Методи прийняття управлінських рішень. Основні етапи

Застосовуючи методологію системного підходу до задач управ­ління, можна вдосконалити процес прийняття управлінських рішень та оптимізувати організаційну структуру економічної системи. У за­гальному випадку ця методологія складається з розглянутих далі етапів:

1. Усвідомлюються поставлені керівником завдання та визначається ціль управління.

2. Окреслюється підсистема завдань, які необхідно виконати, щоб забезпечити найбільш успішне досягнення цілі.

3. Намічаються комплекси заходів, спрямованих на виконання кожного із завдань.

4. Вибирається технологія здійснення заходів для виконання кожного із завдань.

5. Досліджуються фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, що впливають на функціонування системи та виконання заходів і завдань.

6. Обчислюються необхідні види ресурсів.

7. З ’ ясовуються кількість та якість наявних ресурсів.

8. Визначається порядок виконання заходів з урахуванням технологічних і ресурсних обмежень.

9. Встановлюється мінімальна кількість ресурсів, необхідних для виконання робіт у визначений термін.

10. Оформлюється рішення (розробляється план), яке затверджує його керівник.

11. Здійснюється підготовка виконавців, одержуються відсут­ні засоби, реалізується рішення (план).

Розглянемо ці етапи докладніше.

Входом етапу 1 є завдання, поставлені вищим керівництвом, а виходом — визначення мети діяльності, а також завдання з підготовки пропозицій для ухвалення рішення. Методика роботи на цьому етапі спрямована на якомога точніше визначення цілі діяльності. Ціль діяльності може бути виражена кіль­кісно чи якісно.

Входом етапу 2 є ціль, визначена на попередньому етапі. Виходом цього етапу має бути система завдань, які необхідно виконати, щоб забезпечити ефективне досягнення цілі. Сутністю діяльності на цьому етапі є розчленовування цілі на окремі взаємозалежні завдання (побудова дерева цілей), що являють собою порівняно самостійні напрямки або етапи діяльності з досягнення цілі.

Входом етапу 3 є система завдань, які було одержано на попередньому етапі. Виходом етапу є комплекс заходів, спрямованих на виконання кожного із завдань.

Входом для етапу 4 є підсистеми заходів, необхідних для виконання кожного із завдань, а виходом — технології здійснення цих заходів.

Технологія та послідовність заходів є, у свою чергу, входом етапу 5, виходом якого буде набір факторів зовнішнього і внутрішнього середовища системи діяльності, від яких залежатиме виконання кожного із заходів і всього створюваного процесу.

На етапі 6 залежно від характеру та технології робіт і факторів зовнішнього і внутрішнього середовища (виходів 3, 4, 5) потрібно визначити види та якість необхідних ресурсів і підготовку потрібних фахівців.

На етапі 7 визначається наявна кількість ресурсів. Змістом процесу діяльності на цьому етапі буде:

· визначення кількісного та якісного складу наявних ресурсів (фінансових, трудових, технологічних, інформаційних тощо);

· аналіз ресурсів, що використовуються для виконання завдань, не пов’язаних безпосередньо з досягненням головної цілі;

· визначення порівняльної важливості цілей та термінів їх досягнення;

· визначення кількості і якості ресурсів, які можна використати під час досягнення наміченої цілі на різних етапах діяльності (наявна кількість ресурсів може коливатися у процесі досягнення цілі).

На цьому етапі закінчується системний аналіз. У результаті аналізу майбутньої діяльності визначено:

— ціль діяльності;

— завдання діяльності;

— заходи, які необхідно здійснити, щоб забезпечити виконання кожного із завдань;

— фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, що впливають на виконання кожного заходу та завдання, а зрештою — на досягнення цілі;

— необхідні види, кількість та якість ресурсів.

У результаті аналізу нам стало відомо, що потрібно зробити і в якій послідовності, щоб досягти головної цілі діяльності, а також з’ясувалося, що впливає на успіх майбутньої діяльності та які сили й засоби необхідні для його досягнення.

Етап 8 найвідповідальніший: у результаті його реалізації має бути розроблено модель майбутнього процесу діяльності — це його вихід. Входом даного етапу є все те, що визначено на попередніх етапах: ціль, завдання діяльності, склад, технології виконання заходів, фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, характер їх зміни в майбутньому, необхідні види ресурсів, їх наявність тощо.

Характер моделі діяльності з досягнення цілі залежатиме від важливості процесу, точності визначення вхідних даних, наявності часу на розробку моделі. Через складність процесів суспільної та економічної діяльності та неможливість виразити кількісно деякі фактори системне дослідження в загальному випадку не вдається повністю формалізувати (побудувати математичну модель системи). Математична формалізація можлива, як правило, лише для окремих її блоків, окремих завдань.

Змістом цього етапу буде:

¨ оперативний опис процесу діяльності;

¨ вибір критерію;

¨ вибір способу моделювання.

Далі здійснюється розробка моделі, оптимізація та поліпшення моделі, розробка алгоритму моделі. Мета застосування моделі — дістати оптимальний варіант за мінімально можливого використання ресурсів, якщо модель оптимізаційна чи відшукати набір варіантів з їхніми кількісними оцінками, якщо оптимізація моделі неможлива.

На етапі 9 визначається мінімальна кількість ресурсів, необхідних для завершення процесу в заданий термін. Входом є розроблена на попередньому етапі модель. Якщо в результаті моделювання з’ясовується, що за наявних ресурсів досягти мети діяльності в заданий термін не вдається, то змістом цього етапу буде послідовний перегляд результатів моделювання зі збільшенням ресурсів до одержання бажаного результату.

Отже, якщо на етапі 8 розв’язувалися задачі оптимізації за часом (за швидкодією) з обмеженнями на ресурси, то на етапі 9 має розглядатися задача оптимізації використання ресурсів за обмеження на час.

Входами етапу 10 є здобуті в результаті моделювання:

· оптимальний варіант дій (набір варіантів, дій) згідно з термінами досягнення цілі та відповідно до намічених ресурсів;

· оптимальні пропозиції щодо зміни складу ресурсів чи режиму їхньої роботи в разі, коли за наявних ресурсів та нормального режиму їхньої роботи досягти цілі із заданою ефективністю в зазначений термін неможливо.

Вихід цього етапу — затверджений керівником варіант дій із досягнення цілі.

На етапі 11 на підставі плану (вхід) мають бути розроблені конкретні програми індивідуальної (колективної) підготовки виконавців, здійснено цю підготовку, а також одержані ресурси, яких бракує. Виходом цього етапу буде реалізація розробленого плану.

Розглянута методологія придатна як для прийняття управлінських рішень, так і для створення організаційних систем управління, коригування, оптимізації структур вже наявних цільових організацій.

Зазначимо, що виходи кожного з етапів, кожного з кроків діяль­ності на етапах мають бути взаємопогоджені і, звичайно, узго­джені з головною ціллю діяльності. Це означає, насамперед, необхідність такого узгодження методів роботи на етапах (кроках), які забезпечують якість виходів і визначають тривалість роботи.

39. Загальна характеристика систем управління

Залежно від ступеня участі людини у процесах управління можна виокремити три основні типи СУ: технічні, ергатичні та організаційні.

1. Технічні СУ — це системи, що містять як елементи технічні пристрої та можуть протягом деякого проміжку часу функціонувати без участі людини. Вони характеризуються такими властивостями:

· чітко визначеною (як правило, єдиною) ціллю або групою цілей управління;

· відсутністю людини в контурі управління;

· достатньо високою визначеністю вхідних даних та можливіс­тю формалізації процесів функціонування за допомогою математичних моделей.

2. Ергатичні СУ — містять у контурі управління як технічні пристрої, так і людей, що взаємодіють з цими пристроями. Вони мають такі особливості:

· наявність багатьох часткових цілей управління, які формуються вищими органами управління залежно від стану ОУ та зов­нішніх чинників;

· необхідність врахування психологічних особливостей людини, яка є складовою контуру управління;

· невизначеність вхідних даних і неможливість адекватного опису процесів функціонування та їх повної формалізації;

· необхідність управляти багатьма різними підсистемами.

3. Організаційні СУ. Якщо як ОУ (керована система) розглядаються колективи людей, то така система називається організацією. Інакше кажучи, будь-яка організація — це група людей, діяльність яких свідомо координується для досягнення спільних цілей. Група людей вважається організацією, якщо:

· складається принаймні з двох осіб, що вважають себе частиною цієї групи;

· існує єдина ціль (бажаний кінцевий стан або результат), яку вважають спільною всі члени групи;

· є члени групи, які свідомо працюють разом для досягнення важливої для всіх цілі.

Процес управління організаціями — особливий процес, що належить до найбільш складних форм діяльності людини. Управління організацією як особливий вид діяльності перетворює неорганізовану групу людей (юрбу) на ефективну, цілеспрямовану й продуктивну групу.

Організаційні системи управління (наприклад, системи управління підприємствами, фірмами, галузями й секторами промисловості, державою) найскладніше досліджувати, оскільки:

¨ такі системи здатні самостійно формувати цілі та самоорганізовуватися;

¨ у процесі управління ними необхідно враховувати численні політичні, соціальні та економічні фактори;

¨ вони характеризуються високою невизначеністю вихідних даних, неможливістю спрогнозувати всі фактори, що впливають на процеси управління, а також обмеженою можливістю застосування математичних моделей для прийняття управлінських рішень;

¨ основна роль під час прийняття рішень та організації їх виконання належить людині, яка може припускатися помилок, формуючи цілі та плануючи обсяги витрат ресурсів на їх досягнення;

¨ існують численні різноманітні зв’язки й відносини між органами управління та окремими керівниками, причому немає чітких меж між СУ та ОУ, що мають складну ієрархічну струк­туру;

¨ такі системи зорієнтовані на певні соціальні потреби.

В економіці, як відомо, переважають СУ організаційного типу, тому розглянемо їх докладніше.

Уточнення функцій підрозділів, чітке визначення прав і обо­в’язків кожного керівника і співробітника, усунення дублювання функцій і інформаційних потоків — усе це дає змогу різко підвищити ефективність управління.

Основними проблемами, що постають під час розробки структури складних систем, є встановлення правильних взаємовідносин між окремими підрозділами системи управління, що пов’яза­но з визначенням їхніх цілей, умов роботи та стимулювання; розподіл відповідальності між керівниками; вибір конкретних схем управління і послідовності процедур під час прийняття рішення; організація інформаційних потоків; вибір відповідних технічних засобів.

Під структурою системи розуміють її організацію з окремих елементів з їх взаємозв ’ язками, які визначаються поставленими перед системою та її елементами цілями і розподілом функцій між елементами.

Організаційна структура передбачає розподіл завдань і повноважень з прийняття рішень між особами або групами осіб зі ство­ренням відповідних структурних підрозділів.

Система управління може бути централізованою, коли всі важ­ливі рішення приймаються в її центральному органі управління, і децентралізованою, в якій рішення приймають окремі елементи системи незалежно від інших елементів, причому ці рішення не коригує центральний орган.

У реальних організаційних системах частину рішень приймають централізовано, а частину — децентралізовано. Міра централізації системи управління визначається співвідношенням між цими частинами.

Центральний орган системи має у своєму розпорядженні всі матеріальні, фінансові та людські ресурси, що дає йому змогу, приймати рішення стратегічного характеру, перерозподіляти ресурси з однієї частини системи до іншої, концентрувати їх на найважливішому напрямку тощо. Однією з важливих функцій цен-трального керуючого органу системи є управління координованою діяльністю всіх її частин.

Неузгодженість, недостатня координація дій, невдалі рішення на окремих ділянках роботи призводять до зростання матеріальних витрат і часу виконання поставлених завдань. Тому центральний орган повинен забезпечити досягнення загальної мети системи координацією діяльності багатьох спеціалізованих організацій.

Проте децентралізована система має ту перевагу, що в ній органи управління максимально наближені до об’єктів управління. При цьому істотно полегшується контроль за результатами прий-
нятих рішень, прискорюється отримання інформації про стан об’єкта управління і навколишнього середовища, а також уможливлюється швидше реагування на зміну цих станів. Усе це робить систему управління менш інерційною, більш гнучкою, дає їй змогу оперативно втручатися у процес управління.

Одним із найважливіших завдань при побудові структури є визначення міри централізації, яка забезпечує необхідний ступінь надійності та економічності, оперативну гнучкість прийняття рішень, що сприяє досягненню основної цілі.

Структура систем управління в економіці будується за галузевим або територіальним принципом. Галузевий принцип дозволяє здійснювати єдину технічну і економічну політику в кожній галузі. Він застосовується в тих випадках, коли йдеться про складні, специфічні види виробництва, проектування, будівництва, про розвиток і впровадження наукових досліджень у виробництво певного типу. Якщо ставиться завдання комплексного використання різних матеріальних ресурсів у даному районі країни, структура управління будується за територіальним принципом. За цим самим принципом побудовано органи державного адміністративного управління.

40. Ієрархічні системи управління

Найбільшого поширення набули системи управління з ієрархічною, або багаторівневою структурою. Ієрархія — це розташування частин та елементів у порядку від вищого до нижчого. У системах з такою структурою існує розділ функцій управління між органами чи підрозділами різного рівня або рангу. Керуючий орган деякого рівня ієрархії управляє кількома органами нижчого рівня, що перебувають у його підпорядкуванні, і сам керується органом вищого рівня.

Однією з найважливіших цінних властивостей ієрархічної системи управління є можливість розподілу функцій управління за рівнями системи, прийняття рішень стосовно різних завдань у підрозділах різного рівня. Це дає змогу зосередити розв’язання стратегічних завдань на вищих рівнях управління, де їх розв’я­зання найбільш ефективне. Тактичні завдання залежно від їхньої складності та необхідних ресурсів можуть розв’язуватися на ниж­чих рівнях, що забезпечує оперативність прийняття рішень, і здебільшого — вищу точність.

Для ієрархічної системи з розподілом функцій управління за рівнями характерна відома автономність окремих органів управління проміжних і нижчих рівнів у тому сенсі, що кожний із них самостійно, у межах своїх повноважень, визначених дорученими йому функціями і заданими обмеженнями, управляє підлеглими йому підрозділами.

Іншою характерною особливістю ієрархічних систем є наявність спільної цілі для всієї системи і окремих цілей для підсистем. Ці цілі не завжди збігаються, а іноді навіть суперечать одна одній або конкурують між собою. Отже, існує реальна небезпека того, що деяка підсистема, намагаючись досягти поставленої перед нею мети, може діяти всупереч спільній цілі системи.

Наявність загальних обмежень, що стає особливо помітною зі зниженням рівня керуючого органу, зумовлює взаємний вплив підсистем у процесі їх функціонування. Такі обмеження можуть мати вигляд, наприклад, спільних ресурсів. Тоді посилення активності однієї підсистеми призводить до зменшення частки ресурсів іншої, і навпаки. У цих випадках рішення має приймати орган управління вищого рівня в інтересах усієї системи, інакше ресурси будуть розподілені під впливом випадкових чинників або буде прийнято компромісне рішення.

В ієрархічних СУ управління підсистемами нерідко здійснюється в умовах неповної інформації, коли підсистемі вищого рівня можуть бути не повністю відомі цілі та обмеження підсистем нижчих рівнів.

Як випливає з визначення ієрархічної системи, стосовно кожної підсистеми деякого рівня можна виокремити підлеглі їй підсистеми — безпосередньо або (для підсистем, розташованих нижче за рівнями ієрархії) через проміжні підсистеми. Аналогічно можна виокремити підсистеми вищої ланки управління, яким підпорядковується дана. Сукупність всіх підсистем як вищої ланки, так і підлеглих щодо даної називають її вертикаллю. Усі підсистеми, належні одній вертикалі, називають підпорядкованими. Зв’язки між підсистемами різних рівнів називають вертикальними, а між підсистемами одного рівня — горизонтальними. Для кожної підсистеми зв’язки з усіма підлеглими їй підсистемами називають внутрішніми, а решту — зовнішніми.

До найважливіших властивостей ієрархічних структур можна віднести такі:

· вертикальне підпорядкування;

· пріоритет дій підсистем вищого рівня (право втручання);

· взаємозалежність дій вищих та нижчих рівнів структури;

· елементи верхнього рівня ієрархії мають справу з більшими підсистемами та з ширшими аспектами поводження системи в цілому;

· періоди прийняття рішень для елементів верхнього рівня біль­ші, ніж для елементів нижчих рівнів;

· верхні рівні мають справу з повільнішими проявами системи;

· опис проблеми на верхньому рівні менш структурований та формалізований, містить більше невизначеностей.

41. Види організаційних структур

Адміністративно-організаційна система управління може мати структуру одного з таких типів: лінійну, функціональну, лінійно-штабну, матричну.

Лінійна структура управління забезпечує прямий вплив на об’єкт управління. Усі функції управління кожним об’єктом у такому разі зосереджені в одному місці.

У лінійній структурі управління повною мірою втілюється принцип жорсткого підпорядкування, керівник несе повну відповідальність за результати роботи підлеглих йому підрозділів. Якщо управління здійснюється правильно, підлеглі не можуть отримувати суперечливі й не пов’язані між собою завдання та розпорядження.

Проте за лінійної структури управління кожний керівник має володіти різносторонніми знаннями, необхідними для ефективного управління різнотипними підлеглими підрозділами. Зі зростанням кількості рівнів ієрархії, кількості підлеглих підрозділів і специфічних особливостей кожного з них це завдання стає дедалі важчим.

У разі функціональної структури управління для виконання певних функцій системи створюються спеціальні служби — планова, фінансова, виробничо-диспетчерська, технологічна, збуту тощо. Вони подають підпорядкованим підрозділам обов’язкові для виконання рішення в межах своїх повноважень; на них покладаються відповідальність та контроль за здійсненням зазначеними підрозділами потрібних функцій.

Функціональна структура дає змогу залучати до керівництва фахівців у певних галузях, більш компетентно розв’язувати поточні питання, розвантажувати й спрощувати роботу керівників вищого рівня. Функціональне управління не виключає лінійного, але дещо обмежує роль лінійних керівників.

Водночас функціональне управління певною мірою порушує принцип єдиноначальності, оскільки виконавець отримує вказівки відразу від кількох функціональних керівників.

У системі управління з функціональною структурою існує небезпека гіпертрофованого підвищення значення функціональних органів управління на шкоду інтересам організації як єдиного цілого. ОПР схильна вважати свої функції першорядними, нерідко переоцінюючи значення свого підрозділу в рамках організації.

Усередині організації вертикальні зв’язки з виконання окремих функцій значно сильніші, ніж горизонтальні зв’язки між функція­ми. Чим далі по горизонталі розташовані два керівники, тим менш вони схильні брати до уваги взаємні прохання або вимоги.

Підготовка та затвердження планів всередині організації, а надалі і контроль за їх виконанням здійснюються по вертикалі. План усієї організації часто являє собою просте об’єднання, зведення окремих функціональних планів, лише з частковим урахуванням інтересів організації в цілому (що іноді навіть відбивається в назві плану — «зведений план»). Це суперечить інтересам організації і зв’язкам всередині неї, які за своєю природою є в багатьох випадках горизонтальними, міжфункціональними та призводить до небажа­ного роздрібнювання процесів управління.

Недоліком функціональних структур є те, що в окремих підрозділів виникає прагнення до самозбереження, часто чиниться опір будь-яким змінам, які проводяться в інтересах усієї організації. Ось чому практично всі спроби скорочувати бюрократичний апарат не мали успіху.

У процесі розвитку лінійного і функціонального управління виникло їх органічне поєднання — лінійно-штабна структура управління. За такої структури при керівникові організації створюється один чи кілька осередків або окремих виконавців, відповідаль­них за певні функції управління. Такий осередок, що являє собою своєрідний виробничий штаб, складається з фахівців, компетентних у певній галузі. Вони відіграють роль помічників і консультантів керівника, контролюючи виконання підрозділами організації даної функції та готуючи для керівника плани й рішення у своїй галузі.

Для підвищення регулювальної та координувальної ролі управління, надання йому більшої гнучкості та динамічності вводяться нові види структур систем управління, зокрема, створюються спе­ціальні органи для управління перебігом робіт з окремого проекту в усіх або багатьох підрозділах організації.

Структури управління сучасних корпорацій будуються з урахуванням таких вимог:

· організація поділяється на дільниці, розмір і значущість яких дає змогу керувати ними одній людині;

· між керівниками жорстко розмежовуються їхні обов’язки;

· при керівниках створюються виробничі штаби;

· забезпечуються умови для своєчасного розв’язання поточних проблем на нижчих організаційних рівнях.

Розрізняють три типи штабів: персональні — для надання допомоги керівникам робіт; корпораційні, що інформують вище керівництво про стан виробництва та діяльність керівників філій; інформаційно-консультативні штаби при керівниках філій.

Прагнення сумістити управління перебігом робіт з виконання спеціальних програм і проектів із лінійно-функціональним управ­лінням зумовило створення матричної структури управління.

У системах управління з матричною структурою підвищується роль горизонтальних інформаційних потоків. Керівник проекту визначає, що й коли має бути зроблено, а керівники підрозділів — як саме має бути виконано цю роботу.

Відповідальність за виконання певних робіт і відповідні права розподілені в цьому разі не так чітко, як за традиційних лінійної та лінійно-функціональної структур. Проте фахівці вважають, що матрична структура не послаблює, а зміцнює принцип централізованого керівництва, оскільки одночасно з підвищенням відповідальності за виконання кожного проекту загалом зберігається підпорядкованість по вертикалі відповідним керівникам.

Керівник проекту обмежує свою діяльність тільки рамками одного проекту. Для успішного завершення даного проекту він повинен планувати, організовувати й контролювати роботу підзвітних йому функціональних груп, що працюють у різних підрозділах. Оскільки люди працюють над одним проектом і відповідають за нього, зв’язки між ними стають ефективнішими, інтереси окремих підрозділів підпорядковуються завданням спільної справи.

У матричній структурі явно простежується тенденція підходу до управління не як до системи сталих ієрархічних взаємозв’язків, а як до процесу розв’язання певних проблем.

Спеціальні групи з окремих проблем створюються для виконання конкретного завдання. Коли закінчено окремі етапи роботи або вичерпано всю програму, виконавці переорієнтовуються на розв’язання іншої проблеми. На відміну від розподілу виконавців за функціональними підрозділами такий метод дає змогу використати кожного фахівця найкращим чином.

Проте в разі широкого використання матричної структури зі змінним складом виконавців за діловими проектами вся структура управління перестає бути стабільною. З одного боку, виникають ускладнення в спеціалізації і довготривалому використанні персоналу, з другого — фахівці почуваються невпевнено, не маючи тривалої перспективи своєї діяльності у відповідній організації.

Крім того, у матричній структурі неминуче виникає часткове дублювання функцій, що виконуються підрозділами, створеними для реалізації окремих проектів.

Системи зі змінною структурою. Загальноприйнятий підхід до структури систем управління полягає в тому, що структура від­биває сталі взаємозв’язки й лінії підпорядкування між окремими особами та підрозділами певної організації. При цьому передбачається, що такі взаємозв’язки й підпорядкування доволі жорстко зафіксовані, причому не тільки функції, а й склад керівників і співробітників підрозділів вважається стабільним. Структура організації являє собою, згідно з цими поглядами, щось статичне, застигле або таке, що дуже мало змінюється в часі.

У такій стабільності є свої переваги. З плином часу цілком природно, іноді неформально фіксується розподіл функцій між підрозділами та співробітниками. Люди пристосовуються одне до одного — відомо, хто за що відповідає, хто на що здатний, кому яка справа краще вдається, хто на яке довір’я заслуговує. Завдяки багаторічним, усталеним, побудованим на взаємному довір’ї стосункам між співробітниками багато які питання розв’язуються значно простіше і швидше, ніж тоді, коли ці самі посади обіймають щоразу нові люди. Якщо в організації існує здоровий соціаль­но-психологічний клімат, то формується колектив, можливості
якого істотно більші, ніж сума можливостей окремо взятих людей, його складових (ефект синергії). Проте така консервативна, стала структура порівняно швидко приходить у суперечність із постійними змінами зовнішніх умов.

Узгодження структури організації та її складу з умовами, що змінилися, можна досягти періодичними реорганізаціями. Одночасно з більшою або меншою перебудовою структури — організацією нових та ліквідацією або зміною функцій деяких наявних підрозділів — проводять зміни у складі керівників і виконавців.

Однак така капітальна реорганізація неминуче пов’язана з деяким тимчасовим, а іноді й тривалим зниженням ефективності діяльності організації в цілому. Відбувається злам сталих відносин між організаціями і людьми, зв’язків і взаємозалежностей, усталених традицій та звичних дій. Установлення нових зв’язків, засвоєння нових правил та інструкцій вимагає часу.

Сучасна тенденція у проектуванні організаційних структур полягає у створенні гнучких, адаптивних структур. Такі динамічні СУ мають структуру, що постійно змінюється. Окремі організаційні елементи — відділи, підвідділи, групи — створюються і відмирають у міру необхідності, для розв’язання нової проблеми, виконання певної програми або проекту. Відповідно змінюється і склад цих підрозділів. Такий підхід добре реалізовується, наприклад, у разі використання описаної щойно матричної структури управління.

Системи зі змінною структурою, добре пристосовуючись до умов зовнішнього середовища, дають потенційну можливість високої ефективності організації в досягненні поставлених перед нею цілей. Однак ці можливості можуть бути повною мірою реалізовані тільки за умови врахування принаймні двох чинників — планування та управління діяльністю самої організації, а також психологічних аспектів.

У процесі планування та управління діяльністю організації зазначеного типу необхідно постійно виявляти проблеми, що виникають, прогнозувати їхню важливість та необхідні для розв’язання ресурси; визначати, коли та які підрозділи потрібно створити, яким має бути їхній склад, які підрозділи і з якою швидкістю потрібно скорочувати, як забезпечити найбільш ефективне розв’язання наявних проблем, використавши фахівців із максимальною віддачею; коли і яких фахівців потрібно залучати додатково або звільняти у зв’язку з недоцільністю подальшої їхньої діяльності.

Патологічні структури. На практиці нерідко вдаються до поділу систем на підсистеми, порушуючи нормальні зв’язки між підсистемами, розміщеними на різних ієрархічних рівнях. Найпростіший приклад патології — подвійне підпорядкування, коли для деякого підрозділу або організації існують дві вертикалі. Щоб такий підрозділ міг функціонувати нормально, необхідне дуже чітке розмежування функцій між підрозділами

Існують ситуації, коли подвійне підпорядкування здійснюється тимчасово, на певний період. Наприклад, широко практикується тимчасове відрядження співробітника або групи у розпорядження іншої організації. При цьому зі старих зв’язків підпорядкування зберігаються лише найсильніші: за колишнім керівництвом зберігається право відкликання співробітників, покарань і заохочень. Решта функцій управління передається новому керівництву.

У деяких випадках подвійне підпорядкування регламентується навмисним розмежуванням функцій. Скажімо, на підприємствах з оперативним черговим персоналом (електростанції, нафтопереробні і нафтохімічні заводи тощо) персонал однієї зміни, що чергує в різних цехах, в адміністративному плані стає підлеглим керівництву відповідного цеху, а в оперативному — начальнику зміни.

В ієрархічній структурі кожна підсистема зі зниженням рівня управління поділяється на підлеглі їй підсистеми, коли кожній підсистемі має бути підпорядковано не менш як дві підсистеми нижчого рівня. Однак на практиці трапляються випадки існування лише однієї підлеглої підсистеми, а це означає, що один із рівнів управління є зайвим, підміняє собою керівництво іншого рівня.

Ще один тип порушень в ієрархічній структурі — це так зване міжрангове управління. Центральний орган системи управляє підрозділами нижчого рівня через проміжні підрозділи, а деяким підрозділом — безпосередньо, минаючи проміжні рівні або ранги. Тоді центр якоюсь мірою виконує не властиві йому функції, що неминуче обмежує його можливості з управління іншою частиною системи.

Для розвантаження центру, підвищення оперативності управління і в деяких інших ситуаціях діють навпаки: центр частину своїх функцій передає нижчим підрозділам або керівник — одному зі своїх підлеглих. Таке передання функцій управління називають делегуванням повноважень. Підлеглий дістає частково права свого начальника і діє від його імені. Такий підхід часто буває доволі ефективним, оскільки дає змогу швидше дістати й переробити більше інформації, ніж це міг би здійснити сам началь­ник, завантажений виконанням інших функцій.

42.Етапи аналізу та синтезу систем управління

Можна виокремити такі етапи аналізу та синтезу СУ.

1. Структурний аналіз і синтез. Структурний аналіз має на меті виявити статичні характеристики системи шляхом поділу її на елементи й підсистеми різного рівня та аналізу зв’язків між ними. Об’єктами структурного аналізу є варіанти структур СУ, які формуються у процесі її декомпозиції. Сутністю структурного синтезу є побудова (реорганізація) СУ, яка має бажані властивості. Структурний синтез проводиться з метою обґрунтування множини елементів, зв’язків, відношень, що забезпечать у сукупності максимальну відповідність СУ заданим вимогам.

2. Функціональний аналіз і синтез. Функціональний аналіз полягає у визначенні динамічних властивостей системи вивченням процесів зміни її станів із часом залежно від застосовуваних алго-ритмів (способів, методів, законів) управління її функціонуванням. Метою функціонального синтезу є обґрунтування оптималь­них характеристик функціонування СУ, тобто процесів зміни її
станів із часом відповідно до поставленої мети.

3. Інформаційний аналіз і синтез. Інформаційний аналіз здійснюється з метою дослідження кількісних і якісних характеристик інформаційних потоків у СУ. Сутністю інформаційного синтезу є обґрунтування необхідного обсягу, терміну та форм подання інформації, методів її передавання, обробки та зберігання для проектованої структури та алгоритму функціонування СУ.

4. Параметричний аналіз і синтез. Сутністю параметричного аналізу є визначення групи часткових та узагальнених показників, які характеризують всі важливі властивості СУ та ефективність її функціонування. Параметричний синтез полягає в обґрунтуванні необхідної та достатньої кількості показників, що дають змогу оцінювати бажані властивості системи.

Жодна організована система не може існувати без управління. Однак важливо, в який спосіб організовано управління, яку частку ресурсів системи воно відволікає на себе. З одного боку, чим більше рівнів або проміжних ланок містить СУ, тим більше ресурсів витрачається на апарат управління, тим воно дорожче. Ясно, що при цьому ефективність системи знижується.

З другого боку, чим менше елементів у структурі управління, тим більше завантажені ті, що залишаються, тим гірше справляються вони зі своїми функціями, що зрештою також тягне за собою зниження ефективності системи в цілому.

Тому можна говорити про деяку оптимальну структуру управління, що забезпечує максимальну ефективність системи в цілому. Однак такий критерій є надто загальним, щоб його можна було використовувати для оптимізації структури. Зв’язок між структурою управління та ефективністю системи надзвичайно важко виявити і тим більше формалізувати, оскільки йдеться про адміністративно-організаційні системи.

Досить згадати, що одним з основних елементів у контурі управління є люди, від індивідуальних характеристик яких значною мірою залежить якість управління. Ці характеристики важко піддаються кількісному оцінюванню і тому практично не використо­вуються під час розробки систем управління. Більш того, сама ефек­тивність відповідних систем в багатьох випадках не може бути ви-
значена однозначно. Найчастіше це набір параметрів, іноді супереч­ливих, за значеннями яких важко встановити точно міру ефектив­ності функціонування навіть близьких за характером систем.

Таким чином, оптимізація структури управління можлива лише за деяким частковим критерієм, частіше за все пов’язаним з використанням технічних засобів. Наприклад, можна оптимізувати структуру за критерієм загальної вартості або капітальних витрат на технічні засоби; мінімізації часу передавання повідомлень від джерел до центру системи тощо.

Однак для життєдіяльності системи набагато важливішою є загаль­ніша постановка задачі. Тому доцільно говорити про деяку раціональну структуру управління, що забезпечує досить ефективне функціонування системи за прийнятних сукупних витрат на управління.

За такої постановки синтез оптимальної структури під час розробки системи замінюється вибором раціонального варіанта структури управління. Спочатку визначається набір параметрів, сукупність яких придатна для оцінювання якості системи управління. Далі на основі досвіду та інтуїції розробників, з урахуванням структури наявної системи і аналогічних систем виокремлюється обмежена кількість варіантів структури, кожний з яких задовольняє необхідні обмеження. Варіанти, які залишилися, оцінюються за взятим набором параметрів, що дає змогу вибрати з них найкращий.

43. Основні поняття теорії складних систем

Відкриті системи та дисипативні структури. Синергетика вивчає відкриті нерівноважні системи. Нагадаємо, що відкрита система — це система, що обмінюється речовиною, енергією й інформацією з навколишнім середовищем.

Розглянемо властивості відкритих систем, що перебувають далеко від стану рівноваги.

· Такі системи нестійкі, і тому повернення до початкового стану для них є необов’язковим. У деякій точці, що називається точкою біфуркації (розгалуження), поводження системи стає неоднозначним.

· За наявності нестійкості змінюється роль зовнішніх впливів. За певних умов незначний вплив на відкриту систему може призвести до значних та непередбачуваних наслідків.

· У відкритих системах, далеких від рівноваги, виникають ефекти узгодження, коли елементи системи корелюють, узгоджують своє поводження. Таке кооперативне, погоджене поводження характерне для систем різних типів: атомів та молекул, клітин та живих істот, економічних об’єктів та соціальних груп тощо.

· У результаті погодженої взаємодії відбуваються процеси впорядкування, виникнення з хаосу певних структур, перетворення й ускладнення систем. Чим більше відхилення від стану рівноваги, тим сильніше охоплення кореляціями та взаємозв’язками, тим вища узгодженість процесів, що відбуваються навіть у віддалених областях і, на перший погляд, не зв’язані один з одним.

Відкриті системи, в яких спостерігається приріст ентропії, називають дисипативними. У дисипативних системах енергія впорядкованого руху переходить в енергію невпорядкованого (хаотичного) руху, тобто відбувається дисипація. Якщо закриту систему виведено зі стану рівноваги, то вона завжди намагається набути стану з максимальною ентропіє. У відкритій системі відплив ентропії може врівноважити її зростання в самій системі, і тому існує ймовірність виникнення стаціонарного стану.

Отже, у відкритих системах, що обмінюються з навколишнім середовищем потоками речовини чи енергією, однорідний стан рівноваги може втрачати стійкість і незворотно переходити у стаціонарний стан, стійкий щодо малих збурень Такі стаціонарні стани дістали назву дисипативних структур.

Термін «дисипативна структура» запропонував І. Пригожин, засновник «бельгійської школи» синергетики, яка розвиває термодинамічний підхід до самоорганізації. Основне поняття синер­гетики Хакена — поняття структури як стану, що виникає в результаті когерентного (погодженого) поводження великої кількості частин, — бельгійська школа замінює більш спеціальним поняттям дисипативної структури.

Хаос і порядок. Поняття «порядок» тісно пов’язане з поняттям структури. Іншими словами, порядок передбачає наявність певної структури — ключового поняття для всіх наук, що вивчають ті чи інші аспекти процесів самоорганізації. Отже, структура припускає певну «жорсткість» об’єкта — здатність зберігати тотожність самому собі за різних зовнішніх і внутрішніх змін.

Інтуїтивно поняття структури протиставляється поняттю хаосу як стану, що цілком позбавлений будь-якої структури. Однак, як свідчать новітні дослідження, таке уявлення про хаос є настіль­ки ж поверховим, наскільки поверховим є уявлення про фізич-
ний вакуум у теорії поля як про порожнечу: хаос може бути різним, мати різний ступінь упорядкованості, різну структуру тощо.

Тому в синергетиці під хаосом розуміють нерегулярний рух, що описується детерміністичними рівняннями. Його ще називають динамічним хаосом. Дослідження різних сценаріїв переходу до динамічного хаосу пов’язане з аналізом властивостей так званих дивних атракторів.

Атрактори. Вивчаючи динаміку систем, їх часто описують системою диференціальних рівнянь. Зображення розв’язків цих рівнянь як руху деякої точки у просторі з розмірністю, яка дорів­ює кількості змінних, називають фазовими траєкторіями си-
стеми. Аналіз поводження фазової траєкторії (у сенсі її стійкості) показує, що існують випадки, коли всі розв’язки системи зосереджуються зрештою на деякій замкненій підмножині. Така підмножина називається атрактором (від англ. «to attract» — притягувати).

Атрактор має певну «область притягання» (множину початкових точок). Із часом усі фазові траєкторії, що зародилися у множині початкових точок, тяжіють (намагаються збігтися) саме до цього атрак­тора. Рух точки в таких випадках має періодичний характер.

Основні типи атракторів такі:

· стійкі граничні точки;

· стійкі цикли (траєкторія тяжіє до деякої замкненої кривої);

· тори (до поверхні яких наближається траєкторія).

Для сталих коливань, що відповідають динамічному хаосу, запропоновано назву дивний атрактор. Рух точки на таких атракторах є нестійким, хистким, будь-які дві траєкторії на них завжди розбігаються, мала зміна початкових умов приводить до різних шляхів розвитку. Іншими словами, динаміка систем із дивними атракторами є хаотичною.

Ці атрактори дістали таку назву, бо вони у фазовому просторі справді виглядають незвично, являючи собою ні точку, ні періодичну траєкторію, ні поверхню. Їх порівнюють іноді з поверхнею, що складається з нескінченної множини шарів. А головне полягає в тому, що взятий навмання розв’язок блукатиме в дивному атракторі і через значний проміжок часу пройде досить близько до будь-якої його точки. Тут дуже високий ступінь чутливості до початкових умов.

Приклад. Розглянемо атрактор Лоренца. Американський метеоролог Е. Лоренц виявив складне поводження порівняно простої динамічної системи, що складається з трьох звичайних нелінійних диференціальних рівнянь першого порядку й описує конвекцію повітря:

де s, r, b — деякі параметри.

При певних значеннях параметрів траєкторія системи поводилася настільки химерно, що здавалась випадковою та хаотичною.

Комп’ютерний аналіз системи Лоренца привів до принципового результату: з переходом до режиму динамічного хаосу, тобто неперіодичного руху в детермінованих системах, де майбутнє однозначно визначається минулим, горизонт прогнозування поводження системи стає обмеженим. Річ у тім, що коли ми знову візьмемо дві близькі траєкторії, то вони розбігаються.

Швидкість розбігання визначається так званим показником Ляпунова, і від цієї величини залежить інтервал часу, на який можна подати прогноз. При цьому для кожної системи існує свій горизонт прогнозу.

Унікальною властивістю дивних атракторів є масштабна самоповторюваність. Це означає, що, збільшуючи ділянку атрактора, яка містить нескінченну кількість кривих, переконуємося: атрактор на ній подібний до великомасштабного подання його частини. Об’єкти, що мають здатність нескінченно повторювати власну структуру на мікрорівні, дістали спеціальну назву — фрактали.

Фрактали. Властивість об’єктів виглядати в кожному як завгодно малому масштабі приблизно однаково називають масштабною інваріантістю, а множини, що мають цю властивість, — фракталами (від англ. «fractal» — дробовий, неповний, частковий). Фрактали — це геометричні об’єкти з так званою дробовою розмірністю. Дивний атрактор Лоренца — один із таких фракталів.

Часто вважають, що розмірність об’єкта (тіла, поверхні, чи кривої) є його внутрішньою характеристикою. Але засновник фрактальної геометрії Б. Мандельброт звернув увагу на те, що розмірність об’єкта може залежати від спостерігача, точніше від зв’язку об’єкта із зовнішнім світом.

Приклад. Уявімо, що ми розглядаємо клубок ниток. Коли відстань, що відокремлює нас від клубка, досить велика, ми бачимо клубок як точку, позбавлену будь-якої внутрішньої структури, тобто геометричний об’єкт з евклідовою (інтуїтивно сприйманою) розмірністю 0.

Наблизившись до клубка на деяку відстань, ми бачитимемо його як плоский диск, тобто як геометричний об’єкт розмірності 2. Наблизившись до клубка ще на кілька кроків, ми побачимо його у вигляді кульки, але не зможемо розрізнити окремі нитки — клубок стане геометричним об’єктом розмірності 3. З подальшим наближенням до клубка ми побачимо, що він складається з ниток, тобто евклідова розмірність клубка стане такою, що дорівнює 1. Нарешті, якби наші очі розрізняли окремі атоми, то, проникнувши всередину нитки, ми побачили б окремі точки — клубок розсипався б на атоми, став геометричним об’єктом розмірності 0.

Процес побудови фрактала ілюструє рис. 14.2.

Рис. 14.2. Приклад побудови фрактала — крижинки Коха

Мандельброт запропонував за міру «нерегулярності» (зрізаності, звивистості) взяти розмірність Безиковича—Хаусдорфа. Ця розмірність завжди не менша за евклідову і збігається з нею для регулярних геометричних об’єктів (кривих, поверхонь і тіл, досліджуваних у евклідовій геометрії).

Розглянемо ідею, яку покладено в основу обчислення зазначеної розмірності. Поділимо відрізок прямої на N рівних частин. Тоді кожну частину можна вважати копією всього відрізка, змен­шеною в r раз. Очевидно, що N та r пов’язані між собою спів-
відношенням Nr = 1. Якщо квадрат розбити на N рівних квадратів з площею, у 1/ r ² раз меншою за його площу, то аналогічне співвідношення запишеться у вигляді Nr ² = 1. А коли куб розбити на N рівних кубів, об’єм яких у 1/ r ³ раз менший за його об’єм, то відповідне співвідношення набере вигляду Nr ³ = 1. У загальному випадку можемо записати:

Nr^d = 1, (14.1)

де d — розмірність об’єкта; N — кількість рівних підоб’єктів, на яку поділено вихідний об’єкт з коефіцієнтом подібності r.

Якщо деякий вихідний об’єкт (множину) можна розбити на N неперетинних підоб’єктів (підмножин), утворених масштабуванням оригіналу з коефіцієнтом подібності r, і d буде дробовим числом, то такий об’єкт (множину) називають самоподібним фракталом, а величину d — фрактальною розмірністю, явний вигляд якої знаходимо логарифмуванням обох частин виразу (14.1):

. (14.2)

Різниця між розмірністю Безиковича—Хаусдорфа та Евкліда — «надлишок розмірності» — може бути мірою відмінності геометричних образів від регулярних. Наприклад, плоска траєкторія руху броунівської частинки має розмірність, більшу від 1, але менше від 2: ця траєкторія вже не звичайна гладка крива, але ще не плоска фігура. Розмірність Безиковича—Хаусдорфа дивного атрактора Лоренца більша за 2, але менша за 3: атрактор Лорен-
ца вже не гладка поверхня, але ще не об’ємне тіло.

Точки біфуркації. Динамічні системи, як правило, повільно змінюють характер свого поводження внаслідок незначної зміни внутрішніх або зовнішніх параметрів. Однак можуть існувати такі критичні значення параметрів, при яких система зазнає якісної перебудови і, відповідно, різко змінюється динаміка системи, наприклад втрачається її стійкість. Такі критичні значення парамет­рів називаються точками біфуркації.

Втрата стійкості відбувається, як правило, переходом від точки стійкості до стійкого циклу (м’яка втрата стійкості), виходом траєкторії зі стійкого стану (жорстка втрата стійкості), народженням циклів із подвоєним періодом тощо. З подальшою зміною параметрів можливе виникнення у фазовому просторі таких топологічних структур, як тор, а далі — дивних атракторів, тобто хаотичних процесів.

Поводження всіх систем, що самоорганізуються, у точках біфуркації характеризується загальними закономірностями. Розглянемо найважливіші з них.

· Точки біфуркації часто провокуються зміною управляючих параметрів або підсистеми управління, що веде систему до нового стану.

· Потенційних траєкторій розвитку системи багато, і тому точ­но спрогнозувати, до якого стану перейде система після прохо-
дження точки біфуркації, неможливо. Це пояснюється тим, що вплив середовища має випадковий характер.

· Вибір траєкторії розвитку може бути також пов’язаний з життєздатністю і стійким типом поводження системи. Відповідно до принципу стійкості серед можливих форм розвитку реалізуються лише стійкі, а хисткі якщо й виникають, то швидко руйнуються.

· Підвищення розмірності та складності системи спричинюється до збільшення кількості станів, за яких може відбуватися стрибок (катастрофа), і кількості можливих шляхів розвитку, тобто чим різнорідніші елементи системи і складніші її зв’язки, тим вона хисткіша.

· Чим більше система нерівноважна, тим більшу кількість мож­ливих шляхів розвитку вона може вибирати в точці біфуркації.

· Два близькі стани можуть породити зовсім різні траєкторії розвитку.

· Однакові траєкторії розвитку можуть реалізовуватися неодноразово. Наприклад, серед соціальних систем є суспільства, що багаторазово обирали тоталітарні сценарії розвитку.

· Часова межа катастрофи визначається «принципом максимального зволікання»: система робить стрибок тільки тоді, коли в неї немає іншого вибору.

· У результаті розгалуження (біфуркації) виникають граничні цикли — періодичні траєкторії у фазовому просторі, кількість яких тим більша, чим більш структурно хисткою є система.

· Катастрофа змінює організованість системи, причому не завжди в бік збільшення.

Отже, у процесі руху від однієї точки біфуркації до іншої відбувається розвиток системи. У кожній точці біфуркації система вибирає шлях розвитку, траєкторію свого руху.

У точці біфуркації відбувається катастрофа — перехід системи від області притягання одного атрактора до іншого. Як атрактор може виступати і стан рівноваги, і граничний цикл, і дивний атрактор (хаос). Систему притягає один із атракторів і вона в точці бі-
фуркації може стати хаотичною і зруйнуватися, перейти до стану рівноваги або вибрати шлях формування нової впорядкованості.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: