Основные принципы системного подхода в исследовании и моделировании производственно-экономических систем

Особенности производственно-экономических систем

Объектом исследования настоящего учебного курса являются производственно-экономические системы. Среди большого количества определений экономических систем наиболее корректным и полным нам представляется следующее: это система общественного производства, обмена, распределения и потребления материальных благ, основной функцией которой является максимальное удовлетворение потребностей населения в товарах и услугах. Экономические системы подразделяются на макроуровень (международная экономика, экономика страны, региона) и микроуровень (объединение, отдельное предприятие, подразделение, участок). Экономическая система, в отличие от систем других типов, содержит в качестве важнейшего элемента сознательно действующего человека, который выполняет функции управления (принятие решений и их контроль). В соответствии с этим в качестве экономических систем различной степени сложности могут рассматриваться различные подразделения предприятий (фирм), сами предприятия (фирмы), научно-исследовательские и проектные организации, объединения, отрасли и, наконец, все народное хозяйство страны в целом.

Предприятие - это хозяйственная структура, признаками которой являются производственно-техническое единство, организационно-административная самостоятельность, полная или частичная экономическая и хозяйственная обособленность. С точки зрения управления предприятие представляет собой сложную производственно-экономическую систему или организацию состоящею из работников, орудий и предметов труда а также других элементов, необходимых для функционирования системы при создании продукции или услуг, с целью получения конечного финансового результата - прибыли. Элементами производственной системы являются работники и материальные объекты -технологические процессы, сырье, материалы и инструмент, технологическая оснастка, оборудование и т.д.

Структура производственно-экономической системы - это совокупность элементов и их устойчивых связей, обеспечивающих целостность системы и тождественность её самой себе, т. е. способность сохранения основных свойств системы при различных внешних и внутренних изменениях. Таким образом, производственная система предполагает наличие внешней и внутренней среды, а также обратной связи между ними. К компонентам внешней среды, влияющим на устойчивость и эффективность функционирования предприятия, относятся макро - (международная, политическая, экономическая, социально-демографическая, правовая, экологическая, природно-климатическая, культурная, научно-техническая сферы) и микросреда (конкуренты, потребители, поставщики, маркетинговые посредники, контактные аудитории, законодательство по налоговой системе и внешнеэкономической деятельности), инфрастуктура региона (банки, страховые и другие финансовые учреждения, промышленность, строительство, здравоохранение, наука и образование, культура, торговля, общественное питание, транспорт и связь, бытовое обслуживание, жилищно-коммунальное хозяйство, пригородное с/х, мониторинг окружающей природной среды и др

Производственно-экономические системы, таким образом, относятся к чрезвычайно сложным системам, основными свойствами которых являются следующие.

• Эмерджентность как проявление в наиболее яркой форме свойства целостности системы, т. е. наличие у экономической системы таких свойств, которые не присущи ни одному из составляющих систему элементов, взятому в отдельности, вне системы. Эмерджентность есть результат возникновения между элементами системы так называемых синергетических связей, которые обеспечивают увеличение общего эффекта до величины, большей, чем сумма эффектов элементов системы, действующих независимо. Отсюда следует, что экономические системы необходимо исследовать в целом и комплексно.

• Массовый характер многих экономических процессов и явлений, что требует от исследователей сложных экономических систем опираться на результаты анализа значительного количества наблюдений и теорию систем массового обслуживания.

• Неопределенность в развитии экономических процессов, для изучения которых необходимо использование аппарата (моделей) теории нечетких (размытых) множеств.

• Динамический характер развития экономических систем, предполагающий оптимизацию траектории их развития во времени под влиянием внутренних и внешних факторов.

• Случайность в развитии экономических явлений и процессов, исследование которых эффективно лишь с использованием теории вероятностей и математической статистики.

• Невозможность исследования многих экономических систем аналитическими методами. Чрезвычайная сложность таких систем диктует необходимость использования для этой цели так называемых алгоритмических или “имитационных” подходов.

• Многоцелевой характер функционирования, предполагающий поиск при управлении сложными экономическими системами так называемых оптимальных компромиссных решении (планов).

• Необходимость структуризации сложных экономических систем на подсистемы, доступные для непосредственного эффективного управления, что требует разработки и использования соответствующих методов оптимальной декомпозиции систем и согласования оптимальных решений для отдельных подсистем с целью оптимизации траектории развития всей системы в целом.

U(t)

При ограничениях, накладываемые на переменные в процессе функционирования системы (S, X, U, t) ϵ G

Управляющий персонал, ответственные за принятие решений, в производственно- экономических системах, могут оценить их эффективность одним из трех способов.

Во-первых, есть возможность (по крайней мере, теоретическая) проводить управляемые эксперименты с производственной системой предприятия. Однако при проведении натурных экспериментов трудно сохранить постоянство факторов и условий, влияющих на результат, а следовательно, сложно обеспечить надежную оценку различных управляющих решений.

Во-вторых, если есть данные о развитии экономической системы за некоторый период времени в прошлом, то можно провести мысленный эксперимент по этим данным. Но нельзя слишком доверять оценкам управляющих решений, полученных на основе данных о развитии системы в прошлом, так как на эффективность экономической системы могли повлиять случайные возмущения и факторы, которые в настоящий момент могут отсутствовать.

И в-третьих, можно построить математическую модель рассматриваемой системы.

Основные концепции фирмы

Контрактная концепция фирмы

Фирма, представляя собой совокупность внутренних и внешних контрактов, сталкивается с двумя типами затрат на обеспечение их выполнения. Это трансакционные издержки (от слова “трансакция” - сделка, операция, контракт) и издержки контроля. Трансакционные издержки - это затраты (явные и неявные) на обеспечение выполнения внешних контрактов, в противоположность затратам, связанным с внутренними контрактами - издержками контроля. Трансакционными издержками служат затраты на совершение деловых операций, включая в себя денежную оценку времени на поиск делового партнера, на ведение переговоров, заключение контракта, обеспечение соответствующего выполнения контракта. Издержки контроля включают расходы на мониторинг выполнения внутренних контрактов, а также потери в результате недолжного выполнения контрактов.

Рынок и фирма с этой точки зрения представляют собой альтернативные способы заключения контрактов. Рынок может трактоваться как сеть внешних контрактов, а фирма - как сеть внутренних контрактов. Фирма может купить продукт или услугу на рынке посредством заключения соответствующего соглашения с другим, внешним, контрагентом, но фирма может произвести товар сама, используя внутренние контракты с работниками. Выбор между внешними и внутренними контрактами зависит от соотношения издержек их использования. Чем выше трансакционные издержки по сравнению с издержками контроля, тем выше вероятность того, что товар будет производиться фирмой, а не рынком.

Трансакционные издержки приобретают существенные масштабы (следовательно, внутреннее производство при прочих равных условиях будет относительно эффективнее) в трех главных случаях.

1 Производство уникального товара. Например, редкие детали для турбин, редкие штампы для автомобилей, специальный транспорт для химических продуктов. Большая величина трансакционных издержек определяется здесь тем, что возможности выбора делового партнера ограничены, а издержки оппортунистического поведения (то есть поведения, направленного на невыполнение или несоответствующее выполнение уже заключенного контракта) особенно велики;

2 Динамический рынок с неопределенным спросом и непредсказуемым движением цен. В данном случае оппортунистическому поведению в большей степени подвержена данная фирма, поскольку в связи с необычной быстротой изменения условий окружающей экономической среды именно фирма может оказаться в невыгодном положении, связанная контрактом, который она будет стремиться либо не выполнить, либо выполнить с более выгодными для себя условиями. Примером такой ситуации может служить рынок компьютеров и программного обеспечения на заре своего возникновения: здесь фирмы, производящие компьютеры, стремились одновременно выпускать и соответствующее программное обеспечение, так как еще неясные перспективы спроса и движения цен могли выразиться в стремлении самостоятельных производителей комплектующих и дополняющих товаров диктовать свои условия в ходе самого процесса производства, изменяя непредсказуемым образом уровень продажных цен, объёмы поставок и качество изделий;

3 Рынки с асимметричной информацией, то есть такие рынки, где один из агентов сделки обладает большей информацией (асимметрично большей) по сравнению с другими. Этот агент в большей степени подвержен искушению оппортунистического поведения при появлении лучшей альтернативы, о которой только он имеет представление (информацию). Например, можно рассмотреть рынок консалтинговых услуг: фирма нанимает специалиста для поиска возможностей снижения издержек производства какого-либо товара; в конце срока контракта специалист может сделать вывод о том, что таких возможностей нет. Здесь трудно установить, действительно ли все возможности фирмы уже использованы или консультант оказался недобросовестным. Поэтому для фирмы эффективнее “выращивать” собственного специалиста подобного ранга.

Рост трансакционных издержек из-за неэффективности внешних контрактов ограничивает сферу деятельности рынка. Это в свою очередь обусловливает существование относительно крупных фирм, перед которыми проблема внешнего соглашения и возможности оппортунистического поведения во многих случаях снимается развитием внутренних контрактов.

Теперь возникает вопрос, почему же существует рынок, если фирма обеспечивает экономию на трансакционных издержках? Зачем вообще нужны внешние контракты? При росте фирмы растет численность занятых и расчлененность производственного процесса (характерный пример - конвейер с обособленными операциями), так что совокупный результат деятельности фирмы оказывается делом не одного или нескольких работников, как в доиндустриальную эпоху, а многих подразделений и множества работников. В результате теряется непосредственная связь между трудом и его результатом, характерная для мелкого производства. И сразу же появляется проблема “безбилетника”: сокращение интенсивности труда одного из работников никак не сказывается прямым образом на совокупном продукте фирмы и может остаться незамеченным, а, следовательно, искушает работников трудиться не в полную силу. Самоконтроль интенсивности труда перестает служить способом повышения эффективности производства, на его место вынужденно встает контролирующая инстанция. Появляются и растут издержки контроля за степенью интенсивности труда (деятельности) каждого производственного звена. Чем крупнее становится фирма, тем выше оказываются эти издержки контроля. В конце концов затраты на обеспечение выполнения внутренних контрактов превышают трансакционные издержки, привлекательность рыночных контрактов по сравнению с внутренними растет, и внутренние контракты заменяются внешними.

Фирма как обособленный субъект экономической деятельности существует между двумя видами издержек - трансакционными издержками, которые определяют нижнюю границу фирмы, её минимальный размер, и издержками контроля, которые задают верхнюю границу, её максимальный размер.

Контрактный подход к фирме позволяет выделить две принципиальные организационные формы фирмы: U-форму и М-форму.

U-форма (от английского unitary - единый) отличается небольшими издержками контроля и большими трансакционными издержками. Это простая линейная фирма, для которой характерно последовательное подчинение стадий выпуска одному регулирующему центру.

Функции контроля расположены “по линейке”, что дает экономию издержек контроля: в каждый момент одно подразделение контролирует и контролируется только одним же другим подразделением. Однако поскольку с потребителем имеет дело только последнее подразделение (как правило, отдел сбыта), а остальные отделы непосредственно не касаются рынка, такая форма может существовать только для однородного небольшого производства; при росте числа товарных наименований или объёма выпуска отсутствие связи с рынком затрудняет реакцию производства на изменение потребностей, что делает данную форму менее гибкой и, следовательно, менее конкурентоспособной в долгосрочной перспективе. Поэтому такая форма характерна только для малых и средних фирм. Небольшие размеры фирм, в свою очередь, приводят к высоким издержкам на выполнение внешних контрактов. Таким образом, U-форма порождает сравнительно небольшие издержки контроля за счёт высоких трансакционных издержек.

М-форма (от английского multiproduct - многопродуктовый) представляет собой параллельное подчинение всех стадий выпуска каждого продукта одному продуктовому центру.

Здесь с потреблением и рынком для всех продуктов имеет дело центральное руководство, а не отдельные продуктовые или производственные подразделения, что дает возможность оперативно реагировать на изменение рыночных параметров спроса для любого выпускаемого продукта. Это способствует гибкости производства, что ведет к организации многопродуктового процесса в крупных масштабах. Трансакционные издержки понижаются, поскольку многие промежуточные продукты производятся внутри фирмы. Однако усложнение системы управления продуктовыми подразделениями ведет к увеличению издержек контроля.

Основные принципы системного подхода в исследовании и моделировании производственно-экономических систем

1.1 Понятие системы. Основные определения

По своему построению вся вселенная состоит из множества систем, каждая из которых содержится в более масштабной системе. Термин “система” греческого происхождения и означает целое, составленное из отдельных частей. В настоящее время существует достаточно большое количество определений понятия “система”. Если суммировать общие моменты, которые присущи этим определениям, то под системой как правило понимается целенаправленный комплекс (совокупность) взаимосвязанных элементов любой природы и отношений между ними. Обязательное существование целей т. е. конечного результата, на который преднамеренно направлен процесс функционирования системы, определяет общие для всех элементов целенаправленные правила взаимосвязей, обуславливающие целенаправленность системы в целом.

В некотором смысле понятие “система” может рассматриваться как противоположное понятию “хаос”. Элемент - это такая часть системы, которая выполняет определенную специфическую функцию и не подлежит дальнейшему разбиению с точки зрения рассматриваемого процесса функционирования системы. Очевидно при этом, что разделение исследуемых объектов на элементы и системы относительно. Каждая система может быть представлена как элемент (подсистема) системы большего масштаба, в свою очередь, любой элемент можно рассматривать в качестве относительно самостоятельной системы, состоящей из соответствующих элементов.

Взаимодействие отдельных элементов системы порождает у нее такие свойства, которыми не обладает ни один элемент данной системы в отдельности. Другими словами, система, в отличие от просто совокупности элементов, - это такой объект, свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его элементов. Этот принцип появления у целого свойств, не выводимых из наблюдаемых свойств частей, У. Р. Эшби был назван принципом эмерджентности (от англ. emergence - возникающий, неожиданно появляющийся). Э мерджентность является одной из форм проявления принципа перехода количественных изменений в качественные. Очевидно, что необходимость в системном анализе объекта возникает именно тогда, когда выявляются его эмерджентные свойства, не выявляемые при поэлементном исследовании объекта. С учётом вышесказанного определение понятия “система” можно уточнить следующим образом. Система - это совокупность элементов и/или отношений, целенаправленно связанных в единое целое, которое обладает свойствами, отсутствующими у элементов и отношений, его образую щих.

Другим важным понятием в теории систем является понятие синерги́ и (греч. σ υ ν ε ρ γ ί α, от греч. syn - вместе, ergos - действующий, действие) - суммирующего эффекта взаимодействия двух или более элементов (факторов), характеризующегося тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы

С точки зрения математики определение системы можно условно сопоставить с определением множества. Исходя из этого, можно сделать вывод, что для математического описания системы можно использовать аппарат теории множеств. Тогда систему S можно представить следующим образом:

S = δ {X, Y},

где δ - функция перехода;

X = {xi: i = 1, 2,...,...n} - множество элементов, входящих в систему;

Y = {yj: j = 1, 2,...,..m} - множество элементов, выходящих из системы.

Множества X и Y являются конечными, так как определяют некоторую систему, выделенную из реальной жизни и дискретную по своей сущности. Поэтому S = δ {X, Y} можно рассматривать как граф, что позволяет возможность использования для описания таких систем теории графов. Любая система может быть представлена в виде графа, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами - отношения между ними (рис.1.1).

При исследовании систем одним из важных условий является определение следующих понятий:

• информация;

• информационные ресурсы;

• элементы;

• подсистемы;

• связи;

• информационные ресурсы внешней среды;

• информационные ресурсы внутренней среды;

• структура;

• функция;

• целевая функция

• управление.

Рис. 1.1. Взаимосвязь системы с внешней средой

Информация. Информация - сведения, которыми обмениваются люди, люди и технические устройства, технические устройства между собой, обмен сигналами в животном и растительном мире, передача признаков от клетки и клетке, от организма к организму. Понятие “информация” состоит из двух аспектов: содержательного и материального. Содержательный или смысловой аспект информации состоит в наличии определенных знаний, сведений или осведомленности о состоянии внешней и внутренней среды системы. Материальный аспект связан с тем, что передача и хранение информации требует материальных носителей, на которых она фиксируется и затем передается. Понятия “информация” позволяет подойти с единой точки зрения к изучению процессов взаимодействия явлений в природе. Информация никогда не создается. Она только принимается и передается, но при этом может утрачиваться и исчезать.

Информационные ресурсы. Информационные ресурсы представляют собой знания, сведения, данные, полученные в результате развития науки и практической деятельности людей, используемые в общественном производстве и управлении как фактор повышения эффективности производства.

Элементы. Элемент - неделимая часть системы. Дальнейшее деление элемента приводит к разрушению его функциональных связей с другими элементами и получению свойств выделенной совокупности, не адекватной свойствам элемента как целого.

Подсистемы. Подсистема - выделенное по определенным правилам и признакам целенаправленное подмножество взаимосвязанных элементов любой природы. Каждую подсистему в свою очередь можно разделить на еще более мелкие подсистемы. Системы отличаются от подсистем только лишь правилом и признаками объединения элементов. Для системы правило является более общим, а для подсистемы - более индивидуальным. Исходя из этого можно сделать вывод, что система представляет собой нечто целое, состоящее из подсистем, каждую из которых можно рассматривать как самостоятельную систему. В то же время любая система является подсистемой некоторой более большой системы.

Подсистемы, выделенные на одном горизонте, являются подсистемами одного уровня. Деление подсистем на подсистемы более низкого уровня называют иерархией (от греч. слова деление и означает порядок подчинения более низких звеньев системы более высоким). При иерархическом построении системы, в целях наиболее эффективного достижения цели, должно всегда соблюдаться основное правило, заключающееся в том, что подсистема более низкого уровня должна подчиняться подсистеме более высокого уровня.

Связи. Связи - это то, что соединяет элементы и свойства системы в единое целое. Любая связь между какими-либо двумя элементами в соответствии с её направленностью от одного элемента к другому является выходом первого из них и в то же время входом второго. Связи между подсистемами одного и того же уровня называются горизонтальными, а связи системы со всеми подсистемами соподчиненных иерархических уровней - вертикальными.

Для каждой системы связи со всеми подсистемами и между ними называются внутренними, а все остальные связи - внешними. Взаимодействие системы с внешней средой осуществляется с помощью целенаправленных связей.

Информационные ресурсы внешней среды. Информационные ресурсы внешней среды - множество элементов любой природы, существующие вне системы и оказывающих на нее влияние. Для того, чтобы элементы внешней среды могли влиять на систему или испытывать её воздействие, необходимы связи.

Информационные ресурсы внутренней среды. Это ситуационные факторы между элементами во внутренней среде системы определенной природы. В организациях, создаваемых людьми, элементы во внутренней среде являются результатом управленческих решений и постоянно меняются под влиянием внешней среды. Основными переменными во внутренней среде организаций, требующих внимания руководства, являются цели, структура, функции, связи, технические средства, технологии и люди.

Структура. Структура - совокупность связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие (латинское слово structura - строение, порядок). У каждой подсистемы определенного уровня существуют соподчиненные подсистемы либо непосредственно, либо через промежуточные подсистемы. Множество подсистем, которые стоят ниже и подчиненных данной подсистеме, называют её вертикалью.

Функции. Функция - целенаправленный набор действий, операций или процедур (английское function - обязанности, действия). Функции системы обычно представляются в виде набора некоторых преобразований, которые, как правило, делятся на две группы. Первая группа функций связана с преобразованием входов в систему. Это значит, что при определенном наборе значений входных данных осуществляется такое преобразование, при котором система придет в состояние, характеризуемое набором некоторых внутренних её параметров. Вторая группа преобразований связывает состояние системы с её выходами. При определенном наборе значений внутренних параметров преобразования обеспечивают некоторый набор значений выходных параметров. С точки зрения внешней среды функции системы заключаются в том, что при определённом наборе значений входных параметров, выходные параметры принимают соответствующие этому набору значения. Задача специалистов, занимающихся исследованием систем, заключается в определении содержания множеств элементов на входе в систему, зависимостей между ними и возможных преобразований входных данных во внутренней среде системы.

Целевая функция. Функция в экстремальных задачах, минимум или максимум которой необходимо найти, называется целевой. Экстремальному значению целевой функции обычно соответствует оптимальное решение. Различают линейные, нелинейные, выпуклые и другие целевые функции. В том случае, если допустимое множество экстремальной задачи есть пространство функций, тогда используют термин “целевой функционал”.

Любая система должна характеризоваться единством функции и структуры. Естественно, что в процессе функционирования и развития системы происходят изменения в системе и внешней среде, что ведет к изменениям функции и структуры, в результате чего их согласованность может быть нарушена, при этом эффективность системы может снизиться.

Управление - это целенаправленное воздействие управляющего объекта на управляемый для организации его функционирования заданным образом. Оказывается, самые разнообразные процессы управления (в природе, обществе, технических устройствах) происходят сходным образом, основаны на одних и тех же принципах.

Любое управляющее воздействие, в какой бы форме оно производилось, можно рассматривать как информацию, передаваемую в форме команд. Для того чтобы была возможность реагировать на изменения реальной ситуации, управляющий объект должен получать информацию от управляемого объекта и, в зависимости от его состояния, так или иначе менять управляющее воздействие.

Для передачи информации о состоянии управляемого объекта служит обратная связь. Системы управления, содержащие ветвь обратной связи, называются замкнутыми, а не имеющие её - разомкнутыми.

12 3 4 Следующая ⇒