Sunday, October 23, 2011

9 принципов автоматизации управления

Как же сегодня разрабатывается автоматизация управления? “Ну, есть много разных способов...”, скажете вы. И вы будете абсолютно правы. Сегодня это все еще более искусство, чем наука. Компании вынуждены изобретать свои собственные «колеса», делать ошибки, учиться на своих ошибках, и затем повторять их снова. Занимаясь исследованиями в ЦОАСУ, мы видели много типичных ошибок, наравне с вполне приличными решениями. В результате нашей работы, мы сформулировали 9 принципов для помощи в разработке автоматизации управления. Некоторые из этих принципов могут выглядеть очевидными, в то время как другие - не столь простыми. Но мы верим, что все они очень важны для создания качественных АСУ.

1. Организационная цельность. Любая организация - это открытая система, созданная для совершения полезной работы во внешнем мире. Независимо от размера и индустрии, организация имеет различные уровни управления и функциональные области, которые взаимодействуют для достижения общих организационных целей.

2. Непрерывное управление. Любая деятельность в организации может быть рассмотрена как непрерывный процесс управления который обрабатывает информацию в 4 различных состояниях: Наблюдение, Ориентирование, Решение и Действие. Любая, даже самая простая операция, может быть представлена как управление оборудованием или частями собственного тела.

3. Функциональная полнота. Любая концептуально полная ЦОАСУ должна содержать 5 интегрированных функциональных групп: Наблюдение, Анализ, Планирование, Исполнение, Коммуникация и Взаимодействие.

4. Целеориентирование. Большинство взаимодействий в организации направляется целями. Высокоуровневые цели детализируются, разбиваются на подцели, передаются через уровни управления до тех пор, пока они не будут исполнены. Результаты исполнения собираются вместе и вносят вклад в общие достижения организации.

5. Информационная целостность. Любое решение в организации имеет причины и последствия; анализ основывается на полученных результатах и приводит к новым решениям. ЦОАСУ должна предоставить инфраструктура для поддержания целостности информации в ее логической цепочке.

6. Общая ситуационная осведомленность. Решения в организации должны основываться на актуальной ситуационной информации. ЦОАСУ должна обеспечивать общую ситуационную осведомленность на основе проверенных и консолидированных данных. Ситуационная информация может представляться в различных формах: графической или текстовой, и отображаться при помощи представлений Общей Операционной Картины (представлений ООК).

7. Стандартная и однозначная коммуникация. Коммуникация в ЦОАСУ должна быть основана на непротиворечивом понятном языке и стандартных протоколах. Это включает, но не ограничивается целями, эскалациями, результатами и другими эффектами, наблюдениями и интерпретациями, дополнительной информацией.

8. Автоматизация принятия решений. Решения в ЦОАСУ могут быть автоматизированы при помощи Систем Поддержки Принятия Решений (СППР). СППР могут быть аналитическими или статистическими, и способны функционировать на различных уровнях, начиная с ручного и заканчивая полностью автоматическим.

9. Взаимодополняющие типы информации. ЦОАСУ в дополнение к формальным и структурированным типам информации должно поддерживать неформальные и неструктурированные типы для реакции на непредсказуемые ситуации. Структурирование информации обеспечивает ее интерпретацию автоматизированными системами и повышает уровень автоматизации.

В моих следующих постах я расскажу о каждом из этих принципов в подробностях.

Friday, October 7, 2011

Уровни мышления в постановке целей

Постановка и достижение целей наиболее часто представляются как осмысленный, и далеко не тривиальный процесс планирования и исполнения. Но в реальности, такое случается очень редко. Чаще всего мы можем видеть вокруг вещи, которые происходят “по течению”, без особого рассмотрения и четко осмысленных планов. Это создает разрыв между целями и каждодневной реальностью. В ЦОАСУ мы пытаемся автоматизировать самые обычные ежедневные ситуации, используя целеориентированный подход. Чтобы добиться этого, мы должны каким-то образом ликвидировать этот разрыв. Нам необходимо изменить наш взгляд на цели и принять тот факт, что цели не всегда должны осмысленно планироваться. Дженс Расмуссен предложил модель “3 уровня человеческого поведения/мышления”, которая дает нам подход к постановке целей в совершенно новом ключе.

В своей статье “Навыки, правила и знания; сигналы, знаки, символы и другие отличия в моделях человеческого поведения” Дженс Расмуссен пишет: “Внедрение информационных технологий, основанных на цифровых компьютерах для создания человеко-машинных интерфейсных систем, должно привести к потребности в единообразных моделях человеческого поведения при как выполнении рутинных задач, так и в незнакомых условиях. Предлагается рассмотрение потребности в различных типах моделей для представления поведения на уровне навыков, правил и знаний...”.

Далее он определяет 3 типа человеческого поведения:

1. “Поведение на основе навыков представляет собой сенсо-моторные реакции во время актов или действий, которые, следуя интуитивным командам, имеют место без мыслительного контроля как четкие, автоматические, и высоко интегрированные шаблоны поведения.”

2. “На следующем уровне поведения на основе плавил, наборы последовательностей действий в знакомой рабочей обстановке обычно контролируются сохраненными правилами или процедурами, которые могут быть извлечены эмпирически из предыдущих случаев, либо могут быть услышаны от других людей как инструкции или рецепты, либо предварительно заготовлены на основе умственного анализа и планирования.”

3. “В незнакомых ситуациях, встречаясь со средой, для которой не существует шаблонов или правил управления, наработанных в предыдущих случаях, управление поведением должно перейти на более высокий концептуальный уровень, в котором поведение определяется на основе знаний и целей. В такой ситуации, цель четко формулируется основываясь на анализе состояния среды и общих целей человека. Далее разрабатывается план действий...”

Вы должны помнить, что ЦОАСУ определяет цель как “состояние дел в будущем, которое человек или система планируют или намерены достигнуть”. Но это определение не говорит точно, как это “состояние” должно задаваться. Оно может осмысленно планироваться, к нему можно прийти интуитивно, или даже, оно может быть заранее предопределено.

Следуя в общих чертах в направлении мыслей Расмуссена, мы можем применить эти 3 уровня к постановке целей:
  1. Уровень знаний. Для новых незнакомых целей, или целей, решаемых по-новому, человек должен использовать свои знания и творческие способности, чтобы прийти к уникальному плану их достижения.
    • Например: обдумывание какую школы выбрать для своего ребенка, действия на новой работе в течение нескольких первых дней, поведение при посещении новой страны канибалов, или планирование ограбления банка.
  2. Уровень правил. Для знакомых целей, с которым человек уже имел опыт, или изучил такой опыт из доступных источников, используются шаблонные планы. Человек может внести в них небольшие изменения для большего соответствия текущей ситуации.
    • Например: общение с кассиром в магазине, приготовление завтрака, следование бизнес-процессу на работе
  3. Уровень навыков. Для целей, которые встречаются очень часто, или предопределены самой природой, человек может действовать автоматически, без каких-либо умственных усилий.
    • Например: шагание вниз по лестнице, ответ “привет” человеку, который сам вас поприветствовал, управление автомобилем, или симуляция работы на вашей работе
Как Вы можете видеть, большинство целей (или состояний в будущем) определяются и достигаются на несознательном уровне навыков и инстинктов. Когда мы ставим цель подойти к какому-то месту в непосредственной близости (будущее состояние: занять определенное положение в пространстве) мы не планируем каждый шаг, наше тело действует автоматически. Когда нам нужно напечатать что-либо на компьютере (состояние в будущем: ввод определенного текста) наши пальцы сами нажимают на кнопки, без особых мысленных усилий.

Иногда, мы можем напрячь свои мозги, чтобы разобраться с небольшими изменениями в ситуации, чтобы скорректировать шаблоны, которые мы накопили в течение своей долгой жизни, набрались от членов семьи, научились в школе, или увидели в телевизоре. Человеческий мозг - это прекрасная машина для обработки шаблонов. Его ассоциативная память способна хранить огромные массивы различных шаблонов и быстро выхватывать их, даже на основе косвенных, странных ассоциаций. Все еще нет компьютеров, которые бы могли сравняться с человеком в сложных и непредсказуемых условиях в этом смысле. Даже встречая что-то новое, человек, скорее всего, найдет что-то более или менее подходящее из своего опыта и поспешит применить свой шаблон еще один раз.

И, говоря по правде, ситуации, когда мы сидим и потеем, пытаясь изобрести что-то новое, случаются очень и очень редко. Большинство людей этого не любят. Работа на уровне знаний остается областью для странных “творческих” людей. Большинство из нас предпочитают остановиться или выйти из ситуации, где подходящего шаблона не найдено.

Есть еще один аспект, который я хочу здесь упомянуть. ЦОАСУ не делает строгого различия между людьми и автоматизированными системами. Это одно из сильных сторон теории - человек может быть заменен автоматизированной системой, и система управления в сущности своей не измениться. Так как же такое возможно?

На самом деле, все довольно просто. Представьте себе следующее: любой автоматизированный контроллер или компьютерная программа работают детерминистично. Они генерируют предсказуемый ответ на заданные входные данные. Мы можем сказать, что цели (или состояния в будущем) для этих автоматизированных систем предопределены, и планы их достижения жестко зашиты в системном дизайне. Таким образом, да, такие системы работают на “уровне навыков”.

Некоторые автоматизированные системы, основанные на “искусственном интеллекте”, могут действовать недетерминистично, или же способны менять свое поведение на основе достигнутых результатов. Экспертные системы, основанные на правилах, используют введенные правила для генерации ответов. Нейронные сети должны тренироваться на известных наборах, чтобы распознавать знакомые входные данные. Дата майнинг или системы статистического обучения могут обрабатывать историческую информацию, накопленную в базах данных, для поиска в них статистически описываемых шаблонов. Эти методы все еще не настолько изощрены как мозг человека. Но они уже способны делать довольно многое. Вы будете абсолютно правы, если вы узнаете в таких системах поведение на “уровне правил”.

Большинство людей не хотят или не любят оперировать на “уровне знаний”. И автоматизированные системы пока также не способны достигнуть этого уровня. Такие образом, даже если ЦОАСУ пытается автоматизировать все как можно больше, все еще существуют области с незнакомыми целями, где “творческие” люди не могут быть полностью заменены на текущем уровне технологий. Но, принимая во внимания быстроту аккумулирования знаний в наш информационный век, мы видим, что эти области сужаются очень быстро...

Sunday, October 2, 2011

Целеориентирование

Целеориентирование - это второй основной принцип ЦОАСУ. Он утверждает, что: “Большинство взаимодействий в организациях определяются целями. Высокоуровневые огранизационные цели детализируются, разбиваются на подцели, передаются через уровни управления до тех пор, пока они не будут выполнены. Результаты исполнения собираются вместе и вносят вклад в общие достижения организации.”
Если принцип Непрерывного управления касается отдельных Активных Элементов, то принцип Целеориентирования дает модель для объединения индивидуальных Активных Элементов в единую завершенную систему управления.

В зависимости от организации, структура целей может значительно различаться. Однако, довольно часто можно отследить 6 уровней целей:
  • Политики, нормативные акты, законы - цели, стоящие выше отдельной организации, и устанавливаемые государством через законодательные акты
    • Горизонты планирования: Различные организации / целые индустрии на протяжении 3-10+ лет
  • Долговременные цели  - стратегические инициативы, изменения в организационной структуре, приход / уход из рынков
    • Горизонты планирования: Целая организация или подразделения организации на протяжении 5-10+ лет
  • Среднесрочные цели - изменения в продуктах и сервисах компании, крупные инвестиции, найм работников
    • Горизонты планирования: Организационные подразделения на протяжении 3-5 лет
  • Краткосрочные цели - типичные проекты, найм контракторов
    • Горизонты планирования: Отдельные группы на протяжении от нескольких недель до 1-2 лет
  • Оперативные цели, диспетчеризация - каждодневное управление, распределение задач, реакция на непредвиденные ситуации
    • Горизонты планирования: Ежедневно на уровне группы ресурсов
  • Отдельные операции - работа индивидуальных ресурсов
    • Горизонты планирования: индивидуальная работа одного ресурса
Исторически, определение организационных целей было жестко связано со структурой организации. Структуры, в которой уели определяются и передаются строго сверху-вниз, называются “иерархическими”. В современном мире жесткие иерархические структуры становятся менее популярными из-за своей низкой эффективности и недостатка гибкости. Структуры, когда постановка целей не жестко связана с вертикалью управления и может осуществляться на горизонтальном уровне, называются “сетевыми”.
Теоретически возможна постановка целей снизу-вверх между различными вертикалями управления, но практически это может не иметь смысла из-за несовместимых горизонтов планирования.