Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
ЕЛИСЕЕВ Борис Петрович
МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ ОБРАЗОВАНИЕМ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Специальность 05.13.10 Управление в социальных и экономических системах А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Уфа - 2011
Работа выполнена в НОУ ВПО УРоссийский новый университетФ на кафедре информационных технологий и естественнонаучных дисциплин Научный консультант д-р техн. наук, проф.
ЗЕРНОВ Владимир Алексеевич ректор Российского нового университета (г. Москва) Официальные оппоненты д-р техн. наук, проф.
СМИРНОВ Сергей Викторович директор Института проблем управления сложными системами РАН (г. Самара) д-р техн. наук, проф.
ЬВОВИЧ Яков Евсеевич зав. каф. систем автоматизированного проектирования и информационных систем Воронежского государственного технического университета д-р техн. наук, доцент ТАРХОВ Сергей Владимирович проф. каф. информатики Уфимского государственного авиационного технического университета Ведущее предприятие ФГБОУ ВПО Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)
Защита состоится л_23_ __марта__ 2012 г. в _10_ часов на заседании диссертационного совета ДЦ212.288.03 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу:
450000, г. Уфа-центр, ул. К. Маркса,
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета
Автореферат разослан л____ ___________ 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф. В. В. Миронов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы Развитие национальной системы образования РФ предполагает сближение с Европейскими образовательными системами на принципах ЮНЕСКО и Болонского соглашения, повышение качества подготовки специалистов и повышения качества образовательных услуг, всестороннего совершенствования элементов образовательной системы.
При всем многообразии проблемных областей в образовании, особенно в профессиональном образовании, по мнению автора, одной из важнейших проблем остается проблема совершенствования и оптимизации процедур управления образовательными комплексами, которые сегодня составляют основу отечественной образовательной системы.
Можно назвать множество научных трудов и их авторов, работающих в этом направлении: Байденко В.И., Бурков В.Н., Герасимова И.Б., Деревнина А.Ю., Елисов Л.Н., Жуков Д.О., Захаров А.А., Ищенко В.В., Майорова В.И., Макаров А.А., Маруев С.А., Селезнева Н.А. и других. Решая задачу оптимизации управления профессиональным образованием, многие из этих авторов пошли по пути формализации образовательных процессов, разработки универсальных в той или иной степени моделей и процедур моделирования. Следует отметить, что результаты такого моделирования не являются универсальными и не могут быть применены для всех без исключения образовательных комплексов. Причина этого заключается в том, что образовательная система, как известно, относится к категории сложных систем, имеющих многоэлементную структуру и достаточно сложные, многопараметрические характеристики. В связи с этим, при моделировании необходимо вводить различные ограничения, комплексировать параметры, упрощать критерии, что в конечном итоге приводит к существенно упрощенным и недостаточно точным результатам, что не позволяет получить достоверные результаты для анализа и управления большими образовательными комплексами, каковыми являются образовательные комплексы гражданской авиации. Тем самым, требуются новые подходы и новые методы решения указанной проблемы.
В качестве альтернативы автор предлагает выстраивать систему управления профессиональным образованием и образовательными комплексами на основе системотехнического подхода, методологической базой которого является ситуационный анализ. Особенно важно использование новых научных подходов к управлению профессиональным образованием в гражданской авиации, отрасли, которая отличается существенной спецификой в деле подготовки авиационных специалистов, связанной, прежде всего, с жесткими требованиями по обеспечению безопасности на воздушном транспорте и повышенными требованиями к профессиональным качествам авиационного персонала, связанным с определенными рисками в их профессиональной деятельности.
Все это позволяет с полным основанием утверждать об актуальности данной диссертационной работы.
Объект исследования - процесс подготовки специалистов в образовательных учреждениях профессионального образования гражданской авиации.
Предмет исследования - модели и методы системотехнического управления образовательными комплексами профессионального образования гражданской авиации.
Цель диссертационной работы Целью настоящей диссертационной работы является повышение качества подготовки авиационных специалистов на базе решения актуальной научнопрактической проблемы, заключающейся в разработке методологических и теоретических основ системотехнического управления профессиональным образованием и образовательными комплексами гражданской авиации.
Задачи исследования Для достижения цели работы поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ проблем в области современного профессионального образования и научных подходов к их решению, идентифицировать и отразить специфику образовательной деятельности в гражданской авиации.
2. Разработать научные основы системотехнического управления профессиональным образованием.
3. Разработать математическую модель стратегического управления профессиональным образованием.
4. Разработать методологию системотехнического управления процессом приобретения и оценки знаний в структуре образовательного комплекса.
5. Разработать методологию системотехнического управления структурой образовательных учреждений гражданской авиации.
6. Разработать методологию системотехнического управления авиационным персоналом.
Методы исследования Результаты исследований, выполненных в работе, базируются на использовании методов системного моделирования, теории принятия решений, ситуационного управления, методов математической статистики и теории вероятности.
На защиту выносятся:
1. Результаты анализа проблем в области современного профессионального образования и научных подходов к их решению, позволившего выявить ряд взаимосвязанных задач управления профессиональным образованием в гражданской авиации, а именно, управление знаниями, управление структурой образовательного комплекса, управление авиационным персоналом.
2. Научно-методологический подход к системному моделированию и управлению профессиональным образованием и образовательными комплексами гражданской авиации.
3. Оптимизационная математическая модель стратегического управления профессиональным образованием, включающая следующие анализируемые параметры: качество, время, стоимость.
4. Методология системотехнического управления процессом приобретения и оценки знаний на основе компетентностного подхода к обучению и вероятностно-статистической моделировании квалификационных испытаний.
5. Методология системотехнического управления структурой образовательного комплекса, основанная на квалиметрическом подходе к мониторингу производственных связей, где ситуационное управление структурой осуществляется по критерию качества.
6. Методология системотехнического управления авиационным персоналом на основе двух взаимосвязанных моделей: компетентностной и конфликтологической.
Научная новизна 1. Новизна научно-методологического подхода к системному моделированию и управлению профессиональным образованием и образовательными комплексами гражданской авиации, основанного на моделях, методах и алгоритмах системотехнического управления и квалиметрии заключается в том, что он базируется на интеграции концептуально взаимосвязанных методологий:
системотехнического управления знаниями, системотехнического управления структурой образовательного комплекса и системотехнического управления авиационным персоналом, что позволяет повысить эффективность и качество подготовки специалистов в процессе обучения и обеспечить требуемый уровень надежности и квалификации персонала в процессе функционирования предприятий гражданской авиации.
2. Новизна оптимизационной трехпараметрической математической модели (качество, время, стоимость) стратегического управления профессиональным образованием, базирующейся на методах структурных преобразований и методах оптимизации, заключается в том, что она доказывает в терминах оптимизационных задач высокую сложность получения аналитического решения даже при минимальном количестве анализируемых параметров модели стратегий образования, а именно, при заданном сроке обучения и заданных средствах на обучение обеспечить наивысшее качество подготовки специалистов; при заданном сроке обучения и заданном уровне качества подготовки специалистов минимизировать средства на обучение; при заданных средствах на обучение и заданном уровне качества подготовки специалистов минимизировать сроки обучения, что позволяет сделать вывод о целесообразности решения указанных задач на основе статистического подхода.
3. Новизна методологии системотехнического управления процессом приобретения и оценки знаний, основанной на компетентностном подходе к обучению и вероятностно-статистической модели квалификационных испытаний, состоит в том, что компетенция рассматривается с точки зрения ее дуальности как требование и как результат, и представляется как выражение совокупности знаний, умений, навыков и уровней их усвоения, относящихся к отдельной предметной области деятельности авиаспециалиста, при этом в процессе мониторинга уровня подготовки специалистов используется статистическое моделирование на основе матрицы перепутывания гипотез в комбинации с экспертными методами оценки уровня подготовки специалистов, что позволяет реализовать оперативное управление процессом обучения и обеспечить требуемый уровень надежности и качества подготовки авиаспециалистов.
4. Новизна методологии системотехнического управления структурой образовательного комплекса, основанной на квалиметрическом подходе к мониторингу производственных связей и методах поддержки принятия решений, состоит в использовании квалиметрической матрицы критериев для динамической оптимизации организационной структуры с учетом многосвязности и нестабильности ее сетевого базиса, и которая на основе последовательной совокупности процедур оценки качества функциональных связей между элементами комплекса обеспечивает замену множества параметров, характеризующих эти связи, одним параметром - качество связей, при этом оптимизация может быть скалярной, линейной или векторной в зависимости от количества и характера функциональных связей, что позволяет реализовать ситуационное управление структурой образовательного комплекса гражданской авиации по критерию качества.
5. Новизна методологии системотехнического управления авиационным персоналом, основанной на принципах ситуационного управления в социальных системах, состоит в применении в ней двух взаимосвязанных моделей:
а) модели качества профессиональной подготовки авиаспециалиста в компетентностном представлении, отличающейся строгой иерархией компетенций, при которой объекты верхнего уровня иерархии однозначно связаны с объектами нижнего уровня так, что каждый объект нижнего уровня связан только с одним объектом верхнего, а связи через уровень иерархии недопустимы и при этом для каждого объекта определены весовые коэффициенты исходя из его реальной значимости (веса);
б) конфликтологической модели управления авиационным персоналом, отличающейся использованием в ней метода принятия компромиссного решения на основе квалиметрической схемы дуального компромисса, в котором дуальность понимается как процедура последовательного исследования и сопоставления локальных критериев с главным критерием производственного процесса, определяющего качество компромиссного решения, что позволяет реализовать управление авиационным персоналом и специалистами предприятий гражданской авиации по критерию качества производственной деятельности на всех этапах жизненного цикла специалиста.
Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты дают возможность:
1. Решать проблему управления образовательными комплексами на основе разработки и внедрения ситуационных моделей, формируемых на квалиметрических представлениях.
2. Реализовать процессы управления профессиональным образованием в гражданской авиации в следующих предметных областях: системотехническом управлении профессиональными знаниями, системотехническом управлении структурами и системотехническом управлении сертифицированным авиационным персоналом.
3. Формировать структуру квалификационных испытаний авиационного персонала на основе статистического моделирования процедур квалиметрического мониторинга качества компетенций с использованием матрицы перепутывания гипотез.
4. Оптимизировать структуру образовательного комплекса гражданской авиации на основе процедуры упорядочивания критериев с использованием квалиметрической матрицы.
5. Управлять персоналом гражданской авиации на всех этапах его жизненного цикла, включая первоначальную подготовку и этапы профессиональной деятельности, на основе компетентностного и конфликтологического подходов.
Основные результаты диссертационной работы прошли апробацию и внедрены:
Результаты работы, полученные и прошедшие апробацию в рамках выполненных НИР, используются в Московском государственном техническом университете гражданской авиации, Московском институте радиотехники, электроники, автоматики (государственном университете), Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова, Московском физико-техническом институте (государственном университете), Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники, Московском университете геодезии и картографии, Институте аэронавигации, что подтверждается соответствующими актами о внедрении.
Структура работы Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографии и приложений. Основная часть содержит 410 страниц и включает в себя 79 рисунков и 48 таблиц. Список литературы содержит 215 наименований. В приложениях приведены: графическая иллюстрация первой, второй и третьей оптимизационных задач, определение плотностей распределения вероятностей уровня знаний обучаемого.
Связь с плановыми исследованиями Работа выполнялась в рамках научно-исследовательских работ, выполняемых по заказу Правительства г. Москвы: Развитие инновационнообразовательного процесса Средняя школа - ВУЗ - Рынок труда в рамках осуществления социального обслуживания населения г. Москвы в части предоставления образовательных услуг (2008 г.), Разработка научнообразовательных и научно-информационных материалов и рекомендаций, направленных на совершенствование инновационно-образовательного процесса в системе Школа - ССУЗ - ВУЗ - рынок труда в рамках осуществления социальной защиты населения г. Москвы с учетом кризисных явлений в экономике (2009 г.), Разработка и апробирование научно-информационных и научнообразовательных материалов для развития учебно-воспитательного процесса, направленного на повышение качества подготовки специалистов в рамках осуществления в 2010 году социального обслуживания населения в части предоставления образовательных услуг (2010 г.), Обеспечение социального обслуживание населения г. Москвы в части предоставления образовательных услуг (2011 г.).
Апробация работы и публикации Основные положения диссертации докладывались на Международной научно-технической конференции Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники, общества (Москва, 2008 г.), Научно-практической конференции Транспортное образование и наука. Опыт, проблемы, перспективы, (Москва, 2009 г.), Научно-практической конференции, Правовые механизмы создания и функционирования региональных корпораций развития (Москва, 2009 г.), на четвертом международном конгрессе Авиация XXI века (Украина, Киев, 2010), Первой международной научно-практической конференции Авиа Транс-2011 (Ростов-на-Дону, 2011), Всероссийской конференции транспортников (Новосибирск, 2011), Совете по образованию и науке стран СНГ (Москва, 2011), на межкафедральных научных семинарах в МГТУГА (2008 - 2011 гг.).
По теме диссертации опубликовано 40 работ, из которых 24 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в 3 монографиях и 2 патентах на изобретения.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность решаемых задач, формулируются цели и задачи исследования, приводятся основные положения и результаты, выносимые на защиту, отмечается их новизна и практическая значимость.
Приводятся сведения о внедрении результатов выполненных исследований, апробации работы и публикациях по материалам работы.
В первой главе представлены результаты анализа проблем в области современного профессионального образования и научных подходов к их решению.
Основным условием усиления политической и экономической роли России и повышения благосостояния ее населения является обеспечение роста экономики для обеспечения конкурентоспособности страны, что связано с ее человеческим потенциалом, во многом определяющимся качеством его образования.
В структуре народного хозяйства рядом с материальным накоплением сформировалась многоотраслевая сфера воспроизводства знаний. Высокий уровень качества образования, как отмечается в Доктрине национальной безопасности РФ есть один из важнейших элементов национальной безопасности страны.
Это предполагает преодоление научно-технической и технологической зависимости Российской Федерации от внешних источников, расширение рынка и опережающий рост наукоемкой продукции, концентрацию финансовых и материальных ресурсов на приоритетных направлениях развития науки и техники.
Требуется существенная коррекция подходов к управлению образованием как важнейшей разновидности социально-экономических систем, отвечающей за воспроизводство интеллектуального потенциала нации, прежде всего, с точки зрения повышения качества образовательной деятельности. Управление образованием по критерию качество должно учитывать следующие факторы: система образования - сложная иерархическая система, в которой невозможно выделить единый объект управления; система образования - рефлексивная система, что предполагает использование ситуационного управления с возможностью моделирования образовательных процессов; в системе мониторинга качества важнейшей является проблема оценки и контроля усвоения знаний с учетом динамических процессов познавательной деятельности.
Комплексное исследование моделей и методов управления образовательными процессами и системами, в том числе, на основе эволюционного подхода, на основе нечетко-множественного подхода и с использованием когнитивных и динамических моделей и информационных технологий, показывает, что на сегодняшний день еще не создан научно-методологический аппарат, обладающий достаточной степенью универсальности для решения совокупности проблем совершенствования методов управления профессиональным образованием. Главная проблема состоит в том, что все попытки создать универсальную модель образовательного комплекса, вероятно, обречены на неудачу, поскольку образовательная система относится к классу сложных систем, для которых использование математического моделирования в аналитической форме затруднено ввиду чрезвычайно большого количества анализируемых параметров, а комплексирование параметров приводит к недопустимому снижению точности результатов моделирования. Анализ проблем в области управления образованием и методов их решения позволяет сделать вывод о том, что аппаратом исследования может служить системотехника.
Известные подходы к решению проблемы повышения уровня образования связаны со следующими основными аспектами: уровнем знаний, временем обучения и стоимостью обучения, что дает возможность сформулировать на языке оптимизационных задач основные стратегии в области профессионального образования: при заданном сроке обучения и заданных средствах на обучение обеспечить наивысшее качество подготовки специалистов; при заданном сроке обучения и заданном уровне качества подготовки специалистов минимизировать средства на обучение; при заданных средствах на обучение и заданном уровне качества подготовки специалистов минимизировать сроки обучения.
Во второй главе представлены научные основы системотехнического управления профессиональным образованием.
Основоположниками системотехники считают А. А. Богданова, Л. Берталанфи, Н. П. Бусленко, В. М. Глушкова, Дж. Ван Гига, Дж. Касти, М. Месаровича, Н. Н. Моисеева и др. Большой вклад в развитие системотехники внесли работы В.В. Дружинина и Д.С. Конторова. Опираясь на названные работы, в диссертации предложено теоретическое обоснование методологии системотехнического управления образовательными учреждениями гражданской авиации.
Как известно, в общем виде модель системы выражает зависимость между состоянием входа X и состоянием выхода Y, заданную с помощью переходной функции: Y=R(X), где R-оператор преобразования (R-преобразование). Под R-преобразованием понимается как детерминированная или стохастическая функция. Системы, способные формировать R-преобразования применительно к своей внутренней цели, исходя из конкретного состояния входа (ситуация), называются S0-системами и относятся к классу сложных систем. Исследование S0-систем, механизмов формирования целей, принятия решений и управления поведением составляет основной предмет системотехники. Сложные системы обладают способностью к выбору поведения, и однозначно предсказать способ их действия и экстраполировать их состояние невозможно ни при каком априорном знании свойств системы и ситуации. Концепция системотехнического управления состоит в исследовании возбуждающих и тормозящих стимулов на поведение системы и конечный результат и использовании стимулирования для достижения требуемой эффективности системы, т.е. данная концепция предполагает реализацию ситуационного (системотехнического) управления, что требует оценки ситуации, т.е. должно быть установлено соответствие между возникающими ситуациями и поведением системы.
Предлагаемая концепция системотехнического управления образовательными комплексами включает оценку как внешних (государство), так и внутренних (образовательная среда) факторов. На основе оценки ситуации управляющее воздействие формирует ЛПР - лицо, принимающее решения, при этом решаются однокритериальные или многокритериальные оптимизационные задачи.
Процесс обучения в высшем учебном заведении характеризуется следующими основными параметрами: S - стоимостью обучения, Т - временем обучения и H - уровнем знаний обучающихся в вузе студентов.
Под математическим уравнением обучения будем понимать функциональную зависимость уровня знаний обучающихся, временем обучения и стоимостью обучения.
Искомую функциональную зависимость, относящуюся к одной и той же iой категории преподавателей, будем искать в виде произведения двух независимых между собой функций временной и стоимостной, т.е.:
hi(ti, si ) = Afi(ti )i(si ), (1) где fi(ti ) - искомая временная функция, относящаяся к преподавателю i-ой категории, i(si ) - искомая стоимостная функция, относящаяся к преподавателю i-ой категории, ti - время обучения преподавателем i-ой категории, si - затраты на обучение преподавателем i-ой категории, А - некоторый нормирующий множитель.
После ряда аналитических преобразований искомое математическое луравнение обучения можно представить в виде:
N i i H = A (1- e-s )(1- e-t ).
(2) i i=Полученное уравнение дает возможность перейти к аналитическому анализу трех рассматриваемых оптимизационных задач.
Первую из этих задач, формулируемую следующим образом: За заданное время, при заданной стоимости обеспечить максимальный уровень знаний обучающихся, на формализованном языке можно представить в виде:
H H = 0, i = 1, N -1, (3) si ti N N при условии, что выполняются требования = S и = T.
s t i i i=1 i=Решение системы уравнений (3) представляет собой достаточно сложную задачу и не допускает замкнутого аналитического решения.
При решении аналогичной второй оптимизационной задачи (задано время обучения - Т, задан уровень знаний - Н, минимизируется стоимость обучения S) выражение для минимального значения S можно записать в явном виде:
N N Smin = -N ln [i(1- e-ti )- NH]- ln [i(1 - e-ti )]- N ln N.
(4) i=1 i= Аналогично при решении третьей оптимизационной задачи минимальное значение для времени обучения - Т также можно представить в явном виде:
N N Tmin = -N ln [i(1 - e-si )- NH]- ln [i(1- e-si )]- N ln N.
(5) i=1 i=Отсюда можно сделать заключение, что прямое аналитическое решение рассматриваемых оптимизационных задач высшей школы даже при минимальном количестве учитываемых параметров приводит к столь сложным выражениям, что говорить о практическом использовании этих выражений для моделирования не приходится. В главе 4 указанные задачи решены с использованием статистического подхода.
В третьей главе выполнен анализ специфики образовательной деятельности в гражданской авиации.
Специфика управления образовательной деятельностью в гражданской авиации состоит в том, что образовательные учреждения отрасли занимаются подготовкой сертифицированного авиационного персонала, что существенно отличается от возникающих проблем при подготовке специалистов других категорий и это связано с наличием интегрального критерия деятельности гражданской авиации - безопасностью полетов.
К авиационному персоналу относятся лица, имеющие специальную подготовку, а также осуществляющие деятельность по организации, выполнению, обеспечению и обслуживанию воздушных перевозок и полетов воздушных судов, авиационных работ, организации использования воздушного пространства, организации и обслуживанию воздушного движения. Лица из числа авиационного персонала гражданской авиации допускаются к деятельности при наличии сертификата (свидетельства).
Согласно требованиям стандартов и рекомендуемой практики международной организации гражданской авиации (ICAO) каждое государство, являющееся членом ИКАО, обязано иметь УГосударственную программу обеспечения безопасности полетовФ - в целях достижения приемлемого уровня безопасности, а каждый эксплуатант должен иметь УСистему управления безопасностью полетов (СУБП)Ф.
Применительно к авиационному персоналу используется понятие человек-оператор, которое содержит в себе несколько значений, определяющих с разных сторон особенности управляющей деятельности человека: действующий в системе управления; осуществляющий функциональную связь поступающей входной информации с исходящими управляющими воздействиями; осуществляющий деятельность, слагающуюся из отдельных операций, выполняемых быстро и оперативно.
Одной из важнейших характеристик авиационного персонала, связанной со спецификой его профессиональной деятельности, является ответственность, в том числе ответственность за принимаемые решения. Отсюда вытекает понятие надежности авиационного персонала, которое в значительной степени определяется понятием ошибка - это такое его действие или бездействие, которое привело к отклонению управляемых параметров системы за допустимые пределы или запрещено правилами. Отказ человека-оператора можно трактовать как переход в такое состояние, при котором становится невозможным его дальнейшее нормальное функционирование или привели к такому отклонению управляемых параметров за установленные пределы, что управляемая система перестала выполнять возложенные на нее функции.
Надежность человека-оператора определяется его способностью в течение заданного интервала времени в предусмотренных условиях сохранять нормальное состояние жизнедеятельности и выдерживать параметры управляемой системы в установленных пределах.
Проведено исследование профессиональной деятельности авиационного персонала на примере летчика, в результате ошибок которого возможны следующие виды отрицательных последствий: А - нарушение безопасности полета;
В - срыв воздушного рейса; С - длительный ремонт самолетной техники; D - текущий кратковременный ремонт техники, Q - событие ошибки летчика. Тогда наступление последствий его ошибки определится следующими условными вероятностями: Р(А|Q), Р(B|Q), Р(C|Q) и Р(D|Q). При этом необходимо учитывать следующие факторы: q - вероятность ошибки летчика при решении задач данной категории; - вероятность возникновения этой ошибки в воздухе; - вероятность связи данной ошибки с отдельными видами последствий (1 - с последствиями С, 2 - одновременно с последствиями В и C, 3 - с последствиями B);
- вероятность отсутствия связи данной категории ошибок с событием А; - вероятность автоматического парирования опасных для полета последствий данной категории ошибок; v - вероятность своевременного обнаружения летчиком рассматриваемых ошибок; - вероятность своевременного парирования летчиком их опасных для полета последствий; - вероятность появления совместно с последствием А сопутствующих ему последствий С и B(1), или только последствий B(1) или только последствий С(3).
Тогда вероятность появления события нарушения безопасности полетов А из-за данной категории ошибок летчиков будет равна qP(AQ)= (1- )(1- )[(1- v)+ v(1- )]q. (6) Аналогично могут быть определены вероятности появления последствий В, С и D:
P(B Q)q = {(1- )( + )+ [(1-)(1- )(1- v)+ (1- )(1- )v(1- )](1 + 2 )}q;
2 P(C Q)q = {(1- )( + 1)+ [(1-)(1- )(1- v)+ (1-)(1- )v(1- )](1 + 3)}q;
P(C Q)q = q.
Вероятность безошибочного выполнения функции может оцениваться на уровне отдельной операции или в целом, на уровне функции.
Если обозначить через рi вероятность безошибочного выполнения i-й операции, то в предположении, что все операции, входящие в соответствующую функцию, производятся последовательно, легко вычислить вероятность Р безошибочной реализации функции n P = pi, i = 1,n, (7) i=где n - число операций.
Для расчета вероятности безошибочного выполнения операции используется статистический метод, который заключается в исследовании деятельности оператора и фиксации общего числа Mi операций i-го вида и допущенных при этом ошибок mi. Тогда точечная оценка вероятности безошибочного выполнения i-ой операции вычисляется по формуле pi = (Mi - mi )/ Mi.
(8) Точечная оценка вероятности ошибки персонала qi при выполнении i-й операции pi вычисляется по формуле qi = 1- pi = mi / Mi.
(9) В случае, когда mi =0, т.е. за время наблюдений ошибка персонала по i-й операции не зафиксирована, вычисляется нижняя доверительная граница для вероятности безошибочного выполнения i-й операции при доверительной вероятности :
pi = (1- )1/ Mi. (10) Одним из важнейших понятий, связанных с проблемой обеспечения безопасности воздушного транспорта, а следовательно, однозначно связанным с деятельностью персонала, является понятие риска.
Риск для безопасности полетов определяется как оценка последствий опасности, выраженная в виде прогнозируемой вероятности или серьезности, при этом за контрольный ориентир принимается наихудшая предвидимая ситуация.
Риск представляет собой оценочную возможность возникновения неблагоприятных последствий в результате действия фактора опасности. Это вероятность того, что потенциальные возможности опасного фактора причинить вред, реализуются.
Оценка риска предполагает учет как вероятности, так и степени тяжести любых неблагоприятных последствий; иными словами, определяется потенциальный ущерб.
Процедура встраивания фактора риска в систему управления образовательными учреждениями гражданской авиации представлена на рис. 1.
Оценка Оценка качества объекта с качества учетом фактора риска В систему Иерархия Свертка управления показателей качества показателей качества Значение Весовой Приведение в показателя коэффициент соответствие Оценка Безразмерные Шкалирование фактора риска оценки риска Рисунок 1 - Подсистема управления образовательным процессом, учитывающая фактор риска Управление в образовательных системах гражданской авиации принципиально отличается от традиционного представления об управлении, в частности, от того, что принято называть лоптимальным управлением, т.е. переводом системы в желаемое состояние по некоторому оптимальному пути, поскольку такие системы слабо предсказуемы, определить как желаемое, так и достижимое состояние невозможно, тем более, невозможно выбрать и навязать системе оптимальный путь перехода. Проблема состоит в исследовании влияния возбуждающих и тормозящих стимулов на поведение системы и конечный результат, и в использовании стимулирования для достижения требуемой эффективности системы, т.е. под управлением понимаются процессы воздействия на подсистемы и элементы системы, которые, переводя ее из одного состояния в другое, способствуют выполнению основной функции при изменениях окружающей среды.
Системотехническое управление образовательными комплексами гражданской авиации при полном научно-методическом единстве самого подхода в методологическом плане разделяется на три предметные области: системотехническое управление знаниями, системотехническое управление структурами образовательного комплекса и системотехническое управление авиационным персоналом.
Четверная глава посвящена решению проблемы создания методологии системотехнического управления знаниями в структуре образовательного комплекса гражданской авиации.
Современное общество характеризуется во всех сферах его деятельности акцентом на наукоемкие технологии, опирающиеся на интеллектуальный ресурс общества, на специалистов, обладающих знаниями. В этой связи задача управления знаниями в структуре образовательных комплексов гражданской авиации представляется весьма значительной. Для ее решения на основе предложенной трехпараметрической модели с использованием статистического подхода построены некоторые абстрактные модели.
Для построения таких моделей введем следующие понятия: N-поле, под которым будем понимать некоторое N-мерное пространство признаков - RN.
Базисными векторами этого пространства будем считать набор знаний, определяющих образование человека. Состояние каждого из обучающихся в момент времени t может быть описано при помощи некоторого N-мерного вектора - r X (t), проекции которого на каждый из базисных векторов представляют собой количественную оценку знаний по тому или иному предмету, что позволяет разбить N-поле на конечное число подмножеств S (j = 1,M ), т.е.
j RN = S1 S2... SN. Задача высшей школы состоит в переводе обучающегося за время Т и за отпущенные средства из подмножества S2 в подмножество S3, т.е.
r r если X (t) S2, то X (t + T ) S3. Уровень знаний по дисциплине - x(t). Введем некоторые пороги - x2, x3, x4 и x5 = 0, освоения дисциплины. Конечной целью анализа является поиск ответа на вопрос о связи затрачиваемых на обучение средств со статистическими характеристиками x(T ).
Пусть в некоторый момент времени t уровень знаний k-го обучающегося равен xk (t), где k = 1, K, K - общее число обучающихся. Можно предположить, что xk (t) является случайным числом, поэтому для описания ее свойств необходимо получить плотности распределения вероятностей величины - W(xk (t)) или в момент времени t уровень знаний обучаемого - x(t) представляет собой случайную величину с плотностью распределения вероятностей - W(x(t)).
Проведенные расчеты позволяют высказать следующие соображения:
- использование статистического подхода позволяет установить функциональную связь уровня обученности обучаемого с вложенными в обучение ресурсами, которая может быть представлена в форме степенного ряда, - наиболее полной характеристикой уровня знаний обучаемого является соответствующая плотность распределения вероятностей, которая, как показано в работе, представляет собой закон Эрланга, степень которого изменяется с течением времени, - полученные зависимости имеют скорее академическое значение и не могут быть непосредственно использованы для получения конкретных результатов, поскольку в настоящем исследовании речь шла только об одном параметре, который объединяет всю совокупность средств обучения, входящих в понятие образовательный комплекс, поэтому как только это понятие будет детализировано, появляется достаточно большое количество анализируемых параметров, что переводит рассматриваемый подход в разряд NP - сложных задач, слабо поддающихся решению.
На основе вышеизложенного можно обосновать некоторые положения концепции системотехнического управления знаниями:
1. Концепция базируется на принципах системотехники и реализует ситуационное управление.
2. Ситуационное управление основано на исследовании совокупности внешних и внутренних факторов, определяющих динамику развития ситуации в определенном временном интервале, и формировании управляющих воздействий таким образом, чтобы целевая функция образовательного учреждения была реализована наиболее эффективно.
3. Формирование управляющих воздействий осуществляется путем принятия соответствующих решений на основе теории принятия решений.
4. В основе принимаемых решений лежит трехпараметрическая модель ситуации в образовательной системе, включающая три фактора: время, качество и стоимость.
5. При исследовании ситуации учитывают квалиметрические аспекты динамики ее развития.
6. В основе всех системотехнических процедур управления лежит категория знания.
7. Категория знания исследуется в рамках компетентностной модели.
8. Измеряемым параметром управления является уровень знаний, который, в зависимости от принадлежности исследуемого процесса может быть уровнем обучения, уровнем профессиональной подготовки авиационного персонала, квалификационным уровнем специалистов, работающих в образовательной системе и т. д.
9. Процедура мониторинга уровня знаний реализуется в форме квалификационных испытаний, которые могут быть проведены в виде собеседования, письменного ответа на некоторую совокупность вопросов, тестовых процедур и т. д.
При системотехническом управлении знаниями качество компетенции следует понимать как степень соответствия результантов обучения требованиям, заложенным в самой компетенции. Компетентность в этом случае можно рассматривать как интегральное (обобщенное) качество подготовки авиационного специалиста. Тогда качество компетенции и компетентность являются измеряемыми (регулируемыми) параметрами в системотехническом управлении.
Задача измерения этих параметров и встраивания этих процедур контур управления решается в рамках мониторинга качества компетенций на основе соответствующих моделей качества, который реализуется в форме квалификационных испытаний.
По результатам квалификационных испытаний по оценке уровня знаний может быть принято правильное решение об их удовлетворительном уровне с вероятностью D и ошибочное решение об их неудовлетворительном уровне с вероятностью (1-D). Итоговая вероятность принятия правильного решения будет Рправ1=рD, а вероятность принятия ошибочного решения Рошиб1=р(1-D). Если вероятность ошибочного решения F, тогда вероятность правильного решения (1-F), а итоговая вероятность принятия правильного решения будет Рправ2=(1-р)(1-F), а вероятность принятия ошибочного решения Рошиб2=(1-p)F. При управленческих решениях необходимо стремиться к уменьшению ошибок, поэтому целесообразно ввести понятие стоимости ошибочных решений. Обозначим стоимость ошибок 1-го рода как S1, а стоимость ошибок 2-го рода как S2.
В этом случае средние суммарные потери (средний риск) будут:
(1- p)S2 S=S1Рошиб1+S2Рошиб2=S1р(1-D)+S2(1-p)F= pS11- D - F . (12) pS1 (1- p)SЕсли =L, то минимизация среднего риска эквивалентна максиpSмизации выражения: D - LF max.
При использовании квалификационных испытаний для оценки знаний возникают новые классы ошибок, в результате чего испытуемые лица должны быть отнесены к одному из возможных классов.
Пусть имеется R квалификационных классов, к одному из которых принадлежит каждый из испытуемых лиц по уровню своих квалифицируемых признаков R, j = 1, R. По результатам может быть определен истинный класс j или j один из ошибочных классов i. Возникает ряд ошибочных решений, что дает возможность говорить о вероятностях правильных - p и ошибочных решений jj - pij, i, j = 1,5, i j. Индекс j обозначает истинный класс испытуемого лица, а индекс i - присвоенный класс.
Набор вероятностей можно представить в виде некоторой матрицы:
ТR = Pi, j, i, j = 1, R. (13) R Число ошибочных решений - R = R(R -1) R2 ), а piR = 1.
i=Стоимость ошибочного решения Sij, i j, а стоимость выигрыша, который можно получить при правильном решении, S.
jj В матричном виде для четырех известных классов имеем:
T4 = pijSij, i, j = 2,5. (14) Средний выигрыш от принятия правильного решения будет равен:
M., а средний ущерб, понесенный вследствие неправильной S = p S + jj jj j =M оценки ситуации, определяется аналогичным образом:.
S = pij Sij - i, j =i j В этом случае общая стоимость (оценка) принимаемых решений:
M M. (15) Sобщ = S+ - S- = p S - pijSij jj jj j=1 i, j=i j С точки зрения математической статистики, мы имеем четыре гипотезы (при четырехбальной системе), а квалификационные испытания можно представить как задачу на проверку статистических гипотез по ограниченной выборке. Для количественного описания рассматриваемой задачи целесообразно ввести матрицу перепутывания гипотез А размером 44, элементами которой будут вероятности перепутывания гипотез А= Pij i, j = 2,5, показывающие вероятность того, принято решение о принадлежности испытуемого лица к классу i, в то время, когда он на самом деле принадлежит к классу j. Проведены соответствующие расчеты и разработаны рекомендации по формату квалификационных испытаний, что особенно важно при проведении сертификации авиационного персонала.
Задача определения вероятности того, что испытуемое лицо даст m0 правильных ответов на заданные вопросы ставится следующим образом.
Общее количество вопросов - N, испытуемое лицо дает правильные ответы на Q из этих вопросов (его объективный уровень знаний q0 = Q / N ). Ему задается М вопросов, на п из которых он знает правильные ответы, на остальные (М-п) отвечает наугад, выбирая один из w предлагаемых ему ответов на каждый из вопросов. Требуется определить вероятность того, что испытуемое лицо даст правильные ответы на т вопросов.
Искомая вероятность Р будет равняться сумме вероятностей одновременных событий, состоящих в том, что будет получено п (0 п m M ) правильных ответов, как результат знаний, и (т-п) правильных ответов, как результат ответа наугад, тогда Q N m m Cn CM -Q M n -1)M -m. (16) Cm--n(w -n P = P(N,Q, M ;n)P(M - n, w;m - n)= N CM wM -n п=0 n=Для реализации процесса оценки знаний путем мониторинга качества результатов образовательной деятельности на базе тестирования было применено статистическое моделирование с использованием матрицы перепутывания гипотез. Результаты статистического моделирования продемонстрировали неоднозначность при определении классов, к которому следует относить исследуемый объект по итогам профессиональных испытаний. Полученные результаты выявили существенные ограничения возможностей применения тестовых испытаний для целей управления и, вместе с тем, позволили сформулировать рекомендации по структуре квалификационных испытаний.
В пятой главе разрабатывается методология системотехнического управления структурой образовательных учреждений гражданской авиации.
Изменение объективных условий функционирования образовательных учреждений, характерные для современных производственных отношений, заставили, особенно для нашей страны, в значительной степени пересмотреть научные подходы к организации структуры образовательных комплексов, сформулировать новые научные концепции и методологию.
Современный этап в развитии гражданской авиации характеризуется существенным изменениям внешних условий реализации производственной деятельности, связанных с внедрением новых методов государственного регулирования, и внутренних факторов, определяемых применением систем менеджмента качества и методов стратегического управления. Эти условия выдвигают на первый план два основных критерия формирования структуры образовательных комплексов - многосвязность как внутренняя, так и внешняя, и нестабильность сетевого базиса, под которым понимается совокупность внешних организаций, выступающих в качестве контрагентов. Известные подходы и методы в достаточной степени не учитывают эти критерии и не отвечают современным требованиям.
Решение указанной проблемы необходимо искать в области квалиметрических исследований, совместимых с системой менеджмента качества и адаптирующих методы стратегического управления, т.е. необходимо создание квалиметрического инструмента организации динамических структур образовательных учреждений в условиях многосвязности и нестабильности. Для достижения указанной цели предлагается следующая концепция как система взглядов автора на данную проблему (рис. 2).
Образовательный комплекс в современных условиях обладает достаточно широкой самостоятельностью в вопросах организации своей деятельности, ограниченной рамками государственного регулирования его функций путем сертификации, лицензирования и стандартизации, причем, нормативно это отражается в федеральных авиационных правилах, гармонизированных с соответствующими законодательными актами. Это дает возможность самостоятельно формулировать свои стратегические цели и задачи, под которые формируется внутренняя и внешняя структура. В результате ситуационного анализа предприятие вырабатывает стратегию управления деятельностью, которая адаптируется с системой менеджмента качества. Эффективное достижение стратегических целей образовательного комплекса возможно путем реализации определенной кооперации с внешними организациями на основе перераспределения функцией комплекса с некоторой совокупностью контрагентов, которые образуют внешнюю структуру, т.е. сетевой базис. Отсюда возникает понятие многосвязности внешней и внутренней структуры образовательного комплекса. При этом сетевой базис формируется на каждом временном интервале под соответствующую цель и комплекс решаемых задач. Оптимальный состав и структура сетевого базиса формируется на каждом этапе деятельности с учетом критерия эффективности, т.е. на основе анализа соотношения ресурсов и достигаемых результатов.
Рисунок 2 - Концепция организации динамической структуры образовательного комплекса Тогда выбор оптимальной структуры комплекса предлагается осуществлять на основе мониторинга качества производственных связей, результаты которого в системе менеджмента качества формируют управляющие воздействия для системы динамической перестройки структуры, т.е. предполагается реализация ситуационного управления (рис. 3).
Структура образовательного комплекса в условиях ситуационного управления включает контур принятия решений, замыкающийся на ЛПР и включающий циклы мониторинга, оценки и принятия соответствующих решений с учетом критериев оценки.
Образовательный комплекс обладает динамической структурой, включающей внутреннюю структуру и структуру сетевого базиса, в каждый момент времени уставной деятельности, и отвечающей требованиям достижения стратегических целей комплекса (рис. 4). На определенном этапе развития комплекса его структура становится сложной системой, состоящей из множества элементов, имеющих функционально-различное назначение, связанных между собой достаточно сложной системой отношений. При этом указанная структура должна отвечать требованиям соответствующих критериев. Отсюда возникает вопрос о критериях оптимизации структуры.
Внешние факторы Образовательная Внутренние структура факторы Структура сферы Производственная Эффективность услуг ситуация Стратегические Оперативное развитие управление Мониторинг ситуации Управляющее Критерии оценки:
решение 1.Время 2.Ресурсы ЛПР Оценка ситуации 3.Качество Рисунок 3 - Схема организации деятельности образовательного комплекса в условиях ситуационного управления Главный вопрос при оптимизации структуры - это вопрос о критериях оптимизации. В процессе оптимизации совокупность параметров может исследоваться автономно с последующим изучением их взаимных корреляций, что, вероятно, не сильно упрощает задачу.
Решение задачи существенно упрощается, если критерием оптимизации структуры образовательного комплекса считать его качество.
Качество, в соответствии со стандартами ИСО, есть степень соответствия присущих характеристик требованиям. Это означает, что всю сложность и многофакторность задачи оптимизации можно, условно говоря, спрятать в требованиях. Тогда задача становится однофакторной, что дает возможность применить любой метод оптимизации. Правда, при этом возникает вопрос о точности.
Оценки качества всегда экспертные оценки, даже если они количественные, т.е.
отнюдь не точные. С другой стороны, оптимизация структуры не требует точных количественных оценок, поскольку результат оптимизации выражается в терминах теории принятия решений.
С учетом вышеизложенного рассматривается новая задача: квалиметрическая оптимизация структуры образовательного комплекса.
Главная задача метода квалиметрической оптимизации заключается в замене всей совокупности критериев оптимизации одним критерием - качество.
При этом необходимо учитывать следующее:
- подобный подход рассматривается только в приложении к оптимизации структуры образовательного комплекса и не претендует на расширение области применения;
Критерии деятельности авиапредприятия Эффективность Качество Надежность Адаптивность Динамичность Конкурентоспо Выживаемость Толерантность Мобильность собность Ядро системы(структуры) Принятие системных Постоянная структура Принятие ситуационных решений решений Системный Ситуационн ЛПР ЛПР Переменная структура анализ 1 ый анализ СС1 СТЭ Э Э Э Э 1(K-1) Э Э Э m1 21 11 12 1K 2K mK 1 1 1 1 Э2(K-1) Э3(K-1) Эm(K-1) Э Э Э m2 32 Сетевой базис системы (структуры) Направление 1 Направление 2 Направление N Ситуационный анализ ЛПР ЭСБ11 ЭСБ12 ЭСБ1N ЛПР ЭСБ21 ЭСБ22 ЭСБ2N ЭСБS1 ЭСБS2 ЭСБSN ЛПР N ЛПР ЛПР ЛПР Системный S S2 S(N-1) анализ Рисунок 4 - Архитектура обобщенной динамической структуры образовательного комплекса - завершающий этап оптимизации включает процедуры принятия решений компетентным лицом (ЛПР), т.е. в значительной степени представляет собой эвристический алгоритм, независимо от сущности предыдущих этапов оптимизации;
- точность оптимизационных процедур и алгоритмов в данном случае представляет собой степень соответствия принятого решения по структуре генеральной цели стратегического развития на данном временном интервале, откуда точность как один из важнейших параметров оптимизации находится внутри выбранного критерия оптимизации - качество;
- применение эвристических алгоритмов на завершающем этапе оптимизации исключает использование точных оптимизационных процедур на предыдущих этапах;
- опора на человеческий фактор (ЛПР) при реализации процедур оптимизации позволяет включить в контур оптимизации интуицию и опыт ЛПР, что при решении поставленной задачи в большинстве случаев более важно, чем математическая доказательность.
Следующий вопрос, требующий решения, переходит в область процедур оптимизации.
Скалярная квалиметрическая оптимизация. В том случае, когда критерии оптимизации структуры выражены через скалярные величины, вопрос о переходе к качеству решается достаточно просто: в этом случае мы имеем право поставить в соответствие значение критерия и уровень качества, приняв единую шкалу измерения критериев и определив шкалу оценки уровня качества. Тогда квалиметрическая оптимизация состоит в процедуре вычисления минимального, максимального и среднего значений качества. Имея эти величины, ЛПР принимает решение о структуре комплекса - КС-процедура.
y y y а в B2 б B2y А B Аy b B B B y b B1y By а b E b К O Bx x O O B2х B1х x Ах Bх x Рисунок 5 - К вопросу о векторной квалиметрической оптимизации Линейная, векторная квалиметрическая оптимизация. Предположим, что у нас имеется один критерий оптимизации, но он отображается векторной величиной, а параметры этого критерия есть скалярные величины. Задача состоит в трансформации векторного критерия в параметр качество. В таком случае задача оптимизации состоит в соответствующем выборе положения вектора В в пространстве, т.е. в оптимальном выборе величин Вх и Ву (или b и Е), однозначно определяющих это положение (рис. 5. а) Предположим, что параметры критерия Кр (рис. 6) (ПiПi) относятся к величине Вх, а параметры (ПiПn) к Ву. Для перехода от этих параметров к качеству необходимо сформулировать совокупность требований ТiТn к каждому параметру ПiПn, причем выполнимость этих требований в полном объеме однозначно определяет скалярное значение этого параметра в выбранной шкале. Для перехода к качеству необходимо оценить степень соответствия реальных характеристик указанным требованиям, выставив соответствующие оценки в выбранной шкале. Эти оценки качества, соотнесенные с Вх и Ву, однозначно определяют положение вектора В.
Рисунок 6 - Линейная векторная квалиметрическая оптимизация Здесь необходимо сделать одно очень важное замечание. На самом деле, соотнесение оценок качества с Вх и Ву с точки зрения качества не имеет физического смысла, поскольку важно не положение вектора в пространстве, а уровень, т.е. количественное отображение качества. Тогда оптимизация состоит в вычислении минимального, максимального и среднего значений качества и сравнении этих величин с заданными нормативными с точки зрения оптимизируемой величины, например, структуры.
Таким образом, рассмотренная процедура реализует идею перехода от векторного представления критерия оптимизации к скалярному представлению этого критерия в виде уровня качества и является основной при квалиметрической оптимизации - КЛВ-процедура.
Многовекторная квалиметрическая оптимизация. Рассмотрим процедуру оптимизации, когда имеется два критерия оптимизации, каждый из которых отображается векторной величиной (рис. 5. в).
Каждый из векторов однозначно определяется на плоскости ХУ соответствующими параметрами: ААуАх или а, Е; В - ВуВх или bК. Тогда для перехода к параметру качество по отношению к каждому вектору правомочно провести КЛВ-процедуру. В результате получаем два скалярных значения уровня качества, соответствующих каждому вектору. В принципе, для принятия оптимального решения ЛПР этого достаточно, поскольку здесь включается механизм использования интуиции и опыта ЛПР. Однако решение обратной задачи, т.е. задачи перемещения векторов на плоскости в соответствии с принятым оптимальным решением в таком варианте затруднено, хотя с практической точки зрения именно эта задача и должна решаться по результатам оптимизации. В таком случае предлагается использовать квалиметрическую матрицу (рис. 7).
Скалярные параметры обоих векторов А и В располагаются по строкам и столбцам матрицы, размером АхВ. Параметры сопоставляются каждый с каждым, при этом при каждом сопоставлении выполняется КС-операция, т.е. оценивается в рамках выбранной шкалы степень соответствия параметра (анализируемого) с требованиями, заложенными в данном параметре. Полученные значения качества по каждому столбцу и строке подвергаются соответствующей КС-операции, в результате чего получаем совокупность уровней качества по каждому параметру А и В, которые затем усредняются и комплексируются в обобщенное значение (уровень) качества, соответствующего этим критериям.
Он сопоставляется с нормативным значением (если оно задано) и принимается решение о соответствии анализируемой структуры авиапредприятия заданным требования. Если такого соответствия нет, то, решая обратную задачу, двигаясь по цепочке квалиметрических операций, можно выяснить причину несоответствия, т.е. определить то или те требования, которые не выполняются или не удовлетворяются, и принять соответствующие меры или согласиться с таким уровнем качества структуры.
Рисунок 7 - Линейная квалиметрическая матрица Теперь рассмотрим многовекторную квалиметрическую оптимизацию при условии, что критерии оптимизации есть вектора, а их параметры также есть вектора. В таком случае квалиметрическая матрица имеет вид, представленный на рис. 8. По строкам и столбцам матрицы располагаются параметры двух критериев А и В, которые в свою очередь являются векторными величинами А1, А2Е. Ах и В1, В2Е. Ву. Векторные параметры сопоставляются каждый с каждым и выполняются соответствующие КЛВ-операции, т.е. предполагается, что внутри каждой КЛВ-операции своя квалиметрическая матрица, но уже со скалярными параметрами (см. рис. 7). Полученные значения качества по сторонам и столбцам подвергаются соответствующим КС-операциям и формируются в виде обобщенного значения качества. Здесь также возможно решение обратной задачи.
Если количество критериев больше двух или векторизация более глубокая, т.е. вектор (критерий) имеет параметры в форме векторных величин, параметры которых, в свою очередь, тоже векторные величины и т. д., плоская матрица превращается в кубическую и т. д. Для упрощения такой задачи многоуровневая матрица может быть представлена соответствующей совокупностью двухуровневых матриц. Все вышеизложенное можно рассматривать как классическую процедуру упорядочивания критериев оптимизации на основе квалиметрических представлений.
Рисунок 8 - Двухвекторная квалиметрическая матрица В шестой главе решается задача разработки методологии системотехнического управления авиационным персоналом.
Концепция системотехнического управления авиационным персоналом представлена на рис. 9 (далее по тексту в скобках указаны номера блоков, показанных на рисунке). Измеряемым и контролируемым параметром в системе управления авиационным персоналом является компетентность авиационного персонала (13), на основе которой в системе (11) осуществляется реальное управление - расстановка персонала (14).
В основе решения всех этих проблем лежит компромиссный подход, т.е последовательное решение конфликтных ситуаций в производственных условиях. Для этого целевая функция авиапредприятия (15) трансформируется в динамическую совокупность задач производственной деятельности (16). При решении задач возникают конфликтные ситуации (17), которые требуют соответствующего анализа (18) и решения (19).
Решение конфликта основано на параметрическом анализе данных мониторинга компетентности авиационного персонала (20) и ситуационной модели расстановки персонала. При этом в основе мониторинга лежит главный критерий оптимизации управления - качество производственной деятельности авиационного персонала (компетентность). Тогда в системе принятия решений (21) может быть принято одно из управленческих решений: повышение квалификации (22), переподготовка (23) или увольнение (24). По завершении этих операций (22, 23) принимается новое решение по расстановке персонала (14).
БЕЗОПАСНОСТЬ ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА Безопасность Авиационная полетов безопасность Теория 8 Методы управления надежности авиаперсоналом 5 Теория рисков Авиационный персонал Теория конфликтов Система управления Компетентостный авиаперсоналом подход Производственная Образовательная система система Целевая функция Компетентность авиапредприятия авиационного персонала 15 Задачи производств Расстановка Совокупность.
16 деятельности авиаперсонала компетенций Конфликт Мониторинг Качество 17 интересов компетентности АП компетенций Анализ конфликтных Система принят ия Мониторинг ситуаций решений каче ства 21 Повышение Система принятия Решение квалификации решений конфликта 22 Коррекция Увольнение Переподготовка качества 23 Рисунок 9 - Концепция системотехнического управления авиаперсоналом Качество профессиональной деятельности авиационного персонала (компетентность) как управляемый параметр формируется в процессе подготовки авиационного персонала в рамках образовательной системы (12). Компетентностный подход в образовании определяет компетентность как совокупность некоторого объема компетенций (25). Тогда в образовательной системе управляемым параметром является качество компетенций (26). Отсюда контур управления включает мониторинг качества компетенций (27), анализ и принятие решений об уровне качества (28) и исполнительные процедуры в форме коррекции качества (23). Концепция конфликтологического управления авиационным персоналом выглядит следующим образом (рис. 10) (далее по тексту в скобках указаны номера блоков, показанных на рисунке).
Профессиональная деятельность авиационного персонала (5) проявляется через соответствующие процедуры (4) в технологических процессах реализации производственной деятельности авиационного предприятия (2). При этом на авиационный персонал опосредованно через технологические процессы действуют факторы внешней (1) и внутренней среды (3). Предполагается, что авиационный персонал сформирован таким образом, что может обеспечить достижение стратегических целей и решения производственных задач деятельности авиапредприятия (8). Очевидно, что всегда возникает определенное рассогласование между целями предприятия и личными профессиональными устремлениями работников. В таком случае профессиональные интересы авиационного персонала в какой-то части совпадают (6) с интересами предприятия и между собой, а в какой-то не совпадают (7). Совпадающие интересы не требуют особого вмешательства со стороны управления и просто учитываются при реализации процедур профессиональной деятельности (4).
Несовпадающие интересы (7) являются факторной основой возникновения конфликтной ситуации (11) и требуют соответствующего вмешательства со стороны системы управления авиационным персоналом (14, 17). В таком случае необходимо решение конфликтной ситуации (16).
Для этого разрабатывается лингвистическое описание конфликта (10), включающее описание природы конфликта и описывающее физический смысл параметров конфликтной ситуации. Это дает возможность определить параметры конфликта и получить их количественное отображение, которое в данном случае, с учетом критерия управления авиационным персоналом, должно быть представлено квалиметрическими величинами, т.е. степень остроты конфликта отображается как качество конфликта.
При этом следует договориться о том, какое качество является прогрессивным для данного случая, т.е. следует договориться о шкале измерения качества и установить его нормативное значение. Следует также помнить, что на данном этапе описания конфликта учитываются только профессиональные интересы авиационного персонала, связанные, прежде всего, с его компетентностью, как специалиста. Однако, не следует забывать и социально-психологических факторов (9), которые должны быть учтены при формировании требований к профессиональной деятельности авиационного персонала (12).
Выбирается метод решения конфликта (15) с использованием которого конфликтная ситуация решается, в результате чего получается количественная оценка качества решения конфликтной ситуации (16).
Технологические 1. Факторы 3. Факторы процессы производственной деятельности внешней среды внутренней среды авиапредприятия 4. Процедуры профессиональной деятельности авиаперсонала 6. Совпадение 7. Несовпадение профессиональных 5. Авиационный профессиональных интересов персонал интересов авиаперсонала авиаперсонала 8. Стратегические цели и задачи производственной деятельности авиапредприятия 9. Социальнопсихологичские факторы 10. Лингвистическое 11. Конфликтная профессиональной ситуация описание конфликта деятельности авиаперсонала 12. Требования к 14. Исполнительные 13. Параметры профессиональной процедуры конфликтной деятельности управления ситуации авиаперсонала авиаперсоналом 15. Методы 16. Квалиметрическое 17. Принятие решения решение конфликтной решений конфликта ситуации по управлению авиаперсоналом Рисунок 10 - Концепция конфликтологического управления авиационным персоналом На основании этих оценок в системе принятия решений (17) путем сравнения с нормативными значениями принимаются конкретные решения по управлению авиационным персоналом, т.е. через исполнительные процедуры управления (14) по каждому специалисту или группе специалистов, участвующих в конфликте, применяется управляющее воздействие, сязанное с корректировкой его (их) компетентности или соответствующим перемещением по служебной лестнице. В случае достаточно острых конфликтов или конфликтов, решение которых не удалось получить с соответствующим качеством, принимаются управляющее воздействие в целом по всему кадровому составу предприятия.
При этом исполнительные процедуры управления могут не только существенно изменить расстановку авиационного персонала, но и повлиять на процедуры с его профессиональной деятельности (4).
В работе представлены соответствующие процедуры и алгоритмы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ В диссертации поставлена и решена проблема создания методологических и теоретических основ системотехнического управления профессиональным образованием в гражданской авиации.
1. Результаты анализа проблем в области современного профессионального образования и научных подходов к их решению, позволили идентифицировать и отразить специфику управления образовательной деятельностью и образовательными комплексами в гражданской авиации, связанную, прежде всего, с жесткими требованиями по обеспечению безопасности на воздушном транспорте, повышенными требованиями к профессиональным качествам авиационного персонала, элементами риска в профессиональной деятельности авиационных специалистов. Это позволило сформулировать ряд взаимосвязанных задач управления профессиональным образованием в гражданской авиации, а именно, управление процессом приобретения и оценки знаний, управление структурой образовательного комплекса, управление авиационным персоналом. В системе профессионального образования в гражданской авиации основным критерием оптимизации и совершенствования управления является категория качество, которая рассматривается в функциональном единстве с категориями время и стоимость. Применительно к предметной области управления в образовательных комплексах гражданской авиации понятие качество следует рассматривать с точки зрения качества знаний, качества образовательных структур и качества профессиональной деятельности авиационного персонала.
2. Разработан научно-методологический подход к системному моделированию и управлению профессиональным образованием и образовательными комплексами гражданской авиации, основанный на моделях, методах и алгоритмах системотехнического управления и квалиметрии. Доказано, что систему управления профессиональным образованием и образовательными комплексами гражданской авиации необходимо строить на основе интеграции концептуально взаимосвязанных методологий: системотехнического управления знаниями, системотехнического управления структурой образовательного комплекса и системотехнического управления авиационным персоналом. Это позволит повысить эффективность и качество подготовки специалистов в процессе обучения и обеспечить требуемый уровень надежности и квалификации персонала в процессе функционирования авиационных комплексов.
3. Предложена оптимизационная трехпараметрическая математическая модель стратегического управления профессиональным образованием, реализующая три основные стратегии: заданном сроке обучения и заданных средствах на обучение обеспечить наивысшее качество подготовки специалистов;
при заданном сроке обучения и заданном уровне качества подготовки специалистов минимизировать средства на обучение; при заданных средствах на обучение и заданном уровне качества подготовки специалистов минимизировать сроки обучения. Разработанная модель доказывает высокую сложность получения аналитического решения даже при минимальном количестве анализируемых параметров модели, что говорит о целесообразности решения указанных задач на основе статистического подхода.
4. Разработана методология системотехнического управления процессом приобретения и оценки знаний, основанная на компетентностном подходе к обучению и вероятностно-статистической модели квалификационных испытаний. В ней компетенция рассматривается с точки зрения ее дуальности как требование и как результат, и представляет выражение совокупности знаний, умений, навыков и уровней их усвоения, относящихся к отдельной предметной области деятельности авиаспециалиста. В процессе мониторинга уровня подготовки специалистов используется статистическое моделирование на основе матрицы перепутывания гипотез в комбинации с экспертными методами оценки уровня подготовки специалистов. Разработанная методология позволяет реализовать оперативное управление процессом обучения и обеспечить требуемый уровень надежности и качества подготовки авиаспециалистов.
5. Разработана методология системотехнического управления структурой образовательного комплекса, в основу которой положен квалиметрический подход к мониторингу производственных связей и методы поддержки принятия решений. Использование квалиметрической матрицы критериев для динамической оптимизации организационной структуры с учетом многосвязности и нестабильности ее сетевого базиса обеспечивает замену множества параметров, характеризующих эти связи, одним параметром - качество связей. В зависимости от количества и характера функциональных связей решается задача скалярной, линейной или векторной оптимизации, что позволяет реализовать ситуационное управление структурой образовательного комплекса гражданской авиации по критерию качества.
6. Разработана методология системотехнического управления авиационным персоналом в рамках которой созданы две взаимосвязанные модели - модель качества профессиональной подготовки авиаспециалиста в компетентностном представлении и конфликтологическая модель управления авиационным персоналом.. Модель в компетентностном представлении отличается применением в ней строгой иерархии компетенций, в которой для каждого объекта определены весовые коэффициенты, исходя из его реальной значимости. Конфликтологическая модель отличается использованием в ней метода принятия компромиссного решения на основе квалиметрической схемы дуального компромисса, в котором дуальность понимается как процедура последовательного исследования и сопоставления локальных критериев с главным критерием производственного процесса, определяющего качество компромиссного решения. Разработанные модели позволяют реализовать управление авиационным персоналом и специалистами авиапредприятий гражданской авиации по критерию качества производственной деятельности на всех этапах жизненного цикла специалиста.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В рецензируемых журналах из списка ВАК 1. К формулировке оптимизационных задач в области стратегии обучения / Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2008. № 142. С. 125Ц128.
2. Главное в управлении - создать самонастраивающуюся систему / Б. П. Елисеев // Закон. 2009. № 2. С. 257Ц261.
3. К разработке эвристических моделей обучения при различных стратегиях государства в области образования / Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2009. № 147. С. 79Ц81.
4. Применение аналитических моделей для описания стратегий государства в области образования / Б.П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2009. № 147.
С. 86Ц89.
5. О количественных оценках тестовых испытаний при наличии вариантов ответа / Б.П. Елисеев // Естественные и технические науки. 2010. № 6. C. 521Ц526.
6. О количественных оценках тестовых испытаний при отсутствии вариантов ответа / Б.П. Елисеев // Естественные и технические науки. 2011. № 1.
С. 29Ц32.
7. Об оценке знаний по результатам тестовых испытаний / Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2010. № 155. С. 79Ц81.
8. Оптимизация управленческих решений в вузе, выступающим в роли коммерческой организации / Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2010.
№ 155. С. 74Ц79.
9. Инновационный подход к созданию авиадиспетчерских тренажеров / Б.
П. Елисеев, А. Л. Горбунов, Е. Е. Нечаев // Научный вестник МГТУГА. 2010.
№ 161. С. 5Ц14.
10. Еще раз о месте и роли вузовской науки в развитии и прогрессе общества / Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2010. № 166. С. 149Ц151.
11. Стратегические задачи государства в области высшего образования как оптимизационные задачи / Б. П. Елисеев // Теория и практика общественного развития. 2011. № 1. C. 140Ц149.
12. К оценке современной стратегии государства в области высшего образования и о некоторых парадоксах высшей школы / Б. П. Елисеев // Теория и практика общественного развития. 2011. № 1. С. 106Ц110.
13. Правовые проблемы использования воздушного пространства / В. Д. Бордунов, Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2011. № 144. С. 26Ц31.
14. О концепции совершенствования Российского воздушного кодекса / В. Д. Бордунов, Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2011. № 144. С. 5Ц12.
15. Теоретические основы создания конкурентноспособной продукции / Б. П. Елисеев, Н. И. Комков, А. Ю. Шатраков // Научный вестник МГТУГА. 2011.
№ 156. С. 7Ц15.
16. К оценке ЕГЭ как одной из форм системы отбора абитуриентов / Б. П. Елисеев // Научный вестник МГТУГА. 2011. №166. C. 98Ц101.
17. Методология проектирования динамической структуры авиапредприятия / Б. П. Елисеев, М. В. Шаманов // Научный вестник МГТУГА. 20011. № 170.
С. 29Ц33.
18. Об одном методе оптимизации динамической структуры социальных и производственных систем / Б. П. Елисеев, М. В. Шаманов // Научный вестник МГТУГА. 2011. № 170. С. 22Ц28.
19. Некоторые проблемы организационно-правового обеспечения транспортной безопасности на современном этапе / Б. П. Елисеев, В. А. Свиркин // Научный вестник МГТУГА. 2011. № 170. С. 17Ц21.
20. Система пространственной ориентации пилотов воздушных судов при посадке / А. Л. Горбунов, Б. П. Елисеев, Е. Е. Нечаев // Патент на полезную модель № 107515, Заявка № 1104171 от 08.02.2011.
21. Способ обеспечения орнитологической безопасности аэропорта / С. А. Алавердян, О. В. Бецкий, Б. П. Елисеев, Н. Н. Лебедева, А. В. Майбородин, Е. Е. Нечаев // Патент на изобретение № 2426310, Заявка № 2010109819 от 17.03.2010.
22. О концепции системотехнического управления авиационным персоналом гражданской авиации / Б. П. Елисеев, Л. Н. Елисов, Е. В. Марьенкин // Научный вестник МГТУГА. 2011, № 174. С. 43Ц46.
23. К вопросу надежности человекаЦоператора в системе управления авиационным персоналом / Б. П. Елисеев, Е. В. Марьенкин // Научный вестник МГТУГА.
2011, № 174. С. 35Ц38.
24. Некоторые замечания по поводу понятия риск в связи с управлением авиационным персоналом / Б. П. Елисеев, Е. В. Марьенкин // Научный вестник МГТУГА. 2011. № 174. С. 39Ц42.
Монографии 25. Что нужно знать при поступлении в вуз. Инновационные подходы / Б. П. Елисеев, О. Д. Гаранина, С. К. Камзолов, А. И. Козлов, А. В. Самохин, под. ред. Б. П. Елисеева. М.: Изд. Дашков и К, 2011. 464 с.
26. Общество, государство, высшая школа / Б.П. Елисеев, О.А. Плешакова.
Монография. М.: Радиотехника, 2011. 288 с.
27. Статистические модели процесса обучения в высшем учебном заведении // Коллективная монография Елисеев Б.П. : Инновационные технологии в образовании: теория и практика, Научно-инновационный центр, Красноярск, 2011.
С. 161Ц179.
Прочие публикации 28. Кадры для крылатой отрасли сегодня в дефиците / Б. П. Елисеев // Воздушный транспорт, 2008, № 245.
29. Транспортное право как инструмент реализации транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2009 года / Б. П. Елисеев // Правовые механизмы создания и функционирования региональных корпораций развития: Научно-практическая конференция. М., 2009. С. 5Ц6.
30. От университета к научно-образовательному комплексу / Б. П. Елисеев // Транспортное образование и наука. Опыт, проблемы, перспективы: Научнопрактическая конференция. М., 2009. С. 3Ц5.
31. О стратегиях отечественного образования с позиций государства / Б. П. Елисеев // Национальные интересы. 2009. № 4. С. 16Ц20.
32. Образование как элемент системы национальной безопасности /Б. П. Елисеев // Национальные интересы, 2009. № 4. С. 21Ц24.
33. МГТУГА: новый облик транспортного вуза. / Б. П. Елисеев // Гражданская авиация. 2009. № 9. С. 15Ц17.
34. Правовое обеспечение экологической безопасности в гражданской авиации / Б. П. Елисеев, В. А. Свиркин // Безопасность в техносфере. 2010. № 32. С. 3Ц5.
35. Елисеев Б.П. О перспективах образования в России. Труды 4 международного конгресса Авиация 21-века. Безопасность полетов и авиационная техника. Киев. Украина, 2010. С. 81.7Ц81.8. (Статья на англ. яз.).
36. Елисеев Б.П. Вузовская наука в системе образования//Современные проблемы образования//Труды Международной Конференции Образование и наука в высшей школе. Рига, 2011. С. 161Ц179. (Статья на англ. яз.).
37. Концепция организации динамической структуры авиапредприятия в условиях государственного регулирования / Б. П. Елисеев, М. В. Шаманов // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: материалы МНТК. М.:
МГТУГА, 2011. С. 11Ц12.
38. Шифр - безопасность полетов. Почему необходимо сохранить уникальную систему учебных заведений гражданской авиации России / Б. П. Елисеев // Российская газета. 2010. № 283.
39. Государственное регулирование деятельности в области гражданской авиации как фактор многосвязности и нестабильности сетевого базиса производственных структур / Б. П. Елисеев, М. В. Шаманов // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: материалы МНТК. М.:
МГТУГА, 2011. С. 13Ц15.
40. От вуза к Университетскому комплексу / Б. П. Елисеев // Материалы заседания Совета по образованию и науке стран СНГ. М., 2011. С. 4Ц5.
Соискатель Б. П. Елисеев
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям