Многоэшелонные системы: организационные иерархии

Это понятие иерархии подразумевает, что:
1) система состоит из семейства четко выделенных взаимодействующих подсистем;
2) некоторые из подсистем являются принимающими решения (решающими) элементами и
3) принимающие решения элементы из 1) располагаются иерархически в том смысле, что некоторые из них находятся под влиянием или управляются другими решающими элементами.

Блок-схема системы такого типа приведена на рис. 6.9. Уровень в такой системе называется эшелоном. Эти системы мы будем называть также многоэшелонными, многоуровневыми или многоцелевыми в связи с тем, что различные входящие в систему элементы, обладающие правом принятия решения, имеют обычно “конфликтные” цели.

Рисунок 6.9. Многоуровневая организационная иерархия; многоэшелонная система.

Следует подчеркнуть одну важную характеристику многоуровневых многоцелевых систем, которая отличает их от концептуально более простых систем принятия решения со многими переменными. Дело в том, что по самой природе таких многоуровневых многоцелевых систем элементы верхнего уровня в них хотя и обусловливают целенаправленную деятельность элементов нижних уровней, но не полностью управляют ею. Принимающим решения элементам нижних уровней должна быть предоставлена некоторая свобода в выборе их собственных решений; эти решения могут быть, но не обязательно будут, теми решениями, которые выбрал бы верхний уровень.
По характеру иерархического расположения образующих систему элементов рис. 6.10 можно указать следующие категории систем принятия решений:

а) одноуровневые одноцелевые системы,

б) одноуровневые многоцелевые системы,

в) многоуровневые многоцелевые системы.

Рисунок 6.10. Классификация систем принятия решений (управления).

В первом случае цель определяется для всей системы и все переменные выбираются так, чтобы обеспечить достижение этой цели. Технически решение проблемы принятия решения, удовлетворяющее данной цели, может быть очень сложным, так как задача многомерная и может возникнуть необходимость в использовании, как методов оптимизации, так и прогнозирования. И все же следует подчеркнуть концептуальную простоту одноуровневых одноцелевых систем, особенно же — отсутствие конфликтов внутри таких систем.

Система, принадлежащая к классу одноуровневых многоцелевых систем, состоит из принимающих решения элементов, имеющих свои собственные цели. Эти цели не обязательно конфликтны; некоторые из элементов, обладающих правом принятия решений, могут образовывать коалиции. Конфликт между принимающими решения элементами может, однако, произойти; тогда он может быть разрешен только путем вмешательства более высокого уровня.

Класс многоуровневых многоцелевых систем характеризуется наличием иерархических отношений между принимающими решения элементами этой системы. Существование какого-то высшего командного элемента — принципиальная отличительная особенность таких систем; проблема принятия решений на уровне этого элемента является основной проблемой в теории многоуровневых систем.

Концепция страт введена для целей моделирования, концепция слоев — для вертикальной декомпозиции решаемой проблемы на подпроблемы, концепция же эшелонов относится к взаимной связи между образующими систему элементами принятия решения. Различие этих трех понятий лучше всего можно проиллюстрировать, рассмотрев взаимодействие этих концепций при описании многоуровневых систем.

Предположим, что мы строим многоэшелонную (организационного типа) систему. Первая возникающая проблема — распределение задач или ролей, которые должны выполняться различными уровнями или отдельными элементами. При этом используются иерархические концепции страты и слоя. Задания элементам, образующим многоэшелонную систему, в этом случае определяют по отношению к моделям и решаемым проблемам, появляющимся на соответствующей страте или слое (Рис. 6.11). В этой связи следует опять напомнить, что не существует однозначного соотношения между стратами, эшелонами и слоями.

Рисунок 6 11. Вертикальное распределение задач для организационной иерархии.
в примере двухуровневой системы, показанной на рис. 6.12, каждый принимающий решения элемент использует многослойный подход для решения своих собственных, локальных подпроблем. В этом случае говорят, что многослойная иерархия вложена в многоэшелонную систему.

Рисунок 6.12. Многослойное представление функционирования решающих элементов многоэшелонной системы.
Рассмотрим многослойную систему принятия решений применительно к семейству подпроблем, разрешение которых дает решение исходной проблемы. Каждая из подпроблем может быть достаточно сложной, так что может оказаться целесообразным использовать для ее решения многослойный подход или даже сформировать отдельную многоэшелонную систему, которой и будет поручено решение этой конкретной подпроблемы. Рис. 6.13 иллюстрирует сказанное.

Рисунок 6.13. Представление решающих элементов, образующих многослойную иерархию, в виде многослойных и многоэшелонных иерархий.

Несмотря на эти различия, существуют и общие для всех трех понятий черты:

1.структурные взаимоотношения между подсистемами
2. Элемент верхнего уровня имеет дело с более крупными подсистемами или с более широкими аспектами поведения системы в целом.
3. Период принятия решения для элемента верхнего уровня больше, чем для элементов нижних уровней.

4. Элемент верхнего уровня имеет дело с более медленными аспектами поведения всей системы.
5. Описания и проблемы на верхних уровнях менее структурированы, содержат больше неопределенностей и более трудны для количественной формализации.

Иерархическое упорядочение часто связано с процессом изменения структуры уже существующей системы в целях повышения эффективности ее работы. При создании объединенной (или “интегрированной”) системы управления промышленным комплексом редко имеется возможность коренной перестройки и рационализации всего комплекса ввиду наличия ряда экономических, технических и социальных ограничений. По существу приходится исходить из имеющейся уже системы регулирования рабочих процессов и управления на нижнем уровне, добавляя к ней управление более высокого уровня и осуществляя тем самым интеграцию всего управления системой. В этом случае ситуация несколько напоминает раздельное проектирование технологического процесса и системы управления им. В настоящее время уже довольно ясно, что систему нужно проектировать как целое, а не начинать с процесса и затем просто добавлять необходимое управление. Несмотря на то, что можно принести примеры, в которых при проектировании технологии процесса учитывается и наличие управляющих подсистем, общесистемный подход, не делающий никаких разделений, все еще не реализован.

Описания или модели сложных систем часто могут быть получены лишь на основе стратификации с учетом физических подсистем, управленческих и экономических аспектов и т. п. Кроме того, глобальная задача, для осуществления которой создается система, может быть конкретизирована путем установления иерархии необходимых работ и подзадач.