Системный подход к моделированию организаций

Управление сложной организационной системой тре- сти находятся в стадии развития и не имеют законченных бует наличия формализованной модели. В настоящее вре- результатов, позволяющих комплексно рассматривать мя теоретические основы моделирования в данной обла- организационную систему как систему с субъектом и объектом управления и на этой основе строитьее динамическую модель. Зарекомендовавшие себя теории в этой области (теория принятия решений, теории игр) позволяют моделироватьповедение субъектов в организационной системе или взаимодействие самих организационных систем (агентов) и успешно используются для моделирования частных задач организационного управления, но плохо подходят для построения «полной» модели организационной системы из-за предопределенных ограничений, связанных с экспоненциальной зависимостью вариантов взаимодействий (совокупности возможных сочетаний действий) от числа субъектов. Кроме того, использование указанных теорий осложняется особенностями организационных систем, имеющих большое количество важных с точки зрения моделирования причинно-следственных связей внутри системы, а формализация этих связей носит нетривиальный характер и в большинстве случаев либо невозможна, либо возможна частично. Для построения плохо формализуемых зависимостей используют аппараты регрессионного моделирования, факторного анализа, распознавания образов ит. д.

Однако для решения задачи моделирования организационной системы существующие математические аппараты не могут применяться в чистом виде. Решение поставленной задачи может бытьдостигнуто методами системно- го анализа, использующего указанные математические аппараты в совокупности, через решение следующих исследовательских задач: 1) построения структуры организационной системы и ее подсистем: подсистемы управления (субъект), подсистемы функционирования (объект), информационного поля, управляющих воздействий, подсистемы поддержки принятия решений; 2) установления иерархической структуры показателей, характеризующих объект, зависимости их от структуры подсистем и возможностей их сведения в комплексные показатели; 3) синтеза структуры объекта; 4) определения общей структуры внешних воздействий и их трансформации в набор управляющих решений.

Задачей исследования является разработка подхода к моделированию организационных систем на основе исследования зависимостей динамики состояний систем от управляющих воздействий на ее структуру, в том числе на структуру информационного поля.

Немаловажную рольв управлении организационной системой играют автоматизированные информационные системы (АИС), которые при наличии в них подсистемы поддержки принятия решений (ППР) значительно повышают эффективностьмоделирования и эффективность управления. Таким образом, подход к моделированию организационной системы должен учитыватьподсисте-му ППР как неотъемлемую частьмодели и системы.

о

о

о о о

Сообщения

ООО О О о °

Внешние о о° воздействия _ОО О°О?О О О

Объект

Варианты управляющих воздей ствий

(подсистемы функциониров ания)

ОО IO

Рис. 1. Общая структура организационной системы

Подсистема ППР

Организационная система

Изменение

Субъект

(подсистема управления)

I

I Обработан- ные

структуры объекта

Изменение информационного поля

Реализация проектов

4 Комплексные показатели

хх сооб щения

Показа- X

°° о

Информационное поле

Общая структура организационной системы. При моделировании организационной системы в первую оче-редьнеобходимо идентифицироватьее структуру, которая с позиции системного подхода должна иметьобъект и субъект управления [1]. На основе этого подхода авторами разработана общая структура модели организационной системы (рис. 1), в которой кроме объекта и субъекта управления присутствует подсистема ППР, обеспечивающая обработку информации и генерацию вариантов управляющих воздействий для субъекта управления. Все элементы связаны между собой потоками информации, от субъекта к объекту направлены управляющие воздействия (обозначенные жирными стрелками), а от объекта и подсистемы ППР к субъекту идет обратная связь (пунктирные стрелки). Построение модели такой системы заключается в идентификации структуры описанных элементов и связей между ними.

Особую рольв этой структуре играет информационное поле, которое является носителем всей информации объекта и системы в целом, проводником между объектом и субъектом и поставщиком данных для обработки в подсистему ППР. Информационное поле содержит в себе как структурированную информацию, которая может храниться в базах данных, так и неструктурированную (знания, представления об информации каждым отдельным индивидуумом).

Формализуя описанную структуру системы, можно как получитьсрез этой системы в некоторый момент времени, характеризуемый значениями показателей (состояние системы), так и построитьее динамическую модель, которая может носитьдискретный или непрерывный характер. Принцип дискретной динамической модели в пространстве одного показателя, где в заданный момент времени ti система может принимать определенное количество состояний по этому показателю, приведен на рис. 2. В этом случае субъектом может задаваться либо желательный «путь», который система должна пройти, либо цель в момент времени i. Решение такой задачи может выполняться средствами динамического программирования [2].

Структура подсистем организационной системы. Для обеспечения адекватности модели и достоверности результатов, получаемых с ее помощью, требуется определенного уровня формализация подсистем моделируемой системы (см. рис. 1). В данной статье формализация подсистем рассматривается пока на уровне подходов к возможной декомпозиции и описания существующими математическими или другими аппаратами.

Одной из основных задач построения модели является задача идентификации управляющих переменных, которые определяются управляющими воздействиями (см. рис. 1) и структурой управляемых элементов. Выделены три вида управляющих воздействий, каждый из которых может декомпозироваться (см. таблицу).

В общем случае функции структуры деятельности организационной системы количественно и качественно могут бытьопределены в соответствии с рис. 3, а структура организационных единиц – с рис. 4.

Структура информационного поля. Для описания структуры информационного поля предлагается выде-лятьследующие категории информации: 1) показатели – количественные характеристики; 2) классификаторы – структурообразующие данные, состоящие из взаимосвязанных классов и их экземпляров; 3) фактографические данные – значения показателей в отношении одного или нескольких классификаторов. Для представления каждой

t 0           t 1                      t k-1           t k           t k+1          t k+2                       t n

Рис. 2. Принцип динамической модели в дискретном пространстве одного показателя

качество функции (свёртка индивидуальных показателей), индивидуальные показатели качества функции.

количество входной информации, входных ресурсов, выходной информации и выходных ресурсов.

структура входной информации, входных ресурсов, выходной информации и выходных ресурсов.

Рис. 3. Функция и формула оценки качества ее выполнения (п. 1.1.2 таблицы)

категории информации будем использовать соответствующее графовое описание.

Граф показателей состоит из двух частей, одна из которых – дерево (рис. 5), содержащее вершины-категории (классификация показателей), а другая – простой граф с произвольным числом долей этого графа, вершины которого представляют собой показатели.

В части категорий ребра показывают (слева направо) разбиение категорий на подкатегории, а в части показателей ребра показывают (слева направо) разбиение агре-

единица                 (управляющий элемент)

Рис. 4. Структура организационных единиц (п. 1.2.1 таблицы) в организационной системе

Структура управляющих воздействий

№ Воздействия Описание 1 На структуру объекта - 1.1 На структуру деятельности - 1.1.1 На целеобразование Все цели от стратегических до текущих описываются в виде дерева, в корне которого находится главная цель. Цели могут иметь количественные характеристики и соотноситься с показателями (п. 2.1). Например, к 2011 г. количество выпускаемой продукции в соответствии с номенклатурой должно увеличиться на 20 % 1.1.2 Формирование дерева функций в соответствии с целями Для каждой функции определяется входная и выходная информация, входные и выходные ресурсы и критерии оценки качества функции (рис. 3) 1.1.3 Формирование бизнес-процессов Формализованное дерево функций позволит разработатьалгоритмы генерации цепочек бизнес-процессов, в основу которых могут лечьпринципы тождественности входных и выходных структур информации и ресурсов 1.2 На организационную структуру - 1.2.1 Создание, изменение и ликвидация организационных единиц Самой простой организационной единицей может являться один человек или группа лиц с одним управляющим во главе (рис. 4). Из простых элементов может образовываться структура любой сложности. Организационные единицы охватывают и субъект, и объект управления. На уровне объекта находятся сами организационные единицы, а на уровне субъекта – ядра (управляющие элементы) 1.2.2 Формирование штатного расписания Определение качественного состава организационных единиц (из каких должностей они должны состоятьи какие требования предъявляются к кандидатам) 1.2.3 Определение условий поощрения и наказания Формализуются зависимости от качества выполнения функций (п. 1.1.2) 1.3 На структуру услуг - 1.3.1 Формирование структуры оказываемых услуг Для каждого элемента могут задаваться количественные характеристики. Например, число бюджетных мест на специальности в вузе 1.3.2 Формирование структуры потока клиентов Число клиентов, вид и объем услуги, которая будет оказана, время оказания услуги 1.4 На структуру финансовых потоков и материальных ресурсов - 2 На информационное поле Основная задача информационного поля состоит в накоплении информации и передачи её в нужные места в нужное время 2.1 На структуру информационного поля В общем виде информационное поле может бытьпредставлено динамическими структурами данных [3], в которых структура конкретного информационного объекта может меняться, а структура самого поля описываться графом фактографических данных (рис. 9) 2.2 На структуру доступа к информации Для организационных единиц и должностей может устанавливаться собственная подструктура информации, необходимой для выполнения их функций. На основе этих подструктур могут формироваться потоки информации для подразделений, в том числе и в виде документооборота 3 На объект посредствам проектов Реализация проектов может использоваться как для увеличения эффективности текущей деятельности, так и для ускорения достижения заданных целей гированных показателей на более частные до элементарных показателей (неделимых). Агрегированные показатели могут состоятьне только из показателей предыдущего уровня (k), но ииз показателей следующего уровня (k+ 1), через уровень (k+2)ит.д.

Граф классификаторов (рис. 6) состоит из трех уровней: 1) уровня категорий, предназначенного для разбиения классификаторов на укрупненные категории, т. е. описания структуры классификационного дерева; 2) уровня классификаторов, представляющего собой множество вершин (классификаторов) с ребрами между уровнем категорий, показывающими принадлежность каждого классификатора к какой-либо категории и ребрами между вершинами классификаторов, показывающих связи между ними; сама вершина характеризуется не только ее наименованием, но и набором атрибутов; 3) уровня значений классификаторов, содержащего множество вершин, каждая их которых имеет одно обязательное ребро, показывающее принадлежностьзначения к какому-либо классификатору и несколько необязательных ребер, показывающих зависимостьмежду значениями разных классификаторов.

Проведем аналогию графового представления структуры классификаторов с другими способами представ-

Категории                   Показатели

Рис. 5. Граф показателей

ЗК

Кат

Кат

Кат1

К1

Кат

ЗК

ЗК

Кат

ЗК

Кат k-1. (k-1)

ЗК

Кат

ЗК k.nk

ЗКk-1.2

Уровень категорий классификаторов

Уровень классификаторов

Уровень значений классификаторов

Рис. 6. Граф классификаторов: Кат– категория классификаторов; К – классификатор; ЗК– значение классификатора ления данных, например с объектным (рис. 7). Рассмотрим в качестве примера структуру организационных единиц некоторой организационной системы и выделим две сущности в этом примере – управление и отдел. Графовая модель этого примера представлена на рис. 7, а,а объектная – на рис. 7, б.

Фактографические данные представляют собой граф с множеством вершин, не имеющих ребер между собой, но имеющих ребра с вершинами графов классификаторов и показателей (рис. 8). Вершины фактографических данных представляют собой числа, которые являются количественными характеристиками одного или нескольких показате- лей в отношении с одним или несколькими классификаторами. Например, для показателя «заработная плата» и значения классификатора «отдел 1.1», значение фактографического данного может равняться X рублей в год.

Таким образом, вершины фактографических данных, соединяясьс вершинами графов классификаторов и показателей, образуют граф со сложными взаимосвязями (рис. 9).

Над графом фактографических данных можно про-водитьаналитические операции с целью вычисления комплексных показателей. Например, для расчета суммарной годовой заработной платы в организационной еди-

Рис. 7. Пример представления структуры информации в графовом и объектном видах: а – графовый вид; б – объектный вид

Рис. 8. Фрагмент графа фактографических данных: ЗК – значение классификатора; П – показатель; ФД – фактографической данное

ФД

Рис. 9. Граф фактографических данных: К – классификатор; ЗК – значение классификатора; П – показатель; ФД – фактографической данное

нице «управление 1» нужно просуммировать значения фактографических данных, у которых естьсвязи с вершинами, представляющими отделы этого управления, и вершиной показателя «заработная плата».

Таким образом, предложен подход к моделированию организационных систем, предусматривающий описание динамики состояний системы в зависимости от управляющих воздействий на ее структуру, в том числе на структуру информационного поля. Такой подход снимает проблему сложности моделирования организационных систем на базе совокупности взаимодействий элементов систем. При этом предлагаемая структура информационного поля позволяет описыватьинформацию в виде, удобном для представления простых показателейипос-ледующего вычисления комплексных. Такая структура является обобщением для одних известных подходов хра- нения и обработки информации (реляционного, объектного представления) и аналогом для других (иерархических, сетевых структур), но со специфическими для данной задачи особенностями.