Системный подход в управлении экономикой
Автономная некоммерческая организация
Высшего образования
«Международная академия бизнеса и управления»
(МАБиУ)
Основы системного анализа
Опорный конспект лекций
Для студентов заочного отделения
по специальности «Таможенное дело»
по квалификация (степени) выпускника «Специалист»
Распространение и тиражирование без официального разрешения МАБиУ запрещено!
Предисловие
Разработано в соответствии с требованиями учебно-квалификационной характеристики, рабочей программы учебной дисциплины " Основы системного анализа" подготовки специалиста по направлению 36401.65 «Таможенное дело».
1. Утверждено кафедройпротокол от№ ____.
2. Преподаватель:
3. Рецензент:
4. Ответственный за выпуск:
Содержание
1. О некоторых базовых понятиях системного анализа. 4
1.1. Предпосылки возникновения. 4
1.2. Системный подход в управлении экономикой. 6
1.3. Понятие системы.. 7
1.4. Роль фактора неопределенности и конфликта. 12
2. Определение системного анализа и области его применения. 13
2. 1. Определение понятия «системный анализ». 13
Теоретические основы разработки, принятия и реализации решений". 14
Научный подход в обосновании управленческих решений. 16
Социально-политические особенности управленческих решений. 17
Организационно-технологические особенности управленческих решений. 17
Социально-психологические особенности управленческих решений. 18
Виды управленческих решений и требования, предъявляемые к ним.. 18
Процесс разработки решений в сложных ситуациях". 23
Принятия решений без использования вероятностей исходов. 24
Анализ риска для инвестиционных программ.. 29
Основные понятия теории вероятностей и математическая статистика. 31
Введение. 32
Основные понятия. Непосредственный подсчет вероятностей. 33
Алгебра событий. 36
Теорема сложения вероятностей. 37
Теорема умножения вероятностей. 39
Формула полной вероятности. 42
3. Сущность задач массового обслуживания. 108
3.1. Потоки событий. 110
3.2. Уравнения Колмогорова. Предельные вероятности состояний. 111
Процесс гибели и размножения. 112
СМО с отказами. 115
Одноканальная система с отказами. 115
Многоканальная система с отказами. 116
СМО с ожиданием (очередью) 118
Одноканальная система с неограниченной очередью. 118
О некоторых базовых понятиях системного анализа
Предпосылки возникновения
В мировой экономике во второй половине XX века под воздействием научно-технической революции произошли громадные сдвиги. Эти изменения обусловлены тем, что экономики развитых стран вступили в новую фазу развития, характеризуемую огромными масштабами производства, резко возросшим разнообразием производственных сфер, расширением межотраслевых связей, ускорением использования последних достижений науки и техники, качественными сдвигами в области технологических процессов, усилением конкуренции. Наука как производительная сила заняла особо важное место.
В научной, технической, производственной и других сферах деятельности выдвинулись новые проблемы, возникли явления, с которыми ранее не приходилось сталкиваться. Коренные изменения в области техники, сопровождаемые почти экспоненциальным ростом сложности и стоимости технических изделий, а также их многообразие, растущая потребность в исследованиях и разработках потребовали обращения особого внимания на науку и технику и привели к тому, что прошлый опыт в значительной мере потерял свое значение как руководство при управлении, которое отличается от управления в прошлом не только в глубоко логическом, но и практическом смысле.
Пример: Кара=Бугаз-Гол
Центральным положением новой концепции управления явилось использование систематизированных аналитических проработок, которые осуществлялись инженерами и учеными в области естественных и социальных наук, работающих в составе или в сотрудничестве с органами управления и принятия решений.
Глубокая проработка вопроса обычно требует создания междисциплинарной группы, в состав которой входят специалисты различных областей. Это необходимо не только ввиду сложности проблемы, не укладывающейся, как правило, в рамки одной дисциплины. Более важным является тот факт, что вопросы, возникающие при решении проблемы, по-разному рассматриваются экономистом, математиком, юристом, политиком, инженером или военным специалистом. Различные точки зрения на один и тот же вопрос имеют первостепенную важность для решения проблем в целом.
По своему содержанию и объему эти проработки охватили широкий круг вопросов, начиная с повышения эффективности хозяйственных операций и кончая разработкой рекомендаций по крупнейшим проблемам национальной политики.
Для проведения аналитических проработок потребовались новые методы анализа, «возникла необходимость создания методологии их наиболее рационального использования на практике, ибо когда «у общества появляется техническая потребность, то она продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов». Повышенный интерес к использованию аналитических проработок объясняется также тем, что количество выдвигаемых идей, проектов и программ значительно превысило возможности их реализации с точки зрения обеспечения ресурсами. Такое положение дел не было характерным на более ранних ступенях развития человечества, когда многие проекты, соответствующие научно-техническим возможностям эпохи и представляющие интерес для общества, могли быть обеспечены ресурсами, необходимыми для их реализации. Проблема заключалась скорее в выдвижении новых, прогрессивных идей.
В целях научно обоснованного отбора изделий, продукции, проектов, программ, рекомендуемых для практической реализации, потребовался их всесторонний анализ с учетом совокупности всех факторов и явлений.
Научно-технический прогресс и задачи совершенствования производства заставили управленцев и специалистов-аналитиков по-новому взглянуть на окружающие их привычные факторы и явления. При этом приходилось отказываться от многих сложившихся представлений, использовать новые точки зрения и способы рассмотрения возникающих проблем.
Нельзя не заметить, что прогресс науки и техники, совершенствование технологических процессов очень часто опережают умение их организовать, использовать с наибольшим эффектом.
Сложившееся несоответствие технологических возможностей и методов управления становилось препятствием развитию общества и экономики, замедляло рост производства. Проявления несоответствия современного уровня производительных сил и методов управления в разных звеньях и отраслях могут быть весьма различными, но проблема имеет один общий объективный источник — неуклонное возрастание сложности управления в связи с усложнением экономических отношений, производственных связей, производимых изделий и способов их использования.
Проблема возрастающей трудности управления экономическими процессами, характерная для всех развитых стран, породила целый ряд научных дисциплин. Их цель — создание концепций, позволяющих объяснить сложные экономические явления; выработать конкретные методы и формы управления экономическими процессами. Для всего этого комплекса дисциплин характерно широкое использование метода моделирования, применение математического аппарата, заимствование понятий и методов точных и технических наук.
Новые научные дисциплины возникли, как правило, на стыке различных наук с экономической наукой и конкретными отраслевыми экономическими дисциплинами. Одна из таких научно-прикладных дисциплин — системный анализ, основанный на системном подходе к рассмотрению изучаемых экономических объектов и явлений.
Системный анализ — это научный, всесторонний подход к принятию решений. Вся проблема изучается в целом, определяются цели развития объекта управления и различные пути их реализации в свете возможных последствий. При этом возникает необходимость согласования работы различных частей объекта управления, отдельных исполнителей, с тем, чтобы направить их на достижение общей цели.
Никакая наука не рождается в один день, а появляется в результате совпадения всевозрастающего интереса к определенному классу задач и уровня развития научных принципов, методов и средств, с помощью которых оказывается возможным решать эти задачи. Системный анализ не является исключением. Его исторические корни так же глубоки, как и корни цивилизации. Но как научная дисциплина системный анализ оформился во время Второй мировой войны, вначале применительно к военным задачам, а уже после войны — к задачам различных сфер гражданской деятельности, где он стал эффективным средством решения широкого круга практических задач.
Пример: Канторович Леонид Витальевич, Винер Норберт
Именно в это время общие основы системного анализа созрели настолько, что их стали оформлять в виде самостоятельной отрасли знаний. Можно с полным основанием сказать, что разработка методов системного анализа в значительной степени способствовала тому, что управление во всех сферах человеческой деятельности поднялось от стадии ремесла или чистого искусства, которое в преобладающей степени зависело от способности отдельных людей и накопленного ими опыта, до стадии науки.
Системный подход в управлении экономикой
Системный анализ — это наиболее последовательная реализация системного подхода к решению политических, социально-экономических, технических и др. проблем в различных сферах человеческой деятельности.
К использованию системного подхода при принятии решений проявлялся все более широкий интерес со стороны специалистов по управлению и хозяйственных руководителей. Его все чаще называли новым типом управленческого мышления. И в настоящее время практически в любой научной работе по экономическим, управленческим проблемам содержатся ссылки на использование системного подхода.
Сущность системного подхода сводится к тому, что деятельность любой части системы оказывает некоторое влияние на деятельность всех других ее частей. Этот принцип есть следствие известного положения диалектики, требующего рассмотрения всех явлений в их причинной зависимости. Из этого следует, что для оценки любого решения необходимо определить все существенные взаимосвязи и установить его влияние с учетом этих взаимосвязей на поведение всей системы, а не только ее части.
Пример: управление Сивашом.
Иначе говоря, при рассмотрении того или иного частного вопроса требуется оценить, как то или иное его решение может сказаться на системе в целом, разумеется, не усложняя исследование изучением второстепенных связей.
Сплошь и рядом характерные черты некоторой концепции легче всего выделить не столько путем ее подробного описания, сколько сопоставлением ее с другими концепциями. Так, например, можно сопоставить системный подход к анализу экономики с противоположным ему подходам, состоящим в том, что экономику исследуют путем перечисления отдельных ее элементов, детального изолированного изучения этих элементов и только после этого переходят к анализу простейших взаимодействий между ними. Вряд ли на втором пути при его последовательном проведении можно разобраться в основных механизмах экономических и др. процессов и тем более в строении и функционировании сложных экономических объектов.
Пример: Управление сажевым производством.
Для второго, несистемного пути часто характерно рассмотрение одного решения из целого ряда возможных, чаще всего в соответствии с той или иной служебной инструкцией, сложившейся традицией без оценки эффективности и последствий этого решения.
Пример: Поворот вспять северных рек России.
Принятие управленческих решений должно базироваться на все более полном и последовательном применении системного подхода. Это выражается в рассмотрении отдельных хозяйственных объектов любого уровня управления как особых систем, органически связанных и активно взаимодействующих с другими системами в рамках народно-хозяйственного комплекса, в выявлении роли каждой из них в общем процессе функционирования экономики.
Системный подход к организации управления требует перехода от разрозненных, частных моделей экономики, изолированного рассмотрения экономических категорий и отдельных частных вопросов к общей концепции, позволяющей видеть всю систему связей и отношений в экономике, весь комплекс параметров, определяющих наилучшие пути ее развития и способствующих выполнению намеченных планов. Такой же подход следует использовать при принятии решений на уровне отдельных организаций и предприятий. Системный подход прямо противоположен практике локального, временного решения проблем без учета последствий этих решений в будущем.
Таким образом, системный подход основан на глубоких исследованиях причинных связей и закономерностей развития социально-экономических процессов. Расширение применения системного подхода при принятии управленческих решений будет способствовать повышению эффективности функционирования экономической системы страны в целом и ее отдельных объектов.
Пример: Функции таможенной службы:
1 Протекционистская;
2. Фискальная
Понятие системы
В системном анализе исследования строятся на использовании категории системы, под которой понимается единство взаимосвязанных и взаимовлияющих элементов, расположенных в определенной закономерности в пространстве и во времени, совместно действующих для достижения общей цели. Система должна удовлетворять двум требованиям:
· поведение каждого элемента системы влияет на поведение системы в целом; существенные свойства системы теряются, когда она расчленяется.
· поведение элементов системы и их воздействие на целое взаимозависимы; существенные свойства элементов системы при их отделении от системы также теряются. Гегель писал о том, что рука, отделенная от организма, перестает быть рукой, потому что она не живая.
Таким образом, свойства, поведение или состояние, которыми обладает система, отличаются от свойств, поведения или состояния образующих ее элементов (подсистем). Система — это целое, которое нельзя понять путем анализа. Система — это множество элементов, которое нельзя разделить на независимые части.
Совокупность свойств элементов системы не представляет собой общего свойства системы, а дает некоторое новое свойство. Для любой системы характерно наличие собственной, специфической закономерности действия, не выводимой непосредственно из одних лишь способов действия образующих ее элементов.
Всякая система является развивающейся системой, она имеет свое начало в прошлом и продолжение в будущем.
Понятие системы — это способ найти простое в сложном в целях упрощения анализа.
Элементарная система, изображенная в общем виде, представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Система в общем виде
Основными частями ее являются вход, процесс, или операция, и выход.
У любой системы вход состоит из элементов, классифицируемых по их роли в процессах, протекающих в системе. Первый элемент входа тот, над которым осуществляется некоторый процесс, или операция. Этот вход есть или будет «нагрузкой» системы (сырье, материалы, энергия, информация и др.). Вторым элементом входа системы является внешняя (окружающая) среда, под которой понимается совокупность факторов и явлений, воздействующих на процессы системы и не поддающихся прямому управлению со стороны ее руководителей.
Не контролируемые системами внешние факторы обычно можно разбить на две категории: случайные, характеризуемые законами распределения, неизвестными законами или действующие без всяких законов (например, природные условия); факторы, находящиеся в распоряжении системы, являющейся внешней и активно, разумно действующей по отношению к рассматриваемой системе (например, нормативно-правовые документы, целевые установки). Данные факторы называются управляющими воздействиями.
Система в общем виде в другом виде.
Цели внешней системы могут быть известны, известны не точно, вовсе не известны.
Третий элемент входа обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы, например различные инструкции, положения, приказы, то есть задает законы ее организации и функционирования, цели, ограничительные условия и др.
Входы классифицируются также по содержанию: материальные, энергетические, информационные или любая их комбинация.
Вторая часть системы — это операции, процессы или каналы, через которые проходят элементы входа. Система должна быть устроена таким образом, чтобы необходимые процессы (производственные, подготовки кадров, материально-технического снабжения и др.) воздействовали по определенному закону на каждый вход, в соответствующее время для достижения желаемого выхода.
Третья часть системы — выход, являющийся продуктом или результатом ее деятельности. Система на своем выходе должна удовлетворять ряду критериев, важнейшие из которых — стабильность и надежность. По выходу судят о степени достижения целей, поставленных перед системой.
Различают физические и абстрактные системы. Физические системы состоят из людей, изделий, оборудования, машин и прочих реальных или искусственных объектов. Им противопоставлены абстрактные системы. В последних свойства объектов, существование которых может быть неизвестным, за исключением их существования в уме исследователя, представляют символы. Идеи, планы, гипотезы и понятия, находящиеся в поле зрения исследователя, могут быть описаны как абстрактные системы.
В зависимости от своего происхождения выделяют естественные системы (например, климат, почва) и сделанные человеком.
По степени связи с внешней средой системы классифицируют на открытые и закрытые.
Открытые системы — это системы, которые обмениваются материально-информационными ресурсами или энергией с окружающей средой регулярным и понятным образом.
Противоположностью открытым системам являются закрытые.
Закрытые системы действуют с относительно небольшим обменом энергией или материалами с окружающей средой, например химическая реакция, протекающая в герметически закрытом сосуде. В деловом мире закрытые системы практически отсутствуют и считается, что окружающая среда является главным фактором успехов и неудач деятельности различных организаций. Однако представителей различных школ управления первых 60 лет прошлого века, как правило, не волновали проблемы внешней среды, конкуренции и всего остального, что носит внешний для организации характер. Подход с точки зрения закрытой системы предполагал то, что следует делать, чтобы оптимизировать использование ресурсов, принимая во внимание только происходящее внутри организации.
Реалии окружающего мира заставили исследователей и практиков прийти к выводу, что любая попытка понять социально-экономическую систему, рассматривая ее закрытой, обречена на провал. Более того, реальность отнюдь не является ареной, на которой господствует порядок, стабильность и равновесие: главенствующую роль в окружающем нас мире играет неустойчивость и неравновесность. С этой точки зрения системы можно классифицировать на равновесные, слабо равновесные и сильно неравновесные. Для социально-экономических систем состояние равновесия может наблюдаться на относительно коротком промежутке времени. Для слабо равновесных систем небольшие изменения внешней среды дают возможность системе в новых условиях достичь состояния нового равновесия. Сильно неравновесные системы, которые весьма чувствительны к внешним воздействиям, под влиянием внешних сигналов, даже небольших по величине, могут перестраиваться непредсказуемым образом.
По типу составных частей, входящих в систему, последние можно классифицировать на машинные (автомобиль, станок), по типу «человек — машина» (самолет — пилот) и по типу «человек—человек» (коллектив организации).
По целевым признакам различают: одноцелевые системы, то есть предназначенные для решения одной единственной целевой задачи и многоцелевые. Кроме того, можно выделить функциональные системы, обеспечивающие решение или рассмотрение отдельной стороны или аспекта задачи (планирование, снабжение и т. п.).
Хотя основные положения системного анализа являются общими для всех классов систем, специфика их отдельных классов требует особого подхода при их анализе. Ярко выраженная специфика социально-экономических систем по отношению к биологическим и тем более техническим обусловлена в первую очередь тем, что неотъемлемой частью первых является человек. Поэтому применительно к этому классу систем анализ должен осуществляться с учетом потребностей, интересов и поведения человека.
При системном подходе экономика страны, отдельные организации рассматриваются как системы, состоящие из функционально и структурно обособленных подсистем, образующих ряд устойчивых иерархических уровней управления для достижения конечной цели.
Следствием иерархической организации является наличие вертикальных и горизонтальных связей. Вертикальные связи опосредствуют взаимодействие подсистем различных уровней организации, горизонтальные — одного уровня. Принцип иерархической организации связан с понятием относительной обособленности подсистем разных уровней. Относительная обособленность означает, что такие подсистемы обладают некоторой независимостью (автономностью) по отношению к выше и нижестоящим подсистемам иерархического ряда, а их взаимодействие осуществляется по входам и выходам. Вышестоящие системы воздействуют путем подачи сигнала на вход нижестоящих и наблюдают за их состоянием по выходу, в свою очередь, нижестоящие подсистемы воздействуют на вышестоящие, реагируя на их сигналы.
Один и тот же объект может иметь множество разных систем. Если рассматривать производственное предприятие как совокупность машин, технологических процессов, материалов и изделий, которые обрабатываются на машинах, то предприятие представляется как технологическая система. Можно рассмотреть предприятие и с другой стороны: какие люди на нем работают, каково их отношение к производству, друг к другу и т. д. Тогда это же предприятие представляется в качестве социальной системы. Или же можно изучать предприятие с иной точки зрения: выяснить отношение руководителей и сотрудников предприятия к средствам производства, их участие в процессе труда и распределении его результатов, место данного предприятия в системе народного хозяйства и т. д. Здесь предприятие рассматривается как экономическая система.
Научно-техническая революция вызвала возникновение нового объекта исследований в области управления, получившего название «большие системы».
Важнейшими характерными чертами больших систем являются:
· целенаправленность и управляемость системы, наличие у всей системы общей цели и назначения, задаваемых и корректируемых в системах более высоких уровней;
· сложная иерархическая структура организации системы, предусматривающая сочетание централизованного управления с автономностью частей;
· большой размер системы, то есть большое число частей и элементов, входов и выходов, разнообразие выполняемых функций и т. д.;
· целостность и сложность поведения. Сложные, переплетающиеся взаимоотношения между переменными, включая петли обратной связи, приводят к тому, что изменение одной влечет изменение многих других переменных.
К большим системам относятся крупные производственно-экономические системы (например, холдинги), города, строительные и научно-исследовательские комплексы.
Подавляющее число экономических и управленческих задач имеет такой характер, когда уже заведомо можно сказать, что мы имеем дело с большими системами. Системный анализ предусматривает специальные приемы, с помощью которых большую систему, трудную для рассмотрения исследователем, можно было бы разделить на ряд малых взаимодействующих систем или подсистем. Таким образом, большой системой целесообразно назвать такую, которую невозможно исследовать иначе, как по подсистемам.
Помимо больших систем в задачах управления экономикой выделяют сложные системы.
Сложной целесообразно называть такую систему, которая строится для решения многоцелевой, многоаспектной задачи. Непосредственным выводом из концепции сложной системы для анализа и проектирования систем управления является требование учета следующих факторов:
· наличие сложной, составной цели, параллельное существование разных целей или последовательная смена целей;
· наличие одновременно многих структур у одной системы (например, технологической, административной, функциональной и т. д.).
Невозможность описания системы в одном языке, необходимость использования спектра языков для анализа и проектирования отдельных ее подсистем, например технологическая схема изготовления продукции; нормативно-юридические акты, устанавливающие распределение обязанностей и прав; схема документооборота и программа совещаний; порядок взаимодействия служб и отделов при разработке проекта плана.
Справиться с задачами анализа больших сложных систем можно лишь тогда, когда в нашем распоряжении будет надлежащим образом организованная система исследования, элементы которой подчинены общей цели. Таково основное содержание закона необходимого разнообразия Эшби7, из которого вытекает важная практическая рекомендация. Чтобы всесторонне изучить экономическую систему и уметь управлять ею, необходимо создать систему исследования, сравнимую по своей сложности с экономической; невозможно эффективно управлять большой системой с помощью простой системы управления, она требует сложного управляющего механизма. По мере роста сложности решаемых задач должны повышаться возможности системы управления решать эти задачи. Большие организации требуют сложных, многосторонних планов. Для всестороннего изучения мозга и построения эквивалентных ему моделей, необходима система исследования, сравнимая по своей сложности с мозгом.
К числу понятий, на которых основаны важные принципы управления системами, относится понятие обратной связи. Именно оно способствовало установлению принципиальных аналогий между организацией управления в таких качественно различных системах, как машины, живые организмы и коллективы людей.
Обратная связь означает соединение между выходов и входом системы, осуществляемое либо непосредственно, либо через другие элементы системы (рис. 2.2). (Мы при рассмотрении рис. 2.2 не учитываем классификацию обратных связей на положительные и отрицательные).
Рис. 2.2. Пример обратной связи
С помощью обратной связи сигнал (информация) с выхода системы (объекта управления) передается в орган управления. Здесь этот сигнал, содержащий информации о работе, выполненной объектом управления, сравнивается с сигналом, задающим содержание и объем работы (например, план). В случае возникновения рассогласования между фактическим и плановым состоянием работы принимаются меры по его устранению.
Основными функциями обратной связи являются:
· противодействие тому, что делает сама система, когда она выходит за установленные пределы (например, реагирование на снижение качества);
· компенсация возмущений и поддержание состояния устойчивого равновесия системы (например, неполадки в работе оборудования);
· синтезирование внешних и внутренних возмущений, стремящихся вывести систему из состояния устойчивого равновесия, сведение этих возмущений к отклонениям одной или нескольких управляемых величин (например, выработка управляющих команд на одновременное появление нового конкурента и снижение качества выпускаемой продукции);
· выработка управляющих воздействий на объект управления по плохо формализуемому закону. Например, установление более высокой цены на энергоносители вызывает в деятельности различных организаций сложные изменения, меняют конечные результаты их функционирования, требуют внесения изменений в производственно-хозяйственный процесс путем воздействий, которые невозможно описать с помощью аналитических выражений.
Нарушение обратных связей в социально-экономических системах по различным причинам ведет к тяжелым последствиям. Отдельные локальные системы утрачивают способность к эволюции и тонкому восприятию намечающихся новых тенденций, перспективному развитию и научно обоснованному прогнозированию своей деятельности на длительный период времени, эффективному приспособлению к постоянно меняющимся условиям внешней среды.
Особенностью социально-экономических систем является то обстоятельство, что не всегда удается четко выразить обратные связи, которые в них, как правило, длинные, проходят через целый ряд промежуточных звеньев, и четкий их просмотр затруднен. Сами управляемые величины нередко не поддаются ясному определению, и трудно установить множество ограничений, накладываемых на параметры управляемых величин. Не всегда известны также действительные причины выхода управляемых переменных за установленные пределы.
Система может быть устойчивой и неустойчивой. Устойчивость системы — это состояние, означающее неизменность ее существенных переменных. Неустойчивость выражается в том, что система, организованная для выполнения определенных функций, перестает их выполнять под влиянием каких-либо причин (например, состояние экономики России в условиях финансового кризиса августа 1998 года).
В изменяющейся среде или под воздействием различных «возмущений», которые достигают порога устойчивости, система может прекратить существование, превращаться в другую систему или распадаться на составные элементы. Например, банкротство предприятий.
Способность системы оставаться устойчивой через изменения своей структуры и поведения называется ультрастабильностью. Так, многие современные, прежде всего крупные компании, обеспечивают высокий уровень своей стабильности за счет высокой приспособляемости к внешним и внутренним условиям своего функционирования. Такие компании своевременно прекращают одни направления своей деятельности и начинают другие, вовремя выходят на новые рынки и покидают бесперспективные.