Менеджмент (2002)

Результати роботи виробничих систем значною мірою залежать від якості рішень, прийнятих управлінським персоналом. Тому менеджери повинні добре уявляти варіанти можливих дій і результати, пов'язані з їхнім здійсненням. У звичних умовах, Що повторюються, прийняті рішення можуть базуватися на досвіді, інтуїції, здоровому глузді, тобто на уявленні про виробничу систему, що склалося в конкретного керівника-менеджера. Однак багатоваріантність, багатокритеріальність, стохастичність виробничих систем породжують завдання, найкраще розв'язання яких не лежить на поверхні і не має аналогів у минулому досвіді, а ціна помилки при сучасних масштабах виробництва дуже велика. Найбільш надійним рішенням була б постановка експериментів безпосередньо на об'єкті. Проте натурні експерименти у виробничих системах найчастіше неможливі або утруднені у зв'язку з їхньою дорожнечею, тривалістю термінів проведення, небезпекою небажаних наслідків.

У тих випадках, коли не можна провести управлінський натурний експеримент або немає даних про результати різних рішень для подібних умов у минулому, є можливість побудувати модель ситуації, яка розглядається, і провести необхідні експерименти з нею.

Для формальної побудови процесу прийняття рішень у реальних ситуаціях використовується лінійне та динамічне програмування. Останні є реальними механізмами прийняття управлінських рішень. Будь-який такий механізм є моделюванням процесу прийняття рішень суб'єктом.

Модель — це об'єкт довільної природи (матеріальний, мислений, знаковий і т. ін.), що відбиває істотні для завдання, яке розглядається, властивості об'єкта-оригіналу. Експеримент, який проводиться з моделлю системи, називається моделюванням. Моделювання дає змогу вивчити властивості об'єкта, прогнозувати його поведінку без постановки натурного експерименту.

Модель має бути здатна відображати, відтворювати або замінювати оригінал у його головних рисах так, щоб її вивчення давало нову інформацію про об'єкт, а точніше, — про цілий клас об'єктів, для яких актуальне завдання, що розглядається. Оскільки в різних завданнях для однієї і тієї ж системи можуть бути задіяні істотно різні її властивості, то для їхнього опису можуть знадобитися різні моделі. Кожна з них буде відбивати головні, з погляду цього завдання, властивості системи й ігнорувати ті властивості, характеристики, які не вимагаються для розв'язання цього завдання. Таким чином, модель завжди існує разом із завданням, яке вирішується. Про модель будь-якого досліджуваного об'єкта є сенс говорити тільки тоді, коли добре з'ясовано завдання, стосовно якого створюється і буде використовуватися модель.

Після створення моделі частину рішень, що раніше вироблялися інтуїтивно, можна приймати на основі кількісних рекомендацій, одержаних у результаті аналізу моделі.

Типи моделей. Усі системи залежно від можливостей формалізованого опису їх можна поділити на три типи: добре структуровані, слабоструктуровані, неструктуровані.

Добре структуровані системи характеризуються наявністю стійких зв'язків і залежностей між підсистемами, що піддаються кількісним оцінкам. Управління такими системами можливе на основі стандартних процедур, правил, методик, розрахунків. Завдання, що виникають, можуть бути одноваріантними (розв'язувані методом прямого рахунку) або різноманітними (оптимізаційними).

У слабоструктурованих системах зв'язки між підсистемами чітко не регламентовані, мають несталий характер, не піддаються точному кількісному опису. При прийнятті рішення велика роль суб'єктивного фактора — багато рішень приймаються на основі екстраполяції оцінок. Специфіка слабоструктурованих завдань полягає в необхідності участі в їхньому розв'язанні колективу людей, частина з яких відповідає за ухвалення рішення.

Неструктуровані системи відрізняються неможливістю формалізації мети і критеріїв оцінки. Для цих систем характерні якісні постановки завдань, в яких кількісні залежності між складовими не відомі, формальних методів рішення немає, а вибір варіантів рішення утруднений невизначеністю мети діяльності й альтернативних способів досягнення їх. У вирішенні таких завдань переважну роль відіграють експертно-евристичні методи.

За способом подачі можна виділити три основні типи моделей: концептуальні, матеріальні, знакові.

Концептуальна модель — це певний ідеальний образ об'єкта, що залежить не тільки від його об'єктивно існуючих властивостей, а й від знань, досвіду та інших факторів, властивих суб'єктові-дослідникові.

Для того щоб перевести концептуальну модель з форми уявного образу у форму використання відповідно до свого призначення, можуть застосовуватися мовний (вербальний) опис, графічні засоби, математичні символи, відомі засоби різних спеціальних мов подачі даних і знань.

Деталізація "концептуальні моделі. приведення її до вигляду, який дає змогу експериментувати з моделлю для одержання інформації про об'єкт, може здійснюватися в двох основних формах: матеріальній і знаковій.

Матеріальні моделі можна поділити на три типи: предметні, фізичні, аналогові. Предметні (геометричні) моделі призначені для відтворення й аналізу переважно тих властивостей об'єкта, що визначаються його розмірами, формою, іншими ознаками, які характеризують об'єкт без урахування його внутрішньої природи. Типовий приклад — макети в архітектурі й техніці, навчальні муляжі.

Фізичні моделі дати змогу відтворювати і вивчати властивості об'єкта або процесу, зберігаючи його фізичну природу або хімічні властивості. Це лабораторні дослідні установки в хімічних технологіях, гідродинамічні моделі кораблів і гідротехнічних споруд, аеродинамічні моделі літальних апаратів і т. ін. Фізичні моделі засновано на теорії подібностей, за допомогою якої встановлюється відповідність між оригіналом і моделлю. Фізичне моделювання призначене для вивчення властивостей і поведінки об'єкта-оригіналу в різних умовах зовнішнього середовища при різних варіантах реалізації самого оригіналу.

Аналогові моделі служать тій же меті, що й фізичні, але природа процесів, що протікають в оригіналі моделі, різна. Типовий приклад— електронне моделювання на аналоговій обчислювальній машині або електронній моделюючій установці процесів, що мають механічну, хімічну й іншу природу (коливання центра мас автомобіля при русі в різних дорожніх умовах, поведінка літака при польоті в повітряній атмосфері, протікання хімічної реакції залежно від активності каталізатора та ін.). В основі аналогового моделювання лежить подібність між математичними описами процесів оригіналу і моделі.

Знакові моделі відбивають властивості оригіналу за допомогою різноманітних символів і можуть бути поділені на мовно-описові, графічні і математичні. Мовно-описова (вербальна, лінгвістична) модель є описом властивостей реального або уявного об'єкта певною природною мовою. Це може бути технічне завдання, постановка завдання при проектуванні АСУ, пояснювальна записка до проекту і т. ін. Розробка такої моделі допускає досить велику свободу у виборі засобів і способів опису, обмежену синтаксичними та семантичними нормами використовуваної мови, а також вимогами формально-нормативного характеру (вимоги Держстандарту). Такі моделі дають змогу описати об'єкт достатньо повно, однак їх не можна використовувати безпосередньо для аналізу, прогнозу, одержання нової інформації про об'єкт.

Графічні моделі залежно від призначення можна поділити на портретні й умовні. Графічно портретна (іронічна) модель — модель, котра графічними засобами відображає реально або теоретично властивості, характеристики об'єкта (креслення конструкції, план місцевості, схема маршрутів міського транспорту та ін.).

Графічна умовна модель служить для відображення у вигляді графічного способу характеристик, властивостей об'єкта, безпосередньо недоступних для спостереження (графіки, що відображають функціональні зв'язки між змінними, гістограми, що характеризують розподіл випадкових величин за результатами експерименту, діаграми стану в металознавстві).

Математична модель — опис внутрішніх властивостей системи та істотних для розглядуваного завдання процесів мовою математики (функціональні й логічні залежності, алгебраїчні системи; диференціальні рівняння, графічні структури і т. ін.). Побудова математичної моделі означає перехід від змістовного опису об'єкта моделювання до формального і дає змогу застосувати для дослідження властивостей об'єкта формальні перетворення, його описи, характер яких залежить від виду математичної моделі, тобто в результаті від розглядуваного завдання.

Якщо розглядаються завдання, пов'язані з функціонуванням системи як цілого, то головний інтерес являє її взаємодія з навколишнім середовищем, а особливості внутрішньої побудови, склад підсистем і закономірності процесів, що протікають у них, може бути опущено. У такому випадку говорять про функціональну модель, тобто модель, котра відображає основні особливості функціонування системи.

В інших випадках, навпаки, інтерес являють особливості побудови системи, склад підсистем і взаємозв'язки між ними. Моделі, що відбивають ці властивості, називаються структурними. При їхній побудові та дослідженні широко використовується математичний апарат теорії графів. При побудові функціональних моделей, як правило, описується стан великої системи: причинно-наслідкові зв'язки, які визначають зміну станів; можливості впливати на них у потрібному напрямі та зіставляти різкі варіанти управління (впливу), що приводять до бажаної мети. Стан системи як об'єкта моделювання можна описати деякою множиною величин, що групуються залежно від характеру їхньої участі в процесі. Загалом можна виділити вектор вхідних (некерованих) змінних: X = (XI, Х2, ..., Хп ), вектор вихідних змінних: Y = (У1, У2, ..., Yn ), вектор керованих впливів: U = (171, U2, ..., Uk ) і вектор параметрів: G = (Gl, G2, ...,Gp).

У математичних моделях виробничих систем вхідними змінними є характеристики виробничих процесів, що можуть бути визначені, але не підлягають зміні, наприклад, контрольований склад вихідної сировини, обсяги і терміни постачання сировини та матеріалів. Керованими називаються змінні, на які можна впливати, значення яких можна розраховувати, вибирати для досягнення бажаних результатів; розподіл завдання за групами устаткування, визначення порядку запуску деталей у виробництво, розрахунок складу шихти і т. ін.

Вихідними називаються змінні, значення яких залежать від вхідних (керованих і некерованих) змінних. Це, наприклад, собівартість продукції, прибуток, обсяги реалізації, сукупні витрати, стан основних фондів. Як приклад найчастіше використовуються різні норми і нормативи, директивні планові завдання за основними показниками виробничої діяльності. Для змінних X, Y, U характерно те, що їхні числові значення в ході процесу можуть змінюватися на деякій ділянці, а параметри G постійні, але можуть бути іншими в аналогічних процесах.

Функціональну модель у найпростішому випадку може бути подано у вигляді: Y = F(X, U, G), де F — функціональна залежність, що пов'язує змінні та параметри системи.

Отже, математична модель має характеризувати поведінку вихідних змінних У залежно від значень параметрів і некерованих вхідних змінних, параметрів і керованих вхідних змінних, а також враховуючи зміни керованих змінних. Звичайно, при побудові моделі вибір складу вихідних змінних, що включаються в модель, не викликає труднощів, тому що вони визначаються самим завданням моделювання. Вибір вхідних змінних, керованих і некерованих, може бути виконаний різними способами, причому тут, крім визначення завдання, важливі вимоги точності й простоти, що висуваються до моделі. Якщо вхідних змінних занадто мало, модель втрачає точність, може стати неадекватною об'єкту; якщо їх надто багато — необхідні ресурси пам'яті й швидкості обчислень можуть перевищити наявні ресурси FOM.

Моделі мають бути сформульовані так, щоб для застосування їх вимагались лише доступні дані. Якщо, наприклад, недостатні запаси товарів призвели до збитків у торгівлі, то модель рішення, яке передбачає визначення оптимального рівня запасів, має включати систему грошових штрафів за ці збитки.

Модель має вимагати лише здійсненних реальних розрахунків. Наприклад, застосування методів лінійного програмування для складання графіка роботи сучасного великого підприємства може виявитися нездійсненним, бо час, необхідний для цих розрахунків, буде надто великим навіть для комп'ютерів. Завдання теорії прийняття рішень полягає в тому, щоб знаходити такі альтернативи, які ймовірно лише в наближенні, вимагають невеликого обсягу розрахунків.

Моделі не можуть потребувати недоступної прогнозної інформації. Програми, які будуть вимагати від відділу збуту оцінки товарообігу за другу половину наступного місяця, в процесі прийняття ділового рішення не будуть мати широкого застосування, ні описового, ні нормативного.

Моделі описуються з погляду тих вихідних моментів, з якими, скоріше всього, той, хто приймає рішення, розпочне процедуру прийняття рішень.