О некоторых сложностях автоматизации процессов управления
Раков В.И
Непреходящей производственной задачей является более эффективная организация процессов управления (быстрее, качественнее, с меньшими затратами). Традиционные направления по её решению обусловлены возможностями построения математических моделей объектов управления.
Для структурированных задач управления осуществима полная автоматизация решения и создание соответствующих систем автоматического управления (САУ). Для частично структурированных задач управления автоматизация ограничивается границами структурированности. При относительно высокой «степени» структурированности автоматизация заканчивается созданием автоматизированных систем управления (АСУ), в том числе и с реализованными в них модельными или экспертными информационными системами. При относительно низкой «степени» структурированности задач управления автоматизация сводится к созданию и использованию систем обработки данных.
Модельные системы дают возможность пользователю получить недостающие сведения путём экспериментирования с предоставляемым системой многообразием математических моделей. Экспертные системы, фактически реализуя концепцию «типовых управленческих решений», позволяют свести возникшие текущие проблемные ситуации либо к заранее определенным однородным классам управленческих решений (типовому набору альтернатив), либо сформировать альтернативы на основе заранее заданных формальных правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив. Информационные системы обработки данных, ориентированные на подготовку так называемых управленческих отчетов, как правило, предоставляют лицу, принимающему решения, различные процедуры манипулирования данными об объекте управления и источниками сведений, что может оказать ему немалую информационную поддержку в организуемых им процессах управления.
В реальных производствах не всегда удаётся представить и осуществить задачи управления в структурированном или частично структурированном виде. Чем в большей степени объект управления квалифицируется как сложная (большая) система и чем менее прогнозируемы проявления среды, тем меньше возможностей автоматизации процессов решения задач управления и тем больше функций возлагается непосредственно на человека. Особенно рельефно это проявляется при организации процессов управления организационными системами, при координации функционирования локальных (например, цеховых) САУ и АСУ, при маневрировании ресурсом предприятия для разрешения конфликтных ситуаций, то есть там, где возникают условия изменения структуры объекта управления или системы управления в целом.
Считается, что при решении неструктурированных задач управления возможности использования информационных систем невелики, а формализация или языковая имитация деятельности человека по организации процессов управления в таких условиях относится к крайне трудоёмким, достаточно дорогостоящим и нередко мало обнадёживающим мероприятиям по тривиальным причинам: а) не всегда представляется возможным адекватное отображение в памяти ЭВМ объекта управления и тех процессов, которые в нём протекают (как в случае применения в управлении имитационного моделирования); б) не всегда удаётся успешно воспользоваться гипотезой о том, что вся необходимая информация об управлении объектом, которым до создания системы управления управляли люди, может быть получена из непосредственного наблюдения за их работой или из их словесных объяснений (как в случае ситуационного управления).
Известный принцип агрегатирования (наращивания, накапливания) исходной структуры в зависимости от текущих производственных обстоятельств [1], охватывает: состав оборудования (элементы системы) как материальных носителей; различные отношения, в том числе законы управления; связи (топологию системы); структурные единицы (произвольные части системы) и собственно процесс функционирования системы как все то, в чём и проявляются многочисленные отношения и связи, то есть в чём выражается сама структура системы управления.
Считается, что в обстоятельствах неструктурированности задач управления человек принимает управленческие решения из эвристических соображений на основе своего опыта [например, 2,3]. То есть фактически накапливаемый (наращиваемый, агрегатируемый) в процессе функционирования опыт может в каждый момент формирования управленческого решения (воздействия) определить весь последующий ход процесса функционирования системы управления.
В связи с этим представляется достаточно актуальным разработка идеи использования лингвистических моделей опыта, отражающих предысторию функционирования системы, как реализацию принципа агрегатирования исходной структуры в зависимости от текущих производственных обстоятельств.
1. Лингвистический компонент управления
Естественное отображение (выражение) человеком текущих обстоятельств на этническом языке (полученная лингвистическая модель ) - это исходная ситуация процесса автоматизации. Далее возможны различные направления изменения ситуации (разные сценарии). Для условной классификации сценариев не будет ошибкой изначально полагать, что принципиально возможна реализация процесса «выражение текущих обстоятельств - анализ - принятие решения - выражение принятого решения» в двух видах, когда принятое решение передаётся на исполнение другому человеку (исполнителю), либо когда принятое решение передаётся на исполнение в техническое устройство:
- - -
- . (1)
Тогда можно отметить следующие варианты, существенные для принципиальной (концептуальной) оценки роли лингвистических компонентов:
а) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - неавтоматизированный анализ - {лингвистическая модель () результатов анализа}- неавтоматизированное принятие решения - {лингвистическая модель () принятого решения} - человек; (2)
б) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - {математическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств как начальный материал для организации автоматизированного анализа} - автоматизированный анализ - {математическая модель () результата анализа} - {лингвистическая модель () результатов анализа} - неавтоматизированное принятие решения - лингвистическая модель () принятого решения} - человек;(3)
в) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - не автоматизированный анализ - {лингвистическая модель () результатов анализа} - {математическая модель () результата анализа} - автоматизированное принятие решения - {математическая модель () принятого решения} - {лингвистическая модель () принятого решения} - человек; (4)
г) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - {математическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств как начальный материал для организации автоматизированного анализа} - автоматизированный анализ - {математическая модель () результата анализа} - автоматизированное принятие решения - {математическая модель () принятого решения} - {лингвистическая модель () принятого решения}- человек; (5)
а1) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - неавтоматизированный анализ - {лингвистическая модель () результатов анализа} - неавтоматизированное принятие решения - {лингвистическая модель () принятого решения} - {математическая модель () принятого решения}-техническое устройство;(6)
б1) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - {математическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств как начальный материал для организации автоматизированного анализа} - автоматизированный анализ - {математическая модель () результата анализа} - {лингвистическая модель () результатов анализа} - неавтоматизированное принятие решения - {лингвистическая модель () принятого решения} - {математическая модель () принятого решения} - техническое устройство;(7)
в1) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - неавтоматизированный анализ - {лингвистическая модель () результатов анализа} - {математическая модель () результата анализа} - автоматизированное принятие решения - {математическая модель () принятого решения} - техническое устройство;(8)
г1) лингвистическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств - {математическая модель () исходного выражения текущих обстоятельств как начальный материал для организации автоматизированного анализа} - автоматизированный анализ - {математическая модель () результата анализа} - автоматизированное принятие решения - {математическая модель () принятого решения} - техническое устройство. (9)
Коротко, (2) - (9) можно представить цепочками (10) - (17):
- неавтоматизированный анализ - - неавтоматизированное принятие решения - - человек; (10)
- - автоматизированный анализ - - - неавтоматизированное принятие решения - - человек; (11)
- не автоматизированный анализ - - - автоматизированное принятие решения - - - человек; (12)
- - автоматизированный анализ - - автоматизированное принятие решения - - - человек; (13)
- неавтоматизированный анализ - - неавтоматизированное принятие решения - - - устройство; (14)
- - автоматизированный анализ - - - неавтоматизированное принятие решения - - -устройство; (15)
- неавтоматизированный анализ - - - автоматизированное принятие решения - - устройство; (16)
- - автоматизированный анализ -- автоматизированное принятие решения - - устройство. (17)
Человек систематически участвует в процессе управления, в частности, им формулируется . По этой причине переход от лингвистической к математической моделям в (14) и (15) или передача математической модели в техническое устройство в (16) и (17) не может не контролироваться человеком. Это необходимо для его понимания переданных аппаратуре управленческих решений. Человек должен восстановить для (14) или (15) или сформировать для (16) или (17) соответствующие лингвистические модели (как трансформации математической модели ) с целью последующей оценки возможных (потерь) отклонений результатов управления от того, что человеком представлялось:
- неавтоматизированный анализ - - неавтоматизированное принятие решения - -(-) - устройство; (18)
- - автоматизированный анализ - - - неавтоматизированное принятие решения - -(-) - устройство;(19)
- неавтоматизированный анализ - - - автоматизированное принятие решения - (-) - устройство;(20)
- - автоматизированный анализ - - автоматизированное принятие решения - (- ) - устройство.(21)
В случае (2), (10) нет сомнений в существенной роли лингвистических конструкций - они являются и формой выражения, и сущностью исполняемого действия. Более того, можно утверждать, что при неавтоматизированном анализе и неавтоматизированном принятии решений любое преобразование лингвистических моделей , и , включая их трансформацию в промежуточные математические модели (например, для решения «промежуточных» вопросов автоматизации), может привести к негативным последствиям восприятия и выполнения человеком-исполнителем окончательного управленческого решения (которое в результате преобразований будет отличаться от полученного ).
Автоматизация - это моделирование физических, интеллектуальных или эмоциональных усилий человека (включая усилия человека при организации производственных отношений) любыми инородными (относительно человека) рукотворными или нерукотворными агрегатами искусственного или естественного происхождения, в том числе, средствами технического и производственного назначения [4]. В общем, автоматизация - это имитация в других условиях, повторение в иных обстоятельствах, воспроизведение своих возможностей человеком в «усиленном» или «ослабленном» вариантах. Поскольку (или если) автоматизация - это имитация или повторение, то в таком случае любая из цепочек (11) - (17) должна быть, по меньшей мере, «не хуже» (эквивалентной, тождественной, аналогичной, подобной, «лучше» и пр.) начальной цепочки (2) или (10) по своим результатам. Можно попробовать пояснить интуицию, побуждающую склоняться в сторону предположения о том, что (11) - (17) всегда «хуже», чем (2) или (10), следующими суждениями.
Во-первых, это наличие в цепочках (11) - (17), а также (18) - (21) акции трансформации лингвистических моделей в модели математические: в , в (традиционно автоматизации предшествует формализация).
Модель явления (объекта, процесса) - это лингвистическая, чувственная, предметная или иная материализация психического образа явления объективной реальности [3]. Модель конкретна в своей материализации. Материализация происходит в процессе отчуждения мысленного образа от сознания человека. Локально-организованная среда (ЛОС) - это совокупность причин, способствующих или препятствующих («нормальному», «эффективному» или иному) функционированию конкретной системы (явления, объекта, процесса). Локально-организованная среда конкретной системы проявляет себя как объект с вполне организованной структурой, наделённой целесообразным поведением относительно данной системы и взаимодействующий с нею. Моделирование обусловлено тремя своими представлениями: 1) как процесс отчуждения (образование модели); 2) как процесс трансформации или преобразования (формирование модели); 3) как процесс экспериментирования (применение модели). Модели личностны, поскольку являются материализацией психических образов. Это означает, что модель объекта и модель локально-организованной среды также личностны в своём (системном) единстве.
Считается, что осознание человеком психических образов явлений объективной реальности - это процесс его мыслительной деятельности и результат его размышлений над этими образами. Осознанный образ принято называть мысленным образом. В процессе осознания происходит буквально («мысленное») проговаривание (осознаваемых) образов. Поэтому предполагают, что мысленный образ уже является, по существу, языковым образом явления. Его последующая материализация в процессе отчуждения является формулировкой текста на этническом языке с использованием требуемого в конкретных условиях арсенала специфических семиотических средств выражения (формул, жаргона и пр.). Другими словами, нет оснований не считать лингвистические модели начальными (исходными) моделями воспринятых обстоятельств объективной реальности.