Штабы строительства как способ ситуационного управления

Современная концепция ситуационного управления

Ситуационные теории, не отрицая правильности концепций предыдущих школ и подходов и во многом опираясь на их достижения, пытаются интегрировать различные частные подходы к управлению. В результате их развития стало возможным сформулировать концепцию ситуационного управления, основные положения которой сводятся к следующему.

Сущность концепции ситуационного управления можно рассмотреть на примере предприятия, столкнувшегося с проблемой уменьшения прироста реализации выпускаемой продукции. В этом случае с точки зрения ситуационного подхода менеджеры должны проанализировать возможность применения как научных, так и поведенческих методов управления. Затем необходимо ответить на вопрос, какие из этих методов будут наиболее эффективными в сложившейся ситуации.

Руководство может изучить качество сбыта с точки зрения классической школы Ф. Тейлора и Ф. и Л. Гилбертов, подбирая технические решения путем рационального разделения труда, более узкой специализации персонала и выделения отдельных каналов распределения. Однако, если масштабы самого предприятия не позволяют принять подобное решение, уместно будет обратиться к достижениям бихевиористов и сконцентрировать основное внимание на мотивации персонала, отвечающего за сбыт. Выбор же конкретного решения зависит от множества других условий, так или иначе влияющих на персонал, организацию в целом и конечные результаты ее деятельности.

Рассмотрение ситуации как важного явления не является чем-то новым в управленческой теории. Еще в 20-е годы прошлого столетия Мери Паркер Фоллет говорила о «законе ситуации». Она отмечала, что «различные ситуации требуют различных типов знаний», и что человек обладающий знаниями применительно только к одной ситуации, стремиться быть «калифом на час». Два десятилетия спустя, в 1948 году, Ральф Стогдилл, профессор университета штата Огайо (США) провел тщательное и скрупулезное исследование характерных качеств лидера и также пришел к выводу, что именно ситуация по большей части определяет, какие черты и навыки нужны лидеру.

Ситуационные теории внесли большой вклад в науку управления, используя возможности ее прямого приложения к конкретным условиям. Они пытаются увязать определенные приемы и концепции с определенными ситуациями для того, чтобы достичь целей организации наиболее эффективно. Они концентрируются на ситуационных различиях между организациями и внутри самих организаций, пытаются определить, каковы значимые переменные ситуации и как они влияют на эффективность организации.

Ситуационные теории управления дают рекомендации относительно того, как следует управлять в конкретных ситуациях. При этом процесс управления должен состоять из следующих обязательных шагов, которые должны быть осуществлены менеджером для того, чтобы добиться эффективного управления в каждой конкретной ситуации.

Применение ситуационных теорий в управлении предполагает учет при выработке и принятии решений ограничивающих или сдерживающих факторов, существующих в самой организации. В рамках этих теорий выделяют три основных типа ограничений: технологические, человеческие и ограничения в постановке задачи.

Несмотря на то, что ситуационные теории провозглашали, что в результате неопределенности, существующей в окружении организации, множественности возможных решений возникающих управленческих задач, порождаемой разнообразием ситуаций, нет и не может быть единого подхода к управлению, попытки найти общие характеристики любого управления практически никогда не прекращались.

Так, например, в 50 – 60-е годы XX века возникла идея единого для всех организаций, универсального управления, которая как бы априорно предполагала, что в основе теоретической модели такого управления должен лежать американский тип менеджмента, который не без оснований считался в то время лучшим и образцовым. Однако практика 70-х годов показала, что американский тип управления не только не является универсальным, но и далек от того, чтобы считаться совершенным. Особенно наглядно это проявилось при сравнении американского и японского типов управления.

Источник

Применение ситуационного метода управления при имитационном моделировании функционирования строительных систем Текст научной статьи по специальности « Компьютерные и информационные науки»

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Лебедев В. М.

в статье рассматриваются вопросы ситуационного метода управления при имитационном моделировании функционирования строительных систем

Текст научной работы на тему «Применение ситуационного метода управления при имитационном моделировании функционирования строительных систем»

Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова

jea@intbel.ru Лебедев В.М. к.т.н., доцент,

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

ПРИМЕНЕНИЕ СИТУАЦИОННОГО МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ИМИТАЦИОННОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Основой построения имитационных моделей возведения объектов может служить теория ситуационного управления большими системами, изложенная в [1,2]. Сложная система может быгть представлена в виде совокупности управляемого объекта и устройства управления. Для прогнозирования ее поведения с помощью ЭВМ необходимо в памяти вычислительной машины создать некоторую модель, имитирующую структуру изучаемого объекта, а также процесс решения задачи управления на этой структуре (рис. 1). Процесс отыскания управления, обеспечивающего экстремум оценочного функционала, сводится к решению определенных уравнений или систем уравнений (алгебраических, дифференциальных, функциональных и т.д.). При исследовании сложных систем строительного производства на возведении объектов и комплексов в связи с трудностями, возникающими при построении точных математических моделей таких систем, а также из-за большой размерности пространства поиска оптимального решения указанный подход применять либо вообще нельзя, либо практически нецелесообразно.

В этом случае более перспективными является применение ситуационного метода управления, при котором каждому состоянию (микроситуации), возникающему в процессе функционирования системы, ставится в соответствие определенная цепочка команд управления (решений) [3]. Реализация ситуационного принципа связана с решением задач обобщения ситуаций для разбиения множества микроситуаций на классы в соответствии с числом принимаемых решений. В модели ситуационного управления моделирование связи между раз-личныши элементами осуществляется с помощью дискретной сети, вершины которой соответствуют статическим элементам системы (пространственным участкам), и ребра- коммуникационным связям между ними. Упорядоченное множество статических элементов, определенным образом связанных между собой, образуют статическую систему, по которой производится перемещение оперативных элементов (бригад, звеньев, машин, механизмов). Оперативные элементы: в каждый момент времени t локализуются в вершинах дискретной сети, а с течением времени могут перемещаться из одних вер-

Рис. 1. Топологическая структура модели системы возведения

Вестник БГТУим. В. Г. Шухова

шин в другие, изменяя при этом свои характеристики. Для имитации процесса решения задачи управления на дискретной ситуационной сети служит система семиотических моделей, описывающих ее состояние в терминах ситуаций, корреляцию ситуаций для установления ситуативных отношений между элементами системы, а также обобщения и экстраполяцию ситуаций на заданном временном интервале [3].

Имитационная модель сложной системы строительного производства считается построенной, если имеется ее описание в виде дискретной ситуационной сети и сформулированы правила корреляционной и трансформационной грамматик. Метод ситуационного управления дает единый подход к формированию имитационных моделей функционирования сложных строительных систем, аналитическое исследование которых не представляется возможным.

К преимуществам имитационного моделирования, позволяющим на новом системно-методологическом уровне подойти к постановке и решению задач разработки и внедрения проектов поточного строительства объектов и комплексов по Ю.А. Куликову [4] можно отнести:

-динамический характер отображения организационно-технологических и экономических систем строительного производства;

— возможность учета дискретного характера функционирования элементов и системы в целом;

— учет действия случайных факторов, влияние которых в организационно- технологических системах велико;

— высокую адекватность имитационных моделей, так как их структура близка функциональной и логической структурам моделирующих систем;

-возможность комплексного исследования различных альтернатив поведения системы на множестве модельных реализаций ее функционирования, т.е. проведение статистических экспериментов;

-широкую возможность применения различных средств математического описания.

организационно-технологическом проектировании и подготовке производства; (2) имитационная модель на уровне генподрядной строительной организации, составляющая основу технико-экономического планирования и являющаяся средством решения группы задач по формированию реальной сбалансированной годовой производственной программы подрядной строительной организации; (3) имитационная модель согласования решений различных уровней управления инвестиционным циклом, которая осуществляет функциональную интеграцию участников строительства и характеризуется развитыми средствами моделирования управленческих процедур, высоким уровнем агрегирования показателей и информации, а также сокращением процедур имитации собственного строительного производства. Каждая типовая имитационная модель и соответствующий ей класс задач решается с помощью одного из е-алгоритмов или алгоритмов ограниченного ветвления. Разработанные имитационные модели реализуются по единой схеме с использованием унифицированной нормативно-справочной базы данных, что создает условия дл их концептуальной информационной интеграции [4, 5].

В поточном строительстве (1) имитационная модель адаптируется при разработке и внедрении ППС объектов и комплексов, (2) имитационная модель применяется при разработке и внедрении ППС на годовую программу СМР строительно-монтажных организаций, (3) имитационная модель реализуется при определении иерархических уровней управления и соответствующей детализации разработки ППС [6].

На стадии разработки проектов поточного строительства объектов и комплексов имитационные модели с использованием принципов ситуационного управления позволяют оценивать последствия принятия тех или иных организационно-технологических проектов, а так же решать по выбранным критериям эффективности широкий круг задач оптимизации организации и управления строительством.

1. Клыков Ю.И. Ситуационное управление большими системами.- М.: Энергия, 1974.- 135 с.

2. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика.- М.: Наука, 1986.- 288 с.

4. Куликов Ю.А. Имитационные модели и их применение в управлении строительством.- М.: Стройиздат, 1983.224 с.

5. Гусаков А.А. Системотехника строительства. М.: Стройиздат, 1993.- 368 с.: ил.

6. Лебедев В.М. Системотехника поточных методов строительства: Монография /Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2006.- 208 с.

Источник

Научная электронная библиотека

Лекция 25. Ситуационное управление

Использование опыта при организации требуемого функционирования сложной системы многообразно: опыт в информационных технологиях [см. лекцию 22], методы активизации интуиции исследователя [см. лекцию 23], методы прогнозирования [см. лекцию 24] и пр. В этом ряду возможностей всё, что связано с повторением прошлого опыта, то есть с выбором тех знаний из прошлого (опыта), которые напоминают текущие обстоятельства, которые похожи или идентичны им, имеет особое значение.

Принято считать, что метод ситуационного управления относится к наиболее перспективным методам, позволяющим для широкого класса систем решать задачу поиска (в процессе адаптации) алгоритмов работы системы управления (проф. Поспелов Д.А., 1977). Следующие положения составляют начальное понятие о ситуационном управлении[233].

Существо ситуационного управления. В основе ситуационного управления лежит гипотеза о том что вся необходимая информация об управлении объектом, которым до создания системы управления плохо или не очень плохо управляли люди, может быть получена из непосредственного наблюдения за их работой или из их словесных объяснений.

Если считать, что поведение людей в процессе управления можно описать на некотором естественном человеческом (этническом) языке, модель управления объектом может быть получена на основании специальной обработки текстов на естественном языке, в которых описан достаточно большой опыт людей.

Прежде чем переходить к построению модели ситуационного управления, сформулируем основную задачу, которую необходимо решить в процессе построения модели управления.

Если множество решений имеет мощность l, то задача управления будет решена, если можно найти такое разбиение множества ситуаций на l классов, при котором все ситуации S(t) окажутся отнесенными к какому-нибудь определенному классу Ki, которому однозначно соответствует некоторое решение Pi. И это разбиение обладает тем свойством, что для ситуаций, относимых к классу Ki, решение Pi, действительно, полезно с точки зрения целей управления.

Однако в некоторой конкретной ситуации S(t) может оказаться, что нельзя указать единственное решение Pi, наиболее полезное в данной ситуации. Таких решений может быть несколько, и разные специалисты по управлению данным объектом будут предпочитать разные из этих решений. Это соображение (на практике почти всегда имеющее место) приводит нас к постановке задачи не разбиения ситуаций на классы (при котором каждая конкретная ситуация относится в точности к одному классу), а к постановке задачи о нахождении покрытия множества ситуаций совокупностью классов Ki. В этом случае допускается такое положение, при котором некоторые ситуации S(t) одновременно принадлежат нескольким классам Ki. Требуется только, чтобы любая конкретная ситуация S(t) принадлежала хотя бы одному классу Ki.

Суть ситуационного управления и состоит в построении метода, позволяющего на основании описания ситуаций S(t) на естественном языке строить систему обобщенных описаний классов Ki. Будем ситуации S(t) и описания этих ситуаций называть соответственно микроситуациями и микроописаниями, а классы Ki и их описания – макроситуациями и макроописаниями.

Микроописания. Выделим в естественном языке ряд элементов, выполняющих в нем определенную функциональную роль. При этом под элементами языка будем понимать отдельные слова, словосочетания и синтагмы (законченные в смысловом отношении словосочетания). Выделим прежде всего группу понятий.

1. Будем обозначать понятия как ai, а множество используемых понятий – как A. Среди понятий выделим два типа: понятия-классы и абстрактные понятия. Первый тип понятий связан с отражением в языке сведений об однородных физических объектах внешнего внеязыкового мира. Эти сведения поступают в систему в виде некоторых комплексов признаков.

Поясним это на простом примере. Понятие – класс «собака» включает в себя всех представителей животного мира, которых мы склонны называть этим словом. В окружающем нас мире не существует, однако, собаки вообще, а существуют конкретные представители этого понятия-класса. Каждый из них воспринимается нашими органами чувств в виде некоторого набора значений-признаков. В число этих признаков могут входить размер и форма ушей, цвет, наличие шерсти, тип звуков, издаваемых животным, форма тела и т.п. В языке же по некоторым законам всем этим конкретным физически существующим собакам сопоставляется слово «собака», являющееся понятием-классом. Другими примерами понятий-классов могут служить, например, слова и словосочетания: стол, прибор, столярный инструмент, электронные системы обработки данных.

В отличие от понятий-классов, абстрактные понятия не имеют непосредственных аналогов в том мире, который нас окружает. Эти понятии возникают внутри языковой системы с помощью специальных «механизмов». Примерами таких понятий могут служить понятия, выражаемые такими словами и словосочетаниями, как цель, красное, точка прямой и т.п. Число различных понятий в любом естественном языке потенциально бесконечно. Всегда можно ввести в него ещё одно понятие-класс или абстрактное понятие.

2. Второй важной функциональной группой в любом естественном языке являются имена и идентификаторы. С помощью имён в языковой системе производится, в частности, выделение (персонофикация) отдельных понятий из понятий-классов. Примерами имён могут служить следующие слова, словосочетания и синтагмы: Иванов, дом № 12 по улице Вавилова, дом, который построил Джек. Множество имён будем обозначать через I, а отдельные имена через ij. Множество имён, как и множество понятий, потенциально бесконечно.

3. Третьей функциональной группой является группа отношений R. Элементы, входящие в группу отношений (обозначаемых ri), описывают бинарные отношения, которые устанавливаются между парой понятий или понятием и именем. Примерами отношений могут служить: часть-целое, причина-следствие, объект-действие, объект-место, быть одновременно, пересекаться, служить для и т.п.

Очень важно подчеркнуть, что любое из отношений может в языке выражаться с помощью многих слов, словосочетаний, синтагм или грамматических средств. Например, в синтагмах: автомобиль подъезжает к перекрёстку, автомобиль приближается к перекрёстку, автомобиль несётся к перекрёстку, между понятиями-классами «автомобиль» и «перекрёсток» устанавливается одно и то же отношение, которое может быть выражено, например, словами «двигаться к».

Таким образом, сами отношения имеют внеязыковой характер, выражаясь в языке с помощью определенных (но жестко не зафиксированных) языковых средств. Сами слова, словосочетания или синтагмы, с помощью которых выражается данное отношение, можно рассматривать, как множество имён данного отношения. Особенностью отношений является наличие универсального конечного множества отношений, с помощью которого удаётся выразить все отношения, отражаемые в языковой системе. При этом мощность этого универсального базового множества сравнительно невелика, в него входят около 200 разных отношений.

4. Последняя группа элементов языка (для основ ситуационного управления) – это группа императивов. К императивам относят все слова, словосочетания и синтагмы, указывающие на действие, которое необходимо осуществить. Примерами императивов могут служить выражения: включить станок № 2, сменить режим № 3 и т.п. Множество императивов будем обозначать через P, а элементы этого множества – через pj. Вместо термина «императив» будем употреблять термин «элементарное решение». Количество различных элементарных решений, отразимых в языке, потенциально бесконечно.

Поясним это на простом примере. Пусть необходимо управлять движением автотранспорта на перекрёстке [рис. 66]. Зададим списки понятий-классов, имён, отношений и элементарных решений для этого конкретного случая. Список базовых понятий-классов будет содержать следующие элементы: a1 – автомобиль, a2 – снаряжение, a3 – скорость, a4 – створ (сечение), a5 – тип, a6 – цвет, a7 – светофор.

Список базовых имён включает в себя множество допустимых номерных знаков автомобилей, целые числа от 1 до 5 и числа с интервалом через пять единиц от 0 до 140, буквы A, B, C, D, слова: обычный, специальный, красный и зелёный. Все имена, кроме последних четырёх, будем обозначать так, как они выражены, а последние четыре имени сокращённо обозначать как об., сп., кр. и зел.

Рис. 66. Четырёхсторонний перекрёсток со светофором, на котором разрешён проезд в прямом направлении и только с правым поворотом

Предполагаем, что на всех створах [рис. 66] установлены датчики, с помощью которых в систему управления передаётся информация, содержащая в себе номер створа, имя направления, а также следующие сведения об автомашинах, пересёкших в интервале времени между моментами t – 1 и t створ: автомобиль, его мгновенная скорость, тип. Имеется также датчик самого светофора, фиксирующий одно из двух возможных его текущих состояний (для управления автотранспортом достаточно двух сигналов светофора: красный и зелёный). Вся эта информация, поступающая из датчиков, и образует набор Q.

Переход от Q к микроописанию происходит на основе того, что вся информация о ситуации оказывается привязанной ко времени, створам и направлению. Набор Q, по сути задаёт некоторую обстановку на ДСС, имеющую более простой вид, чем ранее рассмотренная ДСС [рис. 46, лекция 19]. Таким образом, в отличие от Q, описание микроситуации должно быть структурированным, содержащим отношения между понятиями и именами.

Пусть, например, в некоторый момент времени в окрестности управляемого перекрёстка складывается следующая ситуация: по направлению A на четвёртом створе к перекрёстку следует грузовая автомашина с номером 06-45МОЛ со скоростью 40 км/час; по направлению B к перекрёстку движется легковая автомашина с номером 06-33МКЩ со скоростью 70 км/час,
которая только что прошла пятый створ, а на первом створе этого же направления ожидает проезда через перекрёсток легковая автомашина с номером 07-12МКЭ. В направлении C автомашин нет, а в направлении D к перекрёстку со скоростью 100 км/час на уровне пятого створа приближается автомашина скорой медицинской помощи с номером 11-22МКЛ. Зелёный сигнал светофора горит в направлении CD.

Эта ситуация может быть следующим образом описана на языке микроописания ситуаций. Будем строить описание последовательно. Первое предложение:

С помощью этого предложения фиксируется положение одной автомашины на ДСС. Остальные три предложения, относящиеся к другим автомашинам, аналогичны по своей структуре.

Предложение, относящееся к светофору, выглядит следующим образом:

Полностью микроситуация в окрестности перекрёстка может быть описана следующим образом: .

Введём теперь отношение r, смысл которого можно передать словами: «следует применить элементарное решение». Тогда указание по управлению светофором в описанной ситуации S может выглядеть как текст вида (SrP1).

Приведенный пример показывает, что управление на основе микроописания явно неэффективно. Ведь на самом-то деле для принятия решения о включении зелёного сигнала светофора в направлении CD совсем нет необходимости знать что-либо, кроме информации, содержащейся в предложении S4. Человек, управляющий светофором на перекрёстке, так и поступит. Для него все ситуации S, которые могут возникнуть в окрестности перекрёстка, связанные с наличием приоритетной специальной автомашины, сливаются в одну макроситуацию: есть приоритетная машина. Именно в этом и заключается в данном конкретном случае процесс слияния (обобщения многих микроситуаций в одну макроситуацию).

Однако даже при отсутствии в окрестностях перекрёстка приоритетных специальных автомашин специалист по управлению движением вряд ли будет использовать всю информацию, содержащуюся в микроописании. Ему, например, как правило, совершенно безразличны номера автомашин, участвующих в образовании микроситуации (если только эти номера не несут дополнительных сведений о приоритетности проезда или если одновременно с регулированием движения на перекрёстке не решается задача о поиске автомашины с определенным номером).

При наличии автомашин в одном из направлений и отсутствии их в другом направлении регулировщик может для целей управления не использовать никакой другой информации, содержащейся в микроописании. Число подобных примеров можно увеличить, но в этом вряд ли есть необходимость. Из сказанного ясно, что для построения алгоритма управления необходимо разработать специальные «механизмы» обобщения описаний, позволяющие классифицировать все возможные микроописания в макроописания, соответствующие элементарным решениям.

Обобщающие «механизмы». В ситуационном управлении используются три типа подобных механизмов: снятие имён, обобщение по признакам и обобщение по структурам.

Обобщение по структурам наиболее важно для ситуационного управления. Важность достаточно наглядна на примере производного понятия «колонна автомашин». Введём отношение r4 – быть сзади и отношение r5 – находиться в ближайшей окрестности. Рассмотрим микроописание ситуации, в котором использованы те же обозначения, что и в рассмотренном примере описания микроситуации на перекрёстке (лишь вместо полного описания номерных знаков автомашин используем сокращённые имена, обозначаемые как ij):

– это предложение утверждает, что все десять автомашин движутся в направлении к перекрёстку.

– это предложение указывает на то, что автомашины попарно находятся в ближайшей окрестности друг от друга с учетом их упорядоченности.

Общее описание ситуации имеет вид: .

Вся эта ситуация может быть отнесена в один новый класс, соответствующий понятию-классу «колонна автомашин». Понятием, которое может быть получено из таких понятий, как «колонна автомашин», «колонна людей», «колонна судов» и т.п., можно получить понятие-класс более высокого уровня – «колонна». Как и в случае обобщения по признакам, понятия-классы, получаемые при обобщении по структуре, носят также характер размытых множеств.

Классификатор. Теперь можно описать основной принцип построения классификатора, являющегося центральной моделью в системе моделей ситуационного управления. Построение классификатора осуществляется на основании обучения с помощью специалистов, имеющих опыт управления объектом, для которого мы ищем модель управления.

Процедура обучения. Составляется специальная двухвходовая обучающая таблица: в левой половине перечисляются микроописания, а в правой – те элементарные решения, которые по мнению экспертов следует принять в этой ситуации. При этом в правой половине таблицы может быть указано не одно, а несколько таких решений.

С помощью этой таблицы формируются обобщенные описания различных уровней. С целью большей наглядности описания этого процесса будем представлять микроописания в виде мультиграфов, вершины которых соответствуют понятиям и именам, а дуги – отношениям [рис. 67].

Рис. 67. Общая структура классификатора, где Yi – нечёткие кванторы

Если, например, в результате операции обобщения получено два понятия «серое» и «кошка», то между ними нельзя установить впрямую отношение «обладать цветом», ибо не все кошки серые, и не всё серое будет кошкой. Для условий среднерусской полосы между этими понятиями можно установить отношение «обладать цветом», взвешенное квантором «примерно в половине случаев».

На самом верхнем уровне обобщения [рис. 67] находятся базовые решения, которые рекомендуется принимать при появлении данной фактической микроситуации на нижнем уровне. При подаче на нижний уровень классификатора конкретной ситуации на верхнем уровне может возбудиться не обязательно единственное решение, то есть ситуации могут классифицироваться неоднозначно. Для дальнейшего выбора решения используются другие блоки модели ситуационного управления [рис. 68].

Рис. 68. Общая структура модели ситуационного управления

Контрольные вопросы по лекции 25:

1. В чём смысл ситуационного управления?

2. В основе ситуационного управления лежит определенная гипотеза. Почему именно гипотеза?

3. Поясните, почему сделано предположение о том, что поведение человека описывается на некотором этническом языке.

4. Оцените реальность возможности специальной обработки текстов, описывающих работу человека, для формирования модели процесса управления объектом.

5. В чём суть ситуационного управления?

6. Объясните, какова смысловая нагрузка макроописаний.

7. Поясните предложения S1–S5.

8. Зачем введено понятие обобщающего механизма?

9. Что такое обобщение по структурам?

10. Поясните роль классификатора при организации ситуационного управления.

11. Почему в общей структуре классификатора использованы нечёткие кванторы?

12. Объясните общую структуру модели ситуационного управления.

Источник