close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

AntohinaVarzepetyan

код для вставкиСкачать
Ю. А. Антохина, А. Г. Варжапетян,
А. А. Оводенко, Е. Г. Семенова
УПРАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬЮ
И КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТОВ
Монография
3
УДК 005.5:378
ББК 65.050.2
А72
Рецензенты:
зам. главного конструктора ОАО «Радар-М»
доктор технических наук, профессор В. М. Балашов;
генеральный директор ОАО «ПАНТЕС»
доктор технических наук, профессор Г. И. Коршунов
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве монографии
Антохина, Ю. А.
А72 Управление результативностью и качеством проектов: монография / Ю. А. Антохина, А. Г. Варжапетян, А. А. Оводенко, Е. Г. Семенова. – СПб.: Политехника, ГУАП, 2013. – 330 с.:
ил.
ISBN 978-5-7325-1040-9
Монография посвящена методам и алгоритмам управления результативностью и качеством проектов независимо от сферы их разработки и реализации. Конкретные примеры приведены для проектов, реализуемых в многопрофильном техническом университете.
Рассматриваются вопросы применения современных инструментов менеджмента качества проектов с учетом требований международных стандартов последней генерации. Излагаются идеи интеграции методов бережливого производства, шести сигм и теории
ограничений, а также возможности применения метода «проектирования для шести сигм – ДФСС» и системы сбалансированных показателей. Анализируют­ся особенности стандартов по менеджменту
проектов и системному инжинирингу и оценивается применимость
рекомендуемых ими ин­струментов менеджмента качества в условиях учреждений ВПО. Отдельная глава монографии посвящена
применению методов имитационного моделирования для решения
задач ВПО, а также использованию информационных технологий.
УДК 005.5:378
ББК 65.050.2
ISBN 978-5-7325-1040-9
© Политехника, 2013
© Санкт-Петербургский государственный
    университет аэрокосмического
    приборостроения (ГУАП), 2013
© Ю. А. Антохина, А. Г. Варжапетян,
    А. А. Оводенко, Е. Г. Семенова, 2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список принятых сокращений...................................................... Введение.................................................................................... 6
8
ГЛАВА 1. Современные тенденции управления качеством проектов... 1.1. Основные понятия управления качеством проектов................. 1.1.1. Процессный подход......................................................... 1.1.2. Системный подход.......................................................... 1.1.3. Ситуационный подход..................................................... 1.2. Статистическое мышление................................................... 1.3. Уровни зрелости организации при управлении проектами........ 1.4. Анализ нормативных документов по управлению качеством
проектов.................................................................................. 1.5. ГОСТ 10014. Руководящие указания по достижению экономического эффекта в системе менеджмента качества.......................... 1.6. ISO 21500. Менеджмент проекта ........................................... 13
13
14
17
19
23
27
ГЛАВА 2. Методы и инструменты управления качеством проектов.... 2.1. Понятие инструментального ящика....................................... 2.2. Обзор инструментов менеджмента качества............................ 2.3. Жизненный цикл проекта ................................................... 2.4. Выбор «инструментального ящика» ...................................... 57
57
63
66
69
ГЛАВА 3. Современные методы управления проектами.................... 3.1. Интеграция методов «Бережливое производство»,
«Шесть сигм» и теории ограничений............................................ 3.1.1. Тенденции развития методов менеджмента в различных
сферах производственной деятельности...................................... 3.1.2. Интеграция методов «Шесть сигм» и «Бережливое производство» ................................................................................ 3.1.3. Теория ограничений........................................................ 3.1.4. Объединение МШС + ЛИН + ТОС...................................... 3.2. Проектирование для шести сигм – ДФСС................................ 3.2.1. Основные принципы и фазы ДФСС.................................... 3.2.2. Развертывание ДФСС...................................................... 3.2.3. Алгоритм ДФСС............................................................. 3.3. Аксиоматическая теория проектирования.............................. 3.3.1. Аксиома 1 – независимости.............................................. 3.3.2. Аксиома 2 – информационная.......................................... 76
79
86
89
94
94
104
108
115
116
122
ГЛАВА 4. Имитационное моделирование....................................... 4.1. Общее представление .......................................................... 4.2. Отличительные свойства имитационного моделирования......... 4.2.1. Достоинства и недостатки ИМ.......................................... 4.2.2. Основные этапы и задачи, реализуемые при ИМ.................. 4.2.3. Представление модельного времени.................................. 4.2.4. Обоснование выбора ЯИМ GPSS|H..................................... 4.3. Принципы построения ЯИМ GPSS/H..................................... 127
127
132
132
134
136
140
143
34
46
50
76
76
3
4.3.1. Объекты ЯИМ GPSS/H.................................................... 4.3.2. Структура объектов и модели........................................... 4.3.3. Формат записи операторов............................................... 4.3.4. Основные правила работы с пакетом GPSS/H (студенческая
версия).................................................................................. 4.4. Практическое применение ЯИМ GPSS/H................................ 4.4.1. Общие представления о построении модельного файла......... 4.4.2. Формирование входных потоков событий........................... 4.4.3. Продолжительность процесса ИМ..................................... 4.4.4. Статистическое планирование ......................................... 4.4.5. Выбор наилучшей альтернативы в парето-оптимальном
пространстве.......................................................................... 4.4.6. Модель контроля качества (пример 4.1)............................. 4.4.7. Модель использования оборудования (пример 4.2).............. ГЛАВА 5. Применение системы сбалансированных показателей
в университете............................................................................ 5.1. Общее представление об ССП................................................ 5.1.1. Миссия, ценности, видение, стратегия............................... 5.1.2. Разработка целей и показателей деятельности.................... 5.1.3. Сбалансированность показателей и стратегические карты ... 5.2. Задачи высшей школы при управлении проектами.................. 5.3. Система менеджмента процессами функционирования ГУАП... 5.4. Основные составляющие ССП ГУАП...................................... 5.5. Этапы создания и внедрения ССП.......................................... 5.6. Разработка сбалансированной системы показателей ГУАП....... 5.6.1. Карта целей ГУАП.......................................................... 5.6.2. Выбор показателей ССП и целевых значений ..................... 5.6.3. Методы оценки показателей ССП ..................................... 5.6.4. Критерии отбора студентов при переходе в магистратуру ..... ГЛАВА 6. Информационные технологии в управлении качеством
проектов.................................................................................... 6.1. Общее представление об информатизации процесса управления
качеством проектов................................................................... 6.2. Программное обеспечение, поддерживающее стандарты
ИСО 9000 и интегрированные с ними........................................... 6.3. Программное обеспечение, поддерживающее статистическое
управление производством......................................................... 6.4. OLAP-технологии................................................................ 6.5. Методы информатизации стратегического управления университетом.................................................................................... 143
147
152
154
156
156
159
160
162
165
171
175
181
181
185
187
190
191
198
200
203
205
205
207
210
224
230
230
234
238
242
255
Заключение............................................................................... 263
Приложение 1. Ключевые элементы самооценки............................. Приложение 2. Краткое описание методов и средств (ГОСТ 10014)..... Приложение 3. Теоремы и следствия аксиоматического проектирования........................................................................................ Приложение 4. Операторы ЯИМ GPSS/H....................................... 4
265
267
277
281
Приложение 5. Миссия ГУАП. Политика в области качества ГУАП... 295
Приложение 6. Карта образовательной и научно-исследовательской
деятельности.............................................................................. 296
Приложение 7. Формы оценки видов деятельности.......................... 299
Терминологический словарь......................................................... 302
Библиографический список.......................................................... 328
5
Список принятых сокращений
АП – аксиоматическое проектирование
ДФСС (Design for six sigma–DFSS) – проектирование для шести
сигм
ЖЦ – жизненный цикл
ИМ (Simulation) – имитационное моделирование
ИМК – инструменты менеджмента качества
ИСО (ISO) – международная организация по стандартизации
ИТ – информационные технологии
ЛИН (Lean production) – бережливое производство
МК– менеджмент качества
МФ – модельный файл
МШС (Six sigma method SSM) – метод шести сигм
ПМ– проектный менеджмент
СМК – система менеджмента качества
ССП (Balanced score card – BSC) – система сбалансированных показателей
СУП – ситуационное управление проектами
СФК (Quality function deployment – QFD) – структурирование
функции качества
ТРИЗ – теория решения изобретательских задач
РП (Robust design – RD) – робастное проектирование
УП – управление проектами
УПиП – управление процессами и проектами
ФМЕА (Failure mode and effects analysis – FMEA) – анализ видов
и последствий отказов
BCF (base – current –future) – базовое – текущее – будущее
BCG (Boston consulting groupe) – Бостонская консалтинговая
группа
CMM (Capability Maturity Model) – модель зрелости процессов
CMMI (Capability Maturity Model Integration) – интегрированная модель уровней зрелости
CTQ (critical to quality) – критический по качеству
DMAIC (define – определение; measure – измерение; analyze –
анализ; improve – улучшение; control – контроль) – фазы МШС
DIDES (define – определение требований; initiate– инициация;
design – проектирование; execute – осуществление; sustain – подтверждение) – фазы ДФСС
HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) – анализ
угроз и критических контрольных точек
6
LOB (Line of balance) – метод линий баланса
OHSAS (Occupational Health&Safety Assessment Series) – система оценки профессионального здоровья и безопасности
РDСА (plan – do – check – act) – планируй – делай – проверяй –
воздействуй
PMBOK (Project Management Book of Knowledge) – свод знаний
ПМ
PMI (Project Management Institute) – институт ПМ
RADAR (results, approach, development, assessment, review) –
результаты, подход, развертывание, оценка, анализ
TAD (Time arrow diagram) – диаграмма временных стрелок
TLS – TOC, Lean, Six sigma – интеграция трех методов
TPS (Toyota productive system) – производственная система Тойота
VSM (value stream management) – управление потоком создания
ценности
7
ВВЕДЕНИЕ
Специалисты по наукологии (теории истории и развития культуры) считают научно-техническую революцию XXI века четвертой по счету в истории человечества. Главными ее составляющими
принято считать Информационные технологии – Менеджмент –
Качество. Каждая из этих составляющих многогранна и имеет
множество направлений деятельности. Однако в каждом из этих
направлений существует общее, инвариантное (независимое, неизменное) к специфике деятельности в отдельных областях. Такой
инвариантой является понятие проекта. По определению международного стандарта ISO 21500, проект – уникальный набор процессов (см. терминологический словарь). Таким образом, проекты
задумываются, разрабатываются и реализуются по одинаковым
правилам с помощью набора стандартных методов и инструментов,
но с учетом специфики конкретных областей применения.
Возможности управления проектами и процессами (УПиП) на
сегодняшний день весьма велики. Данное явление носит всеохватный характер, начиная от крупных корпораций и кончая малыми
предприятиями любой формы собственности. К областям, в которых использование управления проектами (УП) стало традиционным, присоединяются такие представители новой экономики, как
высокие технологии, телекоммуникации, высшее образование.
Инструменты и методы процесса управления проектами в различных сферах примерно одинаковы. Они обеспечивают выполнение надлежащим образом упорядоченных операций и фаз проекта,
приводящих к достижению поставленной цели. Чтобы своевременно выдавать высококачественные продукты и услуги, необходимо управляемое и предсказуемое исполнение проектов, для чего
требуется механизм, встроенный в процессы, например набор инструментов УП. Он обеспечивает применимый на практике и осязаемый, но при этом систематизированный, способ планирования
и контроля проектов. Совершенно очевидно, что улучшать процесс
УП означает оптимизировать набор соответствующих инструментов, который насчитывает более 100 наименований. Очевидно, что
владеть всеми этими инструментами в полной мере не под силу любому продвинутому профессионалу качества. В этой связи в мировом сообществе активно внедряется концепция постоянного повышения качества продукции и процессов на основе международных
стандартов, в первую очередь стандартов, разрабатываемых международными организациями ИСО и МЭК.
8
В учебном пособии авторов «Современные инструменты менеджмента качества» [8] описан набор инструментов менеджмента качества. Поэтому основная цель настоящей монографии – представить
ряд современных инструментов (методов и технологий) управления
качеством проектов и предложить критерии отбора, подстройки под
нужды пользователя и встраивания наиболее мощных из них в «инструментальный ящик», который затем может быть внедрен в процесс управления, инвариантный к виду проекта.
Прогресс в области УП весьма стремителен, поэтому авторы сочли
необходимым в данной монографии отразить ряд важных моментов,
которые коренным образом могут изменить идеологию подхода к УП.
Отметим эти основные моменты.
1. В связи с вступлением России в ВТО с 1 января 2013 года отменены аутентичные национальные стандарты ГОСТ Р ИСО 90002008 и ГОСТ Р ИСО 9001-2008 и введены в действие два идентичных межгосударственных стандарта по системам менеджмента
качества: ГОСТ ISO 9000-2011 и ГОСТ ISO 9001-2011, что должно
позволить предъявлять аналогичные требования к различным производителям, входящим в ВТО. Такое простое действие имеет большие последствия. Очевидно, что такая же схема будет применяться
к остальным международным стандартам.
2. Авторы сочли необходимым дать описание нового стандарта
ISO 21500 «Менеджмент проекта», который открывает неожиданные перспективы для развития проектного менеджмента (см. п. 1.6).
3. Рассмотрена методология, приобретающая все большую популярность во всем мире (см. п. 3.1), заключающаяся в интеграции
таких перспективных методов, как «Бережливое производство»,
«Шесть сигм» и теория ограничений Э. Голдратта. Распространение этой методологии позволит добиться постоянного повышения
потока создаваемой ценности.
Исходя из этого авторы описывают и метод, и инструменты
управления качеством проектов.
В настоящее время в теории УП можно выделить следующие
подходы: процессный, системный и ситуационный).
Процессный подход рассматривает управление как непрерывную серию взаимосвязанных управленческих функций.
В системном подходе подчеркивается, что руководители должны рассматривать организацию как совокупность взаимосвязанных элементов, таких как люди, структура, задачи и технология,
которые ориентированы на достижение различных целей в условиях меняющейся внешней среды.
9
Ситуационный подход концентрируется на том, что пригодность различных методов управления определяется ситуацией.
Поскольку существует множество факторов как в самой организации, так и в окружающей среде, не существует единого, «лучшего»
способа управлять организацией. Самым эффективным методом в
конкретной ситуации является метод, который более всего соответствует данной ситуации.
Учитывая неопределенность условий, вариабельность и стохастическое изменение различных областей народного хозяйства, будем рассматривать ситуационное управление качеством проектов,
тем более что его применение в России не нашло еще широкого распространения. Определение понятия ситуационного управления
дано в гл. 1 монографии, а более подробно оно рассмотрено в монографии [9].
В последние два десятилетия ведущие теоретики и практики
менеджмента в индустриально развитых странах последовательно
развивают идеи необходимости не просто смены организационной
структуры компаний или методов руководства подчиненными, но
и кардинального изменения всей философии менеджмента и развития как корпорации, так и менеджеров принципиально нового
типа.
Современные методы менеджмента при наличии своей специфики в каждом из них, тем не менее, имеют много общего. Все они
подразумевают высокую организационную культуру корпорации,
наличие широкого слоя высокообразованных и инициативных сотрудников с предпринимательской жилкой и наличие общих традиций свободы и демократического управления как вне организации, так и внутри нее.
В настоящее время на всех уровнях управления говорят об инновационных проектах. Однако все чаще понятие инновации сочетают с понятием ситуационного управления. Важно уточнить различие и связь между этими понятиями.
Инновация – это новые знания, воплощённые в продукты, проекты или процессы и реализованные на рынке для удовлетворения
потребностей и получения прибыли, т. е. это тот объект, который необходимо получить.
Ситуационное управление – это методы и технологии творческого поиска и разработки новшеств в условиях неопределенности
и вариабельности, т. е. способы как этого достичь с помощью новых методов управления и соответствующего инструментария.
10
Оба эти понятия будут использоваться в соответственном контексте монографии на паритетных началах.
Успех ситуационного управления качеством разнообразных
проектов зависит от грамотного и своевременного применения необходимых методов и инструментов. Учитывая их большое разнообразие [4], авторы монографии не стремились описать их все,
поэтому отсылают читателя к справочнику [12] и монографии [21],
содержащим описание многих инструментов УП. Авторы настоящего исследования поставили своей целью дать представление о
некоторых современных инструментах управления, наиболее подходящих при ситуационном управлении проектами (СУП), в первую очередь, относящимся к деятельности современных многопрофильных исследовательских университетов.
Структура монографии состоит из шести глав и ряда приложений.
Первая глава посвящена рассмотрению особенностей СУП
(в первую очередь, проектами технического университета) и анализу основополагающих международных нормативных документов,
принятых в России в виде ГОСТ Р или полностью идентичных международным стандартам, например ISO 9000.
Вторая глава посвящена обзору методов и инструментов управления качеством проектов на производстве и в бизнесе.
В третьей главе рассмотрены идеи интеграции методов ЛИН –
«бережливого производства»; МШС – метода «шесть сигма»; ТОС –
теории ограничений. В главе также рассмотрены основные идеи
метода проектирования для шести сигм – ДФСС, являющегося развитием метода шести сигм. Приведен алгоритм ДФСС, и впервые
в России рассмотрены его концептуальные основы – аксиоматическое проектирование (АП).
В четвертой главе рассмотрены методы имитационного моделирования (ИМ) с использованием языка GPSS/H версии 2006 г., позволяющие имитировать особенности проектов на разных стадиях
их жизненного цикла (ЖЦ).
Пятая глава посвящена рассмотрению идей системы сбалансированных показателей (ССП – BSC). В связи с большим объемом
технической литературы по этому вопросу авторы сочли необходимым рассмотреть идеи ССП в первую очередь применительно к УП
технического университета.
Шестая глава характеризует современные тенденции развития
информационных технологий и некоторых пакетов прикладных
программ (ППП), призванных автоматизировать зачастую рутинный труд при управлении проектами.
11
Монография может быть полезна не только для студентов и
аспирантов ряда направлений учебной подготовки (инноватика,
управление качеством, менеджмент, применение ИТ в бизнесе и
экономике, УП и др.), но может представить интерес для специалистов промышленности и бизнеса.
Термины и определения, вводимые в монографии, сведены в
терминологическом словаре.
Авторы открыты для дискуссий и будут признательны за любую
конструктивную критику.
Электронный адрес: vagbnm@gmail.com.
12
ГЛАВА 1
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТОВ
1.1. Основные понятия управления качеством проектов
Авторы твердо убеждены, что три наиболее востребованных
в настоящее время научных направлений: управление проектами, менеджмент качества и системная инженерия оперируют во
многом совпадающим инструментарием. В связи с этим можно с
полным правом говорить об управлении качеством проектов. Обратимся к определению понятия «проект». В табл. 1.1 приводятся
определения проекта, данные международной организацией ИСО и
стандартом Японии в рамках систем менеджмента качества (СМК),
стандартами Англии и США в рамках управления проектами и
ГОСТом ИСО/МЭК в рамках системной инженерии.
Таблица 1.1
Определение проекта в разных источниках
Источник
Определение
ISO 9000, 21500 Уникальный процесс, состоящий из совокупности
JIS/TR Q 0005– скоординированной и управляемой деятельности с на2005, Япония чальной и конечной датами, предпринятый для достижения цели, соответствующей конкретным требованиям, включающий ограничения по срокам, стоимости и
ресурсам
BS 6079:2000
Уникальная совокупность скоординированных дейВеликобрита- ствий (работ) с определенными точками начала и оконния
чания, предпринятая индивидуумом или организацией
для достижения определенных целей с установленными
сроками, затратами и параметрами выполнения
PMI,PMBOK
Временное предприятие (усилие), осуществляемое для
США
создания уникального продукта или услуги со сроками
выполнения и затратами
ГОСТ Р ИСО/
Мероприятие с определенными критериями начала и
МЭК
окончания, предназначенное для создания продукта или
15288–2008
услуги с учетом определенных ресурсов и требований
Из табл. 1.1 видно, что различные международные организации
понимают под проектом примерно одно и то же.
Обратимся к рассмотрению различных подходов к УП.
13
1.1.1. Процессный подход
Процессный подход был впервые предложен приверженцами
школы административного управления, которые пытались описать
функции менеджера. Однако эти авторы были склонны рассматривать такого рода функции как независимые друг от друга. Процессный подход, в противоположность этому, рассматривает функции
управления как взаимосвязанные. Управление рассматривается
как процесс, потому что работа по достижению целей с помощью
других – это не какое-то единовременное действие, а серия непрерывных взаимосвязанных действий. Эти действия, каждое из которых само по себе является процессом, очень важны для успеха
организации. Их называют управленческими функциями. Каждая
управленческая функция тоже представляет собой процесс, потому что также состоит из серии взаимосвязанных действий. Процесс
управления является общей суммой всех функций.
Функциями процесса управления являются: планирование, организация, мотивация и контроль.
Планирование. Функция планирования предполагает решение о
том, какими должны быть цели организации и что должны делать
члены организации, чтобы достичь этих целей. По сути своей функция планирования отвечает на три следующие основные вопроса:
1. Где мы находимся в настоящее время?
2. Куда хотим двигаться?
3. Как мы собираемся сделать это?
Посредством планирования руководство стремится установить
основные направления усилий и принятия решений, которые обеспечат единство цели для всех членов организации. Планирование
в организации не представляет собой отдельного одноразового события в силу двух существенных причин. Во-первых, хотя некоторые организации прекращают существование после достижения
цели, ради которой они первоначально создавались, многие стремятся продлить существование как можно дольше. Поэтому они
заново определяют или меняют свои цели, если полное достижение
первоначальных целей практически завершено.
Вторая причина, по которой планирование должно осуществляться непрерывно, – это постоянная неопределенность будущего.
В силу изменений в окружающей среде или ошибок в суждениях,
события могут разворачиваться не так, как это предвидело руководство при выработке планов. Поэтому планы необходимо пересматривать, чтобы они согласовывались с реальностью.
14
Организация. Организовывать – значит, создавать некую структуру. Существует много элементов, которые необходимо структурировать, чтобы организация могла выполнять свои планы и тем
самым достигать своей цели. Одним из этих элементов является
работа, конкретные задания организации. Поскольку работы выполняют люди, другим важным аспектом функции организации
является определение, кто именно должен выполнять каждое конкретное задание из большого количества таких заданий, существующих в рамках организации, включая и работу по управлению.
Руководитель подбирает людей для конкретной работы, делегируя
отдельным людям задания и полномочия или права использовать
ресурсы организации. Эти субъекты делегирования принимают на
себя ответственность за успешное выполнение своих обязанностей.
Поступая таким образом, они соглашаются считать себя подчиненными по отношению к руководителю.
Мотивация. Руководитель всегда должен помнить, что даже
прекрасно составленные планы и самая совершенная структура
организации не имеют никакого смысла, если кто-то не выполняет
фактическую работу организации. И задача функции мотивации
заключается в том, чтобы члены организации выполняли работу в
соответствии с делегированными им обязанностями и сообразуясь
с планом. Руководители всегда осуществляли функцию мотивации
своих работников, осознавали они это сами или нет. Раньше считалось, что мотивирование – это простой вопрос, сводящийся к предложению соответствующих денежных вознаграждений в обмен за
прилагаемые усилия. На этом основывался подход к мотивации
школы научного управления.
Исследования в области поведенческих наук продемонстрировали несостоятельность чисто экономического подхода. Руководители узнали, что мотивация, т. е. создание внутреннего побуждения
к действиям, является результатом сложной совокупности потребностей, которые постоянно меняются. В настоящее время мы понимаем, что для того, чтобы мотивировать своих работников эффективно, руководителю следует определить, каковы же на самом
деле эти потребности, и обеспечить способ для работников удовлетворять эти потребности через хорошую работу.
Контроль. Непредвиденные обстоятельства могут заставить организацию отклониться от основного курса, намеченного руководством первоначально. И если руководство окажется неспособным
найти и исправить эти отклонения от первоначальных планов,
прежде чем организации будет нанесен серьезный ущерб, достиже15
ние целей, возможно даже само выживание, будет поставлено под
угрозу. Контроль – это процесс обеспечения того, чтобы организация действительно достигла своих целей. Существуют три аспекта
управленческого контроля:
– установление стандартов – это точное определение целей, которые должны быть достигнуты в обозначенный отрезок времени.
Оно основывается на планах, разработанных в процессе планирования;
– измерение того, что было в действительности достигнуто за
определенный период, и сравнение достигнутого с ожидаемыми
результатами. Если обе эти фазы выполнены правильно, то руководство организации не только знает о том, что в организации существует проблема, но и знает источник этой проблемы;
– действия, если это необходимо, для коррекции серьезных
отклонений от первоначального плана. Одно из возможных действий – пересмотр целей для того, чтобы они стали более реалистичными и соответствовали ситуации.
Функции управления имеют две общие характеристики: все они
требуют принятия решений, и для всех необходима коммуникация, обмен информацией для принятия правильного решения, понятного для других членов организации. Поскольку эти две характеристики связывают все четыре управленческие функции, обеспечивая их взаимозависимость, коммуникацию и принятие решений
часто называют связующими процессами.
По сути, чтобы организация могла четко работать, руководитель должен сделать серию правильных выборов из нескольких
альтернативных возможностей. Выбор одной из альтернатив – это
решение. Следовательно, принятие решения – это выбор того, как
и что планировать, организовывать, мотивировать и контролировать. В самых общих чертах именно это составляет главное содержание деятельности руководителя. Основным требованием для
принятия эффективного решения или даже для понимания истинных масштабов проблемы является наличие адекватной точной
информации. Единственным способом получения такой информации является коммуникация. Коммуникация – это процесс обмена информацией, ее смысловым значением между двумя или более
людьми. Поскольку организация представляет собой структурированный тип отношений между людьми, она в значительной степени
зависит от качества коммуникации для обеспечения эффективного
функционирования. Очевидно, что если связи между людьми не будут эффективными, люди не смогут договориться об общей цели,
16
что составляет предпосылку существования организации как таковой. Информация в процессе коммуникации передается не только
для того, чтобы могли приниматься здравые решения, но также
и для того, чтобы они могли выполняться. Коммуникация также
важна и в функции контроля. Руководители нуждаются в информации относительно того, что было выполнено, чтобы правильно
оценить, были ли достигнуты цели организации.
1.1.2. Системный подход
Изначальный недостаток подходов различных школ к управлению заключается в том, что они сосредоточивают внимание только
на каком–то одном важном элементе, а не рассматривают эффективность управления как результирующую, зависящую от многих
различных факторов. Применение теории систем к управлению
облегчило для руководителей задачу увидеть организацию в единстве составляющих ее частей, которые неразрывно переплетаются
с внешним миром. Эта теория позволила перейти от механистических понятий классической механики Ньютона к пониманию
функционирования систем как сложного объекта с наличием разного рода обратных связей, иерархичности, наличию избыточности разного вида (структурной, функциональной, временной, информационной), что коренным образом отличает современное понятие системы от идей Ньютона.
Системность является философской категорией, находящейся
по иерархии ниже концептуальных философских понятий: материи, пространства, времени.
Рассмотрим иерархию системности, приведенную на рис. 1.1:
– системность среды, окружающей человека включает в себя:
системность окружающей среды, системность человеческого общества, системность взаимодействия человека со средой, ведущей
к возникновению проблем при проектировании и исследовании;
Системность – всеобщее свойство
Системность
среды
Системность
познавательной
деятельности
Системность
практической
деятельности
Рис. 1.1. Составляющие системности
17
– системность познавательной деятельности: анализ и синтез, диалектичность, системность результатов познания (духовная
культура, модели);
– системность практической деятельности: целенаправленность, алгоритмичность, системность результатов деятельности
в технике и материальной культуре.
Структура процесса проектирования или исследования проектов с учетом сказанного выше может быть представлена в виде технологического процесса, приведенного на рис. 1.2.
Схема, приведенная на рис. 1.2, является универсальной и не зависит от вида проекта. В каждом конкретном случае могут меняться векторы V, Qf, а также воплощение внутренних этапов, зависящее от применения тех или иных методов синтаксиса и прагматики. Вектор среды и структуры может учитывать множество составляющих (среда, структура, ресурсы, информация и т. п.). Исходя из
системных позиций дадим определение понятия «система» [12]:
Система – организованная целостность селективно избранных компонентов, взаимодействие и взаимосвязь которых в процессе управления обеспечивает достижение поставленных целей
с необходимым качеством целевого функционирования в условиях
противодействия среды.
V
V
V
УЗ
СЗ
АСЗ
ФП
ПЗ
АСП
Qf
ПМ
М
РЗ
О
С¢
ПР
РР
Прямая связь
Обратная связь
Рис. 1.2. Схема процесса системного УП:
УЗ, ПЗ, РЗ – уяснение, постановка, решение задачи соответственно; СЗ – среда
задачи; АСЗ – анализ среды задачи; ФП – формулирование проблемы;
АСП – анализ проблемы (проблем); ПМ –построение модели; М – моделирование;
О – оценка результатов моделирования; С – синтез возможных вариантов;
ПР – принятие решения; РР – реализация решения; V – вектор воздействия среды
и структуры; Qf – вектор выходных критериев
18
Все организации являются системами. Поскольку люди являются, в общем смысле, компонентами (социальными) организаций, наряду с техникой, которые вместе используются для выполнения работы, они называются социотехническими системами.
Понимание того, что организации представляют собой сложные
открытые системы, состоящие из нескольких взаимозависимых
подсистем, помогает объяснить, почему каждая из школ в управлении оказалась практически приемлемой лишь в ограниченных
пределах. Каждая школа стремилась сосредоточить внимание на
какой-то одной подсистеме организации. Бихевиористская школа
в основном занималась социальной подсистемой. Школы научного
управления и науки управления – главным образом, техническими подсистемами. Следовательно, они зачастую не могли правильно определить все основные компоненты организации. Сейчас широко распространена точка зрения, что внешние силы могут быть
основными детерминантами успеха организации, которые предопределяют, какое из средств арсенала управления может оказаться
успешным.
1.1.3. Ситуационный подход
Ситуационный подход внес большой вклад в теорию управления, используя возможности прямого приложения науки к конкретным ситуациям и условиям. Центральным моментом ситуационного подхода является ситуация, т. е. конкретный набор
обстоятельств, которые сильно влияют на организацию в данное
конкретное время. Поскольку в центре внимания оказывается
ситуация, ситуационный подход подчеркивает значимость «ситуационного или статистического мышления» [7]. Используя этот
подход, руководители могут лучше понять, какие приемы будут
в большей степени способствовать достижению целей организации
в конкретной ситуации.
Ситуационный подход, разработанный в конце 60-х гг., не считает, что концепция традиционной теории управления, бихевиористской школы и школы науки управления неверны. Системный
подход, с которым ситуационный тесно связан, пытается интегрировать различные частные подходы.
Поскольку УП в любой организации происходит в условиях быстрого и стохастичного изменения требований и большой степени
неопределенности условий, по мнению авторов, для описания процессов функционирования проекта наиболее подходит именно си19
туационный подход. Для обеспечения качества проектов, особенно
образовательных, не подходят традиционные способы управления
с их жестким планированием сроков и детерминизмом алгоритмов
поведения. Теория ситуационного управления, не отрицая концепций системного и процессного подходов, во многом опирается на их
достижения, интегрируя различные подходы к УП. Теория ситуационного управления дает рекомендации о том, как следует управлять в конкретных ситуациях.
Само слово «ситуация» часто используется в самых разнообразных аспектах и порой неотделимо от таких понятий, как состояние,
событие, процесс, положение и т. д. Центральным моментом и объектом ситуационного управления является управленческая ситуация, под которой понимается субъективная оценка конкретных
характеристик предприятия и внешней среды (ситуационных
переменных) и связей между ними, имеющих место в настоящее
время, но зависящих от происшедших событий и развивающихся
во времени и пространстве.
Из приведенного определения следует, что правильное определение управленческой ситуации предполагает соблюдение четырех
необходимых условий:
1. Управленческая ситуация должна содержать конечное количество факторов и описывать их состояние и взаимосвязь.
2. Управленческая ситуация должна содержать только те факторы, которые существенным образом влияют на предприятие,
поскольку учесть влияние абсолютно всех факторов при принятии
решения невозможно.
3. Управленческая ситуация должна включать в себя только те
факторы, которые влияют на организацию в настоящий момент
времени (а не в прошлом или будущем).
4. При описании управленческой ситуации необходимо учитывать причины и последствия ее возникновения.
Сделав эти предварительные замечания, можно сформулировать концепцию ситуационного управления, основные положения которой сводятся к следующему.
1. Не существует какого-либо универсального подхода к управлению. Разные проблемные ситуации требуют различных подходов
к их разрешению.
2. Ситуационные вероятностные факторы учитываются в стратегиях, структурах и процессах, благодаря чему достигается эффективное принятие решений.
3. Существует более одного пути достижения цели.
20
4. Результаты одних и тех же управленческих решений могут
существенно отличаться друг от друга.
5. Всякая управленческая проблема должна рассматриваться
только в тесной связи с другими проблемами.
6. Менеджеры могут приспосабливать свои организации к ситуации или изменять ситуацию согласно требованию организации.
7. Управление – это прежде всего искусство менеджера правильно определить и оценить ситуацию и выбрать наиболее эффективные методы управления, наилучшим образом отвечающие возникшей ситуации.
8. Срок выполнения проекта должен быть сокращен (в сравнении с обычным проектом).
9. Окружение, в котором существует проект, можно описать как
хаотичное, непредсказуемое и случайным образом меняющееся.
При таких условиях инновации ценятся на вес золота, а упомянутое окружение становится нормой жизни.
10. Традиционное управление проектами имеет дело с чем-то известным. При ситуационном управлении проекты имеют дело с неизвестностью.
11. Традиционные проекты развиваются медленно и стабильно, их планирование происходит методично. При ситуационном
управлении проекты носят хаотичный, беспорядочный и непредсказуемый характер; скорость и инновации имеют решающее значение, а планирование проводится случайно и в последний момент.
12. При ситуационном управлении проекты существуют в динамичном окружении, которому свойственны внезапные перемены и
почти полная неопределенность, требования к проекту постоянно
изменяются в ответ на внутренние и внешние факторы, такие как
действия конкурентов, новые технологии, изменения потребностей заказчика, изменения в законодательстве и общей экономикополитической ситуации.
С точки зрения современных высокоскоростных, подверженных
изменениям проектов традиционный мир УП должен пополниться
новым набором инструментов и методов. Рассмотрим реалии современного делового мира и определим место, которое в нем занимает
СУП (рис. 1.3) [16].
Два квадрата в левой части рисунка отображают мир традиционного УП – дисциплины, которая родилась в инженерно-строительной индустрии. Здесь подход к УП тесно связан с научным миром Ньютона. Мировоззрение Ньютона основано на детерминизме
и редукционизме – парадигме, согласно которой мир может быть
21
Традиционное УП
Ситуационное УП
Изменения в процессе работ
по проекту
Высокие
Хаотичные
проекты
Быстроразвивающиеся
проекты
Низкие
Низкие
Скорость и неопределенность
Высокие
Рис. 1.3. Сравнение подходов к управлению проектами
расчленен на предсказуемый набор причинно-следственных связей между его отдельными частями. Этот так называемый механистический подход породил мнение о том, что проекты могут планироваться с большой степенью уверенности. Он положил начало
«управлению проектами по модели водопада». При ситуационном
управлении необходимо прибегать к статистическому мышлению.
Определим понятие ситуационного управления.
Ситуационное управление проектами – это основанная на
статистическом мышлении методология постоянного совершенствования качества проектов в условиях неопределенности и
стохастичности.
Стиль управления при СУП отражает то, каким образом мировоззрение воздействует на выполняемую работу, как менеджер,
руководитель СУП (спонсор, заказчик или руководитель организации), поведет себя в процессе управления [16, 23].
Отметим три фактора, позволяющие добиваться успеха при ситуационном управлении.
Во-первых, руководитель СУП отдает себе отчет в том, что нельзя управлять чем-то неизвестным и непредсказуемым теми же методами, какими управляется нечто известное и предсказуемое. Это
делает возможным проведение постоянной корректировки в режиме реального времени.
22
Во-вторых, СУП сосредоточено на установлении и поддержании
приверженности проектной миссии за счет создания устойчивых доверительных отношений между основными участниками проекта.
В-третьих, СУП – это нечто большее, чем использование проверенных методологий, программных инструментов и шаблонов:
СУП придерживается целостного, гуманистического, ориентированного на людей, сосредоточенного на бизнесе и основанного на
реальности подхода.
1.2. Статистическое мышление
Мышление – это то, чем каждый из нас обладает от рождения.
И пока что оно нас не подводит. Но что такое «статистическое мышление»? Простых ответов на подобный вопрос дать не удастся. Дело
в том, что слово «статистический» у многих людей вызывает неприятие, поскольку напоминает об изучавшейся когда-то в институте
математической статистике [8]. Между тем под «статистическим
мышлением» понимается подход к принятию управленческих решений на всех уровнях организации, причем как оперативных или
тактических, так и стратегических.
Статистическое мышление – это вовсе не использование статистических методов, или, по крайней мере, это не обязательное
их использование. Это точка зрения, позиция, взгляд на мир, помогающие принимать эффективные решения благодаря системному
и ситуационному подходу к возникающим проблемам.
Важность этой позиции очевидна, так как если вмешиваться в
процесс, когда этого делать не надо, или не вмешиваться, когда это
крайне важно, то процесс только ухудшается.
Бурное развитие теории качества началось с того момента, когда
вместо простой отбраковки некачественной продукции перешли к
предотвращению брака и несоответствий. Статистическое мышление коренным образом отличается от ньютоновского детерминизма
тем, что оно учитывает неопределенность и стохастичность будущих событий и вариабельность показателей качества настоящих
событий.
Рассмотрим вначале источники вариабельности.
Первый источник вариабельности – сама система, в которой производится продукция. Характеристики системы – это все, что может повлиять на интересующие нас показатели качества услуги.
23
Пока система не меняется, вариабельность характеризующих ее параметров остается практически постоянной. Вот почему вариабельность – одна из важнейших характеристик системы, которую надо
знать, если мы хотим управлять системой или совершенствовать ее.
Второй источник имеет совершенно другую природу. Существует вариабельность, обусловленная вмешательством в систему тех
или иных факторов, не принадлежащих системе, т. е. внешних по
отношению к ней. Эта вариабельность проявляется случайно и нерегулярно. Ее величина может сильно изменяться от ситуации к
ситуации, причем здесь каждый случай – особый, и отклонение от
той установившейся вариабельности, которая характерна для вариаций, вызываемых самой системой, может быть каким угодно.
В реальной жизни на выходе системы всегда наблюдается смесь,
сумма вариаций, вызванных наличием этих двух источников. Основные положения теории вариабельности можно кратко сформулировать следующим образом: все виды продукции и услуг, а также все процессы, в которых они создаются и/или преобразуются,
подвержены отклонениям от заданных значений, называемых вариациями.
Своим происхождением вариации обязаны двум принципиально разным источникам, которые принято называть общими и специальными причинами вариаций.
Общими причинами вариаций называют причины, являющиеся
неотъемлемой частью данного процесса и внутренне ему присущие.
Они связаны с неабсолютной точностью поддержания параметров и
условий осуществления процесса, с неабсолютной идентичностью
условий на его входах и выходах и т. д. Другими словами, это – результат совместного воздействия большого числа случайных факторов, каждый из которых вносит весьма малый вклад в результирующую вариацию и влияние которых нельзя отделить друг от
друга.
Специальные причины вариаций – те причины, которые возникают из-за внешних по отношению к процессу воздействий на него и
не являются его неотъемлемой частью. Они связаны с приложением
к процессу незапланированных воздействий, не предусмотренных
его нормальным ходом. Другими словами, это – результат конкретных случайных воздействий на процесс, причем тот факт, что именно данная конкретная причина вызывает данное конкретное отклонение параметров (характеристик) процесса от заданных значений
и часто приводит к тому, что эту причину можно обнаружить без
приложения каких-то исключительных усилий или затрат.
24
Разделение причин вариаций на два указанных вида принципиально потому, что борьба с вариабельностью процесса в этих двух
случаях требует различного подхода. Специальные причины вариаций требуют локального вмешательства в процесс, тогда как общие причины вариаций требуют вмешательства в систему.
Локальное вмешательство:
– обычно осуществляется людьми, занятыми в процессе и близкими к нему;
– нужно примерно для 15% всех возникающих в системе проблем и все следствия из этого правила;
– неэффективно или ухудшает ситуацию, если в процессе отсутствуют специальные причины вариаций, и, напротив, эффективно,
если они присутствуют.
Вмешательство в систему:
– почти всегда требует действий со стороны высшего менеджмента;
– обычно нужно примерно для 85% всех возникающих в процессе проблем;
– неэффективно или ухудшает ситуацию, если в процессе присутствуют специальные причины вариаций, и, напротив, эффективно, если они отсутствуют.
Когда люди не понимают теории вариабельности, они:
– видят тенденции там, где их нет, и не видят их там, где они
есть;
– пытаются объяснить естественный разброс как особые события;
– необоснованно обвиняют и/или вознаграждают сотрудников;
– не могут эффективно планировать будущее и улучшать систему;
– часто следуют знаменитому правилу: «хотели как лучше, а получилось как всегда».
Детерминизм науки конца XVIII – начала XIX в. в самом начале
XX в. сменился пониманием того, что мировые законы носят вероятностный характер. Однако это понимание охватило только часть
научного сообщества. Оно не проникло из области физико-математических наук в обыденное сознание, даже в начале XXI в. Между
тем в начале XX в. не только в математике, но и в физике произошло
много событий, показавших несостоятельность старой механистической парадигмы, основанной на законах механики И. Ньютона.
Сначала А. Эйнштейн показал, что законы Ньютона верны лишь
приближенно для медленно движущихся не очень больших тел и
на не очень больших расстояниях. Затем В. Гейзенберг и Э. Шре25
дингер создали квантовую механику, после чего оказалось, что
в микромире в принципе работают только вероятностные законы.
Последующее развитие науки усугубило ситуацию: оказалось, что
случайность в поведении систем может быть и не связана ни с большим числом компонент, ни с невидимыми воздействиями – она
носит принципиальный характер, и от нее нельзя избавиться, собирая больше информации. Порождаемую таким образом случайность стали называть хаосом.
Существование хаоса бросило вызов традиционным научным
методам, считавшим, что для изучения системы ее надо разбить
на части и изучать каждую часть по отдельности. Существование
хаоса показало, что поведение нелинейной системы не выводится
из поведения ее частей. Это означает, что, например, имея полную
схему нервной системы организма, нельзя на ее основе сделать вывод, как будет себя вести этот организм в тех или иных условиях.
Аналогично, имея полную функциональную схему построения организации, нельзя предсказать ее реакцию на те или иные изменения внешних условий.
К сожалению, за последние примерно 20 лет ситуация с освоением концепции вариабельности хотя и изменилась в лучшую сторону, но настолько незначительно, что эти изменения трудно заметить. Больше всего они коснулись японской промышленности,
которая оказалась весьма восприимчивой к идеям вариабельности
в их полном объеме.
В русскоязычной литературе термин «статистическое мышление»,
как правило, используется в его прямом и очевидном смысле: мышление с пониманием и привлечением статистических методов. К сожалению, такие попытки пока еще очень малочисленны и разрозненны. Будущее действительно широкого внедрения статистического
мышления в России зависит от того, пойдет ли страна по пути индустриально развитых стран, или будет опять искать некий свой путь.
В дальнейшем в монографии будем использовать определение,
данное в работе [8]:
«Статистическое мышление – это способ диагностики состояния процессов и/или систем, основанный на теории вариабельности, и имеющий своей целью принятие оптимальных управленческих решений».
Чтобы избежать неоднозначности понимания приведенного определения напомним читателю понятие «операциональное
определение». Идея операциональных определений была заложе26
на еще в работах лауреата Нобелевской премии, английского физика П. Бриджмена – основоположника нового направления в философии физики, названного «операционализмом».
Операциональное определение должно:
– давать точное понимание смысла написанных или высказанных слов так, чтобы все участники процесса воспринимали этот
смысл одинаково; 
– пояснять, как данное слово или фраза применяются в конкретных ситуациях.
Работоспособность или действенность oneрационального определения проверяется только практикой его применения: если оно
помогает людям в достижении цели системы – оно работает, если
нет – то не работает.
Необходимость введения операциональных определений продиктована многозначностью слов языка и неоднозначностью их
трактовки людьми в зависимости от ситуации. Такие слова, как,
например, «хороший», «плохой», «дефектный», «надежный»,
«однородный» могут пониматься людьми по-разному, что будет
приводить к непониманию, потерям времени и ресурсов, увеличению вариабельности процессов.
Поэтому желательно, чтобы операциональное определение состояло из следующих трех элементов:
– процедуры измерения параметра или характеристики (где,
что, когда и чем измерять);
– критерия оценки результата этого измерения (баллы и соответствующие им оценки по принятой шкале);
– правила принятия решения о соответствии или несоответствии результата требованиям критерия, не зависящие от лица,
принимающего решение (ЛПР).
Таким образом, понятия «статистическое мышление» и «операциональное определение» должны стать основными при ситуационном управлении.
1.3. Уровни зрелости организации
при управлении проектами
Большинство нормативных документов, посвященных менеджменту процессов, проектов, качества, предлагают оценивать
деятельность организаций на основе уровней зрелости – CMM
(capability maturity model). Впервые понятие CMM появилось
27
в 1984 г. в Институте программной инженерии – SEI (автор Уотс
Хамфри). В последующие годы было разработано несколько различных моделей CMM, которые в 2002 г. были объединены в одну
интегрированную модель CMMI (Integrated). Хотя SEI продолжает
улучшать и расширять содержание, а также спектр приложений
различных моделей технологической зрелости, основным ориентиром для большинства компаний по–прежнему остается CMMI. На
рис. 1.4 приведены уровни зрелости организации по развитию программного обеспечения (ПО).
Модели СММ/CMMI содержат существенные элементы процессов, обеспечивающих разные стороны деятельности, и могут быть
использованы как руководство для разработки и улучшения производственных процессов. В официальных изданиях модели подчеркивается, что она не представляет собой процессы или их описание. Реальные процессы в любой организации зависят от множества факторов, включая специфику бизнеса, структуру и размер организации.
Примерное объяснение содержания на каждом уровне приведено ниже:
Беспорядок/кризис. У организации очень мало общих процессов. Успех проектов полностью зависит от усилий и опыта сотрудников. Организация мало делает для создания условий, помогающих все проекты делать успешными.
Стандартное управление проектами. Организация внедрила
стандартные процессы управления проектами и использует их во
Аудит и оценка проектов
Измерение и развитие эффективности
Архив проектов
Использование накопленного опыта и метрик
Стандартные методы,
технологии и приемы
получения результатов
Стандартизированное
планирование и
контроль проекта
Хаос
5
Совершенствование
Уровень
«Оптимизирующийся»
4 Обратная связь
с проектами
Уровень «Управляемый»
3 Стандартные приемы
Уровень «Определенный»
2 Стандартное управление проектами, основа
дальнейших улучшений
Уровень «Повторяемый»
1 Кризисный (пожарный) режим
Уровень «Начальный»
Рис. 1.4. Уровни зрелости организации по CMMI
28
всех проектах. В организации создается базовый фундамент, на
котором можно в будущем строить дальнейшие улучшения. Большинство компаний, начавших движение по пути CMMI, стараются
достичь этого уровня.
Стандартные процессы организации. Организация старается
достигнуть стандартизации в производственной деятельности подобно тому, чего достигли в процессах управления проектами на
уровне 2. Это может включать единство технологий, инструментария, процедур, способов и т. д.
Управляемая обратная связь. Собираются характеристики-индикаторы о всех аспектах процессов управления проектами и производства. Создается и ведется библиотека (хранилище) метрик и
ключевых познаний, полученных в завершенных проектах, которая может использоваться на каждом новом проекте.
Оптимизация/непрерывное совершенствование. Организован
замкнутый цикл исполнения процессов, измерений и непрерывного улучшения. Организация непрерывно использует измерения,
обратную связь и креативные технологии в целях оптимизации
всех процессов и проектов.
Модель CMMI выпущена в двух вариантах – непрерывное и стадийное представления. В основе стадийного представления лежит
концепция зрелости процессов организации в целом (см. рис. 1.4).
В основе непрерывного представления лежит концепция возможностей процессов в определенной области. Различие между двумя
представлениями заключается в том, что концепция возможностей
процессов рассматривает комплекс действий («практик»), связанных с одной областью процессов, в то время как концепция зрелости процессов рассматривает комплекс процессов в масштабах всей
организации.
Стадийное представление CMMI основано на том, что для достижения определенного уровня зрелости организация должна
внедрить все без исключения процессы, относящиеся к данному и
всем предыдущим уровням зрелости. Так, организация, ставящая
целью достичь 4-го уровня зрелости должна освоить все процессы
2-го, 3-го и 4-го уровней. Если окажется, что данная организация
освоила все процессы 3-го и 4-го уровней, но не освоила хотя бы одного процесса 2-го уровня зрелости, она не будет признана соответствующей даже 2-му уровню зрелости.
Непрерывное представление CMMI рассматривает четыре категории процессов: управление процессами, управление проектами, инженерия, поддержка. Организация может сосредоточить29
ся на той области процессов, которая является для нее наиболее
критической. В этом случае можно говорить об уровне потенциальных возможностей для выбранной области процессов. Это означает, например, что организация может достичь 5-го уровня потенциальной возможности по управлению проектами и оставаться ниже 2-го уровня потенциальной возможности по управлению
процессами.
Модель CMMI предоставляет комплекс общедоступных критериев, описывающих характеристики организаций, которые успешно усовершенствовали свои процессы. Модель может быть использована как для установления производственных процессов, так и
для усовершенствования существующих. Для полного понимания
практик CMMI необходимо принять во внимание весь контекст их
использования. Модель CMMI не предписывает, какие процессы
являются правильными для организации или проекта, но устанавливает минимальные критерии, необходимые для планирования и
применения процессов, выбранных организацией в качестве основы для улучшений.
В настоящее время в России понятие «зрелость организации»
стало очень модным, в особенности для ИТ-компаний. С другой
стороны, если абстрагироваться от текущей «модности», то следует признать бесспорную эффективность этого понятия именно для
России.
Типичным примером оценки человека являются школьные выпускные экзамены. Очевидно, что в громадном числе случаев средний выпускной балл дает объективную оценку знаний молодого
человека. Не менее очевидно, что в таком же большом числе ситуаций выпускной балл не дает информации для выводов. Способности человека не сводятся только к знаниям. Также важны и черты
характера: способность к самоконтролю, самосовершенствование,
выдержка и обладание, умение вести себя в критической ситуации,
честность. Вероятно, именно поэтому не существует универсальной
методики оценки человека. Аналогично и для организации невозможно говорить об универсальном методе оценки зрелости.
В России, кроме описанной выше CMMI, используются разные
модели зрелости:
– модель ОРМЗ, 2003 г. (от PMI), определяющая уровень зрелости по направлению управление проектами;
– модели стандартов ИСО 9000, 10014; 15504;
– модель SPICE (Software process improvement and capability
determination);
30
Все названные модели используют пятиуровневую систему градаций. В каждой пятизначной модели используется своя терминология. На рис. 1.4 приведены уровни зрелости по CMMI. Сводная
характеристика каждого уровня по ГОСТ Р ИСО 10014 приведена
в табл. 1.2.
Сравнение уровней зрелости по CMMI и ГОСТ 10014 показывает,
что последний учитывает больше характеристик. Однако оценка
остается качественной и зависит от профессионализма и объективности внутренних экспертов или внешних аудиторов.
Таблица 1.2
Уровни зрелости по ГОСТ Р ИСО 10014
Уровень
зрелости
Описание
1-й
Управление качеством отсутствует, или его применение не подтверждается; 0%-ное наличие; практика не обнаруживается или
еще не начата; не происходит ничего заметного. Нет признаков
реализации системного подхода, отсутствуют реальные цели,
измерения, неудовлетворительные или непрогнозируемые результаты. Неадекватное рассмотрение жалоб или нужд потребителей. Возможно, имеется ряд хороших идей, но особенно не
продвигаются дальше стадии принятия желаемого за действительное
Управление качеством применяется минимально; наличие
примерно в 25%; практика наблюдается только в ряде областей.
Имеются признаки реализации. Реактивный подход, в основном, для решения проблем. Ограниченные признаки подхода
с корректирующими действиями. Ограниченная информация
или понимание требуемых улучшений; небольшое число целей;
имеется ряд хороших результатов. Обоснованно рассматривается удовлетворенность потребителей, но имеется незначительный
прогресс в части удовлетворенности прочих заинтересованных
сторон. Некоторое признание использования процессного подхода; некоторые признаки того, что реально происходит что-то
полезное. Нерегулярные рассмотрения или оценки, что приводит к некоторым улучшениям или росту
Управление качеством применяется частично; наличие примерно в 50%; практика наблюдается широко, но не в большинстве
областей. Видимые признаки улучшений. Очевидно использование процессного подхода, скорее упреждающее, чем реактивное.
Выявление коренных причин с некоторыми хорошими корректирующими мерами и системными улучшениями. Имеется информация о целях и показателях по сравнению с этими целями;
2-й
3-й
31
Окончание табл. 1.2
Уровень
зрелости
Описание
ряд хороших тенденций улучшения. Как правило, учитывается
удовлетворенность заинтересованных сторон. Имеются признаки того, что предмет рассматривается с умеренным успехом, с
некоторыми целевыми рассмотрениями и мероприятиями. Нерегулярные признаки явного улучшения или роста, хотя существует много озабоченностей тем, что предмет не рассматривается в полном объеме
32
4-й
В основном управление качеством действительно применяется; наличие примерно в 75%; практика является весьма
типичной за некоторыми исключениями. В системе прочно
установился взаимосвязанный процессный подход. Процесс
постоянного улучшения упрочился в организации и у основных поставщиков. Стабильные положительные результаты и
тенденции устойчивого улучшения; явные признаки того, что
предмет хорошо рассматривается. В основном, учитывается
удовлетворенность заинтересованных сторон. Применяется
упреждающий подход, если это уместно; признаки наличия корректирующих мероприятий свидетельствуют, что повторение
предотвращено; явные признаки наличия предупредительных
действий/оценок риска. Регулярные и обычные рассмотрения
с явными улучшениями и ростом; некоторые предметы не рассматриваются в полном объеме. Признаки наличия устойчивого улучшения за значительный период, например не менее
1 года
5-й
Да, действительно применяется повсеместно. Наличие на
уровне 100% или около него. Практика развернута во всей организации практически без исключений. Признана лучшей в
своем классе; хорошо оценена в соответствии с эталонами; хорошо согласованная информация и процесс улучшения (от конечного пользователя на рынке и по всей цепи поставок). Легко
демонстрируются все результаты, лучшие в классе, с обеспечением устойчивости бизнеса; удовлетворены все заинтересованные стороны. Успешная, гибкая и новаторская организация
на основе знаний. Все подходы являются соответствующими,
успешными и учитываются в полной степени во всех сферах и
аспектах. Применяется превосходная ролевая модель. Трудно наглядно представлять значительные улучшения, но проводятся регулярные проверки. Признаки наличия устойчивого улучшения за значительный период, например не менее
3 лет
В теории предполагается, что организация последовательно проходит уровни зрелости. В реальности, конечно, не так. По одним
направлениям компания может продвинуться далеко, по другим,
наоборот, сильно отставать. Например, компания имеет хорошо налаженное производство, но финансовое управление хромает: в компании не знают, как конкретная производственная операция влияет на себестоимость продукции. Может быть и обратная ситуация:
в компании внедрены современное бюджетирование и мощный
управленческий учет, а производство управляется по старинке.
До какого-то этапа в развитии компании такой разброс может
считаться естественным. Тем не менее для любой компании всегда
наступает момент, когда нужно гармонизировать исполнение всех
бизнес-процессов. В противном случае ее развитие будет определяться не передовыми звеньями, а отстающими.
Приведем ряд рекомендаций по методам и событиям УП:
1. При выборе модели бизнеса компании необходимо стремиться, чтобы проектный бизнес был включен в нее наиболее органично: при конструировании новой системы управления проектами
или при реконструкции действующей нужно провести анализ соответствия проектного бизнеса всему бизнесу компании. Для проведения анализа достаточно взять штатную, функциональную или
процессную декомпозицию компании и для каждого элемента декомпозиции ответить на вопрос: «имеются ли в этом элементе проблемные точки для проектного бизнеса».
2. Компания должна планомерно и последовательно повышать
свой уровень зрелости. Если в компании никогда не проводили
оценку уровня зрелости, то первую оценку и выводы из нее можно
провести методом мозгового штурма, без привлечения консультантов стороны. В последующем повышение уровня зрелости можно
организовать на плановой основе, целесообразно выбрать годовой
цикл повышения и тестирования.
3. В план стратегического планирования следует включать: источники возникновения ресурсов, перечень прогнозируемых проектов и распределение ресурсов, в том числе, резервы под заранее
непредвиденные проекты.
4. Компания (ее схема управления) должна иметь:
– систему, которая максимально быстро воспринимает события:
– новые идеи собственников, персонала; вызовы окружения бизнеса; изменения и уточнения стратегии компании;
– систему, которая демпфирует воздействие новых событий на
уже действующие проекты.
33
1.4. Анализ нормативных документов по управлению
качеством проектов
В настоящее время большинство моделей управления качеством
продуктов и процессов построены на основе оценочного метода,
предполагающего статистическую обработку достигнутых результатов. Мировая практика подчеркивает необходимость перехода
на модели, соответствующие концепции всеобщего управления
качеством (Total Quality Management – TQМ). Концепция TQM
предполагает наличие у организации четко и ясно сформулированных миссии и стратегических целей, которые выработаны в
результате всесторонних исследований потребностей внешней среды в основных продуктах деятельности. Создатель идеологии TQM
А. Фейгенбаум обосновал применение философии подхода на следующих пяти уровнях: управление (высшее руководство), развитие и проектирование, поставки и распределение, производство и
сотрудники.
1. Уровень управления (высшее руководство):
– разработка и проведение политики качества;
– выделение ресурсов для проведения TQМ во всей организации;
– распределение прав и обязанностей в рамках функционирования TQМ;
– проведение компетентных аудитов.
2. Уровень развития и проектирования:
– определение и разработка необходимых процедур/действий;
– выделение ресурсов для проведения TQМ на этапах создания
продукта или услуги;
– утверждение испытаний (вид, место, оборудование, специалисты и т. д.) и их периодичность.
3. Уровень поставок и распределения:
– точное знание требований к качеству (особенно потребителей);
– документированные процедуры.
4. Уровень производства:
– обеспечение качества, контроля и документации;
– постоянная верификация и валидация;
– постоянное и точное проведение корректирующих действий.
5. Уровень сотрудников:
– осознание необходимости качества;
– постоянное обучение и повышение квалификации;
– внимательное и уважительное отношение к мнению всех работников.
34
Таким образом, успешная реализация TQМ зависит от того, насколько данная философия принята на всех уровнях организации.
TQM можно рассматривать как процесс, который начался вместе с развитием классического контроля качества, опирающийся
при этом на три основных компонента:
– теоретические модели,
– нормативные акты, ГОСТы и законы,
– методы и инструменты.
На рис. 1.5 представлен вектор как результирующий показатель
качества.
Классический контроль качества имеет собственную философию, практический подход и основные инструменты (начиная с измерения, испытания, тестирования и ряда статистических техник,
таких как выборочная совокупность и контрольные карты, способы труда и способы организации).
Теоретические модели лучше всего отражены в трудах и достижениях классиков, которые являются представителями основных
фаз развития качества: «ранних американцев», «японцев» и «новой западной школы».
Нормы и законы на глобальном уровне служат ясными показателями роста коллективного сознания о потребности в качестве во
всех сферах жизни и труда (от измерительных норм и требований к
испытаниям до стандартов и определений, касающихся продукции,
процессов и целых систем). Особо важным определениям норм соответствуют и национальные и международные правила и законы.
Методы и инструменты в области TQM охватывают очень широкий и богатый спектр: от основных статистических инструментов до весьма совершенных техник, разработанных для применения теории и практики качества (все это относится к так называемому инжинирингу качества).
В настоящее время существует восемь общих базовых элементов для всех моделей TQM, которые подразделяются на две основРезультирующий
показатель качества
ГОСТ
и законы
Теоретические
модели
Рис. 1.5. Связь методов и инструментов
35
ные группы: способности и результаты и содержатся во всякой
модели TQM:
1. Политика и стратегия фирмы.
2. Позиция высшего руководства.
3. Охват всех работающих.
4. Обладание ресурсами.
5. Управление процессами.
6. Удовлетворение покупателей и потребителей.
7. Положительное влияние на общество.
8. Достигнутое улучшение и деловой успех.
В оценке способностей организации желательно ознакомиться с
тем, как фирма организована, как относится к качеству и как обеспечивает и реализует собственную систему управления качеством.
Проще говоря, оценка способностей является всегда своеобразным
подтверждением применения предписанных постулатов, реализации процедур и успешности общего управления процессами.
В оценке результатов организации желательно убедиться, как
организация достигает поставленных целей по отношению к покупателю, потребителю, рынку и обществу в целом. Поэтому оценка
результатов, в сущности, есть подтверждение жизнеспособности
системы управления качеством в реальном окружении и в то же
время показатель места на рынке и в обществе.
Нынешние мировые модели TQM, безусловно, означают большой прогресс в теории качества и оказывают большую помощь
в ежедневной практике. Однако ряд моментов говорит о многом неясном, недосказанном, о блужданиях, которые должны быть если
и не полностью преодолены, то хотя бы сведены к минимуму. Свидетельством этого служит тот факт, что не может быть речи об универсальной мировой модели, которая бы объединила и заменила
четыре известные модели:
– премию Деминга,
– премию Малколма Болдриджа,
– Европейскую премию по качеству,
– стандарты ИСО 9000 [1–3].
Вопреки сходству и постоянному совершенствованию различия
(от политических до научных) все еще слишком глубоки для того,
чтобы можно было почувствовать реальное их сближение даже
в будущем. Хотя об этом неохотно пишут и говорят, нынешние
модели всеобщего управления качеством (TQM) имеют целый ряд
более или менее заметных недостатков, которые свидетельствуют
о необходимости дальнейшего развития и совершенствования.
36
Общая картина становления процессов менеджмента качества в
процессе исторического развития приведена на рис. 1.6.
Сам цикл Шухарта-Деминга представляет чистую эволюцию,
постоянное улучшение. Все четыре существующие мировые модели в основном даны в развитии.
Такой подход хорош, но только до определенной степени: количественные изменения в один момент неизменно переходят в
качественные, модификации переходят в мутацию, а эволюция –
в революцию. Вообще-то всякое явление природы, всякое живое
существо, любая организационная структура и каждое общественное объединение в определенный момент, скажем, «вырастает из
коротких штанишек» и переходит в новую форму существования –
или гибнет. Рост фирмы – по числу людей или соответствию технологическому прогрессу, по способу труда или чему-либо совершенно иному – должен привести к необходимым переменам во всех
аспектах организации и деятельности. Задача руководства организации и прежде всего менеджера – узнавать и отличать эволюцию
от революции. Если в один момент неизбежно произойдут перемены, не все равно, будут ли они стихийными или под контролем – и
в этом ключ дальнейшего существования или «вставление ключа
в замочную скважину». К сожалению, возможность создания идеальной модели, на наш взгляд, является неосуществимым. Небольшое число теоретиков качества это осознало, в их числе можно назвать Масааки Имаи с теорией непрерывного процесса постоянного
улучшения и скачков («Kaizen плюс инновация» – рис. 1.7). В его
понимании «идеальная» модель – всего лишь возможное решение
только для определенной фазы развития между двумя скачками.
ОТБРАКОВКА
УПРАВЛЕНИЕ
ИСО
8402,
9001,
9002,
9003,
МС ИСО 9000/94
ПОВЫШЕНИЕ
TQM
МС ИСО
9000/2000/2008
9000-1,2,3,4; 9004-1,2,3,4; 10011-1,2,3; 9000,9001,9004,19011
10012-1,2; 10013; 10005,10006,10007
Рис. 1.6. Трансформация процессов менеджмента качества
37
Kaizen
Kaizen
Постоянное
улучшение
Kaizen
Время
Постепенно Постепенно
Постепенно
Скачок!
Скачок!
Рис. 1.7. Постоянное улучшение и инновации
Однако процесс улучшения самих моделей непрерывен. Можно
отметить следующие тенденции:
– интеграция разных групп стандартов по менеджменту воедино;
– совершенствование самих стандартов;
– гармонизация стандартов, определяющих различные научные направления (менеджмент качества, управление проектами,
системная инженерия).
Рассмотрим эти тенденции подробнее.
Интеграция разных групп стандартов по менеджменту. Произошла интеграция системы управления качеством и системы защиты окружающей среды. Два комитета: ISO TC 176 (качество) и
ISO TC 207 (экология) выработали общий стандарт для аудиторов
качества и аудиторов окружающей среды (стандарт ИСО 19011).
На сегодняшний день передовые предприятия увязывают воедино
стандарты ИСО 9000 (качество), ИСО 14000 (мониторинг окружающей среды) и OHSAS (охрана здоровья и безопасность жизнедеятельности). Правда, при этом возникают вопросы, которые еще не
полностью решены на практике:
– Кто будет возглавлять такую интегрированную систему?
– На каком месте будет находиться такая система в организации?
– Как будет проводиться дальнейшая интеграция системы поддержки?
Однако сам факт создания таких интегрированных систем говорит о желании совершенствования процессов функционирования
организаций.
38
Совершенствование самих стандартов. Комплексное решение
задач обеспечения качества программных средств предполагает
разработку и внедрение той или иной СМК. В мировой практике
наибольшее распространение получила именно система, основанная на требованиях международных стандартах серии ISO 9000,
потому что она определяет именно наиболее общие требования и
тем самым, в целом, уже предопределяет ту начальную зрелость
процессов, которая необходима для соответствия многим отраслевым моделям и стандартам.
Но на вопрос, гарантирует ли внедрение системы качества и
успешная сертификация выпуск качественного продукта, необходимо ответить отрицательно.
Подчеркивая, что ИСО 9000 – «превосходная идея», Gartner
Group рекомендует рассматривать сертификацию на ISO 9001 только как исходную точку на пути к качеству. Стандарты ИСО 9000
версии 2000 г. вначале вызвали эйфорию, но очень быстро стали
подвергаться критике делового мира. В книге Дж. Седдона «В поисках качества. Дело против ИСО 9000» утверждается, что существуют более надежные способы повышения эффективности предприятий, удовлетворения потребителей, обеспечения реального
качества и увеличения прибылей, чем работа в соответствии с предписаниями стандартов ИСО серии 9000, даже в версии 2000 г. (на
время написания книги). Седдон полагает, что внедрение стандартов ИСО серии 9000 нанесло ущерб конкурентоспособности сотен
тысяч организаций. Он приводит мнение одного из британских
специалистов, который был тесно связан с внедрением британского
стандарта BS 5750, послужившего основой для разработки международных стандартов ИСО серии 9000: «Внедрение BS 5750/ISO
9000 в британской промышленности стало крупнейшим обманом».
Многие организации, внедрившие ИСО 9000, получили в результате увеличение собственных расходов, недовольство потребителей и
разочарованность своих служащих. Но самое главное – эта процедура не позволила организациям разглядеть реальные возможности для повышения своих показателей, которые они бы обязательно заметили в ином случае: процедура регистрации на соответствие
стандартам ИСО 9000 заслонила собой эти возможности.
Поэтому уже в 2005-м японцы предложили свою версию стандарта, нивелирующую многие недостатки стандартов ИСО 9000, и
в первую очередь стандарта ИСО 9004. Однако эта версия не была
принята, хотя успешно применяется в Японии уже с 2005 г. Вместе
с тем в результате проведенной работы в 2009 г. появился стандарт
39
ИСО 9004 2009 [3]. Положительные стороны этого стандарта следует отметить.
Новая версия ИСО 9004:2009 обращается к таким темам, как
стратегия и политика организации, управление ресурсами (в том
числе финансовыми и персоналом) и процессами, взаимоотношения с поставщиками и партнерами, проведение мониторинга, измерений и анализа.
Главное смещение акцента ИСО 9004:2009, ведущее к значительным изменениям структуры и содержания стандарта, – управление с целью достижения устойчивого развития организации, а не
только рекомендации по построению СМК. Настоящий международный стандарт содержит с точки зрения менеджмента качества
руководство для поддержания устойчивого успеха организации в
сложной и постоянно меняющейся среде, предъявляющей специфические требования. Стандарт предназначен для содействия достижению устойчивого развития любой организации, независимо
от размера, типа или вида деятельности.
Устойчивый успех организации обеспечивается ее способностью
удовлетворять потребности и ожидания потребителей и других заинтересованных сторон в долгосрочной перспективе и соблюдение
соответствующего баланса. Устойчивость развития может быть достигнута посредством результативного управления организацией
через понимание среды, в которой действует организация, обучение
и соответствующее применение улучшений и инноваций. Стандартом ИСО 9004:2009 определено, что инновации могут применяться
на всех уровнях через изменения: в технологии или продукте; процессах; организации; системе менеджмента организации.
Поддержка устойчивого развития и создание конкуренции невозможны без инноваций в области менеджмента качества. В свою
очередь системы менеджмента могут помочь достичь инновационности через активное обучение и стратегическое партнерство. Настоящий международный стандарт ИСО 9004:2009 предполагает
самооценку как важный инструмент для определения уровня зрелости организации, включающего в себя оценку лидерства, стратегии, системы менеджмента, ресурсов и процессов, для определения сильных сторон и областей совершенствования, а также возможностей для улучшений, инноваций, либо того и другого одновременно. ИСО 9004 не является «стандартом требований», но он
может быть эффективно использован для совершенствования возможностей менеджмента качества сверх требований, изложенных
в ИСО 9001.
40
В Прил. 1 приведена таблица ключевых элементов самооценки для пяти уровней зрелости, вводимых ИСО9004:2009: основной, активный, гибкий, прогрессивный, достижение устойчивого
успеха.
Применение ИСО 9001:2008 нацелено на «результативную»
систему менеджмента качеством, тогда как использование ИСО
9004:2009 нацелено на «эффективность» системы менеджмента. ИСО 9004:2009 представляет более широкий взгляд на менеджмент качества, чем ИСО 9001:2008. Он учитывает потребности
и ожидания всех заинтересованных сторон и дает руководство по
систематическому и непрерывному улучшению деятельности на
основе процессного подхода. Эти оба стандарта разработаны для совместного использования, но могут применяться также в качестве
самостоятельных документов. ИСО 9004:2009 предлагает руководство ко всем аспектам системы качества для улучшения совокупной производственной деятельности, в то время как ИСО 9001:2008
рассматривает требования к системе качества организации для доказательства ее способности к выполнению запросов потребителей.
Организации, внедрившие систему качества по требованиям ИСО
9001:2008, могут использовать ИСО 9004:2009 на следующем этапе
развития для совершенствования систем менеджмента и повышения потенциала всей деятельности организации за счет повышения
производительности. Постоянные улучшения могут применяться
как ко всей СМК, так и к любому из ее процессов и включают:
– определение целей планируемого улучшения;
– анализ существующего процесса или системы «как есть» и
формирование входных данных;
– идентификацию возможных решений и выбор наилучшего из
них, которое устранит причину проблемы и предотвратит ее повторное возникновение;
– внедрение улучшения;
– верификацию и валидацию улучшенного процесса;
– оценку достигнутого улучшения, включая извлеченные уроки.
В новой версии стандарта ИСО 9004 ИСО/ТК 176 учел положительные моменты стандартов ряда стран и принятых моделей:
– документы Японской организации по стандартизации TRQ
0005. Системы менеджмента качества. Руководство по устойчивому развитию и TR Q 0006. Системы менеджмента качества. Руководство по самооценке;
– проект французского стандарта «Система менеджмента. Руководство по менеджменту организации»;
41
– испанский стандарт «Методы и планы улучшения»;
– европейская модель совершенства;
– модель премии М. Болдриджа (США);
– модель премии Э. Деминга (Япония).
Такое совершенствование стандартов ИСО позволяет надеяться
на дальнейшее приближение к совершенной модели.
Гармонизация стандартов, определяющих различные научные
направления. Управление качеством в соответствии с ИСО 9000
предполагает применение так называемого «процессного подхода»,
когда моделируется и внедряется наиболее оптимальная цепь «преобразований-процессов», гарантирующая, что потребности потребителей воспринимаются производителем и воплощаются в любой
продукт без искажений.
Такие понятия, как процессный подход, анализ и измерения,
совершенствование процессов заимствованы из модели СММ. Поэтому интересно сопоставить взаимосвязь стандартов CMMI и
стандарт американского института Project Management Institute –
PMBOK (Guide to the Project Management Body of Knowledge) – это
проект, вобравший в себя накопленные знания в области УП со
стандартами ИСО 9000.
Многие зарубежные специалисты в области менеджмента качества, довольно скептически отзываются о CMMI в контексте полезности ее для реализации в небольших и средних организациях
(именно такие организации как раз и характерны для России).
В связи с вышеизложенным представляется целесообразным провести анализ уже упомянутого баланса необходимого и достаточного в этих основных моделях СМК. Введем критерии: степень
регламентируемости процессов разработки – RP и вероятность достижения запланированных результатов – PQ. Экспертная оценка
баланса степени регламентируемости и вероятности достижения
при этом запланированных результатов [33] уменьшается, соответственно, в следующей последовательности: ISO 9000, CMM, CMMI.
Отсюда следует вывод, что в начале УП необходимо применить модель ИСО 9001 и лишь затем при необходимости CMM или PMBOK.
Рассмотрим теперь, как соотносятся требования популярного
стандарта ИСО 9001:2008 с общими свойствами становящейся все
более популярной модели СММ (рис. 1.8).
Каждый уровень СММ характеризуется набором областей ключевых процессов KPA (Key Process Areas). Достижение всех целей
в рамках KPA для определенного уровня СММ определяет соответствие организации данному уровню. Если хотя бы одна цель хотя
42
Модель CMM
(зрелость процессов производства)
Модель ISO 9000
(Система менеджмента качества)
Уровни улучшения качества
Вероятность достижения запланированных результатов
Уровень V. Высокая оптимизация /
Optimizing
Управление изменением процессов /
Process change management
Управление изменением технологии /
Technology change management
Предотвращение дефектов/Defect
prevention
8.Измерение, анализ и улучшение:
8.1.Планирование
8.2. Измерение и мониторинг
8.3.Управление несоответствиями
8.4. Анализ данных для
улучшения
8.5. Улучшение
Уровень IV. Управляемость / Managed
Управление качеством
Управление процессами через количественные оценки/ Quantitative process
management
Уровень III. Начало оптимизации
Уровни обеспечения качества
(Определенность) /Defined
Выявление дефектов на ранних стадиях/
5. Ответственность руководства
Peer reviews
6. Управление ресурсами
Координация совместной работы групп/
7. Реализация продукции
Intergroup coordination
7.1. Планирование создания
Проектирование /product engineering
продукции
Общее управление /Integrated
7.2. Процессы, связанные с
management
Программа обучения персонала/Training потребителем
7.3. Проектирование и разработка
program
7.4. Закупки
Создание формальных моделей
организационных процессов/Organization 7.5. Деятельность по производству
и обслуживанию продукции
process definition
Организация работы внутри групп/
Organization process focus
Уровень II. Контроль (Повторяемость)
Repeatable
Управление конфигурацией/
Configuration management
Обеспечение качества/quality assurance
Управление субконтрактами/subcontract
management
Контроль за ходом выполнения
проектов/Software project tracking and
oversight
Планирование проектов /project planning
Управление требованиями/Requirements
management
Рис. 1.8. Соответствие между общими свойствами СММ
и элементами ИСО 9001:2008
43
бы одной KPA для уровня СММ не достигнута, то организация не
может соответствовать данному уровню CMM. KPA принято разделять на три категории: управляющие, организационные и обеспечивающие.
Каждая KPA разбивается на пять общих свойств (common features): обязательство выполнить (comment to perform); способность
выполнить (ability to perform); выполняемые действия (activities performed); измерение и анализ (measurement and analysis);
проверка реализации (verifying implementation).
Общее свойство «Выполняемые действия» описывает действия,
которые необходимо выполнить для достижения целей KPA,
остальные четыре общих свойств описывают формальные факторы, делающие процесс частью организационной культуры. Ключевые приемы работы описывают, каким должен стать рабочий
Цикл улучшения процесса
Модель СММ
(зрелость процессов производства)
Модель ISO 9000
(Система менеджмента качества)
1. Обязательство
выполнить
(Comment to Perform)
5. Проверка реализации
(Verifying
Implementation)
2. Способность
выполнить
(Ability to Perform)
5. Ответственность
руководства
8. Измерение, анализ и
улучшение (II часть):
8.5. Улучшение
Каждый ключевой
процесс в СММ
разбивается на 5
общих свойств
(Common Features)
4. Измерение и анализ
(Measurement and Analysis):
8. Измерение, анализ и улучшение (I часть):
8.1. Планирование
8.2. Измерение и мониторинг
8.3. Управление несоответствиями
8.4. Анализ данных для улучшения
6. Управление
ресурсами
Plan
Action
Цикл Деминга
Check
Do
3. Выполняемые действия
(Activities Performed)
7. Реализация продукции (частично):
7.2. Процессы, связанные с потребителем
7.3 Проектирование и разработка
7.4. Закупки
7.5. Деятельность по производству и обслуживанию продукции
Рис. 1.9. Цикл непрерывного улучшения бизнес-процессов
по модели CMM и ИСО 9000:2008
44
45
Do
Plan
Цикл
Деминнга
Обеспечивают
достижение
Check
Action
Модель СММ (зрелость
процессов производства)
Level 3–4
Обеспечивает
выполнение
4.Изменение
и анализ
Каждый
ключевой
процесс
в СММ
разбивается
на 5 общих
свойств
3.Выполняемые
действия
2. Способность
выполнить
Рис. 1.10. Совместное использование модели СМК по ИСО 9000 и руководства PMBОK
Руководство
по управлению
проектами
РМВОК 2000
Модель ISO 9000 (Система
менеджмента качества)
СМК с учетом
использования
требований РМВОК
5. Проверка
реализации
1.Обязательство
выполнить
процесс (или элемент процесса, или часть инфраструктуры), но не
определяют способ достижения (конкретные технологии или методики), хотя для некоторых приемов даются общие рекомендации.
Для различных условий один и тот же результат может достигаться различными способами. Это скорее общие принципы работы,
чем конкретные действия.
Последовательное выполнение общих свойств фактически
реализует цикл улучшения бизнес–процессов (buisness-process
improvement – BPI, см. рис. 1.9), т. е. непрерывное улучшение бизнес-процессов.
Можно утверждать, что процессный подход стандартов ИСО
9000 вполне применим для управления проектами в рамках CMM
и PMBOK. Только в ряде случаев при управлении процессами модель необходимо дополнить рядом процессов, предусмотренных
PMBOK, которые расширяют сферу проектного обеспечения. На
рис. 1.10 приведена схема достижения 4-го уровня зрелости при
совместном использовании модели СМК ИСО 9000 и руководства
PMBOK.
Подчеркнем еще раз, что и СММ и ИСО 9001:2008 сами по себе
являются всего лишь моделями для непрерывного улучшения деятельности, которые постулируют, что нужно сделать, но не отвечают на вопрос, как это делать.
1.5. ГОСТ 10014. Руководящие указания по достижению
экономического эффекта в системе менеджмента качества
Международный стандарт ГОСТ Р ИСО 10014 [4] «О финансовых
и экономических выгодах предприятия» ориентирован на высшее
руководство. В отличие от стандартов ИСО 9000, постулирующих
только то, что необходимо сделать, но не объясняющих, как этого
добиться, стандарт ИСО 10014 предлагает пути и инструменты решения проблем. В нем изложены указания по получению финансовых и экономических выгод путем эффективного применения
восьми принципов управления качеством, изложенных в стандарте
ISO 9000:2005 [1]. Впоследствии эти принципы упоминаются как
«принципы управления» в тексте настоящего стандарта. В данном
документе высшему руководству представлена информация для содействия эффективному применению принципов управления и выбора методов и средств, которые обеспечивают устойчивый успех
организации. Здесь в качестве иллюстрации рассмотрим только
46
применение принципа системного подхода (остальные принципы
представлены в ГОСТе аналогично).
Принятие этих принципов управления является стратегическим решением на высшем уровне. В стандарте подтверждается
связь между эффективным управлением и получением финансовых и экономических выгод. Развертывание соответствующих методов и средств менеджмента качества содействует реализации согласованного системного подхода для рассмотрения финансовых и
экономических целей.
В целом экономические выгоды, а в нашем случае повышение качества обучения достигаются путем эффективного использования
ресурсов и реализации соответствующих процессов университета
для повышения эффективности и результативности организации.
Успешная интеграция принципов управления опирается на применение процессного подхода и методики: планирование, исполнение, проверка и принятие необходимых мер (на основе цикла Шухарда – Деминга – PDCA). Этот подход дает возможность высшему
руководству оценивать требования, планировать мероприятия,
распределять соответствующие ресурсы, осуществлять меры по
постоянному улучшению и измерять результаты для определения
эффективности. Он позволяет высшему руководству принимать
обоснованные решения, будь то определение коммерческих стратегий, разработка новой продукции или осуществление финансовых
соглашений.
Финансовые и экономические выгоды, которые могут достигаться путем применения этих принципов управления, включают
следующие:
– повышение рентабельности,
– увеличение доходов,
– улучшение исполнения бюджета,
– снижение затрат,
– улучшение движения наличных средств,
– повышение прибыли на инвестиции,
– увеличение конкурентоспособности,
– повышение сохранения и приверженности потребителей,
– повышение эффективности принятия решений,
– оптимальное использование наличных ресурсов.
Некоторые методы и средства используются в нескольких подразделах, указывая на взаимосвязи между принципами. Ниже в
качестве примера (см. рис. 1.11) рассмотрим принцип «системный
подход к управлению» (остальные принципы в стандарте представ47
лены аналогично). В приложениях ГОСТа приведены события, относящиеся к тому или иному уровню зрелости. Это дает основания
для осуществления контроля со стороны руководства и проведения
процесса самопроверки. В Прил. 2 данной монографии приводится
только перечень возможных инстументов качества, рекомендуемых ГОСТ 10014.
Системный подход к управлению – «понимание и управление
взаимосвязанными процессами как системы вносят вклад в результативность и эффективность организации при достижении
ее целей» (ISO 9000:2005).
Во всех международных стандартах, относящихся к тем или
иным направлениям менеджмента, принято оценивать уровни зрелости, достигнутые организацией на пути обеспечения качества
(см. рис. 1.12).
Полученные результаты, оцениваемые в баллах от 1 до 5, наносятся на лучи, представляющие собой в данном случае принципы менеджмента. Построение такой диаграммы применимо при
оценке любых мероприятий по обеспечению качества образования.
Иллюстрация диаграммы RADAR (results, approach, development,
assessment, review) приведена на рис. 1.11.
Взаимовыгодные
отношения
с поставщиками
Основанное
на фактах
принятие
решений
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Ориентация
на потребителя
Лидерство
руководителей
Процессный
подход
Постоянное
улучшение
Системный подход
к управлению
Рис. 1.11. Диаграмма RADAR
48
Вовлечение
работников
Вход
Результаты самооценки
Цикл постоянного улучшения
Планирование
Исполнение
Проверка
Принятие
необходимых
мер
Стратегическое
планирование
Разработка
систем
Оценка
Улучшение
– Система
сбалансированных
показателей
– Анализ характера
и последствий
отказов (FMEA)
– Построение
блок-схем
– Предупредительные действия
– Отображение
процессов
– Самооценка
– Модели обеспечения
превосходства в бизнесе (например, семейство стандартов ISO
серии 9000 и прочие
стандарты MSS)
– Информационная
панель
– Экономичные
производственные
процессы
– Аттестация
работников
– Статистический
контроль производственных процессов
(SPC)
Интеграция и
реализация процессов
– Системы бизнесинтеллекта
– Теория ограничений
(ТОС)
– Управление
ценностями
– Система
сбалансированных
показателей
– Контроль
несоответствий
– Корректирующие
действия
– Анализ характера
и последствий
отказов (FMEA) для
экономии затрат
– Рассмотрение
руководством
– Статистические
методы (см. ISO/TR
10017)
– Аудиты систем
В соответствии
с рис. 2.4
Выход
Достижимые выгоды
– оптимальное использование наличных ресурсов
– оптимальные, эффективные и рациональные процессы
– сокращение периода от начала разработки изделия до
выхода его на рынок
– повышение организационных результатов, надежности
и устойчивости
Рис. 1.12. Схема реализации принципа системного подхода
(ГОСТ Р ИСО 10014)
49
Таким образом, можно отметить, что управление качеством проектов основывается на интеграции моделей менеджмента качества
(ИСО 9000) и моделей управления проектами (СММ, РМВОК) и использует инвариантный набор методов и инструментов. Однако в
случае ситуационного управления применение ряда стандартных
инструментов оказывается неэффективным, а зачастую невозможным. Поэтому далее будут рассматриваться методы и инструменты, применимые при любом способе управления.
1.6. ISO 21500. Менеджмент проекта
Международный стандарт был подготовлен Проектным комитетом ISO/PC 236 «Управление проектами». Появление этого
стандарта в конце 2012 года произвело эффект взорвавшейся бомбы. До его появления на рынке безраздельно царил стандарт американского института PMI – PMBOK (Project Management Book
of Knowledge) – свод знаний ПМ. Но, вероятно, наступает закат
PMBOK и, как следствие, сертификации PMP, а на его месте окажется ISO 21500 и сертификационная модель ISO. Это является
последствием не столько принятия стандарта, сколько удивительных решений менеджмента PMI, которые фактически потеряли
контроль над своей главной интеллектуальной собственностью.
Раньше отношения ISO и PMI были дружескими, так как ISO не
создавало стандартов, на базе которого можно было создать аналог
PMBOK с выходом на прямой аналог сертификации PMP. Стандарты качества ISO, затрагивающие управление проектами, касались
сертификации организаций, но не специалистов.
Специалисты PMI бесплатно! передали комитету ISO PC-236
Project Management ядро PMBOK для стандарта ISO 21500, и 32
крупнейшие мировые страны проголосовали на комитете, что принимают такой удивительный подарок. Достаточно отметить, что
эксперты PMI приняли участие в разработке стандарта только
на условиях, что в него будет включена следующая фраза: «This
International Standard is not intended for certification or regulatory
purposes». Иными словами, запрещается на базе стандарта ISO делать сертификации, торговать как обучением и экзаменами, а также ставить ISO 21500 выше локальных стандартов стран (например, PMBOK – это национальный стандарт ANSI в США). Однако
на финальном голосовании при введении ISO 21500 в действие данную фразу убрали и члены команды разработки ISO 21500 коммен50
тируют это именно в связи с тем, что имеется желание коммерциализировать стандарт, продавая услуги обучения и прохождения
сертификации. Кроме этого, как в США, так в России в гражданском законодательстве действует паритет международных договоров над местным правом. Иными словами, без указанной фразы
«regulatory purposes» стандарт ISO 21500 автоматически становится более старшим относительно ANSI PMBOK в США или ГОСТ в
России и в случаях расхождений законодатели США, России и Евросоюза требуют следовать принятому странами международному
стандарту. По мнению автора PMBOK Дункана, ISO 21500, как и
«оригинальный PMBOK», является фундаментальным стандартом
для всех типов проектов. Впервые в истории PMBOK получил конкурента, который базируется на его же идеях и представлен более
авторитетной организацией, чем PMI.
Причин тому, что PMI допустил такой просчет, много, назовем
некоторые из них.
1. Возможно, менеджеры PMI не до конца усвоили процедуры
ISO и им показалось, что запрет на разработку сертификации в преамбуле ISO 21500 достаточная гарантия и не знали, что процедуры
ISO легко позволяют все поменять простым голосованием. 2. PMI, излишне доверяя ISO из-за «хороших отношений», не
заметил, когда перешел юридическую грань фактической утраты
эксклюзивных прав на интеллектуальную собственность, на которой базируется весь бизнес обучения и сертификации PMI.
3. Возможно, менеджеры PMI не понимали, что многие эксперты-практики негативно относятся к такому явлению, как методологические абстракции, которых много в PMBOK, и поэтому думали, что раз от него отрезают большие куски, то никакой угрозы нет
и «содержание» остается в их руках. Но им и в голову не пришло,
что эксперты ISO мастерски отрезают как раз лишнее, которое давно хотели убрать из PMBOK практикующие управленцы для упрощения использования стандарта.
4. Судя по комментариям менеджеров PMI, можно также предположить, что они надеялись просто расширить PMBOK на модель
ISO, но ISO 21500 составлен так, что нет никаких препятствий объявить его самодостаточным и полным, что снимает ограничения
для начала построения собственной сертификационной модели.
5. Злую шутку с PMI сыграло также то, что для большинства
PMP стандарты ISO – это стандарты на организацию типа ISO 9000.
На деле ISO имеет 16 000 стандартов и около 8000 сертификационных программ всех возможных типов: на организацию, на техно51
логии и на профессионалов. Причем ISO уже занимается сертификацией членов проектных команд, но пока для IT-проектов. Но то,
что ISO – это может быть больше, чем ISO 9000, многим и в голову
не приходит.
6. Представители правительств 32 стран и ведущие эксперты
поставили подписи под формулировкой главы 1. Это больше, чем
рекомендация считать ISO 21500 самодостаточным, это государственная позиция России, США и Евросоюза. В ISO 21500 перенесено из PMBOK все лучшее и самое важное
(классификаторы процессов и терминология). Для оценки конкурентности ISO 21500 против PMBOK полезна статья Гашика
(http://www.sybena.pl/dokumenty/ISO-21500-and-PMBoK-Guide.
pdf). ISO 21500 базируется на скелете процессов PMBOK. Эксперты ISO приняли мудрое решение – они отказались от динозавра и
преднамеренно сделали стандарт очень легким и простым, оставив
именно те 20–30 %, которыми и пользуются на практике люди.
Именно простота и практичность ISO 21500 может убить PMBOK,
перегруженный методологическими рудиментами, которые неизбежно накопились со времен первой редакции Дункана.
ISO 21500 сохраняет 95 % структуры PMBOK, но при этом «тело
знаний» о проектном менеджменте существенно очищено от устаревших академических абстракций. Поэтому, если будет сделана
сертификация по ISO 21500, то большинство опытных менеджеров
могут пройти такой сертификационный экзамен без подготовки,
просто на базе здравого смысла и своего успешного опыта.
ISO/ANSI куда более авторитетная и влиятельная структура,
чем PMI. Традиционно ISO старается работать с государственными регуляторами. ISO, как мегагигант стандартизации, имеет преимущество перед PMI в области интеграции разных стандартов.
Очевидно, что стандарт качества ISO будет хорошо стыковаться со
стандартом управления проектами ISO. А вот такая интеграция
между стандартом качества ISO и методиками PMI совсем не гарантируется.
Преимущество сертификации по модели ISO в том, что ISO строит модель так, что это будут самые авторитетные сертификации из
всех возможных, так как они будут признаны государством. Для
примера сертификацию по модели менеджмента качества по ISO
выполняет Росстандарт через аккредитованные им центры сертификации. Если же организации не нравится процедура сертификации ISO от отечественных компаний, как слишком слабая или
субъективная, то можно выбрать иностранную компанию по серти52
фикации ISO, выбрав провайдера сертификации по своему карману.
Чтобы не получилось, как с ISO 9000, когда большинство компаний
в России предпочитали европейский или американский вариант
сертификации, как более высокого качества и более авторитетный.
И, наконец, базовые знания по управлению проектами упрощаются и становятся более доступными. Однако одновременно происходит резкое повышение требования к знанию отраслевой специфики проектов, которые должны составлять 80 % знаний современного профессионала в УП.
Рассмотрим кратко основные положения нового стандарта.
1. Область применения. Этот Международный Стандарт представляет собой всеобъемлющее руководство, охватывающее все
стороны управления проектами.
Этот Международный Стандарт может быть использован любым
типом организации в любой отрасли, в том числе государственными органами, частным бизнесом или общественными организациями, и подходит к любому типу проекта, независимо от сложности,
размера и продолжительности.
Этот Международный Стандарт обеспечивает высокий уровень
описания концепции и процессов управления проектами, которые считаются достаточными для формирования лучших практик
управления проектами.
Этот Международный Стандарт рассматривает проекты в контексте их выполнения в рамках Программ Проектов и Портфелей
Проектов, но не дает подробных указаний по управлению программами и портфелями проектов в целом.
Общие дисциплины управления рассматриваются Стандартом
только в той степени в какой они относятся к управлению проектом.
2. Термины и определения. Настоящий Международный Стандарт дает определения терминам, используемым в управлении проектами. Термины повторяют термины PMBOK и поэтому здесь не
приводятся.
3. Концепции проектного менеджмента. Этот раздел наиболее
интересен, поскольку описывает ключевые понятия, специфичные
для проектов, отражающие разные стороны выполнения проектов.
Необходимо отметить, что группой экспертов ФАТРИМА (Росстандарта), работавших в ИСО над созданием МС ISO 21500, подготовлены и выпущены рамочные стандарты ГОСТ Р 54869 – 54871 – 2011,
содержащие требования к управлению проектами, портфелями и
программами, полностью соответствующие идеям МС ISO 21500.
Поэтому на рис. 1.13 представлена не англоязычная версия взаи53
мосвязи понятий проектного менеджмента, а их представление в
стандарте ГОСТ Р 54869.
Основным понятием этого раздела является определение проекта: «Проект – это уникальный набор процессов, состоящих из скоординированных и управляемых задач с начальной и конечной датами, предпринятых для достижения цели. Достижение цели проекта требует получения результатов, соответствующих определенным заранее требованиям, в том числе ограничений на получение
результатов, таких как время, деньги и ресурсы».
Среди определений стандарта следует обратить внимание на два
пункта:
– п. 3.5.2.1. Управление портфелем проектов (ГОСТ З 54870).
Портфель проектов представляет собой набор проектов и программ
и других работ, которые сгруппированы вместе, чтобы способствовать эффективному управлению и достижению стратегических целей. Управление портфелем проектов является централизованным
управлением одним или несколькими портфелями проектов, которое включает в себя выявление возможностей начала проектов,
разрешение начала проектов, управление и контроль проектами,
программами и другими работами для достижения определенных
стратегических целей.
Может быть целесообразным проводить выявление возможностей для начала проектов, их отбора, утверждения и управления
Получает
Заказчик
Обеспечивает
ресурсами,
поддерживает
Куратор проекта
Назначает,
делегирует
полномочия
Инициирует
Имеет
результатом
Создает
Проект
Отчитывается
Отчитывается
Продукт
проекта
Утверждает
Планирует,
контролирует,
обеспечивает
реализацию
Работает над
Базовый план
Выполняют
работу
согласно
Разрабатывает
Руководит
Команда
проекта
Руководитель
проекта
Отчитывается
Рис. 1.13. Основные понятия проектного менеджмента и их взаимосвязь
54
проектами с помощью Автоматизированной Системы Управления
Портфелем Проектов.
– п. 3.5.2.2. Управление программами проектов (ГОСТ Р 54871).
Программа проектов представляет собой группу взаимосвязанных
проектов и других мероприятий в соответствии со стратегией организации или важными целями. Управление программами проектов состоит из централизованной и скоординированной деятельности по достижению поставленных целей перед всей программой
проектов.
На рис. 1.14 приведена схема управления программами проектов.
4. Менеджмент процессов проекта. ISO 21500 подразделяет
проектные процессы на пять процессных групп. Ниже приведена
таблица сравнения двух стандартов, о которых идет речь в этом параграфе по этому показателю.
ISO 21500
Руководство PMBOK
Начинающая (initiating – ред.)
Планирующая (planning – ред.)
Внедряющая (implementing – ред.)
Проверяющая (controlling – ред.)
Начинающая (initiating – ред.)
Планирующая (planning – ред.)
Выполняющая (executing – ред.)
Проверяющая и мониторинговая
(Monitoring and Controlling – ред.)
Закрывающая (closing – ред.)
Закрывающая (closing – ред.)
Заказчик
программы
Заинтересован в
Определяет
цели
Осуществляет
поддержку
Выгоды
Приносит
Программа
Создает
результат
Куратор
программы
Содержит
Осуществляет
контроль
Планирует,
контролирует,
обеспечивает
реализацию
Проект
Отчитывается
Руководитель
программы
Руководитель
проекта
Планирует,
контролирует,
обеспечивает
реализацию
Контролирует
Рис. 1.14. Понятия менеджмента программы и их взаимосвязь
55
В вопросе групп процессов разница между двумя стандартами
минимальна. По сути, она заключается лишь в различии подобранных определений для одного и того же:
1) в основу нового стандарта легла процессная модель по аналогии с PMBOK4;
2) в новом стандарте из 39 процессов 35 взяты из PMBOK4, где
31 процесс имеет прямой аналог в PMBOK4;
3) такие области знаний PMBOK4, как управление временем, затратами, качеством, поставками и рисками не потерпели никаких
изменений, кроме объединения некоторых процессов в один;
4) области знаний PMBOK4, в которые, собственно, и были «запечатаны» процессы, были переименованы в Subjects (предметные
области), а «управление коммуникациями» разбито на две части –
управление заинтересованными сторонами и управление коммуникациями.
Однако еще раз подчеркнем, что структура описания процессов в ISO 21500 и PMBOK различается. Главная характерная черта
ISO 21500 состоит в том, что он, в отличие от PMBOK, не приводит описание техники и инструментов, а дает лишь общее описание
процессов, концентрируясь на входах и выходах. Описания из ISO
21500 гораздо короче, чем подразделы, посвященные процессам из
PMBOK. Грубо говоря, в ISO 21500 затрачена страница на описание
нескольких процессов, а в PMBOK несколько страниц – это только
один процесс.
Заключая параграф, подчеркнем еще раз преимущества ISO
21500, которые, несомненно, сделают его основным в проектном
менеджменте.
– упрощение описаний и объема материала, что делает его понятным для управленцев;
– вывод стандарта на межгосударственный уровень;
– стимулирование обмена знаниями между проектами и организациями для улучшения реализации проектов;
– обеспечение эффективных процедур проведения тендеров с помощью единой терминологии управления проектами;
– обеспечение гибкости привлечения сотрудников по управлению проектами и возможности работы в международных проектах;
– описание универсальных принципов и процедур управления
проектами.
56
ГЛАВА 2
МЕТОДЫ И ИНСТРУМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТОВ
2.1. Понятие инструментального ящика
Процесс УП включает в себя фазы процесса, контрольные события, технические результаты и результаты управления. Поддержка данного процесса осуществляется с помощью набора инструментов. В такой поддержке важны два принципа.
Во-первых, каждый конкретный управленческий результат
поддерживается конкретным инструментом или инструментами из
набора, названного «инструментальным ящиком» [21]. Каждый из
этих инструментов отбирается по факту систематического применения, помогающего получить требуемый предмет поставки.
Во-вторых, «инструментальный ящик» сконструирован таким
образом, чтобы включать в себя все инструменты, необходимые для
получения полной совокупности управленческих результатов процесса стандартизованного УП. Очевидно, что «инструментальный
ящик» разрабатывается для конкретного процесса стандартизованного УП. Если бы этот принцип не соблюдался, вместо «инструментального ящика» имелась бы совокупность отдельных инструментов, выполняющих ту же роль, что и традиционные инструменты
управления. Значимость новой роли «инструментального ящика»
УП очевидна. Если обратиться к ГОСТ 10014, то в нем в качестве
рекомендации приведен перечень возможных методов и инструментов (см. Прил. 2). Естественно, что на практике приходится
пользоваться лишь некоторыми из них. Разработанный как набор
предварительно определенных инструментов, «инструментальный ящик» обеспечивает поддержку процесса стандартизованного
управления проектами посредством предоставления практического и осязаемого, но при этом систематизированного пути получения
совокупности результатов управления по данному процессу. Стратегическое значение поддержки показано на рис. 2.1. Направленные вверх стрелки демонстрируют, что «инструментальный ящик»
поддерживает процесс стандартизованного УП, который помогает
реализовать стратегию УП, а следовательно, и конкурентную стратегию компании, направленную на обеспечение ее выживания и
роста. Для того чтобы более высокий уровень действительно поддерживался более низким, конкурентная стратегия должна быть
57
Конкурентная
стратегия
Стратегия
управления проектами
Процесс стандартизированного
управления проектами
«Инструментальный ящик»
управления проектами
Рис. 2.1. Пирамида управления проектами
движущей силой стратегии управления, которая определяет и направляет процессы стандартизованного УП, что напрямую влияет
на структуру набора инструментов (это показано с помощью направленных вниз стрелок).
Рассмотрение стратегического окружения УП поможет понять
отдельные аспекты новой роли набора инструментов – в частности,
каким образом должно обеспечиваться соответствие между поддержкой процесса стандартизованного УП, оказываемой «инструментальным ящиком», и конкурентной стратегией.
Суть конкурентной стратегии состоит в создании преимущества,
которое позволит компании обогнать своих конкурентов [20]. Чтобы обеспечить такое преимущество, компании задействуют свои
организационные ресурсы.
Понятие «стандартизованные» означает проведение работ на основании нормативных документов всех уровней (международные,
национальные, отраслевые стандарты и стандарты и инструкции
организации). Полная изменчивость процесса УП, даже в случае
ситуационного управления – это крайний случай. Совершенно очевидно, что 100%-ная изменчивость означает нулевую стандартизацию. Другой крайний случай – 100%-ная стандартизация конкретного процесса: данный процесс всегда выполняется одним и тем же
способом. В этом случае изменчивость составляет 0%. Между этими двумя крайностями лежит область реальных процессов управления проектами с различными значениями стандартизации и изменчивости.
58
На практике это означает, что у организации есть широкий выбор при разработке процессов УП – они могут быть более или менее
стандартизованными. Следовательно, менеджеры должны решить,
какого уровня стандартизации они желают достичь и своих процессах. Основная причина стандартизации – необходимость создания
предсказуемого процесса, который бы предотвращал изменчивость
управленческих операций, уменьшал их зависимость от конкретного проекта, конкретного менеджера. В результате процесс становится повторяемым, несмотря на изменения ожиданий заказчика
или смену руководства. Чем выше стандартизация, тем выше повторяемость.
Решение о том, насколько сильно должен быть стандартизован
процесс управления проектами, – это установление отношения
между стандартизацией и изменчивостью, называемого обычно
гибкостью. Оно определяется стратегией УП, точнее типами проектов, с которыми имеет дело эта стратегия. В целом стратегия для
проектов с высокой степенью определенности будет стремиться к
более высокому уровню стандартизации и меньшему уровню гибкости. В любом случае процесс должен соответствовать стратегии
УП. В частности, когда стратегия ориентирована на расписание,
стоимость или показатель «цена – качество», процесс стандартизованного УП необходимо ориентировать на то же самое. Это значит,
что совокупность упорядоченных и взаимосвязанных фаз процесса, его предметов поставки и контрольных событий будет ориентирована на расписание, стоимость или показатель «цена – качество»
соответственно. С данным процессом тесно переплетены другие составляющие УП – проектная организация, информационные технологии, культура и лидерство. Иными словами, стратегия УП обеспечивается не одним только процессом стандартизованного управления, а всей синергетической совокупностью компонентов УП.
Определим «инструментальный ящик» как набор предварительно выбранных инструментов, которые менеджер способен задействовать в процессе стандартизованного УП. При использовании такого набора возможны два варианта.
В первом случае каждый инструмент набора поддерживает конкретные результаты процессов управления.
Во втором случае идея состоит в том, чтобы поддерживать
управление «инструментальным ящиком». При этом отдельные
инструменты набора следует рассматривать в качестве заменителей результатов управления, т. е. вместо того чтобы фокусироваться на процессе применения какого-либо инструмента, как это
59
происходит традиционно, делается акцент на его использовании
для достижения конечного итога, который, в сущности, является
результатом проекта. Таким образом, каждый инструмент набора
может быть представлен в виде результата. Аналогично весь набор
инструментов допустимо расценить как совокупность результатов
управления в процессе стандартизованного УП. На практике компании используют набор инструментов обоими способами, причем
первым – чаще. Вместе с тем при ситуационном управлении можно
выделить ряд методов, которые практически всегда должны попадать в набор «инструментального ящика» – это метод проектирования для шести сигм – ДФСС (design for six sigma); система сбалансированных показателей – ССП (balanced score card) и имитационное моделирование (ИМ). Кроме того, надо четко понимать, что
в настоящее время любой из названных в ГОСТ 10014 инструментов
поддерживается ПО. (указанные методы будут рассмотрены ниже.
Сравним методы «один инструмент за один раз» и «инструментального ящика». Вне зависимости от избранной стратегии организации, которые являются исполнителями проектов, сталкиваются
с реальностью конкуренции – в дело включаются их заказчики. Заказчики говорят компаниям, что они хотят, когда они хотят это
(как можно быстрее – требование высокой скорости), в каком качестве они хотят это (как можно лучше – требование более высокого качества и удовлетворения заказчика) и сколько они готовы
за это заплатить (как можно меньше – требование низкой стоимости) [21]. Чтобы выполнить предъявленные требования, ведущие
компании стремятся создать такой процесс стандартизованного
управления, который способен обеспечивать для выполняемых
проектов:скорость, повторяемость, параллелизм.
Важная роль здесь принадлежит набору инструментов управления качеством проектов. Рассмотрим вышеперечисленные параметры более детально.
Скорость. Этот параметр означает способность организации быстро реализовать проект. Хотя смысл, который разные заказчики
вкладывают в понятие «быстро», может меняться, в любом случае
быстро – это конкурентоспособность. Допустим, в каком-то случае
«быстро» может означать, что длительность цикла в организации
должна быть уменьшена с 18 месяцев до 9, иначе компания не выдержит конкуренции. Для того чтобы это стало возможным, в наличии должны быть многие компоненты процесса стандартизованного УП. Например, должно существовать наложение операций проекта как внутри фаз, так и между фазами, должны быть устранены
60
все операции, которые не добавляют скорости, а также все остальные излишества и т. д. По существу, это означает наличие процесса
УП, рационализированного настолько, чтобы обеспечивать необходимую скорость реагирования на требования заказчика.
Повторяемость. Быстрого выполнения проекта недостаточно,
если достигнутый результат не поддается повторению. Организация должна обладать способностью в любой момент единообразно
выполнить поток последовательных проектов по требованию заказчика. Если требование заказчика – скорость, проекты должны реализовываться одинаково быстро. Если проекты повторяемые, это
минимизирует отклонения в процессе их выполнения, что увеличивает скорость реализации и повышает их качество. Повышение
качества ведет к снижению стоимости, поскольку требует меньшего числа переделок, характеризуется меньшим количеством ошибок, меньшими задержками и простоями, а также рациональным
использованием времени. Достигнув большей скорости, более высокого качества и меньшей стоимости проектов, организация сможет лучше реагировать на требования заказчика, добиваясь его
удовлетворения.
Параллелизм. В дополнение к скорости и повторяемости при
выполнении последовательных проектов реагирование на требования заказчика также подразумевает способность одновременно
выполнять совокупность проектов, как правило, не зависящих
друг от друга. Дело в том, что одни проекты маленькие, а другие –
большие. Так как они являются независимыми и используют один
объем ресурсов, проблема состоит в том, чтобы выполнять их параллельно, согласованной группой. Отклонения при осуществлении какого-либо проекта не допускаются, каждый проект должен
выполняться с нужной скоростью и качеством – в противном случае возможны перенос сроков завершения тех или иных проектов,
увеличение стоимости, разочарование заказчика. Как и в случае
повторяемости, минимизация отклонений в ходе реализации проектов позволит улучшить такие характеристики, как скорость и
качество, что, в свою очередь, приведет к снижению стоимости и
с н о в а послужит для выполнения требований и удовлетворения
заказчика.
Чтобы добиться таких показателей скорости, повторяемости
и параллелизма, нельзя собрать лучших людей, выделить им все
необходимые ресурсы и ждать, когда они создадут великолепный
проект. Напротив, необходим твердый процесс стандартизованного УП, поддерживаемый соответствующим набором инструментов.
61
Выбор метода «один инструмент за один раз» требует значительных ресурсов и опыта. Нет оснований полагать, что каждый
менеджер проекта – особенно не очень опытный, обладает ресурсами и опытом для того, чтобы быстро, планомерно и единообразно
отобрать для себя нужную совокупность инструментов. Более того,
такие менеджеры проектов обычно изо всех сил ищут необходимые
инструменты и учатся их использовать, внося отклонения в процесс
стандартизованного УП. Подобное поведение может замедлить выполнение проектов, а также ухудшить их повторяемость и параллелизм (табл. 2.1). Напротив, менеджеры, в распоряжении которых
имеется как процесс УП, так и соответствующий набор инструментов, точно знают, какой инструмент и как нужно использовать для
поддержания данного процесса. Иными словами, они имеют в своем распоряжении стандартизованный «инструментальный ящик»,
способный обеспечить поддержку процесса стандартизованного УП
с минимальной изменчивостью. В результате находящиеся в их ведении проекты будут выполняться быстрее, с большей степенью повторяемости и параллелизма.
Менеджеры проектов часто полагают, что единожды созданный
«инструментальный ящик» легко применить к любому проекту.
Разумеется, это неверно. «Ящик» может иметь любой размер, форму, состав. Данный вопрос связан с процессом стандартизованного управления и типами обслуживаемых им проектов. Поскольку
«инструментальный ящик» приведен в соответствие процессу УП,
совершенно очевидно, что уровень стандартизации процесса влияет на уровень стандартизации «ящика».
Стратегия управления качеством проектов критически важна для поддержки конкурентной стратегии организации. По сути
дела, стратегия управления тщательно разрабатывается и приводится в соответствие конкретному типу конкурентной стратегии
компании.
Таблица 2.1
Сравнение методов «один инструмент за один раз»
и «инструментальный ящик»
Требование
Влияние на процесс СУП
«Один инструмент за один раз»
Скорость
Повторяемость
Параллелизм
62
Ниже
Менее повторяемый
Менее достижим
«Инструментальный ящик»
Выше
Более повторяемый
Более достижим
Цель этого состоит в том, чтобы обеспечить желаемую и эффективную стратегию УП – сфокусированную на расписании, стоимости или показателе «цена – качество». Таким образом, в сочетании
с другими бизнес-стратегиями УП становится той бизнес-стратегией, которая приведет к успеху организации. В целом роль «инструментального ящика» состоит в поддержке процессов стандартизованного УП, которые помогают формировать и проводить стратегию управления.
2.2. Обзор инструментов менеджмента качества
Менеджмент качества (МК) широко распространён в Японии и
в западных странах. Однако на Западе МК рассматривается как задача, отдельная от этапов проектирования и производства. Персонал, занимающийся МК, обычно не входит в состав разработчиков и
проводит независимые и объективные исследования и анализ образцов разрабатываемой продукции. Этот вид деятельности включает
в себя исследование и управление статистическими процессами
производства, проведение испытаний и часто включает менеджмент по совершенствованию методов улучшения качества. В России этими видами деятельности, в той или иной степени, занимаются службы ОТК, метрологии, управления качеством (если таковая существует в структуре организации). В США работу экспертов
в области качества объединяет ASQC (American Society of Quality
Control), в Европейском сообществе – EOQ (European Organization
of Quality).
В отличие от такого подхода в Японии менеджмент качества –
цель и обязанность всех разработчиков и менеджеров. Должно
быть, поэтому в Японии отсутствует отдельный орган, отвечающий
за обеспечение качества. Однако Японский союз инженеров и учёных (JUSE) занимается качеством в первую очередь, а руководство
всех организаций и правительственные структуры считают проблемы МК важнейшими.
Не удивительно, что большинство инструментов и методов МК
пришло с Востока и носят японские названия. Важным показателем этого является наличие в США консалтинговых центров по
японским методам качества, а ряд известных научных центров
в США возглавляют японские специалисты. Уместно напомнить,
что методы робастного проектирования (РП) носят имя Тагути,
диаграмма причинно-следственных связей имя Исикавы, матрицы
63
СФК имя Акао, ряд инструментов МК называется «семь японских
методов», в англоязычной литературе прижились без перевода на
английский японские термины, которые, кстати, перекочевали
уже в русские научные публикации. Примеры можно множить, но
и сказанного достаточно для понимания того факта, что Япония не
собирается уступать свои передовые позиции в МК.
Известные всем специалистам семь простых методов (диаграммы Парето, диаграммы Исикавы, контрольные карты и т. д.), описанные во многих монографиях и учебных пособиях [12], по сути
являются прообразом идеи инструментального ящика (см. п 2.1).
Подчеркнем, что усилиями создателя JUSE Каоро Исикавы
почти во всех университетах Японии читается курс практического использования статистических данных и все ! рабочие японских
промышленных предприятий владеют семью простыми методами
обеспечения качества. К сожалению, отметим, что в России многие
инженеры даже не слышали о семи простых методах.
Классификация, структура и свойства современных инструментов МК и УП представлены на рис. 2.2 и в табл. 2.2.
Больший интерес следует проявить ко второму поколению
японских методов, названных в США «Семь инструментов планирования и менеджмента» (в оригинале под редакцией Шигеру МиИнструменты МК
7 новых методов
менеджмента
7 простых
методов
Контрольные листки
Гистограммы
Диаграмммы
рассеяния
Стратификация
Диаграммы Парето
Диаграммы Исикавы
Контрольные карты
7 методов
исследования
Диаграммы сродства
Диаграммы связей
Древовидные диаграммы
Матричные диаграммы
Стрелочные диаграммы
Матрицы приоритетов
PDPC-диаграммы
Метод шести сигм – МШС
Теория ограничений – ТОК
Бережливое производство – ЛИН
Проектирование для шести сигм – ДФСС
Аксиоматическое проектирование – АП
Имитационное моделирование – ИМ
Система сбалансированных показателей – ССП
Рис. 2.2. Классификация инструментов МК
64
зуно – Management for Quality Improvement: The 7 New QC Tools).
Эти методы предназначены для расширения области применения,
занятой семью простыми, или базовыми, методами. Интересно отметить, что в разных источниках соблюдается число семь, а названия методов меняются. Знание этих инструментов необходимо специалистам по МК. Более подробно познакомиться с ними следует
по первоисточникам или по монографиям, посвящённым методам
планирования и управления при обеспечении качества.
Таблица 2.2
Сравнение применимости инструментов МК
Инструменты качества
Пользователь
Семь простых методов Весь персонал оробеспечения качества ганизации, включая
рабочих
Семь новых методов
Руководители и члены
планирования и управ- команд, отделы маркеления
тинга, плановый
Семь методов исследо- Специалисты по
вания и обеспечения
качеству, главные конструкторы
Этап ЖЦ
Статистическое
регулирование производства
Создание концепции,
планирование, контроль, управление
Выбор концепции,
проектирование, производство
Примечание. В табл. 2.2 названия инструментов даны в полном переводе с языка оригинальных публикаций, в то время как на рис. 2.2 даны их
краткие наименования.
Авторы не задавались целью сравнительного анализа упомянутых инструментов качества, все они нужны и должны использоваться, некоторые в частных случаях исследования, некоторые
на определённых этапах ЖЦ продукции, некоторые на всех этапах
ЖЦ, как самостоятельно, так и в сочетании с другими инструментами. Поэтому знание этих методов необходимо, а их оптимальное использование придёт с опытом и будет зависеть от конкретных задач. В настоящей монографии (см. гл. 3) рассматриваются
лишь методы исследования, получающие все большее применение
в практике работы всех передовых фирм и компаний. Необходимо
отметить, что в набор «семь методов исследования» разные авторы
включают различные методы, например РП, структурирование
функции качества и др. Авторы монографии в стремлении отразить
самые современные тенденции сочли необходимым включить в набор именно те методы, которые отмечены на рис. 2.2 серым цветом.
Рассмотрению их посвящены гл. 3–5 монографии.
65
2.3. Жизненный цикл проекта
Понятие ЖЦ достаточно размыто, так как оно используется
в разных нормативных документах различных организаций. Однако появление системного ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 – 2008 [5] внес
порядок в определение понятия «жизненный цикл системы».
«Жизненный цикл – эволюция системы, продукции, услуги,
проекта или иного рукотворного объекта от замысла до прекращения использования».
Каждая система, вне зависимости от ее вида и масштаба, проходит ЖЦ согласно некоторому описанию от своего изначального замысла до окончательного прекращения использования. Описание
ЖЦ, таким образом, – это концептуальная сегментация определения
потребности в системе, ее реализации в виде продукции или услуги
и ее использования, эволюции и вывода из эксплуатации. Описание
ЖЦ обычно сегментировано по стадиям, способствующим планированию, разворачиванию, эксплуатации и поддержке целевой системы. Такие сегменты дают упорядоченное продвижение системы
через установленные пересмотры выделения ресурсов, что снижает
риски и обеспечивает удовлетворительное продвижение. Основной
причиной применения описаний ЖЦ является потребность в принятии решений по определенным критериям до продвижения системы
на следующую стадию. Нужно учитывать, что когда говорится об
описании жизненных циклов, чаще всего имеется в виду описание
не конкретного ЖЦ, а типового ЖЦ, и более того – даже когда пропускается слово «модель», то тоже может иметься в виду класс, а не
его экземпляр. Тем самым в текстах по системной инженерии смешивается не только символ (описание, модель) и реальная жизнь, но
и экземпляр (описания, модели) и включающий его класс. Понятие
«жизненный цикл» само по себе противоречиво (оно пришло из исследований по биологии, где взрослая особь дает потомство, как бы
начиная новый «жизненный цикл» – в технике же система потомства не дает, поэтому и «цикла» с замыканием кольца нет). В табл. 2.3
представлены основные стадии ЖЦ, их цель и схема решений.
С учетом реализуемых проектов число стадий ЖЦ может меняться, различные варианты числа стадий приведены на рис. 2.3.
Несмотря на различие применений, общая идеология стандарта
15288 сохраняется. Жизненный цикл включает в себя большой набор процессов, который необходимо реализовать во время управления конкретным проектом.
66
Таблица 2.3
Стадии жизненного цикла
Стадии ЖЦ
Цель
Схема решений
Замысел
Определить потребности ЗС
Исследовать замыслы
Предложить решение
Разработка
Уточнить требования
Описать решения
Создать систему (проект)
Провести верификацию
Производство
Произвести систему
Проконтролировать и испытать
Применение
Обеспечить применение
Поддержка приОбеспечить реализацию
менения
возможностей системы
Перевод в катего- Хранение, архивирование
рию непригодных или списание
для применения
ПО
Концепция
Оборудование
Идея
Проектирование
Определение
требуемых
компетенций
Персонал
Разработка
Вариант решения:
Выполнить следующую
стадию
Продолжить данную
стадию
Приостановить проект
Завершить проект
Поддержка
Изготовление
Приобретение
Обучение
Проектирование
Здание Визуализация сооружения и Согласование Строительство
площадки
Природный
ресурс
Проект
Система
Приобретение
Определение
выхода
Идея
Разработка
Графическое
представление
Описание
Разработка
Изготовление
Эксплуатация и
поддержка
Списание
Использование
и рост
Отставка
Эксплуатация
и поддержка
Эксплуатация
Пилотное
внедрение
Списание
Разборка
Рекультивация
Использование и
совершенствование
Использование
Поддержка
Ликвидация
Списание
Рис. 2.3. Варианты стадий жизненного цикла
67
Итак, обобщим понятие ЖЦ проекта. Слово «цикл» не должно
смущать – ничего циклического в ЖЦ нет. Слово «цикл» имеет
смысл «типичности», говоря о том, что то же самое происходит и
с другими системами. Формально ЖЦ – это смена состояний системы/проекта в период времени от замысла до прекращения её
существования. Причем учтем, что ЖЦ – всегда ЖЦ конкретной
системы. Процессы ЖЦ – это те процессы, которые разработчики
выполняют над/с системой и которые меняют состояние системы,
заставляя ее эволюционировать в ходе её ЖЦ. В варианте стандарта 15288 выделяется 25 таких процессов (рис. 2.4).
Нужно также добавить, что процессы любого проекта, как любые системы, сами проходят ЖЦ: их задумывают, проектируют,
потом идет постановка процессов (претворение процессных норм
в жизнь) и т. д. Цикл жизни процесса – это его прохождение по
уровням зрелости. Уровни зрелости процесса составляют его стадии ЖЦ, на которых описание процесса имеет разный нормативный статус (от отсутствия описания, к описанию процессов «как
есть», далее к обязательному выполнению описаний как нормы,
далее к постоянному пересмотру и улучшению нормативных описаний процессов «как должно быть».
Принято выделять два класса стандартов – технологические и
рамочные. Технологические стандарты определяют особенности
реализации тех или протоколов, интерфейсов для конкретных применений.
Жизненный цикл системы
Предприятие:
Управление средой
Управление инвесторами
Управление жизненным
циклом систем
Управление ресурсами
Управление качеством
Договорные
отношения:
Приобретения
Поставки
Технологические
активности:
Определение
требований
заинтересованных
сторон
Анализ требований
Проектирование
архитектуры
Реализация
Интеграция
Верификация
Передача
Валидация
Эксплуатация
Сопровождение
Списание
Проектные активности:
Планирование
Обследование
Контроль
Принятие решений
Управление рисками
Управление конфигурацией
Управление информацией
Рис. 2.4. Иерархия процессов при реализации ЖЦ проекта
68
При использовании общих принципов управления проектами,
в том числе и ситуационного, применяются рамочные стандарты,
к числу которых принадлежит и рассматриваемый стандарт 15288.
В рамочных стандартах прослеживается тенденция выделения
стандартных приемов в отдельные области архитектуры проекта.
Подобно тому, как проект здания может включать в себя элементы
ранее созданных конструкций, так и реализация поддержки бизнес-процесса может использовать уже известные фрагменты типовых конфигураций оборудования, ПО или учебных программ. Это
позволяет, с одной стороны, значительно сократить сроки выполнения решения, с другой – уменьшить риски за счет использования
фрагментов, проверенных на практике.
2.4. Выбор «инструментального ящика»
Применение методов и инструментов необходимо на всех стадиях
ЖЦ, но состав «инструментального ящика» может претерпевать изменения. После того как из ряда альтернатив будущего проекта выбрана одна и для нее определены основные критерии проекта, производится определение состава «инструментального ящика» (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Примерный набор используемых инструментов
Стадии прохождения проекта
Основные процессы
Инициация
Отбор проектов
Балансирование портфеля
Голос бизнеса и потребителя
Содержание
План
Команда
Риски
качество
Применяемые методы
и инструменты
Гистограммы, все виды
диаграмм ДФСС, ИМ
ПланироваССП, ИМ, СФК, сетевые
ние
графики, статистические
модели, структурная декомпозиция, РП
Методы МШС и ДФСС
Методы контрольных событий, TAD,LOB,BCG, SWOT,
критического пути и т. д.
Реализация и Управление: содержаниССП, ДФСС, ИМ, BCF,
закрытие
ем, временем, стоимостью, анализ выполнения стоимокачеством
сти. Инструменты МК (семь
Отчет и закрытие
простых, семь новых)
Примечания: 1. Расшифровку иностранных сокращений см. в списке
сокращений. 2. Расширенный список инструментов см. в Прил. 2.
69
Из табл. 2.4 видно, что на всех стадиях прохождения проекта
используется ИМ, идеи проектирования для шести сигм –ДФСС,
методы системы сбалансированных показателей (ССП). Поэтому
именно рассмотрению этих методов будут посвящены следующие
главы монографии.
Теперь кратко рассмотрим принципы комплектования «инструментального ящика» в зависимости от вида проекта. Отбор инструментов УП и адаптация набора к условиям тех или иных проектов
состоит из трех основных шагов, каждый из которых включает
в себя несколько задач (рис. 2.5):
– обеспечение стратегического соответствия;
– адаптацию набора инструментов управления проектами;
– непрерывное совершенствование.
Необходимость обеспечения стратегического соответствия набора инструментов УП конкурентной стратегии организации способна в общих чертах оценить, какие категории инструментов необходимо отбирать и адаптировать. Это требует приведения набора
инструментов УП в полное соответствие с конкурентной стратегией, что может быть осуществлено в несколько шагов:
– понять конкурентную стратегию организации;
– наглядно представить характер обеспечиваемого соответствия;
– обеспечить соответствие набора инструментов конкурентной
стратегии организации. Этот набор «инструментального ящика»
специфичен для каждого типа организации и не рассматривается
в монографии.
Следующий шаг – адаптация отобранных инструментов к нуждам пользователя посредством выбора отдельных инструментов
УП. Адаптация может выполняться в разных направлениях. Наиболее применяемыми являются направления адаптации в соответствии: с размером, семейством и типом проекта.
Обеспечение стратегического
соответствия
Понимать конкурентную
стратегию
Наглядно представить
характер обеспечиваемого
соответствия
Обеспечить соответствие
набора инструментов
конкурентной стратегии
Адаптация набора инструментов
управления проектами
Адаптировать в соответствии
с размером проекта или
Адаптировать в соответствии
с семейством проекта или
Адаптировать в соответствии
с типом проекта
Непрерывное
совершенствование
Сформировать команду по
осуществлению улучшений
Идентифицировать
механизмы практической
реализации идей
по улучшению
Выполнить процесс
улучшения
Рис. 2.5. Отбор и адаптация состава «инструментального ящика»
70
При любом варианте выбора первый шаг состоит в том, чтобы составить схему этого процесса, т. е. определить его фазы, операции
УП и управленческие предметы поставки. После этого можно переходить к выбору отдельных инструментов в поддержку этих предметов поставки.
Адаптация в соответствии с размером проекта. Размер проекта является мерой сложности процесса стандартизованного управления данным проектом. Обоснование этого заключается в том, что
при росте размера проекта растет также количество операций по
управлению проектом и управленческих предметов поставки, равно как и количество взаимодействий между ними.
Адаптация в соответствии с семейством проекта. Когда набор инструментов УП приведен в соответствие со стратегией организации, можно выбрать путь его адаптации в соответствии с семействами проектов, имеющимися в данной отрасли. Результатом
этого является то, что процессы стандартизованного управления и
соответствующие инструментальные наборы, направленные на разрешение проблем конкретного семейства проектов в конкретной отрасли, демонстрируют тенденцию к слиянию. Это создает ситуацию,
в которой несколько по сути дела подобных моделей процесса стандартизованного УП и набора инструментов воспринимаются как доминирующие стандарты для данного семейства и данной отрасли.
В общем и целом чем выше степень технической новизны, тем
более сложным является проект. Это объясняется тем, что возрастание степени технической новизны в проектах ведет к большей
неопределенности, требуя большей гибкости от процесса стандартизованного УП и от инструментального набора управления проектами. В частности, при возрастании степени технической новизны
проекта процесс стандартизованного управления проектами:
– требует большего числа итераций и времени для определения
содержания проекта;
– требует больших технических и управленческих навыков;
– делает коммуникацию более интенсивной;
– требует более эффективного управления изменениями.
Выполняя адаптацию в соответствии с семейством проекта, необходимо знать о конкретных преимуществах и рисках.
К преимуществам относятся:
– простота, поскольку данный способ адаптации построен на одном параметре (технической новизне), адаптация довольно проста;
– легкость для понимания. Этот способ адаптации опирается на
технические аспекты проекта, лежащие в области основных про71
фессиональных знаний менеджеров проектов. Очевидно, что это
делает процесс адаптации легким для менеджеров проектов.
Адаптация также создает некоторые риски, проявляющиеся
в следующем:
– в проектах, не изобилующих технологиями. В таких проектах
техническая новизна – неуместный показатель, и адаптация, опирающаяся на нее, становится непригодной;
– введение слишком большого количества моделей. Применение
адаптации в компании с большим количеством типов проектов приводит к появлению столь же большого количества инструментальных наборов, что уменьшает возможность интеграции семейств
в целостную систему в масштабах компании.
Адаптация в соответствии с типом проекта. В то время как
предыдущие два способа адаптации одномерны (опираются на
один параметр – сложность проекта и техническую новизну соответственно), адаптация в соответствии с типом проекта использует
оба этих параметра при условии, что набор инструментов приведен
в соответствие стратегии. Чтобы придать модели более практический уклон, упростим ее, сохранив ее всеобъемлющий характер.
Описание модели будет выполнено в виде трех шагов:
– определить типы проекта;
– описать, как наличие двух параметров влияет на процесс стандартизированного управления проектами каждого типа;
– описать наборы инструментов для управления четырьмя типами проектов.
Каждый из двух параметров включает в себя два уровня:
– техническая новизна (уровни: низкий, высокий);
– сложность проекта (уровни: низкий, высокий).
Это помогает создать матрицу (рис. 2.6), которая характеризует
четыре основных типа проекта [21].
Административные проекты подобны рутинным проектам
в смысле технической новизны – они используют низкие или средние технологии. Следовательно, эти проекты также используют
менее 50% новых технологий. Однако они отличаются в части содержания. В отличие от рутинных проектов, они производят продукты, состоящие из сочетания взаимодействующих подсистем,
способных к выполнению большого разнообразия функций. Как
следствие, в выполнение проекта вовлечены многие организации
или функциональные подразделения, что приводит к необходимости тесной интеграции как подсистем, так и организаций. Такая
интеграция требует большей административной работы, именно
72
Сложность проекта
Высокая
Административные проекты
Зрелые (отработанные) технологии,
некоторые новые (<50%)
Замораживание содержания
выполняется до начала исполнения
или на ранних стадиях исполнения
Небольшое количество изменений
содержания
Система, требующая интеграции
Выполняется многими организациями
Низкая
Рутинные проекты
Уникальные проекты
Более 50% новых технологий
Большие значения времени цикла
Замораживание содержания
происходит во 2-й или 3-й четверти
Большое количество изменений
содержания
Система, требующая интеграции
Выполняется многими организациями
Технические проекты
Зрелые (отработанные) технологии,
некоторые новые (< 50%)
Замораживание содержания выполняется до начала исполнения или на
ранних стадиях исполнения
Небольшое количество изменений
содержания
Независимый однофункциональный
продукт / подсистема
Выполняется внутри одной организации / функционального подразделения
Более 50% новых технологий
Большие значения времени и цикла
Замораживание содержания
происходит во 2-й или 3-й четверти
Большое количество изменений
содержания
Независимый однофункциональный
продукт / подсистема
Выполняется внутри одной
организации / функционального
подразделения
Низкая
Высокая
Техническая новизна
Рис. 2.6. Характеристика типов проектов
поэтому мы называем такие проекты административными. Примеры таких проектов:
– реструктурирование организации в масштабах корпорации;
– развертывание стандартной информационной системы в географически рассредоточенной организации;
– усовершенствование нового компьютера или усовершенствование многофункционального программного пакета.
Подобно техническим проектам, уникальные проекты характеризуются высокотехнологичным содержанием. Что делает их
уникальными, так это то, что они находятся на пике как системной
сложности, так и технологической неопределенности. Более 50%
используемых в них технологий – новые или не существующие на
момент начала проекта. Такой уровень неопределенности в соче73
тании со значительной системной сложностью заставит в полной
мере обратиться к возможностям ситуационного управления.
Дополнительные сложности объясняются вовлечением в исполнение проекта множества организаций, которые также требуется
интегрировать в управленческом смысле. К проектам такого типа
относятся:
– построение городской транспортной системы;
– разработка нового поколения микропроцессоров;
– создание нового многофункционального программного пакета.
Рутинные проекты отличаются низким уровнем технической
новизны. Во время инициации проекта эти проекты используют
главным образом существующие или зрелые технологии либо адаптируют знакомые технологии. Иногда могут использоваться те или
иные новые технологии или черты, но их доля не превышает 50%
от общего числа используемых технологий. Так как используются известные технологии, содержание замораживается до начала
фазы исполнения или на ранних ее стадиях. Поскольку работа с существующими технологиями и простым содержанием требует рутинных работ, мы и назвали такие проекты рутинными. Приведем
ряд примеров таких проектов:
– непрерывное совершенствование проектов в подразделении;
– обновление существующего программного пакета или существующего продукта;
– расширение существующей производственной линии.
Основной приоритет технических проектов сделан на их техническом содержании, отсюда и название. В частности, более
50% технологий, используемых проектом, – это технологии, являющиеся новыми или не разработанными на момент инициации
проекта, что делает такие проекты воистину высокотехнологичными, создает массу неопределенности и приводит к необходимости применения элементов ситуационного управления. Несколько
примеров:
– реинжиниринг процесса разработки нового продукта в организации;
– добавление линии с новейшей производственной технологией
к существующему заводу по производству полупроводников.
Наличие четырех типов проектов естественно влияет на содержание «инструментального ящика», что в значительной степени
зависит от квалификации и опыта руководства проекта. При этом
необходимо учитывать как размер проекта, так и степень значимости самих инструментов.
74
Простейшая классификация проектов по размеру – малые,
средние и большие – являет собой удобный и принятый многими
организациями каркас, способный отразить различные управленческие нужды менеджеров проектов.
С точки зрения менеджеров проектов, не все инструменты
управления проектами равны. Одни более, другие менее важны для
достижения целей их проектов. Признавая этот факт и используя
методологию Кано, набор инструментов для каждого размера проекта поделим на три части:
– необходимые инструменты;
– необязательные инструменты;
– инструменты, наличие которых практически не добавляют
ценности.
Необходимые инструменты имеют ключевую значимость для
обеспечения успеха проекта, и в случае их отсутствия в проектном
процессе имеется значительная вероятность, что проект пойдет не
в ту сторону.
В отличие от необходимых инструментов, наличие необязательных инструментов не требуется, хотя их применение и способно
дать менеджеру проекта больше выбора и принести больше удовлетворения, например, в оценке при статистической обработке моментов высокого порядка.
И наконец, третья группа – это те инструменты, увидеть которые в проектном процессе никто даже и не надеется, но которые,
однако, способны создать дополнительную ценность, способную
восхитить менеджера проекта, например создание трехмерных
изображений или анимированных диаграмм.
На основании предложенной логики ниже рассмотрим только
необходимые методы и инструменты.
75
ГЛАВА 3
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ
3.1. Интеграция методов «Бережливое производство»,
«Шесть сигм» и теории ограничений
3.1.1. Тенденции развития методов менеджмента
в различных сферах производственной деятельности
В 90-е годы прошлого столетия четко сформировалась тенденция разделения МК промышленной продукции (линия стандартов
ИСО, например стандарты серий 9000, 10000, 14000, национальные
стандарты) и менеджмента проектов (линии PMBOK – США; P2M –
Япония; PRINCE – Англия и др.). Однако используемый инструментарий методов управления во многом совпадал. В начале XXI века
стало очевидным, что необходимо находить точки соприкосновения. Первой попыткой в этом направлении стало появление международного стандарта ИСО 10006:2003. Руководство по менеджменту качества при проектировании, говорящем об идеологическом
единстве двух названных направлений. Затем появился ИСО 10014.
Менеджмент организации. Руководящие указания по достижению
экономического эффекта в системе менеджмента качества. В этом
стандарте впервые было включено приложение, содержащее более
60 различных методов менеджмента, пригодных для управления
процессами и проектами. И, наконец, в 2012 году новый стандарт
ISO 21500 по управлению проектами объединил эти направления.
Таким образом, сегодня можно говорить о совпадении методов
менеджмента в различных сферах человеческой деятельности. Недаром передовые организации во всем мире стараются создавать
интегрированные системы менеджмента, отвечающие требованиям ИСО 9000, ИСО 14000 и OHSAS. Наверное, в этот список в ближайшее время войдет и стандарт ISO 21500.
Реализация производственных процессов и проектов требует
знания многих дисциплин, включая выработку концепции, маркетинг, проектирование, ценообразование, планирование, политику
продаж, взаимоотношения с клиентами, закупки, бухгалтерский
учет, контроль за состоянием запасов, мониторинг процессов, принятие корректирующих действий и т. д.
Понятно, что указанные направления должны быть согласованы, увязаны и не противоречивы. В случае противоречивости тре76
СЛОЖНЫЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ
СИСТЕМЫ
бований должен быть найден разумный компромисс, определены
коэффициенты значимости того или иного направления и предложено рациональное решение. Естественно, что у разных организаций возникают и разные потребности, поэтому принимаемые ими
решения будут отличаться друг от друга.
В настоящее время насчитывают более ста различных методов
менеджмента производственных процессов и проектов. Даже простое перечисление методов показывает, что они относятся к разным
направлениям производственной деятельности: технологической,
организационной, информационным технологиям, обеспечению
качества, охране окружающей среды и т. д. Большое количество
целей и решаемых задач заставляет менеджера выбирать нужные
ему методы из всего их многообразия. В данной главе сделана попытка классификации описываемых методов.
Производственные системы по своей сути являются сложными
системами, и подход к управлению ими можно условно разделить
на три категории (рис. 3.1).
Рассмотрим кратко категории А, Б, В.
А. В первой категории борьба со сложностью ведется за счет применения методов, относящихся к усложнению систем контроля и компьютеризированного управления. Первым таким методом был PICS
(production information & control system) – популярный в 60-е годы
прошлого века, однако на смену ему пришел COPICS (communicationoriented PICS), который решил проблему обработки данных, но выдвинул ряд проблем. Это привело к созданию системы планирования
требований к материалам (MRP), а затем – системы планирования
ресурсов предприятия MRPII. Однако эти системы имели ряд недостатков, увеличивая время производства (workin-progress – WIP).
Возникающие междисциплинарные проблемы стали решаться путем создания интегрированных производственных систем IMS.
А. ПО + cистемы
контроля
PICS (production information & control system);
COPICS;
Б. Упрощение
продукции
MRP (material requirements); MRPII
(manufacturing resource planning); IMS
(integrated manufacturing system); – логика
ручного производства + ЭВМ (планирование,
проектирование, организация)
В. Повышение
роли человека
GT (Group Technology); CAPP (computer-aided
process planning); Just-in-Time (JIT); выпуск
однотипной продукции – вытягивающие
системы производства
Рис. 3.1. Категории представления производственных систем
77
Б. Во второй категории борьба со сложностью ведется за счет
упрощения организации производства. Это привело к созданию таких методов, как:
− групповые технологии (Group Technology – GT) – рабочие ячейки,
имеющие все ресурсы для создания однотипной продукции. В 80-е
годы этот метод вылился в CAPP (computer-aided process planning);
− метод создания продукции точно в срок (kanban или just-inTime – JIT – механизм, с помощью которого сигналы с рабочего
места удовлетворяются сразу с поступлением продукции с предыдущей операции. Вид сигнала не имеет значения, причем такой
сигнал – особенность любой вытягивающей производственной системы. При этом планирование становится проще.
В. В третьей категории (широко развиваемой в настоящее время) со сложностью борются путем создания интегрированных человеко-машинных систем, переходящих к системам искусственного интеллекта. Использование компьютеров как членов команды
привело к созданию систем CAM (computer-aided manufacturing),
развивающихся в гибкие автоматизированные производства – ГАП
(flexible manufacturing cells – FMC) и гибкие производственные системы ГПС (flexible manufacturing systems – FMS). Можно назвать
три области применения ЭВМ:
1) хранение и обработка данных;
2) участие в управлении процессом;
3) участие в проектировании процесса.
Дальнейшее логичное объединение этих систем в интегрированную систему (Computer Integrated Manufacturing – CIM), позволило:
− быстро реагировать на сигналы рынка и производства,
− эффективно обрабатывать данные массового производства,
− повышать гибкость массового производства,
− уменьшать стоимость производства.
Реализация CIM требует знаний и технологий по следующим
дисциплинам:
− создание общего интерфейса компьютер – терминал – оборудование;
− наличие знаний для решения задач обработки и хранения данных;
− управление автоматизированными устройствами;
− знание алгоритмов и методик применения ИТ.
Системы CIM чувствительны к пренебрежению человеческим
фактором, что заставило в начале 90-х годов создать новую парадигму производства, которая породила новые требования: сокращение
78
производственного цикла (лидтайм), короткое время выхода на рынок; разнообразие продуктов и опций, качество продукции, удовлетворенность клиентов и конкурентоспособные цены. Это в свою
очередь привело к осознанию того, что исходные концепции CIM
необходимо расширить и, кроме технологических аспектов работы
предприятия, включить организационную, управленческую и профессиональную деятельность персонала предприятия как важную
часть интегрированной системы.
3.1.2. Интеграция методов «Шесть сигм»
и «Бережливое производство»
Метод шести сигм (МШС) обязан своим рождением программе борьбы с дефектами готовой продукции путем снижения вариабельности процессов при производстве полупроводников. Вполне
естественно, что пионерами в применении этих концепций были
производственные предприятия. МШС – концепция управления производством, разработанная Биллом Смитом в корпорации
Motorola в 1980-е годы и популяризированная в середине 1990-х
после того, как Джек Уэлч применил её как ключевую стратегию
в General Electric. Применительно к концепции «Шесть сигм» среди факторов успеха выделим самый существенный – высокая организованность, которая является одной из наиболее отличительных
особенностей американского бизнеса и выражается в следующем:
− вся деятельность проводится в рамках проектов, каждый из
которых имеет установленные цели, сроки, бюджет, распределение ответственности и полномочий, требования к определению рисков, ведению записей и т. д.;
− требования к знаниям и умениям персонала, задействованного
в проектах, четко определены и классифицированы по категориям
(«черный пояс», «зеленый пояс» и т. д.);
− ход каждого проекта регулярно отслеживается с помощью
установленной системы измеряемых показателей – «метрик».
Наибольшее внимание при этом уделяется выбору проекта, который должен быть обоснован как с точки зрения наибольшей экономической целесообразности, так и с точки зрения возможности
выполнения на практике.
Суть концепции сводится к необходимости улучшения качества
выходов каждого из процессов, минимизации дефектов и статистических отклонений в операционной деятельности. Концепция использует методы управления качеством, в том числе статистические
79
методы, требует использования измеримых целей и результатов, а
также предполагает создание специальных рабочих групп на предприятии, осуществляющих проекты по устранению проблем и совершенствованию процессов («чёрные пояса», «зелёные пояса»). Концепция «Шесть сигм» нацелена на почти полное устранение несоответствий в процессах. Компании, внедрившие эту концепцию, в частности Motorola и General Electric, приводят информацию о миллиардах
долларов, полученных в результате резкого снижения уровня несоответствий как в базовых процессах производства, так и в процессах
обслуживания, управления финансами и людскими ресурсами.
История происхождения названия происходит от понятия стандартного отклонения, обозначаемого греческой буквой σ. Зрелость
производственного процесса в этой концепции описывается как
σ-рейтинг отклонений, или процентом бездефектной продукции на
выходе. В случае симметричного закона распределения и строгого
центрирования относительно целевого значения уровень несоответствий составит 2 дефекта на миллиард предъявлений. Действительно, в соответствии с формулами нормального распределения
вероятность попадания стандартной нормальной величины N(0,1)
в диапазон ±6 равна:
2Ф(6)–1 = 0,999999998,
откуда следует указанный уровень несоответствий.
Однако принято считать, что для МШС пределом является 3,4
дефектных выходов на 1 млн операций. Необходимо прокомментировать это значение. Концепция МШС предполагает, что не только
границы допуска удалены на 6 стандартных отклонений от целевого значения, но и само среднее значение может сместиться на полтора стандартных отклонений, т. е. процесс может быть не центрирован в этих пределах. В этом случае вероятность попадания в поле
допуска
Ф(4,5)–Ф(7,5) = 0,9999966,
т. е. уровень несоответствий 34/10000000, или 3,4 ррт. Именно это
значение и рассматривается в концепции МШС как целевое, а его
достижение – как практически полное устранение несоответствий.
При реализации проектов совершенствования процессов часто
используется последовательность этапов DMAIC (define, measure,
analyze, improve, control):
− определение целей проекта и запросов потребителей (внутренних и внешних);
80
− измерение процесса, чтобы определить текущее выполнение;
− анализ и определение коренных причин дефектов;
− улучшение процесса путем сокращения дефектов;
− контроль дальнейшего протекания процесса.
− МШС имеет несколько отличительных черт от предыдущих
методик управления качеством:
− результаты каждого проекта должны быть измеряемыми и выражаться в количественном отношении;
− высшее руководство в большей степени рассматривается как
сильный и харизматичный лидер, на которого можно положиться;
− создание специальной системы присвоения званий специалистам методики по аналогии с восточными единоборствами – «чемпион», «чёрный пояс», что ведёт к лучшему усвоению концепции
среди работников;
− принятие решений только на основе поддающейся проверке
информации, без допущений и предположений.
Главным компонентом концепции МШС считается использование инструментов статистического управления процессами. По
своей сути МШС – это динамичная методология, работающая в масштабах всей организации и охватывающая всю ее иерархическую
структуру. В ходе применения МШС для достижения так называемого качества «шести сигм» выделяют восемь этапов: понимание,
определение, измерение, анализ, совершенствование, контроль,
стандартизацию и интегрирование. На рис. 3.2 показана динамика
снижения брака при использовании концепции МШС.
¥
¥
Коэффициент брака
0
Издержки
Число ошибок
Расходы на контроль
Новое качество
4σ
5σ
6σ
0
Рис. 3.2. Снижение брака при использовании МШС
81
Вместе с тем необходимо отметить недостатки, присущие МШС:
1. Дефекты – главная мишень концепции МШС – являются
только одним из многих видов потерь на предприятиях [15,31].
В них авторы выделяют дополнительные виды потерь, например:
«ложная экономия», заключающаяся в использовании дешевого и
некачественного сырья и материалов; «многообразие» как результат применения неунифицированных элементов в процессах.
2. В концепции МШС не проводятся параллели между качеством и удовлетворенностью потребителей, с одной стороны, и продолжительностью и скоростью выполнения процессов, с другой.
В то же время продолжительность процесса напрямую связана с
удовлетворенностью потребителей при оказании услуг, а для процессов производства – с замороженными средствами в виде запасов, находящихся в режиме ожидания. В концепции «Бережливое
производство» анализ времени как одного из основных ресурсов
процесса является ключевым направлением.
3. Набор инструментов концепции МШС ограничивает возможный круг решаемых задач.
4. Улучшение процесса в рамках методологии МШС проводится, в основном, путем снижения вариабельности процессов статистическими методами и перепроектирования процессов с использованием метода DFSS (Design for Six Sigma – проектирование для
концепции МШС ). В методологии МШС упускаются такие возможности для улучшения процесса, как сокращение непроизводительной деятельности, снижение времени ожидания, уменьшение
запасов и транспортных расходов, оптимизация рабочих мест и др.
Все перечисленные возможности в полной мере реализуются концепцией «Бережливое производство».
В 2011 году ИСО выпустила два стандарта серии 13053, посвящённых методологии МШС: ISO 13053-1:2011 «Количественные
методы в процессах улучшения. Шесть сигм. Часть 1: методология DMAIC» и ISO 13053-2:2011 «Количественные методы в процессах улучшения. Шесть сигм. Часть 2: инструменты и техники», что, несомненно, будет способствовать широкому распространению МШС и на российских предприятиях.
Б. Метод «Бережливое производство» – ЛИН
Метод «Бережливое производство», впервые сформировавшийся на японских предприятиях, имеет другие факторы успеха. Высокая организованность является уже не фактором достижения
успеха, а получаемым результатом. Достигаемая высокая организованность процессов (как основных, так и вспомогательных) по82
зволяет предприятию сэкономить значительный объем ресурсов.
Помимо того, что ЛИН подразумевает принципиально новые подходы к культуре менеджмента и организации предприятия [14], он
также предлагает набор инструментов, позволяющих удешевлять
и ускорять процессы.
В классическом представлении ЛИН выделены семь видов потерь: перепроизводство, ожидание, транспортировка, не добавляющая ценности деятельность, наличие запасов, перемещение людей,
производство дефектов.
В этом списке специалисты-практики выделяют «управление
потоком создания ценностей» как один из наиболее результативных инструментов в достижении целей концепции «Бережливое
производство» [14].
Основные инструменты уже хорошо известны специалистам по
качеству: точно вовремя (just in time), 5S, кайдзен (концепция непрерывного улучшения), управление потоком создания ценностей (value
stream management), метод защиты от ошибок (poka-yoke) и др.
Однако, несмотря на большие преимущества ЛИН, он также обладает рядом недостатков, а именно:
− не устанавливает требований к форме реализации концепции
и требуемой для этого инфраструктуре. Поэтому успех «Бережливого производства» во многом зависит от инициативности и организаторских способностей менеджеров, однако при смене менеджеров
все может рухнуть;
− недостает формализованных обязательств со стороны высшего
руководства, формализованного обучения, запланированного выделения ресурсов, отслеживания успеха с принятием корректирующих действий и т. д. (как раз об этом говорится в каждом учебнике по МШС);
− недостаточно сфокусирован на запросах потребителей. Их
удовлетворение непосредственно не связано с его основной целью
– устранением потерь и непроизводительных затрат. В МШС фокус
на потребителей – ключевой элемент;
− признает дефекты и несоответствия как один из основных источников потерь на предприятии. В то же время не рассматривает
методы статистического управления процессами для устранения
потерь, а также не ориентирован на поиск источников вариабельности процессов и путей снижении вариабельности, что является
одним из основных элементов МШС.
Итак, краткая характеристика МШС и ЛИН, позволяет отметить возможности резкого увеличения результативности приме83
нения этих методов за счет их интеграции. Пройдя многократную
апробацию на предприятиях как производственной, так и непроизводственной сфер, МШС и ЛИН обрели универсальность. К середине 90-х годов МШС и ЛИН стали одними из наиболее востребованных направлений консалтингового бизнеса в управлении
качеством. Соотношение «числа успешных внедрений» к «общему
числу внедрений» у них выше по сравнению с другими методами и
концепциями МК. Что же роднит МШС, имеющий американские
корни, с рожденным в Японии ЛИН? В первую очередь – обоюдный
интерес к отдельно взятому процессу. Именно это существенным
образом отличает их от многих «маститых предшественников»,
ориентированных на всеобщий охват, и роднит с концепциями нового поколения, такими, как «реинжиниринг бизнес-процессов».
Концепции МШС и ЛИН идеально дополняют друг друга. Интеграция стратегии сокращения потерь (основная идея ЛИН) и снижения изменчивости (основная идея МШС) приводит к синергетическому эффекту, проиллюстрированному в табл. 3.1. На сегодняшний день во многих отраслях (автомобильная промышленность,
производство компьютерной техники и электроники, розничная
торговля и т. д.) накоплено достаточно данных, доказывающих,
что бизнес-системы, созданные на основе интеграции МШС и ЛИН,
обречены на успех.
Таблица 3.1
Синергия объединения МШС и ЛИН
Основные элементы
Обязательства руководства
Распределение ресурсов
Ответственность, полномочия, обучение
Градация специалистов (ЧП, ЗП и т. д.)
Определение, выбор, исполнение проектов
Краткосрочные проекты улучшения
Метрики и мониторинг
Использование принципа DMAIC
Статические методы FMEA
Выявление и устранение потерь
Повышение скорости процессов
Вытягивание процесса
Снижение затрат многообразия
Снижение потерь ложной экономии
84
МШС
ЛИН
+
Величины непроизводительных затрат
Графическое сравнение результатов деятельности предприятия
при интеграции МШС + ЛИН с результатами МШС и ЛИН, применяемых по отдельности, приведено на рис. 3.3.
Практика использования концепции МШС + ЛИН на западных
предприятиях позволяет собственными силами в короткие сроки
(около года) добиться следующих результатов:
− снижение себестоимости продукции и услуг на 30–60 %:
− сокращение времени предоставления услуг до 50 %;
− сокращение количества дефектной продукции примерно в 2
раза;
− повышение без дополнительных затрат объема выполненных
работ до 20 %;
− снижение стоимости проектных работ на 30–40 %;
− сокращение времени выполнения проектов до 70 %.
В каких случаях можно рассчитывать на такие результаты?
Есть два основных признака, свидетельствующих о наличии устранимых потерь в процессах. Первый признак – любые изменения,
происходящие на предприятии, например: увеличение или уменьшение объемов производства, расширение ассортимента, организационные изменения, инновации и т. д. Второй признак – недостаточное документирование процессов и недопонимание сущности
процессов сотрудниками, вовлеченными в процесс.
9000
8000
Шесть сигм
7000
6000
Бережливое
производство
5000
4000
3000
2000
1000
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
Время ожидания,
недели
Шесть сигм + Бережливое производство
0,00 0,0
1 0,02
0,03 0,0
4 0,05
Число дефектов, %
Рис. 3.3. Сравнение методов МШС и ЛИН
85
Нужно ли знать в совершенстве весь набор инструментов и метрик Lean Six Sigma для того, чтобы начать проекты по улучшению? Не нужно. Принцип 20/80 справедлив и в отношении востребованности знаний специалистов категории «черный пояс». При
реализации 80 % проектов используется менее 20 % изученных
этими специалистами инструментов. Сложность применения концепции Lean Six Sigma кроется в простоте отдельных ее элементов.
Большая часть проблем связана с неправильным сбором и подготовкой данных.
Выделим несколько основных принципов, сопутствующих успеху, как в применении простых статистических методов, так и при
реализации концепции Lean Six Sigma:
− заинтересованность руководства;
− выделение ресурсов;
− опыт успешных проектов.
3.1.3. Теория ограничений
Теория ограничений (Theory of constraints) – TOC [14,31] успешно работает и развивается уже на протяжении более тридцати лет.
Тысячи компаний по всему миру приняли ее в качестве основного
управленческого подхода к управлению своим бизнесом в целом
или к управлению определенным функциональным подразделением внутри организации (например, производством, логистикой,
цепью поставок или проектами). Тем не менее в России применение ТОС только получает свое развитие. TOC – это системный подход, основывающийся на жесткой причинно-следственной логике
и объединяющий в себе как логические инструменты, так и логистические решения.
Создателем ТОС является доктор Эли Голдратт, который с
1975 года занимается развитием теории ограничений вместе с группой близких коллег и практиков. В настоящий момент ТОС охватывает многочисленные аспекты управления организациями и систематично улучшает их деятельность.
Суть теории отражена в ее названии – «ограничение». Ограничения – это факторы или элементы, определяющие предел результатов деятельности системы. TOC утверждает, что каждая система
обладает очень небольшим числом ограничений, и они являются
ключом к ее управлению. Ограничение – это больше, чем только то,
что блокирует достижение системой лучшего уровня деятельности.
Ограничение – это то, что при правильном управлении «поднимет»
86
всю систему на новый уровень. Стремление к улучшениям основаны на твердой уверенности в том, что система способна на большее.
Именно разрыв между текущим и желаемым уровнями деятельности дает менеджерам энергию и настойчивость для проведения
улучшений.
Теория ограничений предоставляет простой и практичный подход к управлению и улучшению системы – через ее ограничения.
Существует несколько типов ограничений: мощность, время выполнения и рынок (клиентские заказы).
Ограничение мощности – ресурс, который не в состоянии предоставить в необходимое время тот объем мощности, который система от него требует.
Ограничение рынка – количества получаемых фирмой заказов
недостаточно для поддержания требуемого роста системы.
Ограничение времени – время реагирования системы на потребности рынка слишком долгое, что ставит под угрозу способность системы выполнить взятые на себя обязательства перед клиентами, а
также расширить свой бизнес.
Правила по управлению системой через ее ограничения просты
и практичны. Это пять фокусирующих шагов:
Шаг 1. Найти ограничение(я) системы.
Шаг 2. Решить, как максимально использовать ограничение(я)
системы («выжать» из него все возможное).
Шаг 3. Подчинить все остальные элементы системы (неограничения) принятому решению. Шаг 3, требующий подчинения всех
остальных элементов, формирует поведение всей системы, которое
будет направлено на поддержку планов и решений по максимальному использованию ограничения. Именно в рамках шага 3 устанавливаются правила, процедуры и механизмы каждодневного
управления. Если ограничение будет изменено, все эти правила,
процедуры и механизмы окажутся затронуты и потребуют изменений. Поэтому рекомендуется выбрать стратегическое ограничение
и соответствующим образом организовать работу всей системы.
Первые три шага известны как «наведение порядка в доме». Они
позволяют менеджеру обеспечить контроль над системой и повысить ее надежность и предсказуемость. Применение уже первых
трех шагов приводит к значительному улучшению деятельности,
поскольку они устраняют большое количество существующих потерь в работе системы. Как правило, в результате этих трех шагов
система начинает производить значительно больше без каких-либо
дополнительных затрат или инвестиций. Когда система приведена
87
в стабильное состояние, она готова для сфокусированных инвестиций в те области, которые принесут максимальную отдачу, т. е. для
следующего шага.
Шаг 4. Расширить ограничение системы. Это означает снять напряжение, вызываемое ограничением, путем добавления мощности (в случае ограничения мощности), получения дополнительных
клиентских заказов (в случае ограничения рынка) и сокращения
времени выполнения заказов и проектов (в случае ограничения
времени выполнения).
Шаг 5. Если на предыдущем шаге ограничение устранено (прекратило быть ограничением), вернуться к шагу 1. Предупреждение: не позвольте инерции стать основным блокирующим фактором деятельности системы.
Теория ограничений предоставляет совокупность решений для
производства, системы дистрибуции, проектного управления, для
управления функциональными подразделениями внутри организации и для разработки новых локальных или стратегических решений.
Эта методология дает инструменты, позволяющие найти ответы
на четыре ключевых вопроса, касающихся обеспечения непрерывных улучшений:
− Что изменить? – Определить корневую (ключевую) проблему.
− На что заменить? – Разработать простые практичные решения.
− Как обеспечить перемены? – Заручиться сотрудничеством и
поддержкой людей, необходимых для внедрения решения.
− Что создает процесс непрерывных улучшений? – Внедрить механизм для определения областей, нуждающихся в улучшении.
Для успешного применения методов ТОС на практике необходимо уметь оперативно находить «узкие места» и иметь инструмент
моделирования различных сценариев их «расшивки». Особенно
сложный случай, когда «узкое место» является плавающим, в зависимости от принятого портфеля заказов, сезона, ассортимента
продукции и прочих факторов. Для этого на предприятии должна
существовать достаточно развитая оперативная система управления, поддерживаемая ERP-системой. Система должна обеспечивать выполнение стандартных функций, таких как ввод заказов
клиентов, долгосрочное планирование (план продаж и операций,
основной производственный план), управление запасами и складами, снабжением и бухгалтерией. При этом особое внимание следует
уделить наиболее сложному блоку управления производством, который должен предоставлять возможность:
88
− планировать производственные задания точно к сроку и с минимизацией незавершенного производства;
− планировать по ограниченным мощностям и материалам (для
ресурсов, которые являются «узкими местами»);
− планировать по неограниченным мощностям (для ресурсов,
которые не являются «узкими местами»);
− оперативно видеть текущие «узкие места» и потенциальные
«узкие места» при различных сценариях развития;
− «замораживать» производственные задания для изменений
в ближайшей перспективе и в то же время гибко подстраиваться
под изменения спроса, поставок и внутренних факторов;
− учитывать приоритеты производственных заданий и иметь
правила устранения конфликта приоритетов;
− создавать необходимые буферы из запасов или страхового времени;
− планировать по критическому пути, для того чтобы подчинить
все операции «узким местам».
Идеи ТОС находят все больше приверженцев при управлении
проектами. Неожиданно они получили развитие и в менеджменте
качества, о чем кратко упомянем ниже.
3.1.4. Объединение МШС + ЛИН + ТОС
Изменения на рынке происходят всегда – в технологиях и методах работы, процессах и навыках, законодательстве и многих
других сферах, в том числе в искусстве и практике менеджмента
как такового. Эффективный менеджер понимает: уживаться с постоянными изменениями – и получать при этом от них максимум
отдачи – можно только благодаря умению связывать долгосрочный
успех организации с процессами непрекращающейся, нарастающей и позитивной адаптации – тем, что часто называют «постоянным улучшением». При этом потребители требуют снижения цен
и, в то же время, более высокого качества и ценности. Если компания пытается соответствовать этим требованиям клиента, она
вынуждена бороться за выживание и прибыльность. Побеждают
сильные, приспособленные фирмы, у которых есть большой опыт
работы и исключительно хорошо настроенные процессы. Компании обычно достигают этих качеств с помощью эффективных методов оптимизации процессов. Эффект интеграции двух из них
рассмотрен выше, но активное применение в области управления
проектами идей ТОС выдвинуло новые проблемы. Совсем недавно
89
появились интересные публикации [29, 34], посвященные объединению МШС, ЛИН и ТОС. Терминология метода еще не устоялась,
и одни авторы [29] назвали его VELOCITY, то другие [34] – TLS
по первым буквам слов (TOC, Lean, Six). Интересно отметить, что
даже Интернет не отреагировал на появление новых понятий и поисковик на эти названия выдает самые неожиданные вещи, но не
говорит о сути.
Очень часто у каждого менеджера в фирме есть тенденция использовать тот подход, который показывает наилучшие результаты для конкретного проекта и который его удовлетворяет.
В качестве примера рассмотрим историю внедрения TLS у глобального производителя электроники Intel Corp. с 21 производственными предприятиями, 45 000 сотрудниками и 211 лидерами
команд. Этот калифорнийский бизнес стоял перед растущим спросом от своих основных клиентов в медицинской, аэрокосмической
и оборонной, точной механической обработке, телекоммуникационной и компьютерной отраслях. На уровне высшего руководства
появилось беспокойство, что каждое из производственных предприятий не использует наилучший подход, и лидеры стремились
найти решение и установить надлежащие процессы.
Определение того, какая методология принесла бы лучший
долгосрочный результат, стало непрекращающейся проблемой для
этой организации. В результате этой неудовлетворенности компания наняла консультантов, которые пришли к уникальному заключению: объединить лучшие компоненты TOC, ЛИН и МШС, чтобы
сформировать «TLS» (Toc-Lean-Six sigma). Лидеры компании надеялись, что эта новая методология оптимизации процессов поможет
им достигнуть максимального сокращения затрат и повышения качества. Корпорация в этом исследовании использовала процесс непрерывного улучшения, чтобы обнаружить и устранить корневые
причины своих проблем; однако подход был фрагментирован. ЛИН
и МШС являлись преобладающими методами, которые были развернуты и локально приняты на вооружение. Оба метода успешно
побудили производственный персонал работать над серией проектов, которые привели к сокращению затрат и оптимизации процессов; однако лица, принимающие решения в компании, все еще
надеялись, что TLS мог бы предоставить еще более высокие доходы
при систематическом развертывании их в глобальной организации.
Консультанты компании спроектировали эксперимент, который позволил бизнесу утвердить TLS как свой передовой подход
к непрерывному улучшению. Данные собирались больше двух лет
90
и были статистически проанализированы по значимости вклада
каждой методологии. Успех каждого подхода был определен его
совокупным вкладом в подтвержденное сокращение издержек финансовых средств в результате выполнения проектов по оптимизации процессов.
Сокращение издержек было подтверждено заводскими контролерами и высшим руководством. TLS был введен как дополнение
к существующим методам ЛИН и МШС и развертывался на 21
производственном предприятии в пилотной программе. Производственное предприятие в этом исследовании определялось как производство, которое было полностью способно к проектированию,
созданию прототипов, производству и дистрибуции продуктов клиентам, расположенным в различных регионах США. (Была изучена деятельность только внутри США, чтобы сократить последствия
культурных, социальных, экономических, политических и других
влияний на результаты).
Распределение методологий для внедрения между этими 21 производственными предприятиями было естественным процессом,
учитывающим местные предпочтения, опыт работы с определенным подходом и уникальные знания. В итоге:
− 11 производственных предприятий применяли МШС;
− 4 производственных предприятия – ЛИН;
− 6 производственных предприятий – TLS.
211 лидеров команд этих производственных предприятий изучали и затем использовали одну из этих трех методологий. За время более чем двухлетнего исследования производственные предприятия завершили 101 проект. Эти проекты были проанализированы для получения точных данных об улучшениях, сокращении
издержек и подходах.
В то время как результаты всех проектов были задокументированы, персонал производственного предприятия и консультанты
не знали о продолжающемся сравнительном анализе, поскольку
эксперимент был разработан в формате двойного слепого исследования во избежание любой возможной предвзятости.
Фирма измерила и отследила серию ключевых показателей процесса, которые стали определяющими при выборе проектов. Эти
показатели включали поставку в срок, затраты на гарантийное
обслуживание, доходы клиента, сокращение запасов, сокращение
времени цикла и брака. Лидеры компании всегда имели в виду
главные цели: быть в состоянии принять количественные решения
и выбрать подход оптимизации процессов, который лучше всего
91
поможет бизнесу достигнуть необходимого качества и требуемого
сокращения издержек.
Модель TLS развернута как стандартный подход для процесса
непрерывного улучшения организации. Последовательность операций начинается с применения философии управления TOC. Это
позволяет пользователям исследовать проблему «глубиной в 30 000
футов», т. е. самую сложную, по терминологии Э. Голдратта, и найти существующие или потенциальные ограничения.
1. Найдите ограничение.
2. Максимально используйте ограничение.
3. Подчините все другие операции ограничению.
4. Расширьте ограничение.
5. Вернитесь к шагу 1. Остерегайтесь отрицательной инерции
мышления.
После определения проблемы на системном уровне мобильные
команды разрабатывают определение специфической задачи, которая обращается к «узкому месту» организации. На данном этапе
должны быть применены первые четыре шага минимизированного
процесса с шестью шагами. Эти фазы определяют потери и помогают пользователям определить пути для улучшения.
1. Определите ценность.
2. Определите поток создания ценности (определенный процесс
разработки, производства и поставки товара или услуги на рынок).
3. Заставьте поток создания ценности течь без прерываний.
4. Позвольте клиенту вытягивать ценность из производителя.
Параллельное применение методики 5S ЛИН (seiri-seiton-seisoseiketso-shitsure – японский; структуризация-систематизациясанитаризация-стандартизация-самодисциплина) также должно
быть рассмотрено на этом шаге. Эти шаги должны придать порядок
и дисциплину процессу, помочь в поддержке любых достигнутых
результатов и способствовать непрерывному улучшению как стилю
работы. Добавленная ценность – усилия (затраты), которые клиент
готов оплатить за предоставленные преимущества – должна быть
определена посредством процесса картографирования потока создания ценности. «Безотходный» поток создания ценности упрощает операции так, что излишние очереди, запасы и незавершенное
производство могут быть минимизированы или даже устранены.
Затем пользователи должны внедрить системы вытягивания, которые заботятся о том, чтобы материалы не были запущены в производство, пока не поступит сигнал от пользователя. В результате
компания будет в состоянии разрабатывать продукты или услуги
92
только по требованию клиента. Фокус здесь должен быть направлен на производство нужного количества продукта в нужное время
и его поставку в нужное место. Для этого необходимо создать новый поток. На данном этапе входные переменные процесса должны
работать последовательно и неоднократно с минимальной изменчивостью, чтобы достигнуть лучших результатов в минимизации
отходов, списания в брак и переделки. Это приводит нас к следующим шагам 5 и 6 из минимизированной методологии процесса.
5. Стремитесь к совершенству.
6. Внедрите гибкость.
Для стремления к совершенству теперь должна быть применена
модель улучшения МШС – «разработка, измерение, анализ, улучшение, контроль». Она позволяет работникам определить и изолировать источники отклонения процесса и систематически удалять
или минимизировать эти отклонения.
В течение этого этапа может возникнуть необходимость разработать эксперименты – метод управления качеством для оценки эффекта от внесения изменений во входные переменные процесса на
выходные переменные. Он поможет определить оптимальные установки для критических факторов, которые были найдены.
После установки оптимальных параметров переменных процесса необходимо определить стандартные режимы работы и механизмы управления. Рекомендуется, чтобы пользователи внедрили
некоторые защищенные от ошибок методы, такие как poka-yoke,
которые помогут поддерживать установившийся режим процесса
и предоставят систему раннего оповещения для предотвращения
его изменчивости. Статистическое управление процессом является другой важной задачей, поскольку оно позволяет пользователям применить статистические методы для контроля и коррекции
операций.
Наконец, должен быть разработан аудит процесса, чтобы исследовать производительность в течение длительного времени. Если
какие-либо отклонения наблюдаются во время процесса аудита,
они должны быть поводом для создания корректирующих и профилактических планов действий.
Методология оптимизации процессов TLS принесла значительно большую пользу компании. В частности, ее доля составила
89 % от общего полученного сокращения издержек. МШС с большим отрывом от победителя заняла второе место с 7-процентным
вкладом; на долю ЛИН пришлось 4 % от различных независимых
применений.
93
Данный пример показывает, что применение TLS позволяет
вскрыть неиспользуемые резервы, объединяя три мощнейшие составляющие – МШС, ЛИН и ТОС, оптимально согласовывая и синхронизируя их:
− фокусирование лишь на нескольких важнейших элементах,
ограничивающих деятельность компании в целом путем применения ТОС;
− устранение брака при производстве путем обнаружения так
называемых «скрытых фабрик» в рамках метода ЛИН;
− уменьшение возможности возникновения нежелательной вариативности для обеспечения стабильности процессов посредством
МШС.
Применение данной интегрированной системы непрерывного
улучшения позволит добиться того, чтобы вовлеченные в производственный процесс мощности и ресурсы конвертировались в стабильное производство, генерирующее доходы с высокой долей прибыли.
3.2. Проектирование для шести сигм – ДФСС
3.2.1. Основные принципы и фазы ДФСС
Проектирование для шести сигм (Design for Six Sigma) – ДФСС
является совершенным средством улучшения управления проектами в терминах критериев: удовлетворенности потребителя, качества, надежности и стоимости. ДФСС наиболее эффективен для
процесса разработки. По сравнению с другими типами процессов
(производства, финансов) проектирование наиболее технически
сложно, отнимает много времени и средств. Сочетание ДФСС с
принципами TLS дает ещё больший эффект, включая, в том числе,
идеи ТРИЗ и увеличивая инновационные идеи. Любой проект, прежде всего, оценивается стоимостью, ценностью продукта и временем выхода на рынок (рис. 3.4).
Для этих трех факторов необходимо предложить систему метрик для процесса проектирования.
Стоимость
Ценность
Время
Проектирование
продукта и система
производства
Прибыль
Рис. 3.4. Экономическая модель проектирования
и производства
94
Стоимость жизненного цикла. Данный фактор включает все
этапы, и необходимо стремиться уменьшать стоимость отдельных
этапов.
Ценность продукта. Это наиболее важная характеристика.
К несчастью, она наиболее неопределенная, так как точное знание
возможно только после попадания на рынок. На ценность влияет
много обстоятельств, в частности:
− насколько хорошо голос потребителя (ГП) уточнен и структурирован;
− уникальность и креативность;
− качество, надежность и робастность.
Эти характеристики могут быть измерены до выхода на рынок.
Цикл создания продукта. Этот фактор определяет время выхода на рынок, зависит от сложности и умения компании делать все
быстро и качественно с самого начала. При уменьшении цикла некоторые компании забывают об эффективности, т. е. о стоимости
ресурсов и усилий.
Необходимо создать лучший процесс, который принес бы прибыль компании. Профессор Нем Сах [33] предложил модель процесса с позиции теории аксиоматического проектирования (АП),
назвав её процессом «картирование», т. е. составление карты процесса c вопросами: «Что хотим получить?» и «Как этого достичь?».
Далее осуществляется переход из одной области в другую. По мнению Саха, проектирование состоит из четырех областей:
− область пожеланий потребителя – СА (customer attribute), характеризующаяся его ожиданиями и потребностями от производимого продукта;
− область функций – FR (functional requirements), существующих для удовлетворения потребителей. Функциональные характеристики задают необходимые требования, например быстрый автомобиль должен разгоняться до 100 км/ч за 10 с. В конечном итоге
продукция должна иметь необходимый набор характеристик для
удовлетворения потребителя;
− физическая область также называется областью проектирования параметров – DP (design parameters), способствующих созданию проектных решений, удовлетворяющих области функций.
Так, разгон до 100 км/ч потребует пересмотра узлов и характеристик;
− область процессов имеет дело с переменными процесса – PV
(process variables), служащими для создания производственного
процесса, удовлетворяющего требованиям (рис. 3.5).
95
Y=f(x)
CAs
FRs
DPs
PVs
Физическая
область
Область
процессов
Y=f(x)
Область
потребления
Область
функций
Рис. 3.5. Структура областей проектирования
Другой важной особенностью проектирования является иерархичность структуры: «система – подсистема – компоненты – детали», причем это наблюдается во всех перечисленных областях.
Процесс проектирования генерирует новую информацию и знания, которые позволяют укрепить позиции на рынке. Можно выделить три типа генерации информации:
− извлечение (голос потребителя и бизнеса, технологическая информация: отчеты, журналы, Интернет, конференции и т. д.);
− переработка. До тех пор пока новая информация не пущена
в ход, приходится иметь дело со старой информацией (набор проектных решений, интерфейс, анализ и моделирование и т. д.);
− создание знаний. В процессе проектирования возникают задачи, для которых нет готовых решений. Эти задачи требуют новой
информации и знаний (новые решения и технологии; изменение
концепций рынка).
Влияние многих факторов приводит к вариабельности и необходимости оценки рисков, которые проводятся на каждом этапе
после его окончания. В принципе новый этап не должен начинаться, если не проведен анализ предыдущего. Вход на очередной этап
осуществляется через «точку принятия решений» (ТПР, или Gate).
Эти ТПР контролируют весь процесс, служат точками контроля качества и точками принятия решения о целесообразности продолжения проекта.
Принципы бережливого производства – ЛИН широко применимы при производстве и сервисе, они применимы и для процесса
проектирования, но имеют некоторые особенности. Сведем основные отличия в табл. 3.2.
96
Таблица 3.2
Отличия принципов ЛИН
Производство
Проектирование
Характеристики продукта известны
Ценность не определена до выхода на
рынок
Изменение процесса – потери
Итерации по улучшению – принятая
практика
Цель ЛИН – минимизировать по- Максимизация ценности продукта
тери и уменьшить время
при снижении потерь времени цикла
ЛИН при проектировании должен сочетать и увеличение ценности, и снижение потерь и времени! ЛИН при проектировании не
имеет универсальных причин потерь, как при производстве, однако отметим некоторые наиболее важные потери за счет низкой ценности продукции:
− плохая обработка информации ГП,
− неточное воплощение ГП в характеристики,
− выбор плохой технологии,
− низкие инновационные возможности,
− ошибки в интеграции инноваций с ГП,
− низкое качество, надежность и робастность.
Для этих категорий потерь применение ДФСС весьма эффективно. В учебном пособии авторов [13] описаны основные концепции
ДФСС, однако не рассмотрены основополагающие положения АП
[33]. Рассмотрим эти вопросы более подробно.
Процесс, ориентированный на потребителя, стартует на концептуальной стадии и проходит ряд этапов. Оценка и выбор хороших
проектных решений весьма трудная задача. Проектировщики и изготовители обычно оперируют в двух состояниях: предупреждение
«пожара» путем создания жизнеспособной конструкции и «борьба
с огнем», т. е. решение проблем, позволяющих устройству проявить свои лучшие свойства. Причем во втором случае необходима
мобилизация человеческих и других ресурсов. ДФСС позволяет решать обе ситуации. Усилия разработчиков по поиску лучших решений обычно сосредоточены в двух направлениях. Первое связано с
улучшением характеристик при применении в заданных условиях.
Этому способствует РП, реализующее концептуальное, параметрическое и допусковое проектирования [9,13]. Второе направление
связано с большим числом работ по исследованию процесса проек97
тирования в связи с его уязвимостью. Это направление привело к
созданию аксиоматической теории проектирования (АТП). Основная идея её заключается в том, что конструкция становится уязвимой, если нарушены основные принципы проектирования. Эта
уязвимость устраняется, или по крайней мере уменьшается, если
используются принципы конструирования, названные аксиомами.
ДФСС соединяет фундаментальные знания различных областей и
устанавливает связи между ними. ДФСС служит интеграции предположений и гипотез; классификации феноменов или объектов и
их грамотному использованию, а также применению спектра аналитических и статистических моделей. Концепция ДФСС строится
на теоретической основе этих методов и представляет собой аксиомы или гипотезы в зависимости от того, как эти фундаментальные
знания используются. Основная цель ДФСС – «делать правильно с
самого начала» – позволяет избежать многих ошибок в конце проектирования. Составная часть – МШС – определяется как уровень,
при котором уязвимость проекта не эффективна или минимальна.
Обычно на качество влияют два вида уязвимости:
− концептуальная уязвимость, возникающая при пренебрежении аксиомами и принципами проектирования;
− операциональная уязвимость из-за потерь в робастности. Уменьшением или устранением этого рода уязвимости занимается МШС.
Уменьшение источников уязвимости обеспечивается как аналитическими, так и практическими методами. Благодаря недостаточности данных на начальных этапах проектирования не все инструменты МШС могут быть использованы.
Кроме того, ДФСС использует и новые инструменты, учитывающие специфику процессов ДФСС.
ДФСС воздействует на оба типа уязвимости, это достигается не
только приближением среднего к целевому значению, но и применением структурирования процессов проектирования. ДФСС также управляет изменениями организациональной культуры предприятия, меняя старые парадигмы, мотивацию людей, внедряя
культуру принятия решений и стремясь к идее осуществлять один
проект в единицу времени.
Теория ДФСС использует концепции и инструменты, уменьшающие уязвимость обоих типов и реализует продукцию на уровне
МШС. Операциональная уязвимость уменьшается за счет уменьшения вариабельности и регулировки средних значений параметров критических по качеству (CTQ) – за счет применения инструментов РП, DMAIC, методов выбора допусков.
98
Выбор допусков – ядро операциональной уязвимости, так как
выбираются допуски проектируемых параметров и переменных
процесса. Все это влияет на выбор метрик, измерительной аппаратуры, цены и размеров продукции.
Концептуальная уязвимость чаще всего не выявляется полностью из-за ограниченности времени, нехватки средств, выбора неоптимального решения и т. д. Все это в какой-то мере может быть
устранено позднее по получении информации после испытаний или
эксплуатации, так как качество по своей природе оценивается по
факту появления продукции. К несчастью, эта практика приводит
к пересмотрам и переделкам, борьбе с внутренними недостатками,
что называется «борьбой с огнем». Компании, придерживающиеся
этой практики, проигрывают по всем показателям. Причем коррекция концептуальной уязвимости за счет операциональной эффективна в гораздо меньшей степени. Кроме того, такие коррективы сложны и дороги. Поэтому использование ДФСС на начальных
стадиях является главной целью и требует объединения систематических методов проектирования, концепций качества и предваряющих методов (РП, ТРИЗ, АП, статистические методы). Обычно
большинство методов проектирования имеют эмпирическую основу, давая представления профессионалов, как наилучшее решение
и упуская возможности научных исследований. Зачастую, следуя
за удовлетворенностью потребителя и руководствуясь здравым
смыслом, можно не получить решений, удовлетворяющих требованиям МШС. Поэтому следует перенести внимание на начальные
стадии проектирования, помня, что основная часть стоимости расходуется именно здесь.
Количество фаз ДФСС разное у различных авторов, хотя смысловое содержание практически одинаково. Поэтому рассмотрим
кратко фазы ДФСС, основываясь на первой публикации Ш. Тагути
[39].
Фаза 1. Определение – D.
Основная продукция – график команды.
Шаг 1. Инициация проекта.
Инструменты: путевая карта.
Шаг 2. Сфера проекта.
Инструменты: опрос потребителей, статистические графики.
Шаг 3. Планирование и управление проектом.
Инструменты: график Ганнта, график AND/PERT,ТРИЗ.
Фаза 2. Инициация – I.
Основная продукция – КХК.
99
Шаг 4. Определение потребителя.
Инструменты: методы исследования операций, анализ Kaнo.
Шаг 5. Сбор пожеланий.
Инструменты: диаграмма сродства, дерево структур, СФК, ИМ.
Шаг 6. Определение критических характеристик.
Инструменты: анализ допусков, бенчмаркинг, карты учета, ИМ.
Фаза 3. Проектирование – D.
Основная продукция – качественное проектирование.
Шаг 7. Развитие концепций.
Инструменты: фунциональный анализ, СФК, бенчмаркинг, ССП.
Шаг 8. Качественное проектирование.
Инструменты: обзор технологий, карты процессов, архитектура,
ИT, выходные диаграммы, организациональное проектирование.
Шаг 9. Оценка возможностей.
Инструменты: карты оценки, моделирование процессов, ФМЕА,
анализ процесса проектирования, ПЭ, РП, проектирование с учетом надежности.
Фаза 4. Осуществление – E.
Основная продукция – детальный план контроля процесса производства.
Шаг 10. Детальное проектирование.
Инструменты: карты процессов, проектирование ИT, СФК,
бенчмаркинг.
Шаг 11. Оценка возможностей.
Инструменты: PERT, ФМЕА, моделирование, анализ допусков,
карты учета, ССП, ИМ.
Шаг 12. Подготовка плана контроля и верификации.
Инструменты: карта процессов, карта процессов управления,
стандарты.
Фаза 5. Подтверждение – S.
Основная продукция – пилотный проект.
Шаг 13. Результаты выполнения пилотного проекта.
Инструменты: контрольные карты, анализ осуществимости.
Шаг 14. Внедрение процессов производства.
Инструменты: планы контроля DMAIC, стандарты, процедуры,
инструкции.
Шаг 15. Развитие собственных процессов.
Инструменты: карты управления процессами, оценка воспроизводимости процессов, испытания на надежность.
Эффективность применения ДФСС достигается, когда происходит объединение аналитических исследовательских методов про100
ектирования и моделирование структуры проекта становится обязательным этапом. Структура представляет собой набор взаимосвязей требований к проекту, параметров разработки, переменных
процесса. Структуру в зависимости от содержания и формата можно представить в виде блок-схемы, карт процессов, причинно-следственных диаграмм. С помощью этих средств можно представить
как аттрибуты потребителя – СА превращаются в функциональные
требования – FR и установить связи между ними. Затем следует понять, как связаны между собой FR. Взаимосвязь между FR влияет
на уязвимость разработки, снижая контролепригодность и регулируемость. Наконец, взаимосвязи влияют на надежность и робастность и затрудняют поиск лучшего решения. Чаще всего проектировщики стараются отрегулировать только некоторые переменные
процесса, игнорируя остальные. Это приводит к неверным решениям и невозможности определения некоторых причин поведения
создаваемой разработки. Фазы ДФСС гораздо проще выполняются,
когда выяснены и устранены взаимосвязи.
К несчастью, аксиомы не всегда применимы, в особенности для
технологических процессов, корректировки корпоративной культуры, в вопросах стоимости. Сама организация проектирования
существует при наличии ряда взаимосвязей – технология – стоимость. Поэтому желание улучшить способности конструкции натыкаются на воздействия источников вариаций, внешних по отношению к FR, но оказывающих нежелательное воздействие.
Процесс проектирования включает три этапа картирования
между четырьмя областями (рис. 3.5). Первые карты составляются между атрибутами потребителя – СА функциональными требованиями – FR. Этот этап очень важен, так как необходимо найти
минимальный набор требований высшего уровня к техническим
характеристикам. Используется СФК. Как только этот набор определен, составляется матрица А физического картирования. Эта
матрица включает область FR и область параметров проектирования – DP. Она определяет действия при каскадировании от высшего уровня вниз к низшему уровню декомпозиции. Набор матриц
проектирования функциональной структуры устанавливает связи
и обеспечивает воспроизведение изменений разработки при анализе типа «если-то».
Карты процессов (матрица В) являются последним этапом и
устанавливают связи между областью DP и переменными процесса
PV. Карты могут также быть представлены в виде матрицы и показывать, как осуществляется этот переход.
101
Решение проблем проектирования может быть достигнуто за
счет изменений независимых x-переменных, находящихся в областях DP или PV в соответствии с имеющимися матрицами А и В.
Изменения могут быть мягкими или жесткими. Мягкие изменения
сводятся к регулировке номинальных значений внутри заданной
области допусков, изменением допусков или двумя действиями
одновременно. Жесткие изменения заключаются в добавлении или
исключении переменных в обеих областях, что может привести
к значительным изменениям в проектировании и производстве.
Аналитически полагаем, что FR = f (DP), где DP – матрица размера m. Каждый элемент матрицы рассматривается как
DPi = g(PVi ) i = 1, …, m.
Мягкие изменения могут осуществляться за счет использования
чувствительности в физической и процессной матрицах:
¶FR æç ¶FR ÷ö çæ ¶DPi ÷÷ö
÷´ç
=ç
÷ = f ¢[g(PVi )]g ¢(PVij ), ¶PVij èç ¶Pi ÷ø÷ çèç ¶PVj ÷ø÷
(3.1)
где PVij – переменные процесса в матрице PVi, которые могут быть
отрегулированы (изменены) для улучшения требований FR. Первый член формулы (3.1) представляет изменения в проектировании, второй – изменения в процессе. Успех ДФСС приходит только
при использовании обоих видов изменений.
Процесс проектирования объекта может быть представлен
Р-диаграммой (рис. 3.6).
Выход обычно в матрице FR записывается как Y, на который
воздействует три вида переменных:
− входные сигналы, обозначаемые m,
− параметры проектирования x,
xns
m1
.
.
mp
xs
Объект
проектирования
Yk
Zs
Z ns
Рис. 3.6. Вид Р-диаграммы
102
Y1
.
.
− шумовые факторы Z,
− вариации Y и его отклонения от целевого значения вызываются воздействием шумовых факторов,
− обычно матрицы m и Y при идеальном преобразовании энергии равны. Поэтому целью ДФСС является сведение к минимуму
разности между этими матрицами и уменьшение разброса относительно целевого значения. Снижение вариабельности возможно за
счет уменьшения взаимосвязи x и Z.
В ДФСС имеем дело с FR или yi, которые тесно связаны с пожеланиями потребителя. Будем считать, что матрица Х делится на значимые {xs,0} факторы и незначимые факторы {0,xns}. То же сделаем и для шумовых факторов. Количество незначимых факторов
велико, в то время как значимых всего несколько. Классификация
возможных зависимостей проекта от шумов приведена в табл. 3.3.
Воздействие несущественных факторов практически всегда незначительно и мало что прибавляет к сложности проблемы и методам принятия решений. Когда появляется матрица Xs, хорошо
применяются методы МШС и ДФСС. При концептуальных изменениях необходимо включать методы ДФСС.
Компания, соответствующая ДФСС или МШС, имеет 3,4 дефекта на миллион предъявлений на всех этапах ЖЦ. Большинство
действий применяется в ежедневной практике, и лишь небольшое
число кардинальных решений – в отдельные критические моменты.
Проектные решения могут быть соответствующими и не соответствующими. Несоответствия появляются, когда решения, принимаемые в процессе проектирования, далеки от идеальных (правильное
решение не выполняется, необходимые измерения трактуются не
адекватно, важные выводы адресуются не тем, кому надо и т. д.). Все
несоответствия должны фиксироваться и устраняться.
Команда получает первую информацию о реальном состоянии
дел на основе испытаний и изготовления прототипа. Это обычно
происходит в середине цикла разработки. В это время уже нет возТаблица 3.3
Возможные ситуации
Xs
Zs присутствует
Zs отсутствует
Присутствует
Потенциал МШС и ДФСС
Тривиально, хватает
одного ПЭ
Отсутствует
Концептуальные изменения,
ДФСС, МШС не эффективен
Такого устройства нет
103
можности внести все необходимые изменения. Поэтому главной целью ДФСС является делать все правильно с самого начала. Проблемой является недоступность полезной информации в начале цикла.
Смысл ДФСС состоит в выполнении принципов проектирования
с самого начала, а именно:
− ориентир на потребителя,
− измерение эффективности процесса проектирования,
− составление характеристик в зависимости от требований,
− достижение ключевых целей,
− эффективное использование ресурсов и знаний,
− приверженность к командной работе,
− начальное создание робастности и верификация,
− поощрение обучения,
− испытания типа «найти и зафиксировать»,
− нечувствительность к вариабельности процессов,
− постоянная тренировка «каждый знает как»,
− использование интегрированных подходов к проектированию,
− правильные решения на концептуальной фазе,
− использование принципов МШС,
− акцентирование внимания на простых решениях,
− увеличение потенциала для надежности и робастности,
− обеспечение достаточного пространства для реализации идей
МШС,
− оптимизация допуска после выбора концепции.
Развертывание ДФСС должно быть согласовано с ЖЦ проектирования.
3.2.2. Развертывание ДФСС
Любые инициативы или идеи становятся жизненными, если
ими занимаются сотрудники на всех уровнях. ДФСС не исключение. Обычный МШС с участием менеджеров-профессионалов («черных» и «зеленых» поясов) разворачивается сверху вниз и является
основой для ДФСС.
Первый шаг проекта ДФСС – создание интегрированной команды проекта, включая поставщиков и потребителей (многонациональных и разной культуры). Ключевая задача – хороший старт
в нужном направлении. Цели подсистем и подпроцессов должны
быть развернуты до нижнего уровня. На пилотном проекте должна
быть введена метрика каждого уровня, чтобы делать все правильно
104
с самого начала и вводить улучшения в необходимые характеристики. На первом шаге надо осмыслить все усилия, которые придется
приложить на всех этапах ЖЦ. Эти усилия могут быть вызваны и
изнутри проекта, и извне.
Успех ДФСС зависит от эффективности развертывания, причем
важно, чтобы принципы и инструменты МШС использовались полностью. Отметим необходимые предпосылки развертывания ДФСС:
1. Приверженность менеджмента высшего и среднего уровня.
2. Наличие системы программ менеджмента – PMS (program
management system) – дорожная карта проекта, алгоритм процесса
проектирования и т. д..
3. Источники успеха проекта ДФСС. Успех развертывания инициатив ДФСС тесно связан с использованием систем показателей
компании (scorecard). В терминологии МШС система показателей –
унифицированная возможность визуализации путей осуществления характеристик.
4. Организация структуры развертывания. Первоначальным
объектом развертывания может быть та цель, которую формулирует «черный пояс» для удовлетворения потребителя, повышения
имиджа фирмы и т. п.
Стратегия развертывания ДФСС должна разрабатываться в полном соответствии с миссией, руководящими принципами, целями,
ключевыми результатами и стратегиями, для того чтобы направлять и управлять деятельность на проекте. Она должна быть составной частью глобальных действий организации по МШС. Обычно компании вначале начинают деятельность по DMAIC.
Видение развертывания определяет долгосрочную культуру проектирования МШС. Эта культура подкрепляется краткосрочными
шагами развертывания, обычно составляемыми на год. Комбинация обоих методов повышает эффективность проекта. В уравнении
развертывания через МО определим потенциал развертывания
MO = DV ´ DM, (3.2)
где DV – скорость развертывания; DM – масса проектов.
Это уравнение зависит от уровня рассматриваемой единицы.
Единицей может быть организация или на нижнем уровне отдельная команда. Например, на уровне отдела – это полное число проектов и средняя скорость их завершения. Когда развертывание становится устойчивым, вариации могут быть сведены к минимуму. Когда МШС становится обычной манерой ведения бизнеса, день за днем
и проект за проектом DV и DM становятся примерно постоянными.
105
Отказы увеличивают значение МО, являясь «скрытым производством» и поэтому необходимо применять инструмент МК – ФМЕА.
Состояние ДФСС измеряется через потенциал, дополнительно
к его физическому определению при проектировании потенциал
обычно служит для оценивания характеристик. Значение потенциала зависит от двух переменных: сколько проектов в работе и как
быстро они успешно заканчиваются. Потенциал зависит от массы
и скорости. Масса – это скалярная величина, в то время как скорость – вектор с направлением и значением (см. формулу (3.2)).
Потенциал развертывания является хорошей мерой стратегии
ДФСС. Стратегия должна основываться на миссии компании и пояснять, как ДФСС будет помогать достижению этой миссии и адресоваться к внешним и внутренним возможностям. В целом стратегия
обеспечивает основу для развертывания с учетом внешних условий,
ресурсов и времени, установления соответствия между краткосрочным и долгосрочным планированием и движением к будущему.
Группа ДФСС (директор, чемпион, ЧП, ЗП) должна:
− поддерживать имидж компании и ее миссию, стремиться приблизиться к мировому уровню, вносить инновации в продукцию и
процессы, приводящие к высокому качеству и удовлетворенности
потребителя;
− получать удовольствие от своей работы;
− постоянно следовать правилу «все делать хорошо изначально»;
− стараться быть необходимыми как в текущих, так и в будущих
проектах;
− налаживать партнерские отношения внутри компании и с
внешними экспертами;
− делать выводы и применять результаты в других проектах;
− распространять принципы ДФСС, инструменты и концепции,
укрепляя культуру МШС.
Стратегия развертывания должна включать:
− число и критерии изменяемых проектов (короткий список),
− число и критерии вновь разрабатываемых проектов (длинный
список),
− сложность проекта,
− идентификацию и выбор проекта,
− схема выбора приоритетов. В зависимости от размера проекта
может понадобиться схема приоритетов.
Управление качеством важно на всех этапах ЖЦ ДФСС. Основные этапы приведены в табл. 3.4. Можно рассматривать два типа
проектов ДФСС.
106
Таблица 3.4
Этапы ЖЦ ДФСС
Номер
этапа
0
1
2
3
4
5
6
7
Название этапа
Пояснения
Возникновение замысла (Impetus/ideation)
Новые технологии и идеи, конкурентоспособность в новых направлениях
Возможность работы в разных направлениях
Формулирование треИдентификации запросов и пожеланий
бований (Customer and потребителя
business requirements
Перевод ГП в функциональные и измериstudy) – СФК, ИМ
мые показатели
Изучение воспроизводимости идей
Концепции проекОсновные концепции: стратегия, полотирования (Concept
жение на рынке, ценность продукции
development) – АП,
Определение продукции: уровень функПЭ,ТРИЗ
циональных требований
Design concept generation, evaluation,
and selection
Генерация идей, оценка, отбор
Расчет, моделирование, эскизное проектирование
Проектирование или
Уточнение функциональных требований
создание прототиПараметрическое проектирование
па (Product/service
Создание прототипа
design/prototyping) –
Создание технологической системы
РП,ССП
Создание системы контроля
Постановка на произСоздание производственной структуры
водство (Manufacturing Создание систем контроля, регулировки
process preparation/
и валидации
product launch) – СУП, Внедрение производственных процессов
ФМЕА, ССП
Производство
Функционирование, контроль и регули(Prоduction) – МШС,
ровка процессов
ЛИН, ИМ
Управление поставками
Потребление (Product/ Послепродажное обслуживание
service consumption) –
статистические методы
Утилизация (Disposal)
1. Первый тип занимает этапы 1–6. Этот тип проекта используется для начального развертывания, чаще всего в случае переделки
или модернизации.
107
2. Второй тип охватывает все этапы и является инновационным.
3. В стратегии развертывания тренинг является обязательным
для всех категорий. Рассматриваемый объект должен представлять основу для заключений при обучении. Эти заключения должны учитывать специфику объекта как при снабжении, так и при
проектировании. Тренинг должен оценивать и другие особенности
(географическое положение, время, особенности потребителей).
4. Процесс проектирования может быть улучшен постоянным
применением концепций и инструментов ДФСС АТП (см. п. 3.3).
По мере того как методика ДФСС становится центральной частью культуры фирмы, она должна стать неотделимой частью большинства задач организации:
1) социальной в плане надежности, эффективности, экологичности продуктов, процессов, сервиса;
2) целей в плане доходности и устойчивости на локальном и глобальном рынках;
3) целей управления, реализующих миссию – эффективность,
результативность, снижение цены, приверженность потребителей;
4) повышения удовлетворенности потребителей и конкурентоспособности;
5) удовлетворения персонала и акционеров.
Стратегия развертывания должна быть устойчивой на всех этапах; отвечать всем внешним вызовам и быть главным содержанием
деятельности компании. ДФСС должна обеспечивать как проектирование, так и процессы производства.
3.2.3. Алгоритм ДФСС
Процесс проектирования – основная часть ДФСС. Слово алгоритм используется вместо процесса, учитывая постоянство и повторимость действий. Алгоритм является дорожной картой по методам и административным действиям. Цель этого подпараграфа
собрать воедино принципы, инструменты и фазы ДФСС в единую
последовательность. Фаза представляет собой набор действий при
проектировании и обычно имеет на входе и выходе пункты контроля (tollgate). Фазы проектирования описаны в п. 3.2.2. Пункты
контроля являются дорожными столбами ЖЦ и дают формальное
осмысление каскадирования процесса проектирования, понятного
для менеджмента и акционеров. Как видно в таблице этапов ЖЦ
(табл. 3.4), процесс обеспечивается необходимой информацией,
точно определяющей задачи процесса проектирования от некото108
рых изменений до креативного проектирования. Алгоритм осуществляет многофункциональная команда, имеющая опыт принятия решений в свете МШС. В алгоритме мнение по проекту должно быть составлено до или в процессе совершения каждого шага.
Рассмотрение содержания каждого шага соответствующей фазы в
монографии не приводится, так как на каждом шаге применяются
известные инструменты управления качеством проектов. Поэтому
остановимся лишь на некоторых особенностях алгоритма ДФСС.
Первой задачей ДФСС является распределение атрибутов удовлетворенности потребителя. Атрибут – потенциальная мера ожиданий потребителя от продукта. Каждый атрибут имеет свой коэффициент значимости. Ранжирование проводится по методике, предложенной Клейном. Существует два пути измерения коэффициентов:
прямой и основанный на использовании информации из других
источников, называемый опосредованным. Атрибуты, полученные
прямым методом, называются основными, атрибуты, полученные
опосредованно, называются предположительными.
Набор атрибутов должен содержать все требования потребителя вместе с ожиданиями социального и экологического характера.
Требования необходимо разделить на стандартизуемые (универсальные) и заказываемые (частные). Все требования должны быть
объединены в матрицы для каждого выделенного сегмента рынка
(вопросы ЧТО?). Индекс потребительских желаний – CDI – является основным при разработке СФК.
Список критических по удовлетворению атрибутов – CTS – является основанием для команды при составлении ряда характеристик, создаваемых в процессе проектирования (вопросы КАК?).
Анализ зависимостей ЧТО от КАК позволяет определить технические контуры проекта. При этом команда ДФСС использует кроме
известных инструментов АП и имитационное моделирование – ИМ
(см. п. 3.3 и гл. 4).
Затем алгоритм ДФСС использует методологию СФК для перевода критических для удовлетворения параметров – CTS – в функциональные требования – FR. Должно существовать, по крайней
мере, одно техническое решение для FR. Затем осуществляется
преобразование FR в параметры проектирования DP за счет АП.
Преобразование параметров DP за счет АП в переменные процесса – VP. Команда декларирует стартовый вариант как основу для
постоянного улучшения. Добавление, изменение или исключение
DP без изменения FR определим как нарастающее проектирование. Креативное проектирование включает в себя изменения на109
растающего проектирования и изменения при составлении списка
FR. При рассмотрении альтернатив лучшая выбирается с помощью
стандартных инструментов (бенчмаркинг, метод Пуга). При выборе вариантов чаще всего пользуются методом контролируемой
сходимости (конвергенции). Метод контролируемой сходимости
сравнивает каждое альтернативное решение с начальным вариантом. Метод отсеивает слабые альтернативы, подчеркивая сильные
стороны новых концепций. Он позволяет исключать альтернативу
как только превышены ограничения и не выполнены пожелания
потребителя.
При отсутствии альтернатив надо использовать ТРИЗ и АП. Выбор FR и DP определяет структуру, представляющую собой связь
функциональных элементов от входа до выхода. Структура описывается аналитически и представляет собой иерархию уровней.
В алгоритме ДФСС рассматривается два вида структур:
− физическая структура, связывающая FR и DP,
− структура процессов, связывающая DP и VP.
Физическая структура обычно создается первой для решения задач выбранной концепции. Команда стремится выбрать наилучшее
решение в терминах DP, чтобы удовлетворить требованиям. Выбор технологий и структуры тесно связан через физические и процессные параметры. Новые технологии – DP – могут потребовать
новой структуры. Поэтому, чтобы сделать структуру адаптивной,
необходимо использовать АП. Структура должна быть устойчивой
к неправильному с ней обращению, ошибкам в требованиях и проектировании (планирование эксперимента и РП). Для физической
структуры определяется идеальная и передаточная функции и
выполняются установки МШС. Перепроверка требований ведется
сверху вниз в сочетании с возможностью достижений характеристик снизу вверх кривой, введенной Альтшулером в ТРИЗ (рис. 3.7).
Функциональные требования в физической структуре детализируются дальше с помощью карты очков и передаточной функции –
двух уникальных инструментов алгоритма ДФСС. Передаточная
функция – средство обращения к удовлетворенности потребителя
и первоначально определяется с помощью различных карт проектирования. Она связывает, желательно аналитически, контролируемые и неконтролируемые факторы и может быть получена
при планировании эксперимента (ПЭ) или ИМ. В алгоритме ДФСС
передаточная функция связывает все вышеназванные переменные.
Она определяется как:
{FRs} = [A] {DPs}; {DPs} = [B] {PVs}.
110
Измеряемая характеристика
Детский период новых инноваций
Этап устаревания инноваций
Средний этап инноваций
Детский этап инноваций
Время
Рис. 3.7. S-кривая эволюции
Зависимость переменных в передаточных функциях оптимизируется сдвигом среднего и уменьшением вариаций. Учетные карты
оценивают количественно прогресс проекта ДФСС, вехи процесса
и все критические элементы и характеристики проектирования.
Учетные карты имеют много преимуществ, включая разрывы между атрибутами потребителя, оптимизацию процесса, предсказание
окончательных результатов, связь между акционерами и качество
на разных уровнях.
Как только определены FR и DP, проводится оценка рисков
с использованием ФМЕА проектов и процессов. Применение ФМЕА
направлено :
− на осознание и оценку возможных отказов и их последствий;
− определение действий, которые могут устранить или уменьшить появление возможных отказов;
− документирование необходимых действий.
ФМЕА помогает команде улучшить процесс, отвечая на вопросы: что может произойти? и откуда появляются вариации? Команда должна изучать и понимать физическую природу и структуру
процессов. При этом необходимо проводить исследование нововведений, изучать функции проекта и процесса, ожидания потребителей, функциональные требования, спецификации и остановки
процесса. Команда должна так строить процесс и проект, чтобы не
допустить дефекты. Деятельность по исключению дефектов итеративна. Работа по ФМЕА начинается с концептуального проектирования и продолжается на последующих стадиях. ФМЕА для про111
ектирования должно быть закончено на уровне прототипа. Входом
в этом случае является набор FR; выходом: во-первых, перечень
действий по предотвращению отказов и, во-вторых, история предпринятых и будущих действий. ФМЕА для процессов используется для анализа производства, сборки и т. п. путем создания ПО и
компьютерных документов. Р-диаграмма как инструмент ДФСС
используется для идентификации соотношений входов и FR, шумовых факторов, параметров проектирования, передаточных
функций, включая идеальную, виды отказов, рекомендуемые воздействия. Рассмотрим пример использования Р-диаграммы.
Пример 3.1. Р-диаграмма процесса прессования [33]. Устройство прессования предназначено для запрессовки вала в отверстие
(снабженное втулкой), меньшее диаметра вала, за счет использования эластичности материала, который старается сохранить старый размер после окончания процесса. Устройство состоит из вала,
шкива и втулки (рис. 3.8).
Диаметр вала больше, чем внутренний диаметр втулки. Для
устройства заданы допуски в виде минимального расстояния между соединяемыми частями. Интерференция имеет отрицательное
влияние. С другой стороны, допуск задает допустимые вариации
в размерах. Р-диаграмма представлена на рис. 3.9.
Р-диаграмма процесса включает следующие части:
− влияние процесса – пожелания потребителей,
− сигналы – перевод ГП в измеримые характеристики,
Дифференциальный
трансформатор
Динамометрический
датчик
Вал
Втулка
Шкив
Рис. 3.8. Устройство для прессования
112
Влияние процесса
Сигнал М
Контрольные факторы
Устройства
прессования
(Fп) – DP – усилие прессования
Шумовые факторы
Рис. 3.9. Р-диаграмма устройства прессования
− контрольные факторы – переменные процесса: смазка вала,
покрытие втулки, обработка поверхности, материал втулки, конструкция шкива, скорость потока гидравлики,
− ожидаемые результаты-отклики – перевод ожидаемых результатов в технические характеристики,
− шумовые факторы: перпендикулярность конца вала, перпендикулярность прикладываемого усилия, коаксиальность вала с нагрузкой, концентричность конца вала, деформация втулки, старение пистолета.
Передаточная функция и идеальная функция. Связь между
входными и выходными сигналами. В терминах Р-диаграммы:
– FR = f (контрольные и шумовые факторы, параметры проектирования);
– DP = f (контрольные и шумовые факторы, переменные процесса).
Переход от области к области – зигзагообразный процесс, позволяющий определить частную передаточную функцию физической
структуры;
– FR(DP) = f (контрольные факторы, параметры проектирования).
Р-диаграмма позволяет команде сопоставить эту функцию с шумовыми факторами.
При постоянстве параметров проектирования или переменных
процесса и нулевых шумах получается идеальная функция в терминах робастной методологии. Математически это трансформация
энергии между сигналом и откликом. Знание идеальной функции
позволяет оценить изменения из-за наличия шумов. Идеальная
функция установки прессования:
Fï = Z0 D2r , (3.3)
где Fп – усилие прессования (измеримый параметр проектирования); Z0 – объединенный коэффициент жесткости материала (подсчитан с учетом геометрии втулки и свойств материала); Dr – сравнительная интерференция (сигнал), вычисляемая по формуле
113
Dr =
ODshaft - IDpulley
D
=
= signal(M). ODshaft
ODshaft
(3.4)
Другими словами, сигнал представляется как относительная
интерференция между втулкой и валом, и необходимо найти усилие, объединяющее их вместе. Точная математическая передаточная функция может быть найдена при ПЭ и записывается в виде:
Fï = f (D2r ). (3.5)
После того как определена передаточная функция, проводится
ее оптимизация. Для этого надо минимизировать вариации передаточной функции и создать для выполнения поставленных целей
оптимальную конфигурацию параметров проектирования и переменных процесса. Оптимизацию функции можно проводить аналитически или эмпирически. В обоих случаях необходимо уменьшать воздействие источников шумов. Оптимизация и робастность
аналогичны в терминах алгоритма ДФСС. Ряд FR преобразуется
в ряд передаточных функций, которые позволяют оптимизировать
(сдвиг среднего, уменьшение разброса) для всех FR. Однако этой
информации недостаточно, необходимо выбрать параметры проектирования DP, которые будут использоваться для оптимизации
с учетом связей и физического представления. Если конструкция
не связна, то имеется только прямая зависимость между FR и DP и
оптимизация может быть проведена отдельно для каждого FR. При
связной конструкции необходимо строить матрицу и выбирать варианты в зависимости от цены. Еще большее число вариантов возникает при наличии шумов.
Смысл параметрического проектирования подавить, насколько
это возможно, влияние шумов. А сами параметры должны отвечать требованиям высокого качества и низкой стоимости. При РП
определяется набор неконтролируемых факторов для того, чтобы
в процессе эксперимента определить степень их влияния на выходные характеристики. Моделирование всех шумовых факторов не
оправданно, надо найти наиболее значимые.
Для ответа на ряд вопросов:
− существует ли связь между параметрами проектирования;
− остается ли отклик постоянным на всех уровнях или изменения возникли за счет влияния шумов;
− каково распределение экспериментальных данных;
− как влияют неучтенные шумы;
114
− оптимальна ли прогнозируемая комбинация параметров;
− применимы ли экспериментальные данные для практики;
− как подтверждаются эти вопросы
проводится сбор данных и их анализ, последующие оптимизационные испытания и валидация результатов [12, 13].
Управление рисками производится на всех этапах алгоритма
ДФСС. Большинство инструментов ДФСС управляет рисками.
В процессе ДФСС необходимо учитывать риски и по возможности
уменьшать их [24].
3.3. Аксиоматическая теория проектирования
В предыдущих параграфах упоминалась аксиоматическая теория проектирования (аксиоматическое проектирование). Ниже
рассмотрим основные идеи АТП. Сами теоремы и аксиомы АТП
приведены в приложении 3.
Аксиоматическое проектирование – перспективный метод инженерного проектирования, применяемый на фазе идентификации
(Suh-1990, Pugh 1991, Ullman-1992, Ulrich-1995). Однако увязать
эти методы с методами качества на стадии создания концепции
удалось только ДФСС. Во время проектирования необходимо учитывать две группы факторов, приводящих к уязвимости проекта:
– концептуальная уязвимость – приводит к потерям робастности из-за пренебрежения принципами и руководствами, в частности аксиомами 1 и 2.
– операциональная уязвимость – приводит к потерям робастности из-за неучета внешних воздействий и шумов.
К сожалению, работа по второй группе факторов отнимает большую часть ресурсов.
Сочетание АП и РП является основным стержнем ДФСС, позволяющим работать только по первому принципу. Лучшее решение – это объединение статистических и концептуальных методов.
Естественно, потребуются систематические действия по анализу,
синтезу и валидации рассматриваемых концепций. Деятельность
должна основываться на основных принципах проектирования,
а не только на накопленном опыте и инженерных знаниях. Процесс проектирования должен быстро изменяться, если принципы
нарушены. Должна быть адаптация к инновациям. Чтобы сохранять конкурентоспособность, надо поставлять качественную продукцию быстро и по низкой цене.
115
Применение аксиом АП – научный фундамент проектирования.
Проектирование должно удовлетворять двум аксиомам и многим
следствиям.
Аксиома 1 – независимости. Поддержание независимости функциональных требований.
Аксиома 2 – информационная. Минимизировать информационное содержание проекта.
После удовлетворения аксиомы 1 простота конструкции обеспечивается минимизацией информационного содержания, являющегося мерой сложности и оцениваемого вероятностью удовлетворительного производства.
3.3.1. Аксиома 1 – независимости
Как было показано выше, процесс проектирования состоит из
четырех областей, включая три разновидности карт между ними.
Первая карта связывает критические атрибуты потребителя –
CTS – с функциональными требованиями FR – независимыми параметрами проектирования. На их основе составляются спецификации для параметров проектирования – DP. Как только сделан
выбор FR, может начинаться физическое картирование. Этот термин означает, что составляются матрицы от высшего уровня до
низшего. Эти матрицы определяют уязвимость и связность и обеспечивают возможности изменения процесса проектирования.
Составление карты процессов является последним этапом и связывает DP и переменные процесса – PV, обеспечивая структуру
процесса создания устройства.
Уравнение y = f(x) используется для установления связи между
областью величин y и областью значений x, где ряд {y}m является
вектором требований с m компонентами, {x}p – вектор параметров
проектирования с р компонентами, а A – матрица чувствительностей, определяющая физическое картирование с Aji = ¶yj / ¶xi .
Для карты процесса матрица В представляет процесс связи DP и PV.
Итогом является матрица С = АВ. Сочетание обеих матриц приводит к удовлетворенности потребителя. Составление обеих карт дает
представление команде о передаточной функции. Практически
всегда требуется моделирование и аналитическое описание передаточной функции.
По аксиоме 1 идеальным случаем является однозначная связь х
и у без влияния других FR, при этом в конструкции отсутствуют источники уязвимости. По аксиоме 2 наилучшим решением являет116
ся независимая структура с минимальным объемом информации.
При этих ограничениях различная степень концептуальной уязвимости связана с нарушением аксиом.
Когда А – квадратная диагональная матрица и m = p, Aij ¹ 0, i = j,
проект является несвязанным и одна независимая переменная не
зависит ни от какой другой. Тогда получается зависимость вида
ì y1 ï
ü é A11
ï
ï
ï ê
ï
ï . ï
ï ê 0
ï
í ï
ý = êê
ï
ï
.
ï
ï
ê .
ï
ï
ï
ï
y
ï mþ
ï êëê 0
ï
ï
î
0
A22
.
.
0
.
ì x1 ï
ü
ùï
ï
úï
ï
úï . ï
ï
ï
úï
ý
úí
ï
ï
.
úï
ï ï
ï
Amm úûú ï
x
ï mï
ï
ï
ï
î
þ
0
.
0
(3.7)
В случае развязанности матрица А приобретает треугольный
вид, в которой максимальное число коэффициентов чувствительности равно p(p – 1)/2, а Aij ≠ 0 для i = 1, j и i = 1, p. Развязанная
матрица имеет вид:
ì y1 ï
ü é A11
ï
ï
ï ê
ï
ï . ï
ï ê A21
ï
í ï
ý = êê
ï . ï
ï ê .
ï
ï
ï
ïy ï
ï êA
ï
ï mþ
ï ëê m1
î
0
A22
.
Am2
.
.
.
ì x1 ï
ü
ùï
ï
úï
úï
ï . ï
ï
ï
úï
í
úï . ý
ï
ï
úï ï
ï
Amm úûú ï
x
ï mï
ï
ï
ï
î
þ
0
.
0
(3.8)
Развязанный проект может рассматриваться как несвязанный,
когда значения х регулируются в последовательности, заданной
матрицей. Развязанная и несвязанная схемы принципиально подходят для РП. И наконец, в случае связности, когда число требований m больше числа значений х параметров p или когда чувствительности в верхней части матрицы не равны нулю, матрица приобретает вид:
ì y1 ï
ü é A11
ï
ï
ï
ï
ï êê
ï
A21
ï . ï
ï
í ý = êê
ï
ï
.
ï
ï
ê .
ï
ï
ê
ï
ï
ï
ïym ï
ï êë Am1
î
þ
A12
A22
.
.
.
Am( p-1)
ùï
ì x1 ï
ü
ï
úï
ï
úï
ï
ï
.
ï
úí ï
ý
A(m-1) p úú ï
. ï
ï
ï
ï
ï
ï
Amp úúû ï
x
ï
ï mï
ï
î
þ
A1 p
.
(3.9)
Пример разного подхода представлен на рис. 3.10.
Несвязная конструкция имеет бóльшую надежность и представляет большую привлекательность, так как регулировка требований
проводится независимо друг от друга. Связность функциональных
требований рассматривается как уязвимость конструкции. Коман117
Функциональные требования
FR1: контроль потока воды
FR2: контроль температуры
Горячая вода
Холодная вода
ϕ1
Параметры проектирования
DP1: угол поворота вентиля 1, ϕ1
DP1: угол поворота вентиля 2, ϕ2
Горячая вода
Холодная вода
ϕ2
ϕ2
ϕ1
Связанная схема
(DPs – противоречивые функции)
ïìÊîíòðîëü ïîòîêà
ïü é´ ´ ù ìïïϕ1 üïï
úí ý
íï
ýï = ê
ïîïÊîíòðîëü òåìïåðàòóðûþïï ëê´ ´ ûú îïïϕ2 þïï
Развязанная схема
(DPs – независимые функции)
ïïü é ´ 0 ù ìïïϕ1 üïï
ïïìíÊîíòðîëü ïîòîêà
úí ý
ý= ê
ïîïÊîíòðîëü òåìïåðàòóðûþïï ëê 0 ´ ûú îïïϕ2 þïï
Рис. 3.10. Пример вариантов связности конструкции
да не должна смешивать такой подход с физической интеграцией
параметров проектирования. Связность возникает, когда допущены
ошибки в выборе параметров проектирования или не учтены ограничения. Ограничения (цена, надежность, внешние воздействия)
обычно конфликтуют с функциональными требованиями, т. е. что
конструкция должна делать внутри заданных пределов. Нельзя добавить параметры проектирования, чтобы улучшить ограничения.
Знание связности дает возможность команде находить правильные
решения. Для сложных устройств необходимо учитывать несколько уровней иерархии, на каждом из которых может возникнуть несколько вариантов и тогда необходимо применять последовательные итерации, зигзагообразный метод – «зигзагинг» [31]. Смысл
его в детализации требований, параметров и переменных до начала
производства. После определения требований FR переходят в физическую область и после соответствующего выбора DP возвращаются в функциональную область для последующей декомпозиции.
Этот процесс отличается от традиционного процесса каскадирования, когда используется только одна область, поскольку рассматривает проектирование как сумму функций. Зигзагообразный
процесс должен продолжаться, пока не исчерпается возможность
декомпозиции.
118
Измерение связности важно по двум причинам:
1) оно уточняет тип классификации проекта,
2) позволяет оценить степень связности устройства.
Д. Рейндерле [33] ввел понятия реангулярности R и полуангулярности S и предложил их совместное использование для оценки
связности:
2
é æ p
p
æ p
öù
ê ç
÷ö
çç
2
2 ÷÷ú
ê1 - ççå Akj Akj ÷÷÷
(3.10)
R= Õ
A
A
ç å kj å kj ÷÷úú ,
ê çè
çèk=1
ø÷
ø÷ú
j=1, p-1 ê
i=1
k=1
û
k=1+i, p ë
æ
ö÷
çç
÷÷
ç
÷÷
p çç
A
÷÷
jj
(3.11)
S = Õ ççç
÷÷÷,
p
ç
÷
j=1ç
2 ÷÷
çç å Akj
÷÷
çç
÷ø
è k=1
где Aij – элементы матрицы проектирования. Обе эти меры нормализованы по величине в столбцах матрицы проектирования передаточной функции. Эти меры могут пониматься в терминах векторной алгебры, когда FR и DP воспринимаются как векторы. Два вектора ортогональны, когда их произведение равно нулю. Реангулярность R – мера ортогональности DP в р-мерном пространстве. Это
абсолютное значение произведения синусоидальных функций всех
угловых пар матрицы проектирования. R максимально, когда DP
ортогональны. По мере возрастания связности R уменьшается. Измерение ортогональности не гарантирует выполнения аксиомы 1,
так как DP могут быть ортогональны, но не параллельны FR. При
этом не достигается единственности отношений, и такой случай называется полуангулярностью S. Эта мера отражает угловую связь
между соответствующими осями DP и FR. S является произведением диагональных элементов матрицы проектирования, когда S = 1,
DP параллельно FR и достигается несвязность. Различные возможности (согласно аксиоме 1) приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Меры независимости для разных видов схем
Схема
Несвязанная
Развязанная
Связанная
R
S
Комментарий
1
<1
<1
1
<1
<1
R=S=1
R=S
R > или < S
119
Аксиома 1 связана с концептуальным синтезом, когда наилучшая альтернатива должна быть выбрана, т. е. достигнут потенциал
МШС. Это относится как к структуре (матрица А), так и к процессу
(матрица В). На основании вышеизложенного можно записать:
{FR }m´1 = [A ]m´p {DP} p´1 ,
{DP} p´1 = [B]p´n {PV }n´1 ,
(3.12)
или эквивалентно
{FR }m´1 = [C ]{PV }n´1 ,
(3.13)
где А – матрица проектирования; В – матрица процессов, а С – объединенная матрица. При всех картированиях необходимо удовлетворять аксиоме 1 – независимости. Тогда произведение матрицы С
должно быть диагональным, т. е. несвязным. Матрицы А и В определяются в соответствии с уравнениями (3.6)–(3.8), поэтому разные варианты матрицы С приведены в табл. 3.6.
Можно сделать следующие выводы:
− развязанная конструкция может иметь треугольную форму
(нижнюю или верхнюю) в зависимости от формулы;
− для других несвязных вариантов (продукции или процессов)
обе матрицы должны быть несвязными.
Несвязные проекты желательны не только для целей контролепригодности, качества и робастности, но и для продуктивности,
уменьшающей число DPO. Развязанное проектирование следующий
шаг, когда несвязное проектирование не может быть достигнуто, однако в процессе синтеза необходимо проводить регулировки. Оба эти
варианта имеют большой потенциал в достижении целей МШС.
Анализируя табл. 3.6, можно заключить следующее:
− полностью несвязная конструкция достигается в случае несвязности обеих картирований;
Таблица 3.6
[A ] / [B ]
– верхняя треугольная матрица
– нижняя треугольная матрица
– диагональная матрица
– связанная матрица (верхняя, нижняя
и диагональная)
120
− полностью развязанная конструкция получается, когда оба
картирования имеют треугольную форму, либо одно несвязно, в то
время как другое развязано;
− полностью связная конструкция достигается, когда одно картирование связно, либо оба развязаны, но имеют разную угловую
ориентацию.
Табл. 3.6 также указывает, где проще для решения проблемы
применить изменения без создания новых проблем. Любые изменения проще проводить в случае несвязных или развязанных проектов. Простые изменения зависят от чувствительности, параметров
и допусков. Сложные изменения требуют изменения DP, PV или
новой конструкции. Сложные изменения или регулировка (простые изменения) значений х могут быть проведены для несвязных
или развязанных систем. Однако сложные изменения требуют увеличения стоимости, изменения технологии и т. д. Компания может
использовать связанные проекты, но помнить о минимизации связей между FR.
Сложные изменения, ставящие своей целью создать развязанную конструкцию после запуска проекта, сложны и дороги, и этого
варианта необходимо избегать. Следует пробовать простые изменения для улучшения ведущейся разработки. Связность должна быть
ясно осознана до начала разработки развязанной системы.
Пример 3.2. Предположим, что уравнение проектирования имеет вид
ì
é A11 0 0 0
ïï FR1 ïïü
ê
ïï
ïï
ê 0 A22 0 0
ïï FR2 ïï
ê
ïïFR ïï
êA
3ï
31 0 A33 0
ï
= êê
í
ý
ï
FR4 ïï
ê 0 A42 0 A44
ï
ï
ïï
êA
ï
FR5 ï
ï
ê 51 0 A53 0
ï
ïï
ê
ï
ï
ï
ïîFR6 ïþ6´1 êë 0 0 0 0
é DP1 ù
0 0 ù
ú
ê
ú
ê DP2 ú
0 0 ú
ú
ú
ê
ê DP ú
0 A36 úú
ê 3ú ,
ê DP ú
0 0 úú
ê 4ú
ê DP ú
A55 0 úú
ê 5ú
ú
ú
ê
0 A66 úû 6´6 êë DP6 úû 6´1
где А – ненулевые значения чувствительности.
Последовательность шагов такова:
1. Используем DP6 только для регулировки и контроля FR6.
2. Используем DP1 для регулировки FR1. Фиксируем значение DP1.
3. После фиксации DP1 используем DP3 для контроля FR3. Фиксируем значение DP3.
4. После фиксации значений DP1 и DP3 используем DP5 для регулировки и контроля FR5.
121
5. Используем DP2 только для регулировки и контроля FR2.
6. После фиксации DP2 используем DP4 для регулировки FR4.
Отметим, что шаги 1, 2, 5 могут проходить одновременно. Однако это не правило, а частный случай. Наибольший потенциал
уменьшения работы на шаге оптимизации это начать с определения
идеальной передаточной функции, что является задачей команды.
Деятельность по анализу и синтезу требует итераций вперед и назад как между областями проектирования, так и внутри них.
Существует ряд способов развязывания проекта:
1. Сделать размер массива у равным размеру массива х, т. е.
m = p. В соответствии с теоремой 2, когда проект связен, поскольку
число FR больше, чем число параметров проектирования DP, можно развязать конструкцию, добавив новые параметры так, чтобы
число DP сравнялось с числом FR и матрица стала прямоугольной:
ì y1 ï
ü é
ù
ü é´ 0 0ùìï x1 ïü
ï
ïì y1 ï
ïï ïï ê´ 0ú ï
ï
ê
ú ïï ïï
ìï x1 ï
üï ï
ï
ï
ïíy ï
ï
ï
ê
ú
ê
úï ï
2 ý = ê´ ´ú í ý ® íy2 ý = ê´ ´ 0ú íx2 ý.
ï
ï
ï
ï
ï
ï ï
x
2
ï
ï
ïï
ï
ï
ï
ê
ú ïïx ïï
ïy3 þï
ï ëê´ ´úû î þ ïî
ïy3 ïþ
ï ë´ ´ ´ûî
ï 3 þï
îï
2. Добиться развязывания путем модификации чувствительности, т. е. исключением параметров, оказывающих наименьшее
влияние на FR. Это может быть сделано путем анализа значений
элементов, не лежащих на диагонали матрицы, т. е. варьирования
значений х.
Методы 1 и 2 позволяют развязывать устройства или делать их
несвязными путем добавления, перемещения или изменения параметров проектирования. Кроме того, синергизм для уменьшения уязвимости связности может придать использование методов
ТРИЗ.
3. Добиться развязанности с помощью оптимизации допусков.
Допуски FR играют большую роль в создании развязанности. Предположим, что имеем матрицу вида
ïì y1 ïü é A11
íï ýï = êê
ïîïy2 ïþï ë A21
A12 ùìïï x1 üï
ú í ýï.
ú ïx2 ï
A22 ûî
ï þï
3.3.2. Аксиома 2 – информационная
Она относится к категории сложности и для оценки применяется энтропийная оценка Шеннона. Для проектирования Сах [33]
применил информацию как меру сложности.
122
Сложность конструкции имеет много аспектов, включая потери
между входом и выходом передаточной функции, сложность физических процессов и большое число компонентов [В]. Сложность определяет качество объекта. Авторы выделяют два типа сложности:
− не организованная, определяемая огромным числом переменных, описывается стохастическими процессами, создавая агрегатное среднее состояние;
− организованная, описываемая обычными аналитическими
методами и представляющая экстремальное значение на нижнем
конце спектра сложности, характеризуется счетным множеством
переменных, связанных между собой понятными связями.
Зачастую необходимо пользоваться объединением методов теории вероятности и методов классической математики. Это привело
к появлению понятий воспроизводимости процессов и продукции
(capability) и совместимости (compatibility) стандартов и требований,
которые могут рассматриваться как одно из проявлений сложности.
Сложность в физических устройствах определяется информацией, требуемой для нахождения каждого FR как функции DP и их
связи. Способность удовлетворять FR как функции воспроизводимости всегда нужна, так как не всегда можно достичь желаемых
характеристик. Поскольку способность оценивается вероятностью,
имеющей отношение к сложности, будем использовать энтропийные оценки. Шеннон ввел понятие энтропии как уровень сложности, ниже которого сигнал не может быть сжат, т. е. вероятность
передачи ошибки в коммуникационном канале увеличивается пропорционально емкости канала.
При применении ДФСС нас интересует появление дискретных
событий, поэтому мера Шеннона для дискретных событий наиболее применима.
Функция энтропии Н имеет вид
m
Hb ( p1, p2 , ..., pm ) = - å pk log b pk ,
(3.14)
h ({FR }) = h({DP}) + ln [ A ] ,
(3.15)
k=1
где b > 1, при b = 2 имеем бинарную энтропию и Н = 1. Когда вероятности малы, информацией оценивается появление случайных
событий. При этом сложность проекта имеет два источника: вариабельность и чувствительность. В линейном случае полная сложность запишется в виде
где [A] – детерминанта не прямоугольности матрицы А.
123
Следствие 3.1. Для процесса картирования, в котором h({DP}) =
= h({PV}) + ln[B], после применения уравнения (3.14) полная сложность определится
h ({FR }) = h({DP}) + ln [ A ] =
= h ({PV }) + ln [ B ] + ln [ A ] =
= h ({PV }) + ln [ B ][ A ] =
= h ({PV }) + ln [C ] .
(3.16)
Итак, имеем две компоненты сложности благодаря:
1) вариабельности h({DP});
2) уязвимости связности [ln A].
Термин «уязвимость связности» возникает из-за числовых значений коэффициентов чувствительности, аргументов детерминант матрицы проектирования. Имеется три составляющих сложности связных компонентов: картирование, чувствительность и размерность.
Картирование определяется двоичной переменной Zij, определяющей процесс картирования между функциональной и физической областями:
ïì1 if FRi ® DPj ïïü
Zij = ïí
ý.
ïïî0
elsewhere ïïþ
Другими словами, переменная картирования представляет положение ненулевых коэффициентов чувствительности в матрице
проектирования А.
Чувствительность оценивается величиной и знаком ненулевых
коэффициентов Àij = ¶FRi / ¶DPj .
Размерность оценивается объемом проблем проектирования и
размером матрицы.
В Прил. 3 приведены основные аксиомы и теоремы АП. Рассмотрим их на конкретном примере.
Пример 3.3. Применение АП при создании смесителя (рис. 3.11).
Основные требования потребителя к смесителю: скорость потока и температура воды.
Согласно первой аксиоме необходимо сделать эти характеристики независимыми.
При данной конструкции сделать характеристики независимыми трудно, так как вода поступает через два крана холодной и горячей воды. Это пример связанной схемы. Функциональные требования в этом случае могут быть записаны в виде:
124
− FR1 – Q – контроль потока воды,
− FR2 – T – контроль температуры воды,
и они не удовлетворяют аксиоме независимости. Матрица проектирования запишется как:
ìïï FR1 ïïü é A11
í
ý= ê
ïîïFR2 ïïþ êë A21
A12 ù é DP1 ù
úê
ú.
A22 úû êë DP2 úû
ïìï FR1 ïïü é A11
í
ý= ê
ïïîFR2 ïïþ êë 0
0 ù é DP1 ù
úê
ú.
A22 úû êë DP2 úû
ïìïQïüï é A11
í ý = êê
ïîïT ïþï ë 0
(3.17)
Выражение (3.17) указывает на связанность схемы, для несвязанности необходимо, чтобы матрица была треугольной.
Для развязывания можно ввести дополнительный кран, который
объединил бы краны холодной и горячей воды так, чтобы поворот
его открывал один, закрывая одновременно другой, регулируя таким образом температуру. Уравнение проектирования примет вид:
(3.18)
Матрица проектирования (3.18) лучше, чем базовая, поскольку
она развязана. Однако в соответствии с аксиомой 3 (см. Прил. 3)
желательно эту функцию объединить в одном устройстве. Это может быть достигнуто путем введения тяги (шатуна), которая объединит оба крана за счет смещения D (рис 3.12). Тяга имеет такую
длину, чтобы регулировать угол поворота j. После этого матрица
проектирования примет вид:
Горячая
вода
0 ù éjù
ú ê ú.
A22 úû êë D úû
ϕ1
ϕ2
(3.19)
Холодная
вода
Рис. 3.11. Базовая конструкция смесителя
125
Горячая
вода
Холодная
вода
D
ϕ
Рис. 3.12. Усовершенствованный смеситель
В соответствии с уравнением (3.19) поток Q регулируется поворотом конца тяги на угол j, а температура Т контролируется положением тяги D. Таким образом, конструкция развязана и каждое
функциональное требование реализуется своим параметром.
Итак, в заключение необходимо отметить, что идеи АП, предложенные профессором Массачусетского технологического института (Бостон, США) Н. Сахом открывают большие возможности для
анализа и синтеза объектов проектирования и активно используются передовыми западными фирмами. К сожалению, в России эти
идеи пока не нашли воплощения, по крайней мере авторам не известны разработки в этом направлении.
126
ГЛАВА 4
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
4.1. Общее представление
Возможность представления моделью (от лат. modulus – мера,
образец) природных явлений, процессов или объектов окружающего нас мира характерна человеку – исследователю ещё с ранних этапов развития человеческого общества. «Модель (по определению
БСЭ) – образ (в том числе, условный или мысленный) какого-либо
объекта или системы объектов, используемый при определённых
условиях в качестве их заместителя или представителя». Достаточно вспомнить хрустальный небесный свод геоцентрической модели, модель атома и т. д. При представлении модели средствами
математики и логики возникает абстрактный образ реального объекта, при исследовании образца реального объекта в качестве модели имеет место конкретное исследование. Таким образом, моделирование, в том числе и имитационное, находится в промежутке
между этими двумя крайними точками (рис. 4.1).
Модель должна ответить на множество вопросов исследователя:
что будет, если?, каковы размеры?, насколько корректны упрощения? и множество других.
В результате модель из вспомогательного средства, заменяющего исследуемый объект (модель автомашины, портновский манекен), стала превращаться в способ получения информации о вновь
создаваемой исследуемой или управляемой системе.
Подчеркнём, что под информацией будем понимать не столько
продукт человеческого разума, получаемый в процессе познания,
сколько объективную философскую категорию, связывающую
темп процессов, происходящих в системе, с уровнем организации
самой системы.
Информация через философскую категорию «отражение» связана с категорией «материя» [11]. Под отражением понимается
свойство материи воспринимать и сохранять в своей структуре
Абстракция
Имитация
Конкретика
Рис. 4.1. Место имитационного моделирования
в модельном пространстве
127
следы воздействия другой системы. По А. Урсулу, информация –
отражённое разнообразие реальности мира. Отсюда, чем полнее и
разнообразнее модель динамической, нелинейной и неравновесной
системы, тем более адекватно она отображает реальную систему.
Информация объективно присутствует всегда, даже в случае классической механики. Так, при соударении двух тел второе получало
информацию от первого, как ему двигаться. Правда, при этом вся
информация сводилась к одной динамической силе и не давала ничего нового, поэтому и не бралась в расчёт. Учёт информации даже
в простых случаях классической динамики мог бы дать единую
концепцию, объединяющую все разделы физики. Вернёмся к нашему представлению о моделях, полагая, что любой алгоритм – это
модель деятельности, а в силу системности Вселенной любая целесообразная деятельность невозможна без моделирования.
Классификация системного мира моделей весьма широка, поэтому на рис. 4.2 рассмотрена суженная классификация, отвечающая задачам монографии.
Дадим краткое пояснение классификации, приведенной на
рис. 4.2.
Ф – физическое (прямое) моделирование, Ф1 предусматривает
использование в качестве модели саму систему (опытный образец),
а Ф2 – другую систему со схожей физической природой (макет автомобиля, сооружения, плотины). Такой вид моделирования способствовал созданию теория подобия.
М – математическое моделирование (ММ), распадающееся на
две большие группы М1 и М2. М1 – аналитическое моделирование, которое можно разделить на М1-1 явное аналитическое описаМоделирование
Ф
М
Ф1
М1-1
Ф2
М1-2
М1-3
М1
М2-1
М2-2
М2
М2-3
М2-4
Рис. 4.2. Классификация методов моделирования
128
ние искомых характеристик системы на одном из языков математики, М1-2 – приближенные численные методы, когда все объекты
аппроксимируются числами или их комплектами в принятой числовой сетке, а результаты получаются в виде таблиц или графиков,
М1-3 – качественные методы, когда изучаются свойства решений
задач данного класса без нахождения самих решений. Зачастую
эти методы реализуются с помощью экспертного оценивания. Такого вида методы широко используются в теории качества, квалиметрии, экономике, социологии и т. д.
М2 – компьютерное моделирование (КМ), когда математическая модель интерпретируется в программу для ЭВМ. Характерно,
что с появления статьи Дж. Неймана и С. Улама в 1948 г. – первой
работы по применению метода Монте – Карло, многие специалисты
продолжают называть компьютерное моделирование КМ-методами
Монте – Карло или статистических испытаний. Это в принципе не
верно, так как КМ разделилось на четыре направления, указанные
на рис. 4.2 [11].
М2-1 – методы Монте – Карло или методы вычислительной математики, использующие методы М1-2 с учётом возможностей современных компьютеров. Этими методами можно вычислять любые, не берущиеся аналитическим путём многократные интегралы, решать системы уравнений. Интересующимся методами вычислительной математики следует обратиться к многочисленной
литературе.
М2-2 – методы имитационного моделирования (simulation) –
ИМ для которых характерно воспроизведение на ЭВМ процесса
функционирования системы с сохранением его логической структуры и последовательности его протекания во времени, что позволяет, путём многократного повторения, набрать необходимые
статистические данные и судить о состоянии объекта в различные
моменты времени, оценивать выходные характеристики, выбирать
оптимальное поведение или проводить сравнение альтернативных
вариантов. Основной акцент гл. 4 делается на рассмотрении именно ИМ.
М2-3 – методы статистической обработки данных моделирования на основе методов планирования эксперимента. Имеется целый ряд монографий, посвящённых этим вопросам. В настоящее
время существует большое число пакетов прикладных программ
(ППП), которые условно можно разбить на три группы:
– пакеты углублённого статистического анализа, написанные
специалистами по статистике для таких же специалистов, с соб129
ственным языком, позволяющим программировать новые статистические процедуры (SAS, Statgraphics);
– пакеты базовой статистики, ориентированные на пользователей, не являющихся специалистами по статистическому анализу и
содержащие классические методы анализа с дружественным пользовательским интерфейсом в виде многочисленных пояснений,
примеров и подсказок, среди них необходимо отметить прекрасную
книгу по статистике в ППП МАТЛАБ и ППП «Статистика»;
– проблемно-ориентированные пакеты, использующие терминологию и критерии в данной предметной области (экология, медицина и т. п.).
М2-4 – комплексы имитационного моделирования, объединяющие все названные виды КМ, пользовательский интерфейс, автоматизированные системы поддержки принимаемых решений и
т. д. Это перспективное развивающееся направление предназначено для исследования сложных систем.
Из классификации, приведенной на рис. 4.2, будем рассматривать только один из видов КМ, а именно ИМ систем массового обслуживания. В классической книге А. Лоу и Д. Кельтона [19] приведены данные о более чем 600 языках ИМ. Ниже в главе будет рассматриваться один из наиболее мощных языков GPSS/H.
Рассмотрим более подробно понятие компьютерной модели – КМ.
Компьютерная модель должна оставаться прежде всего моделью реального объекта независимо от того, чем описывается его поведение:
набором формул или правил, графиком или прогнозными оценками экспертов. Поэтому модель должна допускать исследование всех
интересных возможностей: анализ чувствительности, изменение
выходных характеристик, определение областей устойчивости и
степень робастности, оптимизацию параметров, оценку вариантов
построения и т. д. В связи со сказанным всё чаще в литературе [11,
19, 28] появляется термин компьютерное моделирование, который
объединяет достижения ММ, системного программирования и информационных технологий.
Компьютерное моделирование обладает:
– способностью понимать, интерпретировать и использовать
формализованную и неформализованную информацию (математические формулы, логические правила, вербальные описания и т. п.);
– различными формами представления данных и знаний, заполняя пространство между ММ с его аналитическими формами описания и искусственным интеллектом с его формами и правилами
представления знаний;
130
– способностью участвовать не только в процессе автоматизации
научных исследований за счёт использования самой ЭВМ для модификации различных режимов применения КМ, но и в процессе интеграции всех этапов ЖЦ системы путём использования быстро развивающихся методов ИТ (широко распространённые во всём мире
CALS-технологии, CASE-технологии, технологии IDEF, DM, OLAP);
– возможностью расширения круга пользователей, от узкого круга специалистов математиков и профессиональных программистов
до большого класса исследователей, не обладающих профессиональными знаниями в областях математики и программирования, но хорошо знающих предметную область и умеющих обращаться с ППП.
Обращаясь к классификации (см. рис. 4.2), видно, что КМ разделяется на три подгруппы, но надо иметь в виду, что обычно при
использовании языков ИМ приходится пользоваться и методами
Монте – Карло, и использовать возможности ППП, созданных для
обработки статистических данных.
По Р. Шеннону [19], имитация – это «процесс конструирования
реальной системы и постановки эксперимента на ней». При этом любые характеристики определяются за счёт проведения прогона или
нескольких прогонов модели, каждый из которых включает заданное число реплик (реализаций вычислительного эксперимента).
Имитационное моделирование можно использовать в двух направлениях:
– рассматривать случайные процессы функционирования системы и определять статистические характеристики, что интересно
в первую очередь разработчикам и исследователям системы;
– при известном или детерминированном процессе функционирования системы определять разные варианты построения, элементов конструкции или стратегии управления, что интересно в первую очередь конструкторам, архитекторам или менеджерам.
Оба названных направления имеют право претендовать на соответствие классическому определению Шеннона. Чтобы уяснить
место имитационных моделей в общей структуре ПО рассмотрим
уровни построения ПО.
Уровень 1. Машинные коды, автокоды, машинно-ориентированные языки, операционные системы.
Уровень 2. Алгоритмические языки высокого уровня (С + +,
Pascal и др.), системы программирования СУБД.
Уровень 3. Специализированные алгоритмические языки моделирования, в том числе и имитационного – ЯИМ (SIMULA,
SIMSCRIPT, GPSS и др.).
131
Уровень 4. Интегрированные системы ИМ (например SLX, СИМ),
автоматизированные системы искусственного интеллекта (экспертные, поддержки принятия решений).
Объекты первого уровня не требуют никаких комментариев.
Языки второго уровня при их универсальности дороги и сложны.
Языки третьего уровня, теряя в универсальности, приобретают
направленность на конкретную область и становятся простыми.
Отметим, что GPSS/H, сохранив все преимущества языков 3-го
уровня, вобрал в себя многие положительные черты языков 2-го
уровня. Выбор ЯИМ зависит от многих факторов:
– предметной области,
– квалификации пользователя,
– наличия соответствующей вычислительной техники и т. д.
Четвёртый уровень включает в себя проблемно-ориентированные интерактивные системы, включая в себя автоматизированные
экспертные, оптимизационные системы, а также имитационно-моделирующие комплексы.
На фоне роста информационных потоков, создания баз и хранилищ знаний, сложных поисковых систем ИМ превращается из
средства системного анализа в средство исследования, испытаний и
отладки сложных систем. Поэтому перспективы применения ЯИМ
не только не утрачивают актуальности, а приобретают всё большее
значение в процессе создания сложных систем и управления качеством проектов.
4.2. Отличительные свойства
имитационного моделирования
4.2.1. Достоинства и недостатки ИМ
Имитационное моделирование позволяет решать ряд сложных
задач и имеет преимущество:
– при создании ИМ законы функционирования системы или
проекта могут быть неизвестны, поэтому постановка задачи исследования является неполной и ИМ служит средством изучения особенностей процесса. При этом можно руководствоваться связями
между компонентами и алгоритмами их поведения:
– при проведении ИМ, выявляющего характер связей между
внутренними параметрами и выходными характеристиками;
– проведении ИМ, позволяющего менять темп моделирования:
ускорять при моделировании явлений макромира (например, про132
цессов на солнце) или замедлять при моделировании явлений микромира (например, процесс существования элементарных частиц);
– проведении сравнения и выбора альтернатив;
– изучении «узких мест» в системе;
– подготовке специалистов, осваивающих новую технику.
Из перечисленного следует, что ИМ применяется для решения
широкого спектра задач практически любой сложности в условиях
неопределённости, когда аналитическое моделирование оказывается практически не применимым.
Достоинства ИМ:
1. Возможность объединения традиционных математических
методов и экспериментальных компьютерных методов.
2. Высокая эффективность применения при исследовании
АСНИ, САПР, экспертных систем, сложных систем управления.
По данным RAND Corp., консалтинговые фирмы из всей гаммы
возможных средств анализа (линейное, нелинейное, динамическое
программирование, методы исследования операций, вычислительные методы), более чем в 60% случаев прибегают к ИМ, так как
ИМ позволяет получать ответы в терминах, понятных и привычных для пользователя.
3. Возможность исследования объектов, физическое моделирование которых экономически нецелесообразно или невозможно.
4. Испытания объекта связаны с опасностью для здоровья человека.
5. Исследование ещё не существующих объектов.
6. Исследование труднодоступных или ненаблюдаемых объектов.
7. Исследование плохо формализуемых экологических, социальных или экономических систем.
8. Исследование объектов практически любой сложности при
большой детализации и снятии ограничений на вид функций распределения случайных величин.
Недостатки ИМ:
1. Самым существенным недостатком является невозможность
получения точечной оценки исследуемых характеристик, так как
в результате ИМ можно оценить только математическое ожидание
и дисперсию.
2. Потеря общности результатов, так как при ИМ оценивается
конкретная система.
3. Трудности оптимизации, так как ИМ отвечает на вопрос, что
будет в случае, «если...», но не определяет, будут ли эти условия
наилучшими.
133
4. Существуют трудности с оценкой адекватности ИМ.
5. Создание ИМ сложной системы длительно по времени и требует значительных денежных средств.
Несмотря на эти недостатки, всё большее число исследователей прибегает к использованию ИМ в силу достоинств, указанных
выше. Ниже будет показано, как ряд указанных недостатков может быть минимизирован.
4.2.2. Основные этапы и задачи, реализуемые при ИМ
Процесс ИМ системы можно разделить на три последовательно
выполняемых этапа (рис. 4.3):
1) построение математической (концептуальной) модели S′;
2) разработка моделирующего алгоритма S′′;
3) исследование системы S с помощью модели S′′.
Процесс ИМ не является строго поступательным, между этапами существуют обратные связи, позволяющие вводить новую информацию, вносить уточнения и корректировки.
Построение математической модели на первом этапе включает
в себя пять взаимосвязанных подэтапов [11,19]:
1.1. Уяснение и постановка задачи, определение целей исследования.
1.2. Декомпозиция системы на компоненты, допускающие удобное математическое или алгоритмическое описание.
1.3. Определение параметров, переменных, пространства состояний системы, установление пределов изменения каждой характеристики.
1.4. Выбор выходных показателей, т. е. вектора Q.
1.5. Аналитическое описание с помощью выбранной концептуальной модели S′ системы S и проверка ее адекватности.
Построение математической модели системы S начинается
с определения параметров системы и переменных, определяющих
процесс функционирования системы.
На втором этапе (см. рис. 4.3) при переходе от концептуальной
модели S′ к моделирующему алгоритму и имитационной модели S′′
можно выделить пять основных подэтапов.
Э1
S
S’
Э2
Э3
S’’
Рис. 4.3. Этапы представления модели
134
2.1. Выбор способа имитации, а также вычислительных и программных средств реализации ИМ.
2.2. Построение логической схемы моделирующего алгоритма.
2.3. Алгоритмизация математических моделей, описывающих
поведение элементов системы и связей между ними в рамках выбранного способа имитации.
2.4. Программирование моделирующего алгоритма, т. е. разработка самой имитационной модели.
2.5. Отладка, тестирование и проверка адекватности ИМ.
На третьем этапе можно выделить три основных подэтапа:
3.1. Планирование вычислительных экспериментов.
3.2. Проведение прогона или прогонов.
3.3. Обработка, анализ и интерпретация результатов.
На первом этапе проводится выяснение особенностей, которые
представляют интерес для исследователя, уточняются виды и формы преобразования материальных, энергетических и информационных потоков, уточняются взаимодействия с другими системами
и окружающей средой. При этом концептуальное описание правильнее начинать со специальной задачи, а затем универсализировать её на класс задач.
На втором этапе производится составление ИМ. В случае описания сложных систем ИМ может создаваться усилиями специалистов разных отделов и даже разных организаций, при этом уровень
может доходить до подмоделей, их отладки и сборки общей ИМ. На
этом этапе также проводится оценка адекватности, но в отличие от
первого этапа, где определяется, правильна ли модель, на втором
этапе проверяют, насколько правильно работает эта модель, и
проводится пилотный прогон модели.
Наконец, третий этап является основным, ради которого и строилась модель, на этом этапе набирается статистика, позволяющая
принимать решения по любой из основных задач ИМ.
К числу основных групп задач ИМ можно отнести:
Группа 1. Оценка значений показателей выходного вектора Q, а
также значений параметров компонентов.
Группа 2. Нахождение функциональной зависимости между
вектором Q и значениями параметров системы.
Группа 3. Сравнение систем с разными вариантами структур
и разными значениями параметров для одной функциональной
структуры.
Группа 4. Оптимизация системы S на множестве параметров на
основе двойственной задачи оптимизации (достижения максимума
135
выходного параметра при заданном значении ресурсов, либо минимизация ресурсов при достижении заданного значения выходного
параметра).
В результате ИМ системы S при заданном времени и векторе параметров системы получаются фазовая траектория системы S:
{x(t) Î X,t Î T } 4.1)
и значения выходных показателей для каждого интервала модельного времени и для всего интервала моделирования в целом
q(t) = q(θ¢,T). (4.2)
Результаты одного вычислительного эксперимента (ВЭ), в результате которого имитируется фазовая траектория (4.1) и выходные показатели (4.2), называются репликой, или реализацией. Итогом одной реплики является одно значение искомой характеристики. Для
получения представительной статистики необходимо провести ряд
реплик в рамках одного прогона или ряд прогонов с меняющимися условиями, после чего проводится подэтап обработки данных ВЭ.
Анализ полученной статистики может выявить и контринтуитивное
поведение системы, что может быть вызвано плохим проведением
первого этапа или не выявленной неадекватностью модели исследуемой системе. Целью обработки статистики является не только оценка характеристик, но и уточнение асимптотических свойств, определение колебательности системы и областей устойчивости. На основе
полученных результатов принимаются необходимые решения. Названные группы задач практически перекрывают всю область возможных применений ИМ. Основной задачей является выбор начального варианта модели, рационального в плане расхода ресурсов, построение уточнённой модели после реализации первого варианта и
т. д. Таким образом, только достигнув нужного уровня абстракции,
можно переходить к составлению блок-схемы модели.
4.2.3. Представление модельного времени
Прежде чем дать описание способов представления модельного
времени, рассмотрим взаимосвязь таких компонентов ИМ, как событие A j(i), действие dj(i), локальное модельное время (ЛМВ) τ(ji) и
процесс. Под событием будем понимать изменение фазового состояния системы при совершении каких-то действий в течение локального момента времени.
136
В реальной системе процесс функционирования происходит в
реальном времени, в модели в течение модельного времени Тм. На
рис. 4.4 показана взаимосвязь компонентов ИМ.
Очевидно, что возможны три способа изменения вектора состояний X(t) системы S:
{ }
1) в моменты наступления событий Aj(i) ;
2) в результате выполнения действий {dj(i) }, на выполнение кото-
{ }
{
рых требуются затраты модельного времени τ(ji) . Пара dj(i) ; τ(ji)
}
называется (i, j) активностью (Р. Шеннон определил это сочетание
как «работа»);
3) в результате выполнения хронологической последовательности событий и действий, называемых процессом.
Для осуществления изменения состояния системы одним из
указанных способов, необходимо каким-то образом управлять изменением модельного времени (МВ). Существуют два способа формирования конечного множества моментов времени Тм, известных
как принципы организации изменения модельного времени « Dt »
и « Dx ».
«Принцип Dt » заключается в изменении MB с фиксированным
шагом Dt.
«Принцип Dx » заключается в изменении MB при скачкообразном изменении вектора состояния х системы S на некоторую величину Dx ( Dx ¹ 0 ).
Для моментов времени t* из множества Тм, сформированного по
принципу « Dx », справедливо
x(t * + 0) = õ(t*) + Dx,t* Î T. (4.3)
Для моментов времени из множества [О, T]/t вектор состояний
остается неизменным во всей временной дискрете.
À1(i)
À2(i)
Àn(i)
d1(i)
Тм
0
τ1(i)
τ2(i)
Процесс
Рис. 4.4. Взаимосвязь компонентов ИМ
137
Заметим, что скачкообразные изменения состояния системы
S происходят при наступлении таких «особых» событий, как поступление управляющих сигналов и внешних воздействий, выдача
выходных сигналов и т. п. На рис. 4.5 дана иллюстрация обеих подходов.
Можно сделать следующие выводы относительно выбора Dt :
1) если Dt – мало, то выполняется много лишних вычислений
состояний системы в моменты, когда вектор x(t) не изменяется (за
счет этого возрастает tэ выполнения ИМ);
2) даже при сравнительно малом значении Dt моменты наступления событий в системе (а следовательно, и моменты изменения
состояния системы) не совпадают с моментами наступления событий в ИМ, поэтому фазовая траектория, построенная с помощью
ИМ, на множестве T Ì [0, Т] не совпадает с фазовой траекторией
системы S.
Приведем более строгие формулировки правил изменения MB
по принципам « Dt » и « Dx ».
Пусть t* < Т – некоторый момент особого состояния системы S;
Ri – число событий, происшедших с элементом A (i) Î S до момента
(
)
t* включительно (i = 1, ..., N)′; tr(i) tr(i) £ t * – момент наступления
i
i
последнего для элемента А(i) события до момента t* включительно;
tr(i+) 1 > t * – момент наступления ближайшего после Ri будущего соi
бытия;
(2)
(2)
A1
A(2)
(2)
A2
A3
(1)
(1)
A1
(1)
A
A2
(2) (1) (2)
(1)
(2)
t1 t1 t2 t 2 t3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15
Рис. 4.5. Временная диаграмма
138
(2)
t
(1)
t
∆x
t
t
N
r = å ri – общее число событий в момент t*; t** и τ ** – моменты
i=1
ближайших будущих событий в ИМ, вычисленные по принципам
«Dt» и «Dx» соответственно.
Модельное время t в ИМ можно рассматривать как функцию
от числа событий, происходящих в ИМ. Очевидно: t(R) = = t* < Т,
R = 0, 1, 2, ...,
{
}
{
}
)
)
t(r + 1) = t * * = min tr(1+
, ..., tr( N+) 1,T = t(r ) + min τr( N+
,T - t(r ) , (4.4)
1 1
N
N 1
t(r + 1) = τ * * = r Dt, åñëè t * * Î δr (r = 1,v,vDt = T), { } {τ(ji) }
где tj(i) ,
(4.5)
определяются соотношением (4.3). Заметим, что
моменты МB t** = Т и τ * * = vDt (если T Î δv ) являются моментами
завершения моделирования.
Правила (4.4) и (4.5) называются правилами изменения модельного времени по принципам «Dt» и «Dx» соответственно.
На практике отдается предпочтение принципу «Dx». Принцип
«Dt» используется лишь в случаях, когда:
i)
1) события Aj(i) таковы, что tj(i) - tj(1 @ const на всем интерва-
{ }
ле моделирования Т и, следовательно, можно подобрать интервал
Dt изменения MB, обеспечивающий минимальную погрешность
аппроксимации (например, для разностных уравнений);
2) событий очень много и они появляются группами. В этом слу-
{ }
чае за счет групповой обработки событий Aj(i) , попавших внутрь
очередного шага изменения Dt, удается уменьшить затраты машинного времени.
В большинстве практически важных случаев события Aj(i) наступают через случайные интервалы времени
{ }
{ }. Поэтому споtj(i)
соб задания шага до следующего события экономичнее (в смысле
затрат машинного времени) и точнее (в смысле точности аппроксимации) фазовой траектории способа фиксированного изменения
МВ. В связи с реализацией такого способа представления модельного времени при моделировании на GPSS/H в англоязычной литературе он называется моделированием дискретных событий
(discrete event simulation). Такое название никоим образом не противоречит выбранному типу концептуальной НВ-модели, а лишь
отражает способ представления модельного времени.
139
4.2.4. Обоснование выбора ЯИМ GPSS|H
ЯИМ GPSS/H был запущен в коммерческое использование в
1977 г. Благодаря быстродействию, надёжности, наличию многоцелевого, мощного симулятора он получил широкое распространение в мире. Эффективность и гибкость GPSS/H позволяет одинаково просто, но с высоким качеством создавать модели для систем
различной сложности.
Первая версия GPSS была создана в октябре 1962 г. IBM Corp.
по заказу военно-морского флота США. Главная идея, которую реализовал создатель ЯИМ Джеффри Гордон, заключалась в том, что
ЯИМ был создан для пользователей, не владеющих навыками программирования. Эта версия основывалась на движении динамических (активных) элементов, названных транзактами или Хакт.
При этом активные объекты используют пассивные ресурсы. Интересно отметить, что спустя 50 лет, в начале ХХI в. идеология языка для пользователей не только не устарела, но стала определяющей при использовании ЯИМ.
Из наиболее известных вариантов GPSS следует назвать
GPSS/360, GPSS V, GPSS PC (для персональных компьютеров)
и его современное развитие GPSS WoRld (Minuteman SW) и, наконец, GPSS/H. Последний разработан авторским коллективом
WolveRine SoftwaRe CoRp. под руководством президента корпорации Джима Хенриксена и объединил в себе достоинства GPSS,
а кроме того, включил целый ряд преимуществ, сделавших его
языком программирования в широком смысле. Большинство ЯИМ
предназначены в основном для решения специализированных задач, а GPSS/H способен решать широкий круг задач, относящихся
к ИМ систем различного назначения [11, 35]. Рассмотрим некоторые отличительные черты ЯИМ GPSS/H.
Текстовое представление информации. ЯИМ GPSS/H основан
на использовании текстовых файлов, создаваемых в любом варианте текстового редактора. Использование текстовых файлов требует некоторых пояснений. Зачастую мощный ЯИМ ограничивает
свои возможности из-за применяемого интерфейса, который состоит из иконок, всплывающих меню и таблиц данных. Тем не менее
многие исследователи превозносят достоинства визуализации данных, когда модель строится быстро из набора имеющихся иконок,
соответствующих компонентам системы (например, в ЯИМ Симулинк широко используемого ППП МАТЛАБ). И всё происходит достаточно быстро и сравнительно точно, пока исследуемая система
140
имеет малую размерность, однако по мере нарастания сложности
системы необходимо включать процедурную ориентацию, которую
достаточно сложно отразить графически. В таких системах требуется включать и процедурную, и лексикографическую информацию и создавать многоуровневое её представление. Всё это ведёт к
резкому увеличению сложности рассмотрения, редактирования и
документирования информации. Возникающее стремление к упрощению процедуры ведёт к нарастающей потере точности, делая модель не адекватной реальной системе. Очевидно, что такой подход
хорош только в двух случаях: когда система простая или исследователь не опытен. Всё преимущество визуализации превращается в
серьёзное ограничение при расширенном представлении достаточно сложной реальной cистемы. В отличие от такого подхода, текстовая ориентация проста для чтения и просмотра.
Простота. Эта характеристика зависит как от общих принципов, так и от специфических особенностей. В понятие простоты
входит:
– простота изучения,
– простота использования,
– простота модификации при переходе к усложнённому модельному файлу,
– простота построения моделей любой сложности,
– простота верификации.
Гибкость. Эта характеристика присуща именно GPSS/H и
включает в себя несколько составляющих:
– концептуальную гибкость, т. е. приспособленность к ИМ разнообразных систем, любой сложности, если их можно представить
в виде объектов систем массового обслуживания (СМО): люди в общественном транспорте, операции в банке, данные в вычислительной сети и т. д.;
– гибкость использования, т. е. возможность применения сложных математических формул, выражений и постоянных в любом
месте МФ. Для большей читаемости элементам и объектам можно
присваивать собственные имена;
– гибкость представления данных, т. е. возможность автоматического сбора статистики об очередях, параметрах обслуживания,
прохождении транзактов в любой наперёд заданный момент модельного времени;
– гибкость к машинной реализации, т. е. GPSS/H может использоваться как на персональных компьютерах, так и на мощных
рабочих станциях. Гибкость ввода данных, заключающаяся в раз141
личных способах ввода (с клавиатуры, со стандартных текстовых
файлов) и вывода (непосредственно на экран дисплея или в виде
текстовых файлов) данных.
Статистическая независимость базовых случайных величин
(БСВ). Для GPSS/H был специально разработан программный генератор (см. п. 3.4), обеспечивающий действительную независимость и случайность БСВ и неограниченное число потоков чисел.
Методы отладки. В современной версии GPSS/H отладчик (дебаггер) в отличие от первой версии 1977 г. стал пакетно-ориентированным и независимым. Отладчик позволяет проверять корректность модели, а с помощью простых команд контролировать исполнение модельных файлов (МФ) и проверять состояния процесса
моделирования.
Отличительными особенностями отладчика являются:
– оконное представление всей необходимой информации,
– возможность прерывания длительных программ, с целью проверки правильности процесса моделирования,
– возможность использования отладчика непосредственно для
реализации процесса моделирования, поскольку этот режим практически не влияет на время исполнения МФ.
Более подробно основные преимущества и нововведения GPSS/H
рассмотрены в [11], а сейчас продолжим рассмотрение общей идеологии ЯИМ GPSS/H. Процесс моделирования, адекватно отражающий особенности реальной системы («правильное моделирование»), требует хорошего знания как ПО, так и исследуемой системы. Чаще всего такое единение достигается крайне редко и здесь
на помощь приходит симулятор специального назначения, являющийся одной из особенностей GPSS/H. Этот симулятор позволяет
пользователям, имеющим недостаточные навыки в ИМ, обеспечивать процесс моделирования, причём он особенно полезен при
следующих обстоятельствах: облегчение усилий при построении
МФ многочисленными пользователями (в частности, студентами)
или экспертиза модели, проводимая внешними экспертами. Этим
самым пользователь освобождается от необходимости изучения основ моделирования и особенностей ПО. Симулятор создан опытными программистами специально для GPSS/H. Основой его является
управляемая данными модель реальной системы или набор таких
моделей. Симулятор обеспечивает пользователю возможность изменять параметры модели, определять порядок эксперимента и
выдавать результирующие данные. Симулятор обычно обеспечивает последовательный ввод данных с начала МФ до конца. Такой
142
метод ввода позволяет изменять параметры прогона без изменения
модели. Представление о файлах входных и выходных данных не
требует дополнительных комментарий. Указанные многочисленные преимущества позволяют авторам рекомендовать применение
этого ЯИМ для многочисленных практических применений.
4.3. Принципы построения ЯИМ GPSS/H
4.3.1. Объекты ЯИМ GPSS/H
Следующим моментом, относящимся к общей идеологии
GPSS/H, является рассмотрение его объектов. В ЯИМ принят транзактный способ реализации квазипараллелизма при имитации,
который наиболее подходит к моделированию систем, представляемых в виде СМО. Для указанного класса систем выделяется конечное множество абстрактных элементов, служащих для описания
реальных компонентов системы (например, источников заявок на
обслуживание накопителей, каналов обслуживания и т. п.) и конечное множество стандартных операций, описывающих связи между
элементами. Выделенным множествам компонентов и операций
ставится в соответствие множество объектов языка. Модель системы на GPSS/H строится путем объединения объектов в некоторую
фиксированную логическую структуру – текстовый МФ. Объекты
GPSS/H подразделяются на 7 категорий и 15 типов (табл. 4.1).
В табл. 4.1 в разделе «Функции операторов блоков» приведены
основные операторы блоков (кратко блоки) – ОБ, реализующие те
или иные действия в процессе моделирования. Перечень операторов
ЯИМ приведен в Прил. 4, подробное описание операторов в монографии [8], в таблице же дано общее начальное представление.
Каждому объекту соответствуют арифметические или логические атрибуты, описывающие состояние объекта в текущий момент модельного времени. Большинство из атрибутов недоступны
для программиста. Атрибуты, к которым в ИМ можно обращаться,
называются стандартными числовыми атрибутами (СЧА). Основными объектами GPSS/H являются транзакты и ОБ (блоки).
Транзакты (сообщения) описывают единицы исследуемых потоков (заявки на обслуживание), например: задания пользователей
в вычислительной системе; детали, подлежащие обработке в гипкой производственной системе (ГПС); автомобили в очереди у бензоколонки; корабли, разгружающиеся в порту, и т. п.
143
Операционная категория включает блоки, которые задают логику функционирования имитационной модели системы и определяют пути движения транзактов между объектами аппаратной
категории. Практически все изменения состояний имитационной
модели (события) системы S происходят в результате входа транзактов в блоки и выполнения блоками своих функций.
Основные функции блоков следующие:
– создание (генерация) и уничтожение транзактов;
– изменение числовых атрибутов объектов;
– задержка транзакта на определенный интервал времени;
– изменение маршрута движения транзакта и др.
Таблица 4.1
Категории и типы объектов
№
п/п
Категория
объекта
№
типа
Тип
объекта
Мнемоническое
обозначение
1
Динамическая
1
Транзакт
Хакт
2 Операционная
3
Аппаратная
2
ОБ (блок)
––––––
3
Устройства
F(facilities)
4
5
144
Функции операторов
блоков
Создание транзактов:
GENERATE, SPLIT
Уничтожение транзактов: TERMINATE,
ASSEMBLE
Объяснены в гл. 5
Занятие – освобождение SEIZE – RELEASE
Захват – возврат
PREEMPT – RETURN
Доступно – не доступно
FAVAIL – FUNAVAIL
Выбор обусловленного
направления GATE
Памяти
S(storages)
Войти – покинуть
(накопиENTER – LEAVE
тели)
Свободна – занята
SAVAIL – SUNAVAIL
Ожидание изменения
статуса – GATE
Изменение емкости
памяти BSTORAGE
ЛогиL(logic switch) Включение, выключеческие
ние, инверсия LOGIC
ключи
Ожидание изменения
положения L GATE
Окончание табл. 4.1
№
п/п
Категория
объекта
№
типа
Тип
объекта
Мнемоническое
обозначение
Функции операторов
блоков
4
Вычислительная
6
V(variable)
Целочисленное значение VARIABLE
Плавающая точка
FVARIABLE
Задается логическими
атрибутами СЛА
8
Арифметическая
переменная
Булева
переменная
Функция
9
Очереди
Q
10
Таблицы
T
11
Ячейки
Х
12
Матрицы
М
13
Амперпеременные
Списки
пользователя
Группы
&
7
5 Статистическая
6
7
Запоминающая
Группирующая
14
15
BV
FN
С
G
Задается пользователем
или встроенной функцией
Создание очереди –
покидание QUEUE –
DEPART
Создать таблицу
TABULATE
Создание скалярной
переменной
Создание двухразмерных матриц
Создание переменных
5-ти типов
Включить – исключить
LINK – UNLINK
Поместить – удалить
JOIN – REMOVE
Проверка принадлежности – EXAMINE
Определение вида транзакта SCAN
Изменение атрибутов –
ALTER
Объекты аппаратной категории служат для описания единиц
оборудования или ресурсов, имеющих ограниченную ёмкость. Воздействуя на эти объекты, транзакты могут изменять их состояния
и влиять на движение других транзактов. Ресурсы включают в себя
три типа объектов.
Устройства описывают оборудование, которое в любой момент
времени может быть занято только одним транзактом (одноканальные СМО): обрабатывающий центр, терминал, центральный про145
цессор, АЦПУ, кассир и т. д., а также оборудование, на котором
обслуживание одной заявки может быть прервано поступлением
другой заявки (например, с более высоким приоритетом).
Памяти (многоканальные устройства) описывают оборудование, которое может использоваться несколькими транзактами
одновременно (многоканальные СМО): оперативную память ЭВМ,
бункер-накопитель в ГПС, стоянки автомобилей и т. д.).
Логические ключи используются для блокировки или изменения движения транзактов в зависимости от ранее наступивших
в ИМ событий.
Объекты вычислительной категории описывают связи между
элементами сложной системы (СС), задаваемые с помощью аналитических или логических соотношений. Они могут служить для задания вероятностных законов распределения случайных величин
в ИМ; для численного или логического описания условий, определяющих движение транзактов.
Статистические объекты обеспечивают вычисление и представление в стандартном виде для показателей эффективности
функционирования СС: средних значений, стандартных отношений, эмпирических функций распределения и т. п.
Запоминающие объекты служат для задания условий моделирования, хранения, накопления и обработки информации, получение которой не предусмотрено стандартными средствами GPSS/H.
Объекты группирующей категории содержат информацию о
транзактах, находящихся в модели. Продвигаясь по модели, транзакты, имитирующие заявки на обслуживание, могут приводить к
наступлению таких событий, как: поступление заявки в СМО; занятие (освобождение) места в накопителе; занятие (освобождение)
канала обслуживания; прерывание обслуживания заявки с более
низким приоритетом; совпадение значений определенных числовых атрибутов двух и более транзактов, называемых синхронизируемыми и т. п. При этом соответствующие транзакты помещаются
в один из пяти списков (цепей, в оригинале – chain):
– список текущих событий – СТС (время наступления меньше
либо равно текущему модельному времени);
– список будущих событий – СБС (время наступления больше
текущего модельного времени);
– список прерываний (транзакты, обслуживание которых прервано);
– список синхронизируемых транзактов (находящихся в состоянии сравнения);
146
– список пользователя (транзакты, удаленные программистом
из списка текущих событий).
Чтобы при дальнейшем изложении придерживаться единой терминологии, введем единое понятия оператора (табл. 4.2), которое
отличается от дословного перевода терминов оригинальной версии
языка.
Кроме указанных в табл. 4.2 операторов для эффективного решения задач исследования системы необходимо иметь средства
управления процессами модификации и отладки программ, сбора
и обработки статистики и т. п.
Таблица 4.2
Соответствие английских и русских названий
Обозначения оригинальной версии языка
BLOCKS
Блоки
Сontrol Statements
Инструкция управления
Compiler Directive
Директива компиляции
Введенные в монографии
Операторы блоков
(блоки)
Операторы управления
Операторы описания
В языке такими средствами являются команды, которые, в отличие от операторов, являются своеобразной надстройкой к языку
и могут отличаться от версии к версии. Основное назначение команд – организация интерактивного взаимодействия с моделью на
различных этапах моделирования.
4.3.2. Структура объектов и модели
Транзакты. В модели эти динамические элементы обозначаются Xакт или просто X с его идентификационным номером – ИН
(IN). Он задаётся в порядке появления транзактов в модели. Когда
в МФ существует несколько источников транзактов, то назначение
ИН не меняется (в порядке появления Xакт). Xакт в модели имеют разный смысл, они могут представлять собой людей или предметы, движущиеся по модели от одного ОБ к другому. Причём тип
людей или предметов могут быть разными в одной модели. Например, рассмотрим пункт таможенного досмотра на международной
трассе, через пункт следуют туристы или шоферы-профессионалы,
автобусы, трейлеры, частные автомобили и т. д., однако ОБ модели обрабатывают все эти разные типы Xакт одинаково. Каждый
147
Xакт имеет свой уникальный ИН, в начале моделирования в модели нет Xакт, с началом моделирования Xакт время от времени
вводятся в модель (рождаются), а также по прошествии какого-то
времени, пройдя через последовательность ОБ МФ Xакт выводятся
из модели (терминируются, умирают). Каждый Xакт находится в
исследуемый момент времени в текущем блоке (Current Block) и
делает попытку войти в следующий ожидаемый блок (Next Block
Attempted). При прохождении Xакт через последовательность ОБ
МФ от момента зарождения до момента терминирования может
возникнуть четыре ситуации:
1. Задержка Xакт при входе в ОБ (например, ADVANCE).
2. Препятствие входу Xакт (блокирование) в следующий ОБ (например, SEIZE).
3. Уничтожение (терминирование) Xакт при попадании в ОБ
TERMINATE.
4. Возвращение Xакт к началу МФ при появлении ОБ TRANSFER
вместо ОБ TERMINATE.
Две последние ситуации не могут возникать одновременно, так
как терминирование происходит при выходе Xакт из системы (обслуженный покупатель, посланное сообщение, прошедший пункт
контроля автомобиль и т. д.) В случае, когда Xакт не покидает
систему, а возвращается к началу, используется ОБ TRANSFER,
изменяющий направление движения (например, клерки в нотариальной конторе представляют собой Xакт, но, подготовив один
документ и подписав его у менеджера, возвращаются на рабочее
место для подготовки нового документа). Как только Xакт прекращает движение (две первые ситуации), сразу начинается движение
следующего транзакта, становящегося активным. Отсюда следует правило, которое неуклонно соблюдается при моделировании:
в каждый момент времени в модели движется только один Xакт.
Xакт может иметь один или больше атрибутов (атрибут – характеристика, относящаяся к отдельному транзакту: цвет, тип, число
покупок и т. д.), одни из атрибутов вводятся программой, например ИН, другие назначаются исследователем, например тип движущегося по дороге транспортного средства. В случае когда надо
рассмотреть людей и предметы, представляемых транзактами, то
скорее всего в МФ надо их представить отдельными цепочками ОБ.
Ресурсы. В отличие от транзактов ресурсы (устройства, памяти) неподвижные, постоянные объекты, которые за время одного
прогона ИМ остаются неизменными. Ресурсы используются транзактами для решения задачи, определённой исследователем. Xакт
148
соревнуются между собой за использование ресурсов, ожидают их
освобождения предыдущим Xакт, для реализации задачи моделирования могут потребовать несколько разных ресурсов. Ресурсы
также могут быть людьми (число кассиров в банке) или предметами (станок, автомат на АЗС), возможно сочетание ресурсов в одной
модели.
В табл. 4.2 приведены операторы, применяемые в МФ: операторы блоков (блоки) – ОБ, операторы управления (ОУ), операторы
описания (ОО). Каждая из этих групп операторов имеет свой набор
характеристик, определяющих их индивидуальные особенности.
1. Операторы блоков характеризуются размещением, действием (названием совершаемой операции) и операндами. Рассмотрим
их подробнее.
Размещение – каждый ОБ занимает предназначенную ему позицию и нумеруется самой программой, начиная от 1 и далее в порядке их появления в МФ. Исследователь не имеет возможности
присваивать номера ОБ, но при необходимости может давать имя
(присваивать ярлык) ОБ одинакового названия, для их чёткого
различения. Особенно это важно при изменении последовательного движения транзактов или при возвращении к уже пройденному
участку МФ.
Код действия – каждый ОБ обозначается ключевым словом,
уточняющим характер операции, совершаемой ОБ в процессе ИМ.
Ключевые слова типа GENERATE, TERMINATE, ADVANCE, SEIZE
(см. Прил. 4) обязательно пишутся прописными буквами и могут
быть сокращены до четырёх символов, например, GENE, TERM и
т. д. Ошибки в написании ОБ приводят к появлению в листинге сообщений об ошибках компиляции и процесс моделирования не начинается.
Операнды – каждый ОБ имеет от одного до нескольких операндов, дающих информацию, на которой основано действие ОБ. Операнды обозначаются A,B,C. Отсутствие операнда на назначенном
ему месте определяется значением по умолчанию, чаще 0, а иногда
¥. Нередко бывают ситуации, когда часть операндов задаётся в явном виде, а часть используется по умолчанию.
2. Операторы управления и операторы описания. Структура этих
операторов схожа со структурой ОБ, только вместо номера строки
размещения первой характеристикой является ярлык (label), сравните с возможностью приписывания ярлыка для ОБ. Вторая и третья характеристики совпадают по смыслу (код действия и операнды). Рассмотрим отличия в назначении этих характеристик:
149
1. Ярлык для ОУ в некоторых случаях требуется, а в некоторых
является не нужным, а для некоторых ОУ и ОО он просто не предусмотрен.
2. Код действия – каждый ОУ обозначается ключевым словом,
определяющим результат исполнения этого О. ОО также представляет ключевое слово, несущее информацию при трансляции модели, но не влияющую на процесс моделирования.
3. Операторы ОУ имеют нуль или несколько операндов. Они также обозначаются А,В,С… и для определённых типов операторов задаются в явном виде, а в большинстве применяются по умолчанию.
4. Кроме названных операторов в ЯИМ используются указания
по созданию отчёта (EJECT, INCLUDE и др.). В МФ часто включаются и комментарии, предоставлющие возможность стороннему
пользователю понять смысл МФ, хотя комментарии не обязательны, их применение весьма полезно. Следует отметить, что комментарии можно писать на русском языке.
5. Каждому члену категории или типа объектов приписывается
ряд атрибутов, которые разделяются на три разновидности – стандартные числовые атрибуты – СЧА (SNA), стандартные логические
аттрибуты – СЛА (SLA) и стандартные символьные атрибуты –
ССА (SCA). Большая часть этих атрибутов автоматически назначаются симулятором и в процессе моделирования на них производятся ссылки, обеспечивающие логику исполнения модели. Однако, существуют определённое количество СЧА, не относящихся
к конкретному объекту, часть из них описывают статус системы,
например АС1 – абсолютное время или TG1 – счётчик свершений
или терминирований, часть из них характеризуют встроенные
функции, например RVEXPO(.), RVNORM(.), а часть соединена
с транзактами. ССА появились в GPSS/H в связи с появлением
новых переменных – символьных АМП, их три, а именно LEN,
SSG, SYM.
Приведя эти начальные соображения по структуре объектов,
перейдём к представлению структуры МФ, которую можно представить в виде трех укрупнённых модулей (рис. 4.6).
Рассмотрим более подробно отличительные черты приведенноё
структуры (жирным шрифтом выделены блоки, без которых процесс ИМ не может быть осуществлён).
1. Всегда, в любом случае на первом месте модуля задания стоит ОУ SIMULATE, который даёт команду на компиляцию МФ, отсутствие этого ОУ приводит к машинной ошибке, и процесс ИМ не
начинается.
150
1. Обязательный ОУ SIMULATE
ОУ типа TABLE, STORAGE, FUNCTION
ОО типа INTEGER, EQU
2. ОБ GENERATE, ADVANSE,
SEIZE/RELEASE, ENTER/LEAVE,
TRANSFER, ОБ с индексом В (типа BLET)
TERMINATE, BLET
3. Обязательные ОУ START, END
ОУ типа CLEAR, DO, ENDDO
Рис. 4.6. Укрупнённая структура модельного файла:
1 – модуль задания, 2 – модуль исполнения, 3 – модуль управления
2. ОУ START даёт команду на исполнение МФ, при этом СС
устанавливается в начальное значение, инициализируется ОБ
GENERATE, т. е. начинают поступать транзакты, которые движутся последовательно блок за блоком.
3. ОУ END, стоящий обязательно последним в МФ, прекращает
процесс ИМ, выполняя две операции: сигнализируя о том, что МФ
физически кончился и прекращая исполнение МФ, даёт команду
о возвращении в командную оболочку.
Таким образом, любой МФ состоит из этих трёх обязательных
модулей.
Модуль задания (описания) может включать кроме обязательного SIMULATE, стоящего на первом месте, необходимое для процесса ИМ число ОУ и ОО. Порядок их расположения в принципе
не важен, так как симулятор располагает их в необходимой последовательности. Следует учесть, что операторы модуля описания не
исполняются, а лишь задают параметры и структуру модели.
Модуль исполнения включает необходимое число исполняемых
ОБ. В модуле исполнения на первом месте стоит ОБ GENERATE,
151
если в МФ предусмотрено исследование нескольких типов транзактов, то в каждой из параллельных ветвей МФ предусмотрен свой
ОБ GENERATE, при использовании временного таймера также используется ОБ GENERATE. Число ОБ в модуле исполнения зависит
от сложности и логики модели. Этот модуль является главным, и
в результате его исполнения собирается вся необходимая информация.
Модуль управления, начинается с ОУ START и заканчивается
ОУ END, между ними может быть необходимое число ОУ, а в некоторых случаях и ОБ GENERATE.
Операторы этого модуля не исполняются, а задают команды на
выполнение действий с модулем исполнения.
Примечание. Порядок построения и действия этих модулей будет проиллюстрирован примерами, приведенными в дальнейших
главах. Для лучшего восприятия МФ при текстовом написании
каждый модуль может иметь собственное имя (допускается написание имени на русском языке).
4.3.3. Формат записи операторов
В GPSS/H допускается два формата записи операторов: фиксированный и свободный (далее в тексте будет использоваться только
фиксированный формат).
Фиксированный формат. Представление о фиксированном формате дается на рис. 4.7 (для 80-колонкового редактора).
Рассмотрим подробнее рис. 4.7.
1. В первой колонке может быть поставлен знак «*», тогда эта
строка не читается симулятором и воспринимается как строкакомментарий. В этой строке можно писать любые сообщения, в том
числе и на русском языке, например «Модуль задания для модели
банка» или продолжать длинный текст-комментарий предыдущей
строки.
1
2–6
7
8–23
24
*
Ярлык
П
Действие
П
25
Операнды
П Комментарий
Индекс П означает обязательный пробел.
Рис. 4.7. Схема фиксированного формата
152
2. Ярлык состоит из шести буквенно-цифровых литер, некоторые ОУ могут иметь только цифровой ярлык, ОБ никогда не имеют цифровой ярлык. Появление одинаковых ярлыков для разных
объектов не допустимо. Также нельзя допускать, чтобы ярлык совпадал с именем оператора или кодом операции. После написания
ярлыка следует пробел до 8-й колонки. У ОУ ярлык может быть,
например, ОУ TABLE, а может и отсутствовать. Так, он может быть
лишним в ОУ STORAGE.
3. Код действия. Он является ключевым словом для ОБ, ОУ и
ОО, оно начинается с 8-й колонки, как уже говорилось выше код
действия может быть сокращён до четырех первых букв, однако для лучшей читаемости МФ сокращениями надо пользоваться осторожно и редко. Для новых ОБ, начинающихся на букву В,
такие сокращения просто не допустимы (например, BGETLIST,
BGETSTRING). Вспомогательные коды в силу их краткости не могут быть сокращены. После кода действия обязательны пробелы до
значения OPERCOL.
Здесь целесообразно дать определение оператору OPERCOL
(operand start column), который назначает колонку, с какой начинается написание операндов в обоих возможных форматах записи.
Значение этого оператора по умолчанию 25-я колонка, однако это
можно переназначить, написав < OPERCOL n >, где n может принимать значения от 10 до 60. Значение этого оператора больше 25
оправданно, когда используется петля DO, сдвигаемая вправо. Этот
оператор равно применим в обеих типах форматов.
4. Операнды. Их запись начинается с колонки, определённой
OPERCOL. GPSS/H позволяет кодировать операнды в виде аналитических выражений, что придаёт ЯИМ большую гибкость. В случае, когда выражения имеют большую длину, запись операндов
возможно производить на следующей строке, предваряя запись
символом «–», что воспринимается симулятором, как продолжение
предыдущей строки. Когда рассматривается последовательность
объектов, то в этом операнде последовательность объектов пишется через «–», например FUNAVAIL 1–5. В написании операндов
можно использовать скобки. Сами операнды А,В,С,.. пишутся через запятую без пробелов. Отсутствие какого-либо операнда отмечается двумя запятыми без пробела. Рассмотрим примеры записи
операндов:
SAVEVALUE (PH3 – 5)– (PH3 + 5),25,XH
GENERATE RVEXPO(1,2),,10,,5
153
После написания последнего операнда обязателен, как минимум, один пробел, а при наличии макроса (оператор MACRO), как
минимум, двумя пробелами.
5. Комментарий. При отсутствии у кода действия операндов запись комментария возможна в любой колонке, начиная с OPERCOL
+ 1, до 72-й колонки 80-колонкового редактора или до конца строки при 132 колонках. При необходимости написать более длинные
комментарии переход на новую строку предваряется «*». Комментарий имеет смысл писать всегда для лучшей читаемости как МФ,
так и выходного отчёта.
4.3.4. Основные правила работы
с пакетом GPSS/H (студенческая версия)
Студенческая версия GPSS/H даёт полное представление о возможностях ЯИМ, способствует его осознанному изучению и позволяет приобрести необходимые навыки. Отличия от профессиональной версии заключаются:
– в способе управления пакетом, так как студенческая версия
работает под MS DOS непосредственно или в любой оболочке типа
NC, VC, Far. В качестве рекомендации можно посоветовать не выходить в эмуляцию DOS, а работать в любой из указанных оболочек;
– в размере модельного файла – не более 125 ОБ, 250 операторов
всех видов, при увеличении числа операторов появляется сообщение: ERROR: STUDENT VERSION IS LIMITED TO 125 BLOCKS;
– в ограничении общей памяти – не более 32 720 байт. Это
ограничение особенно заметно при плохом выборе параметров
входных потоков и потоков обслуживания, так как обычно используется только 10 000 байт памяти. При этом следует сообщение о переполнении памяти, которого не следует бояться (Error
411 – Out of COMMON. –Add/change REALLOCATE Stmt?) с просьбой изменить параметры или переназначить объём памяти до
32 720 байт командой MAXCOM или изменить значения в пределах больше 10 000 и до 30 000 командой REALLOCATE, имеющей
синтаксис:
< REALLOCATE COM,byte >
– в стоимости пакета – студенческая версия дешевле более
чем на полтора порядка.
В остальном идеология студенческого и профессионального пакетов не отличаются друг от друга.
154
При инсталляции дистрибутива необходимо проделать следующее:
– войти в сессию какой-либо командной оболочки,
– поставить дискету с дистрибутивом в дисковод,
– выбрать директорию для размещения GPSS/H,
– в меню запуска программы набрать: A:\ INSTALL,
– внести изменения в AUTOEXEC.BAT,
– перезапустить компьютер.
Запуск программы осуществляется путём набора в командной
строке:
< GPSSH filename.gps > Enter,
где filename – имя модельного файла, выбранного из списка файлов, имеющихся в программе или созданного исследователем с помощью редактора оболочки. После успешного моделирования появляется новый файл (листинг отчёта) с тем же именем, но имеющий
расширение.lis, который можно просмотреть, используя клавиши
F3 или F4. В случае наличия в МФ ошибок компиляции появляется
усечённый листинг, содержащий указания об ошибках, но не имеющий результатов моделирования. Исправления в МФ вносятся
с помощью редактора оболочки в начальный МФ с расширением.
gps, и процедура моделирования повторяется заново.
Предупреждение:
1. Несмотря на наличие в командной строке названия GPSS/H,
после приглашения надо обязательно набирать имя программы
GPSSH и после пробела имя МФ (либо использовать горячие клавиши Ctrl –j), находясь курсором на МФ.
2. Вновь создаваемому МФ обязательно присваивать расширение.gps.
3. Никогда не пытайтесь запускать программу файлом gpssh.exe!
После создания МФ и его записи в редакторе оболочки (формат
записи см. в п. 4.6) процесс моделирования распадается на две фазы:
– начало компиляции, с появлением на экране сообщения «Pass 1
– (with source listing)», во время этой фазы считывается МФ,
проверяются синтаксические ошибки, происходит нумерация
строк МФ;
– процесс компиляции с появлением сообщения «Pass 2 …».
Во время этой фазы МФ преобразуется в форму, удобную для исполнения, и производится распределение памяти. При отсутствии
ошибок начинается моделирование, предваряемое сообщением
«Simulation begins».
155
Эти сообщения читаются в сеансе DOS, при моделировании
в командной оболочке эти сообщения не появляются, процесс моделирования оканчивается практически сразу (время моделирования
МФ из 100 операторов исчисляется миллисекундами), и в списке
файлов появляется файл отчёта.lis (листинг), содержащий данные
либо о процессе моделирования, либо об ошибках. Никакой специальной команды для выхода из процесса моделирования при работе
в командных оболочках подавать не надо.
Предупреждение. В процессе работы с программой никогда не
вносите никаких изменений в имеющиеся файлы задач основного
пакета. Если возникла необходимость изменения данных в задачах
пакета, создайте свой файл, скопируйте в него желаемую задачу
и только после этого проводите эксперименты с вновь созданным
файлом, носящим присвоенное вами имя.
Модельный файл создаётся в редакторе оболочки по клавише
F4, файлу обязательно присваивают собственное имя с расширением *.gps, форматы записи МФ рассмотрены в пп. 4.3.3.
4.4. Практическое применение ЯИМ GPSS/H
4.4.1. Общие представления о построении модельного файла
Рассмотрим общие принципы построения и реализации моделей
с использованием возможностей GPSS/H. Основные операторы и
их операнды, форматы записи и другие особенности ЯИМ GPSS/H
были рассмотрены выше, здесь они используются без пояснений.
При необходимости уточнить какие-то детали, следует обратиться к Прил. 4. Устройство обслуживания (сервер) в случае одноканального обслуживания представляется в GPSS/H устройством
(Facility) и реализуется парными ОБ SEIZE /RELEASE, а в случае
многоканального обслуживания с использованием идентичных
серверов, памятью (Storage) и реализуется парными ОБ ENTER /
LEAVE. Под каналом будем понимать весь путь (траекторию) прохождения Хакт по МФ от зарождения до выхода из системы, причём траектория может включать в себя комбинацию различных
устройств и памятей. Физическая природа серверов может быть
самой разнообразной, это либо люди (врач, кладовщик, клерк, кассир и т. д.), либо предметы (станок, конвейер, погрузочная эстакада, принтер, операционная и т. д.). Поскольку серверы являются
частью моделируемой системы, то они воспринимаются как ресур156
сы этой системы, а так как число серверов обычно ограничено, то
возникает задача рационального использования ресурсов. Отдельно взятый сервер может выполнять в какое-то время только одну
операцию. Необходимо чётко определять состояния, в которых может находиться сервер, таких состояний может быть три:
– состояние готовности, когда сервер не занят, но готов приступить к выполнению своих функций,
– состояние занятости, когда сервер обслуживает поступивший Хакт, при этом все остальные находятся в режиме ожидания
(см. п. 5.4),
– состояние недоступности, когда сервер либо не задействован
в связи с графиком работы (перерыв, ночное время, отпуск), либо
находится в режиме восстановления или профилактического обслуживания.
Имеет смысл более подробно остановиться на рассмотрении состояния занятости. В ЯИМ GPSS/H предусмотрена возможность
прерывания процесса обслуживания Хакт с низким приоритетом
другим Хакт с более высоким приоритетом. Такой режим реализуется парным ОБ PREEMPT/RETURN. Когда сервер находится
в состоянии занятости, перед ним в режиме ожидания может оказаться несколько Хакт. В этом случае необходимо договариваться о
виде дисциплины обслуживания (ДО).
1. ДО FCFS (first come, first serve) – первым пришёл, первым обслужился. В русской периодике и иногда в западных публикациях эта ДО носит название FIFO (first input, first output) – первый
вошёл, первый вышел. Далее будем использовать первое название.
Именно на основе этой ДО построен СТС, задающий хронологический порядок обслуживания.
2. ДО FCFS внутри своего приоритета. При этой ДО транзакты
располагаются в порядке убывания приоритетов, а внутри своего
класса приоритета обслуживаются по ДО FCFS.
3. ДО SPT (shortest processing time) – наикратчайшее время обслуживания (обработки). При этой ДО транзакты выстраиваются
в порядке возрастания времени обслуживания, причём чем меньше
время обслуживания, тем больший приоритет присваивается транзакту. В случае равенства времён обслуживания вступает в силу ДО
FCFS.
Когда время ожидания обслуживания оказывается большим,
чем предполагалось, то транзакт может выбрать другие линии поведения:
– отказ от обслуживания (потеря заявки на обслуживание),
157
– выбор другой траектории, что реализуется ОБ TEST или
TRANSFER.
Таким образом, за время ЖЦ Хакт проходит через ряд состояний одноканального и многоканального обслуживания, как это
представлено на рис. 4.8, которые могут неоднократно повторяться
в процессе ИМ. Ещё раз отметим, что многоканальное обслуживание может быть реализовано только для группы идентичных серверов (обслуживание с общей очередью). В случае, если серверы не
идентичны (станки разного типа, операторы разной квалификации,
автомашины разной грузоподъёмности и т. д.), то моделирование
проводится по каждому серверу в отдельности, причём сервер воспринимается как устройство (обслуживание с разными очередями).
Для единообразного представления примеров, приводимых
ниже, примем следующий алгоритм.
1. Постановка задачи. Описывается с требующейся степенью детализации задача, которую необходимо промоделировать. После уяснения задачи следует попытаться самостоятельно построить МФ.
2. Допущения, принятые в модели. Уточняют, каким образом особенности моделируемой системы реализуются средствами
GPSS/H.
3. Таблица определений. Устанавливают соответствие между
элементами системы и объектами ЯИМ GPSS/H. Кроме того, в обязательном порядке задаётся значение временной дискреты (ВД),
которая является масштабным значением для всех используемых
в модели интервалов времени (например, если ВД принята равной
одной минуте, то все другие временные интервалы переводятся в
минуты).
а)
б)
Рис. 4.8. Эпюра одноканального (а) и многоканального (б) обслуживания:
– поступление и уход транзактов; – режим ожидания;
– режим обслуживания
158
4. Модельный файл. Представляется модельный файл, созданный исследователем. После успешного прохождения процесса симуляции создаётся эхо МФ.
5. Итоговый отчёт. Основные выводы итогового отчёта являются основой для анализа и принятия решения.
6. Выводы и обсуждение. Обсуждается логика построения модели, касающаяся использования ОБ, и исполнение модели, осуществляемое ОУ.
4.4.2. Формирование входных потоков событий
Имитационное моделирование по своей сути обладает рядом недостатков, которые присущи всем ЯИМ. Первым их них является
возможность получения только средних статистических оценок.
Вторым недостатком является сложность получения оптимального
варианта моделируемой системы. Именно эти недостатки представляют при рассмотрении статистических аспектов оценки результатов ИМ наибольший интерес. Поэтому уделим внимание только вопросам повышения точности оценок и изучению путей приближения к рациональному варианту построения исследуемой системы.
Повысить точность оценок можно за счёт:
– выбора параметров входных потоков транзактов и потоков их
обслуживания, адекватных функциям распределения случайных
величин в реальной системе;
– планирования проведения вычислительного эксперимента;
– уменьшения дисперсии оценок за счёт специальных мероприятий.
Приближение к рациональному варианту построения системы
можно осуществить при выполнении следующих процедур:
– выяснению установившегося значения показателей за счёт исключения переходного периода;
– выбору наилучшей альтернативы в паретовском множестве.
Главной задачей в процессе ИМ является получение последовательности независимых и одинаково распределённых случайных
величин, векторов или функций. Первое, что при этом интересует
исследователя, какому закону распределения подчиняются случайные потоки заявок и обслуживания в проектируемой системе.
1. Естественно, что вначале пытаются использовать данные по
функционированию аналогичных или похожих систем, накопленных за какой-то период времени. Трудности, которые подстерегают
на этом пути очевидны:
159
– количество случайных чисел для моделирования даже не
очень сложных весьма велико, поэтому статистические данные о
функционировании систем-аналогов надо собирать в течение большого периода времени;
– собранные данные не будут достоверными, так как и в процессах функционирования и в идеологии построения систем и в параметрах законов распределения за период наблюдения произошли
значительные, если не революционные изменения;
– даже в случае, если изменений не произошло и нас не интересуют
возможные изменения в будущем, при моделировании придётся опираться только на одну выборку данных из возможного множества.
2. Следующая возможность для получения исходных данных для
ИМ – это аппроксимация статистических данных, полученных при
проведении процесса пилотных вычислительных экспериментов.
Для этого можно использовать полученную гистограмму, не забывая при этом, что никогда не будет учитываться величина большая
или меньшая, чем размах гистограммы. Кроме того, если с большой
степенью достоверности известно, что функции распределения потоков случайных величин непрерывны, то гистограмма даёт представление о дискретных значениях плотности вероятности.
3. Наиболее часто основой для целей моделирования реальной
системы выбираются теоретические функции распределения случайных величин. При этом полагают, что при определённых допущениях частные распределения хорошо аппроксимируются известными теоретическими распределениями. Особенно хорош этот
метод при оценке чувствительности моделируемой системы к виду
функций распределения.
В заключение можно дать несколько рекомендаций:
1. При исследованиях степени приближения системы к установившемуся режиму следует пользоваться теоретическими распределениями, которые также полезны, если практические данные
хорошо совпадают с теоретическими функциями распределения.
2. Для практических целей можно пользоваться данными, полученными в результате пилотного прогона верифицированной модели.
4.4.3. Продолжительность процесса ИМ
Ответ на этот вопрос представляется довольно простым правилом – моделировать так долго, чтобы достигнуть поставленных
целей. Очевидно, что продолжительность вычислительного экспе160
римента является одним из важных параметров процесса ИМ. Поэтому надо выбирать между решением проведения одного прогона
модели или проведения многих независимых прогонов для получения высокой доверительной вероятности. В первом случае можно
получить уверенность в работоспособности модели и определить
один набор значений выходных характеристик, во втором случае
можно проводить моделирование неоправданно долго. Истина, как
и в любой практической ситуации, лежит где-то между этими границами. Прежде всего необходимо понять, по какому критерию
можно оценивать длительность ИМ. В числе основных вариантов
оценки можно назвать:
– оценку среднего значения,
– оценку разности между средними значениями,
– оценку по наилучшему варианту.
Оценка среднего значения. Очень часто необходимо произвести
оценку каких-то средних значений, например длину очереди к расчётному узлу супермаркета в разные дни и разные периоды рабочего времени. Промоделируем подобную ситуацию n раз и получим
набор независимых случайных значений X1, X2, …, Xn, каждая из
которых имеет одинаковое нормальное распределение с неизвестным средним значением µ и дисперсией σ2 . Используя центральную предельную теорему, можно считать,что оценка
X = 1/ n
n
å Xi (4.6)
i=1
примерно соответствует нормальному распределению N (µ, σ2 ).
Необходимо найти число прогонов n, которое и определит продолжительность испытаний, при этом разность между определяемым средним значением и искомым средним будет меньше или равна заданному малому числу α:
P( X - µ £ d = P*, ïðè α = 0,01, P* = 0,95. (4.7)
Чтобы удовлетворить (4.7), число прогонов n равно:
(4.8)
n = [{σ / dÔ–1 ((1 + P*) / 2)}2 ], где значение [∙] округляется до ближайшего целого числа.
Если X1, …, Xn не подчиняются нормальному распределению, то
необходимо применять специальные методы преобразования этих
переменных в переменные, имеющие приблизительно нормальное
распределение.
161
Оценка разности между средними значениями. Довольно часто
в процессе ИМ приходится оценивать эффективность функционирования двух разных вариантов реальной системы и тогда представляет интерес оценить разницу между средними значениями
выходных характеристик этих разных вариантов.
Будем считать, что при первом способе имеем следующий ряд
переменных X1, X2, … с неизвестными средним µ1 и дисперсией
σ12 , а при втором – переменные Y1, Y2, … с неизвестными µ2 и σ22 .
Целью исследования является получение разности µ1 - µ2 с точностью ±α.
Оценка по наилучшему варианту. Довольна часто одна и та же
задача может быть выполнена одной и той же системой разными
способами. При этом встаёт задача определения лучшего способа.
Вначале рассмотрим случай, когда эффективность системы оценивается одной выходной характеристикой и качество системы определяется по максимуму среднего значения этой выходной характеристики.
Предположим, что рассматривается несколько способов функционирования:
– способ 1: X11,X12,… со средним µ1 и дисперсией σ12 ,
– способ 2: X21,X22,… со средним µ и дисперсией σ22 ,
2
– способ k: Xk1,Xk2,… со средним µ и дисперсией σ2k .
k
На основе полученных выборок Xij (i = 1,2, …, k, j = 1,2, …, n)
определяются средние выборочные значения X I и наибольшее
значение среди всех способов. Основным вопросом при выбранном
значении объёма выборки n является выяснение того, максимален
ли выбранный способ или насколько он приблизился к максимуму.
Тогда вероятность того, что разность между максимумом и выбранным способом не превысит заданную точность δ  0, равна:
P(Xmax – Xi £ δ) ³ P *. (4.9)
Указанные стратегии хорошо разработаны, имеются в книге по
статистике пакета МАТLAB, а также в пакете СТАТИСТИКА. Выбор функции предпочтения зависит как от конкретной задачи, так
и от выбора пользователя.
4.4.4. Статистическое планирование
Довольно часто при исследовании малоизученных объектов используется метод «чёрного ящика». Суть его сводится к описанию
162
входных воздействий – факторов, определению выходных характеристик– откликов, установлению взаимосвязей «фактор – отклик»
и на основе их анализа – определению внутренней структуры исследуемого объекта. Процесс ИМ является прекрасным средством
для решения задачи установления зависимости выходной характеристики Y от ряда входных воздействий x1,x2, …, xk для некоторого
k ³ 1. При такой постановке задачи вначале задаётся ряд числовых
значений входных воздействий, затем проводится моделирование
и анализируется полученная выходная характеристика. Затем
определяется среднее значение выходной характеристики в виде
функции от входных воздействий. Обычно M(Y) является непрерывной монотонной функцией входных воздействий и может быть
представлена полиномом любого порядка. На практике принято
считать, что члены полинома, имеющие порядок более двух, пренебрежимо малы и оказывают небольшое влияние на среднее значение, поэтому в результате отсеивающего анализа их отбрасывают.
Таким образом, при планировании имитационного эксперимента стараются сократить размер полинома без потери точности, тем
более что для описания эксперимента требуется, чтобы все коэффициенты полинома b были определены количественно.
Центральное композитное планирование. Э. Дадевич [36] предложил метод центрального композитного планирования (Central
Composite Design) – ЦКП, который рассмотрим на примере планирования для k = 2. Этот метод позволяет определить коэффициенты
полного квадратического уравнения:
M (Y ) = b0 + b1x1 + b2 x2 + b11x21 + b22 x22 + b12 x1x2. (4.10)
Для решения (4.10) необходимо провести 9 прогонов (2k + 2k + 1)
с входными данными, приведенными в табл. 4.3. В процессе моделирования получается четыре факториальные точки при значениях факторов x1 x2, принимающих значения ±1, четыре «звёздные»
точки, лежащие на осях со значениями ±α и одна центральная
точка с координатами (0,0). Значение «звёздной» точки a показывает, насколько далеко мы отходим от центра, так при значении
a = 2 мы находимся вдвое дальше от центра, чем уровень, принятый за ± 1. Кодирование таблицы ± 1 не означает, что значение
уровней должно быть одинаковым, например некодированное нижнее положительное значение для x1 может быть равно 3 – кодированный уровень (–1), а верхнее значение 13 представляет собой кодированный уровень (+1), тогда центральная точка равна (3 + 13)/
/2 = 8, Предположим, что a = 1,4, тогда для x1 8 – 3 = 13 – 8 = 5, а
163
a = 1,4*5 = 7 и для отрицательных значений 8 – 7 = 1* (–a), а для
положительных 8 + 7 = 15*a. Примем некодированные значения
x2 равными 5 – кодированный уровень (–1) и верхнее значение 20
(+ 1), центральное значение равно (5 + 20)/2 = 12,5. Традиционно
при использовании ЦКП значение a выбирается одинаковым для
всех k факторов. Тогда для x2 получим 12,5 – 5 = 20 – 12.5 = 7,5, а
«звёздная» точка равна 7,5*1,4 = 10,5, а её положение на оси равно
12,5 – 10,5 = 2 и 12,5 + 10,5 = 23. Все полученные данные сведены
в табл. 4.3 и рис. 4.9.
Таблица 4.3
Значения для моделирования по методу ЦКП
Название прогонов
Некодированные
x1 x2
Кодированные
x1 x2
Факториальные точки
(3, 5)
(3, 20)
(13, 5)
(13, 20)
(–1,–1)
(–1, 1)
(1, –1)
(1, 1)
Звёздные точки
(1, 12.5)
(15, 12.5)
(8, 2)
(8, 23)
(–a, 0)
(a, 0)
(0, –a)
(0, a)
Центральная точка
(8, 12.5)
(0, 0)
При использовании ЦКП следует иметь в виду следующее:
– при необходимости определить целочисленные значения переменных (число операторов в банке, число станков и т. п.), планирование эксперимента должно учитывать это ограничение;
Рис. 4.9. Иллюстрация применения ЦКП
164
– иногда приходится выбирать значение a разным, для того чтобы хорошо выбрать планируемую область;
– при попадании точек в область нежелательных значений выходной характеристики, необходимо их преобразовать.
В данном разделе были рассмотрены лишь некоторые вопросы
планирования имитационного эксперимента, не нашедшие отражения в русскоязычной литературе, заинтересованный читатель
может обратиться к [Л. 8–11], где представлен ряд других методов.
Цели использования процесса ИМ. На практике часто используется разделение процесса ИМ на две стадии: пилотный (контрольный) прогон и основной процесс ИМ. Пилотный прогон позволяет, во-первых, судить об адекватности и работоспособности
модели, а во-вторых, – оценить примерное значение стандартного
отклонения. Напомним, что при объёме выборки менее 30 реализаций, мы имеем дело с распределением Стьюдента, которое сходится к нормальному распределению при объёме выборки, стремящемся к 30. Поэтому принято выборку объёмом менее 30 считать
малой, а к членам выборки предъявлять требование случайности,
независимости и нормальности распределения; выборку объёмом
30 и более считать большой, при этом члены могут иметь любую
функцию распределения с сохранением требований случайности и
независимости.
Далее алгоритм поведения сводится к следующему: если пилотный прогон не выявил никаких замечаний к логике работы модели, то его используют для улучшения статистических оценок. При
этом по реализациям пилотного прогона (n £ 10) определяются начальные оценки и необходимый объём выборки, а затем проводят
дополнительные реализации, дополняющие до определённого объёма, и по сумме обеих прогонов оценивают стандартное отклонение, удовлетворяющее заданной точности.
4.4.5. Выбор наилучшей альтернативы
в парето-оптимальном пространстве
Решение проблемы рационального построения исследуемой системы является сложной, многоэтапной и многокритериальной задачей.
Применяя методы ИМ, можно с помощью метода бенчмаркинга,
селектировать альтернативные варианты построения системы, оценивая их по возрастанию выходных характеристик. Под методом
бенчмаркинга понимается процесс сравнительного анализа разных
165
(чаще всего двух) концепций, компонентов, подсистем, процессов.
Цель бенчмаркинга количественно оценить самый лучший вариант
среди рассмотренных альтернатив. В основе любого сравнения лежит принцип попарного сопоставления, худшая отвергается, а лучшая сравнивается со следующей и т. д. Наконец, выбрав рациональный вариант, пытаться улучшать уже именно его за счёт проектирования параметров и допусков для него. На улучшение какого-либо
параметра расходуется определённый ресурс, при большом числе
параметров чаще всего выбирают методику, основанную на методах теории планирования эксперимента или РП. При этом меняют
какой-либо параметр до исчерпания ресурса R, или до физически
допустимого предела изменения этого параметра при неизменных
других. Каждому варианту сопоставляется значение выходного параметра. Назовём эту вектор-характеристику качеством целевого
функционирования Qf [3,4], тогда возрастание Qf отвечает цели проектирования. Если проводить сравнение двух альтернатив, то альтернатива Qf 1 доминирует над альтернативой Qf2, если превышено
значение хотя бы по одному параметру Qf. Отношений доминирования Θ может быть несколько типов:
– отношение Слейтера (строгое доминирование): Qf ΘR выполняется тогда и только тогда, когда Qfi > Qfj при всех значениях
i,j = 1,2, …, n;
– отношение Парето: Qf Θ R выполняется тогда и только тогда,
когда Qfi ³ Qfj при всех значениях i,j = 1,2, …, n.
Чаще всего используют отношение Парето. Очевидно, что изменение разных параметров никогда не приведёт вектор Qf в одну
точку пространства, в котором в результате многих попыток образуется множество субоптимальных точек, составляющих паретооптимальное множество. Напомним, что процесс ИМ не позволяет
давать точечных оценок, а оценивает только средние значения, поэтому выбор лучшего варианта в парето-оптимальном множестве
должен основываться на статистических оценках, а именно на оценивании дисперсии.
Выше мы рассмотрели выбор лучшей из двух альтернатив, когда выбор ограничен, как в случае двух дисциплин обслуживания,
и трудно предложить ещё какое-либо альтернативное решение.
Однако на практике таких альтернатив может быть значительно
больше и всегда возникает желание найти решение, близкое к оптимальному или лежащее в парето-оптимальном множестве.
Аналитическая идея двухэтапной процедуры поиска лучшей
альтернативы из k существующих была высказана Дадевичем и
166
Дадалом (Д/Д-процедура) в 1975 г. на математическом симпозиуме
в Цинциннати, а затем более подробно представлена в его монографии (Dudewicz E. J. Modern Mathematical Statistics, John Wiley, N. Y.,
1988). Процедура Д/Д прекрасно используется при моделировании
на GPSS/H [36].
Рассмотрим основные шаги Д/Д-процедур (см. также в пп. 4.4.7
пример 4.2 в случае четырех переменных).
1. Получают два и более независимых значений по каждой из
сравниваемых альтернатив. БСВ, получаемые с одного ГСЧ, в этом
случае не применимы. Рекомендуется на первом шаге получать не
менее 15 реплик. Это является первым этапом Д/Д-процедуры.
2. Вычисляют различные статистики, но в обязательном порядке выборочное среднее и стандартное отклонение.
3. Для каждой альтернативы проводят дополнительные независимые испытания, количество испытаний варьируется от типа исследуемой задачи и может меняться от альтернативы к альтернативе. Это является вторым этапом Д/Д процедуры.
4. Для каждой альтернативы по результатам первого и второго
этапов находят взвешенные статистики, причём объёмы первой и
второй выборки не обязательно совпадают.
5. Альтернатива с наибольшим или наименьшим (в зависимости
от условий задачи) значением статистики признаётся лучшей.
Д/Д-процедура оговаривает нормальность распределения выходных значений, но, что весьма важно, не требует равенства дисперсий
выходных популяций. Опишем факторы, влияющие на второй этап
Д/Д-процедуры, а именно определение размера второй выборки.
Влияние дисперсии выборки первого этапа. Чем выше выборочная дисперсия на первом этапе, тем больше должен быть объём
выборки второго этапа при прочих равных условиях. Поскольку
выборочная дисперсия различных альтернатив различна, то объём
выборки второго этапа для каждой альтернативы будет различным
и прямо пропорциональным выборочной дисперсии первого этапа
для рассматриваемой альтернативы.
Вероятность принятия правильного решения. Поскольку мы
имеем дело со случайными векторами в парето-оптимальном множестве и пользуемся псевдослучайными числами, всегда существует вероятность неверного выбора. Поэтому получаемые решения
должны оцениваться задаваемым уровнем доверительной вероятности от 90% и выше. При этом очевидно, что чем больше уровень
задаваемой доверительной вероятности, тем больший объём выборки второго этапа необходимо выбирать.
167
Уровень безразличия. Исследователю необходимо задать уровень
ошибки, ниже которого все результаты будут признаваться аналогичными. Так, выходными характеристиками может быть стоимость, производительность, потери, процент брака и т. д. Если,
например, задать процент брака 0,5%, то уровень безразличия позволит считать хорошими системы с выходными характеристиками 99,5% и выше. Естественно, что стремление понизить уровень
безразличия будет приводить к увеличению объёма выборки. Вообще, чтобы быть точным, объём выборки второго этапа обратно
пропорционален квадрату значения безразличия.
Из перечисленных факторов очевидно, что определение объёма
выборки второго этапа является достаточно сложной проблемой.
Приведём основные уравнения, которые используются на втором и
четвёртом шагах Д/Д-процедуры, и впоследствии будут использованы в примере 4.2.
Рассмотрим гипотетический пример мастерской, в которой работает какое-то количество собственных станков, могущих отказывать в процессе эксплуатации. Для поддержания объёма производства и для устранения дефектов, во-первых, арендуется дополнительный станок и, во-вторых, имеется несколько ремонтников.
В табл. 4.4 представлены значения выборочных среднего x и стандартного отклонения s для x = 0,1 арендуемых станков и y = 1,2
ремонтных рабочих на этапе первоначальной выборки.
Таблица 4.4
Значение статистик для четырех альтернатив,
выраженных в стоимости, р.
y
1
2
x
x
s
x
s
0
1
12833
1227
12490
242
14140
1439
12845
555
Среди указанных четырех альтернатив необходимо выбрать такую, которая приводит к минимальной стоимости за день. Данные
табл. 4.4 получены на основе модели примера 4.2, при реализации
15 реплик для каждой из альтернатив идея построения прослеживается в самой таблице. Полученные данные являются основой для
получения размера выборки второго этапа при принятом уровне доверительной вероятности 95% и уровне безразличия 300 р. в день.
168
Положим, что n0 – начальный объём выборки первого этапа, N –
общий объём выборки после добавления выборки второго этапа для
каждой рассматриваемой альтернативы, N – n0 – объём выборки,
добавляемой на втором этапе. Тогда значение N определится из следующего выражения:
(4.11)
N = max{n0 +1
,[(h1s / d)2 ]}, где s – выборочное стандартное отклонение рассматриваемой альтернативы; d – уровень безразличия, одинаковый для всех альтернатив; h1 – коэффициент, зависящий:
– от размера первоначальной выборки n0, принятого уровня доверительной вероятности P%, числа рассматриваемых альтернатив k ³ 2.
В табл. 4.5 приведены значения коэффициента h1 с учётом всех
вышеназванных факторов для восьми значений альтернатив k.
В уравнении (4.11) прямые скобки [.] использованы для указания, что «берётся наименьшее целое значение, которое превышает
или равно m».
Таблица 4.5
Значения коэффициента h1 при разных факторах
Количество рассматриваемых альтернатив k
P%
n0
2
3
4
5
6
7
8
9
90
90
90
90
95
95
95
95
99
99
99
99
15
20
25
30
15
20
25
30
15
20
25
30
1,93
1,90
1,88
1,87
2,50
2,45
2,42
2,41
3,64
3,54
3,48
3,45
2,39
2,34
2,32
2,30
2,94
2,87
2,84
2,81
4,04
3,92
3,85
3,81
2,63
2,58
2,55
2,54
3,17
3,10
3,06
3,03
4,27
4,13
4,05
4,01
2,81
2,75
2,72
2,69
3,34
3,26
3,21
3,18
4,43
4,28
4,20
4,14
2,93
2,87
2,84
2,81
3,46
3,38
3,33
3,30
4,55
4,39
4,30
4,25
3,04
2,97
2,93
2,91
3,57
3,47
3,42
3,39
4,64
4,48
4,39
4,33
3,12
3,05
301
2,98
3,65
3,55
3,50
3,46
4,73
4,55
4,46
4,40
3,20
3,12
3,08
3,05
3,72
3,62
3,56
3,53
4,80
4,62
4,53
4,46
Например, [0,05] = 1, [31,8 ] = 32 и т. д. Таким образом, в минимальном случае N больше n0 на 1 и равняется [(h1s/d)2], если это
значение превышает n0 + 1. Например, если на первом этапе объём выборки принят равным 15, а [(h1s/d)2] = 31,9, тогда объём добавляемой выборки равен 32 – 15 = 17, при [(h1s/d)2] = 7,1, тогда
169
добавляется выборка второго этапа величиной 1 и суммарная выборка, равная 16.
Используя данные табл. 4.5, вычислим объёмы выборки для четырех альтернатив табл. 4.4 при P = 95%, k = 4, n0 = 15, d = 300.
Данные сведены в табл. 4.6, где числа внутри таблицы представляют значение выражения (4.11) – [(h1s/d)2] и через косую – добавляемый объём выборки второго этапа N – n0; значения x – число
арендуемых станков, а y – число ремонтников.
Таблица 4.6
Объём выборки второго этапа
Номер альтернативы
Комбинация x,y
[(h1s/d)2]/ N – n0
Средняя стоимость, р.
1
2
0,1
1,1
158,12/144 217,4/203
13120
14235
3
4
0,2
1,2
6,16/1
32,34/18
12160
12920
Как видно из таблицы, объём выборки второго этапа варьируется от 1 до 203 в зависимости от стандартного отклонения выборки
первого этапа. Объём выборки второго этапа может быть уменьшен
при уменьшении значения доверительной вероятности и/или увеличении уровня безразличия. После проведения испытаний с увеличенным объёмом выборки подсчитывается среднее взвешенное
значение (стандартное отклонение по выборке второго этапа не используется и поэтому может не рассчитываться). В последней строке табл. 4.6 приведено среднее значение стоимости второго этапа,
базирующееся на данных объёма выборки, полученных в табл. 4.6
выше.
Для каждой альтернативы по выборкам первого и второго этапов
подсчитываются средние значения, которые затем взвешиваются и
складываются. Вес W0 для выборки первого этапа для каждой альтернативы подсчитывается на основе выражения:
é
ù
W0 = (n0 / N) ê1 + 1 - (N / n0 ) êé1 - (N - n0 ) / (h1s / d2 )úù ú . (4.12)
ë
û úû
êë
А значение весового коэффициента W1 для выборки второго этапа каждой из альтернатив определится как W1 = 1 – W0.
В табл. 4.7 приведены значения весовых коэффициентов, подсчитанные из выражения (4.12), и значения средних стоимостей
для каждой из альтернатив. Отметим, что для альтернативы 3 «2
механика, 0 арендованных машин» коэффициент первого этапа
170
оказался больше единицы, что привело к отрицательному коэффициенту на втором этапе, а это именно та альтернатива, объём
выборки для которой увеличился всего на единицу. С доверительной вероятностью 95% наименьшая стоимость относится как раз к
этой альтернативе, которая имеет стоимость 12 565 р. в день и при
заданном уровне безразличия должна быть выбрана как лучшая.
Кстати, эта же альтернатива оказалась лучшей и по результатам
оценки выборки первого этапа, однако этот факт совершенно не
обязателен, чаще всего происходит обратная ситуация, когда лучшая альтернатива на первом этапе может оказаться далеко не лучшей после добавления выборки второго этапа.
Таблица 4.7
Окончательные результаты выбора
Номер альтернативы
1
2
3
4
Комбинация x,y
0,1
1,1
0,2
1,2
Значения W0/W1
0,116/0,184 0,082 /0,918 1,243/0,243 0,526 /0,474
Взвешенная стоимость
13090
14277
12565
12878
Ниже как иллюстрация сказанного приведены несколько примеров.
4.4.6. Модель контроля качества (пример 4.1)
Постановка задачи. Собранные телевизоры проходят через
группу контрольных постов выходного контроля. Если телевизор
не проходит выходной контроль, то он отправляется на участок
подрегулировки и после успешного завершения этой операции возвращается в очередь телевизоров, ждущих выходного контроля.
Прошедшие выходной контроль телевизоры поступают на склад
Дефектные TV
Регулировщик
Очередь
готовых TV
Складирование
Контрольные посты
Рис. 4.10. Эпюра движения транзактов
171
готовой продукции. Эта схема показана на рис. 4.10: телевизоры
поступают на выходной контроль каждые 5,5 ± 2 мин., на котором находится два контрольных поста, время проверки 10 ± 3 мин.
С вероятностью 12% телевизоры не проходят выходной контроль
и отправляются на подрегулировку. Время подрегулировки 30 ±
10 мин. Перед постами выходного контроля и перед регулировщиком могут скапливаться телевизоры, поэтому необходимо определить число потребных стеллажей для хранения поступающих телевизоров. Процесс моделирования прекращается после проверки
100 телевизоров. В качестве дополнительного условия рассмотрим
возможность получения результатов нескольких последовательных реплик в одном цикле ИМ, что достигается размещением в модуле управления ОУ CLEAR.
Допущения, сделанные в модели. После прохождения выходного контроля телевизоры разделяются на два потока, 88% годных
отправляются на склад готовой продукции, 12% дефектных – на
подрегулировку. Для исследования вопроса о числе стеллажей создаются две очереди: одна перед постами выходного контроля, вторая на линии регулировки.
Для возвращения отрегулированных телевизоров в общий поток
проверяемых используется ОБ TRANSFER безусловного вида. Для
получения динамики производственного процесса совместим 5 последовательных прогонов (реплик) в одном цикле ИМ, путём последовательного применения пар ОУ START – CLEAR.
Таблица определений. Обозначения примера 4.1 сведены в
табл. 4.8. Временная дискрета: 1 мин.
Таблица 4.8
Определения примера 4.1
Объекты GPSS/H
Объекты системы
Транзакты
фрагмент 1
фрагмент 2
Готовые телевизоры
Телевизоры после подрегулировки
Устройство
ADJUSTER
Регулировщик
Очереди:
ADJUSTQ
LASTTEST
Очередь на подрегулировку
Общая очередь на контроль
Память
TESTERS
Два контролёра
172
Модельный файл:
*
Модуль описания
SIMULATE Пример 4.1 Модель контроля качества
*
Временная дискрета: 1 минута
TESTERS STORAGE 2
контролёры выходного контроля
*
Модуль исполнения
*Фрагмент 1 общий выходной контроль
GENERATE 5.5,2 поступление готовых телевизоров, один за другим
RETEST QUEUE LASTTEST
организация очереди контроля
ENTER TESTERS
запрос контролёра
DEPART LASTTEST выход из очереди контроля
ADVANCE 10,3 время контроля
LEAVE TESTERS освобождение контролёра
TRANSFER .120,,ADJUSTIT
12% на подрегулировку
TERMINATE 1 оставшиеся 88% на упаковку
*Фрагмент 2 осуществление подрегулировки
ADJUSTIT QUEUE ADJUSTQ
организация очереди подрегулировки
SEIZE ADJUSTER запрос регулировщика
DEPART ADJUSTQ выход из очереди подрегулировки
ADVANCE 30,10 время подрегулировки
RELEASE ADJUSTER
освобождение регулировщика
TRANSFER ,RETEST
возврат на общий контроль
* Модуль управления
START 100 СС = 100, проведение первой реплики
CLEAR удаление информации для второй реплики
START 100 СС = 100. проведение второй реплики
CLEAR удаление информации для третьей реплики
START 100 СС = 100, проведение третьей реплики
CLEAR удаление информации для четвёртой
реплики
START 100 СС = 100, проведение четвёртой реплики
CLEAR удаление информации для пятой реплики
START 100 СС = 100, проведение пятой реплики
END окончание процесса ИМ
Итоговый отчёт. Отчёт имеет стандартный вид, но в связи
с тем, что в рамках одного процесса ИМ проводилось 5 реплик, для
каждой из реплик даётся свой вариант отчёта в рамках одного листинга. Основные результаты сведены в табл. 4.9, которая в столбцах содержит информацию по пяти проведенным репликам.
173
Таблица 4.9
Перечень основных данных пяти реплик примера 4.1
Объекты
Устройство:
Использование
Число входов
Среднее время
память:
Использование
Число входов
Среднее число
очереди:
LASTTEST
Максимум
Среднее
Число входов
Нуль-входы
ADJUSTQ
Максимум
Среднее
Число входов
Нуль-входы
Общее время
Основные данные пяти реплик
1
2
3
4
5
0,706
14
29,56
0,659
13
30,79
0,738
15
28,92
0,206
5
28,22
0,627
13
28,23
0,978
115
9,95
0,965
117
10,02
0,978
116
9,96
0,952
106
9,87
0,965
114
10,01
6
2,24
120
10
6
1,335
123
14
6
2,676
120
8
3
0,644
107
24
4
1,388
117
13
3
0,603
14
5
586,13
4
1,28
16
5
607,43
3
0,587
15
5
588,46
1
0,033
5
4
549,62
2
0,421
13
4
590,64
Выводы и обсуждение. На основании примера 4.1 можно сделать
несколько важных выводов:
1. Для проведения нескольких реплик в пакетном режиме необходимо внести изменения только в модуль управления. Комбинация ОУ CLEAR и START позволяет проводить столько независимых реплик, сколько раз использована эта комбинация. При этом
обнуляются все данные предыдущей реплики за исключением положения ГСЧ и ИН транзактов. Если обратиться к табл. 4.4, то имеющийся разброс данных говорит о независимости реплик.
2. Если при использовании ОБ TRANSFER в статистической
форме пересылка по пути с большей вероятностью осуществляется к следующему последовательному ОБ (ОБ TERMINATE), то операнд В у ОУ может отсутствовать, а ОБ, к которому идёт пересылка,
при этом не имеет ярлыка, что видно из МФ.
3. Показанная разбивка МФ на фрагменты не является обязательной, зависит только от предпочтений пользователя и может иметь и
любой другой вид, при условии сохранения правил записи МФ. Бо174
лее того, сам порядок расположения фрагментов также не является
обязательным, так Фрагмент 2 может предварять Фрагмент 1.
4. Отвечая на вопрос примера относительно мест на стеллажах,
очевидно, что при максимальном числе членов очереди для общей
очереди необходимо 6 мест, а для подрегулировки достаточно 3.
Однако если оценивать среднее содержание, то необходимо гораздо
меньше мест. Поэтому этот вопрос должен решаться с учётом условий производства и является компетенцией менеджера, а результаты ИМ служат основанием для принятия решения.
4.4.7. Модель использования оборудования
(пример 4.2)
Выбор лучшего варианта из четырех возможных с помощью
Д/Д-процедуры (см. пп. 4.4.5) иллюстрируется с помощью описания ИМ использования оборудования мастерской.
Постановка задачи. В мастерской работает 10 станков, 5 дней
в неделю, по 8 ч в день. На каждом станке работает отдельный рабочий. Поскольку существует возможность случайного отказа станка, то для обеспечении 400 ч оперативной работы в неделю возникают разные возможности:
– иметь один дополнительный станок в рабочем состоянии для
немедленной замены отказавшего станка,
– восстановить имеющийся дополнительный станок (если он находится не в рабочем состоянии) как можно быстрее,
– поместить отказавший станок в ремонтную зону и начать его
восстановление.
Эпюра возможных состояний показана на рис. 4.11.
Итак, на эпюре изображено 12 станков, из них 10 работает, 1 восстанавливается, но очереди на восстановление нет (хотя она и возможна),
1 в полностью исправном состоянии находится в резервном режиме.
– отказавший
– запасной
10
– работающий
Рис. 4.11. Эпюра возможных состояний (очереди на восстановление нет,
запасной станок в рабочем состоянии)
175
Целью менеджмента фабрики является обеспечение 400 ч продуктивной работы в неделю. Час простоя станка стоит 560 р. Среднее число
работающих машин равно 8, т. е. 64 ч в день, вместо ожидаемых 80,
тогда сумма возможных потерь может достигнуть 16 *560 = 8960 р.
В мастерской есть один мастер по ремонту станков, но руководство
готово нанять второго, если это окажется эффективным. Оплата рабочего за день составляет 3600 р. в день (пример гипотетический,
поэтому не надо удивляться уровню оплаты труда, тем более что она
составляет лишь 35% стоимости простоя). При этом руководство не
хочет нанимать дополнительных операторов для работы на станках и
приобретать в собственность дополнительные сверх 11 станки, в связи
с их дороговизной, но готово арендовать станок на долгосрочной основе. Стоимость аренды составляет 3000 р. независимо от того, используется станок или нет. Время восстановления отказавшего станка составляет 24 ± 8 ч и не может быть сокращено вдвое даже при наличии
двух ремонтников. Время безотказной работы станка равняется 200
± 100 ч, время замены отказавшего станка на исправный, пренебрежимо мало и не учитывается. Время восстановления и наработка на
отказ принимается одинаковой для всех станков, также считается,
что не существует разницы в квалификации рабочих и ремонтников.
Возможны четыре стратегии поведения руководства:
– не делать ничего нового, альтернатива (0,1);
– нанять второго ремонтника, но не брать в аренду станка, альтернатива (0,2);
– не нанимать второго ремонтника, а арендовать 1 станок (1,1);
– нанять второго ремонтника и арендовать 1 станок (1, 2).
Нужно составить модель для описания процесса функционирования фабрики и, используя Д/Д-процедуру, определить лучшую
стратегию поведения руководства из четырех названных в смысле
минимизации ожидаемой дневной стоимости. Положим уровень
доверительной вероятности равным 95%, а уровень безразличия
равным 300 р. в сутки. На первом этапе следует провести 15 реплик
для всех альтернатив. В определении дневной стоимости включить
зарплату одного или двух ремонтников (3600 р. в день), арендную
плату (3000 р. в день); стоимость простоя равна 540 р. в час или
4480 р. за рабочий день.
Будем считать, что в начале моделирования все 10 станков находятся в работоспособном состоянии. Оставшаяся работоспособность каждого станка определяется значением 150 ± 140 ч, т. е. лежит в интервале от 10 до 290 ч. Другие собственные станки, в том
числе и арендованный, обладают полным ресурсом.
176
Допущение, сделанные в модели. Оговорим ограничения, принимаемые в модели, поскольку они могут повлиять на функционирование отдельных операторов ЯИМ. Эти ограничения касаются числа ремонтников, рабочих-операторов, полного числа станков в системе. Первые два ограничения удобно представить ОУ STORAGE,
а третье – транзактами. Это объясняется тем, что число ремонтников и рабочих задаётся, а число станков может быть переменным и
двигаться в процессе функционирования от этапа эпюры к этапу.
Рассмотрим особенности функционирования модели. Предположим, что станок готов к использованию, но в действии находится
10 исправных станков и память OPRATORS (напомним, что имя не
может иметь больше 8 символов) полна и имеющийся станок не может исполнить следующий ожидаемый ОБ ENTER OPRATORS, как
только один из станков откажет, оператор освободится и сможет начать работу на резервном станке, который начнёт функционирование со временем полностью исправного станка, т. е. расходовать ресурс сначала в интервале (100,300), а не в интервале (10,290). Отказавший станок, пройдя все свои ОБ, возвращается к точке ожидания
входа в систему. Очевидно, что эту логику можно представить двумя фрагментами модуля исполнения со своим ОБ GENERATE,,1,1,
который вводит 1 станок в момент 1 (момент отказа очередного станка). Ещё один фрагмент модуля исполнения вводит при необходимости арендованный станок с помощью ОБ GENERATE,,1,&LEASED.
Таблица определений. В МФ введены следующие определения,
сведённые в табл. 4.10.
Таблица 4.10
Определения примера 4.2
Объекты GPSS/H
Транзакты
1-й фрагмент
2-й фрагмент
3-й фрагмент
4-й фрагмент
Ампер-переменные
FIXERS
I
LEASED
Памяти
FIXSHOP
OPRATORS
Объекты системы
Арендованный станок
Основные станки (вначале 10)
Резервный станок
Транзакт управления
Число ремонтников (1, 2)
Счётчик реплик
Число арендуемых станков (0, 1)
Память для ремонтников (1, 2)
Память числа операторов
177
Модельный файл:
*
Модуль 1 Управления и описания
SIMULATE
Пример 4.2 Модель ткацкой фабрики
*
Временная дискрета: 1 час
INTEGER
&FIXERSчисло ремонтников
INTEGER
&I&I – индекс петли управления
INTEGER
&LEASEDчисло арендованных машин
OPERCOL
30
считывание первого операнда
с 30–ой колонки
UNLIST
CSECHO запрет на показ ОУ
OPRATORS STORAGE
10
10 операторов
* Модуль 2 Исполнения
Фрагмент 1 Арендованный станок (при необходимости )
GENERATE ,,1,&LEASED ввод 1–го арендуемого станка
в момент 1
TRANSFER ,REPEAT передача в основную линию
*
Фрагмент 2 Станки в основной линии
GENERATE 0,,,10
функционирование 10 основных
станков
ENTER
OPRATORS
занятие оператора
(без задержки)
ADVANCE 150,140
использование остаточного
ресурса
TRANSFER ,BROKEN
переход на восстановление
*
Фрагмент 3. Восстановление станка
GENERATE ,,1,1ввод восстановленного станка в момент
1
REPEAT ENTER OPRATORS занятие оператора
ADVANCE 200,100
использование полного ресурса
BROKEN LEAVE OPRATORS при отказе освобождение
оператора
ENTER FIXSHOP занятие ремонтника
ADVANCE 24,8 время восстановления
LEAVE FIXSHOP освобождение ремонтника
TRANSFER ,REPEAT
передача на использование
*
Фрагмент 4 Временной таймер
GENERATE 1000 25 рабочих недель
TERMINATE 1 сигнал
на окончание процесса ИМ
*
Модуль 3 управления
DO&FIXERS=1,2,1 вначале 1, затем 2 ремонтника
FIXSHOPSTORAGE&FIXERS
изменение ёмкости памяти
178
FIXSHOP
DO&LEASED=0,1,1 вначале 0, затем 1
арендованный станок
DO&I=1,15,1
осуществление 15 реплик
START 1
запуск &I–ой реплики
PUTPIC LINES=6,FILE=SYSPRINT,(&I,&FIXERS,&LEASED)
0==================================================================
Shown above is Replication Report * for this configuration:
Number of repairpersons
:
*
Number of leased machines
:
*
==================================================================
CLEAR очистка для проведения
следующей реплики
ENDDO проведение следующей реплики
ENDDO изменение числа арендованных станков
ENDDO изменение числа ремонтников
END
окончание процесса ИМ
Итоговый отчёт. В этом разделе не приводим полного листинга отчёта, а даём лишь табл. 4.11 – основных результатов, главными из которых являются выборочные значения среднего числа
продуктивно используемых станков и стандартного отклонения от
этого числа по результатам 15 реплик первого этапа для каждой из
альтернатив. Во второй части таблицы представлены данные с учётом выборки второго этапа.
Таблица 4.11
Выборочные статистики четырех альтернатив
Альтернатива
1
2
3
Комбинация x,y
0,1
1,1
0,2
Среднее значение
7,9584
8,3601
8,8687
Отклонение
0,2748
0,3223
0,0542
Данные на основе выборки второго этапа
Среднее значение 2
7,8939
8,339
8,938
Отклонение 2
0,2705
0,3189
н/о
4
1,2
9,4850
0,1243
9,4667
0,0802
На основании табл. 4.11 можно оценить потери, получаемые
при работе с меньшим числом станков, чем 10, не забывая при этом
учитывать стоимость аренды и/или зарплату 2-го ремонтника. Для
второго этапа Д/Д-процедуры требуются только средние значения,
179
но во второй части таблицы приведены значения и стандартных
отклонений. Стандартное отклонение для 3-й альтернативы не вычислялось, потому что выборка второго этапа для неё равна 1. Поскольку интересна оценка средней стоимости для каждой альтернативы, то учёт арендной платы и зарплаты не проводился.
Обсуждение. В примере 4.2 переменная используется как значение операндов, что указывает на гибкость моделирования на
GPSS/H, так как одна из прежних версий ЯИМ этого не позволяет.
В МФ использованы три вложенные петли управления числом ремонтников, числом арендованных станков и числом реплик. Удобство применения петель управления в ЯИМ хорошо иллюстрируется возможностями рассматриваемого примера.
Отметим, что ОУ STORAGE FIXSHOP расположен в модуле 3, а
не в модуле 1 и его ёмкость определяется АМП. Поскольку количество ремонтников в начальный момент моделирования ничего не
определяет, то размещение в модуле 3 не влияет на логику работы,
а читается удобней.
В начальный момент времени число арендованных станков равно нулю, а, следовательно, операнд D ОБ GENERATE Фрагмента 1
также равен нулю, т. е. генератор не инициализирован и транзактов с него не поступает.
Для осуществления реплик второго этапа были введены некоторые дополнения, не отмеченные в представленном МФ:
1. В модуль 1 после ОУ OPERCOL был введён ОУ RMULT в виде
RMULT 200000 для альтернативы (1,0), после чего для других альтернатив операнд А менялся следующим образом: 300000, 400000,
500000 соответственно для альтернатив (1,1), (0,2), (1,2).
2. Для осуществления каждой из альтернатив приходится изменять операнды АМП в петлях управления (кроме числа реплик),
например для альтернативы (1,0):
DO &FIXERS = 1,1,1,
DO &LEASED = 0,0,1.
3. АМП в петле управления числом реплик должна быть изменена на требуемое число дополнительных реплик, например для
альтернативы (1,0):
DO &I = 1,144,1.
В силу своей уникальности все четыре отдельных МФ были промоделированы в пакетном режиме. Статистические данные получены с помощью ПО «СТАТИСТИКА» вне тела программы.
180
ГЛАВА 5
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ СБАЛАНСИРОВАННЫХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ В УНИВЕРСИТЕТЕ
5.1. Общее представление об ССП
Как уже было отмечено выше, мировая тенденция менеджмента
во всех областях человеческой деятельности заключается в переходе к управлению отдельными проектами, включающими в себя
необходимые процессы. Появление в 90-е гг. прошлого века метода
BSC (Balanced Score Card), предложенного Р. Капланом и Д. Нортоном [15,16] как метод стратегического управления предприятиями
привело к его активному распространению в мире. В России этот
метод получил название «сбалансированная система показателей»
(ССП). Идеи метода достаточно хорошо известны, благодаря многочисленным публикациям, поэтому авторы дают лишь общее представление об ССП, а основное внимание уделят применению ССП
в высшей школе.
По данным многочисленных аналитических обзоров, лишь 35%
респондентов считают свои системы оценки результатов деятельности эффективными. Все большее число организаций приходят к выводу, что их системы сбора, отслеживания и передачи информации о
результатах деятельности имеют серьезные недостатки. Финансовая
оценка эффективности деятельности с помощью таких показателей,
как чистая прибыль, рост объемов продаж, доходы на инвестиции
стала тормозом развития. Системы формирования отчетности многих компаний ориентированы на акционеров или регулирующие
государственные органы. Однако для принятия оптимальных решений руководство компании должно наряду с внешней финансовой
отчетностью получать внутреннюю управленческую информацию,
позволяющую отслеживать динамику показателей, характеризующих бизнес-процессы, персонал, клиентов и конкурентов.
Однако нефинансовые составляющие фрагментарны и разрозненны, лишены общей основополагающей логики. Менеджеры разрабатывают отдельные показатели, позволяющие им отслеживать
работу подчиненных, – это показатели затрат, точности, скорости
и производительности, при расчете которых используются десятки
переменных.
Современной организации необходима система показателей,
базирующихся как на финансовой, так и нефинансовой информа181
ции, которая оперативно учитывает изменения во внешней среде и
позволяет эффективно реализовать стратегию. Поэтому появление
работ [22, 23] привело к своеобразному прорыву, и идеи, в них высказанные, стали стремительно внедряться и совершенствоваться.
Одно из важных отличительных свойств ССП заключается в том,
что она не только позволяет четко обозначить стратегию развития
организации, но и претворить ее в жизнь.
Сбалансированная система показателей внедрена в большей
части ведущих компаний из списка «Форчн 1000», и число компаний, применяющих эту систему, продолжает неуклонно расти.
Журнал Harvard Business Review назвал ССП одной из 75 самых
влиятельных идей XX в.
Итак, ССП – это система стратегического управления и оценки
её эффективности, которая:
– переводит миссию и стратегию компании в набор взаимосвязанных показателей, индивидуально разработанных для различных уровней управления;
– формализует стратегию бизнеса и доводит ее до каждого сотрудника;
– обеспечивает мониторинг и обратную связь с целью отслеживания и генерации организационных инициатив внутри структурных подразделений.
В условиях ситуационного управления долговременная стратегия неэффективна и может почти мгновенно устареть. Тем не менее стратегия еще никогда не имела такого большого значения, как
сейчас. Как правило, неудачи организаций являются результатом
не плохой стратегии, а плохой ее реализации. Исследования в этой
области показали, что только 10% организаций реализуют свою
стратегию на практике. Поэтому на пути реализации стратегии необходимо преодолевать ряд барьеров.
В их числе можно назвать:
– барьер видения, когда всего 5% сотрудников понимают стратегию;
– барьер человеческого фактора, когда всего 25% менеджеров
имеют стимулы, связанные со стратегией;
– барьер руководства, когда на обсуждение стратегии затрачивается менее часа в месяц;
– барьер ресурсов, когда отсутствует связь между стратегией и
бюджетом.
ССП – это тщательно подобранный набор показателей на основе
стратегии организации с учетом упомянутых барьеров. ССП рассматривается в трех аспектах:
182
– как оценочная система для оценки результатов деятельности
организации;
– как система стратегического управления для реализации стратегии;
– как инструмент распространения информации.
ССП как оценочная система. ССП дает возможность организации превратить свое видение будущего и стратегию в действия,
поясняя стратегию посредством выбранных целей и показателей.
Вместо ориентации только на механизмы финансового контроля
ССП использует три другие составляющие: клиентскую составляющую, составляющую внутренних процессов, составляющую обучения и развития (рис. 5.1).
ССП как система стратегического управления.
1. Преодоление барьера видения с помощью перевода стратегии.
В идеальном виде ССП создается на основе общего понимания и
перевода стратегии организации в цели, показатели, нормы, инициативы по каждой из четырех составляющих.
2. Преодоление барьера человеческого фактора с помощью каскадирования ССП. Для успешной реализации любая стратегия
должна быть понята и принята к исполнению на всех уровнях компании. Каскадирование ССП означает ознакомление с ней всех работников организации и предоставление им возможности продемонстрировать, какой вклад их повседневная деятельность вносит
в реализацию стратегии.
Ôèíàíñû
Öåëè Ïîêàçàòåëè Íîðìû Èíèöèàòèâû
Êëèåíòû
Öåëè Ïîêàçàòåëè Íîðìû Èíèöèàòèâû
Âèäåíèå
è ñòðàòåãèÿ
Âíóòðåííèå áèçíåñ-ïðîöåññû
Öåëè Ïîêàçàòåëè Íîðìû Èíèöèàòèâû
Îáó÷åíèå è ðàçâèòèå
Öåëè Ïîêàçàòåëè Íîðìû Èíèöèàòèâû
Рис. 5.1. ССП как оценочная система
183
3. Преодоление барьера ресурсов с помощью стратегического
распределения ресурсов. Разработка ССП предоставляет возможность объединить процессы составления бюджета и стратегического планирования. Кроме того, ССП дает возможность критически
изучить действующие в организации инициативы.
4. Преодоление барьера руководства с помощью стратегического обучения. Руководство многих компаний тратит драгоценное
время на обсуждение расхождений и поиск путей исправления недостатков. ССП дает необходимые элементы для того, чтобы перейти от этой схемы к новой модели, в которой результаты ССП становятся исходной точкой анализа, обсуждения и изучения стратегии.
ССП как инструмент распространения информации. Информирование всего персонала организации о результатах ССП позволяет работникам обсудить предположения, лежащие в основе стратегии, извлечь уроки из результатов и при необходимости обсудить
будущие изменения. При внедрении ССП работники, может быть
впервые, узнают, куда направляется организация и какой вклад
они могут внести в ее движение к конечной цели.
Важным фактором успеха ССП является:
– баланс между финансовыми и нефинансовыми показателями;
– баланс между внутренними и внешними компонентами организации. Акционеры и клиенты рассматриваются в ССП как
внешние компоненты, а работники и внутренние процессы – как
внутренние. ССП признает важность уравновешивания иногда противоречащих друг другу потребностей всех этих групп для эффективной реализации стратегии;
– баланс между запаздывающими и опережающими индикаторами. Запаздывающие индикаторы отражают прошлые результаты деятельности. Типичные примеры – удовлетворенность клиентов или доход. Хотя эти показатели объективны и доступны, у них
нет потенциала для прогнозирования. Опережающие показатели –
это факторы деятельности, которые приводят к возникновению запаздывающих показателей. Своевременная доставка может быть
опережающим индикатором для запаздывающего показателя –
удовлетворенность клиентов. ССП должна включать сочетание запаздывающих и опережающих индикаторов.
Современная экономика характеризуется переходом от экономии, основанной на материальных активах, к почти полной зависимости от нематериальных активов. К ним относят:
– интеллектуальный капитал,
– способности, умения, мотивация персонала,
184
– репутация компании,
– незавершенные научно-исследовательские разработки,
– лояльность клиентов,
– способность компании удержать клиентов,
– инновационные продукты и услуги,
– информационные технологии и базы данных и др.
При этом нематериальные активы могут не оказывать прямого
влияния на финансовые результаты. Стоимость нематериальных
активов по своему характеру потенциальна – ее необходимо преобразовывать. Для достижения успеха между материальными и нематериальными активами должна существовать связь.
Применение ССП дает хорошие результаты. По данным Bain
Company, ССП является основным инструментом исполнения стратегии в 402 компаниях из 500 входящих в рейтинг Fortuna–500. Показатели этих компаний после внедрения ССП выросли на 50–70%.
Не требует обсуждения проблема наличия многофункциональной команды по внедрению ССП. Далее будут рассмотрены задачи
команды и основные действия на стадиях ЖЦ проекта. Здесь же
отметим основные факторы, без учета которых любой проект по
внедрению ССП обречен на провал.
5.1.1. Миссия, ценности, видение, стратегия
По определению авторов ССП [22, 23]:
Миссия – выбор направления, чтобы начать двигаться.
Ценности – это вечные принципы, которыми руководствуется
организация.
Видение – постановка цели, чтобы знать, куда движемся.
Стратегия – выбор пути для достижения цели.
Декларация о миссии определяет причину существования организации помимо простого создания богатства акционеров и отражает мотивацию сотрудников, побуждающую их принимать участие в деятельности компании.
Ценности – это вечные принципы, которыми руководствуется
организация. Они отражают глубокие убеждения в организации и
проявляются в поведении всех ее работников. Ценности организации открыто демонстрируют, какое поведение она ожидает от персонала.
Видение представляет собой мысленное путешествие от известного к неизвестному, создание будущего путем монтажа известных
фактов, надежд, мечтаний, опасностей и возможностей.
185
Хорошо разработанное видение дает следующие эффекты:
– помогает людям осознать свою важность;
– придает ценность обучению и повышению компетентности;
– объединяет людей и дает им почувствовать принадлежность
к команде;
– делает работу вдохновенной, осуществляемой без нажима,
ради достижения общей цели;
– создает в организации целостность, открытость, креативность
и желание рисковать;
– вдохновляет людей на мысли о долговременных результатах;
– дает людям возможность понять общий замысел.
Трудность определения стратегии заключается в том, что разные источники по-разному трактуют это понятие. Приведем лишь
некоторые их них, принадлежащие наиболее известным авторам:
– стратегия – деятельность организации по достижению совершенства. Устойчивое стратегическое положение – результат системы действий, каждое из которых подкрепляет друг друга (Майкл Портер).
– стратегия – это гипотеза. Она предполагает движение организации от настоящего положения к желаемой, но неясной будущей
позиции Видение определяет цель, стратегия – логику движения к
этой цели (Р. Каплан, Д. Нортон).
– стратегия есть способ реализации теории бизнеса в практической деятельности (Н. Друкер) и т. д.
Вместо жесткого определения стратегии Пол Р. Нивен предлагает остановиться на ключевых принципах стратегии:
Понимание. Для того чтобы люди в корпорации или маленькой
компании двигались в одном направлении, все они должны понимать стратегию.
Разные действия. Стратегия предполагает выбор комплекса действий, которые отличаются от выбранных конкурентами и выполнение которых приведет к достижению превосходства на рынке.
Оптимальное сочетание. Эффективная стратегия при конкуренции требует определенных сочетаний. Стратегия больше сосредоточена на выборе того, что не нужно делать, чем того, что делать
необходимо. Организации не могут эффективно конкурировать,
если будут стараться делать все для всех.
Связь. Каждое действие должно быть частью единого комплекса.
Постоянство. Хотя крупные структурные преобразования
в отрасли могут привести к изменениям стратегии, ее не следует все
время изменять. Стратегия выражает суть вашего подхода к базовым вопросам.
186
Поддерживание
инфраструктуры
фирмы
Управление
людскими
ресурсами
Развитие
технологии
Обслуживание
Маркетинг
и продажи
Материальнотехническое
обеспечение
сбыта
Производственные
процессы
Материальнотехническое
обеспечение
Закупки
Прибыль
Первичные виды деятельности
Рис. 5.2. Цепочка создания ценности
Различные процессы мышления. Для разработки стратегии необходимо концептуальное и аналитическое мышление.
В целом, любая стратегия – это реализация фундаментального
принципа, проиллюстрированного на рис. 5.2.
На основе анализа существующих представлений можно заключить, что:
– стратегия постоянно развивается;
– стратегия – это процесс;
– запланированные стратегии могут быть заменены другими;
– стратегия рождается и формируется для разных предприятий
неодинаково;
– формулирование и реализация стратегии – два взаимосвязанных процесса;
– стратегические идеи могут возникать на любом организационном уровне.
5.1.2. Разработка целей и показателей деятельности
Одной из задач ССП является перевод миссии и общей стратегии
компании в систему четко поставленных целей и задач, а также показателей, определяющих степень их достижения (рис. 5.3).
В большинстве ССП используются четыре составляющих: финансы, клиенты, внутренние процессы, обучение и развитие персо187
Миссия
Для чего мы нужны
Ключевые ценности
Во что мы верим
Видение
Чем мы хотим стать
Стратегия
Наш план
Система показателей
Реализация и цель
Стратегические инициативы
Что мы должны делать
Индивидуальные цели
Что мне следует делать
Стратегические результаты
Удовлетворенные
акционеры
Довольные
клиенты
Эффективные
процессы
Мотивированный
и подготовленный
персонал
Рис. 5.3. Развертывание миссии
нала. Однако Р. Каплан и Д. Нортон уверены, что четыре составляющие «должны рассматриваться как шаблон, а не жесткая схема».
Многие организации последовали этому совету и разработали такие составляющие, как новаторство, исследования, окружающая
среда, лидерство и местный регион.
Цели – это краткие утверждения, описывающие конкретные
действия, которые должны быть выполнены, чтобы успешно реализовать стратегию. Цели служат связующим звеном между выбранной стратегией и показателями деятельности, которые используются для определения успеха в достижении поставленных общих
целей.
Каждая составляющая содержит в себе ключевой вопрос, с которым она ассоциируется. Ответы на эти ключевые вопросы являются индикаторами, достижение которых будет свидетельствовать
о продвижении по пути реализации стратегии.
Важно учитывать следующие аспекты:
– четкие и однозначные формулировки;
– передачу стратегии по всей компании;
– согласование стратегии компании с целями персонала;
188
– увязывание целей с годовым бюджетом;
– идентификацию и согласование стратегических инициатив;
– выполнение регулярных проверок с помощью обратной связи
и необходимых корректировок стратегии.
Для построения системы стратегического управления необходимо
декомпозировать стратегию компании на конкретные стратегические
цели, детально отображающие различные стратегические составляющие. При интеграции индивидуальных целей должны быть установлены причинно-следственные связи между целями для отображения
стратегии компании. Это процесс, имеющий два направления: сверху
вниз и снизу вверх. Обычно ССП начинают создавать сверху.
Показатели можно описать как количественные (как правило,
но не всегда) стандарты, используемые для оценки фактических
результатов деятельности в сравнении с ожидаемыми. Показатели сообщают о создании стоимости, они приводят к выполнению
желаемых действий, указывают работникам, каким образом они
могут внести свой вклад в достижение общих целей организации и
предоставляют руководству инструмент определения общего успеха на пути достижения стратегических целей. Форма задания показателя деятельности может быть самой различной:
– абсолютные числа,
– индексы,
– проценты,
– ранги,
– рейтинги,
– отношения.
ССП должна содержать комплекс опережающих и запаздывающих показателей (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Сравнение опережающих и запаздывающих показателей
Наименования Запаздывающие показатели (ЗП) Опережающие показатели (ОП)
Определения
Показатели, ориентирован- Факторы ускорения ЗП,
ные на показатели в конце
оценивающие промежуточпериода
ные процессы
Примеры
Доля рынка, доход,
Количество предложений,
удовлетворенность персонала дисциплина
Преимущества Легко определить и зафик- Прогнозный характер,
сировать
возможность коррекции
Недостатки
Не дают возможности прог- Трудно определяются и
ноза
фиксируются
189
Определение запаздывающих показателей не представляет особой сложности, так как эти показатели, как правило, являются
общими со многими другими организациями. Опережающие индикаторы чаще всего являются уникальными показателями конкретного предприятия, характеризующими конкретные действия
и процессы этого предприятия.
5.1.3. Сбалансированность показателей
и стратегические карты
Показатели ССП должны быть связаны причинно-следственными отношениями: от показателей деятельности в составляющей обучения и развития вплоть до улучшения финансовых результатов в
финансовой составляющей. Разработка системы взаимосвязанных
показателей, рассказывающей о стратегии, позволяет организации
не только оценить степень реализации стратегии, но и описать способ создания ценности.
Процесс: операционный менеджмент
наземных операций
Направление: оптимизация цикла
Прибыль
Прибыль
Финансовая
Рост доходов
Число
самолетов
Рост доходов
Клиентская
Сокращение числа
Привлечение
клиентов
Клиенты
Низкие цены
Расписание
Цены
Бизнес-процессы
Обучение
и развитие
Наземные
операции
Соответствие
бригады
Полеты по
расписанию
Ускоренный цикл
наземных операций
Навыки и умения
Развитие систем
поддержки
бригады
Рис. 5.4. Стратегическая карта оптимизации
наземных операций аэропорта
190
Стратегическая карта – это визуальное представление причинно-следственных связей между элементами стратегии компании. Карта – это схема, описывающая стратегию в виде набора
стратегических целей и причинно-следственных связей между
ними. Стратегическая карта уникальна для каждой организации,
но существует некая базовая модель. Это стартовый элемент любой
организации любой отрасли. Карта стратегии в законченном виде
сразу покажет то, что можно долго описывать. В качестве иллюстрации на рис. 5.4 показана упрощенная стратегическая карта
«оптимизации цикла наземных операций аэропорта».
Большинство специалистов-практиков и консультантов придерживается мнения, что ССП для высшего уровня требует от 20 до 25
показателей, при этом финансовых показателей – 3–4, клиентских
показателей – 5–8, показателей процессов – 5–10, показателей обучения и развития – 3–6 [4]. Другие авторы предлагают свои соотношения показателей: финансы – 4–5 показателей, клиенты – 4–5,
процессы – 8–10, обучение и развитие – 4–5 [5].
Однако, если для рассказа о стратегии необходимо 30 показателей, значит, столько и должно быть. Некоторые руководители
считают, что достаточно четырех-семи показателей, поскольку,
чем больше их, тем труднее сотрудникам в них разобраться. Самое
важное – это рассказать о стратегии таким образом, чтобы она была
понятна.
5.2. Задачи высшей школы при управлении проектами
Задача высшей школы на современном этапе заключается в поиске такой новой формы существования, которая, сохраняя основные функции и главные традиции университетов, позволяет интегрировать в себя новое рыночное измерение свободы университетской деятельности.
В основе реально работающих концепций менеджмента лежат
наблюдения за методами управления в конкретных организациях.
Успешная устойчивая работа на новых управленческих принципах
отдельной организации, являющейся в социальном и экономическом плане типичной в своем классе, позволяет сделать вывод о
рождении нового управленческого подхода и предложить его к широкому применению среди организаций того же типа. По определению ЮНЕСКО, образование является своеобразного рода услугой.
Ключевые факторы качества образования приведены в табл. 5.2.
191
Таблица 5.2
Ключевые факторы качества образования
Наименование фактора
Качество субъекта получения
образовательных услуг
Качество объекта предоставления образовательных услуг
Качество процесса
предоставляемых услуг
Содержание фактора
Способность к приобретению знаний и
повышению компетентности
Менеджмент; миссия – видение –
цели; принципы, структура, методы
Программы обучения
Ресурсное обеспечение (методическое,
кадровое, финансовое, информационное и т. п.)
Применяемые технологии обучения
Контроль процесса обучения
Контроль результатов обучения
При этом надо четко представлять все заинтересованные стороны, участвующие в образовательном процессе. Их классификация
представлена в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Классификация потребителей
Потребители услуг
Внешние потребители
Потребители результатов деяВнутренние потребители
тельности (выпускники, продукция, результаты НИОКР)
Администрация,
Абитуриенты, стуПредприятия, органиППС, персонал и т. п. денты, родители,
зации, министерства и
слушатели курсов
ведомства и т. п.
повышения квалификации и т. п.
Обеспечение приоритетного развития ВПО предусмотрено политикой государства и требует решения комплекса проблем, среди
которых большое значение придается совершенствованию финансово-экономических механизмов, призванных обеспечить прозрачность финансирования, рост экономической самостоятельности,
инвестиционной и инновационной привлекательности и ответственности образовательных учреждений за результаты деятельности. Однако сохраняются проблемы, которые только усугубились
финансовым кризисом, не позволяющие говорить о том, что процесс модернизации образования удовлетворяет общество. К таким
проблемам относятся:
192
– несоответствие действующего законодательства (в том числе,
в областях бюджетной и налоговой политики) целям интенсивного
развития системы образования;
– чрезмерное государственное регламентирование финансово-хозяйственной деятельности и трудовых отношений в сфере образования при нехватке средств, недостаточной свободе их использования
и формальном расширении возможностей привлечения ресурсов;
– несоответствие ресурсного обеспечения сферы образования задачам социально-экономического развития страны.
Решение обозначенных проблем зависит от эффективности государственного финансового регулирования, масштаба и качества трансформационных процессов в системе образования, бюджетных реформ
и реструктуризации высшей школы, преследующей цели оптимизации процесса финансирования и структуры государственного сектора ВПО, функционирующего в условиях бюджетных ограничений.
Реформирование бюджетного процесса включает: приближение бюджетной классификации и бюджетного учета к требованиям
международных стандартов, переход на среднесрочное планирование и прогнозирование в рамках приоритетов государственной
финансовой политики в области образования, введение процедуры
оценки результативности бюджетных расходов, переход к бюджетированию, ориентированному на результат, и требует от вузов разработки новых механизмов функционирования.
В соответствии с реструктуризацией системы ВПО и смещением
акцентов бюджетного процесса от управления ресурсами (затратами) на управление результатами в рамках четких среднесрочных
ориентиров у вуза как субъекта сектора государственного управления, федерального бюджетного планирования и бюджетного учета,
с одной стороны, и субъекта рыночных отношений – с другой, также возникает необходимость в разработке концепции перехода от
управления затратами к управлению результатами (рис. 5.5).
Концептуальные основы перехода вуза от управления затратами
к управлению результатами обеспечивают рост экономической самостоятельности вуза, усиление его ответственности за достижение
конечных общественно значимых и измеримых результатов в условиях реструктуризации государственного сектора образования.
Характерная структура затрат приведена в табл. 5.4.
Мировая практика, показывает, что использование ССП открывает хорошие перспективы для стратегического управления университетом с учетом всех процессов его функционирования. Интегрированное представление об ССП приведено в табл. 5.5.
193
Таблица 5.4
Структура затрат
Характер затрат
Предупреждение
Выявление
Внутренний брак
Внешний брак
Содержание затрат
Встраивание качества в процесс, обучение
приемам. Снижение затрат при налаженной
работе
Контроль результатов образовательных программ на соответствие. Процесс систематический. Пример: экзамены и зачеты
Потери на исправление дефектов: задолженности, неявки, пересдачи
Потери в сфере потребления: изучение следующих дисциплин с недостатком знаний,
в результате накопление нового незнания.
Необходимость получения новых знаний
у работодателя и даже переучивания
Таблица 5.5
Интегрированное представление об ССП
Характеристика
Содержание
Мысленное представление Передает общие контуры будущего
Соответствие желаниям
Отвечает долгосрочным интересам всех залюдей
интересованных сторон (общества, университета, работодателей, студентов и т. д.)
Выполнимость
Включает выполнимые цели
Фокусирование на важПрактическое руководство при принятии
нейших задачах
решений
Гибкость
Позволяет проявлять инициативу
Доходчивость
Принцип объясним за короткое время
Проблема качества подготовки специалистов всегда являлась
весьма актуальной, а в период перехода к рыночным отношениям
стала крайне острой в силу следующих причин:
– ликвидация государственного распределения выпускников
вузов;
– неустойчивость рынка труда;
– сокращение госбюджетного финансирования образовательной
и научной деятельности;
– снижение мотивации к овладению инженерными знаниями,
так как приоритет в основном отдается более легким и престижным
специальностям – юридическим и экономическим.
194
Объект
изменений
Структура
госсектора
ВПО
Функционирование
механизма
государственного
финансового
регулирования ВПО
Система
управления
вузом
Оценка
деятельности
вуза
Концепция управления затратами
Организационно-правовая форма –
государственные образовательные
учреждения (ГОУ)
Кол-во гос. вузов – 662
Ведомственная принадлежность
вузов – 23
Кол-во вузов на 10 000 чел. – 480
студентов,
В том числе в гос. вузах – 408
студентов
Организационно-правовая форма –
бюджетные образовательные учреждения
(БУ) и автономные образовательные
учреждения (АУ)
Кол-во гос. вузов – до 120 БУ и до 500 АУ
и др.
Не менее 50% ГОУ ВПО осуществляют
деятельность при минимальном участии
в управлении федеральных органов
государственной власти
Кол-во вузов на 10 000 чел. – 170 студентов
Государственные образовательные
учреждения
Бюджетные образовательные учреждения
Финансирование – среднесрочное (три
года); в соответствии с выполнением
государственного задания: за счёт средств
соответствующего бюджета на основе
бюджетной сметы доходов и расходов, с
учётом нормативов финансовых затрат на
единицу услуг, в смете отражаются все
доходы БУ
Казначейское обслуживание
Финансовый контроль – целевое
использование финансирования
Финансирование – годовое по
смете доходов и расходов; в
соответствии с госзаказом на
основе федеральных нормативов
финансирования ГОУ и договорами
с потребителями научно-образовательных услуг
Казначейское обслуживание
Финансовый контроль – целевое
использование финансирования
Автономные образовательные учреждения
Финансовое обеспечение выполнения
задания учредителя по оказанию услуг в
виде субвенций и субсидий; одной суммой
без разбивки по статьям; финансовое
обеспечение развития в рамках утверждённых программ; могут иметь доходы от
оказания платных образовательных услуг
и иные источники, не запрещённые
законом, и распоряжаться ими; участвовать в капитале других юр. лиц и получать
кредиты
Счета в кредитных организациях;
ответственность по своим обязательствам
Финансовый контроль – внешний и
внутренний финансовый контроль; аудит
Управление – административное
Оргструктура – линейно-функциональная
Финансовая структура – учёт в
разрезе источников финансирования и статей затрат
Учётная система – целевое
использование средств и локальная
управленческая отчётность
Финансовый механизм нацелен на
учёт затрат
Управление – стратегическое
Оргструктура – матричная, с элементами
проектного управления и детализацией
финансовой отчётности
Бюджетирование, ориентированное на
результат
Учётная система – результативность и
многоуровневая интегрированная
управленческая отчётность
Финансовый механизм нацелен на
результат, наблюдательный совет в АУ
Процедуры аттестации,
аккредитации, лицензирования,
рейтинг
Процедуры аттестации, аккредитации,
лицензирования, рейтинг
Оценка по результатам оказания
государственных услуг и деятельности
Независимая общественная оценка;
обязательные публичные отчёты (АУ)
Рис. 5.5. Логика перехода вуза от управления затратами
к управлению результатами в условиях бюджетных реформ
195
Эффективность исследований по оценке качества образования
в основном зависит от того, что понимается под качеством образования. В сложившейся ситуации можно выделить три основных
подхода к оценке качества образования.
Первый – теоретический, в рамках которого изучение проблемы
идет по пути теоретико-методологического исследования. При этом
иногда явно не просматриваются пути перехода от теоретического
уровня к практическим разработкам методики оценки качества и
внедрения ее в учебный процесс.
Второй, практический, подход подразумевает, что его представители идут по пути создания средств (например, контроля) для
оценки подготовки обучаемых, не задумываясь о концептуальных
составляющих исследования.
Представители третьего направления сочетают в проводимых
исследованиях теоретико-методологическую и практическую составляющие. Они идут по самому трудному пути, однако именно
такой подход к данной проблеме наиболее приемлем.
Тем не менее до настоящего времени не разработана и не утверждена единая научно обоснованная система показателей качества
подготовки обучаемых, так же как и не существует единой общепринятой и утвержденной системы оценки качества образования.
Отсюда одну из основных проблем высшего образования современной государственной политики России в области образования
связывают с необходимостью достижения и превышения требований государственных образовательных стандартов ВПО третьего
поколения – ФГОС-3. Введение в них требований оценки разного
вида компетентностей только усложнило проблему оценивания
знаний. Концепция создания комплексной системы управления
качеством подготовки специалистов ставит перед организациями
ВПО ряд новых задач. Реализация концепции связывается с решением трех взаимосвязанных задач:
– формирование эталона качества;
– сравнение достигнутого уровня подготовки с эталоном и на
этой основе оценка качества;
– выработка управляющих воздействий с целью минимизации
обнаруженных отклонений.
Анализ образовательного процесса показывает, что он имеет
много общего с любым производственным процессом, но в нем есть
и принципиальные отличия.
Во-первых, объектом деятельности вуза является человек, что
исключает шаблонные подходы.
196
Во-вторых, специфику вуза определяет его основная деятельность – образовательная и научная, главная задача которых – воспитание и подготовка специалистов, конкурентоспособных на мировом рынке.
В-третьих, результативность образовательной деятельности зависит от эффективности научных исследований. Именно научная
деятельность дает возможность ППС непрерывно совершенствовать и пополнять свои профессиональные знания и практический
опыт. В последнее время возникла еще и необходимость коммерциализации результатов научных исследований [23].
В-четвертых, образовательный и научный процессы не могут
плодотворно развиваться без информационных технологий, следовательно, четвертое направление деятельности – информационное.
В-пятых, социальное и финансово-экономическое направление
деятельности вуза также имеют свои особенности. Вуз не может эффективно работать без хорошо организованной административнохозяйственной деятельности.
Все вышесказанное приводит к необходимости СУП университета. При этом образовательные, научные и коммерческие процессы рассматриваются как системные проекты, на вход которых поступает исходный материал и внешние ресурсы, преобразуемые в
процессе управления проектами в конечный продукт деятельности
университета.
В вузах России используют различные модели создания систем
менеджмента качества: TQM, ISO 9000, разные варианты премий качества (Деминга, Малколма Бриджа, Европейской премии по качеству). Однако, по мнению авторов, наиболее приемлемой для организаций ВПО является система стандартов ИСО 9000–2008, учитывающая специфику ВПО. Опыт ГУАП, прошедшего в 2006 г. сертификацию на соответствие ИСО 9001, подтверждает высокую эффективность применения требований стандартов в практике деятельности.
Итак, в завершение можно сформулировать следующие задачи:
– университет должен подчиняться законам рынка: ориентирование на клиента, способность к конкуренции, качество;
– необходимо формировать проектно-экономическое мышление;
– необходимо создание адаптивной системы менеджмента, интегрирующей методы управления разными предметными областями;
– необходимо предложить сами эффективные методы управления.
Проведенная в ГУАП в 2008–2009 гг. под руководством одного
из авторов НИР по внедрению ССП в практику деятельности уни197
верситета решила ряд поставленных задач. Основные результаты
НИР представлены ниже.
5.3. Система менеджмента
процессами функционирования ГУАП
Принципы менеджмента инвариантны к предметной области
их применения. Недаром все большее число организаций внедряет
интегрированные системы менеджмента, базирующиеся на стандартах серии ИСО 9000 (менеджмент качества), ИСО 14000 (менеджмент мониторинга окружающей среды), OHSAS (менеджмент
жизнеобеспечения). Внедрение ССП позволяет объединить и другие составляющие процесса менеджмента.
Внедрение и сертификация СМК Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения
(ГУАП) считается отправной точкой в совершенствовании деятельности университета. Руководство университета не намерено останавливаться на достигнутых результатах и ставит новые цели.
В качестве метода управления, позволяющего ГУАП реализовать свою стратегию, следуя которой вуз перейдет в качественно
новое состояние, т. е. перевести сформулированные стратегические
цели и задачи ГУАП, учитывающие все аспекты его дальнейшего
развития, в конкретные действия, предлагается метод ССП.
Следуя концепции стратегического управления ГУАП столкнулся с необходимостью воплотить полученные в процессе стратегического планирования результаты в оперативную деятельность.
При выборе инструмента, позволяющего реализовать стратегию
при оптимальном использовании имеющихся ресурсов, был проведен анализ существующих методов управления организацией с
целью повышения эффективности ее деятельности.
Образовательное учреждение (далее – ОУ) – это сложная система, ориентированная на реализацию нескольких стратегических
направлений и поэтому стратегия вуза должна описываться с учетом взаимосвязи всех целей образовательного учреждения.
Выбор ССП обусловлен тем, что она позволяет одновременно:
– связать стратегические цели с оперативными действиями, позволяющими реализовать стратегию;
– учесть нефинансовые показатели (наряду с финансовыми), что
необходимо для оценки деятельности ОУ, связанной с нематериальными активами и информацией;
198
– своевременно реагировать на несоответствующие изменения в
бизнес-процессах посредством различия показателей, которые измеряют достигнутые результаты, и показателей, которые отображают процессы по достижению этих результатов.
– связать стратегические цели с оперативными действиями, позволяющими реализовать стратегию;
– учесть нефинансовые показатели (наряду с финансовыми), что
необходимо для оценки деятельности ОУ, связанной с нематериальными активами и информацией;
– своевременно реагировать на несоответствующие изменения в
бизнес-процессах посредством различия показателей, которые измеряют достигнутые результаты, и показателей, которые отображают процессы по достижению этих результатов.
Все составляющие ССП включают в себя многочисленные процессы и подпроцессы. На рис. 5.6 показана эволюция процессов,
требования к ним и признаки управляемости.
Очевидно, что в процессе развития любой процесс проходит через этапы, указанные на рис. 5.6. При этом под основными (базовыми) процессами понимаются такие процессы, которые направлены на предмет труда и осуществляют производство продукции или
Соответствие
скрытым
потребностям
Соответствие
требованиям
рынка
Формирование будущего
спроса в TQM, ERP 11
Адаптация бизнес-процессов
к внешней среде в QM,CSRP
Реорганизация БП в QA
Соответствие
использованию
Соответствие
стандарту
Мировой
уровень
Адаптация
Оптимизация
Балансировка целей
предприятия в QC
Контроль
ХАОС
Дисбаланс целей
предприятия
CSRP – планирование на клиента, MRP 11 – планирование производственных ресурсов, ERP 11 – управление ресурсами и внешними связями
Рис. 5.6. Развитие процессов
199
оказание услуги, в то время как вспомогательные (обеспечивающие) процессы создают необходимые условия для осуществления
основных процессов. Менеджмент ОУ должен повышать эффективность основных и вспомогательных процессов.
На основе миссии, стратегических приоритетов и проведенного
анализа внутренней и внешней среды в ОУ методология ССП предполагает разработку карты целей ССП. Учитывая то, что существуют как государственные, так и негосударственные вузы, и источники финансирования у них различные, а следовательно, и приоритеты выделенных направлений внутри различных организаций могут отличаться. Так, для предпринимательского вуза финансовая
составляющая потребует большего внимания, в то время как для
государственного ОУ приоритетным направлением будут интересы
общества. Поэтому ничто не мешает дополнить карту целей ССП
пятой перспективой – «Общество», что не противоречит концепции
Нортона и Каплана. Цели данной перспективы являются проекцией миссии ОУ на ценность, которую составляет университет для
широкой общественности. Таким образом, в перспективе «Клиенты» будут находиться цели, связанные с клиентами – потребителями продуктов и услуг университета, а в перспективе «Общество» –
цели, связанные с региональной общественностью и государством.
Далее необходимо указать показатели, с помощью которых измеряется уровень достижения каждой цели, и мероприятия, которые должны обеспечить желаемый уровень показателя. Вуз должен
применять модель ССП как в целом, так и в разрезе направлений
деятельности (научно-исследовательская, коммерческая). В карте
ССП должны найти отражение цели этих направлений. Поэтому
деятельность ОУ следует рассматривать как управление большим
числом проектов. Для каждого проекта можно создавать создать
отдельную карту ССП.
5.4. Основные составляющие ССП ГУАП
Для каждой составляющей ССП рассматриваются следующие
моменты:
– постановка стратегических целей; требования к формулированию и выбору целей;
– выбор показателей/индикаторов, ключевые аспекты при выборе показателей/индикаторов;
– определение целевых значений показателей/индикаторов;
200
– разработка стратегических мероприятий.
Успешное внедрение ССП позволяет ОУ сфокусировать и согласовать их управленческие команды, кафедры и отделы, сотрудников,
информационные технологии и финансовые ресурсы. Такое продвижение к созданию стратегически сфокусированной организации достигается за счет помощи, которую оказывает ССП в выполнении
пяти главных задач, стоящих перед современным университетом:
– транслировать стратегию ОУ в конкретные операционные термины, задачи и показатели;
– объединить различные части ОУ и весь персонал вокруг стратегии и обеспечить их согласованную работу в едином направлении;
– сделать стратегию повседневной работой каждого подразделения и каждого сотрудника;
– сделать стратегию постоянным, непрерывным процессом;
– облегчить управление ОУ и создать возможность для руководства реализовывать перемены;
Чтобы быть успешной, стратегия должна отвечать ряду требований:
– простота восприятия стратегических целей;
– наличие показателей стратегической цели и критерия, характеризующего ее достижение;
– система стратегического управления способствует снижению
неопределенности при реализации стратегии;
– выделяемый бюджет ОУ должен согласовываться со стратегией и стратегические мероприятия соответствовать бюджету [9];
– система стратегического управления должна иметь способность управлять нефинансовыми показателями как показателями,
влияющими на будущий результат.
С помощью ССП руководство университета получает возможность выстроить систему показателей деятельности предприятия,
а затем и проконтролировать их достижение. При этом обеспечение
достижения определяется тем, что все показатели сбалансированы,
т. е. увязаны не только снизу доверху, когда цель верхнего уровня
четко и однозначно связана с целями нижнего уровня, но и тем, что
все показатели являются ключевыми для управления, минимально достаточного количества, измеримы и формализованы в единой
системе отчетности.
Таким образом, организация получает в свое распоряжение эффективный инструмент управления своим успехом.
Однако простой перенос модели ССП из сферы бизнеса в сферу
общественного управления был бы слишком простым решением.
201
Запросы «Бизнессообщества»
Запросы «Внешних
партнёров»
Цели в отношении
запросов «Внешних
партнёров»
Запросы
«Сотрудников»
Цели в отношении
запросов «Бизнессообщества»
Цели в области
внутренних
процессов
Цели в отношении
запросов
«Сотрудников»
Цели в области
внутренних
процессов
Инфраструктурные
цели
Финансовые цели
Цели в области
внутренних
процессов
Инфраструктурные
цели
Инфраструктурные
цели
Финансовые цели
Финансовые цели
Запросы «Клиентов»
Бюджет
Запросы
«Общества/государства»
Цели в отношении
запросов «Клиентов»
Цели в отношении
запросов
«Общества/
государства»
Цели в области
внутренних
процессов
Цели в области
внутренних
процессов
Инфраструктурные
цели
Инфраструктурные
цели
Финансовые цели
Финансовые цели
Рис. 5.7. Общий вид стратегической карты
для формирования перспектив
202
Необходимо адаптировать логику ССП к специфике сферы управления образованием, учитывая влияние законодательства, политических и социальных целей заинтересованных групп общества.
Задачей ССП для сферы образования становится выявление возможных противоречий в целях и достижение консенсуса в рамках
законодательства и общественной целесообразности. Общий вид
формирования перспектив на верхнем уровне системы образования
с использованием ССП показан на рис. 5.7.
С учетом вышесказанного формируются перспективы ССП для
сферы образования, группируются цели, определяются показатели целей и разрабатываются стратегические мероприятия. Далее
строится система показателей для низовых уровней организационной иерархии и решаются вопросы внедрения.
В этом смысле и ССП как метод является инструментом реализации стратегии. Итак, ССП – карта, своеобразие которой определяется тем, что все действия взаимоувязаны и имеют четкие индикаторы, которые показывают, как осуществляется план, какими
темпами идет достижение целей.
Два важнейших условия осуществления проекта внедрения
ССП, без которых усилия команды проекта обречены на неудачу,
это:
– инициатива высшего руководства, его активная и видимая
роль в реализации проекта,
– наличие в компании четкой, дифференцированной стратегии.
5.5. Этапы создания и внедрения ССП
Как минимум четыре весомых аргумента говорят о необходимости усиления внимания к стратегии и ее дисциплинированному исполнению в момент, когда ОУ проходит через жесткие кризисные
времена: большая эффективность, гибкость, готовность к переменам и коммуникация.
Утверждение плана и задач ОУ по адаптации и реализации ССП
заключается в последовательном выполнении трех основных этапов:
– разработка целей, достижение которых будет способствовать
реализации миссии и стратегии (сбалансированность);
– разработка показателей, с помощью которых измеряется уровень достижения каждой цели, и мероприятий, которые должны
обеспечить желаемый уровень показателя (каскадирование);
– внедрение ССП в оперативную деятельность.
203
На первом этапе последовательно сверху вниз по составляющим разрабатываются цели, достижение которых будет способствовать реализации миссии и стратегии. При этом в карту вносятся только такие новые цели, которые способствуют достижению
уже существующих.
Количественный и качественный состав целей по перспективам
следующий:
– «Финансы» – цели, раскрывающие способы достижения стратегических намерений в области финансов (3±2 цели);
– «Клиенты» – цели, описывающие рыночную стратегию как
способ достижения финансовых целей верхнего уровня (3±2 цели);
– «Внутренние процессы» – цели, описывающие направления
приложения усилий к внутренним процессам организации, являющиеся способом достижения целей клиентской и финансовой составляющей (3±2 цели);
– «Инфраструктура/сотрудники» – цели, описывающие способы достижения определенного состояния в структуре материальных и нематериальных активов как ресурсов для достижения целей во внутренних процессах (3±2 цели).
Карта целей должна быть сбалансирована по вертикали – достижение целей нижних уровней должно способствовать достижению
целей верхних уровней. Не должно быть целей, не поддержанных
другими целями этого же или нижележащих уровней, кроме некоторых целей 4-го уровня. Не должно быть целей, не поддерживающих цели этого же или вышележащих уровней, кроме некоторых
целей 1-го уровня.
На втором этапе разрабатываются показатели, с помощью которых измеряется уровень достижения каждой цели, и мероприятия, которые должны обеспечить необходимый уровень показателя
(каскадирование). Желательно для каждой цели разработать такой
набор показателей, чтобы в него входили как результирующие показатели, так и формирующие, причем результирующие показатели
характеризуют степень достижения этой цели, а формирующие – характеризуют усилия, направленные на ее достижение. Карта целей
должна быть сбалансирована по горизонтали – необходимо наличие
причинно-следственной связи между результирующими и формирующими показателями внутри каждого набора показателей.
Далее разрабатывается набор мероприятий, с помощью которых
планируется достижение целей (одно мероприятие может способствовать достижению нескольких целей; достижению одной цели
может способствовать несколько мероприятий). Назначаются сро204
ки, бюджет и ответственные подразделения и лица для каждого мероприятия.
При наличии целей, не поддержанных другими или не поддерживающих другие цели, а также таких целей, для которых сложно
разработать показатели или мероприятия, необходимо проанализировать причинно-следственные связи и либо переформулировать, либо исключить такие цели.
В дальнейшем показатели проецируются на подразделения организационной структуры: происходит декомпозиция сложных
показателей, назначаются ответственные, определяется процесс
сбора показателей и источники данных на нижних уровнях планирования и учета, процессы обратной связи для каждого показателя
и уровень автоматизации этих процессов.
Третий этап представляет собой внедрение ССП в оперативную
деятельность. На данном этапе происходит:
– разработка и реализация плана мероприятий по внедрению ССП;
– обучение принципам работы с ССП;
– регламентация контроля за реализацией мероприятий;
– мониторинг показателей;
– стыковка ССП с системой мотивации;
– стыковка ССП с существующими системами учета и управления организацией.
Применение ССП вносит стратегический фокус в деятельность
ОУ, подчиняя стратегии все задачи, процессы и подразделения. Эффективность использования ССП в ОУ непосредственно зависит от
полноценности ее внедрения.
5.6. Разработка сбалансированной системы
показателей ГУАП
5.6.1. Карта целей ГУАП
ГУАП является общественной государственной организацией
и должен служить интересам общества. Вследствие этого в карту
целей ССП добавлена пятая перспектива – «Общество». Цели данной перспективы являются проекцией миссии ГУАП на ценность,
которую составляет университет для широкой общественности (см.
Прил. 5). Карта целей ГУАП (рис. 5.8) сбалансирована с точки зрения перспектив: достижение целей нижних уровней способствует
реализации целей верхних.
205
КАРТА ЦЕЛЕЙ ГУАП
О
б
щ
е
с
т
в
о
Ф
и
н
а
н
с
ы
К
л
и
е
н
т
ы
П
р
о
ц
е
с
с
ы
П
о
т
е
н
ц
и
а
л
Сохранение гарантии качества подготовки
специалистов в изменяющихся условиях
внешней среды
Развитие интернационализации
университета
ГУАП
Повышение
доходов
Конкурентоспособные цены
на обучение/продукцию
Оптимизация
издержек
Улучшить имидж
Повысить
удовлетворенность
клиентов
Увеличение мобильности
Целевая подготовка
Совершенствование
образовательного процесса
Совершенствование научноисследовательского
процесса
Совершенствование
информационного
обеспечения всех видов
деятельности университета
Улучшение
инфраструктуры
и производственной среды
университета
Предлагать
инновационные
продукты/программы
Повысить качество
технологий обучения
Повысить уровень
стратегического
инновационного сознания
сотрудников
Рис. 5.8. Карта целей ГУАП
206
Совершенствование
СМК
Рассмотрим стратегические цели университета 1-го уровня.
Составляющая «Общество». ГУАП является государственным
учреждением, которое должно отвечать интересам общества. Миссия университета и политика в области качества (см. Прил. 5) предполагают достижение следующих общественных целей:
Составляющая «Финансы». Достижение данных целей требует
в свою очередь превышения доходов над расходами. Цель верхнего
уровня является воплощением стратегии собственника на продолжение бизнеса.
Составляющая «Клиенты». Одной из основных целей в клиентской перспективе является создание благоприятного имиджа университета в глазах сообщества. Не менее важна и эффективная ценовая политика.
Составляющая «Процессы». Повышение качества образования
достигается за счет постановки инновационных курсов, программ
и образовательных технологий как для традиционного, так и для
дополнительного образования. В число главных задач также входит расширение ассортимента программ и услуг и привлечение новых клиентов.
Составляющая «Потенциал». Постоянное совершенствование
квалификации преподавателей и внедрение новых технологий образования и контроля уровня образования является основой этой
составляющей.
Стратегические цели университета 2-го уровня [9] по одной из
составляющих приведены в Прил. 6.
5.6.2. Выбор показателей ССП
и целевых значений
Степень достижения стратегических целей, эффективность бизнес-процессов и работы всего органа управления в целом, каждого
его подразделения и каждого сотрудника определяется значениями ключевых показателей эффективности, которые тесно связаны
с системой мотивации сотрудников. Показатели с их целевыми и
граничными значениями определяются таким образом, чтобы максимально охватить все критические области, влияющие на реализацию стратегии. В табл. 5.6 в качестве примера приведены ключевые показатели ГУАП по ССП по составляющей «Общество».
Методика отбора показателей для оценки целей ГУАП должна
строиться с учетом показателей комплексной оценки, выполнение
которых является обязательным для аккредитации образовательного учреждения, и показателей процессов СМК, также ориентиро207
Таблица 5.6
Перспектива «Общество»
Цель
Показатель
Сохранение гарантии качества
подготовки специалистов в изменяющихся условиях
внешней среды
Развитие интернационализации
университета
Соответствие аккредитационным показателям
(показатели условий,
показатели процесса,
показатели результата)
1. Количество договоров
с зарубежными вузами
2. Динамика количества
студентов из разных стран
3. Предпочтения иностранных студентов при выборе факультетов ГУАП
Фактическое
значение
–
–
Целевое
значение
Соответствие
нормам вида
вуза «университет»
2. Положительная
3. Гуманитарные
ванных на реализацию основных целей университета. Такой выбор
показателей позволяет объективно оценить не только конечный
результат достижения измеримой цели, но и отслеживать в динамике промежуточные этапы, т. е. возможность мониторинга самого
процесса реализации этих целей. Такой мониторинг позволяет вовремя принять меры, в случае необходимости, т. е. провести корректирующие мероприятия, а также выработать предупреждающие действия по несоответствиям на будущее. При этом принятие
управленческих решений подкрепляется информационным обеспечением, базирующемся на реальных фактах.
Выбрав показатели, необходимо определить методы оценки, которые к примеру для образовательного процесса главным образом
связаны с экспертным оцениванием, что всегда сопряжено с непростой процедурой перевода их качественных значений в их количественные аналоги.
На рис. 5.9 приведена диаграмма разворачивания миссии в стратегию и цели университета.
Измерить состояние процесса можно несколькими методами:
– постоянный контроль (мониторинг) некоторых ключевых показателей, свидетельствующих о состоянии процесса (Key Performance Indicators – KPI);
– постоянный или выборочный контроль окончательных или
промежуточных результатов процесса (контроль продукта);
208
ФАЗА ПОДГОТОВКИ
Этап 1. Определение уровня/подразделения университета, для которого
будет разрабатываться ССП
Этап 2. Формирование команды разработчиков
Этап 3. Составление календарного плана разработки ССП
ФАЗА РАЗРАБОТКИ
Этап 1. Определение уровня/подразделения университета, для которого
будет разрабатываться ССП
Этап 2. Формирование команды разработчиков
Этап 3. Составление календарного плана разработки ССП
Этап 4. Определение связей между целями ССП
Этап 5. Балансировка краткосрочных и долгосрочных целей
Этап 6. Разработка системы показателей и целевых значений
Этап 7. Установление причинно-следственных связей между показателями
и проверка баланса между опережающими и запаздывающими показателями
Этап 8. Разработка плана стратегических программ
Этап 9. Каскадирование ССП на уровень структурных подразделений
университета
Рис. 5.9. Алгоритм использования ССП университета
209
– периодические независимые проверки всех элементов процесса (аудит);
– самооценка участников процесса.
Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки,
для наиболее результативной оценки необходимо комбинировать
эти методы.
Полноценный и эффективный аудит в организации не должен
заканчиваться только фазой измерения (собственно аудита). Необходимым условием полезности аудита для организации являются
последующие действия: устранение выявленных отклонений от
критериев аудита (коррекция), выявление и ликвидация первопричин данных отклонений (корректирующие действия), улучшение и профилактика в проблемных областях (предупреждающие
действия). Следует признать, что полезными для организации в
равной степени являются как внешний (проводимый независимыми от организации экспертами), так и внутренний (проводимый силами самой организации) аудиты.
В ходе внедрения системы сбалансированных показателей происходит неизбежный процесс оценки стратегии организации, поскольку без четкой сформулированной стратегии невозможно ни
построение ССП частично, ни исполнение стратегии в целом. При
этом, в ходе прохождения проекта не только ревизуются все составляющие стратегии организации, но и происходит здоровый процесс ревизии, пересмотра и коррекции основных стратегических
целей. Такой процесс коррекции называтся обратным инжинирингом стратегии или реинжинирингом стратегии. Реинжиниринг
стратегии организации – очень важный и здоровый процесс, позволяющий системным путем заполнить пробелы и устранить несоответствия в стратегии и воссоздать ее в том виде, в котором она пригодна для построения вокруг нее всей деятельности организации:
Сбалансированная система показателей охватывает важнейшие аспекты деятельности университета: потребительский, хозяйственный, инновационный и финансовый деятельности. Система
позволяет увязать стратегию с оперативными задачами.
5.6.3. Методы оценки показателей ССП
Большинство критериев, составляющих ССП, можно получить
с помощью методов теории квалиметрии, используя экспертные
оценки. Объект квалиметрии – любой предмет или процесс:
– одушевлённый или неодушевлённый,
210
– продукт труда или продукт природы,
– материальный или виртуальный,
– естественный или искусственный,
– продукция или услуга.
Квалиметрия является одним из направлений системного представления качества – квалитологии (рис. 5.10), находящей все
большее применение в различных сферах человеческой деятельности. Она включает в себя теорию, методы и средства измерения и
оценки качества.
Из иерархии квалитологии, изображенной на рис. 5.11, видно,
что квалиметрия выступает взаимосвязанной системой теорий различной степени общности, которая делится в свою очередь на общую квалиметрию и специальные квалиметрии.
Так как качество объекта проявляется в первую очередь через
его свойства, т. е. через объективные особенности объекта, то считается, что для оценки качества необходимо:
– обосновать номенклатуру показателей качества (определить
перечень тех свойств, совокупность которых в достаточно полной
мере характеризует качество);
– разработать методы определения показателей качества продукции и их оптимизации (измерить свойства, т. е. определить их
численные значения);
– разработать принципы построения обобщенных показателей
качества и обоснование условий их использования в задачах по
управлению качеством.
Квалитология
Теория
качества
Квалиметрия
Метрология
Теория
управления
качеством
общая
специальные
предметные
обеспечение
единства
измерений
обеспечение
точности
измерений
анализ
качества
обеспечение
качества
повышение
качества
Рис. 5.10. Иерархия квалитологии
211
Квалиметрия
системы теорий
Общая
квалиметрия
Предметные
квалиметрии
Специальные
квалиметрии
Разрабатываемые проблемы
Система понятий
Экспертная
продукции и техники
Теория оценивания
Квалиметрическая
таксономия
труда и деятельности
Вероятностностатистическая
решений и проектов
Аксиоматика
квалиметрии
Теория
квалиметрического
шкалирования
Индексная
процессов
субъективная
квалиметрия (персонала)
спроса
информации
Рис. 5.11. Иерархия квалиметрии
Полученный результат будет с достаточной степенью достоверности характеризовать качество исследуемого объекта.
Для нас представляет интерес оценить особенности использования педагогической квалиметрии.
Педагогическая квалиметрия оценивает психолого-педагогические и дидактические объекты. В основе педагогической квалиметрии – такие науки, как педагогика, психология, социология,
математика и кибернетика. Сама педагогика пользуется таким методом математики, как многомерный статистический, факторный
и корреляционный анализ, применение которого вызывает необходимость дополнительной разработки разделов прикладной математики, а именно теории систем, таксономии и др.
Формализация педагогических знаний содержит значительные
возможности в плане повышения эффективности и качества педагогических исследований.
Квалиметрический подход в педагогике строится:
– во-первых, на основе анализа методов исследования гуманитарных наук,
212
– во-вторых, учитывая эвристические возможности математики, логики, кибернетики,
– в-третьих, с учетом теоретико-методологических положений
педагогической науки,
– в-четвертых, используя возможности информационных технологий.
В результате предложена достаточно логичная система принципов, включающая информативность, интегративность, оптимальность, точность, доказательность, технологичность, распределенность, унифицированность, доступность.
Информативность означает всесторонность представлений
(качественную и количественную определенность) об исследуемом
объекте (явлении, процессе).
Интегративность требует:
– межнаучных связей педагогики с другими науками;
– общих основ педагогики с дидактикой, методикой, управлением и др.;
– внутридисциплинарных связей;
– взаимной связи, приспособления и взаимодействия методов исследования, сочетающих количественные и качественные
методы.
Оптимальность выражается в минимизации времени, усилий
и средств при планировании, организации и проведении педагогического исследования, в оптимальном подборе методик исследования, сочетающих количественные и качественные методы.
Точность означает степень истинного соответствия полученных
знаний изучаемому объекту (явлению, процессу). Точность научных знаний слагается из нескольких компонентов: точности метрической, логико-математической и семантической.
Доказательность проявляется: в обоснованной не только с педагогической, но и с математической точки зрения логике оценки
педагогического исследования.
Технологичность означает разделение исследуемого процесса
на ряд последовательных взаимосвязанных процедур и операций,
которые выполняются более или менее однозначно и имеют целью
достижение высокой эффективности.
Распределенность предусматривает широкое использование
методов вычислительной техники и обеспечения переработки и
хранения данных исследования.
Унифицированность предполагает рациональное сокращение
средств и приведение их к единой структуре.
213
Доступность означает использование методик педагогом-экспериментатором, который не имеет специальной математической
подготовки. Однако наибольший эффект достигается при творческом содружестве педагога-исследователя и математика-консультанта.
Такой подход предложен группой авторов и не принимается всеми, оживленная дискуссия до сих пор ведется на страницах печати.
Не ввязываясь в дискуссию, полагаем, что изложенный выше подход достаточно объективен и подходит для целей оценки критериев
ССП. Развитие системы оценки качества образования в России направлено на реализацию квалиметрического мониторинга образования и квалиметрию основных его компонентов: учебных планов
и учебных программ дисциплин, контента образования, образовательных технологий, педагогических кадров, и, в конечном счете –
результатов образования.
Одной из базовых характеристик образовательного процесса
является качество приобретенных компетенций: знаний, умений
и навыков (ЗУН) студентов. На базе бурно развивающихся информационных технологий в вузах все шире используются компьютерные тесты для контроля ЗУН, которые сводят до минимума вероятность субъективизма в оценке ЗУН студентов и обеспечивают высокую оперативность этой диагностической процедуры. Перспектива
объективной оценки ЗУН и возможность оперативной и объективной самооценки студента значительно повышают эффективность
всего процесса обучения, и поэтому приемы стандартизированного контроля образовательного процесса становятся методической
платформой диагностики современного обучения в вузах.
Введенная в ГУАП практика модульно-рейтинговых оценок и
проведение бессессионной оценки знаний является значительным
вкладом в повышение эффективности оценки ЗУН студентов. Вцелом, методическое обеспечение рейтинговой системы включает в
себя:
– описание алгоритма проведения педагогической экспертизы;
– комплекс анкет для ее проведения;
– методики обработки полученных результатов;
– положение о рейтинговой системе;
– модульную программу учебной дисциплины;
– рекомендации по проведению подготовительной работы.
Рейтинговая система оценки знаний может рассматриваться
как один из возможных способов, отвечающих поставленным задачам.
214
Данная система позволяет:
– определить уровень подготовки каждого обучающегося на
каждом этапе учебного процесса;
– объективно оценить динамику усвоения знаний не только в течение учебного года, но и за все время обучения;
– дифференцировать значимости оценок, полученных обучающимися за выполнение различных видов работы (самостоятельная
работа, текущий, итоговый контроль, тренинг, домашняя, творческая и другие работы);
– отражать текущей и итоговой оценкой количество вложенного
учеником труда;
– повысить объективность оценки знаний.
Контроль знаний учащихся является одним из основных элементов оценки качества образования. Неформальная оценка в виде
каких-либо тестовых и контрольных проверок, которая преследует
чисто педагогическую цель в рамках деятельности ОУ, относится к
естественным нормам, учитывая то, что результаты каждого учащегося должны быть как минимум средними.
Статистический анализ накапливаемых данных тестирования
позволяет осуществлять коррекцию базы тестовых заданий на основании объективных показателей. Например, экспертная оценка
устанавливает уровень сложности тестовых заданий априори, что
не исключает влияние субъективного мнения преподавателя. Анализ результатов тестирования позволяет исключить из базы тестовых заданий как недопустимо сложные, так и недопустимо легкие
задания.
Оценка сложности каждого из заданий базового банка позволяет группировать задания по уровням сложности для последующего формирования тестовых вариантов с необходимыми для оценки
различных уровней компетенций показателями-индикаторами.
Статистический анализ данных тестирования позволяет также
корректировать критериальные баллы, структуру и контент блока тестовых заданий, что позволяет достигать высокой валидности
и аутентичности тестирования и избегать ошибок при текущей и
итоговой аттестации студентов. Процесс квалиметрического тестирования, как и сам педагогический процесс, многофункционален.
Непрерывность квалиметрического мониторинга должна обеспечить не только регулярность диагностики ЗУН, сформированности компетенций и качеств личности, но и коррекцию траектории
обучения студента, воспитание проектируемых качеств личности
студента и создание условий для саморазвития через диагностируе215
мое и корректируемое самообучение. Рассматриваемая диагностика позволяет студенту проходить самообследование, что безусловно
стимулирует его деятельность в вузе и позволяет определять рост
своего социального статуса в учебном коллективе и в будущем профессиональном сообществе.
Оценочная деятельность в педагогике является традиционной,
но оценка на основе измерений использовалась в практике образования до сих пор очень ограниченно. Наибольшее распространение
получило использование так называемых «порядковых шкал». Более «сильные» измерители в педагогике до недавнего времени не
получали широкого применения.
Порядковые шкалы позволяют количественно охарактеризовать явления, которые раньше описывались лишь качественно.
Для полноценного эффективного использования педагогической экспертизы ее необходимо рассматривать с позиций системного подхода.
Системный подход к явлению означает:
– выделение существенных компонентов явления, охватывающих все его значимые качества;
– выявление связей между выделенными компонентами.
– раскрытие основной связи между компонентами явления, изменение которой меняет характер явления;
– построение структуры (модели) явления, на основе иерархии
выявленных связей компонентов;
– рассмотрение каждого компонента как подсистемы основной
системы;
– рассмотрение явления как компонента более широкой метасистемы.
При наличии в системе развитых обратных связей она может
функционировать в режиме саморазвития.
Другим компонентом педагогической экспертизы как системы
выступают методы экспертной оценки, лежащие в ее основе. В самом общем виде экспертная оценка осуществляется на основе некоего представления эксперта об идеальном состоянии объекта или
его нормативном описании. Таким нормативным основанием для
педагогической экспертизы выступает Государственный образовательный стандарт (ГОС). Для выработки суждения эксперт получает информацию о реальном состоянии объекта экспертизы. Полученную информацию эксперт сравнивает со своим идеальным или
нормативным представлением об объекте и выносит экспертное
суждение, дает оценку. Эксперт выступает как своеобразный дат216
чик исходной количественной информации о качествах явлений,
когда отсутствуют другие способы ее получения.
В строгом смысле экспертные методы не являются формальными, логически безупречными. Результаты работы экспертов неизбежно несут на себе отпечаток субъективизма. В процессе экспертизы остается широкое поле для творческой импровизации, опыт
и интуиция преобладают над алгоритмической ясностью. Но это
неизбежная плата за количественные оценки там, где раньше были
только качественные описания явлений.
В качестве наиболее употребительных в педагогической экспертизе используются разные методы (табл. 5.7).
Таблица 5.7
Методы экспертных оценок
Методы экспертизы
Применение
Индивидуальная экспертная оценка
Учебные программы;
личность учащихся;
личность учителя;
оценка знаний учащихся
Морфологический экспертный метод. В объекте Качество подготовки
выделяются основные структурные элементы и учителя. Итоговая атрассматриваются их комбинации в зафиксиро- тестация выпускников
ванных возможных состояниях
пед. колледжей
Рейтинг (оценивание) – метод косвенных наСтруктура деятельблюдений через оценку судей-наблюдателей
ности учащихся,
учителя. Структура
личности
Метод самооценки (оценка исследуемым субъЭтап аттестации педаектом своих качеств, способностей по шкале
гогов. Воспитанность
самооценки)
учащихся
Метод педагогического консилиума (оцениваОценка достижений
ние плюс коллективное обсуждение)
учащихся, диагностика способностей
Метод экспертной комиссии (индивидуальная
Аттестация, итоговая
экспертная оценка плюс коллективное обсужаттестация учащихся
дение)
Метод групповых экспертных оценок (метод
Все педагогические
Делфи). Индивидуальная экспертная оценка + объекты
вычисление средней величины + корректировка
каждым экспертом своего мнения с учетом средней величины + новая индивидуальная экспертная оценка и так до выработки единой оценки
217
Каждый метод экспертной оценки имеет свою сферу применения, свои ограничения. Метод индивидуальных экспертных оценок ограничен опытом одного человека. Рейтинг предполагает
несколько этапов осуществления: построение шкалы; подготовку
оценивающих; проведение оценивания; подведение итогов. Рейтинг учащихся важен, например, для экспертизы качества образовательной деятельности учителя (могут использоваться шкалы:
сравнения, балльные, оценочные листы, графические методы оценивания и т. п.).
Консилиум позволяет подвергать количественному измерению
разнообразные ценностные явления в педагогике: оценка качеств
личности по тем или иным критериям – «отношение к учению»,
«социальная адаптивность», «целостность картины мира учащегося» и т. п. Метод педагогического консилиума особенно важен
в случаях отсутствия единых устоявшихся подходов. Педагогический консилиум, как правило, собирает специалистов различного
профиля.
Экспертная комиссия эффективна как метод в условиях однородности оцениваемых явлений, отсутствия конфликтных ситуаций, доступной обозримости объекта. Деятельность экспертной
комиссии строится на выработке индивидуальных экспертных
оценок, дальнейшем их открытом обсуждении членами комиссии
и выработке единого экспертного суждения.
Групповая экспертная оценка (ГЭО) является наиболее универсальным методом педагогической экспертизы. Она заключается в
выработке индивидуальных экспертных суждений, обработке их
независимой рабочей группой, выявлении результирующей оценки и расхождений индивидуальных мнений с ней, а затем ознакомлении экспертов с этими расхождениями и повторной экспертизе.
Метод групповой экспертной оценки оказывается наиболее трудоемким и затратным, но он обеспечивает наибольшую объективность и целесообразен в условиях необходимости принятия особо
важных управленческих решений.
В качестве особого компонента экспертной системы следует выделить особенности деятельности эксперта. Среди последних выделяются как внешние, так и внутренние условия этой деятельности,
а именно:
– общей особенностью экспертной деятельности является оценка в условиях неопределенности;
– полнота и достоверность информации об объекте невелики,
ограничены;
218
– в условиях работы нескольких экспертов истинная оценка находится внутри диапазона оценок индивидуальных экспертов, т. е.
коллективное мнение более достоверно;
– отбор экспертов и процедура общения с ними, обработка экспертных оценок проводится по определенному алгоритму;
– коллективное мнение не экспертов, т. е. людей, не обладающих компетентностью в оцениваемой сфере, не является более истинным, чем индивидуальная оценка эксперта. (Опыт показывает,
что голосование в аудитории неспециалистов оказывается чаще неверным, статистически случайным, так как это не мнение экспертов, имеющих знания, опыт и интуицию в оцениваемой области.
Кроме того, в данном случае отсутствуют необходимые для экспертизы процедуры).
Решающим компонентом экспертной системы является организация коллективной педагогической экспертизы. В качестве этапов организации педагогической экспертизы выделяют:
– формирование цели и вопросов для экспертов;
– выработку правил опроса, характеристики объектов экспертизы;
– формирование групп экспертов;
– выбор способа оценки компетентности экспертов;
– разработку правил обработки мнений экспертов;
– проведение опроса и групповой экспертной оценки;
– определение степени согласованности мнений.
Подготовительный этап:
– решение директивной организации о проведении педагогической экспертизы;
– формирование рабочей и технической групп;
– составление плана-графика экспертизы;
Этап работы рабочей группы:
– формулировка перечня проблем экспертизы;
– разработка проекта критериев для оценки объектов;
– определение принципов формирования экспертной комиссии;
– разработка образцов тестов, анкет, опросных листов и т. д.;
– формирование группы ведущих экспертов (пилотажные исследования и доработка критериев);
– определение процедуры экспертизы;
– формирование экспертной комиссии.
Этапы работы экспертной комиссии:
– организация экспертизы;
– обсуждение промежуточных результатов.
219
Этапы работы технической группы:
– размножение, сбор, обработка материалов;
– оформление документации.
Заключительный этап:
– анализ результатов;
– обсуждение и принятие решения в директивном органе.
Поскольку качество экспертизы во многом зависит от уровня
компетентности специалистов, выступающих в роли экспертов,
компонентом экспертной системы выступают требования к экспертам и процедуры (способы) оценки их компетентности, которая
включает определение знания ими оцениваемой проблемы и аргументированности суждений. Исходя из этого формулируются основные требования к экспертам.
Требования к экспертам:
1. Однозначное понимание цели и задачи экспертизы.
2. Соответствие требованиям, т. е. обладание следующими свойствами:
– компетентностью: профессиональные знания, квалиметрическая компетентность, знания методологии экспертизы;
– заинтересованностью: положительное отношение к экспертизе, способность решать творческие задачи (креативность), привлечение нетрадиционных методов работы;
– аналитичностью: способность последовательно и логично
анализировать получаемую информацию и опираться на нее при
выработке суждения;
– конструктивностью: позитивная направленность на решение поставленной экспертной задачи в условиях неполноты и неопределенности информации, направленность на взаимодействие с
другими экспертами;
– широтой мышления: способность учитывать широкий круг
явлений при осуществлении экспертизы, видение многомерности
явлений, их сложности и неоднозначности;
– деловитостью: собранность; умение работать в конфликтной
ситуации, коллективизм; отсутствие конформизма;
– объективностью: способность учитывать только необходимую информацию; способность давать мотивированную оценку,
суждение.
Среди способов оценки качества экспертов выделяются:
– эвристические: оценка, самооценка, взаимооценка;
– статистические: анализ отклонения индивидуальной оценки от коллективной. Систематическая погрешность (например,
220
постоянное завышение оценки). Воспроизводимость оценки через
промежуток времени (случайная погрешность);
– тестовые: испытание экспертов (например, проверка знаний
нормативных документов, целей экспертизы и т. д.);
– документальные: данные об эксперте, его материалы, участие
в экспертизе, выступления на совещаниях, конференциях и т. д.;
– комбинированные: способы оценки качеств эксперта сочетают
все остальные.
Формирование списка кандидатов в эксперты осуществляет рабочая группа. При отборе экспертов может быть использован, например, метод взаимных рекомендаций. Суть метода заключается
в опросе каждого претендента по всему списку и дальнейшей статистической обработке полученных данных (табл. 5.19).
Таблица 5.19
Метод взаимных рекомендаций
Номер кандидата
ФИО кандидата
Должность
Адрес
Рекомендация
–
–
–
–
Да Нет Не знаю
1
Иванов И. И.
Доцент
ГУАП + 1 –1
0
Далее составляется матрица взаимных выборов и вычисляется
коэффициент предпочтений для каждого кандидата, на основании
которого принимается решение о включении конкретного кандидата в эксперты.
Целесообразно использование и метода самооценки кандидатов
в эксперты. Метод самооценки включает задания проранжировать
свои определенные качества (критерии) и дать им оценку в баллах,
например: знания учебного плана, знания учебных программ, умение составлять (разрабатывать) рабочую программу, умения поурочного планирования и т. д. В совокупности с данными взаимных
рекомендаций полученная методом самооценки информация даст
возможность принять более обоснованное управленческое решение.
Широко применимым в практике отбора кандидатов в эксперты является метод анкетных данных. Его использование не требует
особых комментариев, однако следует иметь в виду, что ограничение выбора экспертов только на основе анкетного метода может
оказаться ошибочным, поскольку строится на использовании формальных данных о специалисте.
При оценке аргументированности оценок эксперта важно выявление источников, влияющих на его мнение (опыт работы в ОУ,
221
опыт исследовательской деятельности, опыт экспертной деятельности, чтение литературы и т. д.).
Особого рассмотрения требуют процедуры и содержание педагогической экспертизы в условиях конкретных образовательных
учреждений в зависимости от их вида и типа реализуемых образовательных программ.
Качество измерения повышается за счет привлечения новой дополнительной информации и увеличения объема измерительной
информации. На рис. 5.12 показана укрупненная блок-схема принятия решений на основе экспертных оценок.
Объект оценивания рассматривается органом экспертизы (ОЭ),
могущим состоять из группы экспертов. В ОЭ входит субъект экспертизы, имеющий в распоряжении набор методов и средств, названный
оператором оценивания. Эксперты подбираются на основе заданных
правил экспертизы, что характеризуется вектором данных об экспертах. Информация на выходе ОЭ может быть представлена в терминах
любой статистической измерительной шкалы и выражена в виде количественной, качественной или лингвистической информации.
Полученная выходная информация поступает на вход анализатора (АН), представляющего собой группу специалистов, оценивающих качество принимаемых экспертами решений (достаточность, согласованность) и необходимость проведения следующего
тура оценивания.
На каждом из этапов можно уточнять решения, принятые на
предыдущем этапе.
При подготовке экспертизы руководителю и аналитикам группы подготовки необходимо решать следующие вопросы:
– определить ситуацию, при которой будет проходить экспертиза, цели и приоритеты этих целей,
– данные об эксперименте
ОБЪЕКТ
ОЭ
Э
– выходная и входная
информация экспертизы
Q
– обратная связь
АН
Рис. 5.12. Блок-схема экспертного оценивания:
Э – эксперт; Q – оператор оценивания; ОЭ – орган экспертизы;
АН – анализ данных
222
– определить ожидаемые сценарии развития ситуации,
– предложить методику отбора будущих экспертов, систему тестового оценивания, процедуры повышения, степени согласованности мнений экспертов.
Важнейшими принципами контролирования обучения являются:
– объективность,
– систематичность,
– наглядность (гласность).
Объективность заключается в научно обоснованном содержании
контрольных заданий, вопросов, равном, дружеском отношении
педагога ко всем обучаемым, точном, адекватном установленным
критериям оценивании знаний, умений.
Принцип систематичности требует комплексного подхода к проведению диагностирования, при котором различные формы, методы и средства контролирования, проверки, оценивания используются в тесной взаимосвязи и единстве, подчиняются одной цели.
Принцип наглядности (гласности) заключается прежде всего в
проведении открытых испытаний всех обучаемых по одним и тем
же критериям. Принцип гласности требует также оглашения и мотивации оценок.
Получаемые качественные и количественные оценки являются
входным результатом для прогнозирования возможных вариантов
и перспектив развития исследуемого социально-педагогического
объекта.
В настоящем разделе авторы ограничились только методами
педагогической экспертизы. Дальнейшие разделы педагогической
квалиметрии включают:
– социально-педагогическое прогнозирование, т. е. поиск возможных перспектив развития исследуемого социально-педагогического объекта;
– социально-педагогическое моделирование, т. е. формирование
модели, преобразование модели и перенос результатов на объект.
должны стать предметом рассмотрения дальнейших исследований.
В заключение следует сказать, что педагогическая квалиметрия
есть только основа и начальная стадия сложного процесса управления качеством образовательной деятельности. Без знания об уровне свойств и качеств рассматриваемых объектов нет возможности
для научно обоснованного принятия необходимого управленческого решения и последующего осуществления соответствующего превентивного или корректирующего воздействия на объект с целью
изменения его качества.
223
5.6.4. Критерии отбора студентов
при переходе в магистратуру
Проблема подготовки для перехода на подготовку по магистерским программам представляет большой интерес и является одной
из главных целей выпускающих кафедр университета. Основными
требованиями при отборе являются:
– объективность, т. е. корректное применение методов педагогической квалиметрии при оценивании различных сторон деятельности студента;
– эффективность, т. е. выбор лучших студентов;
– измеримость, повторяемость и сопоставимость критериев оценки.
Настоящая методика разработана коллективом авторов кафедры инноватики и управления качеством и предполагает рассматривать оценку качества обученности выпускников подготовки по
бакалаврским программам как составную часть системы оценки
качества высшего образования, которая включает следующие сферы деятельности:
– учебная деятельность студентов;
– научно-исследовательская деятельность студентов;
– общественная деятельность.
Учебная деятельность ведется на основании ГОС, примерных
программ, разработанных УМО по направлениям, и программ, разработанных непосредственно кафедрой инноватики и управления
качеством ГУАП и направлена на развитие всех оговоренных ГОС
универсальных, общенаучных, инструментальных, социальноличностных, общекультурных и профессиональных компетенций.
Оценка учебной деятельности осуществляется в рамках принятой в ГУАП модульно-рейтинговой системы (далее – рейтинговая
система) с целью обеспечения комплексной оценки степени освоения студентами основных образовательных программ ВПО.
Рейтинговая система является единой для всех факультетов и
кафедр университета и реализуется с применением автоматизированной компьютерной подсистемы, обеспечивающей сбор и обработку информации, поступающей с факультетов и кафедр.
Безупречное усвоение каждой изучаемой студентом в семестре учебной дисциплины оценивается в 100 рейтинговых баллов
(«100% успеха»). Эти баллы распределяются по всем видам занятий (кроме курсового проектирования или курсовой работы), предусмотренных в данном семестре по дисциплине в соответствии с
учебным планом.
224
Система оценки знаний студентами по каждому из модулей изучаемой дисциплины в семестре позволит формировать итоговые
экзаменационные оценки без сдачи экзамена во время экзаменационной сессии.
Для организации постоянного текущего контроля и управления
учебным процессом все кафедры в установленные сроки: в осеннем
и весеннем семестрах передают в деканаты сведения по рейтинговым оценкам студентов и заполняют соответствующую форму ведомости. Если по дисциплине наряду с лекционными предусмотрены
другие виды занятий (лабораторные, практические или семинарские), рейтинговые оценки формируются лектором с учетом баллов, набранных на всех видах занятий.
Однако стремление к конкретному следованию за требованиями
учебного плана оставляет в стороне развитие самообразования и
стремления к приобретению навыков научной и исследовательской
деятельности. Поэтому авторы предлагают восполнить этот пробел
и предложить критерии для более объективного отбора претендентов на продолжение подготовки по магистерским программам.
Научно-исследовательская деятельность студентов. Идеи существовавшей в 80–90-е гг. прошлого столетия НИР студентов дополняются:
– элементами более четкой организации процесса НИРС и придания ему элемента обязательности;
– введением объективной оценки усилий студентов за счет применения статистических шкал и ранжирования направлений деятельности;
– связью с конкретными организациями для решения практических задач по их заказу.
Рассмотрим указанные пункты более подробно.
Организация процесса НИРС. Организующим началом является создание студенческого научно-технического общества (СНТО).
Начальный период создания СНТО приходится на февраль-март
второго семестра. Необходимыми условиями создания СНТО являются:
– успешная защита реферата по введению в специальность, при
этом реферат не может быть точной копией публикации в научном
журнале или Интернете, а должен представлять аналитический обзор по заявленному направлению. Кроме рейтинговой оценки необходима рекомендация ведущего преподавателя;
– абсолютная успеваемость по главным предметам первого семестра (физика, математика, информатика, социальные науки).
225
Понимая, что СНТО уже существует, вновь организованная
структура становится секцией первого курса. По опыту секция первого курса охватывает 20–25% от общего числа студентов первого
курса. Для вступления в СНТО на втором и последующих курсах
необходимо представить аналитический реферат с положительным
отзывом ведущего преподавателя и рекомендации двух членов
СНТО. Таким образом, структура СНТО представляет собой четыре
низовых курсовых секций, руководители которых избираются открытым голосованием всех членов секции и совета СНТО. Порядок
создания совета СНТО и его деятельности регламентируется Положением об СНТО.
Указанная методика с успехом может быть использована при реализации бакалаврской подготовки по другим направлениям. В настоящее время в ГУАП реализуется 14 магистерских программ на
кафедрах различных факультетов. Предлагаемая методика берется ими за основу, естественно при различном подходе к формированию критериев оценки.
Общественная деятельность объединяет разнообразные виды работ, выполняемые на общественных началах, в том числе: участие в
деятельности общественных объединений и организаций – профессиональных, научных, творческих и др.; выполнение различных
поручений, связанных с жизнью производственного коллектива
(кафедры, факультета, всего вуза); установление связей и контактов с другими кафедрами, факультетами, вузами, образовательными учреждениями и общественными формированиями и т. д.
Итак, образовательная деятельность студента – многоуровневое
и системное явление, включающее в себя совокупность составляющих, проявляющихся в тех или иных видах его образования (работы) в вузе. Поскольку целью предлагаемой процедуры является отбор выпускников бакалавриата к поступлению в магистратуру, то
системообразующим элементом целостной системы обучения в вузе
следует рассматривать научно-исследовательскую работу студента.
Оценке указанных составляющих и комплексной оценке степени
готовности освоения магистерской программы должен соответствовать определенный инструментарий.
Целью процесса отбора являются определение соответствия необходимого уровня подготовки кандидатов к освоению программы
специализированной подготовки магистра, установленным требованиям ГОС ВПО и осуществление конкурсного отбора.
Порядок оценки деятельности членов СНТО. Деятельность
НИРС весьма многообразна, поэтому необходимо установить:
226
– что собой в реальной деятельности представляет научно-исследовательская работа студента (из каких составляющих состоит);
– в какой степени эта индивидуальная работа соответствует общим требованиям, предъявляемым к такой деятельности и отраженным в действующих нормативах и стандартах о ВПО;
– выявить, насколько работа конкретного студента отвечает
ожиданиям, потребностям руководителей, сотрудников, студентов
и собственным потребностям и ожиданиям студента.
Целостную и полную характеристику качества выполнения научно-исследовательской работы студента будем рассматривать как
индивидуальную и коллективную научная деятельность с точки
зрения наличия профессиональных, индивидуально-типологических, функционально-ролевых признаков качества деятельности
студента.
Индивидуальную и коллективную научную деятельность разобьем на следующие составляющие:
– подготовка научных публикаций;
– разработка программного продукта;
– участие в создании методических материалов кафедры (в том
числе разработка лабораторных работ);
– участие в студенческих грантах, в бюджетных и хоздоговорных работах кафедры;
– участие в решении практических задач, поставленных внешними организациями.
По каждой составляющей как особому виду научно-исследовательской деятельности студента необходимо выявить и обосновать
критерии оценки качества этой деятельности.
Эти критерии должны быть в определенной мере универсальны,
т. е. применимы для любых условий – для оценки специалистов и
бакалавров; для любых кафедр/вузов.
На основе обозначенных подходов по каждой группе разработаны критерии оценки. Каждая составляющая оценивается по шкале
предпочтений путем введения рангов. Важность и значимость работ по отдельным направлениям оценивается повышающими коэффициентами.
Важность и значимость работ по отдельным направлениям оценивается повышающими коэффициентами. Величина этого коэффициента устанавливается в каждом конкретном случае советом
СНТО по представлению руководства кафедры и научного руководителя соответствующего направления. Обоснованность принятого
решения доводится до всех членов СНТО. Так, например, если ре227
зультаты гранта отмечены внешним жюри и нашли практическое
применение, то повышающий коэффициент может варьироваться
от двух до пяти. Это позволяет члену СНТО сосредоточиться на одном или нескольких видах деятельности, а не стараться набрать
максимальное количество баллов по каждому из направлений.
Оценка общественной работы студента проводится на основе
всех результатов общественной работы, подкрепленных соответствующими отзывами профкома студентов и/или соответствующих
организаций и объединений студентов или внешних общественных
организаций.
Обобщение результатов оценки проводится с использованием
предложенных выше методов ССП или методики RADAR.
Порядок итоговой оценки деятельности студентов в процессе
бакалаврской подготовки. Основной целью предлагаемой процедуры является отбор выпускников бакалавриата к поступлению
в магистратуру.
Для поступления в магистратуру необходимо выполнить ряд
обязательных условий:
а) защита выпускной бакалаврской работы с оценкой 65–100 по
рейтинговой шкале, что соответствует оценке «хорошо» или «отлично»;
б) осознанное личное желание продолжать обучение в магистратуре;
в) контрольная сумма баллов, полученная за время деятельности в СНТО, при этом сумма баллов является переменной величиной, и правила ее формирования могут пересматриваться один раз
в год в начале осеннего семестра;
г) согласие или рекомендация будущего руководителя магистерской программы при выполнении условий а), б), в).
В Прил. 7 (табл. П7.1–П7.6) приведены примерные значения
баллов, начисляемых за разные виды деятельности.
Учитывая, что число мест в магистратуре, выделяемое по бюджету, ограничено, то контрольная сумма баллов пункта в) в этом
случае составляет 85–100 баллов.
Для поступления в аспирантуру на контрактной основе необходимо набрать 45–84 балла.
Выпускники, набравшие менее 45 баллов или вообще не имеющие таковых и не являющиеся членами СНТО, выпускаются бакалаврами в соответствии с нормативными документами Минобрнауки и Положением о бакалаврской подготовке ГУАП. Поступление
данной категории выпускников в магистратуру возможно через два
228
года при наличии рекомендации с места работы и только на контрактной основе.
Предлагаемая методика в виде РДО ГУАП и будет внедрена после обсуждения Институтом качества образования и методическим
советом ГУАП.
Методы оценки качества и эффективности выполнения действий
на основе предлагаемой методики будут соответственно уточнены.
229
ГЛАВА 6
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В УПРАВЛЕНИИ КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТОВ
6.1. Общее представление об информатизации
процесса управления качеством проектов
Создание, внедрение и поддержка СМК вуза, соответствующей
требованиям международных стандартов серии ИСО 9000, является трудоемким и длительным процессом, связанным с увеличением
объема нормативной и рабочей документации, а также процессов
сбора и анализа разнородной информации, которые должны быть
четко определены и упорядочены. В таких условиях обеспечить результативное выполнение процессов СМК можно, только оптимизировав материальные и временные затраты.
Менеджмент качества как специфический вид деятельности
предполагает, прежде всего, комплексное решение задач планирования, обеспечения, управления и улучшения качества каждого
проекта и его процессов, образующих цикл управления «PDCA».
В результате руководство качеством в компании представляет собой довольно сложную систему взаимосвязанных процедур, «обслуживающих» сеть процессов, определяющих качество конечной
продукции. При этом основной упор в условиях жесткой конкуренции делается на информационные технологии, направленные
на мобилизацию «внутренних резервов» – руководство процессами
с точки зрения снижения издержек. Сегодня это, пожалуй, один из
немногих реальных источников ресурсов для решения вопросов эффективного руководства компанией.
Методы менеджмента качества, которые получили название
«Quality engineering» можно разделить на три направления:
– исследования, направленные на разработку новых форм систем менеджмента качества через организационную структуру
системы качества, перераспределение ответственности и полномочий, ресурсов, каналов связи между подразделениями;
– исследования, направленные на разработку новых методов
мотивации работников организации, новых подходов к формированию корпоративного мышления;
– исследования, направленные на разработку новых методов и
информационных технологий, поддерживающих процедуры планирования, обеспечения, управления и улучшения как сети про230
цессов, так и отдельно взятых процессов на протяжении всего ЖЦ
продукции.
Каждое из этих направлений характерно наличием огромного
объема информации и большого числа рутинных и длительных
операций, поэтому информатизация этих процессов жизненно необходима.
В настоящее время на рынке существует достаточное количество
предложений ПО, позволяющего решать стратегические, тактические и оперативные задачи управления качеством проектов. Учитывая задачи, поставленные в данном исследовании, авторы предлагают условную классификацию множества ПО, имеющегося на рынке:
– поддерживающее стандарты серии ИСО 9000 и интегрированные с ними (ИСО 14000, OHSAS, HACCP);
– поддерживающее системы статистического управления производством (ГОСТ Р 50779.30–95 ГОСТ Р 50779.52–95);
– специально разработанное для управления проектами ОУ.
Авторы не претендуют на корректность такого представления
ПО и тем более не ставят задачу подробного анализа всего многообразия ПО. Ниже будут приведены сведения о ПО, которым авторы
пользовались в своей практической деятельности. Кроме того, авторы считают полезным остановиться на идеях OLAP-технологий,
которые получают все большее развитие и применение, в том числе
и в образовательных учреждениях.
История развития использования информационных технологий при планировании и управлении производством началась
практически с появлением первых персональных компьютеров.
В табл. 6.1 приведена эволюция стандартов.
Большой путь пройден от создания баз данных до современных
хранилищ, используемых в сервис-ориентированных архитектурах с применением OLAP-технологий.
Представляет интерес рассмотреть процессы планирования и
управления предприятиями по мере совершенствования и широкого внедрения ПО информационных технологий (табл. 6.2).
Рассмотрим некоторые моменты современного хранения данных.
Хранилище данных (репозитории), согласно классическому
определению, – это совокупность средств, позволяющих предоставлять данные в целостном, предметно-ориентированном виде для
анализа и принятия управляющих решений. Иными словами, хранилище данных объединяет информацию, имеющуюся в информационных системах предприятия (университета), и подготавливает
ее для анализа.
231
Таблица 6.1
Эволюция стандартов системы MRP/ERP
Методология
Комментарии
MPS (Master Planning
Shedule)
Старая методология, хорошо известна под
названием «объемно-календарное планирование». Является базовой практически для всех
планово-ориентированных методологий
MRP/CRP (Material/
Методология планирования материальных/
Capacity Requirements производственных ресурсов. Сущность метоPlanning)
дологии MRP состоит в определении конечной
потребности в ресурсах по данным объемно-календарного плана производства
FRP (Finite/Finance
Под данной аббревиатурой скрываются две разRequirements Planning) личные методологии:
– планирование производственных ресурсов
в условиях ограниченных мощностей);
– планирование финансовых ресурсов
Таблица 6.2
Программное обеспечение информационных технологий
Характер
информатизации
Отсутствие
системы автоматизации
Локальные
программы
Комплексы
локальных
программ
ERP
232
Результат
Хаос
Нет связи между программами
Нет единых справочников (кафедр, специальностей,
дисциплин)
Нет единых форматов документов
Нет информации для принятия решений
Сложность синхронизации справочников
Нет информации для принятия решений
Сложность синхронизации справочников
Нет информации для принятия решений
Работа только по правилам информационной системы
Значительные финансовые и трудовые вложения
Избыточная функциональность комплекса
Отказ от большинства купленных ранее программ
Закрытость платформы
Отсутствие функций специфики учебного процесса
(учебные планы, ведомости, успеваемость и т. д.)
Окончание табл. 6.2
Характер
информатизации
OLAPтехнологии
Результат
Сохраняет инвестиции в существующее ПО
Объединяет в единое хранилище данных
Открытость и легкость настройки платформы
Быстрая адаптация при изменении требований
Создание системы управления учебным процессом
Получение информации для принятия решений
Для поддержки принятия решений необходимы отчеты, составляемые на основе данных из различных информационных систем.
На их создание постоянно требуется значительное время. В итоге
пользователи и аналитики выражают недовольство недоступностью информации, необходимой им для анализа. Такая ситуация
в англоязычной литературе часто называется «data in jail», или
«данные в тюрьме». Иными словами, информация имеется, но она
недоступна аналитикам и руководству.
В отличие от оперативных систем, хранилище данных содержит
информацию за весь требуемый временной интервал – вплоть до нескольких десятилетий – в едином информационном пространстве,
что делает такие хранилища идеальной основой для выявления
трендов, сезонных зависимостей и других важных аналитических
показателей.
По сути, хранилище данных – это место, в которое собирается
вся информация из компании. Основная задача хранилища данных
состоит в организации единого места сбора и хранения данных. Это
позволяет стандартизовать интерфейсы для генераторов отчётов,
Data Mining и OLAP-систем.
Data Mining – интеллектуальный анализ данных (ИАД) – выявление скрытых закономерностей или взаимосвязей между переменными в больших массивах необработанных данных. Подразделяется на задачи классификации, моделирования и прогнозирования и др. ИАД включает методы и модели статистического анализа
и машинного обучения, дистанцируясь от них в сторону автоматического анализа данных. Инструменты ИАД позволяют проводить анализ данных предметными специалистами (аналитиками),
не владеющими соответствующими математическими знаниями.
В связи с тем, что ИАД несколько выпадает из контекста монографии, его инструменты далее не рассматриваются.
OLAP (OnLine Analytical Processing) – это не отдельно взятый
программный продукт, не язык программирования и даже не кон233
кретная технология. Если постараться охватить OLAP во всех его
проявлениях, то это совокупность концепций, принципов и требований, лежащих в основе программных продуктов, облегчающих
аналитикам доступ к данным. Определим OLAP-технологии, как
технологии, которые облегчают жизнь аналитикам, их работу и
предоставляют гибкие инструменты для работы с большими массивами числовых данных. Более подробному описанию этих технологий посвящен п. 6.4.
6.2. Программное обеспечение, поддерживающее стандарты
ИСО 9000 и интегрированные с ними
В последнее время передовые предприятия все чаще внедряют
интегрированные СМК, учитывающие инвариантность принципов
менеджмента как для задач качества, так и для задач мониторинга
окружающей среды (ИСО 14000), охраны здоровья и жизнеобеспечения (OHSAS, HACCP). Среди ПО, поддерживающего названные
стандарты, можно назвать:
– 1С: Предприятие 7.7 конфигурации «Управление качеством»,
– АВРО–БУС «Служба качества, V.2.0» для «1С: Предприятие 7.7»,
– Инталев: Бизнес-процессы,
– Digital Design «DocsVision «Управление качеством»,
– Хомнет: СМК 8.0,
– IDS Scheer AG – комплекс программных продуктов ARIS и др.
Основной особенностью перечисленных программных продуктов является ориентированность на деятельность в сфере производства. При этом особое внимание в них уделяется специфике производственных процессов, процессов, связанных с коммерческой
деятельностью предприятий, а также системами организации документооборота. Практически все они предназначены для автоматизации работы отделов, занимающихся управлением качеством в
организациях, разработаны на основе требований международного
стандарта ISO 9001:2008 и могут быть использованы в организациях любых размеров, ощущающих потребность в централизованном
хранении, систематизации и анализе данных о качестве работы.
Использование этих продуктов позволяет значительно сократить
издержки, связанные с внедрением и эксплуатацией СМК в организации. Рассмотренные программные продукты обладают унифицированной типовой структурой, призванной решать следующие
задачи (на примере «Служба качества», V.2.0):
234
Поддержка процессного подхода: регистрация процессов организации и установка взаимосвязей между ними, назначение владельцев процессов. Регистрация этапов процессов, нормативной
документации и записей по качеству по ним. Регистрация требований к выполнению процессов, а также навыкам и знаниям, необходимым для качественного выполнения процессов. Установка целей
в области качества и отслеживание их достижения.
Управление нормативной документацией: ведение списка нормативных документов и бланков, входящих в «Руководство по качеству», управление их версиями. Ведение списка рассылки копий
нормативных документов, а также отслеживание изменений в их
версиях. Формирование руководства сотрудника, в котором указан
весь перечень процессов, закрепленных за сотрудником, а также
нормативные документы по каждому процессу.
Управление записями по качеству: ведение записей по качеству
по различным процессам и проведение анализа по ним.
Управление несоответствиями, корректирующими и предупреждающими действиями: Регистрация несоответствий (в том
числе, потенциальных), их анализ, назначение корректирующих и
предупреждающих действий, а также осуществление контроля их
выполнения. Проведение анализа несоответствий, корректирующих
и предупреждающих действий посредством отчетов и диаграмм.
Обработка жалоб и благодарностей от клиентов: регистрация
и обработка жалоб и благодарностей, контроль выполнения мероприятий по устранению жалоб, а также оценка удовлетворенности
заказчика этими мероприятиями. Анализ поступающих жалоб и
благодарностей посредством различных отчетов и диаграмм.
Оценка удовлетворенности заказчиков продукцией организации (работами, услугами): планирование опроса заказчиков с целью определения их удовлетворенности качеством продукции организации, регистрация информации по результатам этого опроса, а
также анализ удовлетворенности заказчиков.
Проведение аудитов качества: планирование проведения аудитов качества, регистрация полной информации по ним, а также
проведение анализа полученных результатов.
Управление квалификацией персонала: регистрация информации
об образовании сотрудников, их навыках, знаниях и квалификации.
Ведение записей по обучению персонала и регистрация аттестаций
сотрудников. Проведение анализа квалификации персонала.
Управление закупками: ведение записей по поставщикам и проведение мероприятий по анализу поставщиков.
235
Управленческие мероприятия: планирование различных управленческих мероприятий (собрание сотрудников, анализ со стороны
руководства и др.), регистрация информации по этим мероприятиям (состав участников, основная повестка мероприятия, дополнительные вопросы и др.), регистрация решений, принятых на мероприятии, и контроль их выполнения.
Отчетность подразделения: подготовка отчетов, содержащих в
себе информацию по работе подразделения «Служба качества»: результаты аудитов, несоответствия, корректирующие и предупреждающие действия, удовлетворенность, жалобы, план оценки удовлетворенности, план мероприятий и т. п.
Важными являются дополнительные возможности, предоставляемые электронной СМК, среди которых необходимо выделить
следующие:
– графическое представление процессов и возможность задавать
маршрут;
– автоматическая проверка корректности схем процессов;
– выполнение поставленных задач исполнителями по заданному алгоритму;
– контроль всех выполняемых процессов на каждом этапе;
– анализ эффективности процессов;
– оптимизация процессов;
– целенаправленность выполнения процессов;
– ответственность за выполнение каждой задачи и процесса в
целом;
– разработка сложных иерархических схем процессов;
– интеграция с внешними базами данных, электронной почтой:
наличие единой внутренней и внешней почты;
– возможность автоматического запуска регулярных процессов
и процессов при наступлении стандартных событий;
– автоматическое составление должностных инструкций;
– мониторинг и контроль состояния каждого процесса, анализ
выполнения процессов;
– возможность распространения схем процессов;
– наличие единой внутренней базы данных. Хранение произвольной, но систематизируемой информации в виде классификаторов, и использование их в качестве параметров процессов;
– возможность многопользовательской удаленной работы с
СМК.
Система менеджмента качества вуза отличается от производственной, и поэтому требует несколько иного подхода к описанию и
236
сопровождению процессов. Система качества высшего образования
в настоящее время, в основном, базируется на стандартах ИСО серии 9000 и на элементах всеобщего управления качеством. Основные приложения СМК в вузе:
– организационная структура;
– направленность на достижение долгосрочного успеха (4–10
лет);
– современные развивающиеся научные подходы;
– вовлеченность всех сотрудников вуза;
– требования непрерывного улучшения качества;
– ответственность за качество у каждого сотрудника вуза.
Информационных систем СМК вуза, отвечающих всем требованиям, в настоящее время практически не существует. Все подходы к организации такой системы базируются на адаптации существующих систем управления качеством, что является вполне
обоснованным с точки зрения общих принципов СМК стандартов
ИСО и TQM. Имеются примеры создания интегрированной информационной системы управления качеством вуза на базе готовых
ЕRP систем, например, таких как 1С Предприятие конфигурации
«Управление качеством» или на базе более мощного программного
продукта фирмы АВРО–БУС «Служба качества, V.2.0».
Варианты других более современных подходов будут рассмотрены в п. 6.5.
Главной задачей при использовании имеющегося ПО является
определение того, какие решения предлагаются и какова их ценность для организации? Кроме того, возникает ряд вопросов, ответы на которые надо найти до приобретения ПО:
– какие задачи можно решить с ПО общего назначения (например, с программой MS Excel), а когда необходимо приобрести специализированную программу;
– будет ли ПО для поддержки СМК использоваться для подготовки к сертификации или для дальнейшего улучшение бизнеса;
– для какой группы сотрудников будет предназначено это ПО;
– как впишется ПО для поддержки СМК в единую АИС организации;
– кто будет администрировать ПО для поддержки СМК;
– кто будет ею пользоваться и почему и т. д.
Имеется масса примеров, когда приобретенное ПО имело частный характер и с задачами, для которых оно предназначалось,
вполне могла справиться секретарша, используя обычный компьютер. Поэтому можно повторить несколько известных правил:
237
1. Прежде чем купить новое ПО, надо определить, нельзя ли использовать или улучшить существующее.
2. Если компьютер нужен как электрифицированная папка для
бумаг, по возможности надо обойтись без ПО.
3. Если задачу можно решить ПО общего назначения, то не покупать специализированное ПО.
4. Если приобретается ПО, то по возможности надо ориентироваться на ПО открытого кода или бесплатное. Тогда не будет опасности, что ваши данные попадут «в плен» разработчика ПО.
5. Если ПО будет служить только отделу качества, то лучше его
не покупать.
В заключение необходимо заметить, что многие задачи эффективного управления не могут быть решены без компьютера, поэтому надо находить баланс между потребностями и затратами.
6.3. Программное обеспечение, поддерживающее
статистическое управление производством
Анализ состояния менеджмента качества на промышленных
предприятиях показал, что наибольший круг первоочередных проблем связан с качеством именно производственных процессов и,
в частности, с их планированием, обеспечением, управлением и
улучшением.
Подавляющее большинство процессов можно по степени определенности отнести к категории «черные ящики». Этот класс процессов – наиболее сложен с точки зрения менеджмента качества. Все
широко рекламируемые, а также малоизвестные методы, техники
и подходы для решения проблем качества этих процессов можно
объединить под одним названием «статистическое управление производством», так как основаны они на принципах теории вероятности и математической статистики.
Основой для СУП являются данные о параметрах качества продукции и процессов, накапливаемые в количественной или качественной форме. На сегодняшний день существует много всевозможных приемов и методик СУП, а также их ПО.
К сожалению, многие выпускники технических вузов, приходящие на производство, не только могут эффективно использовать
это ПО, но порой не имеют представления об открывающихся возможностях. В значительной степени это относится и к инженерному персоналу предприятий. Большинство инженеров ограничива238
ются возможностями только статистического пакета электронных
таблиц Excel.
Появились мощные ППП: SPSS (SPSS Inc.), STATGRAPHICS
(Manugistic Inc.), STATISTICA (Stat.Soft) и другие с достаточно дружественными интерфейсами. Сравнительный анализ этих пакетов
показал, что количество модулей статистической обработки данных
сегодня устоялось, относительно невелико и обеспечивает решение
многих возможных задач менеджмента в разных отраслях бизнеса в
части всестороннего анализа и прогноза деловых процессов.
Однако появление мощных методов менеджмента качества таких, как РП, анализ причин и последствий отказов – ФМЕА, структурирование функции качества (СФК), метод шести сигм – МШС
и т. д. привело к тому, что вышеназванные ППП не могут обеспечивать специфические задачи менеджмента качества. В работе [9]
рассмотрена подробная классификация инструментов менеджмента качества, поэтому просто отметим, что современные инструменты исследования и постоянного повышения качества требуют ПО,
учитывающее специфику этих методов. Поэтому фирмы-изготовители ПО начали выпускать специализированное ПО, обеспечивающее задачи СУП. Нетрудно показать, что алгоритм обеспечения
качества одинаков для процессов любой природы. Удачная формализация любого процесса практически всегда приводит к прагматичному подходу – действительные значения параметра качества
процесса должны укладываться в установленные границы (поле
допуска), определяющие понятие «уровень качества». Такой подход включает две последовательно-параллельные задачи:
– центрирование действительного и заданного полей рассеяния
значений параметра качества (совпадение математического ожидания и середины поля допуска);
– снижение диапазона действительного рассеяния параметра до
значения индекса воспроизводимости процесса, например: Ср > 1,33.
Программное обеспечение разгружает менеджера от необходимости глубокого профессионального познания разделов высшей
математики и позволяет сосредоточиться на постановке задачи,
формализации исходных данных, интерпретации результатов расчетов. Это, на наш взгляд, является ключевым моментом, создающим реальные предпосылки для внедрения СУП на промышленных предприятиях в качестве основы методологии менеджмента
качества процессов.
Ниже кратко рассматриваются наиболее интересные представители этого семейства ПО:
239
– RAM Commander – пакет для проведения инженерных расчетов, связанных с надежностью электронных, электромеханических и механических систем. В нем реализованы основные методы
прогнозирования надежности для облегчения работы проектировщиков
Используя RAM CommandeR, проектировщик может проводить
расчет функциональной надежности, анализ видов и последствий
потенциальных отказов по методу FMEA/FMECA, строить и анализировать деревья отказов (FTA – fault tree analysis), строить температурные кривые, оптимизировать ремонт и количество запасных
частей, выбирать и производить корректирующие действия, проводить анализ чувствительности и устраивать экспертные оценки.
Удобный интерфейс и модульная структура RAM Commander
рассчитаны на обычного пользователя. Разработчиками этого пакета реализованы технологии Drag–and–Drop/Cut–and–Paste и
процедура быстрого ввода данных, что значительно облегчает работу. Имеется возможность выбрать формат, в котором будут составляться отчеты: MS Access, MS Excel и др. Реализована поддержка
работы пакета в локальной сети.
Одним из важнейших преимуществ RAM Commander является
соответствие проводимых в нем расчетов основным международным стандартам: ИСО 9000, Мороз–6, Климат–7, MIL–HDBK–217
F Notice; BellCore Issue; HRD4, HRD5 British Telecom; RDF93 CNET
French Telecom; IRPH93 Italtel; RADC TR 85–91 Non-operating;
NPRD–95 for non-electronic parts; MIL–HDBK 472, Procedure 5A.
На первом этапе работы в среде RAM CommandeR создается новый проект и задаются все необходимые параметры (или устанавливаются их значения по умолчанию).
На втором этапе (product tree phase) производится ввод или импорт дерева изделия. Используя процесс сверху–вниз (top–down),
инженер–пользователь может производить декомпозицию системы в дерево модулей (assemblies), подмодулей (subassemblies) и
компонентов (components).
По окончании построения дерева, можно переходить к следующему этапу – расчету надежности (reliability), готовности
(availability) и ремонтопригодности (maintainability). Пользователь может осуществлять вычисления для всего дерева изделия
или ограничить их отдельным элементом (компонентом, блоком
или подсистемой).
Использование дополнительных модулей – отдельный этап при
работе с RAM Commander.
240
– Minitab Quality Companion 3 помогает эффективно разрабатывать, организовывать и реализовывать бизнес-проекты. Решение позволяет управлять проектами и выполнять поставленные задачи
любой сложности. С помощью Quality Companion 3 можно создавать
пошаговый план реализации проекта, централизованно объединять данные и обмениваться информацией, настраивать функции и
оформлять данные в соответствии с корпоративными требованиями,
обозначать на схеме процессы и варианты решения задач, объединять
идеи и сложные задачи с помощью специальных инструментов, создавать презентации и т. д. Quality Companion от Minitab упрощает задачи улучшения качества предоставляя все необходимые инструменты
для планирования, организации, развития и выполнения проектов.
Аккумуляция всех необходимых ресурсов в одном файле позволяет
сэкономить время и сфокусироваться на достижении целей проекта.
– QStat – cистема выбора и анализа планов статистического
контроля по альтернативному признаку для партий продукции на
основе ГОСТ Р 50779.52–95 предназначена для специалистов предприятий, занимающихся вопросами управления и контроля качества продукции. Система рассчитана на продукцию, выпускаемую
партиями и контролируемую выборочным (статистическим) методом по альтернативному признаку, т. е. когда попавшее в выборку
контролируемое изделие признается годным или несоответствующим (по данному показателю качества).
С помощью системы QStat можно:
– проводить приемку партий продукции от поставщиков,
– принимать продукцию перед отправкой потребителю,
– организовать внутрифирменную приемку и отношения между
цехами.
Система позволяет:
– проводить анализ характеристик любых одно- и двухступенчатых планов статистического контроля по альтернативному признаку, а также проводить сравнительный анализ характеристик
нескольких планов;
– проводить анализ сдвоенных процедур контроля по альтернативному признаку, когда продукция контролируется дважды, например, у изготовителя и у потребителя;
– проводить синтез (получение) планов статистического контроля по альтернативному признаку с требуемыми характеристиками
как для изготовителя, так и для потребителя продукции.
Система QStat может быть использована также для обучения
специалистов по управлению качеством продукции в части методов
241
и планов статистического контроля качества. Кроме того, при ее помощи можно решать некоторые задачи по теории вероятностей, связанные с биномиальным и гипергеометрическим распределениями.
6.4. OLAP-технологии
В наше время без систем управления базами данных не обходится практически ни одна организация, особенно те, которые традиционно ориентированы на взаимодействие с клиентами. Банки,
страховые компании, учебные заведения, транспортные компании, телекоммуникационные и маркетинговые фирмы и т. д. – все
они собирают и хранят в своих базах гигабайты данных о клиентах,
продуктах и сервисах. Ценность подобных сведений несомненна.
Такие базы данных называют операционными, или транзакционными, поскольку они характеризуются огромным количеством
небольших транзакций, или операций записи-чтения. Компьютерные системы, осуществляющие учет операций и собственно доступ
к базам транзакций, принято называть системами оперативной
обработки транзакций (OLTP – On–Line Transactional Processing),
или учетными системами.
Учетные системы настраиваются и оптимизируются для выполнения максимального количества транзакций за короткие промежутки времени. Как правило, большой гибкости здесь не требуется, и чаще всего используется фиксированный набор надежных
и безопасных методов сбора данных и отчетности. Показателем
эффективности является количество транзакций, выполняемых
за секунду. Обычно отдельные операции очень малы и не связаны
друг с другом. Однако каждую запись данных, характеризующую
взаимодействие с клиентом, можно использовать для получения
качественно новой информации, а именно для создания отчетов и
анализа деятельности фирмы.
Набор аналитических функций в учетных системах обычно весьма ограничен. Схемы, используемые в OLTP-приложениях, осложняют создание даже простых отчетов, так как данные чаще всего
распределены по множеству таблиц и для их агрегирования необходимо выполнять сложные операции объединения. Как правило,
попытки создания комплексных отчетов требуют больших вычислительных мощностей и приводят к потере производительности.
Кроме того, в учетных системах хранятся постоянно изменяющиеся данные. По мере сбора транзакций суммарные значения
242
меняются очень быстро, поэтому два анализа, проведенные с интервалом в несколько минут, могут дать разные результаты. Чаще
всего анализ выполнятся по окончании отчетного периода, иначе
картина может оказаться искаженной. Кроме того, необходимые
для анализа данные могут храниться в нескольких системах.
Некоторые виды анализа требуют таких структурных изменений, которые недопустимы в текущей оперативной среде. Например, нужно выяснить, что произойдет, если у компании появятся
новые продукты. На базе OLTP такое исследование провести нельзя. Следовательно, эффективный анализ редко удается выполнить
непосредственно в учетной системе.
Альтернативная технология OLAP (оперативная аналитическая обработка) была предложена в 1993 г. Эдгаром Коддом (Edgar
Codd), автором реляционной модели. Сегодня термин OLAP используется как основное понятие для различных технологий, включая
системы поддержки принятия решений, Business Intelligence и
управленческие информационные системы. Этот метод позволяет
аналитикам, менеджерам и руководителям «проникнуть в суть»
накопленных данных за счет быстрого и согласованного доступа к
широкому спектру представлений информации. Исходные данные
преобразуются таким образом, чтобы наглядно отразить структуру
деятельности предприятия.
При этом конечному пользователю предоставляется ряд аналитических и навигационных функций:
– расчеты и вычисления по нескольким измерениям, иерархиям и/или членам;
– анализ трендов;
– выборка подмножеств данных для просмотра на экране;
– углубление в данные (drill down) для просмотра информации
на более детализированном уровне;
– переход к детальным данным, лежащим в основе анализа;
– поворот таблицы отображаемых данных.
Как правило, учетные системы работают с реляционными базами данных. Для OLAP-приложений же разработана специальная
многомерная модель, которая позволяет более эффективно использовать данные, накопленные в оперативных системах. Необходимо
отметить, что различия этих технологий существенны. В табл. 6.3
приведено сравнение системных характеристик OLTP и OLAP.
Существуют технологические проблемы, которые необходимо
преодолеть для внедрения аналитических возможностей в учетные
системы. Среди них можно назвать следующие сложности: разли243
Таблица 6.3
Сравнение характеристик
Системная
характеристика
Учетная система
(OLTP)
Взаимодействие
с пользователем
Данные, используемые при обращении
пользователя
к системе
Время отклика
На уровне транзакции
Использование аппаратных ресурсов
Характер данных
Стабильное
Отдельные записи
Секунды
Главным образом первичные (самый низкий
уровень детализации)
Характер доступа
Предопределенные
к базе данных
или статические пути
доступа и отношения
данных
Изменчивость данных Высокая (данные
обновляются с каждой
транзакцией)
Приоритеты
Высокая производительность
Высокая доступность
OLAP
На уровне всей базы
данных
Группы записей
От нескольких секунд
до нескольких минут
Динамическое
В основном производные (сводные значения)
Неопределенные или
динамические пути
доступа и отношения
данных
Низкая (во время запроса данные обновляются
редко)
Гибкость
Автономность пользователя
чие в аппаратных платформах (компьютерах, сетях и периферийных устройствах), использование разного ПО (разнообразных операционных систем, СУБД, языков программирования, протоколов,
связующего ПО и т. п.), а также географическое распределение баз
данных по всей организации и вне ее.
Процесс интегрирования OLAP-технологии с учетными системами может осуществляться по-разному. Прямая настройка аналитических средств (Direct BI) затруднена. Возможно также создание дублированных баз данных, витрин и хранилищ данных.
Практически всегда возникает необходимость в преобразовании
операционных данных в аналитические. Для создания многомерного представления нужно настроить данные так, чтобы они соответствовали логической многомерной структуре, далекой от структуры учетной системы. Например, многие измерения, используе244
мые для анализа, могут вообще не иметь соответствий в учетных
системах и извлекаться из других источников.
Средства OLAP часто реализуются в виде набора многопользовательских приложений с Web-поддержкой, дают быстрый доступ к
любому элементу базы вне зависимости от объема и сложности данных. Часто это достигается за счет использования OLAP-сервера –
мощного многопользовательского инструмента для работы с многомерными структурами данных. Конструкция сервера и структура
данных оптимизируются таким образом, чтобы можно было выполнять нерегламентированные запросы, а также быстрые, гибкие
вычисления и преобразования исходных данных.
С помощью OLAP-сервера может быть организовано физическое
хранение обработанной многомерной информации, что позволяет быстро выдавать ответы на запросы пользователя. Кроме того,
предусматривается преобразование данных из реляционных и других баз в многомерные структуры в режиме реального времени.
При использовании реляционных и многомерных средств OLAP
продукты вливаются в существующую корпоративную инфраструктуру путем интегрирования с реляционными системами. Администраторы баз данных либо загружают реляционные данные
в многомерный кэш, либо настраивают кэш для доступа к SQLданным.
В табл. 6.4 приведены сравнительные характеристики различных моделей управления данными. В архитектуре, одновременно
использующей реляционные и многомерные системы, данные хранятся на OLAP-сервере или OLAP-структуры используются в качестве кэша для реляционных данных. Можно использовать комбинацию двух этих подходов, минимизируя объем данных, перемещаемых из реляционной среды в многомерную и обратно. Обычно
в реляционной системе хранятся более детализированные данные,
чем в многомерной. OLAP позволяет пользователю переходить от
сводной информации к более подробной.
Реляционная и многомерная модели математически очень похожи, поэтому отображение из одной архитектуры в другую выполняется легко. Например, переменные OLAP можно получить из
столбцов реляционной базы. Измерения многомерного куба связаны напрямую с ключами, идентифицирующими строки реляционной базы.
Модель определет, что видит пользователь, какие вычислительные функции доступны, как быстро выполняются вычисления, каковы задачи технического персонала. Обе модели дают возможно245
Таблица 6.4
Различные модели обработки данных
Характеристики Реляционные Реляционные СУБД СППР/
СУБД OLTP
Хранилища данных
Типовая опера- Обновление Отчет
ция
Уровень анаНизкий
Средний
литических
требований
Экраны
Неизменяе- Определяемые пользомые
вателем
Объем данных Небольшой От малого до большого
на транзакцию
Уровень данДетальные Детальные и суммарные
ных
Сроки хранеТолько
Исторические и текуния данных
текущие
щие
Структурные
элементы
Записи
Записи
Многомерные
СУБД OLAP
Анализ
Высокий
Определяемые
пользователем
Большой
В основном суммарные
Исторические,
текущие и прогнозируемые
Массивы
сти анализа, но использование, написание и поддержка сложного
аналитического кода в многомерной модели требует меньшего времени и усилий, чем в реляционной.
Технология OLAP оперирует следующими терминами:
– измерение: набор значений одной сущности (например, перечисление категорий студентов, даты, в том числе и построенные в
иерархическом порядке);
– агрегация: значение, получаемое путём математических операций для узлов иерархических измерений. При вычислении значения узла возможно использование значений из нескольких измерений;
– OLAP-куб – это представление данных в виде многомерных кубов. Просмотр информации, содержащейся в кубах, организуется
при помощи построения проекций многомерного куба на двухмерную плоскость, т. е. таблицу. Для этого выбираются два базовых
измерения, которые становятся столбцами и строками таблицы, а
остальные измерения используются в качестве фильтров;
– хранилище – организация данных в агрегированной форме
в виде многомерных кубов (гиперкубов), удобных для выполнения
аналитических операций. Объем данных в хранилище намного
246
больше, чем в базе учетной системы (в тысячи раз). Архитектура
хранилища представлена набором компонентов, среди них: источники данных, репозиторий метаданных (здесь описывается, какая
информация доступна и где), один или несколько серверов хранилища или центральный репозиторий (который управляет исходными базами и поддерживает многомерные представления данных), а
также интерфейсные средства (например, для создания запросов,
отчетов и выполнения анализа). При обновлении все изменения в
исходных данных отражаются в хранилище. За счет оперативных
средств обратной связи хранилище данных позволяет интегрировать процесс поддержки принятия решений с учетными системами
и внешними источниками данных.
В отличие от OLTP-баз, где хранятся детальные данные в виде
отдельных записей, в хранилище содержится сводная и консолидированная информация (часто из нескольких операционных источников), в том числе и историческая.
Основные преимущества данной технологии:
– наглядность информации: всю необходимую информацию
можно вынести в таблицу, в то время как второстепенную информацию использовать как фильтры;
– просмотр информации и получение отчётов «на лету»: данная
технология позволяет без специальных навыков создавать и изменять отчёты с минимальными затратами времени. Создание одного
отчёта может занимать от 5 мин.;
– аналитики начинают работать с консолидированной информацией, разнесенной по нескольким измерениям и спроецированной
на какие угодно двумерные проекции (таблицы).
При этом, как выяснилось в результате еще одного опроса, две
трети «мировых» и 90% «средних» компаний не уверены в точности и надежности своих прогнозов и отчетов. Возникает вопрос: почему? В качестве ответа необходимо рассмотреть два момента:
– несовместимость многочисленных ERP-систем, используемых
для сбора данных для бюджетирования, прогнозирования и отчетности, является основной причиной неточности данных;
– электронные таблицы Excell по-прежнему широко используются в финансовых отделах при проведении бюджетирования, прогнозирования и подготовке отчетности.
Все больше и больше исследований свидетельствуют о наличии
проблем, связанных с использованием электронных таблиц.
Согласно исследованию, проведенному компаниями Coopers и
Lybrand, 90% всех электронных таблиц, число строк которых рав247
няется 150, имеют ошибки. Еще одно исследование, выполненное
KPMG, показало, что 92% таблиц, используемых при управлении
налогами, содержат серьезные ошибки, а 75% таблиц включают
бухгалтерские ошибки.
В общем, проблемы, связанные с электронными таблицами,
можно рассматривать с двух точек зрения: проектирование, разработка, гибкость и прозрачность внутренних процессов.
Большинство специалистов, ответственных за разработку и сопровождение моделей электронных таблиц, не обучены, как их
проектировать и разрабатывать. И даже, когда речь заходит о проектировании и разработке систем управленческой отчетности, бюджетирования и планирования, которые используются для управления интернациональным бизнесом, эта практика превалирует.
Никто не пытается утверждать, что специализированный отдел не
подготовлен – они профессионалы в своей области. Проблема в том,
что они не обучены техническим аспектам использования электронных таблиц.
Электронным таблицам не свойственна гибкость к внесениям
изменений в структуру моделей, которые они описывают. Внутренние формулы, записанные в моделях электронных таблиц, не
являются динамическими, поэтому, если формула изменена на одной странице, она не будет автоматически скорректирована на всех
следующих страницах или в рабочих книгах. В результате любое
изменение модели, каким бы незначительным оно ни было, должно
быть продублировано вручную на каждой связанной странице или
рабочей книге.
Помимо этого, невозможно отследить, какая методология используется для управления моделью в электронной таблице. Это
связано с тем, что все формулы, которые используются для связи
с данными и манипулирования ими, скрыты. Таким образом, базовая формула оказывается непрозрачной, следовательно, и не ясна
методология, используемая для управления моделями.
Даже несмотря на серьезность изложенных выше проблем, все
они в большей степени касаются количества времени, которое необходимо для разработки, сопровождения и изменения моделей
электронных таблиц. Поэтому при наличии ресурсов нужно задуматься о продуктивности их использования. Более значимой является задача обеспечения целостности данных, которые представляются в отчете. Как правило, данные электронных таблиц хранятся в отдельных рабочих книгах, с которыми работают различные
пользователи, удаленные друга от друга. Формулы в этих рабочих
248
книгах связаны друг с другом. Эти связи, однако, разрывают цельность модели. Так, если данные в одной рабочей книге изменены,
невозможно узнать, была ли скорректирована вся модель. Для специализированного отдела это настоящая катастрофа.
Основная функция OLAP – управление измерениями, которые
применяются для моделирования основных характеристик бизнеса.
Управлять этими измерениями несложно:
– во-первых, потому что манипулирование выполняется с помощью графического интерфейса;
– во-вторых, внесенные изменения переносятся на все задействованные данные, хранящиеся в базе данных OLAP. В этом состоит коренное отличие от электронных таблиц, поскольку при их
использовании необходимо отдельно изменять каждую модель;
– наконец, с помощью OLAP можно легко создавать и рассматривать «альтернативные отношения». При использовании же
электронных таблиц одновременный просмотр всех измерений невозможен. В этом случае данные, скорее всего, поступали бы в виде
иерархии связанных электронных таблиц, причем каждая таблица более высокого уровня консолидировала и суммировала бы
информацию таблиц более низкого уровня. Поскольку такие электронные таблицы оказываются несвязанными и не обеспечивают
прозрачность всей модели, чрезвычайно сложно модифицировать
модель в приемлемые временные сроки. Возможность визуального
моделирований иерархий и управления ими, а также отображения
различных представлений отношений между элементами измерений является неоспоримым преимуществом OLAP.
OLAP – это технология, которой могут воспользоваться множество пользователей, работающих на различных платформах. Благодаря тому, что данные хранятся в одном месте – «OLAP-кубе»,
к данным и информации могут одновременно обращаться многие
пользователи, независимо от их местонахождения.
Поскольку измерения и иерархии моделируют основные характеристики бизнеса, анализ данных становится творческим процессом.
Действительно, отпадает необходимость разбираться с основными
источниками данных, и, следовательно, информация становится понятной и доступной более широкому кругу пользователей. Менеджеры могут самостоятельно отвечать на интересующие их вопросы и не
обращаться за информацией в специализированный отдел.
Как известно, отчеты, сформированные с помощью электронных таблиц, являются фиксированными отчетами, т. е. могут представлять данные только в одном формате. Поэтому, если возникает
249
необходимость в дополнительном анализе, таких отчетов оказывается недостаточно и требуется подготовка нового отчета и разработка новой модели. Наконец, формирования нерегламентированных
запросов с целью последующего анализа является труднореализуемой задачей.
Что же касается OLAP, то, благодаря тому, что и базовые бизнесмодели, и данные хранятся в одном месте, возможность анализа
данных с применением нерегламентированных запросов является
неотъемлемой частью этой технологии. Действительно, данные в
OLAP-кубе хранятся в оптимизированном для анализа виде, поэтому
их можно анализировать мгновенно, или «на лету», «углубляться» в
базовые данные и обобщать их, получая итоговые значения в отчете.
Хотя OLAP и не представляет собой необходимый атрибут хранилища данных, он все чаще и чаще применяется для анализа накопленных в этом хранилище сведений.
Компоненты, входящие в типичное хранилище, представлены
на рис. 6.1.
Оперативные данные собираются из различных источников,
очищаются, интегрируются и складываются в реляционное хранилище (репозиторий).
При этом они уже доступны для анализа при помощи различных средств построения отчетов. Затем данные (полностью или частично) подготавливаются для OLAP-анализа. Они могут быть загружены в специальную БД OLAP или оставлены в реляционном
хранилище. Важнейшим его элементом являются метаданные,
т. е. информация о структуре, размещении и трансформации данных. Благодаря ним обеспечивается эффективное взаимодействие
различных компонентов хранилища.
Подытоживая, можно определить OLAP как совокупность
средств многомерного анализа данных, накопленных в хранилище.
Теоретически средства OLAP можно применять и непосредственно
к оперативным данным или их точным копиям (чтобы не мешать
оперативным пользователям).
Основные требования к хранилищам данных:
– поддержка высокой скорости получения данных из хранилища;
– поддержка внутренней непротиворечивости данных;
– возможность получения и сравнения так называемых срезов
данных;
– (slice and dice);
– наличие удобных утилит просмотра данных в хранилище;
– полнота и достоверность хранимых данных;
250
251
Рис. 6.1. Структура хранилища данных
– поддержка качественного процесса пополнения данных.
Удовлетворять всем перечисленным требованиям в рамках одного и того же продукта зачастую не удается. Поэтому для реализации хранилищ данных обычно используется несколько продуктов, одни их которых представляют собой собственно средства
хранения данных, другие – средства их извлечения и просмотра,
третьи – средства их пополнения и т. д.
Типичное хранилище данных, как правило, отличается от обычной реляционной базы данных.
Во-первых, обычные базы данных предназначены для того, чтобы помочь пользователям выполнять повседневную работу, тогда
как хранилища данных предназначены для принятия решений.
Во-вторых, обычные базы данных подвержены постоянным изменениям в процессе работы пользователей, а хранилище данных
относительно стабильно: данные в нем обычно обновляются согласно расписанию (например, еженедельно, ежедневно или ежечасно – в зависимости от потребностей). В идеале процесс пополнения
представляет собой просто добавление новых данных за определенный период времени без изменения прежней информации, уже находящейся в хранилище.
В-третьих, обычные базы данных чаще всего являются источником данных, попадающих в хранилище. Кроме того, хранилище
может пополняться за счет внешних источников, например статистических отчетов.
Основными составляющими структуры хранилищ данных являются табл. фактов (fact table) и таблицы измерений (dimension
tables).
Таблица фактов является основной таблицей хранилища данных. Как правило, она содержит сведения об объектах или событиях, совокупность которых будет в дальнейшем анализироваться.
Обычно говорят о четырех наиболее часто встречающихся типах
фактов. К ним относятся:
– факты, связанные с транзакциями (Transaction facts). Они основаны на отдельных событиях (типичными примерами которых
являются экзаменационная отметка отдельного студента);
– факты, связанные с «моментальными снимками» (Snapshot
facts). Основаны на состоянии объекта в определенные моменты
времени, например на конец дня или месяца;
– факты, связанные с элементами документа (Line-item facts).
Основаны на том или ином документе и содержат подробную информацию об элементах этого документа;
252
– факты, связанные с событиями или состоянием объекта (Event
or state facts). Представляют возникновение события без подробностей о нем.
Таблицы измерений содержат неизменяемые либо редко изменяемые данные. В подавляющем большинстве случаев эти данные представляют собой по одной записи для каждого члена нижнего уровня
иерархии в измерении. Таблицы измерений также содержат как минимум одно описательное поле (обычно с именем члена измерения)
и, как правило, целочисленное ключевое поле (обычно это суррогатный ключ) для однозначной идентификации члена измерения.
Если будущее измерение, основанное на данной табл. измерений,
содержит иерархию, то табл. измерений также может содержать
поля, указывающие на «родителя» данного члена в этой иерархии.
Нередко (но не всегда) табл. измерений может содержать и поля, указывающие на «прародителей», и иных «предков» в данной иерархии
(это обычно характерно для сбалансированных иерархий), а также
дополнительные атрибуты членов измерений, содержавшиеся в исходной оперативной базе данных. Каждая табл. измерений должна
находиться в отношении «один ко многим» с таблицей фактов.
В многомерных хранилищах данных содержатся агрегатные
данные различной степени подробности. Цель хранения агрегатных данных – сократить время выполнения запросов, поскольку
в большинстве случаев для анализа и прогнозов интересны не детальные, а суммарные данные. Поэтому при создании многомерной
базы данных всегда вычисляются и сохраняются некоторые агрегатные данные.
Как исходные, так и агрегатные данные могут храниться либо в
реляционных, либо в многомерных структурах. Поэтому в настоящее время применяются три способа хранения данных:
– MOLAP (Multidimensional OLAP) – исходные и агрегатные
данные хранятся в многомерной базе данных. Хранение данных
в многомерных структурах позволяет манипулировать данными
как многомерным массивом, благодаря чему скорость вычисления
агрегатных значений одинакова для любого из измерений. Однако
в этом случае многомерная база данных оказывается избыточной,
так как многомерные данные полностью содержат исходные реляционные данные.
– ROLAP (Relational OLAP) – исходные данные остаются в той
же реляционной базе данных, где они изначально и находились.
Агрегатные же данные помещают в специально созданные для их
хранения служебные таблицы в той же базе данных.
253
– HOLAP (Hybrid OLAP) – исходные данные остаются в той же
реляционной базе данных, где они изначально находились, а агрегатные данные хранятся в многомерной базе данных.
Большинство современных серверных OLAP-средств поддерживают все три способа хранения данных. Выбор способа хранения
зависит от объема и структуры исходных данных, требований к
скорости выполнения запросов и частоты обновления OLAP-кубов.
OLAP предоставляет удобные быстродействующие средства доступа, просмотра и анализа деловой информации. Пользователь
получает естественную, интуитивно понятную модель данных,
организуя их в виде многомерных кубов (Cubes). Осями многомерной системы координат служат основные атрибуты анализируемого бизнес-процесса. В качестве одного из измерений используется
время. На пересечениях осей – измерений (Dimensions) – находятся данные, количественно характеризующие процесс – меры
(Measures). Пользователь, анализирующий информацию, может
«разрезать» куб по разным направлениям, получать сводные (например, по годам) или, наоборот, детальные (по неделям) сведения
и осуществлять прочие манипуляции, которые ему придут в голову
в процессе анализа.
Даже трехмерный куб сложно отобразить на экране компьютера
так, чтобы были видны значения интересующих мер. Что уж говорить о кубах с количеством измерений, большим трех? Для визуализации данных, хранящихся в кубе, применяются, как правило,
привычные двумерные, т. е. табличные, представления, имеющие
сложные иерархические заголовки строк и столбцов. Двумерное
представление куба можно получить, «разрезав» его поперек одной
или нескольких осей (измерений): мы фиксируем значения всех измерений, кроме двух, – и получаем обычную двумерную таблицу.
В горизонтальной оси таблицы (заголовки столбцов) представлено одно измерение, в вертикальной (заголовки строк) – другое, а
в ячейках таблицы – значения мер. При этом набор мер фактически
рассматривается как одно из измерений – мы либо выбираем для
показа одну меру (и тогда можем разместить в заголовках строк и
столбцов два измерения), либо показываем несколько мер (и тогда
одну из осей таблицы займут названия мер, а другую – значения
единственного «неразрезанного» измерения).
Итак, приложения OLAP-функций должны предоставлять
пользователю результаты анализа за приемлемое время, осуществлять логический и статистический анализы, поддерживать многопользовательский доступ к данным, осуществлять многомерное
254
концептуальное представление данных и иметь возможность обращаться к любой нужной информации.
6.5. Методы информатизации
стратегического управления университетом
Современные университеты не уступают по сложности крупным
коммерческим предприятиям, а потому их нормальное функционирование уже невозможно без хранилищ данных и построенных
на их основе аналитических приложений.
Необходимым условием развития современной компании является быстрое реагирование на изменения рыночной ситуации. Правильное использование информации как ресурса помогает контролировать все стороны деятельности предприятия, оперативно выявлять узкие места, концентрировать усилия именно там, где они
больше всего необходимы, разрабатывать оптимальные стратегии
управления и развития бизнеса. Но для всего этого требуются специальные инструменты, обеспечивающие сбор, хранение и аналитическую обработку данных.
У крупного предприятия и вуза много общего: сопоставимы финансовые показатели, численность персонала, сеть филиалов и т. п.
Выпускаемые вузом специалисты – очень трудоемкая «продукция», производство которой невозможно без эффективного управления учебным заведением. Сегодня консолидируется научный и
образовательный потенциал учебных и научно-исследовательских
учреждений, возникают исследовательские университеты, комплексы и ассоциации университетов, а потому роль информационной инфраструктуры становится все более важной. Система отечественного высшего образования стоит на пороге интеграции отечественных образовательных стандартов с международными, а значит, необходимо управление качеством образовательного процесса.
Авторам известны две достаточно продвинутые организации,
внедрившие свои разработки в ряде вузов:
– Лаборатория Redlab МГУ им. М. В. Ломоносова;
– ООО «Система», Казань.
ГУАП предполагает сотрудничество с указанной организацией
в рамках программы Минобрнауки.
Рассмотрим кратко содержательную часть разработанных методов.
Модуль системы поддержки принятия решений – СППР
(рис. 6.2) позволяет отобразить влияние базовых показателей и по255
казателей проекта на показатели инновационного развития университета.
Основные задачи модуля СППР:
– предоставление руководящему составу вуза своевременной и
точной информации;
– обеспечение «информационной независимости» руководителя;
– комплексная оценка всех процессов вуза с проведением детального анализа;
– формулирование стратегических целей в терминах оперативных задач для сотрудников.
В модуле лаборатории Redlab используются следующие показатели.
Базовые показатели:
– общий объем научных исследований и разработок;
– объем научных исследований и разработок, выполненных собственными силами;
– объем финансирования научных исследований и разработок
по федеральным целевым, отраслевым и ведомственным программам и грантам;
– объем финансирования научных исследований и разработок в
рамках международных проектов и грантов;
– общее количество научно-педагогических кадров;
– кандидаты наук в возрасте до 30 лет.
Расчетные показатели:
– о с н о в н ы е:
– кадровый потенциал,
ВЫБОР
СТРАТЕГИИ
МОДУЛЬ
Определение целей
Мероприятия
МОНИТОРИНГ
ПРОЦЕССОВ
СППР
KPI
Формирование оперативных
задач
Рис. 6.2. Общее представление о модуле СППР
256
– научный потенциал,
– учебный потенциал,
– материально-технический потенциал инновационной деятельности;
– потенциал НИ и редакционно-издательской деятельности;
– подготовка кадров,
– интеллектуальный потенциал,
– международная деятельность.
– в с п о м о г а т е л ь н ы е:
– активность вуза,
– потенциал вуза,
– эффективность использования потенциала.
Для визуализации текущего инновационного потенциала вуза
и импульсов, придаваемых проектом стратегического управления,
используется метод RADAR, направляющими которого являются
названные выше показатели. За признак деления каждого показателя принята единица.
Графическое представление такого подхода приведено на рис. 6.3.
Источниками информации для работы СППР являются:
– источники информации, внешние по отношению к системе
«Университет»:
– результаты опросов студентов и преподавателей,
– данные из системы дистанционного обучения,
– данные по состоянию библиотечных фондов и социальной
сферы,
– источники информации, внешние по отношению к вузу:
– внешняя финансовая отчетность других вузов,
– рейтинги вузов,
– социальные и экономические показатели по региону,
– нормативные отраслевые показатели.
Преимущества СППР:
– обеспечение руководящего состава вуза средствами мониторинга всех аспектов деятельности вуза. Повышение «информационной прозрачности» вуза для руководства среднего и высшего
уровня;
– предоставление своевременной и точной информации в любых
информационных ракурсах, релевантных для проведения детального анализа. Возможность принимать управленческие решение на
основе объективной информации, а не «интуиции»;
– реализация процесса стратегического управления с использованием методологии KPI (ключевых индикаторов результатов);
257
258
Рис. 6.3. Визуализация инновационного потенциала
– реализация сквозной модели планирования – от стратегического уровня до уровня присвоения ресурсов.
Логическая структура управленческих данных отображается в
многомерных моделях, содержащих два типа объектов:
– показатели – информация о предметной области, такая как
количество студентов и ППС, сведения о выплатах и стипендиях,
объем финансирования и т. д.;
– признаки – основные направления анализа количественной
информации (кафедры, учебные планы, специальности и т. д.).
Многомерные модели хранения позволяют представлять информацию в ракурсе управленческой логики решаемых задач,
с прозрачной для конечного пользователя структурой. В зависимости от информационных потребностей руководства можно менять
степень детализации данных и направленность аналитических
отчетов. Обеспечивается оперативная адаптация моделей данных к изменениям в вузе и во всей сфере образования. Признаки
и показатели, характеризующие разные аспекты деятельности
вуза, могут многократно включаться в новые информационные
модели.
В рассматриваемом аналитическом решении реализована система отчетов по особым ситуациям, служащая для отбора и выделения критических или не соответствующих норме параметров
разных процессов вуза. Под особыми ситуациями подразумевается
превышение в отчетах какими-либо параметрами предварительно
указанных пороговых значений. Показатели, которые выходят за
пределы пороговых значений, выделяются в аналитических отчетах. Определение особой ситуации заключается в установке пороговых значений или интервалов, а также в присвоении им приоритетов («плохо», «критично», «хорошо»).
Сотрудникам вуза, ответственным за принятие решений, необходима точная полная информация для получения полноценного
представления как о самом учебном заведении, так и о его внешней среде. Значительная доля таких сведений фрагментарна и хранится в разных распределенных базах данных и приложениях (результаты опросов студентов и преподавателей, данные из системы
дистанционного обучения, информация о состоянии библиотечных
фондов и социальной сферы, финансовая отчетность других вузов,
рейтинги учебных заведений, социальные и экономические показатели по региону и др.).
Модуль формирования аналитической отчетности обеспечивает
интеграцию, преобразование, консолидацию, очистку и непосред259
ственное хранение данных, поступающих из любых структурированных источников. А сами отчеты позволяют получить ответы на
вопросы, связанные с управлением процессом обучения в вузе:
– выявить специализации с лучшей или худшей успеваемостью
по тому или иному предмету;
– определить, по какой дисциплине студенты с той или иной
специализацией успевают лучше или хуже и как эта ситуация меняется в зависимости от их года набора;
– выявить динамику роста или снижения успеваемости студентов в зависимости от семестра и года набора курса;
– проанализировать пересдачи по дисциплинам и причины отчисления студентов;
– проследить изменения в составе студентов по годам набора по
ряду признаков (регион, родной язык, возраст, пол, служба в армии и т. д.).
Рассмотрим решение задачи стратегического управления.
Основные проблемы в сфере стратегического планирования и
управления, с которыми сталкиваются отечественные вузы, типичны. Стратегическое планирование и управление – явления
эпизодические; внимание им уделяется один-два раза в год. Стратегические цели и задачи, определяемые руководством, зачастую
носят декларативный характер и не подкреплены соответствующими средствами контроля и мониторинга; механизмы корректировки стратегических целей в соответствии с изменениями во внутренней и внешней среде отсутствуют. Также отсутствует и связь
стратегических задач с уровнем оперативного управления; задачи
отдельных подразделений вуза часто не скоординированы и могут
входить в противоречие с его стратегическими целями, а подавляющая часть сотрудников не вовлечена в процессы стратегического управления, при том что система выплат и вознаграждений не
всегда привязана к измеримым результатам труда. Процессы стратегического планирования и процесс формирования бюджета часто
не связаны между собой; отсутствуют механизмы формирования
разных версий бюджетов и планов, инструменты коллективного
планирования.
Устранить указанные проблемы помогает модуль стратегического управления, реализованный на базе системы SAP SEM
(Strategic Enterprise Management). Если модуль аналитической
отчетности обеспечивает информационную поддержку управленческих решений, то он позволяет формализовать и реализовать задачи, связанные со стратегическим планированием и управлением
260
на базе системы сбалансированных показателей, рассмотренных
в предыдущих главах.
Группировка показателей по перспективам позволяет создать
сбалансированную систему оценок, которая будет состоять из финансовых и нефинансовых, результирующих и прогнозных, внутренних и внешних, краткосрочных и долгосрочных показателей
(численность преподавательского состава, объем бюджетного финансирования, число студентов, обучающихся по контракту, количество выполненных НИР, затраты на содержание помещений,
доля выплат персоналу из внебюджетных источников финансирования и т. д.). Система позволяет определять причинно-следственные связи между отдельными задачами, не квалифицируемые математически, что дает возможность представить последствия любого из решений, принимаемых на оперативном уровне. Связь между
двумя задачами означает, что результаты выполнения задачи, от
которой направлена связь, влияют на успешность решения задачи,
к которой направлена эта связь.
Для каждой из задач определяются ключевые индикаторы результатов (key performance indicator – KPI), являющиеся параметрами бизнес-процессов вуза, по значениям которых можно судить
об успешности выполнения подразделениями их оперативных задач. Важно выбрать те показатели, которые понятны и подконтрольны сотрудникам, отвечающим за их значения. Важное достоинство такого подхода – возможность определять плановые значения KPI, комплекс оперативных мероприятий для достижения
этих значений и бюджет. Таким образом, происходит интеграция
процесса стратегического управления с процессами оперативного
планирования и бюджетирования. Успешность решения задачи
определяется на основе присвоенных ей KPI.
На этапе создания модели причинно-следственные связи устанавливаются экспертным путем. Далее, когда в модуль попадают
фактические данные (т. е. появляется возможность определить
значения KPI за какой-либо период), проводится анализ для проверки соответствия экспертной оценки реальной ситуации. По
результатам анализа модель может корректироваться путем добавления новых связей, детализации существующих и изменения
или удаления тех связей, которые в силу перемен в вузе и внешней
среде утратили актуальность.
Плановые значения показателей в соответствии с определенным
регламентом сравниваются с фактическими, получаемыми из информационной системы. Анализируя отклонения, руководитель
261
принимает решения о внесении изменений в оперативные задачи
подразделений, о корректировке приоритетов (см. рис. 6.3). В любой момент доступны сведения о статусе каждого из показателей
(в соответствии с определенной шкалой, например «неудовлетворительно», «удовлетворительно», «хорошо» и т. д.), о его значении, ответственном подразделении и сотруднике. К данной системе
могут быть привязаны дополнительные выплаты и компенсации
персоналу. Процесс стратегического управления вузом становится
непрерывным, и в него вовлекаются руководители и сотрудники
всех подразделений.
262
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В монографии рассмотрены методы управления качеством проектов технического университета. Показано, что два направления
научных исследований: менеджмент качества продукции и процессов и управление проектами имеют общую идеологическую платформу и совпадающие методы и инструменты. Поэтому есть полное
основание говорить об управлении качеством проектов любого назначения.
В условиях быстро меняющейся обстановки и стохастичных
процессов приходится применять методы ситуационного управления, при которых многие традиционные инструменты управления
(например, диаграмма Ганта) теряют практический смысл. В связи
с этим предлагается в набор «инструментального ящика» управления качеством проектов включать методы, инвариантные к меняющимся условиям. Наибоее интересные из этих методов, а именно
проектирование для шести сигм (ДФСС), имитационное моделирование и система сбалансированных показателей, представлены
в монографии.
Следует отметить, что идеи ДФСС еще плохо приживаются на
российской почве и даже его предшественник – метод шести сигм
не нашел еще широкого распространения в России. По мнению
авторов, обращение к идеям аксиоматического проектирования,
являющихся основой ДФСС, поможет российским предприятиям
более активно продвигаться по пути модернизации и инноваций.
Методы ИМ, в частности использование богатых возможностей
языка GPSS/H версии 2006 г., позволит решать задачи оптимизации и повышения эффективности проектирования.
Некоторый положительный опыт авторов в использовании идей
ССП применительно к проектам образовательных учреждений (на
примере ГУАП) будет несомненно полезен тем ОУ, которые захотят
внедрять эту систему у себя.
Очевидно, что большая рутинная работа по управлению качеством проектов не может быть эффективной без использования возможностей информационных технологий. Поэтому краткий экскурс в возможности ПО при поддержании применения различных
стандартов, статистического управления производством и АИС образовательных учреждений представляется полезным. Использование в ОУ OLAP-технологий должно дать существенный эффект,
так как они расширяют возможности и исключают недостатки широко применяемых электронных таблиц Excel.
263
Обращение при разработке АИС к идеологии SOA (service–
oriented architecture – сервис-ориентированная архитектура) – модульный подход к разработке ПО, основанный на использовании
сервисов (служб) со стандартизированными интерфейсами. В основе SOA лежат принципы многократного использования функциональных элементов информационных технологий, ликвидации
дублирования функциональности в ПО, унификации типовых операционных процессов, обеспечения перевода операционной модели
предприятия на централизованные процессы и функциональную
организацию на основе промышленной платформы интеграции.
Компоненты программы могут быть распределены по разным
узлам сети, и предлагаются как независимые слабо связанные, заменяемые сервисы-приложения. Программные комплексы, разработанные в соответствии с SOA, часто реализуются как набор вебсервисов, интегрированных при помощи известных стандартных
протоколов (SOAP, WSDL и т. п.). Интерфейс компонентов SOAпрограммы предоставляет инкапсуляцию деталей реализации конкретного компонента (операционной системы, платформы, языка
программирования, вендора и т. п.) от остальных компонентов. Таким образом, SOA предоставляет собой гибкий и элегантный способ
комбинирования и многократного использования компонентов для
построения сложных распределённых программных комплексов.
В настоящее время ГУАП совместно с Казанским государственным
университетом подготовили программу совершенствования АИС
ОУ на основе методологии СОА. Программа одобрена Минобрнауки
и возможно с 2012 г. будет открыто финансирование.
Идеи ситуационного управления весьма плодотворны, и авторы
надеются на сотрудничество с заинтересованными ОУ в целях применения идей и методов управления качеством проектов на практике.
264
265
Таблица П 1.1
Данные об
удовлетворенности
потребителей
и ключевые
показатели
работы
С чего начинается
Жалобы и
улучшение?
финансы
Определите по пунктам 5, 6, 7, 8 и 9 и
идите дальше
Клиенты,
законодательные и регулирующие
требования
Процессный
подход
Продукция,
акционеры
и некоторые
клиенты
1. Основной
Каков Ваш подход? РеагироОпределите по пун- вание на
ктам 4,5, 6, 7, 8, и 9 события
и идите дальше
Что в центре Вашего внимания?
Определите по
пунктам 4, 5 и 8 и
идите дальше
Ключевой элемент
Входные
сведения от
поставщиков,
партнеров и
собственных
сотрудников
Некоторые
дополнительные заинтересованные
стороны и
сотрудники
Рациональный
процесс гибкого управления
Эффективный взаимосвязанный процессный
подход, учитывающий
ключевых поставщиков и партнеров
Входные сведения от
других заинтересованных сторон и анализ
социальных, экологических, а также экономических проблем и
тенденций
Сбалансированное
внимание к имеющимся заинтересованным
сторонам
Уровень зрелости
2. Активный
(Основной +...)
3. Гибкий
4. Прогрессивный
(Эквивалентный (Активный +...)
(Гибкий +...)
ISO 9001
Эффективный
взаимосвязанный
процессный подход, включающий
нововведения
Входные сведения
от появившихся
заинтересованных
сторон
Сбалансированное внимание к
появляющимся
заинтересованным
сторонам
5. Достижение устойчивого успеха (Прогрессивный +..)
Взаимосвязь между ключевыми моментами и уровнями зрелости в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9004–2010
КЛЮЧЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ САМООЦЕНКИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
266
Как происходит
обучение?
Определите по
пункту 9 и идите
дальше
Какие действия и
системы применяются в организации?
Определите по пунктам 5, 6, 7, 8 и 9 и
идите дальше
Как Вы добиваетесь своих результатов? Определите по пунктам
5, 6, 7 и 8 и идите
дальше
Ключевой элемент
Некоторые
предсказуемые результаты
Непредсказуемый
(случайный)
характер
результатов
Предсказуемые результаты
Эффективная
и рационально-интегрированная
система менеджмента
Индивиду- Систематиче- Обмен знаниально и не
ское обучение ями внутри
планируемо на основе ана- организации
лиза успехов и
отказов
Действует система
менеджмента
качества
В организации применяются
основные
рабочие
процедуры
1. Основной
Система менеджмента при поддержке бенчмаркингом
5. Достижение устойчивого успеха (Прогрессивный +..)
Достигнутые и
поддерживаемые
в течение долгого
срока результаты,
выше среднего для
сектора деятельности
Постоянное улучшение Обучение совместна основе обучения и
но с нужными закультуры распростра- интересованными
нения знаний
сторонами
Последовательные
положительные результаты, устойчивые
тенденции
Быстрота, гибкость и
нововведения, поддержанные системой
менеджмента
Уровень зрелости
2. Активный
(Основной +...)
3. Гибкий
4. Прогрессивный
(Эквивалентный (Активный +...)
(Гибкий +...)
ISO 9001
Окончание табл. П1.1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ
И СРЕДСТВ (ГОСТ 10014)
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Калькуляция
затрат по функциям (ABC –
activity – based
costing
Функционально ориентированное управление (АВМ)
Перспективное
планирование
качества продукции (APQP –
advanced
product quality
planning)
Система калькуляции затрат, в которой воедино сводятся стоимостные данные по выполняемым функциям
и где впоследствии используются стоимостные факторы для распределения затрат на продукцию или прочие
базы, такие как потребители, рынки, проекты
Система управления, где используется система учета
в качестве определяющего фактора для распределения
затрат на продукцию на основе ресурсов, используемых
для выпуска продукции
Метод разработки плана обеспечения качества продукции, который будет поддерживать разработку продукции или услуги с главной целью обеспечения удовлетворенности потребителей. Этапы включают составление
плана и формирование программы, проверку проектирования и разработки продукции, проверку технологической подготовки производства, а также аттестацию продукции и технологического процесса
Операция, основанная на рассмотрении восприятия
эффективности, с целью выявления возможностей улучшения и возможных сильных областей для распространения потенциальной передовой практики в масштабах
организации
Систематический, независимый и документированный
процесс получения аудиторских доказательств (учетные
документы, отчеты о положении дел и прочая информация, допускающая проверку) и объективной их оценки
для определения степени выполнения аудиторских критериев (набор принципов, методик или требований). Это
может включать аудиты системы, процесса или продукции (см. ISO 19011)
Матрица, содержащая одну или несколько следующих
позиций: перечень операций, лицо, которому делегируются полномочия, дата делегирования, примечания/
ограничения/указания, предельные полномочия на расходование ассигнований и ответственность за использование ресурсов
Оценка
Аудиты
Матрица
полномочий
267
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Система сбаУправляющий инструмент, где используются четыре
лансированных области (финансовая, потребители, внутренние бизнеспоказателей процессы, обучение и рост) прошлых и будущих показателей с целью создания основы для стратегических
измерений и управления. Существуют и другие системы
показателей (например, с использованием категории результатов из моделей превосходства в бизнесе в качестве
четырех областей). Применяются иерархические уровни
Эталонный
Метод сравнения процессов и характеристик продуканализ
ции и услуг организации с признанными параметрами
лидеров для выявления возможностей улучшения
Решение «узких Метод выявления мер для решения «узких мест» опемест»
рации, процесса или системы с минимальными возможностями относительно спроса, тем самым контролируя
скорость деятельности всей системы/организации. См.
также «Теория ограничений»
Мозговая атака Операция, направленная на стимулирование открытого, свободного и творческого мышления в группе. Зачастую используется в качестве способа планирования и
решения проблем
Доски
Система (электронная, бумажная или иной носитель),
объявлений
позволяющая пользователям отправлять или читать сообщения, файлы и прочие данные, которые имеют общий характер и не адресуются ни одному конкретному
лицу
Планирование Планирование, используемое для нейтрализации нанепрерывности рушений деловой активности, защиты важнейших бизбизнеса
нес-процессов от воздействия катастроф (природных или
антропогенных) и обеспечения своевременного восстановления деловой активности
Модели
В качестве примера можно привести Национальную
превосходства премию качества М. Бэлдриджа (MBNQA)
в бизнесе
Телефонные
Центры, в которых агенты обслуживания потребителей
информацион- (телефонные операторы) звонят или получают звонки в
ные центры
соответствии с целями организации
Анализ возмож- Исследование, которое проводится для определения
ностей
статистического показателя изменчивости естественного процесса с принятым набором характеристик (Ср,
Срк, Ррс)
268
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Планирование
повышения
и аттестации
квалификации
Матрица
квалификации
Планирование, используемое для оценки знаний работников и определения порядка оказания им помощи в повышении квалификации. Часто связано с регулярными оценками работников и наделением полномочий работников
Матрица, содержащая одну или несколько следующих
позиций: рабочее задание; минимальный или максимальный уровень квалификации; допустимая квалификация; определенные категории квалификации
ПланироваПланирование мероприятий, предназначенных для
ние на случай управления в непредвиденных обстоятельствах или случрезвычайных чаях
обстоятельств
Контроль
Процесс принятия мер в случае невыполнения установнесоответствий ленных требований/законов/стандартов/правил
Корректирую- Процесс, осуществляемый для устранения коренных
щее действие причин существующего несоответствия, дефекта или
прочей нежелательной ситуации с целью предотвращения их повторения
Экономия
Контрольная деятельность по анализу «затраты из-за
затрат
низкого качества», осуществляемая для предотвращения совершения ошибок; эта деятельность является инвестицией на будущее
Анализ
Инструмент, используемый для анализа и сравнения
«затраты –
денежной стоимости реализации улучшения и денежновыгоды»
го выражения выгод, получаемых путем улучшения
Метод критиФункциональная методика управления проектами, соческого пути гласно которой применяется стрелочное диаграммное
(СРМ – critical изображение для отображения затрат и времени, необpath method) ходимых для выполнения проекта. Используется только
одна оценка продолжительности – нормальное время
Фокус-группы Практика выбора групп из более широкой популяции
из числа потре- для формирования выборки, например, путем открытой
бителей
дискуссии, изложения мнений членов по конкретным
темам или областям, наиболее широко используемая
при изучении рынка
Управление
Процесс контроля знаний организации в части унисвязями с по- кальных требований и ожиданий ее потребителей и истребителями пользования информации для обеспечения удовлетво(CRM – customer ренности, сохранения и приверженности потребителей
relationship man)
269
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Обследование
Процесс рассмотрения и анализа для выявления поддля оценки
линных уровней удовлетворенности потребителей полуудовлетворен- чаемой продукции/услуги на основе информации от поности потреби- требителей. Проводится по инициативе организации
телей и анализ
информации от
потребителей
ИнформациИнструмент, используемый для цветного графическоонная панель/ го представления важных показателей эффективности.
светофоры
Обычно зеленый означает: все хорошо, никакие действия не нужны; оранжевый означает: предупреждение,
возможно потребуются действия; красный означает: необходимо принять меры. Часто используется в сочетании с системами показателей и для повышения эффективности
Планирование Статистический метод, используемый для проведения
эксперимента исследования, анализа и понимания изменяемости про(DOE), такое цессов и данных, обеспечивающий возможность улучкак по методу шения и ускорения развития (см. ISO/TR10017)
Тагути
Прирост капитализации (EVA –
Economic value
added)
Показатель финансовой эффективности, используемый
для оценки подлинной прибыли организации. Главным
образом это направлено на благосостояние акционера. (Операционная прибыль за вычетом налогов) – (используемый общий капитал * стоимость капитала) =
EVA
Электронный
обмен данными (EDI –
electronik data
interchange)
Процесс, предназначенный для обмена стандартными
формами документов между компьютерными системами
различных компаний (или между потребителями и поставщиками) в деловых целях. EDI – часть электронной
коммерции, в которой потребители могут размещать заказы непосредственно у поставщика, а поставщик выдает подтверждение (включая дату и цену отгрузки) электронными средствами
Обследования Метод получения обратной связи от работников органидля оценки
зации в части их удовлетворенности
удовлетворенности/восприятия
работников
270
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Планирование Компьютерная программа, которая объединяет все подресурсов пред- разделения и функции организации в одной компьютерприятия (ERP) ной системе, способной удовлетворять все конкретные
потребности этих различных подразделений
Анализ харак- Метод установления приоритетов риска и принятия
тера и послед- предупредительных действий с целью снижения риска
ствий отказов
(FMEA)
Опытный
образец
Процессы, связанные с выпуском опытного(ых) (или
опытной партии) изделия(й), выпускаемого(ых) в ходе
серийного производства
Построение
блок-схем и
отображение
процессов
Графическое представление основных этапов процесса,
создания продукции или услуги
Службы
помощи
Функция, предназначенная для технической поддержки или помощи, предоставляемой организацией
Коммуникации Система для обработки электронной информации, элекчерез интернет и тронной почты, глобальной системы связи и т. д.
интрасеть
Штатное
расписание
Схема работ для повышения производительности работников (например, расширение рабочих задач для увеличения степени использования навыков работников),
расширяя разнообразие выполняемых работ и обеспечивая большую автономность отдельному работнику
Управление
знаниями
Операция по трансформированию данных в информацию путем создания, расширения, хранения, поиска и
распространения интеллектуального капитала
Экономичные
Инструмент, направленный на сокращение продолпроизводствен- жительности цикла и простоя для совершенствования
ные процессы операций. Под рациональным мышлением понимается
динамичный процесс, ориентированный на знания и потребителя, посредством которого все работники определенного предприятия постоянно устраняют потери с целью создания ценности
Расчет затрат
Контроль затрат за период с момента создания продукпо жизненному ции до конца ее использования по назначению и уничтоциклу (LCC) жения (см. IEC 60300-3-3)
271
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Целевое управление SMART –
specific,
measurable,
achievable,
relevant, timebased
Метод, в основном направленный на поиск возможностей улучшения посредством активного вовлечения
работников для обеспечения эффективного выполнения деловых планов. Руководство устанавливает цели
высокого уровня, которые являются конкретными, измеримыми, достижимыми соответствующими и своевременными (SMART). Они строятся иерархически и
разрабатываются через и на организационных уровнях.
Регулярно проводится анализ эффективности целей для
обеспечения прогресса, осуществления, выполнения необходимых доработок операций/целей и предложения
новых соответствующих целей для рассмотрения измерения. Некоторые организации увязывают эффективность цели с поощрениями/оценками
Рассмотрение
Периодическая деятельность высшего руководства для
руководством принятия решения по соответствующей операции за
счет оценки состояния, достаточности, эффективности
и результативности организации и ее управленческих
систем (см. раздел «Библиография», где представлены
некоторые стандарты ISO на управленческие системы)
Изучение и ана- Метод получения обратной связи от потребителей оргализ рынка
низации в части их удовлетворенности продукцией организации
Планирование Метод, который помогает компании при подробном
потребности планировании ее производства
в материалах
(MRP)
Наставничество Метод, основанный на назначении советника или инБюллетени
структора, что особенно часто встречается в системе профессионального образования. Периодически публикуемый материал, содержащий новости и объявления по
какой-либо теме. Бюллетени могут распространяться по
электронной почте или через интрасеть
Обучение на
Обучение, которое обычно проводится на рабочей станрабочем месте ции или рабочем месте. Как правило, обучение на рабо(OJT – on the job чем месте проводится индивидуально или в небольшой
training)
группе
Управление по Управленческая деятельность, в рамках которой «отпринципу от- крывается» финансовая информация организации для
крытой книги ее работников. Организация может также проводить обу(ОВМ)
чение интерпретацией информации. Цель заключается
272
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
в том, чтобы позволить работникам лучше понимать
свою роль и влияние на организацию
Совершенство- Стратегическая деятельность, направленная на повывание оргашение организационной эффективности за счет развинизационной тия и укрепления организационных стратегий, структур
структуры (OD) и процессов
Анализ Парето Статический процесс для построения гистограммы,
организованной от высшего к меньшим уровням периодичности. В диаграмме Парето сравнивается важность
различных факторов, влияющих на проблему, и она помогает выявлять приоритеты деятельности
Анализ периода Рассмотрение количества времени, которое потреокупаемости буется для окупаемости первоначальной инвестиции
капитала (РР) проекта
Аттестация
Методика, используемая для измерения прогресса раработников
ботников относительно норм выработки. В это время
также обеспечивается обратная связь
Секторная
Круговая диаграмма (в форме пирога), которая раздедиаграмма
ляется радиусами для отображения доли параметров;
также называется секторной диаграммой
Определение за- Метод, согласно которому в широком плане затраты
трат на профи- разделяются на эти три категории, при использовании
лактику, оценку которого делается акцент на рассмотрении хода улучшеи вследствие ния; это особенно важно для финансовых и экономичеотказа
ских выгод
ПредупредиПроцесс совершения действия для устранения
тельное дей- коренной(ых) причины(н) потенциального несоответствие
ствия, дефекта или иной нежелательной ситуации с целью их предотвращения. Это – упреждающее действие
Процесс утверж- Процесс утверждения частей, который требуется для
дения частей поставщиков изготовителей, а также поставщиков однопродукции
го уровня
(РРАР)
Профессиональ- Способ подготовки персонала. План разрабатывается
ная подготовка совместно с работником и его начальником или наставником, в нем учитываются потребности и цели работника, согласованные с потребностями организации
Развертывание Метод, направленный на обеспечение соответствия профункции каче- ектного решения продукции и услуг потребностям поства (QFD)
требителя
273
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Рассмотрение
Процесс реагирования на жалобы и вопросы потребиоткликов и
телей, одновременно защищающий долю рынка (см. ISO
жалоб
10002)
Матрица ответ- Матрица или диаграмма, в которой отображаются
ственности
основные действия и детали ответственности каждой
участвующей стороны. С помощью этого средства все
участвующие могут четко увидеть, с кем необходимо
контактировать по каждому действию
Анализ прибы- Метод оценки инвестиционного потенциала путем
ли на инвести- сравнения величины/сроков ожидаемой выручки с кации (ROI)
питальными затратами: [(выручка – затраты)/затраты]
* 100%
Анализ риска
Метод, используемый для выявления и контроля рисков, связанных с любой позицией, действием, процессом или системой организации. В идеале он должен
быть упреждающим по характеру, хотя, к сожалению,
анализ может выполняться в результате серьезных
событий
Самооценка
Действие на основе рассмотрения восприятия эффективности, направленное на выявление возможностей
улучшения и возможных сильных областей для распространения потенциальной передовой практики на всю
организацию.
Для конкретной самооценки инструмент должен позволить провести идентификацию и установить приоритеты
с целью извлечения финансовых и экономических выгод
(см. Прил. 1)
Соглашение на Соглашение между поставщиком услуг и потребителем,
предоставление в котором описывается, какие услуги будут оказываться
услуг
потребителю после продажи, по какой цене и в течение
какого времени
Статистический Использование статистических методов и/или алгоритконтроль про- мов статистического или стохастического контроля для
изводственных достижения одной или нескольких следующих целей:
процессов (SPC) – увеличение знаний о процессе,
– контроль за процессом, чтобы он осуществлялся надлежащим образом,
– снижение изменчивости параметров конечной продукции или иными способами повышения эффективности процесса (см. ISO/TR 10017 и IS011462–1)
274
Продолжение прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Стратегическое Видение, миссия, предназначение и место на рынке.
планирование Часто выполняется SWOT-анализ (сильные и слабые
стороны, возможности и угрозы). Последняя итерация
стратегического планирования выражается как «открытое сообщество», когда организация постоянно совершенствует свое стратегическое мышление
Сильные и
Процесс выявления сильных и слабых сторон организаслабые стороны, ции наряду с внешними угрозами и возможностями (чавозможности и сто отображается графически)
угрозы (SWOTанализ)
Планирование Планирование, обучение и наставничество потенциальпреемственно- ных преемников для замены существующих исполнитести
лей работы в организации
Программа по- Программа, в которой выбираются предложения работощрения рацио- ников по совершенствованию работы или условий труда
нализаторских
предложений
Оценки
Метод, применяемый для оценки результатов поставрезультатов щика (продукции в адрес организации) относительно
поставщика ожидаемых результатов
Ранговый
Список, в котором поставщики продукции и услуг разсписок
мещаются в порядке приоритетности, степени срочнопоставщиков сти, добавочной стоимости или иных критериев
Управление
Процесс мониторинга и оценки сырья, а также качества
базой
и эффективности соответствующих поставщиков путем
снабжения
устранения потерь, ликвидации проблем качества и рационализации производственного процесса
Сколачивание Практика выбора и мотивации группы лиц, чтобы они
коллектива
работали вместе для решения задачи и достижения конкретных целей эффективности
Теория ограМетоды и средства выявления и устранения «узких
ничений
мест» процесса. При этом даются указания о причинах
(ТQС – Theory of возникновения ограничений в системе, а также порядок
constrains)
действий в этих ситуациях
Анализ
Анализ данных для выявления тенденции или направтенденций
ления со временем
Графы
Графическое представление данных со временем для
тенденций
выявления тенденции или направления
275
Окончание прил. 2
Методы и средства
Краткое описание
1
2
Управление
ценностями
Системное применение общепризнанных методов, при
котором определяются функции продукции или услуги,
устанавливается ценность этих функций и предусматриваются необходимые функции для обеспечения требуемой эффективности с наименьшими общими затратами
276
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ТЕОРЕМЫ И СЛЕДСТВИЯ
АКСИОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Классические работы (Эвклид, Ньютон, термодинамика) построены по одному принципу: определения, постулаты, аксиомы,
предшествующие доказательству теорем. АП систематизирует
наши знания о каком-либо объекте путем следствий и основных
теорем. Аксиомы определяют те утверждения, которые не требуют
доказательств. Следствия – непосредственные выводы по уже доказанным результатам. Теорема – утверждение, демонстрирующее
истинность путем применения математических операций и аргументов.
Следствия
Следствие 1. Развязывание связанных устройств.
Компоненты или варианты решений развязаны или автономны, если FR в рассматриваемой конструкции становятся независимыми.
Следствие 2. Минимизация FR.
Минимизировать FR и ограничения.
Следствие 3. Интеграция физических компонентов.
Интегрировать особенности конструкции в одном физическом
устройстве, если FR в конструкции независимо удовлетворены.
Следствие 4. Использование стандартизации.
Использовать стандартные или взаимозаменяемые компоненты, если их использование соответствует FR и ограничениям.
Следствие 5. Использование симметрии.
Использовать симметричные схемы или компоненты, если их
использование соответствует FR и ограничениям.
Следствие 6. Использование наибольших допусков.
При определении FR задавать наибольшие возможные допуски.
Следствие 7. Использование несвязных устройств с минимальной информацией.
При удовлетворении FR использовать несвязные схемы, требующие меньшей информации, чем связные схемы.
Следствие 8. Эффективная реангулярность скаляров.
Эффективная реангулярность для элементов матрицы равна 1.
277
Теоремы аксиоматического проектирования
для общего случая
Теорема 1. Связность из-за несоответствующего числа DP.
Когда число DP меньше, чем число FR получается либо связная
конструкция, либо не удовлетворяются FR.
Теорема 2. Развязывание связной конструкции.
Когда конструкция связна благодаря большему числу FR по
сравнению с DP, можно ее развязать добавлением новых DP, так
чтобы число FR и DP сравнялись, матрица стала прямоугольной.
Теорема 3. Избыточное проектирование.
Когда число DP больше, чем FR, то конструкция либо избыточна, либо связна.
Теорема 4. Идеальное проектирование.
В идеальной конструкции число DP всегда равно числу FR, а FR
всегда независимы друг от друга.
Теорема 5. Потребность в новом проектировании.
Когда заданное число FR изменяется за счет добавления новых
FR, или старое заменяется новым FR, или выбирается новый ряд
FR, решение, полученное принятым набором DP, не будет удовлетворять новому набору FR и потребуется новое конструктивное решение.
Теорема 6. Траектория независимости несвязной конструкции.
Информационное содержание несвязной конструкции не зависит от последовательности, с которой изменяются DP для удовлетворения заданного набора FR.
Теорема 7. Траектория зависимости связной и развязанной конструкции.
Информационное содержание связной и развязанной конструкции зависит от последовательности, с которой изменяются DP для
удовлетворения заданного набора FR.
Теорема 8. Независимость и допуски.
Конструкция является несвязной, когда принятые допуски
больше, чем
p
æ ¶FR ö÷
åçççç ¶DPi ÷÷÷÷DDPj ;i = 1, ..., m; j = 1, ..., p.
iZj è
jø
В этом случае недиагональные элементы матрицы проектирования могут считаться пренебрежимо малыми.
278
Теорема 9. Проектирование технологичности.
Для технологичности продукции матрица продукции А (оценивающая связь векторов FR и DP) объединяется с матрицей В (оценивающей связь векторов DP и PV) должна быть диагональной или
треугольной. Соответственно, если любая из матриц А или В представляют связную конструкцию, то невозможно достичь независимости FR и робастности. Треугольность матриц (независимо верхняя или нижняя) удовлетворяет независимости.
Теорема 10. Модульность независимых измерений.
Предположим, что матрица проектирования [DM] может быть
разложена на квадратные подматрицы с ненулевыми членами
только на главной диагонали. Тогда реангулярность и полуангулярность матрицы [DM] равны произведению их соответствующих
измерений для каждой ненулевой подматрицы.
Теорема 11. Инвариантность.
Реангулярность и полуангулярность матрицы [DM] инвариантны альтернативным заданиям переменных, до тех пор пока эти переменные связывают FR с соответствующим DP.
Теорема 12. Сумма информации.
Сумма информации для набора событий также представляет собой информацию, оценивающую, что соответствующие условные
вероятности событий применимы даже при отсутствии статистической независимости.
Теорема 13. Информационное содержание всей системы.
Если каждое DP вероятностно независимо от других DP, то объем информации для всей системы равен сумме информаций всех отдельных событий для FR, которые необходимо выполнить.
Теорема 14. Информационное содержание связной и несвязной
систем.
Если в функциональной области меняется значение FR, то для
изменения в связном процессе, по сравнению с несвязным требуется больше информации.
Теорема 15. Связь проектирования и производства.
Когда производственная система нарушает независимость FR,
или меняется конструкция, или запускается новый производственный процесс, необходимо принимать усилия по обеспечению независимости FR.
Теорема 16. Равенство информационного содержания.
Вся информация, которая соответствует задаче проектирования
одинакова важна и нельзя использовать какие-либо весовые коэффициенты.
279
Теоремы для проектирования больших систем
Теорема 17. Важность решений, принятых на высшем уровне.
Качество проекта зависит от выбора FR и картирования из области в область. Неверные решения, принятые на верхнем уровне
иерархии, не могут быть исправлены на нижних уровнях.
Теорема 18. Наилучшая конструкция большой системы.
Наилучшая конструкция среди рассматриваемых альтернатив
для большой системы получается тогда, когда удовлетворяются все
FR и аксиома независимости. При этом составляющие вектора FR
должны быть известны априори.
Теорема 19. Потребность в лучшем проектировании большой системы.
Когда полный набор векторов FR, придающих гибкость большой системе заранее не известен, то нет гарантий, что полученная
конструкция обладает минимальной информацией и будет лучшей
из возможных.
Теорема 20. Повышение вероятности удовлетворенности.
Вероятность выбора лучшей конструкции для большой гибкой
системы будет возрастать по мере того, как составляющие вектора
будут все больше соответствовать заданным требованиям.
Теорема 21. Неопределенная адаптивность в зависимости от
комплектности.
Большая гибкая система с неопределенной адаптивностью может не быть лучшей даже тогда, когда полный набор составляющих вектор FR известен априори.
Теорема 22. Сложность больших систем.
Большая система не обязательно имеет большую сложность,
если она имеет высокую вероятность удовлетворить FR, заданные
системе.
Теорема 23. Качество проектирования.
Качество большой системы определяется качеством составных
частей, выбором FR и процессом картирования.
280
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ОПЕРАТОРЫ ЯИМ GPSS/H
Таблица П4.1
Операторы блоков GPSS/H
Название
Операнды и их значение
ADVANCE A– среднее время обслуживания
(продвинуть) B– модификатор времени
ALTER
(изменять)
А– имя объекта, меняющего
атрибут
В – число объектов, меняющих
атрибут
С – приоритет объекта
D – изменяемое значение
E–F – ограничения на изменяемые величины
По умолчанию
Примечание
0
0
Возможна
функция
Нет
Возможно использование
дополнительного кода
Нет
Нет
Нет
Нет
ASSEMBLE
(соединять)
А – определяет число Хакт, соеди- Нет
няемых в единый набор
Разрушаются
после исполнения
ASSIGN
(назначать)
А – определяет имя назначаемого
параметра
В – заменяемая величина, модифицирующая А
С – имя оцениваемой функции * В
D – тип параметра
Может иметь
знак ±
ATNWAIT
(запрет)
BCALL
BCLEAR
BCLOSE
BFILEDEF
BGETLIST
BGETSTRING
BPUTPIC
BPUTSTRING
BRESET
BRMULT
BSTORAGE
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет, даёт возможность ожидать
Нет
следующего обращения к тестовому режиму
Группа ОБ, выполняющая функции аналогичные ОУ, непосредственно в модуле исполнения МФ
Появление литеры В делает их
применение очень удобным, так
как их можно применять в процессе исполнения программы
281
Продолжение табл. П4.1
По умолчанию
Название
Операнды и их значение
BUFFER
(демпфер)
Операндов нет, останавливает
исполнение Хакт ОБ и запускает
сканирование СТС
Нет
CHANGE
(изменять)
А – имя переопределяемого ОБ
В – имя ОБ, встающее на замену
вА
Нет
COUNT1
(считать)
А – имя подсчитываемого параметра
В – нижний предел проверяемого
атрибута
С – верхний предел проверяемого
атрибута
D – выражение для сравнения с
атрибутами
E – определяет подсчитываемый
атрибут
А – имя или номер покидаемой
очереди
В – число единиц уменьшения
очереди
А – имя или номер памяти
В – число единиц занимаемой
памяти
Нет
А – имя или номер проверяемой
группы
В – проверка числовых значений
В = 0 – проверка является ли
Хакт членом группы
С – имя ОБ при невыполнении
условия В
A – определяет имя исполняемого
ОБ, что позволяет Хакт идти непоследовательно
Нет
DEPART
(покидать)
ENTER
(входить)
EXAMINE
(проверять)
EXECUTE
(исполнять)
FAVAIL
(доступно)
282
Нет
Нет
Нет
Примечание
После сканирования
процесс продолжается
Имя или
число ОБ,
меняющих
название
Операнд С
применяется
для устройств,
памятей,
логики с их
идентификаторами
Нет
Нет
1
Нет
1
Нет
Нет
Хакт может
занимать
несколько
единиц
Хакт может
занимать
несколько
единиц
Хакт направляется по
адресу С, если
проверка не
верна
Нет
Нет
A – определяет доступное устрой- Нет
ство или освобождённое после
исполнения FUNAVAIL
При запрете
входа Хакт
остаётся в ОБ
EXECUTE
Определяет
класс доступных устройств
Продолжение табл. П4.1
Название
Операнды и их значение
По умолчанию
FUNAVAIL2 A – определяет недоступные
(не доступно) устройства
B – прерывание до освобождения
C – имя ОБ, где остаётся Хакт
[D] – определяет группу изменяемых параметров
E – определяет прерванные транзакты
F – имя ОБ, куда идут прерванные
транзакты
G – кольцо обращений к занятому
ОБ
[H] – только если операнд G имеет
код RE
GATE3
A – определяет имя и состояние
(клапан)
рассматриваемых объектов
B – имя непоследовательного ОБ
GATHER
A – число Хакт, собираемых в на(собирать)
бор, первый Хакт исполняется ОБ
Нет
GENERATE A –среднее время или функция
(производить) типа RV(см. П.3)
A′ – любой СЧА или СЛА
B – модификатор времени
C – время прихода первого транзакта
D – число создаваемых Хакт
с конкретного ГСЧ
E – приоритет Хакт
F–I – параметры Хакт всех типов
INDEX
A – имя параметра, к которому
(указать)
прибавляется В
B – значение, прибавляемое к А
JOIN
A – имя группы, к какой присо(объединить) единяется Хакт
B – значение определяется операндом А
LEAVE
A – имя освобождаемой памяти
(покинуть) B – число единиц освобождаемой
памяти
0
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Примечание
Операнды
B,E,G могут
кодироваться
обнулением,
либо «CO»,
«RE» (см.
примечание в
конце таблицы)
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
0
0
Об может содержать любое
число Хакт
Если операнд
А задан функцией RV, то
операнд В не
используется
∞
0
12PH
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
1
Результат запоминается
в Хакт
Возможен
транзактный
или числовой
вид
Хакт может
занимать
несколько
единиц
283
Продолжение табл. П4.1
Название
Операнды и их значение
LINK
(связь)
A – определяет имя списка пользователя
B – если ДО FIFO, то в конец
списка
[C] – логический переключатель
По умолчанию
Нет
Нет
Примечание
Наличие С
переводит
в условную
форму
Нет
LOGIC
(логика)
A – имя логического ключа, пере- Нет
ключаемого в соответствии
с кодом
Дополнительный код
«S,R,I» после
имени ОБ
LOOP
(петля)
A – имя меняемого на 1 параметра Нет
B – имя ОБ петли, если Хакт боль- Нет
ше нуля
Значение
параметра
сравнивается
с нулём
MARK
(отметить)
A – отсутствует, значение АС1 за- Нет
поминается в МВ
A – присутствует, АС1 запоминается в Хакт
АС1 – абсолютное время
MATCH
(пара)
A – имя ОБ, которому подбирается пара, что синхронизует поток
Хакт одного набора
Нет
Хакт должен
быть членом
набора
MSAVEVALUE
(сохранение
значения
матрицы)
A – имя значения матрицы
B – номер строки матрицы
C – номер столбца матрицы
D – замещаемое значение
E – тип слова матрицы (MX, MH,
MB, ML)
Нет
Нет
Нет
Нет
MX
При наличии знака у
операнда А +
или – значение складывается или
вычитается
PREEMPT
(прерывать)
A – имя управляемого устройства
B – определение уровня прерывания
C – имя ОБ, куда направляется
прерванный Хакт
D – параметр запоминания времени обслуживания
[E] – логическое условие
Нет
Нет
При Е, кодируемом RE,
проверяется
то же устройство
A – детализация печати
B – верхний порог детализации
C – тип выводимых объектов
1
задан
тип
PRINT
(печатать)
284
Нет
Нет
Нет
Уровень вывода задаётся
пользователем
Продолжение табл. П4.1
Название
Операнды и их значение
По умолчанию
Примечание
PRIORITY
(приоритет)
A – задаёт новый уровень приНет
оритета
[B] – при коде BUFFER запускает Нет
сканирование
Приоритет
меняется в
процессе ИМ
QUEUE
(очередь)
A – имя очереди, в которую встаёт Нет
Хакт
B – число единиц очереди, добав- 1
ляемых Хакт
Хакт может
добавить
несколько
единиц
RELEASE
(освободить)
A – имя освобождаемого устрой- Нет
ства, исполнение ОБ освобождает
сервер
Используется
только в паре
с ОБ SEIZE
REMOVE
A – имя группы, из какой объект
(перемещать) перемещается
B – максимальное число перемещаемых Хакт
C – при наличии ОБ работает
в числовом виде
D – атрибут Хакт, используемый
для сравнения
E – выражение для сравнения при
отборе
F – адрес альтернативного ОБ
Нет
RESHEDULE A – определяет ИН Хакт в СБС
(перезапись) B – определяет АС1, заменяя
текущее МВ Хакт в А
[C] – имя заменяемого ОБ
D – имя альтернативного ОБ
Нет
Нет
RETURN
A – имя устройства, освобождае(возвращать) мое после прерывания
Нет
Парный ОБ с
ОБ PREEMPT
Нет
Память вводится в ОБ
SUNAVAILE в
недоступность
SAVAIL
(доступная
память)
A – имя доступной для использования памяти или ёмкости,
доступной для использования
Нет
Нет
Возможно задание арифметических или
минимаксных
условий
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
SAVEVALUE A – имя сохраняемого значения
Нет
(сохранение (+ или –)
значения)
B – значение, модифицирующее А Нет
C – тип сохраняемой величины
Х
(ХF, ХH, ХB, ХL)
ИН меняется
с помощью
СЧА. Операнд
С не обязателен
Значение В
может иметь
любой вид
285
Продолжение табл. П4.1
Название
Операнды и их значение
SCAN
A – имя группы, из которой ска(сканировать) нируется Хакт
B – определяет атрибуты Хакт
C – сравниваемая величина
D – определяет первый удовлетворяющий атрибут
E – определяет параметр, куда
заносится D
F – имя альтернативного ОБ
SEIZE
A – имя устройства, захваченного
(захватить) Хакт. При невыполнении условий
препятствует входу Хакт
SELECT4
A – имя параметра, в котором
(выбрать)
запоминается число объектов,
удовлетворяющих условию
B – нижний предел сравниваемых
объектов
C – верхний предел сравниваемых
объектов
D – число для сравнения при наличии кода
E – определяет СЧА, сравниваемые с В и С
F – имя альтернативного ОБ
SUNAVAIL A – имя памяти, которая не до(не доступна) ступна Хакт, ожидает изменения
состояния
TABULATE A – имя таблицы для записи
(табулировать) данных
B – взвешивающий коэффициент
По умолчанию
Нет
Нет
Нет
Нет
Возможны
арифметические и минимаксные
условия
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
1
TERMINATE A – величина, вычитаемая из за0
(разрушить) данного числа в счётчике свершений
TEST
A – выражение для сравнения
Нет
(проверить) (левая часть)
B – выражение для сравнения
Нет
(правая часть)
C – адрес направления Хакт при Нет
невыполнении
286
Примечание
Парный ОБ с
ОБ RELEASE
Операнд D
использует
дополнительные коды (см
прим. 4).
Операнд Е
сравнивает
арифметические выражения
Может определяться и часть
ёмкости
Таблица
должна быть
задана в Модуле 1
Значение А
может быть
любым
Сравнение
производится
каждый раз в
СТС
Окончание табл. П4.1
Название
TRACE
(след)
Операнды и их значение
По умолчанию
Операнда нет, исполнение ОБ
Нет
переключает флаг разряда и определяет траекторию
TRANSFER A – имеет ряд видов
(перемещение) B – определяет следующий ОБ
C – определяет альтернативный
ОБ
Нет
Нет
Нет
UNLINK5
A – имя списка пользователя
(прекращение B – имя ОБ куда возвращается
связи)
Хакт
C – максимальное число вызываемых Хакт
D – правило изъятия из списка
E – проверка условия соответствия
F – адрес альтернативного ОБ
UNTRACE Нет операнда, исполнение ОБ вы(отмена следа) ключает флаг разряда и трассировка отсутствует
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Примечание
Применение
отладчика
эффективней
этого ОБ
Широко применяется в
безусловном
и статистическом виде
Работа со
списком (и)
пользователя
экономит машинное время, но требует
внимания
Лучше пользоваться отладчиком
Примечания: 1. Операторы приведены в алфавитном порядке, а не
по смысловому признаку. 2. Отмеченные цифрами ОБ требуют дополнительные коды после имени ОБ, если присутствует операнд, отмеченный в
тексте примечаний. 3. В прямых скобках заключены необязательные операнды или необязательная информация. 4. Графа раздел, пункт содержит
ссылку на номер параграфа и пункта в монографии.
1Операнд С
Устройства U – занято или прервано,
NU – не занято и не прервано,
I – постоянно прерывается,
NI – не постоянно прерывается,
FV – всегда доступно,
FNV – не всегда доступно,
Памяти SE – постоянно пустая,
SNE – не постоянно пустая,
SF – постоянно полная,
SNF – не постоянно полная,
SV – постоянно доступная,
SNV – не постоянно доступная,
287
Ключи: LR – установлен, LS – переустановлен
Операнд D
Отношения G – больше,
GE– больше или равно,
L – меньше,
LE – меньше или равно,
E – равно,
NE – не равно.
2У операнда В может быть три варианта:
отсутствует – Хакт постоянно контролирует устройство, в противном случае
перерыв до доступности устройства;
CO – контроль транзакта, в противном случае продолжается использование
устройства;
RE – использование устройства, в противном случае возврат к ОБ С.
Операнд D используется только тогда, когда В кодируется указанным образом.
Операнд Е также имеет три варианта:
отсутствует – Хакт, прерванный в устройстве, ожидает его освобождения;
CO – кодируется так только, если операнд В имеет такой же код, Хакт продолжает бороться за вход в прерванное устройство;
RE – продолжает соревнование за использование устройства при выполнении
одного из трёх условий: 1) находится в ОБ ADVANCE, 2) прерван, 3) прерван при
использовании именно этого устройства.
3Операнд А. Коды устройств, памятей и ключей, такие же как и в прим. 1, появляется дополнительно условие сбора:
условие сбора M – условие сбора выполнено (ОБ MATCH, ASSEMBLE, GATHER);
MN – условие сбора не выполнено.
4Операнд D. Коды устройств, памятей, ключей, арифметических условий такие
же, как в прим. 1, 3, добавляется условие минимакса.
Операнд Е – только арифметические и минимаксные условия.
Операнд F – при отсутствии операнда Хакт направляется строго в следующий
ОБ, при наличии операнда (все виды дополнительных кодов) и невыполнении условия значение параметра определяется операндом А.
5Операнд D может быть представлен в трёх вариантах:
отсутствует – Хакт берётся из начала списка;
[BACK] – Хакт берётся из конца списка;
{BVj} – список сканируется от начала до конца, и выбирается Хакт, для которого
выполняется булевское условие.
288
Таблица П4.2
Операторы управления и описания
Функции и операнды
Примечания
BVARIABLE
(булева переменная)
Название
Метка – обязательное имя переменной
А – булевское выражение; 1 – истинно, 0 – ложно
Оценка логических
выражений
CALL
(вызов)
А – &имя подпрограммы (подпро- Для связи с внешграмм)
ними подпрограм[В] – [(аргумент вызываемой под- мами
программы)]
CHAR*N
А – имя &переменной
(символьные &) [(B)] – [(размер)]
Операции с символьными АМП
CLEAR
(очистить)
[ A ] – исключаемые из очистки
данные
Позволяет сохранять данные прогона
CLOSE
(закрыть)
А – имя файла,…
При закрытии неоткрытого файла – ошибка
Закрывает файлы
входа /выхода
DO
(исполнить)
А– &индекс = начальному значению
В – диапазон изменений
[C] – [ шаг приращения ] – по
умолчанию 1
Задаёт параметры
петли управления
ELSE
(иначе)
Без операндов. Используется в со- Элемент условных
четании с ОУ IF в группе дирекдиректив
тив при невыполнении условий
ELSEIF
(иначе, если)
А – булевское выражение. Запускает группу директив, проверяющих новое условие
END
(окончание)
Без операндов. Обязательный ОУ, Отсутствие – ошибисполнение которого прерывает
ка исполнения
процесс ИМ
ENDDO
(остановка
петли)
Без операндов. Прекращает
действие петли управления или
одной из петель
ENDIF
Без операндов. Прекращает дей(конец условий) ствие группы условных ОУ
При ложности начальной проверки
Количество в МФ
по числу петель
Соединяется с ОУ
IF
ENDMACRO
Без операндов. Выдаёт команду об Макрос содержит
(конец макроса) окончании макроса
символ окончания
289
Продолжение табл. П4.2
Название
EQU1
(эквивалент)
EXTERNAL
(внешний)
FILEDEF
(определение
файла)
FUNCTION2
(функция)
FVARIABLE
(переменная)
GETLIST3
(показать список)
GETSTRING3
(показать ряд)
GOTO
(направить)
HERE
(сюда)
IF
(если)
INITIAL4
(начальный)
290
Функции и операнды
Примечания
Метка – обязательное имя или
символ
А – имя одного или нескольких
классов объектов
В – количество объектов
А – &имя внешних подпрограмм,…
Определяет внешние подпрограммы
Метка – имя файла
А – текущее значение или выражение
Метка –имя функции
А – независимая переменная
В – тип функции (см. примечание)
Метка – имя переменной
А – выражение с плавающей
точкой
А – форма обращения (см. примечания)
В – одно или несколько определений входов
А – форма обращения (см. примечания)
В – скалярные
переменные,заключённые в скобки
А – адрес следующего исполняемого ОУ или директивы отчёта
Метка – имя объекта, куда надо
внедрить ОУ
Операндов нет
А – проверяемое условие
Обеспечивает исполнение ОУ в цепочке условий
Символ может быть
одинаковым для
разных объектов
А – имя величины (см. примечания)
Несколько имён отделяются запятыми
Исполнение ОУ для
открытого файла –
ошибка
Исполнение ОУ
производят данные
входа/выхода
Применяется, когда не нужен полный
набор
Применим не для
всех ОУ
Аналогичен директиве ФОРТРАНА
CONTINUE
Необходимы только
ОУ IF ENDIF,
остальные ELSE
ELSEIF дополнительны
Не допускает сложных скобок
Продолжение табл. П4.2
Название
Функции и операнды
Примечания
INTEGER
(целый)
А – &имя
величины[необязательный размер],…
Можно задавать
через запятую несколько АМП
LET
(присвоить)
А – имя АМП = выражению или
числу
Иногда может
иметь метку
LIST5
(Список)
А – форма обращения (см. примечания)
Позволяет выдавать
отчёт разного вида
MACRO
(макрос)
Метка – имя макроса
А – имя файла, куда внедрится
макрос
[В ] – числовая характеристика
Макрос может содержать 1 пробел,
поэтому комментариев – минимум 2
MATRIX6
(матрица)
Метка – имя матрицы
А – тип матрицы (см. примечания)
В – число строк
С – число столбцов
Этот ОУ является
исполняемым
NODUMP
(не включать)
А – имя объекта, не включаемого
в сообщение об ошибказ
Действует только
на отчёт об ошибках
NOXREF
(исключить
ссылки)
Без операндов. Исключает перекрёстные ссылки
Включение ОУ
сокращает объём
отчёта
OPERCOL
(переназначить)
А – номер колонки редактора,
с которой начинается сканирование первого символа первого
операнда
Не может быть
меньше 10 и больше
60
PAGE
(страница)
Без операндов. Усиливает эффект ОУ не печатается
введения страниц в окончательв итоговом отчёте
ный отчёт
PICTURE
(отображение)
Метка – имя отображения
[A] – число линий отображения,
по умолчанию 1
PUTPIC
(показать вид)
А – форма вызова (см. примечания)
[B]– список объектов
PUTSTRING
(отобразить
ряд)
А – FILE = имя объекта
(В) – (текст сообщения)
Могут быть немедленное и отложенное отображение
Наиболее простая
форма отчёта
291
Продолжение табл. П4.2
Название
Функции и операнды
Примечания
QTABLE
(табл. очереди)
Метка – имя таблицы
А – имя очереди
В – верхняя граница нижнего
разряда
С – размах таблицы
D – число интервалов
[A] – число образов, перезапоминаемых после сохранения с помощью ОУ SAVE
А – &переменная[ рамер],…
Служит для определения действительных АМП
[A] – код класса объектов (устройства, памяти и т. д.)
[B] – число объектов
Без операндов. Служит сигналом
для подготовки отчёта
А – определяет исключения
Исключения сохраняют данные
предыдущего прогона
А – новое значение позиции ГСЧ
Таблица пополняется каждый раз
при исполнении ОБ
DEPART
READ
(чтение)
REAL
(действительный)
REALLOCATE
(переназначить)
REPORT
(отчёт)
RESET
(возврат)
RMULT
(переустановить)
SAVE
(сохранить)
SIMULATE
(моделировать)
SKIP
(обход)
START7
(начало)
STARTMACRO
(запуск макроса)
STORAGE
(память)
292
А – имя сохраняемого образа
По умолчанию число образов равно 0
Можно записывать
несколько АМП
В GPSS/H присходит автоматически
ОУ стоит перед последним ОУ END
Существует аналог
ОБ с литерой В
По умолчанию
сохраняется весь
образ
[A] – указание на предел времени При отсутствии ОУ
ЦПУ, при S в секундах
в МФ, ИМ блоки[B] – указание на сохранение
руется
[А} – число пустых линий в отчёте Не путать ОО
для лучшей читаемости
SPACE внутри отчёта
А – устанавливает начальное зна- Может иметь
чение СС, при временном таймере операнды В, С (см.
равен 1
примечания)
Метка – имя макроса
Тело макроса содерОперандов нет
жит метки начала и
конца
Метка – имя памяти
Возможен второй
А – ёмкость
формат
Окончание табл. П4.2
Название
Функции и операнды
SYN
Метка – определяемый символ
(преобразовать) А – значение
TABLE8
(таблица)
UNLIST5
(остановка отчёта)
VARIABLE
(переменная)
VСHAR*N
(символьная
АМП)
Метка – имя таблицы
А – форма представления (см.
примечания)
В – верхняя граница нижнего
класса
С – ширина интервала
D – число интервалов
А– форма представления (см.
примечания)
Метка – имя переменной
А – целочисленное выражение
А – &переменная [(размер)]
Примечания
Определяемый символ должен быть
новым
ОУ LIST, UNLIST
являются парными
Оценивает часто
используемую переменную
Можно определять
несколько АМП
Примечания: 1. Операторы приведены в алфавитном порядке, операторы, выделенные серой заливкой, являются операторами описания – ОО,
все остальные – ОУ. 2. Отмеченные цифрами операторы требуют дополнительную информацию после имени оператора. 3. В [ ] заключены не обязательные операнды или необязательная информация.
1Операнд В. В поле операнда применяются следующие коды:
B – булевская переменная,
C – список пользователя,
F – устройство,
G – группа,
H (XH) – полусловная сохраняемая величина,
L – логический переключатель,
M(MX) – полнословная матричная сохраняемая величина,
MB – байтовая матричная сохраняемая величина,
MH(Y) – полусловная матричная сохраняемая величина,
ML – матричная сохраняемая величина с плвающей точкой,
P – параметр (тип не задан),
PB – байтовый параметр,
PF – полнословный параметр,
PH – полусловный параметр,
PL – параметр с плавающей точкой,
Q – очередь,
RN – случайная величина (БСВ),
293
S – память,
T – таблица,
V – переменная,
X(XF) – полнословная сохраняемая величина,
XB – байтовая сохраняемая величина,
XH – полусловная сохраняемая величина,
XL – сохраняемая величина с плавающей точкой,
Z – Функция.
2Операнд В. В поле операнда приняты обозначения:
C – непрерывная числовая величина,
D – дискретная числовая величина,
L – список числовых значений,
E – дискретная атрибутивная величина,
M – список атрибутивных значений,
S – селектор объектов.
3Операнд А. В поле операнда может быть одно из трёх ключевых слов:
– FILE = имя файла, определяет принадлежность ко входному файлу,
– END = метка, определяет имя ОУ, которому передаётся управление,
– ERR = появление ошибки, определяет имя ОУ при исполнении которого появляется ошибка.
4ОУ INITIAL используется для представления сохраняемых величин, матричных сохраняемых величин и логических ключей. Формат записи сохраняется для
всех названных объектов, отличаясь только названиями, например:
– INITIAL X&SAM,25/XL3,1.5 для сохраняемых величин,
– INITIAL MX&REOR(1,1),100 для матричных величин,
– INITIAL LS10/LS1–LS5 для ключей,
5Операнд А. Используется три вида записи:
– ABS – для печати всего отчёта,
– CSECHO – для печати ОУ,
– MACX – для печати линий макроса.
6Операнд А использует следующие коды:
– MB – байт,
– MH – полуслово,
– ML – плавающая точка,
– MX – слово.
7В ОУ START предусмотрены, но практически не используются операнды [В, С,
D]:
– В – если стоит индекс NP, то производится отчёт. Индекс NP имеет наибольший приоритет по сравнению со всеми другими командами о производстве отчёта;
– С – даёт команду по выдаче отчёта, сразу после обнуления СС;
– D – если операнд имеет код 1, выдаётся отчёт по всем спискам.
8Операнд А. Возможны четыре вида таблиц:
– кодируется как выражение для сбора статистики;
– кодируется как выражение, но имеет знак «–», тогда создаётся дифференциальная таблица;
– если имеет код IA, то таблица создаётся в интервальном виде;
– если имеется код RT, то создаётся интегральная таблица.
294
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
МИССИЯ ГУАП
ГУАП – предпринимательский инновационный университет,
центр образования мирового уровня в сфере бизнеса и сервиса.
Университет занимает ведущие позиции в области информационных технологий в образовании, содействует укреплению позиции
России на Северо-Западе. Мы готовим студентов к успеху в учебе, в
карьере и в жизни.
ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ КАЧЕСТВА ГУАП
1. Основными целями ГУАП в области качества образования являются:
– обеспечение растущих потребностей населения, предприятий
и государства в образовательных услугах такого качества, уровень
которого соответствует решению задач возрождения российской
промышленности, интеграции в международное образовательное
пространство, а также укреплению конкурентоспособности университета как ведущего образовательного, научного, методического и культурного центра Санкт-Петербурга и России;
– развитие творческого и научного потенциала профессорскопреподавательского состава, реализация системы кадрового обеспечения, стимулирующей закрепление в университете талантливой молодежи;
– подкрепление научными исследованиями новых для университета областей образовательной деятельности;
– наращивание объемов фундаментальных и прикладных исследований по широкому спектру научных, научно-технических
и прикладных программ, создание на базе ГУАП многофункционального образовательно-научного комплекса;
– создание необходимой научно-методической базы для реализации образовательных программ международного класса, увеличение приема иностранных студентов и аспирантов;
– повышение уровня удовлетворенности сотрудников университета своей работой и удовлетворенности студентов и работодателей
результатами процесса обучения.
295
296
Ответственный
исполнитель
Проректор по учебно-методической
работе;
Руководитель
центра довузовской
подготовки
Проректор по УМР
Директор института образовательных
программ
Мероприятия
по достижению
целевого уровня
Маркетинг,
профориентация, довузовская подготовка, прием
студентов
Проектирование и разработка образовательных
программ
Вход
(из какого процесса)
Выходной
документ
(КОД документа)
Выход
(в какой процесс)
Таблицы П6.1
Стандарты органи- Организационно- Учебно-методиче- Все процессы
зации
управленческий ские комплексы,
ГОС ВПО и СПО
пособия, рекоПримерные учебмендации:
ные планы и припротоколы УС и
мерные программы
МС
дисциплин
Организационно- Рабочий учебный Все процессы
Лицензия
управленческий план
ГОС ВПО и СПО
Приказы о зачисПрограммы довулении студентов
зовской подготовки
Договоры с образовательными учреждениями
План приема
Входной документ
(КОД документа)
Карта образовательной и научно-исследовательской деятельности
Цель:
– система управления качеством организационной деятельности;
– развитие прикладных научных исследований для малого и среднего бизнеса.
КАРТА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ И НАУЧНО-