Главная | Обратная связь

Принципи управління

Організація як процес організовування — одна з основних функцій управління. Під функцією управління розуміють сукупність повторюваних управлінських дій, об'єднаних єдністю змісту. Оскільки організація (як процес) служить функцією управління, будь-яке управління являє собою організаційну діяльність, хоча й не зводиться до неї.

Управління — особливим образом орієнтований вплив на систему, що забезпечує додання їй необхідних властивостей або станів. Одним з атрибутів стану служить структура. Організувати — значить, насамперед, створити (або змінити) структуру. При відмінностях у підходах до побудови систем управління існують загальні закономірності, розроблені в кібернетиці. Відповідь на поставлене тут питання виглядає так: система управління = керуюча система (суб'єкт управління) + керована система (об'єкт управління). Базовою класифікаційною ознакою побудови систем управління, що визначає вигляд системи і її потенційні можливості, є спосіб організації контуру управління. Відповідно до останнього виділяють кілька принципів управління.

Принцип розімкнутого управління.В основі його лежить ідея автономного впливу на систему незалежно від умов її роботи. Очевидно, що галузь практичного застосування цього принципу припускає апріорну достовірність знання стану середовища й системи на всьому інтервалі її функціонування. Тоді можна визначити реакцію системи на розрахований вплив, який заздалегідь програмується у вигляді функції незалежного перемінного часу. Таким чином, якщо даний вплив відмінний від передбачуваного, негайно підуть відхилення в характері зміни вихідних координат, тобто система виявиться відкритою обуренням. Тому даний принцип використовується при впевненості у достовірності відомостей про умови роботи системи. Наприклад, для організаційних систем подібна впевненість припустима при високій виконавській дисципліні, коли віддане розпорядження не має потреби в наступному контролі. Іноді таке управління називають директивним. Безсумнівним достоїнством схеми служить простота організації управління.

Принцип розімкнутого управління з компенсацією обурень. Зміст підходу полягає в прагненні ліквідувати обмеженість першої схеми: нерегульований вплив обурень на функціонування системи. Можливість компенсації обурень, а значить, ліквідація недостовірності апріорної інформації, базується на доступності обурень вимірюванням.Вимірювання обурень дозволяє визначати компенсуюче управління, що відображає наслідки обурень. Звичайно поряд з коригувальним управлінням система зазнає програмному впливу. Однак, на практиці далеко не завжди вдається зафіксувати інформацію про зовнішні обурення, не говорячи про контроль відхилень параметрів системи або несподіваних структурних змінах. При наявності інформації про обурення принцип їх компенсації шляхом уведення компенсуючого управління становить практичний інтерес.

Принцип замкненого управління.Розглянуті принципи належать до класу розімкнутих контурів управління: величина управління не залежить від поведінки об'єкта, а являє собою функцію часу або обурення. Клас замкнених контурів управління утворюють системи з негативним зворотним зв'язком, що втілюють базовий принцип кібернетики. У таких системах заздалегідь програмується не вхідний вплив, а потрібний стан системи, тобто наслідок впливів на об'єкт, у т.ч. управління. Отже, можлива ситуація, коли обурення позитивно впливає на динаміку системи, якщо наближає її стан до бажаного. Для реалізації принципу апріорно перебуває програмний закон зміни стану системи в часі [спр (t)], а задача системи формулюється як забезпечення наближення дійсного стану до бажаного. Рішення цього задачі досягається визначенням різниці між бажаним і дійсним станами: Δc(t) = cnр (t) - c(t). Дана різниця використовується для управління, покликаного звести до мінімуму виявлену неузгодженість. Тим самим забезпечується наближення регульованої координати до програмної функції незалежно від причин, що викликали появу різності, будь то обурення різного походження або помилки регулювання. Якість управління позначається на характері перехідного процесу та помилці, що установилася, — неспівпадінні програмного й дійсного кінцевого стану.Залежно від вхідного сигналу в теорії управління розрізняють: системи програмного регулювання (розглянутий випадок); системи стабілізації, коли cnр (t) = 0; системи спостереження, коли вхідний сигнал апріорно невідомий.Ця деталізація ніяк не позначається на реалізації принципу замкненого управління, але вносить специфіку в техніку побудови системи. Широке поширення цього принципу в природніх і штучних системах пояснюється продуктивністю взаємодії елементів системи управління: задача управління ефективно зважується на концептуальному рівні завдяки негативному зворотному зв'язку.Вище розглянутий випадок програмування зміни в часі стану системи cnр (t), що, згідно з уведеною термінологією, означає попередній розрахунок траєкторії в просторі станів. Цей розрахунок виконується при урахуванні двох вимог: траєкторія повинна проходити через мету й задовольняти екстремуму критерія якості, тобто бути оптимальною.

У формалізованих динамічних системах для відшукання подібної траєкторії залучається апарат варіаційного обчислення або його сучасні модифікації: принцип максимуму Л. Понтрягіна, динамічне програмування Р.Беллмана. Коли задача зводиться до пошуку невідомих параметрів (коефіцієнтів) системи, для її рішення залучаються методи математичного програмування — потрібно відшукати екстремум функції якості (показника) у просторі параметрів. Щоб упоратися з погано формалізуємими проблемами, залишається уповати на евристичні рішення, засновані на футурологічних прогнозах, або на результати імітаційного математичного моделювання. Точність подібних рішень оцінити складно.

Вернемося до задачі програмування. Якщо існує спосіб розрахунків програмної траєкторії для формалізованих задач, то природно зажадати від системи управління, щоб вона задовольняла цілевказівкою, а програмна зміна стану система знаходила безпосередньо в процесі управління (управління в цьому випадку називається термінальним). Така організація системи, звичайно, ускладнює алгоритм управління, але дозволяє звести до мінімуму вихідну інформацію, а виходить, робить управління більш оперативним. Подібна задача в 1960-х рр. була теоретично вирішена професором Є. Горбатовим для управління рухом балістичних ракет і космічних апаратів.

При постановці й рішенні задачі оптимального управління слід ураховувати наступну принципову обставину. Строго говорячи, тільки тоді можна вибрати оптимальну поведінку системи, коли достовірно відомі поведінка досліджуваного об'єкта на всьому інтервалі управління й умови, у яких відбувається рух. Оптимальні рішення можуть бути отримані й при виконанні інших, додаткових допущень, але справа саме в тому, що кожний випадок слід домовлятися про особливо, і рішення буде справедливо «з точністю до умов».

Проілюструємо сформульоване положення на прикладі поведінки бігуна, що прагне досягтися високого результату. Якщо мова йде про коротку дистанцію (100 або 200 м), то підготовлений спортсмен ставить метою забезпечити максимальну швидкість у кожний момент часу. При бігу на більш довгі дистанції успіх спортсмена визначається його вмінням правильно розподіляти сили на трасі, а для цього треба чітко уявляти собі свої можливості, рельєф маршруту й сили суперників. Ні про яку максимальну швидкість в кожний момент не може йти й мови в умовах обмежених ресурсів. Очевидно, що наведене обмеження виконується тільки в рамках детермінованої постановки задачі, тобто коли апріорно все достовірно відомо. Такі умови виявляються надмірними для реальних задач — прокрустово ложе детермінізму не відповідає дійсним умовам функціонування системи. Апріорність нашого знання надзвичайно сумнівна відносно як самої системи, так і середовища і її взаємодії з тим або іншим об'єктом. Достовірність апріорних відомостей тем менше, чим складніше система, що не додає оптимізму дослідникам, що проводять процедуру синтезу. Подібна невизначеність призвела до появи цілого напрямку в теорії управління, що базується на урахуванні стохастичних умов існування системи.

Самі конструктивні результати були отримані при розробці принципів адаптивних і самонастроювальних систем. Адаптивні системи дозволяють справлятися з невизначеністю шляхом одержання й використання додаткової інформації про стан об'єкта і його взаємодії із середовищем у процесі управління з наступною перебудовою структури системи й зміною її параметрів при відхиленні умов роботи від апріорно відомих. При цьому, як правило, ціль трансформацій полягає в наближенні характеристик системи до апріорних, що використовувалися при синтезі управління. Таким чином, адаптація орієнтована на збереження гомеостазу системи в умовах обурень. Одна з найскладніших конструктивних складових цього завдання — одержання відомостей про стан середовища, без чого важко проводити адаптацію. Прикладом успішного одержання інформації про стан середовища може бути винахід трубки Піто, якою снабжені практично всі літальні апарати. Трубка дозволяє виміряти швидкісний напір — найважливішу характеристику, від якої безпосередньо залежать усі аеродинамічні сили. Результати вимірювання використовуються для настроювання автопілоту. Аналогічну роль у суспільному житті відіграють соціологічні опитування, що дозволяють коректувати рішення усередині- і зовнішньополітичних проблем.

Ефективним прийомом вивчення динаміки об'єкта управління є метод дуального управління, колись запропонований А. Фельдбаумом. Суть методу в тому, що на об'єкт поряд з командами управління подаються спеціальні тестуючі сигнали, реакція на які для апріорної моделі заздалегідь установлена. По відхиленню реакції об'єкта від еталонної судять про взаємодію моделі із зовнішнім середовищем.Подібний прийом використовувався в російській контррозвідці під час Першої світової війни для виявлення шпигуна. Виділялося коло співробітників, підозрюваних у зрадництві, і кожному із цього кола «довірялася» важлива, але несправжня інформація, що має унікальний характер. Спостерігалася реакція супротивника, по якій і ідентифікувався зрадник.

Від адаптивних систем відрізняють клас самонастроювальних систем. Останні в процесі адаптації настроюються. Однак, на прийнятому рівні спільності структура самонастроювальної системи аналогічна структурі адаптивної системи.Щодо процесів адаптації й самонастроювання систем можна відзначити, що їх можливість у конкретних випадках в основному визначається призначенням системи і її технічним втіленням. Подібна теорія систем буяє ілюстраціями, але, як представляється, не містить узагальнюючих досягнень.

Інший шлях подолання недостатності апріорних даних про процес управління полягає в сполученні процесу управління із процедурою синтезу. Традиційно алгоритм управління є результат синтезу, що базується на допущенні детермінованого опису моделі руху. Але очевидно, що відхилення в русі прийнятої моделі позначаються на точності досягнення мети й на якості процесів, тобто приводять до відхилення від екстремума критерію. Звідси випливає, що будувати управління потрібно як термінальне, розраховуючи траєкторію в реальному часі й обновляючи відомості про модель об'єкта й умови руху. Звичайно, і в цьому випадку необхідно екстраполювати умови руху на весь залишившийся інтервал управління, але в міру наближення до мети точність екстраполяції зростає, а виходить, підвищується якість управління.

У цьому видна аналогія з діями уряду, яке не в змозі виконувати планові завдання, наприклад, бюджетні. Умови функціонування економіки міняються нерозрахованим чином, з порушенням прогнозів, тому доводиться постійно коректувати намічений план у прагненні досягтися підсумкових показників, зокрема, виробляти секвестр. Відхилення від апріорних припущень можуть бути настільки великі, що наявними ресурсами й прийнятими заходами управління вже не можна забезпечити виконання мети. Тоді доводиться «наближати» мету, розміщаючи її усередині нової області досяжності. Відзначимо, що описана схема справедлива тільки для стійкої системи. Низька якість організації управління може привести взагалі до дестабілізації й, як наслідок, до руйнування всієї системи. Нарешті, слід зупинитися ще на одному принципі управління, що лежить в основі розвиненої теорії дослідження операцій.

Принцип однократного управління.Широке коло практично значимих задач складається з необхідності здійснити однократний акт управління, а саме — прийняти деяке рішення, наслідки якого позначаються тривалий час. Зрозуміло, і традиційне управління можна інтерпретувати як послідовність разових рішень. Тут ми знову зштовхуємося із проблемою дискретності й безперервності, межа між якими так само розмита, як і між статичними й динамічними системами. Однак відмінність все-таки існує: у класичній теорії управління виходять із того, що вплив на систему є процес, функція часу або параметрів стану, а не однократна процедура. Іншої відмінною рисою дослідження операцій є те, що ця наука оперує з управліннями-константами, параметрами системи. Тоді, якщо в динамічних задачах у якості критерію використовується математична конструкція — функціонал, що оцінює рух системи, то в дослідженні операцій критерій має вигляд функції, заданої на безліч досліджуваних параметрів системи.

Галузь практичних задач, охоплювана дослідженням операцій, досить велика й включає захід щодо розподілу ресурсів, вибору маршрутів, складанню планів, керування запасами, чергами в задачах масового обслуговування й ін. При рішенні відповідних задач залучається викладена вище методологія їх опису з урахуванням категорій моделі, стану, мети, критерію, управління. Так само формулюється й вирішується проблема оптимізації, що полягає в знаходженні екстремума критеріальної функції в просторі параметрів. Задачі вирішуються як у детермінованій, так і в стохастичній постановці. Так як процедура оперування з константами суттєво простіша, чим дії з функціями, то теорія дослідження операцій виявилася просунутою далі, ніж загальна теорія систем, зокрема, теорія управління динамічними системами. Дослідження операцій пропонує більший арсенал математичних засобів, часом досить витончених, для рішення широкого кола практично значимих задач. Уся сукупність математичних методів, що обслуговують дослідження операцій, одержала назву математичного програмування.

Так, у рамках дослідження операцій розвивається теорія прийняття рішень — надзвичайно актуальний напрямок. Теорія прийняття рішень, по суті, являє собою процедуру оптимізації умов детального опису векторного критерію й особливостей установлення його екстремального значення. Так, для постановки задачі характерний критерій, що складається з декількох складових, тобто многокритеріальна задача. Для підкреслення суб'єктивізму критерію й процесу ухвалення рішення в розгляд уводиться особа, що ухвалює рішення (ОПР), що володіє індивідуальним поглядом на проблему. При вивченні рішень формальними методами це проявляється через систему переваг при оцінці тієї або іншої складової критерію. Як правило, для ухвалення рішення ОПР одержує кілька варіантів дій, кожний з яких піддається оцінці. Такий підхід максимально наближений до реальних умов дій відповідального суб'єкта в організаційній системі при виборі одного з варіантів, підготовлених апаратом. За кожним з них стоїть пророблення (аналітичне або імітаційне математичне моделювання) можливого ходу розвитку подій з аналізом кінцевих результатів — сценарій.

Для зручності прийняття відповідальних рішень організують ситуаційні кімнати, обладнані наочними засобами відображення сценаріїв на дисплеях або екранах. Для обслуговування таких утворень залучаються фахівці (операціоналісти), що володіють не тільки математичними методами аналізу ситуацій і підготовки прийняття рішень, але й предметною галуззю. Зрозуміло, що результатом застосування до об'єкта теорії дослідження операцій, зокрема, теорії прийняття рішень, є оптимальний план дій. Отже, на вхід деякого блоку, «начиненого» оптимізаційним алгоритмом і побудованого із застосуванням відповідного методу математичного програмування до моделі ситуації, подається інформація: початковий стан, мета, критерій якості, перелік варіюємих параметрів, обмеження. (Модель системи використовується при побудові алгоритму.) Вихід блоку і є шуканий план. З погляду кібернетики така побудова класифікується як розімкнутий контур управління, оскільки вихідна інформація не впливає на вхідний сигнал.

Принципово можна розширити розглянутий підхід на випадок замкненого управління. Для цього необхідно організувати ітераційний процес у часі: після реалізації плану ввести новий стан системи як початкової умови й повторити цикл. Якщо дозволяє задача, можна скоротити плановий період за рахунок наближення мети до початкового стану системи. Тоді проглядається аналогія пропонованих дій з розглянутою вище ітераційною процедурою термінального управління, що також базується на періодичному відновленні вихідної інформації.

Більше того, динамічну задачу, що оперує із процесами, можна звести до апроксимації функцій функціональними рядами. При цьому варіюємими змінними вже будуть параметри таких рядів, а виходить, застосуємо апарат теорії дослідження операцій (так роблять у теорії ймовірностей, коли описують випадкові процеси канонічним розкладанням). Викладена методологія вже знаходить застосування в теорії штучного інтелекту при синтезі ситуаційного управління. Слід указати на небезпеку, пов'язану із практичним застосуванням теорії рішень недостатньо компетентними в теорії систем особами. Так, часто в організаційних системах (держустановах, фірмах, фінансових організаціях) ухвалення рішення абсолютизують і зводять до оперування численними показниками й оптимального здійснення разового управлінського акту. При цьому випадають із поля зору наслідки зробленої дії для системи; забувають, що управляють не критерієм, а системою, не враховуючи багатостадійний замкнений процес — від системи до її стану, далі через показники до рішення й знову до системи. Звичайно, на цьому довгому шляху робиться безліч помилок, об'єктивних і суб'єктивних, яких уже достатньо для серйозного відхилення від планових результатів. Отже, розглянуті принципи управління надають дослідникові надзвичайно широкі можливості для побудови систем управління. З урахуванням цих принципів розглянемо методи управління стосовно до менеджменту.