5. Классификация систем управления.

1. Коли­чество целей:

1.1. Одноцелевая  - СУ с одноцелевым объектом управления.

1.2. Много­целевая - СУ с многоцелевым объектом управления.

2. Канал выра­ботки воздей­ствия:

2.1. Система у правления по заданным воздействиям - СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки за­данных значений координат объекта управления, посту­пающих из центра.

2.2. Система управления по оценкам – СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки зна­чений координат объекта у правления, поступающих на вход системы.

2.3. Система управления по отклоне­ниям – СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки зна­чений координат объекта управления, поступающих на выход системы.

2.4. Система управления по возмуще­ниям – СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки за­данных значений координат и значений координат объекта управления, поступающих на вход системы.

3. Вид управ­ления (цель управ­ляющего воздействия):

3.1. Система координации - СУ, цель которой заключается в согласовании процессов в различных элементах объекта управления.

3.2. Система регулирова­ния - СУ, цель которой заключается в обеспечении близости те­кущих значений одной или нескольких координат объек­та управления к их заданным значениям.

         3.2.1. Система стабилизации - СУ, цель которой заключается в обеспечении постоянства текущих значений одной или нескольких координат объек­та управления на заданном интервале.

         3.2.2. Систе­ма следящего регулирова­ния - СУ, цель которой заключается в обеспечении соответствия значений управляемых коор­динат уставке, меняющейся заранее неизвестным образом.

         3.2.3. Систе­ма про­граммного регулирова­ния  - СУ, цель которой заключается в обеспечении соответствия значений управляемых коор­динат уставке, меняющейся заранее известным образом.

3.3. Система оптимального управления - СУ, цель которой заключается в обеспечении экстремальных значений показателя качества управления.

3.4. Система адаптивного управления - СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются при заранее не известных или изменяющихся в процессе эксплуатации свойствах сис­темы управления.

 

Примечание: уставка - значения координат воздействии на входе системы; СУ- система управления.

 

6. Законы организации (синергии, самосохранения, развития, необходимого разнообразия, информированности – упорядоченности, единства анализа и синтеза, композиции и пропорциональности).

2.1. Закон эмерджентности (целостности), синергии

Это один из, важнейших общесистемных законов, помогающих глубже понять диалектику части и целого в системе, а в прикладном аспекте строить более эффективные системы управления и находить пути их совершенствования.

Хорошо известно проявление в системе свойств, имеющихся у отдельных ее элементов, присущих им вне системы. Так, равноудаленность геометрической окружности от точки, называемой ее центром, верно и для всей кривой и для любой ее части. Текучестью обладают газы - кислород и водород и образующая в результате их химического соединения жидкости - вода. Самолет обладает способностью удерживаться в воздухе, благодаря подъемной силе своих крыльев. Другая группа свойств системы уникальна в том смысле, что эти свойства присущи лишь всей системе в целом и отсутствуют у любой ее составляющей. Такие свойства называются эмерджентными.

Примерами эмерджентных свойств являются:

- Замкнутость окружности является ее эмерджентным свойством.

- Практически не сжимается вода, хотя ее элементы - кислород и водород, в свободном состоянии этим свойством не обладают.

- Право юридического лица предприятия.

- Двигатель автомобиля не может выполнять системную функцию передвижения транспорта.

- Предприятие как система, которая выпускает продукцию , тогда как отдельно, например, заготовительный, механообрабатывающий и сборочный цеха не могут выпускать готовую продукцию.

    Эмерджентные свойства отражают саму суть, содержание системы, как единого целого. Поэтому систему можно определить как множество элементов, обладающих эмерджентными свойствами.             Кроме того, закон эмерджентности проявляется в том, что объединенные в систему элементы могут терять ряд своих свойств, присущих им вне системы. Происходит это за счет преобразования структуры взаимосвязей, ограничивающих многообразие свойств ее элементов. Так, например, работники фирм в процессе хозяйственной деятельности используют только те свои качества, которые нужны и этой деятельности, а их разнообразные способности в спорте, искусстве и других сферах на производстве не проявляются.

            Формулировка закона эмерджентности: для любой системы (технической, био­логической или социальной) существует такой набор ресурсов, при котором ее потенциал всегда будет либо существенно больше про­стой суммы потенциалов, входящих в нее ресурсов (технологий, персонала, компьютеров и т.д.), либо существенно меньше.

            Закон эмерджентности, как общесистемный закон, естественно, имеет место и в системах управления. Возникающие в них эмерджентные свойства могут способствовать достижению целей управляющей системы и рассматриваться ею как положительные, позитивные, а могут препятствовать целям управления и тогда они являются нежелательными, негативными.

            Выявление, качественная оценка эмерджентных свойств систем управления и количественное определение силы их проявления - одна из важнейших задач менеджмента хозяйственных организаций. Практически, это означает, что менеджер должен анализировать не только отдельные элементы подведомственной ему организационной системы, а обязательно рассматривать их поведение во взаимодействии, чтобы понять, какими позитивными и негативными эмерджентными свойствами эта система может обладать. При необходимости он должен так преобразовать систему управления, меняя элементы организации и взаимосвязи, чтобы позитивные свойства сохранились и усилились, а негативные исчезли или стали несущественными.

            Незнание закономерности целостности, нежелание или неумение ее учитывать часто приводит к отрицательным и даже катастрофическим последствиям для организации. Так многие руководители, формируя структуры управления, увлекаются созданием многочисленных управленческих подразделений, каждое из которых призвано решать свои возможно важные, но локальные по отношению ко всей организации задачи. Когда количество подразделений начинает превышать определенный уровень, то возникает эмерджентный эффект переусложнения организационной структуры и резкий рост неуправляемости всей организации. Аналогичные ситуации возникают при многочисленных корректировках управленческих решений. Наконец, руководители, создавая творческие группы специалистов, часто не учитывают опасность появления такого негативного эмерджентного свойства, как психологическая несовместимость членов группы.

            Рассмотрим важнейшее эмерджентное свойство социальной организации, называемое синергией (сотрудничество, содружество). Оно состоит в том, что интегральный эффект усилии людей, составляющих организацию, превосходит сумму их индивидуальных усилий. Именно это побуждает людей обращаться к различным организационным формам совместного труда.

Можно выделить следующие источники организационного эффекта совместного труда:

1. Синергия организации возрастает за счет одновременности и одно направленности многих усилий.

2. Добавочный эффект получается в результате психологического взаимодействуя участников, их общественный контакт вызывает своеобразное возбуждение, повышение жизненной энергии и самоотдачи.

3. Комбинирование труда, т.е. расчленение общей работы и распределение работников по отношению друг к другу в последовательной зависимости, дает еще больший дополнительный эффект

4. Следующий уровень эффективности обеспечивается за счет специализации труда и специализации орудий труда. Наконец, организация создает машины и автоматизирует процессы труда, которые еще более усиливают организационный эффект.

Однако  положительный   эффект синергии в организации может быть сведен к нулю и даже стать отрицательным, если цели организации, отдельных ее подразделений и личные цели участников плохо согласованы Подобные проблемы сплошь и рядом возникают во многих действующих организациях.      

 

            2.2. Закон самосохранения (обобщенный закон Ле Шателье-Федорова)

            Каждый руководитель должен правильно оценивать общее по­ложение в организации и ситуацию, складывающуюся вокруг нее, чтобы принять решение о ее дальнейшей судьбе.

            Формулировка закона самосохранения: всякая система подвижного равновесия стремится измениться таким образом чтобы свести к минимуму отрицательный эффект внешнего воздействия, сохранить себя (выжить) и использует для достижения этого весь свой потенциал (ресурсы).

                Этот закон имеет особое значение для социальных систем (ком­паний, фирм, товариществ, обществ). Он может быть представлен в виде следующего соотношения:

 ,     (4.1)

где:    

R1i  — внутренний потенциал (ресурс), способствующий развитию организации;

R2i — внешний потенциал организации в i-й области (экономика, политика, финансы и т.д.), способствующий ее развитию;

V1i  — внутренний потенциал организации, стремящийся ликвидировать организацию или нанести ей ощутимый вред;

V2i  — потенциал внешней среды в i-й области, стремящийся ликвидировать организацию или нанести ей ощутимый вред.

Левая часть формулы носит название «потенциал созидания» (С), правая — «потенциал разрушения» (Р). Сумма созидательных ресурсов организации всегда стремится быть больше суммы разрушительных ресурсов. Формулу можно представить в виде: С > Р. Если это соотношение длительное время не может быть Выполнено, то организация прекращает свое существование либо добровольно, либо принудительно.

Текущее состояние организации зависит от внутренних и внешних факторов. К внутренним относятся принципы деятельности организации, уровень квалификации персонала, использование ресурсов и технологии, степень сочетания функций и структуры управления и др. К внешним — экономическая и политическая ситуация, покупательная способность населения, уровень культуры, состояние развития науки и технологии и др. Руководитель организации должен профессионально формировать внутренние факторы деятельности организации и усиливать устойчивость организации к внешним воздействиям.

 

            Практически это означает, что система стремится к максимальному обособлению, гарантируя тем самым свою устойчивость и длительное существование. Действие этого закона проявляется в хозяйственной практике при создании на предприятиях своих вспомогательных и обслуживающих производств (например, ремонтных и транспортных подразделений), которые обеспечивают нормальную работу предприятий независимо от внешнего обслуживания

В рамках каждой системы поведение ее подсистем также подчиняется закону Ле Шателье-Федорова. Действительно, для любой из таких подсистем все остальные подсистемы выступают в роли внешней среды, и каждая стремится к автономии, минимизируя свои взаимодействия с другими.

Подтвердим сказанное следующим примером. Известны две альтернативные системы организации производства: технологическая и предметная. При технологической организации производственные подразделения специализируются на однородных операциях, что позволяет применять высокопроизводительное оборудование и резко снижать затраты на производство. Производственные подразделения, организованные по предметному принципу, специализируются на выпуске однородной группы изделий. На механических участках таких цехов изготавливается большинство деталей, затем на сборочных участках осуществляется сборка готовых изделий. Большая номенклатура деталей и операций и относительно небольшие размеры партий делают невыгодным использование высокоскоростных автоматов при предметной организации производства. Однако, большинство предприятий имеют предметную организацию производства. Причина такого поведения предприятий объясняется действием закона самосохранения. При технологической организации производства возникает значительно больше, чем при предметной, связей между производственными подразделениями. Синхронизировать движение по всем технологическим цепочкам чрезвычайно сложно. Резко возрастает количество незапланированных простоев оборудования. Для ликвидации простоев необходимо создавать большие аварийные и страховые запасы промежуточных продуктов, что ведет к росту незавершенного производства. Технологическая организация производства становится экономически невыгодной, и в соответствии с законом самосохранения предприятие от нее отказывается.

Для реализации закона самосохранения большое значение имеет (по мнению одного из ведущих теоретиков в области менеджмента М. Портера) следование трем стратегиям поведения фирмы на рынке:

1) достижение лидерства в минимизации издержек производства, в результате чего фирма может за счет более низких цен на аналогичную продукцию завоевать большую долю рынка. Фирмы, использующие такой тип стратегии, должны добиваться хорошей организации производства и снабжения, высокого уровня профессионализма сотрудников и внедрять передовую технологию;

2) специализация в производстве продукции. В этом случае организация (фирма) должна осуществлять курс на особо специализированное производство и добиваться лидерства в избранном вида продукции. Фирмы, предпочитающие этот тип стратегии, должны иметь развитую структуру НИИ, а также маркетологов и дизайнеров высокого класса;

3) концентрация усилий фирмы в выбранном рыночном сегменте. В этом случае фирма может объединить две первых стратегии — снижение издержек и высокую специализацию в производстве продукта. Однако для реализации стратегии третьего вида фирма должна строить свою деятельность прежде всего на анализе потребностей клиентов определенного сегмента рынка, т.е. конкретных клиентов.

Стремясь ликвидировать отрицательный эффект внешнего воздействия, хозяйственные системы могут стремиться не к изоляции, а к объединению, в этом случае внешние для них связи становятся внутренними, на которые можно эффективно воздействовать в  рамках объединенной системы. Примерами такого рода являются тресты, синдикаты, картели и т.п. Фирмы договариваются о разделе рынка, квотах: и ценах, по которым будут продавать продукцию, тем самым обеспечивают свои устойчивые позиции и становятся независимыми от стихии рынка.

В современных условиях России, когда нарушения договоров между предприятиями стали массовым явлением, закон Ле Шателье-Федорова проявляется в создании многочисленных замкнутых цепочек поставщиков-потребителей. В этих цепочках потребитель фактически становится поставщиком (непосредственно или опосредованно) своего поставщика, что делает невыгодным нарушение взаимных обязательств для всех членов цепочки. Создание таких цепочек в настоящее время идет стихийно и далеко не каждая из них обеспечивает вклад в развитие экономики России.

Наиболее радикальным средством преодоления отрицательных последствий, связанных с действием закона Ле Шателье-Федорова, является создание действенной правовой и организационной базы рыночной экономики. В цивилизованной рыночной системе нарушение экономических связей становится невыгодным.

 

2.3. Закон развития

Развитие — это необратимое и направленное изменение материи. Цикл развития вносит элементы новизны в очередной виток создания технических устройств, зарождения жизни, создания научной теории. Существуют две формы развития:

•          эволюционная — непрерывные, постепенные количественные и качественные изменения;

 •         революционная — скачкообразные изменения.

Развитие бывает прогрессивным и регрессивным. Прогрессивное — это переход от низшего к высшему, от простого к сложному. Регрессивное – обратное движение, переход от высшего к низшему, деградация. Прогресс и регресс тесно связаны между собой и составляют диалектическое единство. Прогресс и регресс — это составные части процесса достижения гармонии. Без прогресса нет регресса, а без регресса нет прогресса. Прогресс и регресс сопутствуют развитию любой организации.

Формулировка закона развития: каждая система (биологическая или социальная) стремится достичь наибольшего суммарного потенциала при прохождении всех этапов жизненного цикла.

Математическая интерпретация данного закона имеет следующий вид:

 

          (4.2)

где      Rj — потенциал системы на j-м этапе жизненного цикла;

rij — потенциал системы в i-й области (экономика, техника, политика, финансы) на j-м этапе.

 

2.4. Закон «необходимого разнообразия»

            Формулировка закона «необходимого разнообразия»: для эффективного управления необходимо, чтобы разнообразие управляющей системы  было  не меньше,  чем разнообразие управляемой системы

Под разнообразием в самом широком смысле понимается количественная мера числа состояний, в которых система может находиться под воздействием внешней среды или внутренних причин.

Это понятие следует уточнить применительно к специфике управляющей и управляемой систем. Что считать различными состояниями этих систем? Когда они переходят из одного состояния в другое ? Для ответа на эти вопросы вспомним, что ключевым признаком любой системы управления является наличие воздействия со стороны управляющей системы на управляемую. Тогда естественно связать понятие состояния в системе управления с воздействием.

Будем полагать, что управляемая система находится в одном состоянии до тех пор, пока для ее нормального функционирования не требуется специального (нового) управляющего воздействия.

Возникновение этого требования означает, что объект перешел в новое состояние. Количественная мера числа состояний, которые требуют новых управленческих воздействий, и есть разнообразие управляемой системы. Состояния управляющей системы могут интерпретироваться как варианты воздействия, которыми она располагает.

            Поясним сказанное следующим примером. Рабочий, получив задание на обработку партии деталей, приступил к его выполнению. В процессе работы он осуществляет различные производственные операции, т.е. его физические состояния постоянно меняются. Однако, как объект управления в системе мастер - рабочий, он находится в одном состоянии, пока задание не выполнено. Окончание работы является сигналом для нового управляющего воздействия (выдачи нового задания). В этот момента объект управления (рабочий) переходит в новое состояние.

            Смена состояний управляемой системы относительна, т.к. зависит от уровня управления и субъективных особенностей руководителя. Один мастер чутко улавливает значимые на его уровне изменения в объекте и заранее подготавливает новые задания для рабочих, а другой - нет. На уровне начальника цеха на участке не происходит смены состояний, если мастер своевременно дает задания рабочим и воздействие со стороны начальника цеха не требуется.

            Состояния, в которых может находиться управляемая система, в различной степени соответствуют целям управления. Например, нежелательными являются простои производственных подразделений, рост затрат, снижение качества продукции, брак и т.п. Поэтому задача целенаправленного управления состоит в уменьшении фактического разнообразия управляемой системы, в идеале - в сведении множества всех ее потенциально возможных состояний к подмножеству, включающему лишь состояния, оптимальные по отношению к цели управления. Согласно закону необходимого разнообразия это достигается путем увеличения разнообразия управляющей системы. Чем больше запас воздействий, тем больше вероятность недопущения объекта управления в нежелательные состояния. Иначе говоря, улучшение качества управления связано с повышением разнообразия управляющего органа, что практически означает увеличение его сложности (простые управляющие системы обладают малым разнообразием.

            В социальных системах, в том числе хозяйственных организациях, разнообразие субъекта управления увеличивалось прежде всего за счет более быстрого роста числа занятых, в сфере управления и повышения квалификации по сравнению с другими категориями работников.

            Альтернативой является переход к децентрализованному управлению и самоуправлению. Так, передача многих управленческих функций с верхних на более низкие уровни управления имеет место в большинстве крупных фирм США и других стран с рыночной экономикой. Однако и децентрализация имеет естественную границу - рабочее место. Кроме того, при децентрализации возникает опасность потери единства управления и дезорганизации хозяйственной системы.

            По-видимому» основным путем увеличения разнообразия управляющей системы является автоматизация управленческих «процессов».  Он не имеет ограничений в исторической перспективе, хотя в каждый конкретный момент существуют управленческие задачи, решение которых не поддается автоматизации

 

2.5. Закон информированности - упорядоченности

Информационная среда является объектом управления наряду с персоналом, финансами, производством и др. Она подчиняется действию закона информированности-упорядоченности. Под упорядоченностью понимается гармоничное развитие всех элементов организации: системы управления, персонала, подразделений, экономики и других, а также наличие между элементами установленного взаимодействия (взаимовлияния). Взаимодействуют – это значит накладывают ограничение на поведение друг друга.

Формулировка закона информированности-упорядоченности: каждая система (биологическая или социальная) стремится получить как можно больше достоверной, ценной и насыщенной информации о внутренней и внешней среде для устойчивого функ­ционирования (самосохранения).

Математическая интерпретация этого закона имеет следу­ющий вид:

 

       (4.3)

        (4.4)

 

где V_n D,, С„ Н, — соответственно уровни соответствующих характеристик информации: объем, ценность, достоверность и насыщенность в i-й области (финансы, экономика, персонал и т.д.).

Каждая из приведенных формул обозначает стремление полу­чить информацию с максимальными средними значениями соот­ветствующих характеристик. Так, первая формула вынуждает руко­водителей собирать максимальное количество информации в каждом направлении деятельности, вторая — наиболее достовер­ную информацию; третья — наиболее ценную и четвертая — наибо­лее насыщенную информацию.

Согласно закону информированности-упорядоченности чем большей информацией о внутренней и внешней среде располагает организация, тем большую вероятность устойчивого функцио­нирования она имеет. Закон требует от руководителей создания эффективной системы коммуникационных связей, внедрения передовых информационных технологий. По мнению многих исследователей, руководитель от 50 до 90% своего времени тратит на коммуникации. Обмен информацией пронизывает всё основ­ные виды управленческой деятельности, коммуникации являют­ся связующими каналами. С помощью коммуникаций осуществля­ются координация, упорядочение и регулирование деятельности людей.

Благоприятный результат в управлении возможен лишь в том случае, если используется закон информированности-упорядочен­ности. Для этого руководители организаций должны:

формировать для конкретного задания оптимальный набор требуемых характеристик информации;

находить или создавать свои источники с требуемыми характеристиками информации;

повышать квалификацию своих сотрудников;

•          внедрять передовые информационные технологии.

 

2.6. Закон  единства  анализа и синтеза

Анализ и синтез составляют мыслительный процесс любого разумного человека — этим он отличается от других представителей животного мира. Анализ и синтез свойственны также и коллективному мышлению ученых, специалистов. Преобладание коллективного анализа над синтезом приводит к дифференциации (разделению) наук, к более глубокому изучению специальных вопросов. Анализ и синтез в индивидуальном и коллективном мышлении переплетаются и не могут существовать друг без друга. Анализ и синтез имеют большое практическое значение при реформировании и реструктуризации компаний, организации коллективного труда, научных исследованиях.

В теории организации анализ включает две основные процедуры:

разделение целого на части;

улучшение функционирования каждой из этих частей.

 

Синтез также состоит из двух процедур:

согласование характеристик выделенных частей;

объединение их в одно целое.

 

Процессы разделения и объединения в природе и искусственных организациях идут постоянно и циклично (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Циклический процесс преобразований

 

Скорость и результат преобразований зависят от созидательных ресурсов компании, а также от диапазона изменения внешней уши. внутренней среды.

Формулировка закона единства анализа и синтеза: каждая система (биологическая или социальная) стремится настроиться на наиболее экономный режим функционирования за счет постоянного изменения своей структуры или выполняемых функций.

Математическая интерпретация данного закона может быть представлена следующим соотношением, не зависящим от времени:

 

   ,                (4.5)

 

где R_1i, R₂i — внутренний и внешний потенциал (ресурс) в области экономики, политики, финансов и т.д., способствующий развитию компании;

Уц> V» ~ внутренний и внешний потенциал (ресурс), стремящийся ликвидировать компанию или нанести ей ощутимый вред.

Изменения R1i, R2i и V1i,V2i достигаются за счет преобразований внутренней и внешней среды. Если эти преобразования дают положительный эффект, то материальная система функционирует успешно, а если нет — то время деятельности этой системы ограничено.

Для выполнения данного закона руководителю рекомендуется:

составлять и реализовывать программы постоянного совершенствования компании, ее элементов и подразделений;

проводить маркетинговые исследования в ключевых областях деятельности;

•          использовать информационную технологию управления.

 

 

2.7. Закон пропорциональности и композиции:

            Любой вид деятельности человека связан с использованием каких-либо ресурсов: компьютера, автомашины, одежды и т.д. Каждый набор ресурсов должен быть достаточно полным для успешного проведения той или иной работы. Увеличение количества одних ресурсов не может полностью компенсировать недостаток других. Любой человек стремится для осуществления своей деятельности иметь необходимые ресурсы (композицию) в такой пропорции, которая обеспечила бы ему удобство и оперативность в работе. Следовательно, пропорциональность и композиция — это естественный процесс в жизни человека.

Формулировка закона пропорциональности и композиции: каждая система (биологическая или социальная) стремится приобрести, создать или сохранить в своей структуре все необходимые ресурсы (композицию), находящиеся я заданной соотносительности или заданном подчинении (пропорции).

Г. Эмерсон, разработчик принципов производительности, подчеркивал важность пропорциональности и композиции для достижения успеха в управленческой деятельности. Он писал, что если бы можно было объединить все цели и идеалы, вдохновляющие организацию сверху донизу, собрать их таким образом, чтобы все действовали в одном, и том же направлении, то результаты получились бы колоссальными. Но поскольку на деле все они тянут в разные стороны, то равнодействующая часто оказывается очень слабой, а иногда и просто отрицательной. Из этих суждений можно сделать вывод о необходимости в социальных системах осуществлять оптимальное сочетание и гармонизацию общих, частных и индивидуальных целей.