Лекция МПС №1 от 29.10.2012

1 Предприятие как сложная производственно-экономическая система

Элементы теории сложных систем

Производственно-экономическая система (ПЭС) относится к сложным системам. Основным видом производственно-экономических систем является предприятие. Приведем, применительно к промышленному предприятию, некоторые необходимые сведения из теории сложных систем.
Под системой в самом широком смысле слова принято понимать замкнутое объективное единство связанных друг с другом элементов, упорядоченных по определенному закону или принципу (рис.1.1).



Рис.1.1 – Система

Основой упорядочения системы является, как правило, цель ее функционирования. Теорией систем занимается один из разделов кибернетики системология, или системотехника. Последнее наименование употребляют в тех случаях, когда технические аспекты, связанные с проектированием систем, выступают на первый план. Понятие системы противопоставляется бессистемности, или хаосу.
С математических позиций система - это множество, на котором реализуется заранее данное отношение R с фиксированными свойствами Р. В качестве такого отношения обычно выступают требования определенного порядка, связи между элементами системы: события, происходящие в одном из элементов системы, определенным образом влияют на события в других элементах.
Любая система размещается и функционирует в некоторой вполне определенной внешней среде. Взаимодействие системы с внешней средой осуществляется через вход и выход системы. Под входом при этом понимается точка или область воздействия на систему извне; под выходом - точка или область воздействия системы вовне.
Система может находиться в различных состояниях. Состояние любой системы в определенный момент t можно с определенной точностью охарактеризовать совокупностью значений внутренних параметров состояния m:
13 EMBED Equation.3 1415. (1.1)
Для описания состояний системы весьма удобен метод пространства состояний или, в другой терминологии, - метод фазового пространства. Параметры состояния при этом носят название фазовых координат системы.
Состояние системы может быть изображено точкой в многомерном пространстве, где по координатным осям отложены значения соответствующих фазовых координат. Если состояние системы меняется во времени, то отображающая точка перемещается в многомерном фазовом пространстве по некоторой кривой, которая называется фазовой траекторией системы. Таким образом, описание поведения системы, часто весьма сложного, можно заменить описанием поведения точки в фазовом пространстве.
В реальных системах координаты, как правило, могут принимать значения, лежащие в определенных интервалах
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 (1.2)
Вследствие этого всякая система характеризуется некоторой областью значений фазовых координат, в пределах которой можно говорить о системе как о едином целом. Такая область называется областью существования системы, или областью возможных траекторий. Для двухмерного случая ситуация показана на рис. 1.2.


Рис.1.2 – Область существования системы

Если координаты системы могут принимать в пределах области существования любые значения, то системы называются непрерывными. Если фазовые координаты могут принимать только конечное число фиксированных значений, то системы называются дискретными.
Таким образом, система характеризуется тремя группами переменных:
входные, которые генерируются системами, внешними относительно исследуемой: 13 EMBED Equation.3 1415;
выходные, интегрируемые исследуемой системой, определяющие воздействие системы на окружающую среду: 13 EMBED Equation.3 1415;
координаты состояния, характеризующие динамическое поведение исследуемой системы: 13 EMBED Equation.3 1415.
Все три группы величин предполагаются функциями времени:
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415. (1.3)

В любой момент времени t состояние системы является функцией начального состояния 13 EMBED Equation.3 1415 и изменений вектора входа 13 EMBED Equation.3 1415в интервале от 13 EMBED Equation.3 1415до t:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.4)
где  F  функция аргументов m и x .
Аналогично вектор выхода 13 EMBED Equation.3 1415в момент t может быть записан:


13 EMBED Equation.3 1415. (1.5)
Уравнения (1.4) и (1.5) называют уравнениями состояния системы.
Для систем, описываемых дифференциальными уравнениями, уравнения состояния имеют вид
13 EMBED Equation.3 1415, (1.6) 13 EMBED Equation.3 1415. (1.7)
Вывод уравнений состояния системы является начальным, но весьма важным этапом анализа и синтеза систем в современной теории управления. Воздействуя на входы системы, мы переводим ее из одного состояния в другое и тем самым получаем изменения на выходах, что фиксирует новое состояние системы.
Перевод системы из одного состояния в другое сопровождается затратами вещества, энергии, времени. Управление принято называть оптимальным , если перевод системы из одного состояния в другое, соответствующее достижению цели, будет сопровождаться минимальными затратами вещества, энергии или времени.
Для управления реальными процессами приходится создавать системы управления, в которых информация циркулирует весьма сложным образом, в пределах совокупности контуров, определяющих структуру данной системы (рис. 1.3).
Все многообразие связей между контурами в системе можно свести к двум основным видам: связь, устанавливающая взаимное подчинение контуров и передачу информации между старшими и младшими контурами, и связь, определяющая передачу информации между контурами, стоящими на одном уровне. Для удобства рассмотрения этих связей на схемах будем называть их соответственно связью «по вертикали» (рис. 1.4, а) и связью «по горизонтали» (рис. 1.4, б).
Примером связи «по вертикали» может быть связь между контуром «менеджер бухгалтер» и контуром «менеджер начальник цеха». Примером связи «по горизонтали» связь между контуром «плановый отдел предприятия плановое бюро цеха» и контуром «отдел главного технолога предприятия технологическое бюро цеха».
Путь прохождения информации в системе управления в основном определяется организацией системы и задачей, которую система решает в данный момент. Иногда этот путь проходит через несколько контуров, охватывая каждый из них целиком или частично. Поэтому при исследовании решения конкретных задач управления важное значение приобретает последовательность прохождения информации через элементы контуров, входящих в систему, и учет соответствующих преобразований, которым подвергается при этом информация. 


Рис.1.3 – Структура управления


Рис.1.4 – Связи в системах управления

Путь прохождения информации в системе управления при решении определенной задачи, включающей элементы одного или нескольких контуров, называется цепью прохождения (циркуляции) информации в системе.
Таким образом, под системой управления можно понимать также взаимосвязанную совокупность контуров управления, организованную для целенаправленного управления сложной системой.
В зависимости от степени взаимного влияния системы и внешней среды системы делятся на открытые и закрытые (замкнутые). В открытых системах внутренние процессы существенно зависят от условий среды и сами оказывают на ее элементы значительное влияние. В связи с этим функционирование таких систем определяется как внешней, так и внутренней информацией. В закрытых (замкнутых) системах внутренние процессы слабо связаны с внешней средой. Вследствие этого функционирование закрытых систем определяется главным образом внутренней информацией, т. е. той, что вырабатывается внутри самой системы. Замкнутость системы означает строгое ограничение ее состава и сферы деятельности определенными рамками, позволяющими учитывать изменение состояний. Если система не замкнута, ее состояние нельзя строго учесть.
В зависимости от характера связи между элементами системы и событиями, происходящими в ней различают детерминированные и вероятностные (стохастические) системы. В детерминированной системе связи между событиями носят однозначный предопределенный характер. В вероятностной (стохастической) системе, в отличие от детерминированной, связи между элементами и событиями носят неоднозначный характер: одни и те же изменения элементов системы в каждом отдельном случае могут привести к различным событиям. Однако и здесь нет места хаосу связи между элементами и событиями существуют в форме вероятностных закономерностей. На практике строго детерминированных систем не существует. Поэтому правильнее определить детерминированные системы как частный случай вероятностных, у которых вероятность ожидаемого события близка к единице.
Современное производственное предприятие относится к сложным динамическим системам. Под сложной системой, в отличие от простой, понимается такая система, которая не может рассматриваться как сумма составляющих ее частей (свойство эмерджентности). При анализе сложной системы наряду с рассмотрением поэлементно, в расчлененном виде, необходимо ее изучение также в целом, во всей совокупности связей.
Динамический характер системы определяется тем, что она находится в состоянии непрерывного изменения, в динамике. Этим она отличается от статической системы. Поскольку, однако, систем, находящихся в статике, практически не существует, динамическими системами, в отличие от статических, обычно называют такие, переход которых в новое состояние не может совершаться одномоментно, а требует некоторого времени и осуществляется в результате определенного процесса. Примером динамической системы может служить любая система управления.
Сложные системы характеризуются следующими наиболее важными признаками:
наличием единой цели функционирования;
наличием нескольких уровней управления, иерархически связанных;
наличием подсистем, каждая из которых имеет цель функционирования, подчиненную общей цели функционирования всей системы;
наличием большого числа связей между подсистемами, внутри каждой подсистемы и необходимостью наличия разветвленной сети связи управления;
комплексным составом системы наличием людей, машин и природной среды;
устойчивостью к воздействию внешних и внутренних возмущающих факторов и наличием элементов самоорганизации.
Сложная система всегда состоит из подсистем. Подсистемы можно выделять, если каждая из них имеет:
цель функционирования, подчиненную общей цели функционирования всей системы;
комплекс элементов, составляющих систему;
свою систему управления, входящую в общую систему управления.
При построении систем управления любой степени сложности необходимо учитывать следующие основные принципы законы кибернетики.
Закон необходимого разнообразия. Сущность этого закона заключается в том, что разнообразие сложной системы требует управления, которое само обладает достаточным разнообразием. Закон необходимого разнообразия обосновывает необходимость многовариантного планирования, выработку оптимальных решений. Управление, которое основывается на рассмотрении единственного варианта плана, не может быть признано научным. Оптимальное управление, построенное на рассмотрении различных вариантов, является, наоборот, научным управлением, соответствующим закону необходимого разнообразия. И чем сложнее, а значит, и разнообразнее сама система, тем большее значение приобретает оптимальность в управлении.
Закон отличия целого от частного (закон эмерджентности). Этот закон заключается в наличии у системы целостных свойств, т. е. таких свойств системы, которые не присущи составляющим ее элементам. Чем больше система и чем больше различие в масштабах между частью и целым, тем выше вероятность того, что свойства целого могут сильно отличаться от свойств частей. Эмерджентность является одной из форм проявления диалектического принципа перехода количественных изменений в качественные. Известны многочисленные проявления закона эмерджентности эффективность крупного производства, социальные последствия урбанизации, возможность реализации крупных мероприятий в области фундаментальных исследований (космос, ядерная энергия), промышленности, обороны.
Закон отличия целого от частного показывает различие между локальными оптимумами отдельных подсистем и глобальным оптимумом всей системы. Этот закон показывает необходимость интегрального рассмотрения системы, достижения общего оптимума. При синтезе систем управления принято считать, что общие (эмерджентные) интересы сосредоточены в центре системы, в центральном органе, на верхней ступени иерархии, в то время как частные, внутренне присущие (имманентные), локализуются в соответствующих элементах.
Закон внешнего дополнения. В сложных системах прогноз состояния среды и выработка управляющих воздействий формальными методами могут быть осуществлены лишь приближенно. Вследствие этого всегда необходим содержательный контроль работы формализованной схемы управления и корректировка ее с помощью дополнительных (внешних) неформально принимаемых решений. Такие корректировки можно рассматривать как результат функционирования «черного ящика», встроенного между выходом формализованной подсистемы управления и входом управляемой подсистемы.
Отклонения, «не учтенные» при планировании и создании систем, будут тем закономернее, чем сложнее система. Система управления поэтому должна иметь соответствующие резервы, компенсаторы и регуляторы для корректировки таких «не учтенных» отклонений. Совокупность неформальных процедур корректировки алгоритмически (формализованно) получаемых управляющих воздействий и задания различных параметров называют внешним дополнением, а теоретическую необходимость подобной неформальной компенсации принципом, или законом, внешнего дополнения.
Закон обратной связи требует построения системы с использованием замкнутых контуров. Для экономики это означает необходимость сосредоточения плана и учета в одних руках.
Закон антиэнтропийности сводится к тому, что управление системой всегда направлено на уменьшение неопределенности в знаниях о построении и поведении управляемой системы за счет усиления информационной осведомленности при принятии решения. Управление всегда связано (при заданной степени системной сложности) с ограничением степеней свободы системы, необходимым для определения целенаправленного поведения системы.

Предприятие как сложная производственно-экономическая система

Современное предприятие представляет собой сложную производственно-экономическую систему.
Ее характеризуют следующие системные черты:
Многообразие структуры, которое выражается в большом количестве разнообразных структурных элементов, таких как цеха, хозяйства, лаборатории.
Различие природы элементов, которое, как известно, является одним из существенных признаков сложных систем, очень ярко выражено в производственно-экономических системах. В качестве основных элементов производства рассматривают рабочую силу, средства труда, предметы труда.
Многосвязность элементов производственно-экономической системы, которая выражается в наличии множества самых разнообразных связей между элементами ПЭС. Связи и отношения элементов ПЭС отличаются устойчивостью и постоянной пропорциональностью.
Динамичность, заключающаяся в постоянной смене состояний пpoизвoдcтвeннo-экoнoмичecкoй системы и выражающаяся в цикличности производственного процесса, изменении его во времени, в колебаниях структуры и связей его элементов, множестве внешних и внутренних воздействий.
Многокритериальность, выражающаяся наличием множества обших критериев, таких, например, как номенклатура изделий, общий объем реализованной продукции, сумма прибыли, рентабельность, выполнение заданий по новой технике, по производительности труда. С другой стороны, все подсистемы на разных уровнях иерархии ПЭС могут характеризоваться своими частными критериями, образующими в совокупности последовательность целей и критериев.
Вероятностный характер производственных процессов , подверженных влиянию многочисленных случайных факторов. Для количественной оценки случайностей необходимо организовать сбор статистических данных и их математическую обработку.
В зависимости от природы элементов в предприятии как производственно-экономической системе можно выделить следующие подсистемы:
Техническая подсистема представляет собой взаимосвязанный, взаимообусловленный, находящийся в согласованном пропорциональном состоянии комплекс оборудования (машины, механизмы, станки и группы станков, поточные линии), предназначенный для решения определенной задачи. Согласование заключается в выравнивании пропускных способностей основного производственного процесса, в соответствии техники, обслуживающей основной и вспомогательный производственные процессы, современным требованиям.
Технологическая подсистема представляет собой набор правил, определяющих последовательность операций и процессов производства, в ходе которых создается продукция с определенными параметрами и качеством. Технологическая подсистема требует строгого выполнения указанных правил на всех стадиях производственного процесса. Управление в технологической подсистеме заключается в тщательной разработке технологии, дальнейшем ее совершенствовании по мере необходимости и внимательном контроле за качеством выполнения работы на всем ее протяжении.
Пoдcиcтeмa совместного труда представляет собой необходимую его организацию для достижения определенной цели, количественные и качественные пропорции отдельных видов труда, их расчленение и взаимные связи в процессе производства.
Экономическая подсистема представляет собой единство экономических процессов и экономических связей всех сторон производства. Механизм действия экономических законов проявляется на предприятии в процессе движения его фондов в их денежной, производственной и товарной форме. Движение фондов предприятия является материальной основой технико-технологического и социально-экономического процесса на предприятии.
Социальная подсистема представляет собой связь людей в процессе общественного производства. Главная ее особенность в условиях рынка это частная собственность на средства производства. Поскольку ПЭС выступает в процессе производства как относительно самостоятельный коллектив, то у этого коллектива появляются свои специфические экономические интересы, которые не противоречат интересам всего общества или отдельной личности. Но отдельные группы и члены этого коллектива внутри предприятия, исходя из особенностей технологии и организации производства, решают разные задачи и имеют определенную дифференциацию целей и интересов. Коллектив предприятия является его основой и активной силой и в нем должны решаться не только технико-экономические задачи, но и задачи воспитания людей, повышения культурно-технического уровня, образования, знания и т. п.
Подсистема организации производства позволяет рационально использовать людей, оборудование, предметы труда, заводские площади, создает условия для повышения эффективности производства в пределах заданных ресурсов.
Все перечисленные подсистемы взаимосвязаны и только в своем единстве составляют предприятие как систему.
С точки зрения системного подхода управляемую (производственную) систему предприятия можно разделить в соответствии с процессами на управляемые подсистемы: развития производства, подготовки производства, основного производства, обеспечения и обслуживания производства, реализации продукции (рис.1.5, рис.1.6)


Рис. 1.5 - Подсистемы предприятия как управляемой ПЭС

Рис.1.6 - Структура управления предприятием как ПЭС Подготовительная фаза производства включает следующие процессы:
финансирование;
создание модели продукта и программы его изготовления;
подбор и подготовка кадров;
обеспечение предприятия средствами производства;
материально-техническое снабжение.
Для реализации процессов непосредственного изготовления продукции наряду с подготовкой необходимо обеспечение производства. Оно прежде всего включает обеспечение оборудованием и инструментом, ремонтное обеспечение, энергообеспечение и т. п. В эту же группу следует отнести процессы, направленные на обеспечение высокого и стабильного качества продукции, а также процессы, связанные с обеспечением охраны труда и техники безопасности.
Процессы транспортного и хозяйственного обслуживания составляют самостоятельную группу обслуживания производства.
Процессы реализации готовой продукции по аналогии с подготовительными процессами процессы реализации находятся на стыке сферы производства и сферы обращения. Для первой они являются конечным актом, для второй начальным.
Процессы развития предприятия: научного, технического и социального характеризуют предприятие как сложную динамическую систему, которая постоянно развивается. На многих предприятиях имеются свои научные базы (исследовательские лаборатории, конструкторские бюро и т. д.), которые наряду с внешними научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями ведут научные разработки по дальнейшему развитию производства и работы по техническому перевооружению производства.

Управление предприятием как сложной производственно-экономической системой
Управление в широком понимании есть функция некоторой системы, направленная на:
сохранение основного качества системы (утеря которого приводит к ее разрушению);
на выполнение программы, обеспечивающей устойчивость функционирования системы и достижение ею заданной цели;
на развитие системы.
Установлением для управления единой теоретической основы занимается кибернетика наука об общих законах управления в природе, живых организмах и машинах. С позиции кибернетики системам управления различной природы присуща принципе одинаковая структура; математическое описание процессов, протекающих в системах управления различной природы, оказывается подобным.
Кибернетика рассматривает управление как циклический информационный процесс, осуществляемый в замкнутом контуре для достижения установленной цели действий. Управление всегда протекает в определенной материальной среде. В процессе управления участвуют орган управления, объект управления и соединяющие их каналы связи. От органа управления к объекту управления проходит канал прямой связи для передачи управляющих воздействий. От объекта управления к органу управления проходит канал обратной связи для передачи сведений о состоянии объекта управления, среды и других факторов обстановки.
Цель действий достигается функционированием объекта управления. Для достижения цели действий объект управления должен быть приведен в необходимое состояние с помощью управляющего информационного воздействия.
Сведения о состоянии объекта управления субъекта воздействия и среды принято называть информацией состояния. Управляющие воздействия представляют собой информацию о том, что, как и когда надлежит сделать объекту управления, и их принято называть командной информацией.
Контуром управления называют замкнутую цепь, состоящую из органа управления и объекта управления, связанных каналами прямой и обратной связи, по которым циклически циркулирует соответственно командная информация и информация состояния (рис. 1.7).


Рис.1.7 -


Командная информация в общем зависит от информации состояния. Эта зависимость может быть выражена формулой:
13 EMBED Equation.3 1415. (1.8)
где  t - момент, к которому относится информация состояния; 
13 EMBED Equation.3 1415- информация состояния на момент времени t ; 
13 EMBED Equation.3 1415 - работное время органа управления;
Ф - функция преобразования информации состояния в командную информацию; 
13 EMBED Equation.3 1415 командная информация, относящаяся к моменту времени 13 EMBED Equation.3 1415, выработанная на основании информации состояния 13 EMBED Equation.3 1415.
Функция органа управления заключается в преобразовании информации состояния в командную информацию в соответствии с поставленной целью действий. Функция объекта управления состоит в реализации командной информации, заключающейся в определении действия для достижения поставленной цели, а также в сборе информации состояния. Функция каналов прямой и обратной связи заключается в передаче информации состояния от объекта управления к органу управления и командной информации в обратном направлении.
Сущность процесса переработки информации в системе управления составляет то, что мы обычно называем выработкой и принятием решения. В качестве непосредственной цели управления выступает достижение системой показателей, характеризующих состояние и функционирование системы. Достижение заданных значений критериев эффективности осуществляется путем выбора органом управления управляющих воздействий на объект управления.
Возникновение управления как особого вида общественной деятельности обусловлено прежде всего появлением и развитием разделения общественного труда. Общественное разделение труда проявляется в двух основных формах: в образовании крупных специализированных производств и дифференциации в их границах технологических процессов. В результате дробления конкретного труда на специализированные части образуется широкая сеть периферийных ячеек производства, каждая из которых представляет экономическую клеточку. Разделение и обособление специализированных частей труда обусловливает количественную зависимость между всеми частями производства, и в результате образуется сеть экономических связей, которая тем шире, чем глубже разделение труда.
Управление в производственной сфере можно, таким образом, определить как целенаправленное воздействие на коллективы людей для организации и координации их деятельности в процессе производства. Можно выделить три основные области управления:
управление системами машин и технологическими процессами;
управление процессами, происходящими в живых организмах;
управление деятельностью человеческих коллективов, решающих ту или иную задачу.
Рисунок 2Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 119Рисунок 125Рисунок 163

Приложенные файлы

  • doc 8981827
    Размер файла: 636 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий