Организационный инструментарий менеджмента. Модели сетевого планирования и управления
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
1. В сетевой модели не должно быть «тупиковых» событий , то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события. Здесь либо работа не нужна и её необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определённой работы, следующей за событием для свершения какого-либо последующего события. В таких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления возникшего недоразумения. (рис. 2)
Рисунок 2 Недопустимость тупиковых событий
2. В сетевом графике не должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа. Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть. (рис. 3).
Рисунок 3 Недопустимость хвостовых событий
- 3. В сети не должно быть замкнутых контуров и петель , то есть путей, соединяющих некоторые события с ними же самими. При возникновении контура (а в сложных сетях, то есть в сетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто и обнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным и путём пересмотра состава работ добиться его устранения.
- 4. Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой. Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ. Если эти работы так и оставить, то произойдёт путаница из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение. Однако содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на работы ресурсов могут существенно отличаться.
- 5. В сети рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие.
- 6. В сетевом графике не допускаются замкнутые контуры работ. Наличие замкнутых контуров свидетельствует об ошибке в построении или в исходных данных. (рис. 4).
Рисунок 4 Недопустимость замкнутых контуров работ
- 7. Нумерация (кодирование) событий должна соответствовать последовательности работ по времени, то есть предшествующим событиям присваиваются меньшие номера;
- 8. Нумерацию событий нужно производить только после полного построения сети и убеждённости, что технологически сеть построена правильно;
- 9. Первоначальный вариант сетевого графика строится без учёта продолжительности составляющих его работ, обеспечивая только технологическую последовательность (в этом случае длина стрелок значения не имеет).
- 10. Длина стрелки не зависит от времени выполнения работы;
- 11. Следует избегать пересечения стрелок;
- 12. Не должно быть стрелок, направленных справа налево;
- 13. номер начального события должен быть меньше номера конечного события;
- 14. Не должно быть циклов (см. рис. 5).
- ранний срок свершения события , поздний срок свершения события, ранний срок начала работы, ранний срок окончания работы, поздний срок начала работы, поздний срок окончания работы;
- резерв времени на свершение события, полный резерв времени, свободный резерв времени;
- продолжительность критического пути;
Инструкция . Решение в онлайн режиме осуществляется аналитически и графически. Оформляется в формате Word (см. пример). Ниже представлена видеоинструкция.
Пример . Описание проекта в виде перечня выполняемых операций с указанием их взаимосвязи приведено в таблице. Построить сетевой график, определить критический путь, построить календарный график.
Работа (i,j) | Количество предшествующих работ | Продолжительность t ij | Ранние сроки: начало t ij Р.Н. | Ранние сроки: окончание t ij Р.О. | Поздние сроки: начало t ij П.Н. | Поздние сроки: окончание t ij П.О. | Резервы времени: полный t ij П | Резервы времени: свободный t ij С.В. | Резервы времени: событий R j |
(0,1) | 0 | 8 | 0 | 8 | 0 | 8 | 0 | 0 | 0 |
(0,2) | 0 | 3 | 0 | 3 | 1 | 4 | 1 | 0 | 1 |
(1,3) | 1 | 1 | 8 | 9 | 8 | 9 | 0 | 0 | 0 |
(2,3) | 1 | 5 | 3 | 8 | 4 | 9 | 1 | 1 | 0 |
(2,4) | 1 | 2 | 3 | 5 | 13 | 15 | 10 | 10 | 0 |
(3,4) | 2 | 6 | 9 | 15 | 9 | 15 | 0 | 0 | 0 |
Критический путь: (0,1)(1,3)(3,4) . Продолжительность критического пути: 15.
Независимый резерв времени работы
R ij Н - часть полного резерва времени, если все предшествующие работы заканчиваются в поздние сроки, а все последующие работы начинаются в ранние сроки.
Использование независимого резерва времени не влияет на величину резервов времени других работ. Независимые резервы стремятся использовать, если окончание предыдущей работы произошло в поздний допустимый срок, а последующие работы хотят выполнить в ранние сроки. Если R ij Н ≥0, то такая возможность имеется. Если R ij Н <0 (величина отрицательна), то такая возможность отсутствует, так как предыдущая работа ещё не оканчивается, а последующая уже должна начаться (показывает время, которого не хватит у данной работы для выполнения ее к самому раннему сроку совершения ее (работы) конечного события при условии, что эта работа будет начата в самый поздний срок ее начального события). Фактически независимый резерв имеют лишь те работы, которые не лежат на максимальных путях, проходящих через их начальные и конечные события.
Поиски более эффективных способов управления сложными системами привели к созданию принципиально новых методов сетевого планирования и управления ТЭП. При этом методы СПУ основаны на моделировании процессов с помощью сетевых графиков и представляют собой совокупность расчетных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом взаимосвязанных работ.
Так в практике планирования различных технологических процессов, связанных с эксплуатацией ракетных комплексов, большое распространение получили сетевые модели (графики), ориентированные на события (сети СРМ).
Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком . При этом отличительной особенностью сетевой модели является четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ.
Главными элементами и понятиями сетевой модели являются события, работы, путь.
Термин «работа» используется в сетевых моделях в широком смысле и может иметь следующие значения:
во-первых, это действительная работа под которой понимаетсяпротяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.);
во-вторых, это ожидание, то есть протяженный во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесс сушки после покраски, твердения бетона, вентиляции и т.п.);
в-третьих, это зависимость, или фиктивная работа, логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результатов выполнения другой.
Конечный результат любой работы важен не только как факт окончания данной работы, но и как необходимое условие для начала выполнения следующей за ней работы (операции). Очевидно, что если какая-либо работа может быть начата только после окончания некоторых других работ, то в этом случае необходимым условием для ее начала является окончание всех этих работ. Факт выполнения указанных условий принято называть термином «событие». При этом событие, в отличие от работы, не является процессом, а определяет факт получения конечных результатов всех предшествующих ему работ и готовность к началу непосредственно следующих за ним работ.
Таким образом, событие - это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения ТЭП. Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственный характер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним - начальным. При этом предполагается, что событие не имеет временной продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.
Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события.
Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ, и представляет собой формулировку условия для начала работ по выполнению данного процесса.
Завершающее событие не имеет последующих работ и событий и отражает конечную цель технологического процесса.
События на сетевом графике (или, как еще говорят, на графе) изображаются кружками (вершинами графа), а работы - стрелками (ориентированными дугами), показывающими связь между работами. При этом действительные работы и работы типа «ожидание» изображаются на сетевом графике сплошными стрелками, а фиктивные работы – пунктирными. Всякая работа (стрелка) может соединять только два события и отражает процесс перехода от одного события к другому. Событие, непосредственно предшествующее данной работе, является для нее начальным событием, а следующее за ней - конечным событием (см. рис. 2).
Одним из важнейших понятий сетевого графика, которое связанно с исходным и завершающим событиями сетевой модели ТЭП, является понятие пути.
Путь - любая последовательность работ, в которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Среди различных путей сетевого графика наибольший интерес представляет полный путь L - любой путь, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец - с завершающим.
Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называетсякритическим. Критическими называются также работы и события, расположенные на этом пути.
Критический путь имеет особое значение в системе сетевого планирования и управления, так как работы этого пути определяют общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемых при помощи сетевого графика. Следовательно, для сокращения общей продолжительности ТЭП необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащих на критическом пути.
При построении сетевого графика (рис. 6) необходимо соблюдать ряд правил, которые позволяют корректно, точно и однозначно формализовать технологические процессы методами СПУ.
1. В сетевой модели не должно быть "тупиковых" событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (рис. 6а, см. событие 4).
2. В сетевом графике не должно быть "хвостовых" событий (кроме исходного события), которым не предшествует хотя бы одна работа (см. событие 4 на рис. 6б). Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
3. В сети не должно быть замкнутых контуров и петель, то есть путей, соединяющих некоторые события с ними же самими (см. рис. 6в, г). При возникновении контура необходимо вернуться к исходным данным и путем пересмотра состава работ добиться его устранения.
4. Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой. Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ (рис. 6д). Невыполнение этого условия приведет к тому, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение (1, 2), так как обычно принято под (i, j ) понимать работу, связывающую i -е событие с j -м событием. В то время, как содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на них ресурсов могут существенно отличаться.
Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Вначале планируемый процесс разбивается на отдельные работы, составляется перечень работ и событий, продумываются их логические связи и последовательность выполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями. С их помощью и с помощью нормативов, если таковые существуют, оценивается продолжительность каждой работы. Затем составляется (сшивается) сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени и критический путь. Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчётом параметров событий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
В сетевой модели не должно быть «тупиковых» событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события. Здесь либо работа не нужна и её необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определённой работы, следующей за событием для свершения какого-либо последующего события. В таких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления возникшего недоразумения.
В сетевом графике не должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа. Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
В сети не должно быть замкнутых контуров и петель, то есть путей, соединяющих некоторые события с ними же самими. При возникновении контура (а в сложных сетях, то есть в сетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто и обнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным и путём пересмотра состава работ добиться его устранения.
Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой. Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ. Если эти работы так и оставить, то произойдёт путаница из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение. Однако содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на работы ресурсов могут существенно отличаться.
Рисунок 1.2 Примеры введения фиктивных событий
Фиктивные работы и события необходимо вводить в ряде других случаев. Один из них -- отражение зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например, работы А и Б (рисунок 1, а) могут выполняться независимо друг от друга, но по условиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работа А. Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С.
Другой случай -- неполная зависимость работ. Например работа С требует для своего начала завершения работ А и Б, на работа Д связана только с работой Б, а от работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы Ф и фиктивного события 3", как показано на рисунке 1, б.
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания. В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работа характеризуется протяжённостью во времени.
Если сеть имеет одну конечную цель, то программа называется одноцелевой. Сетевой график, имеющий несколько завершающих событий, называется многоцелевым и расчет ведется относительно каждой конечной цели. Примером может быть строительство жилого микрорайона, где ввод каждого дома является конечным результатом, и в графике по возведению каждого дома определяется свой критический путь.
Предположим, что при составлении некоторого проекта выделено 12 событий: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 24 связывающие их работы: (0, 1), (0, 2), (0, 3), (1, 2), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 5), (2, 7), (3, 6), (3, 7), (3, 10), (4, 8), (5, 8), (5, 7), (6, 10), (7, 6), (7, 8), (7, 9), (7, 10), (8, 9), (9, 11), (10, 9), (10, 11). Составили исходный сетевой график 2.1.
Упорядочение сетевого графика заключается в таком расположении событий и работ, при котором для любой работы предшествующее ей событие расположено левее и имеет меньший номер по сравнению с завершающим эту работу событием. Другими словами, в упорядоченном сетевом графике все работы-стрелки направлены слева направо: от событий с меньшими номерами к событиям с большими номерами.
Разобьём исходный сетевой график на несколько вертикальных слоёв (обводим их пунктирными линиями и обозначаем римскими цифрами).
Поместив в I слое начальное событие 0, мысленно вычеркнем из графика это событие и все выходящие из него работы-стрелки. Тогда без входящих стрелок останется событие 1, образующее II слой. Вычеркнув мысленно событие 1 и все выходящие из него работы, увидим, что без входящих стрелок остаются события 4 и 2, которые образуют III слой. Продолжая этот процесс, получим сетевой график 1.3.
Сетевой график 1.3. Неупорядоченный сетевой график
Сетевой график 1.4 Упорядочение сетевого графика с помощью слоёв
Теперь видим, что первоначальная нумерация событий не совсем правильная: так, событие 6 лежит в VI слое и имеет номер, меньший, чем событие 7 из предыдущего слоя. То же можно сказать о событиях 9 и 10.
Сетевой график 1.5 Упорядоченный сетевой график
Изменим нумерацию событий в соответствии с их расположением на графике и получим упорядоченный сетевой график 1.4. Следует заметить, что нумерация событий, расположенных в одном вертикальном слое, принципиального значения не имеет, так что нумерация одного и того же сетевого графика может быть неоднозначной.
Одно из важнейших понятий сетевого графика -- понятие пути. Путь -- любая последовательность работ, в которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Среди различных путей сетевого графика наибольший интерес представляет полный путь -- любой путь, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец -- с завершающим.
Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называется критическим. Критическими называются также работы и события, находящиеся на этом пути.
На сетевом графике 1.6 критический путь проходит через работы (1;2), (2;5), (5;6), (6;8) и равен 16. Это означает, что все работы будут закончены за 16 единиц времени. Критический путь имеет особое значение в системе СПУ, так как работы этого пути определят общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемых при помощи сетевого графика. Зная дату начала работ и продолжительность критического пути, можно установить дату окончания всей программы. Любое увеличение продолжительности работ, находящихся на критическом пути, задержит выполнение программы.
Сетевой график 1.6. Критический путь
На стадии управления и контроля над ходом выполнения программы основное внимание уделяется работам, находящимся на критическом пути или в силу отставания попавшим на критический путь. Для сокращения продолжительности проекта необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащих на критическом пути.
Техника построения сетевой модели заключается в следующем:
Сеть или ориентированный конечный граф без контуров состоят из множества узлов (вершин, точек) и дуг (ребер, звеньев), соединяющих различные пары узлов. На каждой дуге задана ее ориентация (определено направление), поэтому говорят, что сеть является ориентированной.
В описании ориентированной сети используют числа натурального ряда для обозначения узла (E i . ) и пару чисел, определяющих исходящий (i ) и входящий (j ) узлы для ориентирования дуги (i, j ).
Последовательность дуг, соединяющих узлы, называется путем между этими узлами.
Сеть называют связной при условии, что существует, по крайней мере, один путь между любой парой узлов.
Построение сетевой модели должно следовать определенным правилам:
Каждая операция в сети представляется только одной дугой (i, j ) ;
Ни одна пара операций не должна определяться одинаковыми начальными и конечными событиями;
При включении каждой операции в сетевую модель для обеспечения правильного упорядочения необходимо дать ответы на следующие вопросы: какие операции необходимо завершить непосредственно перед началом рассматриваемой операции; какие операции должны следовать после завершения данной операции; какие операции могут выполняться одновременно?
В сети не должно быть событий (кроме исходного), в которые не входит ни одна дуга, и событий (кроме завершающего), из которых не выходит ни одна дуга.
В построении модели используют три вида операций (рис. 6.8):
1) действительная операция - работа, требующая затрат времени и ресурсов (сплошная линия);
2) операция-ожидание, т.е. работа, требующая только затраты времени (штрих-пунктирная линия);
3) фиктивная операция - логическая связь, которая отражает технологическую или ресурсную зависимость с отсутствием связывающих их операций (пунктирная линия).
Построение сетевой модели начинается с составления (1) списка операций (работ), подлежащих выполнению . Последовательность операций в списке может быть произвольной, так как построение сетевой модели проходит несколько итераций. Перечень операций тщательно продумывается и детализируется. Операции, включенные в список, характеризуются определенной продолжительностью, которая устанавливается на основе действующих нормативов или по аналогии. Такие временные оценки называются детерминированными.
Список операций представляется в виде таблицы, в которой указываются индекс мероприятия, его содержание, очередность и продолжительность. После составления списка операций приступают к (2) процедуре построения сети , фрагмент которой приведен на рис. 6.8.
Особенность сети на рис. 6.8 заключается в вводе фиктивных операций е 2 _ 3 и е 5 __ 6 . В частности, фиктивная операция е 2 _ 3 указывает, что в качестве опорной для операции е 3 _ 4 наряду с операцией е 1 _ 3 выступает и операция e 1 _ 2 . Подобную роль выполняет и фиктивная операция е 5 _ 6 для действительной операции е 6 _ 8 . На построенной сетевой модели выполняются расчеты с использованием специальных правил для определения критического пути и резервов времени для отдельных операций, которые несложно преобразовать в реальную шкалу времени, удобную для разработки программы или проекта работ.
Дополнением к планированию работ по проекту служит построение графика Ганта и диаграммы распределения потребностей в человеческих и материальных ресурсах . График Ганта дает возможность пользователю определить, какие действия имеют место в любой отрезок времени. Диаграмма потребностей позволяет проанализировать варианты распределения ресурсов, особенно при возникновении проблем с выполнением запланированных мероприятий. Если существуют ограничения на расход ресурсов и по диаграмме выяснено их превышение, то необходимо изыскать возможности «выровнять» (равномеризировать) потребности на протяжении проекта, особенно когда речь идет о рабочей силе. Такие действия потребуют корректирования первоначального варианта диаграммы Ганта.
Рис. 6.8. Фрагмент сетевой модели календарного плана-графика
Для детального изучения различных классов сетевых моделей следует обратиться к специальной литературе по исследованию операций, в частности работам , по управлению проектами .
Сетевая модель «дерево»
Частным случаем сети выступает связная сеть , или «дерево (целей, проблем, задач)», - дедуктивно-логическая модель . Граф называется связным, если он не содержит циклов и для любых двух его вершин существует соединяющий их путь. Идея построения дедуктивно-логической модели в виде «дерева» выглядит следующим образом. Имеется исходный элемент Х 0 , представляющий собой сформулированную общую цель, проблему или задачу. Ему придается статус «корня дерева ». Выведенные из «корня дерева» дуги образуют концевые узлы которые затем при последующей декомпозиции могут стать корневыми, например х 2ав, и таким образом до элементарных операций. Граф «дерево» графически отображается подобно иерархической модели, приведенной на рис. 6.1.
Отметим основные свойства модели «дерево» :
а) вершины графа фиксируют определенный иерархический уровень
«дерева» и представляют аналог иерархической системы управления с прямыми связями, т.е. когда имеются «сигналы» управления, идущие с верхнего уровня к ближайшему нижнему уровню, представляющему частичное разложение его цели на подцели или функции на подфункции и т.д.;
б) ребра графа ориентированы таким образом, что все операции (или цели), начинающиеся в вершине Х 0 и составленные из последовательности ребер, являются элементами общей совокупности (технологии, комплекса) или цели;
в) если соединить корень или другую вершину графа с некоторым выходом, то будет реализована булева функция - конъюнкция или структурная функция системы, определяющая один из возможных путей или функционирования системы, или решения проблемы, или достижения цели.
«Дерево» как инструмент исследования используют для построения абстрактно-дедуктивной модели определенного назначения :
«дерево целей» для анализа системы в терминах целей;
«дерево задач» для анализа системы в терминах функций;
«смешанное дерево», где цель одновременно будет считаться и
функцией, тогда это будет функционально-целевой анализ;
«дерево решений» содержит проблемы, формулировки которых в неявном виде определяют и цели (разрешение проблем), и задачи (что надо сделать для разрешения проблем).
Эскизные модели
Принципы построения
Под эскизной моделью будем понимать структурную модель, построенную на логической согласованности функций, действий, потоков и т.д., не ограниченную строго соответствующим графическим языком и правилами.
1. Ясность. Простейшие модели используются для того, чтобы сделать более ясными ситуации, процессы и следствия, поэтому графическое отображение должно быть точным и аккуратным и в то же время понятным и простым.
2. Простота. Следует избегать слишком сложных конструкций моделей, несущих излишнюю информацию. Если анализируется сложная ситуация, то следует построить несколько различных схем, представляющих конкретные аспекты этой ситуации.
3. Логичность. Язык простейших структурных моделей в наибольшей степени приближен к созданию рисунка «портрета» реальных объектов (ситуации, явления, процесса, действия и т.д.), поэтому они должны тестироваться на правильность отображения.
4. Информированность. Каждая модель должна иметь имя и название, например «системная карта функционирования банка» и т.д. Должен быть обозначен и каждый элемент как носитель или цели, или функции, или устройства, или процесса, а связи определенным образом ориентированы.
5. Четкость. Все поясняющие надписи и предположения должны быть кратко и четко сформулированы, чтобы не осталось недопонимания на содержательном уровне.
6. Согласованность. При построении схем необходимо тщательно отслеживать функциональную, логическую, конструктивную и другие зависимости между элементами, чтобы получить неискаженную информацию.
7. Творчество. Для того чтобы модель была эффективна, ее построение не должно испытывать ограничения со стороны инструментальных возможностей. Наглядная схема, нарисованная от руки, всегда воспринимается лучше и над ней проще работать, но язык ее должен соответствовать определенным правилам.
В целях популяризации простого инструментария, удобного для использования на первых шагах исследования систем управления, перейдем к краткому рассмотрению основных групп эскизных моделей.
Типы эскизных моделей
6.6.2.1. Системная карта. Исследование системы целесообразно начинать с построения системной карты, представляющей собой ее простейший графический образ, формируемый исходя из основных понятий теории систем - система как некоторая целостность, ее граница как замкнутый контур, структурообразующие элементы - подсистемы. Для построения системной карты целесообразно использовать индуктивный метод познания: вначале следует определить, что будет рассматриваться в качестве структурообразующих элементов (подсистем), которые должны быть прежде всего однородны, т.е. это могут быть функциональные подсистемы, а также группы или команды, ресурсы, оборудование и т.д. Выбранные структурообразующие элементы объединяют согласно позиции некоторого субъекта-исследователя в систему.
Рассмотрим композицию, состоящую из системной карты системы управления и отдельно ее подсистемы, приведенную на рис. 6.9.
Первый этап познания системы управления - это ее общесистемное представление в виде совокупности подсистем, которыми выступают виды управленческой деятельности (рис. 6.9 а). Каждой подсистеме дается имя, отражающее без дополнительного пояснения ее функциональное назначение. Отметим, что сущность подсистем с формальной точки зрения двойственна: с одной стороны, она сама является системой, как показано на рис. 6.9 б, а с другой - представляет собой элемент сложной системы. В качестве структурообразующих элементов каждой подсистемы могут рассматриваться операционные функции и объекты управления, результат деятельности которых - некоторая продукция (информация, расчет, подготовленный документ, разработанное решение).
Рис. 6.9. Системная карта системы управления (а)
и подсистемы управления снабжением (б)
6.6.2.2. Схема влияния . Если системную карту дополнить стрелками, обозначающими взаимовлияние подсистем и структурообразующих элементов другого уровня посредством поглощения или генерирования информационных, материальных и денежных потоков, то получим модель, называемую схемой влияния. Интенсивность влияния обычно выражается толщиной стрелок. При изучении любой подсистемы управления, чтобы не усложнять картину, следует построить три схемы влияния:
1) потоки, поступающие в подсистемы от структурообразующих элементов внутренней среды системы;
2) потоки, поступающие из исследуемой подсистемы в структурообразующие элементы системы управления;
3) потоки, поступающие от структурообразующих элементов внешней среды. В целом они отображают композицию схем или структурную модель взаимодействия подсистемы управления с внутренней и
внешней средой.
6.6.2.3. Поле сил. Как вариант представления взаимодействия среды и структурообразующего элемента может рассматриваться и модель поля сил (рис. 6.10), предложенная К. Левиным. Модель «поле сил» основана на идее, что любая ситуация в любой момент времени не статична, а находится в динамическом равновесии под влиянием двух групп факторов, определяемых как движущие и сдерживающие силы. Первая группа факторов действует таким образом, чтобы вывести ситуацию из состояния равновесия, вторая группа направлена на поддержание устойчивого состояния или равновесия.
Рис. 6.10. Модель поля сил
Построение и анализ поля сил выполняются на предварительной стадии исследования проблемы, когда целесообразно сгруппировать существующее множество факторов, оказывающих влияние на текущее состояние, и разобраться в характере этого влияния. Благодаря этому происходят систематизация и разделение факторов на движущие к изменениям и сдерживающие их.
Графически факторы-силы представляются стрелками, отображающими их направленность, а толщина и длина стрелки характеризует силу и продолжительность влияния.
6.6.2.4. Причинно-следственная связь. Эскизные модели, именуемые причинно-следственной связью, выстраиваются на основе интеграции идей, используемых при построении моделей «схема влияния» и «поле сил».
Модели этого типа представляются в виде двух следующих композиций: связного графа с «кроной», развивающейся вверх, и дугами, ориентированными вниз, к «корню» графа, и диаграммы Ишикавы (или диаграммы «рыбий скелет»). Их основные атрибуты - слова или фразы, связанные стрелками.
При построении эскизной модели причинно-следственной связи следует соблюдать некоторые правила :
а) указанные в основании стрелки факторы служат «причиной» или
приводят «к результату», находящемуся на острие стрелки;
б) изображаемую графически причинную связь следует всегда проверять таким тестом: «Действительно ли А приводит (или является причиной) к В ?»; если удается по всем связям ответить «да», то схема составлена корректно.
В основу построения модели причинно-следственной связи может быть положен как дедуктивный метод (исходная позиция - конечное событие, действие или проблема), так и индуктивный (единичные факторы, которые последовательно интегрируют до конечного события). В первом случае построение модели происходит продвижением назад - вверх по стратам причин до элементарных действий или событий или исходных параметров, во втором - по ходу образования новых и привлечения дополнительных факторов.
Диаграмма Ишикавы - инструмент, позволяющий выявить отношение между конечным результатом (следствием) и воздействующими на него факторами (причинами) путем их упорядочения и демонстрации связи между ними и факторами и конечным результатом. Факторы разделяются на обобщенные, комплексные (как отражение набора единичных факторов) и единичные (первичные, мелкие «кости», капилляры и т.д.). Общий вид диаграммы, по мнению ее разработчика, напоминает рыбий скелет (рис. 6.11). На рис. 6.11 представлены обобщенные и комплексные факторы, оказывающие влияние на улучшение качества продукции.
Особенности построения диаграммы состоят в следующем: проблема - это горизонтальная, центральная линия, обобщенные факторы - наклонные линии, горизонтальные линии к наклонным - это комплексные факторы, определяющие состояние каждого обобщенного фактора. Количество обобщенных факторов, как правило, ограничено цифрами 4-6. Модель на рис. 6.11 называется моделью «4М » -
m an (персонал и условия его труда),
m achine (оборудование, установки и т.д.),
m aterial (предметы труда),
m ethod (метод, способ, технология и организация работ и другой инструментарий управления).
Рис. 6.11. Модель причинно-следственной связи (диаграмма Ишикавы)
6.6.2.5. Модель «вход-выход» . Отображение функционирования процесса и системы с использованием модели «вход-выход», реализующей принцип «черного ящика», осуществляется простейшим способом.
Графические элементы - геометрическая фигура для обозначения «процесса преобразования» и стрелки, указывающие «вход» и «выход» (рис. 6.12).
В качестве процесса преобразования может выступать система любой природы и сложности, так как внутренняя ее структура и механизм преобразования входных ресурсов не являются предметом изучения на определенном этапе исследования.
На рис. 6.12 в модели «вход» - это используемые ресурсы, «выход» - это продукция или услуги, прибыль, налоги и другие результаты деятельности.
Рис. 6.12. Простейшая модель «вход-выход»
Описанный способ изучения систем получил отражение в развитии «процессного подхода», когда любой вид деятельности представляется как процесс преобразования, характеризующийся некоторым «входом» и «выходом».
6.6.2.6. Модель функциональных потоков . Эта модель отображает передачу некоторого действия, как правило, посредством перемещения материальных, финансовых и информационных потоков между функционально зависимыми элементами.
Имя элемента дается в форме существительного. Такие модели широко используются для отображения движения во времени (t ) товарных (T ), денежных (D ) и информационных потоков (I ). Последние несут функциональным элементам информацию о движении товарных и денежных потоков и по времени опережают их.
Рис. 6.13. Модель функциональных потоков
6.6.2.7. Модель последовательности действий. Эта модель представляет собой графическое отображение структуры совершаемых функций или
процессов. К элементам модели относятся функции и операции, совершаемые для получения определенного результата, а к связям - упорядоченная последовательность действий. Имя элемента дается в форме глагола. Данную модель можно рассматривать как один из первых этапов построения SADT-модели, который следует после составления списка функций (рис. 6.14).
Рис. 6.14. Модель последовательности действий оперативного управления
В заключение отметим, что графическая интерпретация объектов и процессов исследований не ограничивается приведенными структурными моделями. Широкое распространение получили гибридные модели, синтезирующие несколько подходов и графических языков. Например, наиболее информативной получается модель, использующая язык SADT-моделей и математические модели функций.
Развитие системного мышления как концепции современного менеджмента неотделимо от развития графического осмысления ситуаций, проблем и управляющих действий, поэтому необходимо изучить, почувствовать эффективность формирования графических образов систем, используя рассмотренные подходы, приемы и правила.