1.3. Принцип необходимой самодостаточности устойчивого функционирования человеко-машинного комплекса
Сформулируем принцип самодостаточности в более конкретной форме применительно к человеко-машинному комплексу, функционирующему в структуре вуза: обеспечить эффективное и качественное выполнение возложенных производственных задач по достижению поставленных целей с помощью технических средств и людских ресурсов, выделенных на основании действующего норматива или произведенного расчета.Воспользуемся этим принципом как идеализированным способом приведения сложной организационно-технической системы к математическому виду.
Для этого необходимо установить:
основные факторы, влияющие на процесс функционирования;
главные ограничения, определяющие принцип необходимой самодостаточности.
Главными внутренними факторами, влияющими на устойчивость работы комплекса, служат производственные связи, которые определяются степенью интенсивности взаимодействия «активных элементов» между собой.
Внешние возмущающие факторы обусловлены поставщиками ресурсов, потребителями продукции, пользователями, которым оказываются услуги, а также управляющими среднего и верхнего звена управления.
Человеко-машинные комплексы подчиняются непрерывному закону функционирования в течение определенного промежутка времени, взаимодействуя с окружающей средой и переходя в различные состояния.
Следовательно, для достижения поставленной цели требуется постоянно отслеживать состояния комплекса, обращая особое внимание при этом на интенсивность влияния дестабилизирующих факторов на комплекс.
Данные факторы приводят к формулировке вероятностной задачи.
Связи между «активными элементами» зависят от материальных стимулов, а сторонние возмущения - от качества поставляемой и выпускаемой продукции, поэтому они могут усиливаться или ослабляться, т. е. приводят к неопределенности. Тогда действительность и вероятность достижения поставленной цели или наступления события Р будет обусловлена следующими основными причинами:эффективностью системы материального стимулирования работников, определяющих устойчивость работы ЧМК;
интенсивностью воздействия внешних факторов, влияющих на весь комплекс.
Как показал многолетний опыт работы с организационно-техническими системами (ОТС), они подчиняются вероятностной закономерности функционирования, обусловленной случайными факторами и свойствами элементов, составляющих объект.
Эту закономерность можно привести к квазидетерминиро- ванной.Случайный фактор зависит от внешних воздействий поставщиков и потребителей, которые влияют на устойчивость хода всего процесса функционирования, а возможно, и развития.
Следовательно, случайные факторы изменяют привычные условия функционирования комплекса и приводят его в неустойчивое состояние, т. е. невозможности достижения поставленной цели или даже к разрушению.
С другой стороны, внутренние устойчивые связи, определяющие структуру, во многом зависят от конкретного руководителя - его организаторских способностей, т. е. как рационально организовано им производство, исходя из целей и задач, стоящих перед системой.
Но даже рационально организованная структура не может способствовать выполнению возложенной на нее задачи, если не будут соблюдены следующие основные условия:
наличие специалистов высокой квалификации;
эффективная система материального стимулирования работников;
оперативная система материально-технического обеспечения.
Именно эти три фактора играют важнейшую роль в обеспечении самодостаточности функционирования.
Поэтому в первую очередь необходимо построить целевую функцию и ввести в нее параметр, который будет связывать эффективность, плановые показатели с материальными стимулами, т. е. необходим фактор личной заинтересованности исполнителей с учетом высокой их квалификации, т. к. они являются «активными элементами» человеко-машинного комплекса.
Таким подходящим математическим выражением является функция, ис-пользуемая для организационных систем в работе [1].
Это выражение записывается в следующем виде:
1 2
z(y) = -У2, (1.2)
2r
где у характеризует количество произведенной продукции - пропускную способность или количество студентов, обслуживаемых информационным центром;
r - эффективность работы, чем больше r, тем с меньшими затратами z обеспечивается пропускная способность у.
Формула (1.2) дает нам реальную связь соотношения затрат z и выпуска продукции у, т.
е. эффективность работы подразделения. Важность этих параметров будет ясна ниже, где мы будем рассматривать показатели у и r во взаимосвязи и введем их в целевую функцию, в которую должен входить показатель (Мст) материальной заинтересованности работников.Чтобы выражение (1.2) можно было использовать реально на практике, его необходимо ввести в целевую функцию, а для этого структурную модель информационного центра требуется выразить в математической форме. Если не будет возможности такого сопряжения, то выражение (1.2) следует использовать как частный параметр.
Более удобно рассматривать человеко-машинный комплекс, используя аналогию с гомеостатом, который всегда стремится к состоянию равновесия. А наша цель именно в этом и состоит.
Если формула (1.2) будет введена в целевую функцию, возможно будет повышение устойчивости и эффективности работы ЧМК за счет повышения активности обслуживающего персонала и эффективного управления.
Предварительно рассмотрим работу системы, которая подобна структуре ЧМК, как она будет вести себя при воздействии дестабилизирующих факторов.
Для этого выявим сначала, в каких соотношениях находятся между собой часть и целое. Обращаем особое внимание на важность и сложность данного вопроса, поэтому для убедительности сошлемся на Эшби [29].
Он устанавливает эту связь через соединение частей системы в целое и рассматривает ее в равновесии.
Пусть система (рис. 1.3) состоит из четырех частей, в нашем случае лабораторий, которые соединены между собой, и, в целом, находятся в состоянии равновесия. Это означает, что состояние всей системы не изменяется в течение определенного промежутка времени.
Тогда состояние системы представляет собой вектор с четырьмя составляющими А, В, С, Д, каждый из которых соответствует своей части. При этом каждая часть характеризуется своим состоянием. Таким образом, если вся система находится в состоянии равновесия, то каждая ее часть, лаборатория,
должна находиться в состоянии равновесия в условиях, определяемых другими частями.
![Рис.<div class=]()
1.3. Части, соединенные в систему" />
Рис. 1.3. Части, соединенные в систему
К такому же утверждению можно прийти, рассуждая от противного.
На основании сказанного формулируется следующая теорема.
Вся система находится в состоянии равновесия тогда и только тогда, когда каждая часть находится в состоянии равновесия в условиях, определяемых другими частями [29].
Следовательно, можно сказать, что каждая часть системы имеет право вето для состояний равновесия всей системы. Никакое состояние всей системы не может быть состоянием равновесия, если оно неприемлемо для каждой из составных частей, действующих в условиях, создаваемых другими частями.
Из рис. 1.3 видно, что входом части А являются части В и Д, части В - А и С, части С - В и Д, части Д - А и С.
Нетрудно проследить и выходы этих частей, тогда мы получим замкнутую цепь, по которой можно определить потоки разнообразия информации, возникающей в системе. Наибольший интерес для наблюдателя является задача предоставления самой системе находить состояние равновесия, исходя из целевой установки, или, для нашего случая, бесперебойного ее функционирования.
То есть мы приходим к понятию гомеостата, который, по выражению Эшби, всегда движется к состоянию равновесия. Но нам необходимо знать, какие силы будут побуждать его к этому в нашем конкретном случае. Важным для решения задачи также является определение степени независимости части (лаборатории), находящейся внутри целого. Отметим, что теоремой Эшби можно воспользоваться и для устойчивости человеко-машинного комплекса.
Так как в любой системе все части и переменные взаимосвязаны между собой и влияют определенным образом друг на друга, управляющий ЧМК должен знать степень воздействия части (лаборатории), или переменной і, на часть, или переменную j. По выражению Эшби, мы представляем системе обнаруживать свое поведение, и при этом наблюдаем, изменяется ли поведение части (переменной j) с изменением значения і.
И если поведение лаборатории j не меняется при любых значениях лаборатории і, то из этого следует, что і не оказывает существенного воздействия на j.Если дан преобразователь в лице управляющего, то в этом случае он может сам определять непосредственные воздействия частей внутри системы, и затем сделать некоторые выводы о ее внутренней организации и устойчивости
работы, т. е. возможности достижения поставленной цели. Но для этого управляющий должен предварительно убедиться на конкретном примере о степени влияния частей, т. е. всех лабораторий друг на друга. Это очень важно для последующих действий управляющего по принятию ответственных решений.
Руководителю необходимо хорошо знать внутренние и внешние факторы, влияющие в совокупности на управляемый им объект, о котором говорилось ранее, он должен четко и ясно сформулировать эти факторы в виде необходимых и достаточных условий. Выпишем эти условия, потому что они будут служить ограничениями, которые налагаются на целевую функцию.
К этим условиям развития устойчивого и эффективного функционирова-ния будут относиться:
источник финансирования материального стимулирования;
надежная система массового обслуживания пользователей всех категорий;
динамичная обратная связь в системе обслуживания пользователей.
эффективная система программно-технического обеспечения и матери-ально-технического обслуживания;
оперативная система планирования и автоматизированного управления учебным процессом;
производственная площадь, обеспечивающая заданную пропускную способность;
корректно поставленная цель и точно сформулированная задача.
Все данные условия являются жесткими, которые принимаем как требования, возводя их в ранг принципа.
Если в начале параграфа принцип был сформулирован в общем, то здесь он приведен в более конкретной форме.
Принцип необходимой самодостаточности информационного центра, функционирующего в структуре вуза будет выполняться тогда и только тогда, когда каждая часть (машина, лаборатория) будет находиться в устойчивом состоянии.
Вышеуказанные 7 пунктов должны обеспечить это. Кроме того, они могут быть сформулированы в виде задач.Так как эти необходимые и достаточные условия выступают в качестве ограничений на целевую функцию, то они позволяют привести общую содержательно сформулированную задачу к более конкретной - математической.
В гомеостате при воздействии внешних дестабилизирующих факторов происходит перестройка связей между частями, приводящая к устойчивому равновесию всю систему за счет перехода количественных изменений в качественные.
Если рассматривать две различные технические системы, например, компьютер и гомеостат, то ПК всегда будет функционировать как детерминированная машина, т. е. компьютер не будет изменять своей реальной структуры
под действием внешних дестабилизирующих факторов. Гомеостат же будет выполнять свои функции и при воздействии этих факторов, т. к. он способен адаптироваться, т. е. самонастраиваться под определенные изменяющиеся внешние условия за счет автоматического переключения связей между своими элементами.
Компьютеры, которые считаются наиболее сложными современными техническими устройствами, не способны автоматически изменять свою структуру. И поэтому они могут устойчиво работать только при жестких требованиях на условия их функционирования.
Человеко-машинные комплексы как организационно-технические системы по некоторым признакам аналогичны с гомеостатом. Аналогия эта проявляется между ними по следующим показателям:
функциональным, проявляющимся в сходстве процессов саморегулирования, осуществляемых за счет автоматического переключения связей между элементами системы , используя человеческий фактор;
структурным, заключающимся в том, что при постоянном обновлении СВТ с более универсальными параметрами происходит переход количественных связей в качественные, которые приводят к незначительным структурным изменениям, ввиду их постоянного усложнения.
Данные сходства обусловлены тем, что при указанных условиях сравниваемые системы обладают избыточностью свойств, которые дают им дополнительное разнообразие состояний. Это разнообразие состояний и обусловливает возможность самоадаптации и саморегулирования. Так, например, в ОТС «активные элементы», т. е. субъекты, могут осуществлять не только функции, возлагаемые на них согласно должностным обязанностям, но и выполнять другие виды работ, например, осваивать новые пакеты, системы, машины и т. п. вещи. Поэтому ОТС являются достаточно гибкими системами, т. к. «активные элементы» в организационной системе расширяют их возможности.
Конкретный руководитель, владеющий эффективной системой управления (материальными стимулами), всегда имеет рычаги для удержания системы в устойчивом состоянии за счет повышения интенсивности работы «активных элементов».
В отличие от гомеостата, в ОТС воздействие осуществляет руководитель, который стимулируя «активные элементы», изменяет тем самым количественные и качественные отношения внутри системы, почти не нарушая при этом ее физической структуры. Но суть этих незначительных изменений приводит к тому же, что и в гомеостате. Гомеостат изменяет количественные отношения за счет автоматического переключения связей между элементами, приводящими к новым качественным изменениям, включая и саморегулирование, адаптируя тем самым систему под изменившиеся условия. На этом основании можно воспользоваться аналогией между гомеостатом и ОТС для по-
строения адаптивного саморегулирующего механизма, приводящего к более устойчивому функционированию информационного центра при воздействии на нее дестабилизирующих факторов.
Но для этого необходимо построить математическую модель, чтобы можно было управлять в динамике. Такую модель можно построить, используя вышеприведенную структурную схему, предварительно преобразовав ее.
Данная задача будет рассмотрена ниже.
Одним из условий принципа самодостаточности является выполнение требования материальной заинтересованности сотрудников информационных центров, который напрямую связан с экономическими вопросами, чему уделяем особое внимание.
