Кибернетический подход в социальном управлении. Понятие кибернетики и кибернетического подхода. В чем особенность (специфика) кибернетического подхода к исследованию ЛС? Дайте описание основных задач кибернетики. Теория информационных процессов и систем

Кибернетический подходподразумевает наличие заранее определенной цели, к которой система стремится самостоятельно, самоорганизуется вокруг нее

Долгое время в философии господствовала точка зрения на самоорганизацию, как на явление, присущее только живым системам. Кибернетическое понимание «управления в животном и машине» как понимание централизованной иерархической структуры, где информация «снизу» поступает лишь как конечный результат по каналу обратной связи, а решения принимаются только «наверху», оказалось не способным отразить сложность функционирования реальных систем, а также создать хорошие объяснительные модели процессов самоорганизации, происходящие в сложных системах

Кибернетический подход подразумевает наличие заранее определенной цели, к которой система стремится самостоятельно, самоорганизуется вокруг нее.

Кибернетика занимается разработкой алгоритмов и методов, позволяющих управлять системой для того, чтобы та функционировала заранее заданным образом

Кибернетический аспект управления экономической системой предполагает переработку социально-экономической информации, принятие решений овоздействии на систему и реализацию этих решений. При данном подходе управление кибернетической системой включает два элемента: определение траектории состояния системы (формирование цели и указание путей ее достижения) и удержание системы на этой траектории путем регулирования с помощью обратных связей. Соответственно в подсистеме управления выделяются два блока: блок определения целей и блок регулирования. Существуют три основных вида управления: жесткое (задана жесткая программа);мягкое(регулирование с помощью обратных связей);самоуправлениеилисаморегулирование(самонастройка или самоорганизация).

В кибернетике понятие самоорганизующихся систем, как правило, связывают со способностью систем к адаптации в условиях постоянно изменяющихся внешних и внутренних факторов.

Само организующаяся система -- это кибернетическая адаптирующаяся система, в которой накопление опыта, запоминание и структуризация информации выражается в изменении структуры системы и уровня ее организации.

Адаптация системы происходит за счет различных факторов, которые могут действовать самостоятельно или сообща (кооперативно). Исходя из этого можно следующим образом классифицировать самоорганизующиеся системы:

• *Самонастраивающаяся система -- такая кибернетическая адаптирующаяся система, в которой накопление опыта (запоминание информации) выражается в изменении тех или иных ее параметров, существенных для цели системы. Например, предприятие расширяет выпуск продукции вслед за увеличением спроса: в соответствии с изменениями внешней среды изменяется способ функционирования системы.
• *Саморазвивающаяся система--такая кибернетическая адаптирующаяся система, которая самостоятельно вырабатывает цели своего развития и критерии их достижения, изменяет свои параметры, структуру и другие характеристики в заданном направлении.
• *Самообучающаяся система - такая кибернетическая адаптирующаяся система, которая в процессе развития проходит процесс обучения, накапливая опыт, обладает способностью самостоятельно искать критерии качества своего функционирования.

Как видим, одна и та же система может демонстрировать самоорганизацию в разных смыслах. Любой организационной системе, где элементы -- люди, свойственны самоорганизация и самообучение.

Такая система сама ищет пути содружества и соорганизации. Особенно эти эффекты заметны при гибкой системе управления.

Доказано, что чем меньше регламентирована программа и структура управляемой подсистемы, тем выше способность приспособления управляющей подсистемы к реальным условиям.

В ряде случаев самоорганизация эффективнее, чем формальная целенаправленная организация и управление. Процесс самоорганизации систем требует определенной свободы, определенного поля, выбора, «хаоса возможностей». Вся организационно-управленческая деятельность должна быть направлена на создание управляющих систем, способных самостоятельно, в ходе процесса управления строить собственный алгоритм в состояние системы результате адаптации и обучения. Такое управление, в отличие от управления по заранее заданному жесткому алгоритму, называют адаптивным управлением. Задача адаптивного управления состоит в поиске наилучшей стратегии по отношению к цели управления.

Кибернетическую схему адаптивного управления поведением системы можно представить в виде замкнутого контура связи (рис. 1.1).

Рис.1.1 Кибернетическая схема управления поведением системы.

Кибернетика - это наука о процессах управления в живых и искусственных системах и способах обработки информации. Кибернетика изучает процессы взаимодействия объектов и субъектов управления, прямые и обратные информационные и управленческие взаимосвязи между ними. Один из основателей теории кибернетики Н. Винер обосновал положение о единстве принципов управления в живых и искусственных системах, если их рассматривать с позиций прямой связи, но которой передается управляющая информация, и обратной связи, но которой объект управления сообщает о своем состоянии и результатах управления (рис. 2.4).

Рис . 2.4.

Важнейшей целью кибернетики является предотвращение хаоса на основе процессов упорядочения и регулирования. Основы кибернетики были заложены Н. Винером, К. Шенноном, С. А. Лаврентьевым и многими другими учеными. Развитие кибернетики было тесно связано с развитием теории сложных систем, возникшей в начале XX в. в работах А. А. Богданова (Малиновского), Людвига фон Берталанфи, Р. Веллмана, С. Бира, В. М. Глушкова и многих других ученых.

Важнейшими принципами кибернетики являются принципы обратной связи объекта и субъекта управления, обеспечения устойчивости на основе регулирования, иерархичности и структурированности органов управления, синергии, целевой направленности управления и эффективности.

В кибернетике сформулировано понятие обратной связи, означающее получение системой информации о результатах ее взаимодействия с окружающей средой, а также о работе ее подсистем и элементов. Эта информация используется субъектом управления для принятия решений о корректировке и изменении внутренних и внешних процессов для повышения эффективности объекта управления. Появление кибернетики вызвало быстрое развитие электронно-информационных систем, глубокие изменения в управлении и экономике и дало основание назвать ее второй промышленной революцией (первая промышленная революция произошла в начале XIX в.). Кибернетические модели отражают сложные процессы взаимодействия участников процесса управления и взаимосвязи между ними, которые могут носить сложный характер, описываются математическими моделями. Кибернетические модели описывают сущностные характеристики процессов управления. На их основе разрабатываются другие модели, в том числе модели организационных изменений, информационные модели, модели поведения и др., отражающие развитие и взаимодействие участников процессов управления. Кибернетические модели создали основу для возникновения новых типов моделей - информационных, технических, системных и др. По мере развития средств обработки информации они постепенно стали уступать место информационным моделям.

В настоящее время кибернетические модели разрабатываются в основном при моделировании технических систем и описании принципиальных взаимосвязей в системах управления. Сегодня вместо них в основном применяют информационные модели, реализуемые в виде информационных систем управления с помощью информационного подхода.

Информационный подход тесно связан с кибернетическим и исходит из универсальности процессов преобразования информации в системах управления и необходимости создания информационных моделей системы «субъект - объект управления».

Типичный информационный процесс включает этапы сбора, обработки, передачи, хранения информации, контроля информационных процессов, защиты информации.

Информационные системы предприятий возникли в середине прошлого века. За рубежом они были реализованы сначала в виде систем MRP (англ. Material Requirements Planning - планирование потребности в материалах в основном в натуральном выражении), затем в виде MRP II (Manufacturing Resource Planning - планирование производственных ресурсов), которая существенно расширила возможности предыдущей системы, включив планирование ряда финансово-экономических показателей. Система MRP II обеспечивает планирование ресурсов предприятия на основе стандарта, содержащего следующие функции: планирование продаж и производства, потребностей в материалах, кадрах, производственных мощностях, финансах, других ресурсах, а также контроль и оценка результатов.

Ее сущность заключается в том, что MRP II задает принципы детального планирования производства предприятия, включает учет заказов, планирование загрузки производственных мощностей, потребности во всех ресурсах производства (материалы, сырье, комплектующие, оборудование, персонал), производственных затрат, моделирование хода производства, его учет, планирование выпуска готовых изделий, оперативное корректирование плана и производственных заданий .

В дальнейшем эта система получила развитие в виде информационной системы ERP (Enterprise Resource Planning), направленной на комплексную автоматизацию всего предприятия путем согласования действий его подразделений, разработки бизнес-процедур для менеджеров. На базе этой системы реализуется много функций, в том числе планирование выпуска продукции, складской учет и планирование закупок, учет основных средств, финансовое планирование, учет кадров и др.

В СССР в течение многих лет разрабатывались и применялись типовые комплексные автоматизированные системы управления (АСУ), во многом аналогичные приведенным выше и включающие: автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП); автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) в целом; отраслевые системы управления (ОЛСУ). На ряде российских производств АСУТП и АСУП продолжают работать и в наше время.

Автоматизация информационной модели управления также осуществляется различными информационными системами, например системами SAP, Oracle и др.

• См.: URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/MRP_II 2014

Кибернетический эксперимент состоит в том, что исходная система управления заменяется моделью, которая затем изучается. Принципиально моделирование состоит в создании системы управления, изоморфной или приближенно изоморфной данной, и в наблюдении за её функционированием .

Для реализации кибернетического эксперимента часто используются имитационное моделирование или компьютерное моделирование . При этом основным принципом является принцип „черного ящика“ . Кибернетический принцип "черного ящика" был предложен Н. Винером . В отличие от аналитического подхода, при котором моделируется внутренняя структура системы, в методе "черного ящика" моделируется внешнее функционирование системы. Таким образом, с точки зрения экспериментатора структура системы (модели) спрятана в черном ящике, который имитирует только поведенческие особенности системы.

Информационные модели [ | ]

В кибернетическом эксперименте исследуют информационные модели, которые различаются по типу запросов к ним:

1. Моделирование отклика системы на внешнее воздействие
2. Прогноз динамики изменения системы
3. Оптимизация параметров системы по отношению к заданной функции ценности

В самом простейшем случае, при моделировании отклика системы, примем что X - вектор, компоненты которого некоторые количественные свойства системы, а X" - вектор внешних воздействий. Тогда отклик системы может быть описан вектор-функцией F: Y = F(X,X"), где Y - вектор отклика. Задачей кибернетического эксперимента (моделирования) является идентификация системы F, состоящая в нахождении алгоритма или системы правил в общей форме Z=G(X,X"). То есть нахождение ассоциаций каждой пары векторов (X,X") с вектором Z таким образом, что Z и Y близки. При этом информационной моделью системы F называется отношение Z=G(X,X"), воспроизводящее в указанном смысле функционирование системы F.

Искусственная нейронная сеть как вид информационной модели [ | ]

Искусственные нейронные сети являются одним из подходов представления информационных моделей. Нейронная сеть может быть формально определена, как совокупность процессорных элементов (нейроны), обладающих локальным функционированием, и объединенных связями (синапсы). Сеть принимает некоторый входной сигнал из внешнего мира, и пропускает его сквозь себя с преобразованиями в каждом процессорном элементе. Таким образом, в процессе прохождения сигнала по связям сети происходит его обработка, результатом которой является определенный выходной сигнал. Таким образом нейронная сеть выполняет функциональное соответствие между входом и выходом, и может служить информационной моделью G системы F.

5.2. Кибернетический подход

Кибернетика – наука об общих законах управления в природе, обществе, живых организмах и машинах, изучающая информационные процессы, связанные с управлением динамических систем. Кибернетический подход – исследование системы на основе принципов кибернетики, в частности с помощью выявления прямых и обратных связей, изучения процессов управления, рассмотрения элементов системы как неких «черных ящиков » (систем, в которых исследователю доступна лишь их входная и выходная информация, а внутреннее устройство может быть и неизвестно).

У кибернетики и общей теории систем есть много общего, например, представление объекта исследования в виде системы, изучение структуры и функций систем, исследование проблем управления и др. Но в отличие от теории систем кибернетика практикует информационный подход к исследованию процессов управления, который выделяет и изучает в объектах исследования различные виды потоков информации, способы их обработки, анализа, преобразования, передачи и т.д. Под управлением в самом общем виде понимается процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационного воздействия, вырабатываемого человеком или устройством. Выделяют следующие задачи управления:
· задача целеполагания – определение требуемого состояния или поведения системы;
· задача стабилизации – удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий;
· задача выполнения программы – перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам;
· задача слежения – обеспечение требуемого поведения системы в условиях, когда законы изменения управляемых величин неизвестны или изменяются;
· задача оптимизации – удержание или перевод системы в состояние с экстремальными значениями характеристик при заданных условиях и ограничениях.

С точки зрения кибернетического подхода управление ЛС рассматривается как совокупность процессов обмена, обработки и преобразования информации. Кибернетический подход представляет ЛС как систему с управлением (рис.5.1), включающую три подсистемы: управляющую систему, объект управления и систему связи.

Рис. 5.1. Кибернетический подход к описанию ЛС

Управляющая система совместно с системой связи образует систему управления. Система связи включает канал прямой связи , по которому передается входная информация {x} и канал обратной связи , по которому к управляющей системе передается информация о состоянии объекта управления {y}. Информация об управляемом объекте и внешней среде воспринимается управляющей системой, перерабатывается в соответствии с той или иной целью управления и в виде управляющих воздействий передается на объект управления. Использование понятия обратной связи является отличительной чертой кибернетического подхода.

Основными группами функций системы управления являются:
· функции принятия решений или функции преобразования содержания информации являются главными в системе управления, выражаются в преобразовании содержания информации о состоянии объекта управления и внешней среды в управляющую информацию;
· рутинные функции обработки информации не изменяют смысла информации, а охватывают лишь учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации;
· функции обмена информацией связаны с доведением выработанных решений до объекта управлений и обменом информации между лицами, принимающими решение (сбор, передача информации текстовой, графической, табличной, электронной и др. по телефону, факсу, локальным или глобальным сетям передачи данных и т.д.).

Применение кибернетического подхода к логистике требует описания основных свойств ЛС при помощи математических моделей. Это позволяет разрабатывать и автоматизировать алгоритмы оптимизации кибернетической системы управления.

Важнейшей вехой в развитии системных представлений стал выход в 1948 г. книги американского ученого Норберта Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине».

Термин «кибернетика» (от др.-греч. киРвруг|Т1кг| - «искусство управления», kybernao - «правлю рулём», «управляю») встречается у великого древнегреческого философа Платона (428-348 гг. до н. э.) Он употреблял этот термин в значении «искусство управления государством», поскольку связывал последнее с искусством кормчего. В XX в. термин был первоначально связан с разработкой технических аналогов живых организмов.

В дальнейшем, особенно после написания Винером работ «Кибернетика и общество», «Творец и робот», кибернетика стала пониматься как наука, исследующая процессы передачи информации.

Согласно представлениям кибернетики управление является важнейшим свойством системы. Процессы управления трактуются как процессы передачи и переработки информации. Средства, которые обеспечивают названные процессы, рассматриваются в качестве коммуникаций. Н. Винер писал: «Управление - это не что иное, как посылка сообщений, эффективно влияющих на поведение их получателя». Данное определение применимо к любым системам: биологическим, социальным, техническим.

Особенности кибернетического подхода к управлению заключаются в следующем:

• Информационный подход к процессам управления. Процессы получения информации, ее хранения и передачи называются в кибернетике связью. Если система способна воспринимать и использовать информацию о результатах своей деятельности, то говорят, что она обладает обратной связью.
• Алгоритмизация. Алгоритм - способ решения задачи, точно предписывающий, как и в какой последовательности получить результат, причем результат можно точно определить на основе исходных данных.

Классическая кибернетика основывается именно на алгоритмических решениях, характеризующихся однозначностью и предсказуемостью.

Математическое моделирование. Этот применяемый кибернетикой метод занимает промежуточное положение между теоретическим исследованием и экспериментом. Его преимущество заключается в том, что вместо построения реальной физической модели системы (это очень трудоемко и не всегда возможно) можно создать ее математический аналог.

С точки зрения кибернетического подхода можно говорить о системе управления организацией.

Система управления - совокупность устойчивых связей между органом управления, объектом управления и внешней средой, которые опосредованы потоками управленческой информации.

Общий вид системы управления можно представить с помощью схемы:

Процесс управления можно определить как совокупность действий по выработке решений и воздействий на объект управления (реализация основных функций управления). Поскольку управление является непрерывным процессом, используют понятие управленческий цикл.

Управленческий цикл - это постоянно воспроизводящаяся последовательность работ по реализации целей организации.

Управленческий цикл начинается с формулировки проблемы и постановки целей организации или ее части. Затем следует поиск вариантов решения проблемы, подготовка и принятие решения, контроль за его реализацией с сопутствующей корректировкой, оценка результатов. Если проблема является долгосрочной и невозможно ее единовременное решение, происходит корректировка цели, и управленческий цикл возобновляется. В случае относительно простых проблем за их решением следует постановка новой проблемы и поиск ее решения.

Управление как процесс подчиняется определенным закономерностям. Основные из них заключаются в следующем:

• непрерывность - непрерывная последовательность выполнения одних и тех же видов работ;
• общность - наличие общих функций, методов и приемов управления, несмотря на многообразие решаемых задач;
• согласованность - наличие взаимосвязи между целями и средствами их достижения, соблюдение определенных пропорций при распределении различных видов управленческого труда.

Также кибернетика выделяет принципы управления , обобщающие его опыт:

• Принцип системности - все элементы системы рассматриваются во взаимосвязи и взаимодействии и с точки зрения достижения системой ее конечных целей.
• Принцип иерархичности подразумевает выделение уровней управления. Каждая ступень управления осуществляет управленческие воздействия на нижестоящие, но одновременно управляется вышестоящими органами.
• Принцип адаптивности заключается в способности системы предпринимать адекватные действия в ответ на многообразные воздействия внешних и внутренних факторов.
• Принцип развития - система управления стремится достичь наибольшего суммарного потенциала своей деятельности на каждом этапе своего жизненного цикла.

Новый импульс к развитию кибернетика и кибернетический подход к управлению организацией получили со становлением новой междисциплинарной области знания - синергетики. Классиками этой науки являются немецкий физик Генрих Хакен (род. в 1927 г.) и бельгийский физик и химик российского происхождения Илья Пригожий (1917-2003 ). Термин «синергетика» ввел Хакен в 1969 г.

Как отмечалось выше, синергетика изучает процессы самоорганизации в сложных динамических открытых неравновесных системах. Для того чтобы понять, в чем заключается эвристический потенциал идей синергетики для науки управления, необходимо вернуться назад и попытаться увидеть ограниченность классической кибернетики.

Называемая ныне классической, первая кибернетика (кибернетика Винера) основывалась па тезисе о том, что при выборе правильного алгоритма достижение планируемого результата обеспечено. Кибернетика нового поколения, или кибернетика второго порядка, сформировавшаяся в 1960-1970-е гг., стала уделять гораздо больше внимания спонтанности, непредсказуемости в поведении сложных систем.

Представители «кибернетики второго порядка» - Ст. Бир, У. Мату- рана, Ф. Варела и др. - пришли к выводу, что чересчур детальное планирование годно лишь для достаточно простых систем (но даже в этом случае результаты не будут абсолютно предсказуемыми). Если же говорить о сложных социальных системах, то речь может идти лишь о поддержании некоторого уровня порядка, необходимого для сохранения целостности системы. Планирование деятельности в таких системах не может быть полностью детерминированным процессом, поскольку деятельность различных субъектов подвержена случайным внешним воздействиям (гак, для экономических субъектов это изменение когировок акций, существенные изменения внутриполитической и внешнеполитической обстановки и т. д.).

«Вторая» кибернетика использует основополагающее для синергетики понятие самоорганизация. В статье с красноречивым названием «Эволюционный менеджмент» Ф. Малик и Г. Пробст сравнивают управление нс с инженерной задачей, а, скорее, с садоводством. Управленцы, по их мнению, должны быть не командирами, а катализаторами и культиваторами самоорганизующейся системы под названием «организация» .

Говоря об управлении организацией в своей книге «Мозг фирмы» Стаффорд Бир предлагает менеджерам отдавать предпочтение эвристическим (от др.-греч. вцркжео (heuristiko) - «отыскиваю», «открываю») методам перед алгоритмическими.

Эвристика, в отличие от алгоритма, четко определяющего последовательность действий, «определяет метод поведения, помогающий достижению цели, но который не может быть четко охарактеризован, поскольку мы знаем, чего хотим, но не знаем, как этого достичь, где лежит решение. Предположим, вы хотите достичь конусообразной вершины горы, закрытой облаками. У нее есть высшая точка, но у вас нет точного маршрута. Указание «продолжайте подъем» приведет вас к вершине, где бы она ни была. Это эвристика. «Смотри за пенсами, а фунты сами о себе позаботятся» - эвристическое указание, как стать богатым» .

В случае рассмотрения управления организацией под углом зрения эвристического подхода меняется отношение к ошибкам разного рода, совершаемым работниками. В той же работе Бир отмечает, что в большинстве современных ему организаций любая ошибка предается анафеме, в то время как проницательный управляющий будет рассматривать любую ошибку как мутацию, которая может оказаться полезной, быть стимулом к перемене.

Идеи, созвучные основным принципам эволюционного менеджмента, выработанным представителями «кибернетики второго порядка», можно встретить и у других современных теоретиков менеджмента. Так, в книге Р. Уотермена «Фактор обновления. Как сохраняют конкурентоспособность лучшие компании» автор дает следующие рекомендации руководителям:

• 1. Постоянный поиск, позволяющий определить цели организации.
• 2. Увеличение количества вариантов возможных решений.
• 3. Применение тактики выжидания, т. с. сохранения естественной динамики системы, до появления благоприятных условий.
• 4. Ограничение контроля и поощрение благоприятного климата для коммуникаций.
• 5. Повышение значимости традиций в организации.

• См.: Василькова В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем. - СПб.: Лань, 1999. - С. 142-143.
• 2 Бир С. Мозг фирмы. - М.: Радио и связь, 1993. - С. 58.