Повышение производительности труда в управленческой деятельности, особенно в условиях концентрации производства в рамках отдельных предприятий, производственных и научно-производственных объединений возможно лишь при условии его механизации и автоматизации. Одним из кардинальных направлений повышения уровня механизации и автоматизации управленческого труда сегодня являются автоматизированные системы управления (АСУ). При этом уровень механизации и автоматизации управленческого труда должен быть, по меньшей мере, адекватен уровню механизации и автоматизации производственных процессов.
Современное промышленное предприятие — большая система. Ее успешное функционирование, прежде всего, зависит от внутренней организованности. Мерой организованности любой системы является уровень накопленной ею информации, способность накапливать информацию и целенаправленно ее использовать. Эти параметры устанавливают уровень совершенства системы и, следовательно, факт необходимости и пути повышения ее эффективности с целью гармоничного развития.
В процессе развития систем на некоторых этапах в разрезе сформулированных параметров могут обнаруживаться диспропорции. В чем же противоречивы параметры организованности систем, если диспропорция, характеризующая их совершенство, еще не определена?
На современных промышленных предприятиях накоплена, систематически дополняется и совершенствуется информация, на основе которой вырабатываются управленческие решения. Выработка наиболее рациональной стратегии для прогнозирования поведения предприятий как систем зависит на настоящем этапе в большей мере от совершенства средств обработки информации. Совершенным в этом деле средством является человек. Однако возможности «среднего» человека определенно ограничены, в связи с чем человек на протяжении всей истории развития производства преодолевал и продолжает преодолевать ограничение своих личных возможностей и противоречия в параметрах организованности систем за счет использования в управлении каждый раз все более совершенных средств. Последним инструментом, многократно увеличившим в управлении производительность его труда, являются компьютеры и известные достижения математики.
Таким образом, одной из начальных задач, подлежащих разрешению уже на предпроектном этапе разработки АСУ, является установление для конкретных условий состава и мощности вычислительных средств и математических методов для моделирования экономических расчетов с целью должного увеличения производительности управленческой деятельности человека. При этом не исключено, что в простейших ситуациях вполне допустимо и оправданно ограничиться способностями человека.
Установление факта о необходимости применения современных средств вычислительной техники и целесообразности использования математики для определения стратегии поведения системы — первый шаг разработчика АСУ. Следующий шаг — разработка общей компоновки АСУ в соответствии с известными «частными» принципами кибернетики. Здесь, прежде всего, должны проявить себя процедуры, связанные с делением систем по горизонтали и вертикали.
Высокоорганизованные системы едины, и, следовательно, функционирование всех звеньев в них взаимообусловлено и взаимозависимо. Однако системная взаимообусловленность и взаимозависимость здесь обнаруживают себя в единстве достижения главной цели, а не в абсолютном единстве системы. Равнение на общую цель в различных функциональных звеньях системы может достигаться и в условиях локальных критериев оптимальности, работающих на генеральную стратегию в пределах своих параметрических характеристик.
Подобное конструктивное решение предопределяет их высокую организованность.
Процедура деления систем по горизонтали направлена на соблюдение в АСУ одного из важнейших принципов кибернетики — принципа иерархии. Через соблюдение этого принципа реализуется стратегия целенаправленного поведения систем как во времени, так и в пространстве. Как минимум, этот принцип проявляет себя в делении систем на два уровня.
Верхние уровни (каждый в своих естественных или установленных пределах) реализуют стратегию поведения систем на перспективу. На этих уровнях рассматриваются все возможные альтернативные решения на разумную перспективу и, следовательно, привлекается к расчетам вся доступная информация.
Нижний уровень (нижние уровни) реализуют тактические ходы системы, определяя сиюмоментное ее поведение или на ближайший оперативный период. На этом уровне поведение систем должно определяться минимумом информации с целью выработки за минимальный интервал времени управляющих команд.
Таким образом, нижний уровень управления требует реализации в системе максимального автоматизма, верхние уровни — меньшего.
Процедура деления систем по вертикали направлена на соблюдение в АСУ принципа деления целого на частное. При соблюдении этого принципа система должна наделяться необходимой надежностью и быть экономичной. Реализуя этот принцип в системе, наделяем ее одним из важнейших качеств: сбои в одной из подсистем в течение запрограммированного времени не должны отражаться на поведении других и системы в целом. Это достигается путем создания специальных компенсаторов и обеспечения локального функционирования подсистем. При этом количество подсистем, как правило, предопределяется числом функциональных служб (аппаратов), реализующих в системе решение вполне определенных функциональных задач. Число функциональных служб и, следовательно, подсистем может быть меньше или больше в зависимости от объема управленческих работ. Функциональные службы, т. е. подсистемы управления в этом случае будут объединяться или разъединяться в зависимости от функциональной близости задач, решаемых в соответствующих службах управления. Разумные границы деления систем как по горизонтали, так и по вертикали могут определяться таким составом экономических расчетов, которые формализуются с помощью функционального комплекса математических и эвристических алгоритмов.
В технике, в организации производства и даже в природе повсеместно наблюдаются аналоги разумной реализации этих принципов кибернетики. Однако соблюдение их в системах проявляется не однозначно. Каждый из объектов своей спецификой накладывает на них ограничения. К числу наиболее принципиальных ограничений, определяющих уровень и границы автоматизации, относятся скоротечность управляемого процесса и достоверность информации.
Ограничение по скоротечности процесса проявляется главным образом в установлении уровня автоматизации и определении производительности вычислительных средств. Скоротечные процессы, требующие систематической высокоскоростной обработки информации,— это объект автоматизации. Применительно к таким ситуациям далее следует лишь установить, какой производительностью должен обладать комплекс вычислительных средств, обеспечивающих должный состав расчетов для выработки управляющих команд. И наоборот, нескоротечные процессы, поведение которых может быть вполне целенаправленно предопределено ручным управлением, отвергают применение автоматических средств.
Ограничение по достоверности информации преимущественно проявляет себя в части установления границ автоматизации управления. Если комплекс информационных сведений не однозначно описывает процесс, естественно, автоматизированный прогноз поведения системы будет столь же недостоверен, сколь недостоверна исходная информация. Будет это ограничение отвергать автоматизированное прогнозирование поведения системы или нет, ответ следует искать в вероятностной оценке совпадения прогноза с возможным вариантом поведения системы.
Сформулированные соображения по соблюдению двух принципов кибернетики и учету ограничений по уровню и границам автоматизации при разработке АСУ затрагивают лишь ее «габаритные» параметры. Оценки, характеризующие «внутренние» эксплуатационные свойства систем, относятся к не менее важным параметрам АСУ. Для этого требуется соблюдение принципа одноразовой записи исходной информации и коммуникабельности подсистем, обеспечение в системах соизмеримости всех вычислительных средств и других устройств по производительности, обеспечение блочного принципа в комплектовании подсистем и системы в целом необходимым составом рабочих программ при условии, что исключение и включение новых экономических расчетов вызовет лишь корректировку схем их взаимодействия и т. д.
Кроме перечисленных общих принципиальных соображений о путях повышения уровня механизации и автоматизации управленческого труда на основе АСУ должен быть принят во внимание и ряд частных требований. Современные средства и методы управления уже сейчас позволяют поднять уровень автоматизации конструкторских работ и технологической проработки изделий (например, автоматизация составления на основе конструкторских спецификаций материально-расцеховочных ведомостей и маршрутных технологических карт, расширение применения на базе автоматизации разработки технологических процессов станков с программным управлением и автоматов).
Повышение уровня автоматизации управления в так называемых человеко-машинных системах идет и будет далее развиваться более ускоренными темпами в направлении асимптотического сокращения до ли участия в управлении человека и соответствующего увеличения доли автоматов. За человеком должен быть оставлен лишь творческий труд и до минимума сокращена монотонная и рутинная работа.
Дальнейшее развитие АСУ следует ожидать в направлении расширения использования в управлении быстродействующей вычислительной техники. АСУ современных предприятий, как правило, строятся на централизованном использовании ЭВМ, сосредоточенных в единых вычислительных центрах. Такой принцип в должной мере может обеспечивать потребности верхнего уровня управления, где разрешается и в текущем порядке корректируется стратегия поведения систем на перспективу. Нижние уровни управления — цехи, производственные участки, где разрешаются сиюмоментные, т. е. текущие, тактические задачи, центральным вычислителем успешно пользоваться не могут, так как разрешение их производственных ситуаций с помощью центрального процессора производится в порядке очереди. В настоящее время сиюмоментные задачи, разрешаемые на нижнем уровне управления, отданы на откуп человеку — мастеру, плановику, распределителю работ. Далее их функциональная ультраоперативная монотонная деятельность, которая уже сегодня по ряду задач может быть формализована, должна быть передана на разрешение малым электронным вычислительным машинам. Использование малых ЭВМ совместно с более мощными центральными процессорами в единой вычислительной схеме должно поднять на порядок машинную конфигурацию технических средств управления и уровень устойчивости управляемой системы.
Реализация последнего направления совершенствования АСУ возможна уже в ближайшее время на базе использования единой системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ). Кроме того, система ЕС ЭВМ должна повысить оперативность управления современным производством за счет существенного увеличения номенклатуры периферийных устройств, которые дают возможность использовать, по существу, все виды представления данных при вводе-выводе, организовать работу вычислительной системы в мультипрограммном и мультиплексорном режиме, с абонентскими пунктами, линиями связи и телеобработкой информации.
Переход на ЕС ЭВМ, располагающих устройствами прямого доступа к информации, должен вызвать тенденцию к сокращению некоторых печатных форм документов и переходу на дистанционную передачу информации в режиме «запрос-ответ» с выводом на устройства световой индексации.
Указанный комплекс работ по дальнейшему повышению оперативности систем управления должен привести к значительному сокращению цикла обработки как исходной, так и выходной документации, что, в свою очередь, повлечет за собой дальнейший рост эффективности автоматизированных систем управления в целом и в конечном итоге — повышение производительности труда как в сфере управления, так и в производстве.
Указанные направления совершенствования управленческой деятельности человека в условиях применения ЭВМ во многом предопределяются наличием алгоритмов, моделирующих во многих случаях весьма сложные и в большинстве случаев трудоемкие объемные и объемно-календарные плановые расчеты, а также расчеты по составлению различных календарных графиков, системно увязывающих во времени многообразную производственную, научную и организационную деятельность производственных коллективов. В настоящей работе предлагается ряд в большинстве апробированных алгоритмов, позволяющих в значительной мере автоматизировать процесс той части деятельности человека в сфере управления, которая касается разработки эталонных моделей загрузки производственных мощностей, хода производства и его регулирования, прогнозирования использования ресурсов и других технико-экономических параметров производства.
Приведенные в работе экономико-математические методы и примеры моделирования на их основе экономических расчетов являются лишь прагматическими представителями значительно более широкого перечня алгоритмов, применяющихся в планировании и других экономических расчетах.
IV. Заключение
Как видно из всего вышесказанного, значение математических моделей и информатики в управлении велико. В ближайшие 10 лет мир изменится сильнее, чем за предыдущие 50. И от того, насколько правильно мы сможем организовать свою жизнь, сможем четко ей управлять, зависит очень многое.
Стратегический курс на ускорение социально-экономического развития нашей страны предполагает интенсификацию производства на базе научно-технического прогресса и внедрения эффективных форм управления. Это выдвигает новые задачи, связанные с разработкой современных методов и средств исследования и проектирования объектов различной природы и назначения.
Несмотря на достигнутые в настоящее время успехи в области автоматизации проектирования, процесс создания новых конструкций, машин и механизмов не может обойтись без творческого участия человека. Поэтому от того, насколько тщательно проведено моделирование исследуемого объекта современными математическими методами на этапе аванпроектирования, зависит качество проектирования. Практика показывает, что не выявленные на этом этапе ошибки проекта дорого обходятся заказчику и пользователям систем.
Для широкого развития работ в данном направлении необходимо готовить значительное число инженеров-системотехников, математиков и программистов, умеющих создавать и применять аппаратные и программные средства проектирования. Трудность заключается в том, что хотя стоимость применяемой вычислительной техники в последнее время значительно снизилась за счет быстроразвивающейся микроэлектронной технологии, однако стоимость программного обеспечения снижается гораздо медленнее. Так, по оценкам специалистов, стоимость программного обеспечения проектируемых систем в настоящее время намного превосходит стоимость аппаратуры и составляет до 90 % общей стоимости. Увеличение производительности труда при разработке алгоритмического и программного обеспечения позволит уменьшить диспропорцию в распределении средств.
Проектирование оптимальных конструкций и динамических систем невозможно без использования современных математических методов анализа и синтеза, поэтому в процесс обучения специалистов в области алгоритмического и программного обеспечения следует обязательно включать изучение этих методов.
Получение оперативной информации, ее обобщение, умение выбрать и создать на основе всего этого математическую модель – вот залог нашего успешного будущего.
Список литературы
1. Беллман Р. Динамическое программирование и современная теория управления. М.: Наука, 1969.
2. Гейтс Б. Бизнес со скоростью мысли. М.: ЭКСМО-Пресс, 2001.
3. Дудорин В.И. Моделирование в задачах управления производством. М.: Статика, 1980.
4. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. М.: Энергоиздат, 1972.
5. Математика и кибернетика. М.: Знание, 1981, №8; 1991, №№ 3, 12.
6. Применение математических методов и ЭВМ. Минск: Высшая школа, 1989.