Формализация понятия проблемы

Формализация понятия проблемы

Формализация понятия проблемы с позиции системного анализа и концепции системы.

Проблемой называется
а) ситуация, характеризующая различие между необходимым (желаемым) выходом и существующим выходом;
б) разница между существующей и желаемой системой, выражающаяся в либо в предотвращении (уменьшении) выхода, либо в увеличении выхода.

Существующий выход создается существующей системой.
Необходимый выход это такой выход, отсутствие которого создает угрозу существованию или развитию системы.
Желаемый выход создается желаемой системой.

Существующая система - это условие проблемы, то что определяет одну сторону существования проблемы.
Желаемая система - требование, которое снимает проблему.

Решение проблемы, система, заполняющая промежуток между существующим и желаемым, объект конструирования. Решение проблемы - деятельность, которая сохраняет или улучшает характеристики системы. Процесс решения - итерация операций идентификации условий, цели, возможностей решения проблемы.

Идентификация состоит из:
- качественной идентификации - определение системных объектов (вход, выход, процесс, обратная связь, ограничение), свойств, связей.
- количественной идентификации - определение количественных отношений известных структуры, элементов, целей, возможностей.

Бессмысленно иметь мощные методы выработки решения, если функция идентификации проблем не выполняется.

Отбор альтернатив производится на основе сравнения цены, времени, эффективности, риска с учетом отношений между предельными значениями приращений этих величин (маргинальных отношений).

Схема решения проблем

Причина неудовлетворительного состояния дел, необходимость в решении вызываются:
- появлением новой проблемы,
- появлением новой возможности.

Новая проблема

Решение проблемы в ситуации новой проблемы состоит:
• в обнаружении проблемы,
• в оценке актуальности проблемы,
• в определении цели и принуждающих связей,
• в определении критериев,
• в вскрытии структуры существующей системы,
• в определении дефектных элементов существующей системы, ограничивающих получение заданного выхода,
• в оценке веса влияния элементов на определяемые критериями выходы системы,
• в определении структуры для построения набора альтернатив,
• в построении набора альтернатив,
• в оценке альтернатив,
• в выборе альтернатив для реализации,
• в согласовании найденного решения,
• в реализации решения,
• в оценке результатов реализации решения.

Новая возможность

Реализация новой возможности - это более сложный случай.
Использование возможности (актуализация возможности) зависит от наличия актуальной проблемы, нуждающейся для своего разрешения в такой возможности.
Использование возможности вне проблемы влечет как минимум потерю ресурсов, превращается в самоцель, ведет к углублению проблем.
Для определения, нуждается ли проблема для своего разрешения в новой возможности, следует оценить:
а) существует ли альтернатива, включающаяся в себя новую возможность,
б) является ли альтернатива с новой возможностью наилучшей.
Одним из подходов к актуализации возможности вне административного (или по ученому - проблемно-ориентированного подхода) есть реализация возможности на принципах самофинансирования или самоокупаемости.

-----
А теперь прикиньте, как SWOT анализ выглядит в этом ключе.
Заметьте, что угрозы отвечают решению новой проблемы, ну а возможности и так понятны.
А сильные и слабые стороны вообще отвечают к вопросу выбора и отбора альтернатив.
Системный анализ выпукло показывает слабости SWOT анализа, его несфокусированность, отсутствие подстраховочных и проверочных процедур, исключающих или уменьшающих субъективизм и непрофессионализм.
Но самый большой "прикол" SWOT анализа, что он умудряется собрать вместе не одну, а целую кучу проблем, да еще разнородных по подходам и процедурам решения.
Не мудрено, что SWOT-анализ имеет такое впечатляющее количество провалов и проколов... 

------

Решение о совершенствовании организации должно вырастать из ее проблем и соответствовать им по масштабу и сложности.
Существующая и желаемые организационные системы требуют более деликатной оценки, так как содержат в себе саморегулирующиеся звенья, обладающие волей, ресурсами и интересами, вытекающими из их места и роли в конструкции системы.

Поэтому первым этапом является оценка конструкции организационной системы.
Оценка конструкции организационных систем базируется на следующих критериях:

Измеримость. Способность системы измерить свои характеристики.

Надежность. Выход системы проявляется достаточно систематично.

Эффективность. Способность системы решить проблему, степень фактического достижения результата.
Если система неизмерима, невозможно определить ее эффективность.

Оптимальность. Проблема решается «кратчайшим» путем в смысле расходования ресурсов, время при этом один из ресурсов. Отметим, что если система неизмерима, и неэффективна (то есть не способна решить проблему), то оценка оптимальности бессмысленна.

Стабильность. Усиленное свойство надежности в приложении к постоянству эффектов эффективности и оптимальности, устойчивость к деструктивным факторам и угрозам.
Применительно к организационным системам задача высшего руководства организации - не выработка решений, а конструирование процесса выработки решения и наблюдение за его действием. Если менеджер способен предлагать хорошие решения на уровне процессов организации, не факт, что он может столь же успешно заниматься руководством (иначе следовало поручить проектирование подъемного крана штангисту - он круто поднимает штанги). 

Термины системы

Системные термины

Перейдем к формулировке терминов.

Под элементом будем понимать предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи, достижения конкретной цели .
Под свойством будем понимать качество объекта, внешнее проявление того способа, с помощью которого получается информация об объекте.
Под связью будем понимать то, что соединяет объекты и свойства в процессе. При этом связь это ограничение свободы элементов.

Связь характеризуется направлением, силой, видом (характером).
Виды связей
а) связи подчинения,
б) связи порождения (генетические),
в) равноправные (безличные),
г) связи управления.

Связь также - это следование процессов - какой выход является входом для следующего процесса.

Под процессом будем понимать явление, состоящее в изменении во времени (далее процесс - один из системных объектов).

Система - системные объекты, свойства, связи.

Системные объекты - вход, процесс, выход, обратная связь, ограничение.

Вход - то, что изменяется под воздействием процесса.

Выход - результат, конечное состояние процесса.

Процесс перерабатывает вход в выход, свойство процесса - способность переводит вход в выход.

Практичное правило. Выделить систему в реальном мире - указать все процессы, дающие выход.

Ограничение - средство, с помощью которого устанавливается предел использования ресурсов.

Управление -
а) процесс обратной связи,
б) средство обработки входа и выхода для измерения степени использования ресурсов,
в) ограничение, при котором действует система.

Ресурсы: люди и их квалификация, материалы, оборудование, товары, финансовый капитал, время.

Процессы

Во всякой искусственной системе существуют три подпроцесса, определяемые их ролью:
основной процесс,
обратная связь,
ограничение.

Основной процесс - то, что перерабатывает вход в выход.

Обратная связь (система управления) - сравнение выборку выхода с моделью выхода, выделение различия, оценка смысла и содержания различия, выработка решения, сочлененного с различием, формирование процесса ввода решения (вмешательства в процесс системы), воздействие на процесс с целью сближения выхода и модели выхода.

Ограничение

Процесс ограничения возбуждается покупателем или потребителем выхода системы (учредителем, хозяином системы), анализирующего ее выход. Воздействует на выход и управление системы, обеспечивая соответствие выхода системы целям потребителя.

Ограничение системы отражается моделью выхода, находящейся в распоряжении обратной связи, и моделируется с помощью принуждающих и ограничивающих связей.

Ограничение может формироваться исходя из
а) предела потребления ресурсов,
б) цели (функции) системы как требования достичь нужного качества цели или функции.

Принуждающие и ограничивающие связи должны быть совместимы с целью, что на практике зачастую не обеспечивается.

Эффективность

Эффективность измеряется как способность функционировать и производительность функционирования, что выражается
1) увеличением или уменьшением потребности в ресурсах с увеличением или без соответствующего изменения в объеме стоимости и прибыли,
2) уменьшением риска,
3) изменением некоторой относительной величины, измеряемой критериями (показателями).

Теоретические основы построения системы управления

А что такое управления с точки зрения управления?
- Чем занимаешься?
- Управляю!
- Как это?
- Ну... проблемы решаю...

Ага!
Проблемы, значит.
Ну-ка, а как они связаны с управлением?
Посмотрим-ка у классиков.
Общепризнанных.

Постановка задачи.

Такие симптомы, как
• Несвоевременное, расточительное решение,
• потери
свидетельствуют о том, что механизм контроля состояния, выработки и реализации необходимых решений работает неудовлетворительно.

Неудовлетворительная работа механизма вызывает не удовлетворительную работу организации, реализующей этот механизм.

Высшая задача экологии состоит в понимании последствий. Ф.Хербер. Дюна.

"Доктор"

Вопросами управления на формальном уровне занимается кибернетика и системный анализ (мы не будем уточнять, что является более общим - системный анализ или кибернетика). В рамках теории систем воспользуемся прикладной стороной системного анализа , в которой система есть средство, с помощью которой вырабатывается процесс решения проблемы.

Деятельность организации, ее исполнительного механизма, руководства сводится с огромному числу рутинных операций и решению проблем.

Чем больше жизни в системе, тем больше укромных уголков для этой жизни. Ф.Хербер. Дюна.

Проблема

Решение проблем направлено:
а) на обеспечения функции сохранения организации,
б) на обеспечение функции развития организации.

Проблема может существовать, но не наблюдаться..
Ощущение состояния дел может колебаться от
а) полного непонимания, что есть вообще проблемы (“нет проблем”)
до
б) все воспринимается как критические проблемы (“сумасшедший дом”).

Симптомы

Проявление проблемы начинается с симптомов.
Систематически проявляющиеся симптомы составляют тенденцию.
Обнаружение симптомов - начало процесса идентификации проблемы.
Однако чтобы обнаружить симптомы, необходимо знать норму или желательное поведение системы, тогда симптомы - отклонение от нормы.

Если проблему обнаружили, производится прогнозирование ее развития и оценка актуальности ее решения (оценка состояния системы при нерешенной проблеме), что позволяет завершить идентификацию проблемы и определить необходимость решения проблемы.

Жизнь улучшает способность окружающей среды быть пригодной для жизни. Жизнь делает более доступными питательные вещества. Ф.Хербер. Дюна.

Кто же будет решать?

Величайшая проблема руководителя является увеличение их способности выделять критические проблемы и постигать решение этих проблем.

Системный анализ выступает как инструмент решения проблем.
Системный анализ позволяет отделить содержание организации от ее формы, обязанной свои существованием истории.
Если организация не конструировалась сознательно с позицией системного подхода, то в ней преобладают эвристические методы принятия решения, в которых исторический аспект становления преобладает над логическим.
Ситуация усугубляется тем, что функции не выделены и это не позволяет применить логические методы выработки решения.
Это не означает, что организация не способна решать свои проблемы.
Эвристические подходы позволяют достичь нужного результата, но в этом случае нет возможности эффективно использовать логический аппарат .

Но помните

Самыми постоянными законами Вселенной будут случай и ошибка. Ф.Хербер. Дюна

Перейдем к анализу проблем.

Проблема характеризуется - областью, содержанием, характером, ролью с различных точек зрения (по числу заинтересованных лиц).

В общем случае все проблемы делятся на:
- проблемы, которые не имеют решения;
- проблемы, которые имеют решение.

Последние, в свою очередь, делятся на:
- проблемы, решение которых не имеет смысла;
- проблемы, решение которых имеет смысл.

После того, как мы определили, а скорее всего решили, что проблема имеет решение и имеет смыл ее решать, решение проблемы состоит в выборе наиболее подходящей альтернативы решения.

Вся теория войны рассчитана на расчете и риске. Ф.Хербер. Дюна

Альтернативы

Возникают два методологических вопроса:
- как сформировать множество альтернатив;
- как выбрать подходящую альтернативу.

Для ответа на эти вопросы необходимо иметь новое качество управления: уметь находить, оценивать и сравнивать альтернативы.

Это, в свою очередь, для сложных проблем требует:
- оценивать проблему как целое, отражать и учитывать неопределенность,
- обеспечивать полноту каждой альтернативы,
- обеспечивать условие равнокачественности сравниваемых альтернатив,
- обеспечивать измеримость факторов и правильность оценки альтернатив,
- умения количественно сравнивать свойства альтернатив: выходной результат, эффективность, стоимость.

Системный анализ предлагает для решения проблем предлагает концепцию системы как инструмент и средство выражения проблемы в терминах объектов, свойств и связей элементов.

Любая дорога, по которой идешь до конца, приведет в никуда. Карабкайся в гору чуть-чуть, только для того, чтобы проверить: гора ли это. С вершины горы нельзя увидеть гору. Ф.Хербер. Дюна.

Процедура принятия решения

Применение теории систем с точки зрения принятия решений. 

Концептуальная зарисовка

В прошлой заметке обрисована теория систем. Зачем она нужна менеджерам? Действительно, ее актуальность сомнительна до тех пор, пока не удастся "прикрутить" эту теорию к повседневным задачам менеджмента.

Итак, что там с точки зрения повседневных задач: планирование, организация, мотивирование, контроль... Хмм...
Ах, да. Еще принятие решений!
Ну и конечно стратегия!

Итак, организуем вариант по типу "два в одном": процедура принятия решения и разработка стратегии.

Замечу, что одинаково "хорошо" решаются обе задачи, однако в потенциале.

В данной заметке приводится ЗАРИСОВКА КОНЦЕПТА формализованного менеджмента (количественная школа менеджмента - если по ученому).

Неплохо было бы формализовать задачу управления.
И это возможно.
Данный вариант идет в русле количественной теории менеджмента.

За основу берем теорию оптимального управления динамическими системами, но не с точки зрения конкретных задач и методов решения, а с точки зрения элементов, схемы и логической процедуры, увязывающих управление, оптимизацию и систему.

Предлагаю следующую схему формализации ПОЧТИ всех управленческих задач:

Разработка стратегии состоит в том, чтобы построить модель того, что нарисовано на схеме.
То есть, сначала формализовать жизнь фирмы.
Потом проверить адекватность модели.
Потом пригласить математика.
Огласить математику целевое множество.
Огласить критерий достижения целевого множество.

Далее дело за математиком: владеет ли он математической техникой.
Даже если не существует аналитического решения задачи - всегда есть численного решение.
Если очень трудно найти оптимальное решение - всегда можно найти субоптимальное решение.
Если нет доказанного метода решения - есть эвристический метод решения и квазиоптимальное решение.

Прикладная математика, в отличие от теоретической не только могуча, но и практична!

Принятие решений - это ответ задачи, то есть решение задачи управления.
Все: реши, прочитай ответ и попробуй исполнить.
Вернее, попробуй только не исполнить! 

----

Комментарии.

Ситуация, она же состояние, характеризуется начальным положением (S0). Это ситуация получилась в результате цели G0. 

Примечание. Также как и пустое множество - множество, так и отсутствие цели - тоже цель.
А вот остальные ситуации - это альтернативы. При этом альтернатива описывается парой (Si, Gi) - ситуация должна оказаться в ситуации Si, что выражается целью Gi.
Иногда цель и исчерпывается требованием оказаться в состоянии Si.

Вопрос Андрея Наумова:

То есть цель G0 заключалась в выведении объекта управления в состояние S0. Далее, есть альтернативы перевода объекта управления в другие состояния Si и для этого выбирается соответствующая цель Gi. А блок решений что делает, выбирает в какое состояние нужно перевести объект? 

Примерно так.
Но все немного проще. Задачу можно записать как 

S0 -> (Si, Gi)           (1)

То есть, цель - Gi, задача перевести объект из S0 в Si.

Но мне пришлось заменить формулу на симметричную 
(S0, G0) -> (Si, Gi) 
из-за Черномырдина.

В формуле (1) я не смог формализовать его замечательное высказывание (кстати, я его считаю очень правильным и важным с точки зрения теории управления, чтобы там не говорили журналисты и сатирики): "Хотели как лучше, а получилось как всегда".

Цель и состояние тоже пришлось развести, чтобы формализовать следующую фразу: "Победить в третьей мировой войне (G) без уничтожения цивилизации и Земли (S)".