ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Принятие решений в информационной системе управления строительной организацией

Продукцией управленческой деятельности является управленческое реше­ние. Основное содержание труда управленческих работников строительных организаций состоит именно в выработке и реализации управленческих реше­ний. По существу цикл управления представляет собой непрерывную цепь при­нятия и реализации управленческих решений.

В процессе всякого производства (особенно строительного) постоянно воз­никает множество различных проблем, которые необходимо решать. Пробле­мы могут быть техническими, производственными, экономическими, соци­альными, бытовыми, психологическими, правовыми, финансовыми, снабжен­ческими, кадровыми и другими (под проблемой понимается несоответствие фактического состояния управляемого объекта желаемому или заданному).

Управленческими решениями определяются цели строительной организа­ции, объемы и сроки выполняемых строительно-монтажных работ, расстанов­ка кадров, их функции и обязанности, распределяются материально-техниче­ские и денежные ресурсы, устанавливаются формы оплаты труда, т.е. вся дея­тельность строительной организации протекает на основе управленческих решений. Отсюда ясно, какое огромное значение имеет качество принимаемых и реализуемых управленческих решений.

С точки зрения формализации, решения делятся на формализуемые и не- формализуемые. Формализуемые решения известны как программируемые. Они являются результатом реализации определенной последовательности дей­ствий или шагов (подобных тем, которые предпринимаются при решении ма­тематического уравнения). При этом число альтернатив ограничено и выбор делается в пределах направлений, заданных организацией, а также с учетом нормативов, стандартов, правил и т.д.

Выделение класса программируемых решений позволяет разрабатывать стан­дартные процедуры принятия решений под ситуации, повторяющиеся с опре­деленной регулярностью.

Неформализуемые решения (непрограммируемые) принимаются в ситуа­циях, отличающихся новизной, внутренней неструктурированностью, непол­нотой и недостоверностью информации, многообразием и сложностью влияния различных факторов. Это не позволяет находить решение путем построения адекватных математических моделей, и основную роль в поиске играют человек и его способность разрабатывать соответствующую процедуру, ведущую к вы­полнению задачи. Неформализуемыми являются решения, связанные с опре­делением целей и формулировкой стратегии развития организации, с измене­нием ее структуры, с прогнозами работы на новых рынках и т.п. Количество таких решений увеличивается по мере роста масштабов и сложности органи­зации ; к такому же результату приводят современные тенденции к глобализации экономики, так как ее прямым следствием становится рост числа связей меж­ду организациями, большая динамичность как внешней, так и внутренней сре­ды организации. Неформализуемые решения — это проблемы, содержащие как количественные, так и качественные характеристики объекта управления, от­ражающие субъективное отношение лица, принимающего решение, к тем или иным процессам или состояниям.

Количество неформализуемых решений повышается по мере продвижения сверху вниз по вертикали управления. Поэтому высшему звену управления приходится иметь дело в основном со слабоструктурированными решениями, на среднем уровне характер возникающих проблем требует принятия как тех, так и других решений (при этом надо отметить, что автоматизация труда в этом звене сопровождается ростом удельного веса решений, характеризующихся большей структурированностью), в низовом звене преобладают решения, при­нятие которых осуществляется чаще всего по заранее разработанным правилам и процедурам.

Поскольку под решением подразумевается выбор единственного решения или нескольких его альтернатив из общего их количества, необходимо устано­вить критерии, позволяющие формировать допустимые варианты решений, сравнивать их и выбирать лучшие.

Обоснованный выбор критерия является важнейшим вопросом при при­нятии любых решений. Наиболее полно система критериев оценки решений разработанадля формализуемых решений, позволяющих применять экономи­ко-математические методы. С их помощью определяются лучшие решения, например, по таким параметрам, как сроки окупаемости капиталовложений, прирост доходов или прибыли, минимизация текущих издержек или максими­зация производительности труда и т.п. Нередко в качестве критерия выбора решения применяется фактор времени, особенно важный в условиях переход­ного периода, для которого характерна неустойчивость состояния экономики и общества в целом. Задержка с принятием решения или выбор решения, ко­торое связано с более длительным процессом реализации, может существенно снизить ожидаемые результаты (из-за инфляции, изменения политики и про­чих факторов внешней среды).

Возможность оценки вариантов по неформализуемым решениям с помощью математического аппарата, как правило, отсутствует. Отметим лишь, что в стро­ительных организациях в качестве общего критерия, удовлетворяющего всем основным требованиям, в ряде случаев целесообразно принимать массу при­были. Этот критерий, хотя и не лишен недостатков, лучше всех других возмож­ных показателей отражает рост национального дохода, ускорение ввода в дей­ствие объектов и мощностей, улучшение использования производственных фондов, увеличение объема реализованной строительной продукции. Показа­тель прибыли входит в число утверждаемых сверху показателей плана, служит основой взаимоотношений с бюджетом, атакже, как уже отмечалось, основным источником формирования фондов предприятия. Принятие прибыли в качестве критерия оптимальности сводит к минимуму количество требуемых ограни­чений.

При решении многих задач строительного производства надо считаться с наличием не одного, а ряда критериев, причем нередко оптимизация по одно­му из них ухудшает значение других. Так, повышение качества строительных работ сопровождается их удорожанием и увеличением сроков, сокращение сро­ков часто влечет за собой дополнительные затраты и снижение качества.

В таких случаях можно применить способ, согласно которому оптимизацию надо сначала осуществлять по одному из критериев, а остальные учитывать в качестве ограничений, затем — по другому критерию и т.д. При этом фактиче­ски решается не одна, а несколько оптимизационных задач, рассматриваемых последовательно (например, в первой задаче критерием служит размер затрат, а ограничением — продолжительность строительства, во второй — наоборот).

Другой способ учета многокритериальности задачи сводится к формирова­нию некоторого комплексного критерия, представляющего собой, например, сумму отдельных критериев, каждый из которых наделяется определенным «весовым» коэффициентом. Меняя значения «весов», решают, как и при первом способе, несколько оптимизационных задач, азатем выбирают один из резуль­татов в качестве окончательного, оптимального.

Выбор ограничений системы является таким же ответственным делом, как и установление критерия оптимальности. По сути здесь решается единая за­дача, поэтому критерии и ограничения надо выбирать во взаимосвязи и одно­временно, чтобы не упустить некоторых существенных требований и не вызвать нарушений в работе системы.

Так, приняв в качестве критерия оптимальности для жилищно-строительной организации годовой объем сдачи готовых квартир в эксплуатацию, надо вы­ставить ограничение, гарантирующее нормальную работу в следующем году (таким ограничением может быть, например, обязательное создание опреде­ленного задела). Если этого не сделать, то под давлением принятого критерия оптимальности все силы строительной организации будут направлены на за­вершение в текущем году уже ведущихся строек, задел на будущий год не будет образован, в результате чего кажущееся благополучие текущего года приведет к серьезному провалу в последующие периоды.

Вместе с тем следует всегда стремиться к минимуму необходимых ограни­чений, чтобы задача оптимизации по избранному критерию могла быть прак­тически решена.

Как и критерий оптимальности, любое ограничение должно допускать ко­личественную оценку и, по возможности, иметь физический смысл. Так, обя­зательная величина задела на будущий год должна составлять не меньше чем столько-то процентов от годовой программы или выражаться в сумме не менее стольких-то миллионов рублей. Равномерность использования того или иного ресурса может измеряться, например, отклонением фактического уровня по­требления ресурса от среднего значения. Точно так же срок завершения кон­кретной стройки может принять вид ограничения «Не позднее чем», а срок начала — «Не ранее чем». Обязательность выполнения определенного объема работ принимает вид ограничения «Не менее чем», а недопустимость перерас­хода заработной платы — «Не более чем».

Во многих случаях, когда проблема распадается на подпроблемы,ее решение является результатом решения всех составляющих ее иерархически располо­женных подпроблем. Это требует установления четкой взаимосвязи критериев и ограничений всей проблемы и отдельных подпроблем. Взаимосвязь, как пра­вило, определяется тем, что подпроблема более низкого уровня может быть полностью решена лишь на основе решения проблемы высшего уровня. Ино­гда такая взаимосвязь и соподчиненность обеспечиваются принятием резуль­татов оптимизации, выполненной по критерию всей проблемы в качестве огра­ничений или составляющих целевой функции подпроблемы.

Например, проблема оптимального годового планирования деятельности строительной организации по критерию объема ввода в действие жилой пло­щади распадается на подпроблемы формирования перечня сооружаемых объ­ектов, составления календарного графика их строительства и др. В этом случае первоначально установленный набор объектов, обеспечивающих максималь­ный годовой объем ввода жилья, можно принять в качестве ограничения при решении задачи календарного планирования по критерию равномерного ис­пользования трудовых ресурсов строительной организации.

Довольно часто подобные взаимосвязи и соподчиненность удается описать с помощью так называемого «дерева» целей, критериев и ограничений.

Вернемся снова к выбору критериев управленческих решений. Отметим, что иногда вообще не удается четко сформулировать критерий и вместо него указывают лишь предпочтение, т.е. любую форму ликвидации неопределен­ности в выборе альтернатив, вплоть до уже упоминавшегося простого упоря­дочения.

Некоторые решения принимают с учетом ряда факторов, по каждому из которых имеется свой критерий качества решения. В этом случае неизбежен «компромисс» между несколькими критериями, если, конечно, они гетероген- ны (разнородны по своему составу) и их нельзя свести к одному общему кри­терию.

Нередко принятию решений существенно способствует применение теоре­тико-игровой трактовки задачи, при которой принимающий решение являет­ся арбитром в «игре», а «игроками» — различные признаки. Возможные вари­анты решений оцениваются игроками с их точек зрения, а арбитр выбирает некоторое справедливое решение с помощью методов математической теории игр. Одной из разновидностей решения является субоптимизация, т.е. опти­мизация не всей системы, а ее отдельных частей.

Однако каким бы ни было решение, всегда ищут такой вариант, который наиболее эффективен при наименьшем риске. При этом эффективность рас­сматривается как степень достижения результата, а риск — как мера потенци­альной подверженности недостаткам.

По мере создания и развития автоматизированных информационных тех­нологий появилась возможность автоматизации процедур, характерных для процесса принятия решения. Постепенно стали развиваться новые системы, получившие название систем поддержки принятия решений (СППР), о кото­рых уже говорилось выше. В результате их применения повысилась скорость формирования решений, улучшилось их качество за счет оценки многих фак­торов.

Характерная черта СППР заключается в том, что произошел отказ от фун­даментального принципа в поиске объективного оптимального решения, ха­рактерного для полностью формализуемых задач. Сугубо оптимальные (фор­мальные) методы в рамках СППР используются лишь на нижних уровнях ие­рархии управления.

Автоматизация ряда процедур формирования решений с помощью СППР позволила возложить на компьютер следующие функции:

• генерация возможных вариантов решений;
• оценка вариантов и выбор лучшего из них;
• анализ последствий принятого решения;
• обеспечение работы системы исходными данными, поступающими из других систем (подсистем).

Под системой поддержки принятия решений будем понимать человекома­шинные системы, которые позволяют лицам, принимающим решение, исполь­зовать данные и знания объективного и субъективного характера для решения слабоструктурированных (плохо формализуемых) проблем.

На рис. 6.2 показана связь между автоматизированной информационной системой (АИС) предприятия и СППР различных уровней.

Согласно рисунку, в основе функционирования любой СППР лежит АИС — автоматизированная информационная система, которая позволяет с помощью показателей, содержащихся в базах данных, отслеживать не только текущее состояние предприятия, но и его состояние за прошедший период.

Необходимость в СППР возникает и на оперативном уровне управления (на уровне строительных участков). Чаще всего здесь используют модели линей­ного программирования или имитационные модели. Типичными задачами это­го уровня являются: расчет календарных графиков строительных объектов, расчет оптимальных объемов запасов сырья и материалов и т.д., составление графиков поставки материалов на объекты строительства. На этом уровне ка­чественная информация используется только в форме параметров, которые согласуются со структурными подразделениями строительной организации для реализации.

На среднем уровне управления предмет и содержание решений меняются, они, как правило, связаны с реализацией общих целей функционирования строительной организации, поэтому возникает потребность в информации из внешней среды. СППР должна помочь специалистам принимать решения, ка­сающиеся издержек производства, сбыта продукции, установления цен выбо­ра поставщиков и т.д.

Решения, которые принимаются на высшем уровне управления предпри­ятия, относятся к стратегическим. Они касаются конкурентоспособности стро­ительной организации, ее политики, политики маркетинга. Здесь решаются проблемы неэкономического характера, влияющие на пути дальнейшего раз­вития, проблемы стратегического планирования и целеполагания. Информа­ция, используемая при этом, в большей своей части поступает из внешних ис­точников и поэтому, как правило, приблизительна и недостоверна.

Любая из СППР независимо от уровня обслуживания структурно состоит из нескольких компонентов (рис. 6.3). Рассмотрим их.

База данных создается и поддерживается средствами АИС. Она использу­ется в СППР в качестве внешнего источника данных и содержит информацию о состоянии дел как на самом предприятии, так и за его пределами. Внутренняя информация касается производства, финансов, запасов, основных фондов, оборотных средств, кадров и т.д. Она достаточно точна и содержится в обяза­тельной бухгалтерской и статистической отчетности.

Внешняя информация отражает состояние дел во внешней сфере и касает­ся рынка, конкурентов, поставщиков, мировых тенденций в области финансов и цен на энергоносители.

Система управления базами данных (СУБД) необходима для их создания и манипулирования. СУБД может быть собственной, т.е. входящей только в со­став СППР, но может быть и общей с АИС. Как правило, применяется общая с АИС СУБД, так как используется общая для этих систем база данных.

Основные функции СУБД это: создание и изменение структуры файлов, обновление (корректировка) данных, обработка данных, обеспечение выдачи информации по запросам.

База знаний содержит модели принятия решений, ориентированные на впол­не конкретную область. Наиболее распространенными формами отражения знаний человека в базе являются:

• дерево целей, снабженное формулами расчета;
• дерево И—ИЛИ (дерево вывода);
• семантические сети;
• нейросети.

Система управления базой знаний представляет собой совокупность про­граммных средств со следующими функциями: создание деревьев целей, дере­вьев выводов, семантических и нейросетей, их обновление и изменение, ини­циирование запросов к базе знаний и выдача ответов. Система управления базой знаний (СУБЗ) должна обеспечить:

• простоту создания и использования моделей баз знаний;
• оценку соответствия результатов применения баз знаний целям системы управления.

Для этого система управления базами знаний должна содержать:

• язык моделирования для структуризации проблемы, описания целей и определения данных, необходимых для формирования моделей;
• командный язык для управления моделями;
• язык для манипулирования моделью в процессе решения задачи.

Блок расчетов или выводов предназначен для построения матрицы решений и оценки сгенерированных вариантов с помощью заранее определенного кри­терия.

Пользовательский интерфейс является диалоговым компонентом системы и представляет собой программные и аппаратные средства, которые обеспечи­вают взаимодействие пользователя с системой. Термин «пользовательский ин­терфейс» охватывает все аспекты взаимодействия пользователя и системы под­держки решений.