotus 1-2-3 могут рассматриваться как генераторы DSS, в то время как модели для проектирования финансовых отчетов для частного отделения компании на базе Excel или Lotus 1-2-3 - это специфические DSS.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 291; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!