<<
>>

2.1. Жизнеспособные системы и Закон необходимого разнообразия

Как известно, система управления и объект управления должны находится в состоянии равновесия. Для этого должен соблюдаться принцип: система управления должна быть в состоянии обработать (дать соответствующее управляющее воздействие на все возможные состояния объекта управления) все поступающие сигналы от объекта управления.

Для обеспечения такого взаимодействия разнообразие управляющей системы должно быть либо равно разнообразию объекта управления, либо превосходить его.

Такая проблема актуальна для любой системы управления, и ее решением занимаются многие люди, ставя задачу выяснить, какой уровень разнообразия необходим для функционирования системы, потому что различные части любой системы должны быть в равновесии.

Рассматриваемая причина - одна из основных, по которым многие менеджеры отказываются от использования теории VSM. Проблема выбора разнообразия системы управления является базовой для ее проектирования и, соответственно, не может быть решена быстро и по одному четкому алгоритму. Требуется индивидуальный подход к решению каждой задачи подобного рода. И на подобные вопросы С. Бир нашел достаточно новый вариант ответа, кроме того, он является достаточно интересным и требует наличия некоторых базовых знаний по этой теме.

Так для решения следует выяснить, какой уровень разнообразия присутствует в объекте управления. Проводится анализ всех возможных состояний объекта, в процессе которого все его состояния отображаются на бумаге. Что дает эта процедура? Она позволяет получить ответ на вопрос о разнообразии объекта управления и возможность тем самым скоординировать действия по проектированию систем управления. Следующий пример описывает несоответствие разнообразия системы управления разнообразию объекта управления. Пусть система 4 занимается прогнозированием, необходимым для выработки управляющего воздействия, один раз в месяц. Для того чтобы отвечать на изменяющиеся условия внешней среды, этой системе требуется дождаться конца месяца и только тогда принять соответствующее управляющее воздействие. Именно здесь видны проблемы несоответствия разнообразия двух систем. В этом случае видно, что структура системы 4 является неадекватной, т.е. находится вне состояния равновесия с остальными элементами структуры модели.

В сбалансировании модулей фирмы одним из важных моментов является обеспечение экологического равновесия с внешней средой. Для решения требуется ответить на такие вопросы:

Имеют ли операционные элементы возможность адекватно отвечать на изменения во внешней и внутренней среде?

Имеют ли системы 2 и 3 возможность выполнять функции по изменению внутренней структуры модели?

При разработке системы 4 учитывался ли такой параметр, как соблюдение равновесия с внешней средой. Может ли она адаптироваться к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды?

Закон Росса Эшби, называемый также Законом необходимого разнообразия, является основой моделей жизнеспособных систем. Разнообразие представляет собой меру сложности системы - это количество возможных состояний системы. В общих чертах Закон необходимого разнообразия утверждает, что управляющая система имеет необходимое разнообразие - т.е.

возможность поддерживать состояние управляемой системы в пределах заданных границ - тогда и только тогда, когда она в состоянии вырабатывать отклики на все возмущения, которые могут вывести состояние управляемой системы за пределы заданных границ. Иными словами, разнообразие возможных состояний управляемой системы должно быть равно разнообразию откликов, вырабатываемых управляющей системой.

Под разнообразием при этом понимается число состояний, которое может принимать система. Смысл данного следствия заключается в том, что для поддержания жизнеспособности системы должен быть обеспечен как внешний, так и внутренний гомеостазис, т.е. поддержание критических параметров системы в заданных пределах. С понятием гомеостазиса тесно связано такое свойство системы, как устойчивость, математическое определение которой будет приведено несколько позднее. В устойчивой системе все последствия возмущений быстро восстанавливаются путем гашения колебаний. Причем устойчивая система имеет способность возвращаться в состояние равновесия даже после таких возмущений, на существование которых она не была рассчитана, и причины возникновения которых полностью ею не изучены. Внешний гомеостазис предполагает, что при любом изменении внешних условий функционирования система переходит в такое состояние, которое наилучшим образом отвечает сложившимся условиям и сохраняет стабильность системы относительно окружающей среды. Внутренний гомео- стазис предполагает, что на каждое непредвиденное изменение внутреннего состояния системы в системе управления вырабатывается управляющее воздействие, которое ликвидирует последствия данного изменения и сохраняет внутреннюю стабильность системы.

Количество состояний достаточно сложной системы велико и с трудом поддается точному количественному подсчету. Поэтому в качестве количе- ственной мерой сложности системы используется не само число ее состояний, а логарифм этого числа по основанию 2. Таким образом, если число состояний равно n, то сложность системы определяется формулой:

Hm = log2 n (1)

Величина Hm является одним из важнейших показателей - она характеризует способность системы к адаптации к окружающей среде. Рассмотрим ситуации, которые могут возникнуть при установлении адекватности по сложности между ПЭС и окружающей средой

ПЭС имеет определенное число состояний ns. Функция числа состояний системы, умноженная на некоторый коэффициент kH, сравнивается со сложностью окружающей среды. Ошибка рассогласования по сложности

SH = Hm - kHHm = lOg2 ne - kH lOg2 ns (2)

определяет соответствие организации системы закону Эшби о необходимом разнообразии. При sH>0 разнообразие окружающей среды превышает разнообразие системы, что ведет к несоблюдению закона Эшби. При sH<0 условие Закона необходимого разнообразия выполняется, причем при sH<0 система имеет потенциал для реагирования на неожиданные и незнакомые события, что обеспечивает адаптацию системы к постоянно изменяющимся условиям внешней среды.

Рассмотрим три случая взаимодействия среды и системы в зависимости от величины коэффициента kH : 1)

kH = 1: каждому состоянию окружающей среды соответствует одно состояние системы; 2)

kH < 1: каждому состоянию окружающей среды может соответствовать некоторое множество состояний системы. Этот случай возможен, например, при детальном структурном или количественном анализе состояний среды. 3)

kH > 1: определенному набору состояний среды соответствует некоторый меньший набор состояний системы. Этот случай может соответствовать процессу обобщения показателей среды по тем или иным критериям либо игнорированию некоторых показателей.

Функция сложности системы, умноженная на коэффициент kH (4), имеет вполне определенный смысл:

кн log2 ns = log2(nkH ) (3)

При kH > 1 одному состоянию среды соответствует отклик системы, состоящий из более чем одного состояние системы. Таким образом, разница между разнообразиями системы и среды компенсируется тем, что система может реагировать на каждое состояние среды некоторой комбинацией своих состояний. Соответственно, число откликов, которыми система реагирует на изменение условий внешней среды, равно nskH, т.е. числу возможных сочетаний из числа состояний ns по 1,2, ..., kH. Как уже было отмечено, способность системы к адаптации к среде определяется ошибкой рассогласования по сложности sH, которая, в свою очередь, зависит как от функции сложности системы, так и от коэффициента kH. Адаптация ПЭС к окружающей среде может проходить в условиях, когда структура управления не может обеспечить необходимое увеличение числа состояний. В этом случае для обеспечения адаптации и поддержания жизнеспособности системы, необходимо изменение коэффициента пропорциональности kH .

Оценка сложности относительно числа состояний среды не показывает, в каком из возможных состояний среда находится в данное время, и в какое состояние она перейдет в следующий момент времени. Чтобы это установить, необходимо длительное наблюдение за средой, для того чтобы по частоте появления функциональных состояний судить о вероятностях пребывания среды в этих состояниях. Для общей оценки системы по вероятностям используется понятие неопределенности или энтропии:

n

H = -Z Рг l0§2 Pi, (4)

i=1

где pi - вероятность принятия средой i-того состояния. Если, например, система все чаще находится в l-том состоянии, то вероятность pl стремится к единице, а энтропия, соответственно, - к нулю. Если система безразлична к своим состояниям, то вероятности равны друг другу, а неопределенность, вычисленная по формуле (4), приобретает максимальное значение Hm.

В связи с этим необходимо отметить, что формула расчета ошибки рассогласования по сложности sH (2) предполагает тот случай, когда полностью отсутствует информация о поведении окружающей среды, и все состояния системы считаются равновероятными. Если же производится анализ поведения отдельных подсистем внешнего окружения, и на основе моделей прогнозирования рассчитываются предполагаемые значения показателей- характеристик внешнего мира, то энтропия среды снижается, и, соответственно, повышается степень адаптации системы к окружающей среде.

Рассмотрим элементы внешнего окружения, функциональные значения которых представляют собой множество состояний среды, т.е. ее разнообразие. Как было сказано, имеет смысл выделить три подмножества элементов, взаимодействие которых с ПЭС представлено на рис.2.1.

Как видно из рисунка, подмножества рыночных факторов, факторов внешнего управления и производительных факторов имеют разнообразия He1, He2 и He3 соответственно. В связи с этим ошибку рассогласования по сложности sH необходимо рассчитывать отдельно для каждого подмножества возмущающих факторов. Организационная структура ПЭС может обеспечивать высокий уровень адаптации к факторам одного из подмножеств, и, напротив, уровень адаптации к факторам другого подмножества может быть неоправданно низким. Таким образом, анализ величины sH для каждого подмножества факторов внешней среды позволит определить адаптационный потенциал ПЭС к внешним возмущающим воздействиям различной природы и выявит узкие места в организации ПЭС.

Разнообразие He1 определяется значениями таких элементов подмножества рыночных факторов, как: 1)

спрос на продукцию ПЭС; 2)

поведение потребителей; 3)

цены на продукцию конкурентов; 4)

качество продукции конкурентов;

Для реакции на указанные рыночные факторы система использует разнообразие Hs1, представленное возможными значениями следующих показателей: 1)

цена на продукцию; 2)

качество продукции; 3)

схемы сбыта продукции; 4)

затраты на рекламу; 5)

затраты на исследование рынка; 6)

затраты на разработку новой продукции.

К факторам внешнего управления, образующим разнообразие He2, относятся действия государства, имеющие отношение к деятельности ПЭС: 1)

политическая обстановка в стране в целом и в регионе основных операций ПЭС; 2)

система юридического регулирования бизнеса, включая налоговое и таможенное законодательство, контрактное и частное право, антимонополистическое регулирование; 3)

экономическая политика государства, в том числе политика учетных ставок, налоговая политика, политика обменного курса; 4)

механизм формирования и размещения государственных заказов и их аналогов.

Задача ПЭС при выработке откликов на возмущающие сигналы со стороны внешнего управления сводится к поддержанию производственно- хозяйственной деятельности в рамках законодательных ограничений, устанавливаемых государством.

Взаимодействие ПЭС с третьим подмножеством элементов внешнего окружения обеспечивает необходимыми ресурсами процесс производства. Разнообразие He3 образуют значения факторов, характеризующих деятельность поставщиков, предоставляющих материальные ресурсы, финансово- кредитных институтов, предоставляющих финансовые ресурсы и услуги по обеспечению движения денежных средств, и т.д. К основным внешним факторам, оказывающим существенное влияние на процесс производства, можно отнести следующее: 1)

стоимость материальных ресурсов, получаемых от поставщиков; 2)

условия поставки и оплаты ресурсов; 3)

кредитная ставка и условия кредитования; 4)

организация рынка труда, существующие системы и традиции оплаты труда, воздействие профсоюзов и т.д.

Реакцией ПЭС на возможные значения этих факторов является применение соответствующих планов производства, образующих разнообразие Hs3.

Следует также отметить, что разнообразие окружающей среды постоянно увеличивается. В случае большого адаптационного потенциала системы адекватность по сложности, т.е. условие соответствия Закону Эшби может установиться достаточно быстро. Если же способность системы к адаптации низкая, то для достижения адекватности со средой необходима перестройка организационной структуры системы или введение в структуру новых функциональных элементов.

На рис. 2.2 представлена жизнеспособная система (например, промышленное предприятие, предприятие сферы услуг или государственное учреждение), которая управляется своим директоратом и взаимодействует с окружающей средой.

Метасистема обладает необходимым разнообразием для того, чтобы обеспечить корректное управление операционным модулем. Если предположить, что в системе управления не соблюдается правило равенства разнообразия, то можно выявить моменты, при которых система не будет находиться в состоянии равновесия. Это может быть случай, когда поступает новая продукция, происходит найм людей и т.д. Система управления (метасистема) не может адекватно реагировать на возникающую ситуацию и не генерирует никаких управляющих воздействий. При этом наблюдаются потери в прибылях, возрастают убытки, ситуация дестабилизируется. Система не может принять никаких действий по планированию рыночной ситуации.

Таким образом, большое разнообразие должно быть сокращено до такого количества возможных ситуаций, которым сможет управлять принимающий блок. Для поддержания стабильности своей внутренней среды по отношению к внешнему окружению система должна не только снижать разнообразие взаимодействующей с ней системы, но и увеличивать свое разнообразие. Снижение и увеличение разнообразия взаимодействующих систем происходит за счет применения так называемых аттенюаторов и усилителей.

С учетом вышесказанного, взаимосвязь между жизнеспособной системой, ее директоратом и окружением примет вид, приведенный на рис. 2.3.

Так мы управляем сложностью, при этом возникают вопросы о роли структуры и ее гибкости, о геометрии связей, пропускной способности каналов и преобразователей информации, о синхронизации их работы. Оставим эти вопросы специалистам по управленческой кибернетике и сосредоточимся на организационных моментах.

Ст.Бир вводит понятие «ресурсный договор», который согласует и легализует степень автономности сотрудников. Этот договор декларирует те виды деятельности, которые они могут осуществлять, и обеспечивает их ресурсами. Ресурсный договор корректируется в процессе непрерывного планирования и маневрирования ресурсами. В свете этого можно заявить, что капиталовложения являются аттенюаторами разнообразия, а ответственность - ограничителем степени риска в разнообразии решений.

Следует заметить, что применение усилителей и аттенюаторов очень часто выводит систему из состояния равновесия. Обязательства, взятые на себя в результате рекламной кампании, не могут быть полностью выполнены из-за недостатка запасов готовой продукции (значительное усиление собственного разнообразия, ведущее к перегрузке системы); при сегментации рынка различные группы потребителей объединяются в одну группу и рассматриваются как однородные (сильное снижение разнообразия внешнего окружения, ведущее к игнорированию важной информации).

На рис. 2.4 слева представлена окружающая среда, при этом каждая точка внутри контура представляет собой одно из возможных ее состояний.

Рис. 2.4. Взаимодействие разнообразия системы и внешней среды

Следует отметить, что окружение жизнеспособной системы представляет собой очень сложную вероятностную систему и имеет огромное количество параметров, характеризующих его состояние. Кроме того, многие из этих параметров не могут быть не только измерены, но и точно определены. Поэтому при анализе поведения внешнего окружения используется его гомоморфная модель с учетом только тех параметров, которые оказывают существенное влияние на систему и могут быть с большей или меньшей точностью измерены.

Справа на рис. 2.4 представлен контур, ограничивающий возможные состояния системы и представляющий собой ее разнообразие. При этом каждая точка внутри контура представляет собой одно из возможных состояний, в которые может переходить система.

Рассмотрим возмущающее воздействие, направленное на систему, которое выражается в переходе окружающей среды из состояния AE в состояние

B . Контур пассивной адаптации должен с наименьшими затратами обеспе-

g

чить переход системы из состояния A , которое является наилучшим при

E S

внешних условиях функционирования A , в состояние B , являющееся наилучшим в сложившихся внешних условиях B . Однако может возникнуть ситуация, когда внешняя среда переходит в состояние, непредвиденное в процессе пассивной адаптации, т.е. когда оптимальное в данных условиях состояние системы лежит за пределами области маневрирования. В этом случае система внутреннего контроля извещает правление о том, что достижение тех целей, которые установлены на данный момент времени с заданными критериями эффективности в сложившихся условиях невозможно. На основе информации о текущем состоянии внешней среды правление пересматривает цели и критерии функционирования. Так система маневрирует на основе изменения целевых установок, определяется новое оптимальное состояние системы для данных условий функционирования, находящееся уже внутри области маневрирования.

Способность системы к переходу из одного состояния в другое внутри области маневрирования и маневрирование на основе изменения целевых установок, т.е. адаптация системы к изменяющимся условиям функционирования без структурной перестройки, определяет уровень гибкости системы. Чем больший диапазон возмущающих воздействий может быть нейтрализован без структурных изменений системы, тем большей гибкостью она обладает. В силу неизменности структуры системы при ее гибком реагировании на возмущающие воздействия имеет смысл предположить, что дополнительно возникающие затраты на реакцию должны оставаться в относительно небольших пределах.

Таким образом, процесс управления организацией должен быть направлен на то, чтобы необходимое разнообразие обеспечивало стабильное функционирование организации и сохраняло ее жизнеспособность. Это достигается, как уже отмечалось, либо разработкой методов снижения разнообразия, с которым столкнулось управление, либо увеличением разнообразия методов управления, либо, чаще всего, и тем, и другим одновременно. В таблице 1 перечислены некоторые из наиболее известных методов достижения этой цели.

<< | >>
Источник: А. В. Милов, В. Н. Тимохин, Г. А. Черноус. Экономическая кибернетика. 2004

Еще по теме 2.1. Жизнеспособные системы и Закон необходимого разнообразия:

  1. 1.3.2. Принцип необходимого разнообразия Эшби
  2. 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖИЗНЕСПОСОБНЫХ СИСТЕМ
  3. 2.3. Модель жизнеспособных систем С. Бира
  4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ПОДСИСТЕМАМИ В ЖИЗНЕСПОСОБНОЙ СИСТЕМЕ
  5. 3.2 Принятие решений в жизнеспособной системе
  6. 2.2. Функциональная схема жизнеспособной системы
  7. 3.1. Проектирование автономии подразделений жизнеспособной системы
  8. Возможность свободной причинности в соединении со всеобщим законом естественной необходимости
  9. Возможность свободной причинности в соединении со всеобщим законом естественной необходимости
  10. 2 Единство в многообразии сущности вещей, показанное на том, что есть необходимого в законах движения
  11. Законы развития технических систем
  12. Тема № 3.Экономические законы, их система и использование.
  13. ПРИНЦИПЫ БЮДЖЕТНОЙ СИСТЕМЫ РФ: ЗАКОН И ФАКТ Ю. А. Пряхина
  14. Жизнеспособность сетевой структуры
  15. Разнообразие специализаций
  16. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ
  17. Разнообразие и мулътикультурализм
  18. Единство в разнообразии
  19. Глава 2 ОСОБЕННОСТИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ. РАЗНООБРАЗИЕ СПЕЦИАЛИЗАЦИЙ