Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ концепций адаптивного управления и разработка концепции управления фирмой в нестабильной экономической среде 8
1.1. Проблема управления фирмой в условиях нестабильной бизнес-среды 8
1.2. Техническая адаптация - проблема управления в условиях неопределенности 22
1.3. Сравнительная характеристика технических, биологических и социальных систем 34
1.4. Анализ концепций управления фирмой в нестабильной экономической среде 42
1.5. Концепция адаптивного управления фирмой в нестабильной экономической среде 70
Глава 2. Разработка формальных механизмов адаптивного управления фирмой в нестабильной экономической среде 88
2.1. Разработка нечеткой лингвистической модели оценки нестабильности бизнес-среды 88
2.2. Формализация задачи адаптивного управления фирмой 100
2.3. Разработка модели производительности бизнес-процессов 113
2.4. Нечеткие адаптивные модели управления бизнес-параметрами 120
2.5. Нечеткие адаптивные модели стратегического управления 140
2.6. Нечеткая адаптивная модель выбора формальной системы управления 155
2.7. Модель адаптации стратегической реакции и организационной культуры 163
2.8. Нечеткая модель адаптации функций управления 168
Глава 3. Разработка интеллектуальной системы и практическая апробация разработанных методов и моделей 179
3.1. Разработка языка нечеткого формального моделирования "EIS-Fuzzy Script" 179
3.2. Разработка интеллектуальной системы "ElS-Fuzzy Expert" 177
3.3. Разработка нечеткой базы знаний "EIS-STR.4" управления стратегией "Товар-Рынок" 189
3.4. Разработка нечеткой базы знаний "EIS-SPP.3" управления портфельной стратегией 186
3.5. Апробация разработанных моделей и программ на примере ООО "Синтез технологий" (г.Ростов-на-Дону) 197
3.6. Разработка системы нечеткого регрессионного моделирования "EIS-Fuzzy Regression" 213
Заключение 225
Список использованных источников 227
Приложения 234
- Техническая адаптация - проблема управления в условиях неопределенности
- Анализ концепций управления фирмой в нестабильной экономической среде
- Формализация задачи адаптивного управления фирмой
- Разработка интеллектуальной системы "ElS-Fuzzy Expert"
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных факторов стабилизации и роста экономики и бизнеса в России является способность менеджеров создавать системы управления предприятиями, обеспечивающие эффективность предприятия в условиях нестабильной экономической среды.
Нестабильность среды требует от систем управления предприятиями: 1) способности принимать эффективные решения в условиях недостатка информации, приводящих к риску и неопределенности; 2) способности целенаправленно и быстро пересматривать модель бизнеса: цели, стратегии, структуры, функции и бизнес-процессы; 3) быстро обучаться новым методам работы.
Выполнение первого и второго требования зависит от наличия в менеджменте адекватных реальности декларативных знаний ("что представляет из себя бизнес (внутренняя/внешняя среда)", "каково назначение бизнеса, цели и критерии эффективности") и эффективных процедурных знаний ("как этим бизнесом эффективно управлять в той или иной ситуации", "на какие инструментальные переменные и как нужно влиять в каждой ситуации для достижения целей организации").
Выполнение второго требования зависит от наличия и адекватности знаний: "что представляет из себя существующая организация", "какая организация необходима для эффективного бизнеса в данной бизнес-среде", "как провести организационные изменения". Выполнение третьего требования зависит от наличия эффективной информационной системы фирмы, персонала и организационной культуры бизнеса ориентированной на обучение.
Сложность управления фирмой состоит в том, что декларативные и процедурные знания должны дополняться и совершенствоваться в ответ на усложнение внешней бизнес-среды. Потребность в новых знаниях возрастает, что требует совершенствования теории, методов и моделей управления фирмой. Объем необходимых знаний удваивается каждые 10 лет.
Степень разработанности проблемы. Развитием теории управления фирмой в нестабильной среде занимались: И.Ансофф, Г.Минцберг, П.Дракер, Р.Аккоф, Б.Карлоф, О Шонесси, Д.Форрестер, П.Сендж, К.Левин, Т.Паучан, И.Митроф, В.А.Долятовский, В.Н.Бурков, В.А.Ириков,
В.П.Панагушин, Э.М.Коротков И.Б.Гурков и др.
Анализ показал, что концепции управления фирмой, методы и модели являются либо слишком абстрактными, либо фрагментарными. Это затрудняет построение организаций, которые смогли бы эффективно приспосабливаться к меняющейся деловой среде. Существует реальное противоречие между существующими методами и моделями управления фирмой и требованиями практики к организации управления предприятием в нестабильной среде транзитивной экономики. Имеется комплекс нерешенных задач: 1) оценки уровней нестабильности деловой среды и ее влияния на эффективность бизнеса; 2) оценки способности организации поддерживать эффективность, приспосабливаясь к изменениям деловой среды; 3) создания модели адаптации предприятия к бизнес-среде; 4) применения аппарата нечетких множеств, для разработки моделей приспособления фирмы к среде, учитывающих нечеткость информации. Отсутствие теоретического задела и важность для практики делает решение этих задач актуальными в настоящее время.
Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ и инструментов создания адаптивной системы управления предприятием в нестабильной рыночной среде.
Для достижения этой цели решены задачи:
1. Формирования концепции адаптивного управления, анализа методов адаптации в различных системах.
2. Анализа условий нестабильности, факторов неопределенности среды современного российского предприятия.
3. Разработки методов проектирования и функционирования адаптивной системы управления предприятием.
4. Разработки нечетких моделей и алгоритмов, реализующих механизмы адаптивного управления фирмой.
5. Разработки проекта системы адаптивного управления предприятием на примере многопрофильной фирмы ООО "Синтез Технологий".
6. Разработки структуры, функций и основных модулей интеллектуальной системы поддержки принятия решений руководителя "EIS-Manager", реализующей механизмы адаптивного управления фирмой.
Объектом исследования является прибыльная организация - фирма, рассматриваемая как открытая социально-техническая система.
Предметом исследования являются методы и модели адаптации фирмы к изменяющейся деловой среде.
Теоретической и методологической основой исследования служит системный подход к изучению экономических процессов; теория адаптивных систем управления, математическая теория фирмы, управление изменениями, антикризисное управление, формальные языки и грамматики, нечеткие множества, прикладная статистика и эконометрия. Были использованы труды ведущих российских и зарубежных ученых в области экономико-математического моделирования и управления производством.
Для решения задач создания адаптивной системы управления использованы методы: CASE-проектирования, построения формальных языков, алгебры нечетких множеств, эконометрического моделирования, оптимального программирования, моделирования сложных организационных систем, объектно-ориентированного визуального программирования. При апробации результатов диссертации использованы следующие программные продукты: Microsoft Office 97 (MS Word, MS Excel, MS PowerPoint, Visual Basic for Application), Adobe (PageMaker 5, Illustrator 7, PhotoShop 5), Statistica for Windows, MathCAD 2000, Microsoft Visual C++ 6.0, Borland JBuilder 5 Enterprise, ES general purpose expert system (© Eric Summers ).
Научная новизна результатов диссертации состоит в следующем:
1. Предложена интегральная концепция адаптивного управления фирмой в нестабильной экономической среде, позволяющая проектировать системы управления с формальными механизмами целенаправленного приспособления к деловой среде бизнеса. Обоснована целесообразность реализации четырехуровневого механизма (знания, стратегии, структуры, параметры) адаптации фирмы.
2. Предложен трехуровневый механизм (стратегии, структуры, параметры) адаптации фирмы к внешней и внутренней среде, позволяющий в зависимости от уровня возмущения использовать различные механизмы компенсации, восстанавливающие результативность и эффективность бизнеса.
3. Разработаны и программно реализованы нечеткие предикативные модели адаптации портфельной и конкурентной стратегии фирмы, функций и организационной культуры фирмы к изменениям деловой среды, позволяющие формулировать стратегии организационных изменений, необходимых для приспособления к экономической среде и восстановления результативности и эффективности бизнеса.
4. Разработана и программно реализована нечеткая модель управления ценой по максимуму дохода и прибыли, модель нечеткого операционного рычага, нечеткая модель финансового рычага, которые позволяют менеджеру анализировать эффективность решений по изменению указанных параметров бизнеса с учетом нечеткости информации.
5. Разработан и программно реализован формальный язык нечеткого моделирования "EIS-FuzzyScript", который позволяет строить модели бизнеса, учитывающие неопределенность информации, строить интеллектуальные базы знаний, что создает информационную основу эффективного управления фирмой в нестабильной экономической среде.
Работа выполнена в рамках п. 1.4. "Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств,
рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений" специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики.
Практическая ценность работы заключается в новых формализованных механизмах, моделях и инструментальных средствах проектирования, которые позволяют менеджерам:
1. Создавать системы управления, способные поддерживать эффективность за счет приспособления организации к изменениям во внешней бизнес-среде.
2. Эффективно использовать информацию, полученную с использованием традиционных методов и моделей стратегического управления и маркетинга за счет интегральной системы моделей, учитывающих неопределенность и нечеткость информации.
3. Интегрировать информационные системы стратегического, функционального и материально-финансового уровня бизнеса.
4. Ускорить и упростить формальную реорганизацию бизнеса за счет применения CASE-технологий, интеллектуальных систем и открытых стандартов.
Техническая адаптация - проблема управления в условиях неопределенности
Найти такие управляющие воздействия, которые максимизируют функцию производительности системы при известных возмущениях: Иначе говоря, необходимо найти такие допустимые управляющие воздействия, которые бы максимизировали некоторый известный критерий производительности. В случае открытой системы, какой является прибыльная организация или фирма, такая модель должна предусматривать влияние на объект всего комплекса факторов внешней среды. Очевидно, что подобное ограничение приводит к чрезмерному возрастанию сложности системы управления даже простых технических объектов, таких, например, как регулятор частоты вращения вала паровой машины (регулятор Уатта). Введение обратной связи позволило существенно снизить требования к системе управления, так как обратная связь позволяла значительно проще координировать объект, используя информацию о рассогласовании или разрыве между требуемым и фактическим выходом (см. рис. 1.4). Таким образом, даже не располагая моделью объекта управления, система управления с обратной связью может координировать объект управления. В нестационарных условиях, когда объект управления подвергается различного рода возмущающим воздействиям из внешней среды, существенным становится вопрос качества управления. Качество управления можно проиллюстрировать на простом примере динамики показателя производительности некоторой системы (см. рис. 1.5).
Для наиболее простых технических систем это означает, что система управления должна обеспечивать наилучшие значения таких критериев, как время регулирования, перерегулирование, устойчивость, точность и т.д. [50,54,59,60]. Это значит, что даже при наличии обратной связи остается вопрос синтеза оптимального регулятора, который бы обеспечивал устойчивость всей системы в заданном диапазоне возмущений, обеспечивал бы выполнение требований к перерегулированию и времени регулирования. Формально задача преобразуется к виду: алгоритм управления (параметры регулятора). Иначе говоря, необходимо найти такой закон управления, при котором обеспечивается максимальная производительность в заданном диапазоне управляющих воздействий. В связи с тем, что возмущения оказывают влияние на объект управления и систему управления, при их возникновении оптимум нарушается и качество управления (производительность) падает. Дальнейшее снижение качества управления, ввиду увеличения разрыва между новым оптимальным законом управления (закон, который обеспечивает экстремальное значение показателя производительности) и фактически действующим законом, может привести к неустойчивости и неуправляемости системы. Решение проблемы возможно двумя основными путями: 1) синтез системы управления и объекта управления нечувствительного к возмущениям; 2) синтез адаптивной системы, перестраивающей закон управления в зависимости от возмущений [50,54]. Синтез нечувствительной к возмущениям системы не представляет интереса, ввиду того, что его невозможно применить не только к организациям, но иногда и к техническим системам. Синтез адаптивной системы представляет собой сложную, но осуществимую задачу. Для ее решения необходимо найти такой закон адаптации, при котором возмущения не приводят к существенном) снижению качества управления и к потере управляемости ввиду того, что компенсируются новым (адаптированным к возмущению) законом управления (см. рис. 1.6).
Анализ концепций управления фирмой в нестабильной экономической среде
Система долгосрочного планирования дополняет систему управления на основе контроля наблюдением за внешней средой, анализом тенденций и прогнозированием [10,84]. Прогнозирование социальной, политической и экономической ситуации осуществляется экстраполяцией прошлых тенденций в будущее. Исходя из прогнозируемой производительности, определяются тенденции изменения прибыльности. Прогноз внешней ситуации и прогноз производительности используются при разработке целей производства. Таким образом, цели приспосабливаются (адаптируются) системой к изменению внешней ситуации. На основе целей разрабатываются программы действий, планы распределения ресурсов и планы прибылей. Если планы осуществимы, они принимаются в качестве планов производства на горизонт прогнозирования.
По сравнению с системой управления на основе контроля, система долгосрочною планирования требует значительного количества новой информации, а также разработки новых методов и процедур оценки. Предполагает активное участие и поддержку всех уровней управления, а также вертикальную и горизонтальную координацию и поддержку со стороны высших уровней управления. Главное - требует перестройки мышления фирмы, переноса акцента с прошлого на перспективу. Программы и финансовый план необходимо выполнять и контролировать (см. таблица 1.8).
Логика функционирования системы долгосрочного планирования может быть сведена к следующему формальному описанию (см. таблица 1.10).
Декомпозиция системы управления, основанной на долгосрочном планировани контроля(см на процессы планирования, организации, руководства и габлица 1.11). Увеличение нестабильности внешней среды снижает эффективность системы долгосрочного управления, предъявляя новые требования к системе управления
Система стратегического планирования вводит новый контур -стратегического анализа [10,85]. Его выход - система целей и стратегий, основанных не на экстраполяции, а на анализе внешней среды. В начале каждого периода планирования осуществляется стратегический анализ возможностей и опасностей внешней среды, а также сильных и слабых сторон фирмы. Таким образом, экстраполяция дополняется качественным анализом внешней и внутренней среды. Оценка перспектив позволяет оценить разрыв между целями и задачами, с одной стороны, и достигнутыми результатами с другой. Результатами стратегического анализа может быть изменение целей или стратегий. На основе пересмотренных целей и стратегий разрабатываются конкретизированные задачи, программы действий, планы по ресурсам и прибыли. Проверка осуществимости планов позволяет гарантировать осуществимость принятой программы действий.
В ситуации высокой турбулентности внешней среды, когда возможно предсказать только опасности и возможности, дополнительный контур стратегического планирования позволяет разработать адекватные цели и стратегии. Цели и стратегии используются в дальнейшем в качестве основы для разработки заданий и программ действий.
Система стратегического планирования может применяться в случае, если изменения внешней среды могут быть компенсированы периодически пересматриваемыми стратегиями и эволюционным (методом проб и ошибок) приспособлением потенциала организации к новым стратегиям (см. таблица 1.12). Ситуационные параметры внешней и внутренней среды (см. таблица 1.13)
Формализация задачи адаптивного управления фирмой
Основная сложность управления фирмой в нестабильной среде состоит в необходимости быстро принимать решения в условиях высокой неопределенности. Изменения во внешней среде часто требуют для восстановления эффективности перестройки не только бизнес-параметров (цен, объемов, запасов), но и организационных структур, бизнес-процессов, что очевидно связано с дорогостоящими инвестиционными проектами и значительными затратами времени на реорганизацию.
Адаптивное управление - один из методов управления в условиях неопределенности, который предполагает изменение параметров, структуры и критериев по мере получения новой информации и снижения неопределенности. Система управления фирмой с функциями адаптации подстраивает бизнес-параметры, изменяет структуру, функции и обучается.
В теории технической адаптации, адаптация названа третьей иерархией, ввиду того, что она призвана обеспечивать обратную связь по качеству [51,52,53]. Если в случае технических систем функции адаптации необходимы для поддержания некоторого критерия качества при изменении внешних условий, то в случае управления фирмой, адаптация - обратная связь по функциям, структурам и процессам. Система управления фирмой с функциями адаптации наблюдает за внешней средой и, в случае необходимости, перестраивает бизнес-параметры, функции, процессы или структуры с целью обеспечения устойчивой эффективности.
Незначительные возмущения бизнес-среды, такие как сезонные колебания спроса, цен на сырье и материалы, предложения на рынке рабочей силы, изменение процентных ставок по кредитам, темп инфляции, могут быть компенсированы изменением бизнес-параметров: цены, скидки, объемы производства, запасы, заработная плата, задолженность, кредиты и т.д. Более значительные возмущения, такие как: появление новых конкурентов, изменение хозяйственного или налогового законодательства, могут потребовать реорганизации бизнес-процессов и структур. Под реорганизацией бизнес-процессов, в данном контексте, понимается совокупность качественных изменений связанных со способами организации бизнеса, таких как: правил, нормативов, стандартов, функций, оборудования, коммуникаций, организационных структур и т.д. (см. рис. 2.8).
Модель иллюстрирует альтернативную динамику показателя результативности деятельности фирмы после качественных изменений во внешней среде в момент времени to. Для восстановления положительной динамики показателя результативности система управления фирмы должна восстановить равновесие с внешней средой, подстроив к ней свою внутреннюю среду. Задача такого рода является многомерной, качественной и нечеткой, ввиду того, что система управления вынуждена принимать решения в условиях неопределенности. Подчеркнем тот факт, что эта задача является задачей адаптации фирмы к среде ввиду того, что имеет место процесс качественных изменений процесса управления, направленный на максимизацию основного показателя результативности деятельности.
Задача управления фирмой в нестабильной среде решалась многими исследователями, в числе которых И.Ансофф, П.Дракер и др. В этом смысле,концепции управления по целям и результатам, стратегического планирования и стратегического управления, всеобщего управления качеством и реинжиниринга являются концепциями управления фирмой в нестабильной бизнес-среде [10,11,14,27]. Каждая из этих концепций имеет свои плюсы и минусы, свою область ситуационной применимости. Общимнедостатком, характерным для всех этих концепций, является недостаточная формализованность, затрудняющая построение комплексных информационных систем управления фирмой в нестабильной бизнес-среде.
С целью формализации задачи адаптивного управления разработаем модель адаптивного управления. Для начала рассмотрим наиболее общую модель адаптивного управления фирмой. Согласно этой модели фирма представляет собой три подсистемы: операционную, систему управления и систему управления адаптацией (развитием). Операционная система потребляет из внешней бизнес-среды ресурсы (трудовые, материальные, финансовые, информационные) и преобразует их в продукты и услуги, которые поставляются обратно во внешнюю среду. Выживание фирмы напрямую зависит от общественной и экономической полезности поставляемых ей продуктов и услуг, которая определяется внешней бизнес-средой. Согласно П.Дракеру общая эффективность фирмы складывается из ее внутренней эффективности1 (следствие того, что фирма "делает вещи правильно") и внешней эффективности2 (следствие того, что фирма "делает правильные вещи"). Пусть PF - сводный показатель эффективности деятельности фирмы.
Задача системы управления (А и С) состоит в поддержании эффективности на достаточно высоком уровне, который обеспечивает устойчивое функционирование и возможность развития бизнеса. Как показано выше, возмущения бизнес-среды могут потребовать не только изменения бизнес-параметров, но и реинжиниринга бизнес-процессов операций (О) и управления (С), возможно, с существенной диверсификацией деятельности (см. рис. 2.10).
Разработка нового стратегического плана, реинжиниринг или перепроектирование бизнес-процессов, в случае эпизодического характера возмущений, может быть осуществлено внешней консалтинговой организацией.
Разработка интеллектуальной системы "ElS-Fuzzy Expert"
Практика показала, что подавляющее большинство ситуаций в бизнесе связаны с риском и неопределенностью, когда невозможно точно предсказать не только значение той или иной переменной, но иногда и достаточно точное распределение вероятностей [104]. Еще одной особенностью деловых ситуаций является практически полная невозможность проведения каких-либо экспериментов, направленных на выявление необходимой информации.
Вследствие этого, решения постоянно принимаются в условиях риска и недостаточной информации. Разработано значительное количество методов, которые позволяют строить модели учитывающие неопределенность и риск [64,65,75,76,132,133,134]. Среди наиболее известных можно назвать ряд методов на основе теории статистических решений: таблицу решений, дерево решений, дерево целей [23,26,27]. Достоинствами указанных методов является их простота и адекватность ситуации, когда приоритетным является какой-то один источник неопределенности, распределение (вероятности различных состояний) которого известны. Модели такого типа легко реализуются с помощью любого табличного процессора, например MS Excell. С другой стороны, ситуации, когда существует несколько источников неопределенности, которые должны быть учтены при принятии решений, требуют более сложных методов моделирования. Здесь традиционно применяются теория игр, теория ожиданий, математическая статистика и теория вероятностей, эконометрика, теория чувствительности и имитационное моделирование [23,64,65].
Существует множество программных пакетов, которые поддерживают соответствующие модели. Например, такие пакеты как: SPSS, StatGraphics, Statistica и Econometrica позволяют строить любые статистические и эконометрические модели. Последние версии этих пакетов позволяют строить не только эконометрические модели, но и модели на основе нейронных сетей, которые раньше поддерживались только специализированными пакетами, такими как: BrainMaker, NeuroSolution или NeuroCell [135]. Модели теории чувствительности получили большое практическое распространение и применяются практически во всех пакетах анализа инвестиционных проектов, например, таком известном у нас пакете как Project Expert. Для поддержки имитационного моделирования в 80х разработан специальный язык GPSS и поддерживающий его пакет программ, который позволял описывать модель и производить вычислительный эксперимент на персональном компьютере. Среди современных пакетов, которые позволяют строить имитационные модели следует отметить такие профессиональные математические пакеты как MathLab и Mathematica.
Следует отметить что, в настоящее время происходит рост применения моделей в управлении, ввиду перехода развитых стран к стандартам корпоративных информационных систем ERP, CSRP (Примеры систем - R/3, Ваап). Эти стандарты предусматривают кроме традиционных блоков управления финансами и материальными потоками такие модули как DSS (Decission Support System - поддержка принятия решений), OLAP (On-Line Analysis Processes - анализ данных "на лету"), data mining (извлечение знаний из данных). В частности, всемирно известная фирма IBM разрабатывает корпоративную информационную платформу нового поколения, которая включает в качестве одного из основных компонентов модуль BI (Business Intelligence - интеллектуальность бизнеса), которая содержит экспертные системы, программы извлечения знаний из данных и другие интеллектуальные программы.
Реально работающее нечеткое программное обеспечение можно пересчитать по пальцам [104]. В первую очередь развиваются направления расширяющие возможности традиционных языков средствами, позволяющими обрабатывать нечеткие множества. Например, нечеткий
Пролог1 или Лисп2. Среди относительно простых программ можно привести: FuzzyCalc - табличный редактор с возможностью нечетких вычислений, программа "Бизнес прогноз", которая позволяет строить нечеткие модели "Если-То".
Как видно, практическое использование предложенных моделей затруднительно, ввиду отсутствия программного обеспечения, которое их поддерживает. Ни одна из известных и доступных программ не позволяет это сделать в достаточной мере. Для разрешения этого противоречия поставим задачу разработки программного комплекса, базирующегося на языке проблемно-ориентированного нечеткого моделирования, который бы позволил описывать нечеткие модели и проводить вычисления на компьютере.
Разрабатываемый язык должен быть относительно прост, по возможности содержать операторы выраженные по-русски. Язык должен позволять вводить переменные, а также функции пользователя, использовать стандартный набор базовых математических функций. Он должен позволять вводить вычисляемые выражения, содержащие наряду с обычными числами, переменными и функциями, также нечеткие числа и переменные. Он должен реализовывать простое управление потоком вычислений.
Похожие диссертации на Анализ и разработка механизмов адаптивного управления фирмой в нестабильной экономической среде
