Система управления с позиции целенаправленного действия

Система управления с позиции целенаправленного действия

12 1 В.И. Меньшиков , А.Н. Анисимов , Фургаса Десалень Мердаса

1 Судоводительский факультет МГТУ, кафедра судовождения

2 Судоводительский факультет МГТУ, кафедра управления судном

Аннотация. Статья рассматривает проблемы управления безопасностью морского судоходства или качеством транспортных услуг с точки зрения системного подхода. В свете принятия Международной Морской Организацией (ИМО) Международного Кодекса по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения (МКУБ) показано, что подход к определению системы управления с позиции целенаправленного действия позволяет рассматривать текст стандартов как аксиоматическую группу суждений.

Abstract. The paper considers problems of sea navigation safety management or transport services quality in the terms of a system approach. It has been shown in the paper that the approach to a management system as a teleological action allows to consider the safety management standards text as an axiomatic judgements group.

1. Введение

Повышение конкурентоспособности деятельности отечественных судов на рынке транспортных услуг неразрывно связано с внедрением судоходными компаниями в свою организационную деятельность двух международно-признанных стандартов. Первым из них является International Safety Management (ISM) Code, веденный в действие девятой главой Международной конвенции "Солас-74" с поправками и дополнениями. Кодекс имеет обязательный характер и в первую очередь определяет гарантированный уровень безопасности морского судоходства, при котором судоходная компания представляет потребителям свои транспортные услуги. Можно по-разному относиться к политическим и экономическим аспектам внедрения ISM Code. Однако в любом случае нельзя не признать, что введение в действие Кодекса способно решить проблему вывода из эксплуатации "старых" судов. Методами запрета, такими, например, которыми пользуются власти США, можно достичь желаемых результатов, но эти результаты локальны и действуют лишь в пределах юрисдикции прибрежного государства. В международном плане следует руководствоваться более общими экономическими рычагами. ISM Code и является тем экономическим рычагом, который делает эксплуатацию старых судов нерентабельной, поскольку затраты, направляемые на поддержание нужного уровня безопасности судов, могут превышать доход от их производственной деятельности.

Обязательный характер исполнения положений ISM Code не способен влиять на качество транспортных услуг, а создает только условия для их гарантированного предоставления заказчику с минимизацией риска для судового экипажа, груза и экологии морского пространства. Отсюда напрашивается достаточно простой вывод о том, что построение и эксплуатация системы управления безопасностью внутри организационной структуры судоходной компании должны в большей своей части носить затратный характер. Администрациям судоходных компаний следует смириться с затратами от эксплуатации системы управления безопасностью (СУБ) и искать пути повышения эффективности деятельности на рынке транспортных услуг за счет управления качеством этих услуг.

Общим направлением при управлении качеством транспортных услуг является достаточно хорошо известный принцип: "заказчик всегда прав". Документом, которым должна руководствоваться судоходная компания, осуществляя экспансию на рынке транспортных услуг должен быть один из серии стандартов ISO 9000. Организационная структура, отвечающая общим принципам стандартов ISO, управляя качеством услуг, способна создавать устойчивые формы взаимосвязи с заказчиком, прозрачность этой взаимосвязи и, за счет интенсификации эксплуатации своего флота, получать дополнительную прибыль. Естественно, что часть дополнительной прибыли, полученной от эксплуатации системы управления качеством, судоходная компания обязана направить на поддержание и совершенствование своей системы по управлению безопасностью. Взаимозависимость систем управления безопасностью и качеством транспортных услуг является обязательным морфологическим признаком общей организационной структуры судоходной компании. Так, любой существенный сбой в работе СУБ приводит к снижению гарантий в

предоставлении заказчику нужных транспортных услуг, что неизбежно скажется на уровне конкурентоспособности самой компании. В тоже время ошибки менеджмента способны снизить доходы компании и, следовательно, уменьшить отчисления, направляемые на поддержание нужного уровня безопасности судов. Поэтому возникает необходимость в исследовании деятельности систем управления безопасностью и качеством услуг, которые создаются и функционируют в рамках международных стандартов, а также процессов взаимодействия между ними.

В специальной литературе, издаваемой Российским Морским Регистром и МАКО, приводится достаточно большой список признаков близости между стандартами ISM и ISO. Такая детализация степени близости скорее затеняет суть, но не дает ответа на вопрос о взаимосвязи стандартов. В действительности следует ограничиться лишь одним признаком, который по своему характеру имеет принципиальное значение. Выделить фундаментальный признак общности между стандартами можно, если учесть что

ISM П ISO = SM,

где SM - общность стандартов, определенная через понятие "система управления".

Системы управления вида (1) создаются в рамках организационной структуры компании, как средство, обеспечивающее проведение определенной политики в достижении поставленных целей в области качества транспортных услуг, локализованных требованиями по обеспечению безопасности морского судоходства (Палехов, 1998). Поэтому системное исследование должно быть основой как при построении, так и при эксплуатации систем управления безопасностью и качеством услуг. Более того, особенности в функционировании одной системы в силу связанности можно переносить на другую, хотя такой перенос следует осуществлять с определенной долей осторожности. Системный подход и системное исследование не являются чем-то принципиально новым, а представляют собой естественный и, наверное, единственный научный метод решения теоретических и практических задач, поставленных перед судовладельцами, с одной стороны, самим рынком транспортных услуг, а с другой стороны, девятой главой Международной Конвенции "Солас-74" и кодексом ISM к ней.

В арсенале общего системного исследования имеется (Энциклопедия кибернетики, 1974), во-первых, теория абстрактных систем, а во-вторых, теория конкретных систем, включающая методологию анализа и синтеза. При выполнении конкретных системных исследований достаточно часто можно встретиться с попытками дать приоритет или теории абстрактных систем, или теории конкретных систем. Антагонизм теорий проявляется уже даже в самом определении системы как таковой. Так, в теории абстрактных систем за нее принимается множество взаимосвязанных элементов, которые по своей сути являются понятиями. Теория же конкретных систем определяет систему как множество взаимосвязанных элементов, которые обладают свойствами физических объектов. В то же время допустимо считать, что теория управляемых систем может иметь единую общую исходную точку, определяемую с помощью понятия "целенаправленное действие". Гипотеза о связанности теорий абстрактных и конкретных управляемых систем позволит ввести в системное исследование абстрактных систем общие принципы методологии анализа и синтеза конкретных систем.

2. Целенаправленное действие и управляемая система

Общность подхода к управляемой системе в рамках целенаправленного действия дает право рассматривать ее как отображение 2, построенное на объединении двух функций: внешней и внутренней. Такое объединение следует определить, как некоторое согласованное множество вида, полученное в результате следующей операции:

£ : F U F2 ^ L,

где [ Fl ] с Fl; [ F2 ] с F2, a L - целенаправленное действие в управляемой системе, отвечающее условиям, закрепленным во внешней и внутренней функциях.

В согласованном множестве (2) принято, что внешняя функция Fl является преобладающей и служит причиной, формирующей внутреннюю функцию F2 управляемой системы, т.е.

Fi ^ F2.

В технических и организационных системах управления связь между причиной и следствием вида (3) всегда имеет место. Именно внешняя функция способна подвести к представлению о внутренней структуре системы, а также дать возможность оценить качество управления. Для этого необходимо лишь, чтобы внешняя функция была определена в классе рекурсивно-вычислимых функций. При заданной внешней и подобранной внутренней функциях всегда имеется возможность получить представление о структуре управляемой системы и ввести ограничения на внутреннюю функцию Г2. Например, ограничения, накладываемые на структуру внутренней функции управляемой системы, способны привести к решению проблему размерности или алгебраической сложности, а также проблемы идентификации. Именно метод конструирования системы управления в виде отображения (2) позволяет сделать прозрачной процедуру составления малопараметрических математических моделей управляемых систем. Поэтому первой особенностью, которую необходимо учитывать при построении системы управления, является приоритет внешней функции Г1 над внутренней

Веденные функции Е1 и Г2 имеют абстрактный характер, поскольку способны отвечать лишь на два достаточно общих вопроса, касающихся управляемой системы. Во-первых, зачем система создается или выделяется, а во-вторых, каким образом в системе получается желаемый результат. Объединение ответов, сформулированное с помощью Е1 и Е2, раскрывает одно общее свойство системы -целенаправленное действие, происходящее в ней самой и с ее элементами. Причем действие должно быть организовано так, чтобы оно позволяло реализовать поставленную цель, конкретизированную с помощью Е1. Следовательно, отображение объединения внутренней функции Г2 и внешней Е1 можно рассматривать как целенаправленное действие Ь, способное полностью описать управляемую систему.

Замкнутость внешней и внутренней функций, естественным образом, порождает замкнутость целенаправленного действия, так что

[ Ь ]с Ь.

Поэтому в любых системах управления, в частности, безопасностью морского судоходства или качеством транспортных услуг, можно охарактеризовать такое действие следующим замкнутым по объединению выражением

Ь = Ж и Тд и 5А,

где 55" - непустое связанное и замкнутое множество элементов, составляющих систему; Тд - общая характеристика целенаправленного действия между элементами; 5А - самооценка результатов движения системы в отношении цели управления Е1.

3. Целенаправленное действие как класс эквивалентности

Обычно понятие функции ставится в зависимость от действия и противопоставляется понятию структуры. Если же исходить из определения управляемой системы вида (2) как целенаправленного действия (4), то можно отказаться от принятого противопоставления и рассматривать структуру лишь как представление (4), допускающее снижение уровня абстрагирования Ь, заложенного с помощью функций Е1 и Г2. Для снижения уровня абстрагирования целенаправленного действия следует привлекать такие аспекты этого действия, как его геометрические, кинематические, механические, физические, морфологические свойства. Причем в системах управления вида (4) понизить уровень абстрагирования можно, если использовать, например, только морфологические аспекты, как более общие по отношению к остальным. Морфологическим свойством целенаправленного действия Ь в (2) будем называть некоторое множество физических свойств, которые способны порождать функциональные отношения между отдельными элементами системы. Именно такая взаимосвязь между функцией и структурой позволяет осуществить операцию декомпозиции целенаправленного действия Ь в системе (2) по конечномерному базису морфологических свойств.

Очевидно, что морфологическим классом функций целенаправленного действия Ь в системе следует считать их множество, которые связано, по крайней мере, одним общим морфологическим свойством. Тогда Ь можно представить как класс с характеристикой, определенной на уровне соотношения эквивалентности вида:

А с Ь х Ь,

а упорядоченная пара ХИ= < Ь, А > образует систему с отношением, описывающую этот класс, для которого А является показателем неразличимости целенаправленных действий. Следовательно, понятие управляемой системы (2) как объединение внешней, а также внутренней функции в силу замкнутости (4) можно сопоставить и приравнять к понятию оператора, который определен в классе !Р= < Ь, А > и образует внутреннюю функцию системы. При этом внутреннее целенаправленное действие (2) необходимо рассматривать только с морфологических позиций, так как изменения, касающиеся характера оператора, не влияют на сущность этого действия.

В зависимости от внешней функции, формирующей систему, морфология класса !Р= < Ь, А > может быть декомпозирована как в узком, так и в широком смысле. Уровень декомпозиции оператора из !Р= < Ь, А > способен объяснить такое важное понятие, как внутренний масштаб системы. Определение оператора системы (2) с помощью внешней и внутренней функции, ограничение (4) и фиксация его в классе !Р= < Ь, А > позволяют считать, что в данном случаи целенаправленное действие полностью определено, а, следовательно, морфологические свойства, формирующие такой класс эквивалентности, поддаются обязательной декомпозиции. Процесс же самой декомпозиции неизбежно проведет к представлению Ь из !Р= < Ь, А > как полного класса непересекающихся морфологических свойств целенаправленного действия. Здесь следует заметить, что всякое морфологическое действие сводится к такому же множеству физических действий. Помимо этого, способ задания оператора классом !Р= < Ь, А >, по своей сути, равноценен определению физического объекта. Равноценность между заданием оператора целенаправленного действия и выделением объекта, в свою очередь, позволяет надеяться на то, что представление о внутренних свойствах системы, определенное с помощью класса !Р= < Ь, А >, способно примирить отмеченную выше противоречивость в подходах к конструированию понятия системы для абстрактной и конкретной теорий.

4. Целенаправленное действие как структурный класс

Введенный класс эквивалентности целенаправленного действия и его декомпозиция по морфологическим свойствам дают право на исследование тонкой структуры оператора, но лишь в рамках его локализации. Однако требование замкнутости оператора выполнимо лишь при констатации сведений о самом замыкании. Именно замыкание фиксирует внешние условия, по отношению к которым протекает само действие, обеспечивая как реализацию цели так и необходимую внутреннюю практическую деятельность. Поэтому при синтезе системы управления появляется необходимость в расширении морфологического класса целенаправленных действий вида < Ь, А > за счет дополнительного включения в него геометрических, кинематических, механических, физических и морфологических аспектов замыкания такого действия. Расширенный за счет включения свойств замыкания морфологический класс оператора уже определяет не только тонкую структуру целенаправленного действия, являющегося элементом этого класса, а дает и общее глобальное представление о деятельности системы и ее движении к поставленной цели в пределах структурных представлений о замыкании. Такой обобщенный класс целенаправленных действий можно уже назвать структурным классом эквивалентности системы. Хотя необходимо отметить, что, в тех случаях, когда структура замыканий и Г2 определена только на уровне морфологических свойств, структурный класс вырождается в морфологический.

Если принять, во внимание, что множество действий [Ьо\ с Ь0, включающее в себя и морфологические свойства замыкания, обладает отношением эквивалентности Я = Ь0 х Ь0, то упорядоченная пара !Р= < Ь0, Я > будет характеризовать общее пространство приближений для Ь0. По сути, упорядоченная пара !Р= < Ь, Я > представляет собой систему с отношением, которая так же, как и < Ь0, А >, является характеристикой пространства приближений и допускает декомпозицию по классам эквивалентности, организованным, например, на основе морфологических или более тонких физических свойств целенаправленного действия. Такие классы можно рассматривать, как элементарные множества в а всякое их объединение вновь должно привести к образованию составного множества в 4е, принятого за общее пространство приближений для Ь0, причем всегда выполняется условие:

Ь с. Ь0.

Задача декомпозиции класса XF= < L0, R >, так же как и его подкласса XF= < L, A >, решаема лишь в том случае, когда действие, замкнутое, например, по объединению (4), допускает выделение морфологических свойств, являющихся более тонкими по отношению к составляющим (4). В силу определения морфологических свойств объекта или явления, их можно идентифицировать лишь тогда, когда за ними стоят физические признаки, обладающие нижней и верхней гранями. Детализация морфологических свойств структурного класса W= < L0, R > и их аксиоматизация порождают такое известное из теории систем понятие, как модель.

Свойства структурного класса < L0, R > преобразуются в теорию модели управляемой системы (систему аксиом) лишь в случае непротиворечивости самих аксиом. Непротиворечивость теории состоит в том, что из общности аксиом нельзя получить какого-либо противоречия. Обычно для достаточного широкого класса формальных теорий условие непротиворечивости группы аксиом G равносильно существованию в их общности хотя бы одного недоказуемого предложения. Поэтому свойство непротиворечивости в аксиоматической группе G можно рассматривать как необходимое для существования самих моделей. Однако такая необходимость способна дать описанию действия конкретность и гарантировать его только на уровне общего характера процесса, идущего в моделях класса W= < L0, R >, и не более того. Непротиворечивость аксиоматической группы G неспособна в полной мере обеспечить условие достаточности, которое действительно гарантирует, что описанное действие будет имеет место. Достаточность может возникнуть на непротиворечивой аксиоматической группе класса эквивалентности лишь в тех случаях, когда пространство приближений W= < L0, R > замкнуто.

Общность внешней функции F1 для всех элементов из W= < L0, R > и локализация целенаправленного действия позволяют принять, что непротиворечивость аксиоматической группы морфологических свойств этого действия способны породить в G не только необходимость, но и достаточность. Тогда условия необходимости и достаточности превращают группу G в теорию, т. е.

< Lo, R > ^ T,

где T - теория модели систем управления, определяющая пространство приближений W.

Не менее важным свойством для практического использования теории модели управляемой системы является ее полнота. Полнота аксиоматизированных морфологических свойств группы G позволяет надеяться на то, что все рассматриваемые процессы функционирования системы, выводимые из теории T для пространства приближений W, будут верны в рамках этой теории. Теорию пространства приближений можно считать полной, если для непустого класса W= < L0, R > любое действие, следующее из процесса функционирования системы, является истинным в каждой отдельной модели. Полнота класса ^обеспечивает достижение цели управления, и в этом смысле она должна признаваться позитивной. Условия необходимости и достаточности, закладываемые в группу G, обеспечивают позитивную полноту теории (5).

5. Заключение

Анализ структуры W= < L0, R >, выполненный путем декомпозиций по отдельным морфологическим свойствам, позволил получить конечномерное пространство приближений с базисом в виде аксиоматизированной группы суждений, обращающих теорию модели и формирующих класс, который можно записать так

М~ mod T.

Тогда при решении практических задач приведенное выше соотношение дает право судовладельцам рассматривать текст стандартов, как описание свойств класса М и учитывать этот факт в процессе составления руководств по управлению безопасностью или качеством транспортных услуг. Соответствие текстов стандартов и руководств обеспечивает последним позитивную полноту, гарантирующую, что действие (2) всегда имеет место в системе управления и направляет ее состояние к заданной цели, сформулированной в политике судоходной компании.

Литература

Меньшиков В.И., Глущенко В.М. Управление системой безопасности морского судоходства. Вестник

МГТУ, т.1, № 1, с.13-16, 1998. Палехов C.B. Российская интерпретация международного кодекса по управлению безопасностью (МКУБ). Диссертация в форме научного доклада на соискание степени доктора транспорта, М., 83 е., 1998.

Энциклопедия кибернетики. Киев, Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии, 618 е., 1974.