Актуальность темы
исследований. Характерной чертой научно-технического прогресса является тенденция усложнения систем и устройств, а так же проникновение точных наук в общественные и описательные естественнонаучные дисциплины. В этой связи приходится решать проблемы оптимизации конструирования и функционирования, как технических, так и социально-экономических систем с прогнозируемым и предсказуемым поведением вдоль графа функционирования. Естественным допускающим, как индуктивный, так и дедуктивный подходы, инструментом для решения встающих здесь задач служит модульный принцип конструирования таких систем.
Естественность модульного принципа можно, например, определить, исходя из микроуровневого устройства живых организмов, от простейших до самых сложных и это устройство послужило основой при создании сложных технических систем с гарантированной надежностью, устойчивостью функционирования и безопасностью. Характерной чертой модульного принципа является ее междисциплинарность, позволяющая объединить модульно устроенные системы из различных областей человеческого знания сфер использования. Часто, именно модульный принцип позволяет найти простое, оптимальное и экономически выгодное решение той или иной проблемы.
Естественным для понимания устройства, функционирования и эволюции систем живой природы, геологических объектов, творений технического прогресса, систем порожденных социально-экономическими и политическими отношениями (развития, совершенствования) является процесс познания, направленный от простого к сложному, от частного к общему (индуктивное познание). При этом общим является подход к описанию предмета (объекта) изучения подразумевающий его способность быть разложенным на составляющие элементы (модули) по тем или иным признакам, свойствам. Сказанное выше относится в основном к природным объектам, однако, создание фантомов наделенных теми или иными свойствами модулей природных систем весьма полезно в человеческой практике.
В человеческой деятельности при создании сложных систем необходима разработка составляющих блоков (модулей) обладающих требуемыми свойствами и наделенных необходимыми функциямисоставленных из этих разработанных модулей проектируемого объекта.
В природных системах функционирование всех модулей сбалансировано, а структура бывает удивительно экономична, оптимальна (природа избавляется от лишнего). В этой связи использование опыта, накопленного в процессе эволюции окружающего мира, трудно переоценить. Современные открытия, сделанные в области науки о живом на микро уровне, легли в основу многих сложных, ответственных технических решений, в электронной промышленности, среднем машиностроении и т. д.
Возможна и другая довольно часто встречающаяся ситуация. В условиях общего технического прогресса, имеется целый «парк» разработанных в свое время для каких либо нужд модулей, особенно это касается многофункциональных модулей (например, микросхем), возможно «вторичное» использование этих модулей при разработке и синтезе новых объектов, причем часть функций модуля может быть не востребована. Возможность такого вторичного модульного рынка сейчас широко используется. И такое свойство модульного конструирования является неоспоримым, громадным преимуществом перед консервативными, монолитными проектами.
Гибкость модульного проектирования позволяет подчас простой перегруппировкой (перестановкой) модулей получить систему с качественно иной генеральной функцией, не говоря о других менее сильных преобразованиях.
Трудность выработки общей теории (фундаментальной части) модульного подхода к синтез анализу систем и объектов окружающего мира определяется, прежде всего, различными условиями и весьма далекими областями их приложения, что приводит естественно к многообразию вырабатываемых критериев, которым должны отвечать функциональные составляющие этих синтетических (синтезированных) объектов и систем. Однако, соблюдая элементарную логику, при вполне обоснованном простом разделении объектов исследования на несколько классов, каждый из которых в свою очередь допускает весьма глубокое разбиение на подклассы различных уровней подчинения возможно определение принципов и стратегических рекомендаций по проектированию и созданию, как самих систем, так и формирующих эти системы модулей. Задача модульного синтеза систем с нелинейными, нестационарными параметрами или с приближенно известной линейной составляющей, в общем случае до сих пор эффективного решения не имеет.
Целью диссертации является разработка основ модульного проектирования и их применение в конкретных технических задачах, изучении природных явлений и социально-экономических системах.
Бурное развитие вычислительной техники позволяет решить все общие и содержательные задачи, однако этот процесс одновременно порождает и ставит задачи более высокого порядка сложности, расширяется перечень и информационная емкость управляемых объектов. Повышаются требования к качеству разрабатываемых управляющих систем. Одним из эффективных подходов решения этих задач и является модульный синтез-анализ, отвечающий условиям практического моделирования. Гибкость модульной структуры, ее мобильность особенно важны для систем и объектов с характеристиками и параметрами, темп изменения которых соизмерим со скоростью изменения целевого задания. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: Формализация и создание математической идеализации, если это, возможно, то на языке математического анализа, дифференциальных уравнений и дискретной математики.
Определение области допустимых состояний объекта (фаз), так называемого «фазового перехода» .
Задание совокупности процессов-воздействий.
Требование выполнения выбранного критерия оптимальности процессов функционирования системы, с точностью до процессов мало влияющих на решение задачи.
Организация механизма ликвидирующего рассогласование параметров и процессов в системе, формирующего управляющее воздействие на объект, его развитие с допустимыми значениями функции, отклонения, а так же обеспечивающего ослабление и локализацию возмущений, отклоняющих реальные процессы от желаемого.
Содержание этих этапов должно определяться решаемой политической, социально-экономической или технической задачей. Является заманчивым и многообещающим умение там, где возможно (медленное изменение во времени, малое влияние неточно заданных параметров) приблизить динамические свойства исследуемой нелинейной системы динамическими свойствами линейных стационарных систем. Научная новизна и практическая ценность работы состоит в том, что были решены следующие задачи:
1. Впервые разработан модульный ветроагрегат с гидравлической передачей для обратноосмотического опреснения и стерилизации питьевой воды в полевых условиях.
— у.
2. На основе модульного принципа разработана и обоснована конструкция испарительного агрегата для обезвоживания экологически опасных промышленных стоков за счет сушки (тепломассообмена при обдуве потоком воздуха). При этом используется нетрадиционный источник энергии — низкопотенциальное тепло воздуха, отсасываемого, например, из горячих цехов предприятий.
3. Математическое моделирование модульного блока центробежной вакуумной дистилляции с тепловым насосом, обоснование оптимальной тепловой схемы дистиллятора и экспериментальная проверка ее характеристик.
4. Рассмотрены устойчивые высокоэффективные макрои микросистемы, являющиеся продуктом природной или искусственной оптимизации энергопреобразования за счет появления или введения модулей, концентрирующих электрические поля и потоки заряженных частиц в некоторых пространственных и энергетических каналах. Параллельно действующие, либо каскадно-соединенные модули в системе оптимизированы так, что полезные выходные свойства отдельных модулей не подавляют, а усиливают друг друга при минимальных потерях. При этом природные макросистемы обеспечивают устойчивый сбор и утилизацию рассеянной энергии, а низко диссипативные наноэлек-тронные структуры могут с максимальной скоростью перерабатывать электрическую энергию в сигналы связи и управления.
5. В рамках предлагаемого модульного подхода к явлениям природы предлагается теория описывающая природу шаровой молнии и огней св. Эльма.
6. Исследованы процессы развития социальных модулей при помощи аппарата дифференциальных уравнений, опираясь на теорию цикличности в экономическом развитии и модульный подход к исследованиям социальных явлений. Данная методология достаточно работоспособна и может применяться для анализа социогенеза и прогнозирования системы государственного управления. 7. Проведен системный модульный анализ потенциала организационных структур на примере республики Тува, с целью оптимизации их работы.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XXI Workshop on Compound Semiconductor Devices and integrated Circuits (WOCSDICE-97) Netherlands, Международной конференции «Физики и технологии-97, Санкт-Петербург, The XIIth International Conference on the Electronic Properties of 2D-Systems (EP2DS-12) Tokyo 1997, на Международной конференции «ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий», Барнаул 1998 г., на Третьем Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (INPRIM-98), на семинаре кафедры Техники и электрофизики высоких напряжений Московского энергетического института 1999 г., на семинаре кафедры «Теплотехники» Киевского технического университета «Киевский политехнический институт» 1999 г., на семинаре Международной кафедры ЮНЕСКО НГУ И СО РАН «Устойчивое развитие. Науки об окружающей среде и социальные проблемы», на семинаре кафедры «прикладной математики» Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета, на семинаре кафедры «теплоэнергетики» Новосибирского государственного технического университета.
Публикации. По теме диссертации выполнено 48 печатных работ, в том числе 2 монографии, получено 9 патентов и авторских свидетельств (СССР, Болгария, Франция, США).
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и основные задачи работы, указаны методы исследования, изложена научная новизна и практическая ценность результатов В диссертации с позиции модульного синтез-анализа исследуются следующие задачи. В первой главе в § 1.1−1.4 исследуется модульный принцип конструирования агрегатов для использования нетрадиционных источников энергии. Так, одной из основных проблем при использовании энергии ветра и других нетрадиционных и возобновляемых источников энергии является относительно малая плотность потоков энергии. Потребность в соответственно больших активных поверхностях для улавливания энергии приводит к чрезмерной материалоемкости агрегатов.
Принципиальное значение проблемы материалоемкости, при использовании рассеянной энергии ветра и солнца неоднократно отмечалось академиком П. Л. Капицей.
Снизить материалоемкость ветроагрегатов позволяет модульный принцип конструирования, широко применяемый в строительстве и машиностроении. Если производительность агрегата определяется величиной некоторой активной поверхности, то с уменьшением размеров агрегата снижается его удельная материалоемкость (на единицу активной поверхности), поскольку активная поверхность пропорциональна квадрату, а масса агрегата — кубу его размера.
Модульный принцип широко используется в солнечной энергетике. Фотоэлектрические батареи и другие гелиоагрегаты конструируют в виде модулей, устанавливаемых на модульных несущих фермообразных опорах.
В ветроэнергетике модульный принцип конструирования означает, что крупные одиночные ветродвигатели заменяются набором ветродвигателей-модулей меньшего размера.
В работе проведено комплексное обоснование модульного принципа конструирования применительно к ветроэнергетике. Рассматриваются вопросы исследования и конструирования конкретных модульных ветроагрегатов, в том числе для опреснения и стерилизации питьевой воды методом обратного осмоса.
Ранее выдвигались отдельные соображения в пользу модульного принципа в ветроэнергетике и проекты модульных ветроагрегатов. Это, прежде всего, проект модульной ветроплотины проф. В. П. Ветчинкина и А. Г. Уфимцева. Вопросы модульного построения ветроагрегатов рассматриваются в известной монографии академика Г. И. Денисенко по возобновляемым источникам энергии. Известен ряд зарубежных патентов на модульные ветроагрегаты.
Вклад автора в теорию конструирования модульных агрегатов для нетрадиционной энергетики заключается в том, что:
1. Впервые разработан модульный ветроагрегат с гидравлической передачей для обратноосмотического опреснения и стерилизации питьевой воды в полевых условиях.
Фото трехмодульного опреснительного обратноосмотического ветроаг-регата с гидравлическим суммированием мощности на месте испытаний в природных условиях на озере Иссык-Куль. Диаметр ветротурбин 1,5 м.
На примере обратноосмотического ветроагрегата проводится наиболее полное обоснование модульного принципа конструирования ветроагрегатов с учетом всего комплекса взаимосвязанных вопросов по теории подобия ветродвигателей, их конструкции, технологии изготовления и монтажа, по суммированию мощности ветродвигателей-модулей и их согласованию с устройством-потребителем энергии.
2. На основе модульного принципа разработана и обоснована конструкция испарительного агрегата для обезвоживания экологически опасных промышленных стоков за счет сушки (тепломассообмена при обдуве потоком воздуха). При этом используется нетрадиционный источник энергии — низкопотенциальное тепло воздуха, отсасываемого, например, из горячих цехов предприятий.
Экспериментальный образец модульного обратноосмотического опреснительного ветроагрегата создан и испытан в природных условиях. Найденные конструктивные решения используются в Институте гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН при разработке опытно-промышленного образца обратноосмотического ветроагрегата для серийного выпуска, а также экспериментальных образцов ветроагрегатов для пастбищного водоподъема и выработки электроэнергии в сочетании с микрогэс.
Испарительный модульный агрегат разработан, испытан и принят к внедрению на Новосибирском авиационном заводе им. В. П. Чкалова для реализации экологически чистой замкнутой технологии использования и регенерации закалочных сред на основе водного раствора поверхностно-активных полимеров. При этом первая очередь технологии регенерации уже внедрена.
В связи с тенденцией усложнения технических систем и устройств, а также в связи с потребностями, возникающими при оптимизации функционирования этих устройств, повышаются требования к предсказуемости их поведения.
Как следствие, нестационарность, наряду с нелинейностью, становится одним из основных объектов изучения при проектировании и оптимальном управлении — так называемые нерасчетные (нестационарные и нелинейные) режимы это, в сущности, и есть, как наиболее опасные, так и, это часто бывает, и наиболее эффективные режимы.
Являясь объектом изучения многих дисциплин, нестационарные процессы, в первую очередь требуют возможности реализации или, иначе говоря, как можно более точного моделирования, учитывающего основные детали рассматриваемых явлений. Очевидно, что натурный эксперимент наиболее предпочтителен, но целый ряд причин, включающий в себя как чисто научные, так и финансово-производственные барьеры, ограничивает возможности такого естественнонаучного подхода.
С другой стороны, моделирование, основанное на общих математических методах: вариационных методах механики, методах непрерывной и дискретной оптимизации, методах теории игр, иногда требует длительного участия высококвалифицированных специалистов, способных не только решать конкретные задачи, но и творчески объединять частные отдельные модули в проекты. Не говоря уже о конкурентоспобно-сти, такие требования в первую очередь выдвигает необходимость гарантированной надежности и безопасности.
В экстремальных условиях жизнедеятельности человека, когда отсутствуют естественные источники питьевой воды, наиболее актуальной является проблема водоснабжения.
Во время длительных экспедиций на морских судах, космических станциях, проведении геологических работ в безводных районах, для функционирования мобильных спасательных транспортных систем наиболее целесообразным является опреснение соленой воды, доступной из окружающей среды (море, подземные воды) или регенерация (санитарно-гигиеническая вода, урина, вода, отработанная в производственных установках).
Для опреснения вод с солесодержанием выше 15 000 мг/л чаще всего используются три метода: обратный осмос (рассмотренный в предыдущих параграфах), испарение с пористых мембран и термическая дистилляция от систем жизнеобеспечения, работающих в экстремальных условиях, требуется надежность, компактность, минимальный вес и низкий расход энергии. Этим жестким требованиям наиболее полно отвечают опреснительные установки с центробежной вакуумной дистилляцией, изучаемые в § 1.5−1.7. Процесс испарения солевого раствора с получением чистого пара происходит здесь в тонкой пленке, движущейся по вращающейся поверхности (диск, конус, цилиндр). Таким образом, работа аппарата не зависит от качки, вибрации, крена и наличия гравитационной силы, а высокая интенсивность процесса испарения в тонкой пленке, образованной полем центробежных сил, обеспечивает малые габариты установки. Использование центробежной дистилляции для опреснения обеспечивает возможность достижение высокой степени извлечения воды из обрабатываемого раствора и высокую степень чистоты получаемого дистиллята (содержание солей в дистилляте до 1−2мг/л). К преимуществам этого метода следует отнести также возможность работы на различных видах энергии, в том числе на низко потенциальной тепловойприменение различных модульные решений (тепловые насосы, термокомпрессоры, многоступенчатое выпаривание) для снижения энергопотребления.
Широкие перспективы использования метода термической центробежной дистилляции в системах жизнеобеспечения ставят задачу детального его изучения и выработки практических рекомендаций к проектированию центробежных опреснительных установок. В настоящее время в литературе отсутствуют данные для проектирования и рационального конструирования таких систем. Имеются лишь несистематизированные сведения о процессах тепло и массопереноса на вращающихся поверхностях. Так как наиболее важными параметрами здесь являются габариты, вес и удельное энергопотребление, то оптимизация конструкции центробежного дистиллятора с тепловым насосом является наиболее актуальной задачей, а отсутствие экспериментальных сведений о работе таких установок, методик расчета и оптимизации конструкции потребовало проведения соответствующих исследований.
Вследствие этого, целью настоящей части первой главы в § 1.5−1.7 является математическое моделирование блока центробежной вакуумной дистилляции с тепловым насосом, обоснование оптимальной тепловой схемы дистиллятора и экспериментальная проверка ее характеристик.
Во второй главе в § 2.1 анализируются модульные гетерострукту-ры (сверхрешетки) в электронике. Как известно классическая сверхрешетка представляет собой систему из монослоев (пачек монослоев) различных материалов, (полупроводников, диэлектриков) свойства которых весьма полно изучены и широко используются на практике. Многослойные периодические структуры обладают рядом принципиально новых по сравнению с однородными полупроводниками характеристик. Для их описания уже недостаточно функциональных параметров характеризующих однородные материалы. В данном случае модулями являются указанные монослои или пачка монослоев. Комбинирование этих модулей и формирует исследуемую структуру. Использование геометрических характеристик, ориентации структуры относительно внешних полей, амплитуд изменения используемых параметров и т. д. предоставляет возможности гибкого управления физическими свойствами полупроводниковых модульных структур в широких пределах.
Развитие «объемных гетероструктур», создание «идеального» гетероперехода и введение концепции модульной гетероструктуры в физику и технологию полупроводников привело к открытию новых физических эффектов, кардинальному улучшению фактически всех известных характеристик и созданию новых типов полупроводниковых приборов, используемых от космических станций до бытовой техники.
В диссертации приведены следующие исследования:
1 .Оптимизация градированной полупроводниковой сверхрешетки для получения полной электронной проницаемости в электрическом поле.
Развито новое направление в рамках инженерии гетероструктурных сверхрешеток с необычными свойствами. Впервые предложена гибридная система, соединяющая подходы к формированию плоских мини зон в электрическом поле со способами избавления от переотражений электронов от краев сверхрешетки в нулевом электрическом поле. Испытан ряд вариантов изменения толщины потенциальных ям сверхрешетки и уменьшения толщины барьеров к ее краям. На примере структур, используемых в качестве электронных инжекторов в униполярных квантовых каскадных лазерах, компьютерным моделированием показано, что, в результате предложенного объединения ранее найденных подходов, удается получить почти прямоугольные окна полной электронной проницаемости структуры, как по энергии падающих электронов при постоянном напряжении, так и по напряжению при постоянной энергии электронов. Эти окна, в отличие от плоских мини зон с узкими пиками проницаемости в прежних сверхрешетках, являются устойчивыми к процессам рассеяния на фотонах и к несовершенствам гетерограниц.
2. Полупроводниковый усилитель ИК излучения с простейшими каскадами, содержащими одну квантовую яму с одним квазиуровнем.
В связи с проблемой создания униполярного квантового каскадного лазера впервые предложена простейшая конструкция каскада, объединяющая эффект захвата электрона из континуума на единственный уровень квантовой ямы (при классически разрешенном движении над ней) и ускользания из ямы путем туннелирования электрона с этого уровня в специально созданную возле ямы широкую область пониженной потенциальной энергии. Численным моделированием проверено, что при оптимальной амплитуде ВЧ поля резонансной частоты и оптимальной толщине потенциального барьера между узкой ямой и областью низкой потенциальной энергии, электрон почти со 100 процентной вероятностью может скатиться с потенциальной ступени через квазиуровень квантовой ямы с вынужденной эмиссией фотона. По сравнению с недавно испытанными каскадами в этом устройстве нет сцепки фотоном пары квазиуровней, поэтому оно обладает повышенной устойчивостью к технологически неизбежным флуктуациям положений квазиуровней и способностью к перестройке частоты ВЧ поля.
3. Облучаемая микроволнами решетка полосковых затворов на поверхности структур с двумерным электронным газом как устройство для генерации и расщепления электронных пучков.
Получил дальнейшее развитие эффект сцепки баллистических электронов с дном континуума в резко неоднородных высокочастотных полях. Сформулирован принцип усиления этого эффекта вследствие интерференционного суммирования слабых отражений от ряда периодически расположенных модулей, т. е. от гребенки динамических потенциальных барьеров, либо ступеней динамической потенциальной лестницы. Предложены способы электрического соединения полосковых затворов между собой и с широкополосной антенной для генерации динамических препятствий таких двух типов. Численным моделированием выполнена проверка выдвинутого принципа и показано, что регулярное повторение динамических препятствий может вести к резкому расширению и усилению резонансов неупругого и упругого отражения электронов, а также к сильному сдвигу этих резонансов от порогов их появления (от нулевой энергии падающих частиц и от энергии, совпадающей с квантом ВЧ поля). Основной вывод: Рассмотренные устойчивые высокоэффективные макрои микросистемы являются продуктом природной или искусственной оптимизации энергопреобразования за счет появления или введения модулей, концентрирующих электрические поля и потоки заряженных частиц в некоторых пространственных или энергетических каналах. Параллельно действующие, либо каскадно-соединенные модули в системе оптимизированы так, что полезные выходные свойства отдельных модулей не подавляют, а усиливают друг друга при минимальных потерях. При этом природные макросистемы обеспечивают устойчивый сбор и утилизацию рассеянной энергии, а низко диссипативные нано-электронные структуры могут с максимальной скоростью перерабатывать электрическую энергию в сигналы связи и управления.
Во второй главе в § 2.2. Изучаются электрические атмосферные явления (Шаровая молния и Огни святого Эльма) как сложные модульные структуры. В отличие от часто встречающихся атмосферных электрических явлений: обычных молний и северных сияний, для которых теории, описывающие их, являются общепризнанными и «устоявшимися», для шаровой молнии и огней святого Эльма до сих пор не существует общепризнанных теорий объясняющих эти явления.
Интерес к исследованиям шаровой молнии и огней святого Эльма обусловлен рядом причин: Во-первых, любое явление, особенно такое редкое, как шаровая молния или огни Эльма, достойно быть объектом физического изучения. Во-вторых, изучение физики данных явлений позволяет исследовать кинетику большого круга процессов, проходящих в атмосфере при выполнении целого ряда условий (явления имеют узкую область существования в пространстве внешних параметров: состояние и состав атмосферы, величина внешнего воздействия). В третьих, эти явления, бесспорно, имеют непосредственное отношение к проблеме самоорганизации, существования и распада неравновесных структурновой и перспективной области исследований. Фантазия многих хотела бы видеть в рассматриваемых явлениях что-то весьма необычайное, неподдающееся описанию в рамках современных физических представлений, но наши исследования показывают что, несмотря на все сложности воспроизводства указанных явлений в лабораторных условиях, и шаровая молния и огни Эльма — физическая реальность, не требующая для своего осмысления переворота в физике.
Ситуация с шаровой молнией, как объекта изучения науки, уникальна тем, что физические параметры явления в момент: его существования никогда не измерялись. Иногда удавалось исследовать последствия воздействия шаровой молнии на материальные объекты. Ввиду этой ситуации — невозможности проверки гипотез без объективных измерений, большую долю в усилиях направленных на изучение шаровой молнии занимают попытки лабораторного создания шаровой молнии. Однако перед ученым, который занимается лабораторными экспериментами, даже в случае успеха, будет стоять вопрос — является ли лабораторный объект аналогом шаровой молнии.
На основе ряда проведенных исследований и экспериментов и в рамках предлагаемого модульного подхода к явлениям природы, предлагается одна из теорий, описывающая природу шаровой молнии и огней св. Эльма.
Мы полагаем, что в основе этих явлений лежат стримерные разряды в условиях, когда в воздухе присутствуют метастабильные переохлажденные водяные пары. Стримерные разряды представляют собой тонкие светящиеся каналы, заполненные газоразрядной плазмой.
Если положительная корона принимает стримерный характер, то видимый размер ее свечения на летающих концентраторах в природных условиях достигает нескольких сантиметров и более. Стримеры в положительной короне поочередно распространяются в разных направлениях с частотой ~103—105 Гц. В результате наложения множества стримеров, визуально наблюдается объемное свечение, причем средняя температура близка к температуре окружающей среды.
Положительная стримерная корона (огонь св. Эльма) на летающем электропроводном концентраторе воспринимается наблюдателем как шаровая молния.
Распространение стримерного разряда, одного из образующих область свечения шаровой молнии или огня св. Эльма можно считать модулем, из которых состоит рассматриваемое явление. Свойства модуля определяется химическим составом, напряженностью электрического поля и еще рядом параметров атмосферы, в которой происходит разряд, проводимостью и геометрией поверхности вещества, с которого происходит разряд. А на границе между модулями, с различными свойствами поля происходит связь через различные условия и в формировании спектра колебаний участвует вся модульная структура (сложный объект). Ниже приводятся описания экспериментов и исследований отдельных факторов влияющих на параметры модулей и исследование сложных объектов (шаровой молнии и огней Эльма) в целом.
На фотографии модель шаровой молнии — изолированный огонь св. Эльма размером ~5 см на лепестке. Расстояние между дисковыми электродами 25 см, напряженность поля ~3 кВ/см. Лепесток подвешен на стеклянном изоляторе длиной 0,5 м. На левом конце лепестка видна отрицательная тлеющая корона, обеспечивающая токовую подпитку огня св. Эльма.
Во второй главе в § 2.3. с помощью подхода, предусматривающего модульное строение взрывчатых веществ, было описано, ранее экспериментально открытое, но до сих пор не имеющее удовлетворительного объяснения явление — детонация порошков твердых взрывчатых веществ со скоростью меньшей, чем скорость звука в прессованном порошке.
В третьей главе в § 3.1. проводится модульный анализ социальных систем. На современном этапе развития можно считать общепризнанным, что науки об обществе и человеке находятся в неудовлетворительном с точки зрения точных наук состоянии. В этих условиях формирование новой теории и методологии приобретает особую актуальность. Имеет смысл сразу оговориться, что автор не предполагает рассматривать предложенные методы как единственно верные, но как вполне работоспособные и открытые для обсуждения. На протяжении новой и новейшей истории человечество последовательно применяло научный метод к самым разным областям своей деятельности. Сегодня мы имеем полное господство этого метода в нашей практической жизни. Одной из его форм является математический метод, который, в известном смысле, идет по стопам первого. Этот метод торжествует в физике, постепенно завоевывает позиции в химии и биологии, т. е. среди тех областей знания, которые принято называть естественными науками. В существенно меньшей степени это можно сказать о так называемых общественных науках, например истории, социологии. Методы предсказания тех или иных явлений в этих областях знания основывались обычно на каких-либо гуманитарных теориях, которые в некоторых случаях, с точки зрения точных наук, напоминают скорее систему верований, нежели инструмент для обработки данных. Построение умозаключений в этих теориях, нерепрезентативный подбор явлений и фактов не выдерживают критики с точки зрения точных наук. Что касается теоретического уровня, то здесь можно констатировать наличие многочисленных попыток построения какого либо теоретического фундамента. Любая теоретическая наука может считаться созданной (будь то теоретическая физика, биология, история и пр.) только в том случае, если на основе ее основной парадигмы удается интерпретировать большую часть того эмпирического материала, который касается той или иной конкретной области. Большинство этих попыток, к сожалению, не удовлетворяют этому существенному критерию научности. Эти теории «ставили вопрос о влиянии на исторический процесс или процессы географических, биологических, социальных или духовных факторов, а не о сопряжении тех и других, благодаря чему становятся доступными эмпирическому обобщению и сам процесс, и его составляющие» 1. Фактически, отдельные авторы абсолютизировали различные аспекты общества, что с самого начала обрекало на неудачу предлагаемые ими подходы. К. Маркс, как из.
1 Л. Гумилев, Этногенез и биосфера земли. М. Ди Дик 1995. вестно, взял за основу экономический фактор, психологи (А. Адлер, К. Г. Юнг и др.) пытались интерпретировать общество с точки зрения бессознательного, индивидуального и коллективного. В наши дни такие надежды начинают возлагать на экологию. С нашей точки зрения, любой подход к обществу, абсолютизирующий какой-либо отдельный фактор, является в принципе бесперспективным. Заметим, тем не менее, что мы не склонны к огульному осуждению таких попыток, так как сами встали на этот скользкий путь. Это то, что касается научного метода в применении к общественным наукам. Математический метод локализует проблему субъективности подхода в выборе математической модели, при этом выводы сделанные на основании такой модели, становятся настолько же достоверными, насколько достоверна сама математика. Такой подход вполне оправдал себя в естественных науках, в том смысле, что предсказания, сделанные на основании тех или иных моделей, коррелируют с определенной точностью с наблюдаемой действительностью.
В виду вышесказанного представляется нелишним предложить попытку моделирования глобальных социальных процессов. В общем случае социально-экономическая система может быть формализована, как целостное множество модулей — управленческо-хозяйственных элементов, характеризующихся заданным списком признаков-свойств (состав населения, занимаемая территория и т. д.), взаимосвязанных отношениями собственности, функциями обмена, распределения, перераспределения и потребления материальных, трудовых и финансовых ресурсов, а также замкнутое относительно ряда внутренних функций. Выделение таких модулей, каждый из которых сам может быть носителем всех свойств и функций целого или в результате разделения сохранил только необходимый (требуемый) набор свойств, функций (многофункциональный модуль) в том числе и одну функцию (монофункциональный модуль) является задачей модульного анализа. Рассматривая, социальные объекты как модули в некоторой объемлющей системе мы построим математическую модель поведения такого модуля. Рассматривая внутреннюю структуру такого объекта можно понять, что его поведение до известной степени зависит от устройства и поведения его структурных компонент, на которые он распадается при ближайшем рассмотрении и которые являются также модулями, только иного порядка величины и самодостаточны относительно других наборов внутренних функций. Эти подмодули иногда наследуют функции иерархически высших структур, являясь, в этом смысле, подчиненными. С другой стороны, некоторые аспекты наследуются лишь частично, появляясь в виде управляющих функций, которые влияют на поведение модуля.
Таким образом, мы исследовали процессы развития социальных модулей при помощи аппарата дифференциальных уравнений, опираясь на теорию цикличности в экономическом развитии и модульный подход к исследованиям социальных явлений. Данная методология достаточно работоспособна и может применятся для анализа социогенеза. Построены несколько стандартных моделей, поведение которых согласуется с теоретическим предположениями и интуитивными представлениями. Подобный подход представляется плодотворным и полезным для исследования социальных систем и социогенеза.
В качестве примера, приведенного в работе, рассмотрим локальную модель с условным названием «Жесткое государство, которое оттягивает большую часть экономического потенциала на собственное развитие. В этом случае график, полученный в результате численной реализации, выглядит так:
Гипертрофированное развитие политической системы с одной стороны, постепенно удушает экономику, а с другой способствует большей социальной интеграции, более жесткому нормативному порядку, что согласуется с интуитивными представлениями о такого рода процессах.
Все локальные модели имеет смысл рассматривать на небольших интервалах, так как они предполагают некоторую неизменную функцию управления, что на больших отрезках времени не соответствует ни опыту, ни построенной нами глобальной модели. Более того, системы с деструктивными функциями управления рано или поздно могут стать неустойчивыми и анализ их поведения на базе локальных моделей непродуктивным. Все это следует иметь ввиду при экспериментировании с изменениями коэффициентов и временных интервалов.
В третьей главе в § 3.2 проведен системный анализ потенциала организационных структур на примере республики Тыва. Актуальность выбранной темы подтверждается тем, что все большее количество стран рассматривает научные исследования и применение науки в целях определения условий устойчивого развития, как важнейшего фактора национальной политики. В этом случае органы управления, формирующие эту политику на различных организационных уровнях, должны иметь четкое представление о современном положении дел в экономике, образовании, культуре, социальной инфраструктуре, науке и т. д. Такое знание опирается на измерение, анализ, оценку комплекса сложных параметров. Потребность проведения оценок потенциала различных организационных э/г структур в современных условиях вызвана усилением межотраслевого характера проблем развития, их комплексности, необходимости более тщательного выбора направлений деятельности. Так как состав задач, подлежащих решению, быстро обновляется и усложняется, это требует повышения гибкости целевых установок и современной подготовленности всех составляющих потенциала к их эффективному решению.
Потенциал можно определить как комплекс параметров, характеризующих способность организационной структуры решать не только стоящие перед ней проблемы, но и перспективные задачи развития. При этом сам объект исследований можно представить в виде системно-организованного состава существующих кадров, материально-технических средств и информационных потоков.
Опыт работы свидетельствует, что без системного анализа сложных социально-экономических систем невозможно обеспечить их эффективную деятельность. Существующие показатели в значительной степени ориентированы на сложившуюся практику статистического учета, что не позволяет проводить активный прогноз влияния различных факторов на системную динамику. Это, наряду с совершенствованием аппарата учетных оценок, делает необходимым создание методического обеспечения для более эффективного использования существующего потенциала любого рода организационных структур и его развития в соответствии с меняющимися целями и приоритетами.
В настоящее время для анализа различных организационных структур и поиска способов их управления, широко используются точные методы естествознания, математики, логики, статистики. Целью такого подхода ставится комплексное изучение объекта исследований как целостной системы, осуществляющей взаимосвязанные многообразные функции и подвергающейся последовательным изменениям под влиянием внешних и внутренних факторов.
Принято различать следующие особенности поведения сложных социально-экономических систем: а) контринтуитивностьб) устойчивость к административным нововведениямв) противоречия между долгосрочными и краткосрочными реакциямиг) тенденция к ухудшению качествад) управление через точки влияния. Раскроем, что стоит за этими определениями. а). Из жизненного опыта каждый знает, что причина и следствие тесно связаны в пространстве и времени. В простых системах, с которыми чаще всего приходится сталкиваться, ошибки, просчеты и трудности понимания обнаруживаются сразу. За недопустимым действием (причиной) немедленно следует результат (следствие). Это привычный, стереотипный стиль мышления, обычная мерка, с которой осуществляется подход к многообразию явлений и процессов жизни.
В случае сложных социальных систем все эти представления оборачиваются серьезными заблуждениями. Они относятся к категории контр интуитивных, то есть причина, и следствие не связаны (напрямую, в явном виде) ни во времени, ни в пространстве. Источник какого-либо наблюдаемого симптома явления, может в действительности лежать в отделенном секторе. При этом система может выглядеть точно такой же, как простая, являясь в действительности совершенно другой: вместо причины и следствия мы имеем совпадающие симптомы, обусловленные ее динамикой. В такой ситуации человек, действуя по логике здравого смысла, интуиции направляет свои усилия на устранение симптомов, но при этом истинные источники остаются незатронутыми. Такие меры либо не эффективны, либо приводят к ухудшению ситуации. Подход к решению проблем сложных социальных систем, основанный на человеческой интуиции, в большинстве случаев приводит к ошибкам. В этом кроется главная причина краха фирм, международных кризисов и трудностей в процессе развития экономики регионов: можно вспомнить хотя бы горбачевские «ускорения», «перестройку» и современных попыток рыночной ориентации хозяйственного механизма страны. б). Сложные системы сопротивляются большинству административных мероприятий. Даже в случае значительных нововведений их поведение часто остается без изменений. Административные меры в основном касаются структуры и параметров. Причина же заключается в природе. Это приводит к тому, что существующая система остается нечувствительной к большинству модификаций, которые навязываются ей новыми решениями, так как они изменяют только степень влияния информации или действия. При административном вмешательстве происходит перераспределение большинства уровней и образуется новое сочетание потоков информации для выбора решения. Результаты остаются близкими к прежним, с устойчивой доминантой к ухудшению ситуации. Наглядный тому пример: административные меры по борьбе с пьянством в 1985 г., а также эпопея приватизации и акционирования сельскохозяйственных предприятий 90-х годов. в). Большинство изменений в сложной системе обычно вызывает краткосрочные реакции, направление которых противоположно долгосрочному эффекту. Дело обстоит так, что сначала виден положительный результат предпринятой меры, хотя на деле происходит перемещение в будущее этапа, на котором проявятся негативные изменения. Когда положение дел ухудшается, первоначальные усилия удваиваются, еще более усугубляя отдаленные последствия. Принцип «сначала хуже, потом лучше» причинит особенно много хлопот администрации, решающей проблемы оздоровления города. Программа строительства дешевого жилья через 20−25 лет приводит к проблемам сноса трущоб или капитального ремонта жилого фонда. Этот конфликт между краткосрочными и долгосрочными интересами частично объясняет недостаточно удовлетворительное сегодняшнее состояние инфраструктуры российских ropoдов: под давлением избирателей администрации стремятся быстро и наглядно удовлетворить их запросы — принимаются меры, подготавливающие почву для убыточных последствий. г). Тенденция к ухудшению качества определяется свойствами сложной системы: контринтуитивностью, устойчивостью к административным нововведениям и противоречием между краткосрочными и долгосрочными реакциями. д). Любая сложная система содержит несколько точек к изменениям, в которых она чувствительна. Применение административного воздействия в одной них может вызвать необходимые результаты в ее поведении. Параметры и структурные изменения, к которым система чувствительна, обычно не очевидны. Необходимо провести тщательный анализ, чтобы их обнаружить.
В связи с тенденцией усложнения социально-экономических систем растет и потребность оптимизации их управления и функционирования. Один из путей решения этой проблемы лежит в использовании проблемно-ориентированных оценок потенциала. Этот подход использует комплекс количественных и качественных характеристик с максимальным учетом взаимосвязей различных частных факторов и их совместного влияния на общую динамику развития. Результаты таких оценок могут выступать необходимым средством обеспечения единой политики в отношении формирования и использования потенциала организационных структур, способствовать представлению о реальных их возможностях в отношении решения стоящих задач, обеспечить проведение экспертного анализа вариантов совершенствования с позиций достижения поставленных целей.
Под оценкой понимается совокупность количественных и качественных характеристик организационных ресурсов, описывающих объект (потенциал организационной структуры) в целом и по отдельным его составляющим. Оценки потенциала — важное средство выявления и мобилизации внутренних резервов повышения эффективности деятельности, более обоснованного принятия управленческих решений.
Учетно-отчетные оценки — традиционные, в основном количественные, формируемые на основе различных форм статистического учета, а так же отчетных данных бухгалтерской документации и т. д. Главное назначение учетно-отчетных оценок — служить средством описания величины и структуры потенциала. Вместе с тем, ограничения, накладываемые на ресурсы, особенно на возможности формирования новых стабильных организационных структур для достижения обновляющихся целей, все более ужесточаются. При этом лицам, принимающим решения, важно знать, насколько соответствуют количественные и качественные характеристики потенциала организации специфике тех или иных целей, другими словами, оценить уровень их готовности к решению поставленной задачи. Традиционные учетно-отчетные оценки оказались малопригодными для решения подобных проблем. Все это привело к формированию целевых подходов к методам оценки потенциала.
Проблемно-ориентированные оценки описывают соответствие (релевантность) комплекса специально выделенных свойств потенциала организации-исполнителя условиям достижения конкретной цели или решения определенной задачи. По сути, целевые методы анализа представляют свою оценку потенциала, ориентированного на достижение определенных целей развития.
Проведенное исследование факторов эффективности деятельности различных организационных структур и коллективов позволило выделить в качестве обязательного условия успеха различного вида деятельности соответствие между целями и такими характеристиками потенциала исполнителя, как: 1) наличие лидера- 2) наличие специалистов соответствующего профиля- 3) использование эффективных методов решения проблемызадел из ранее полученных результатов, непосредственно требующегося для выполнения данного задания- 4) оснащенность специальным оборудованием- 5) наличие и доступ к необходимой материально-технической базе- 6) уровень развития сети партнерских связей, которые могут быть задействованы- 7) непосредственные связи с потенциальными пользователями ожидаемого результата или заказчиком работ.
Названные характеристики, безусловно, развиваются в процессе деятельности, а их состав может расширяться при оценке соответствия потенциала тем или иным целям. Однако специально проведенные исследования факторов эффективности деятельности различных организационных структур показали, что среди любого набора характеристик в преобладающем большинстве случаев обязательно присутствуют отмеченные выше.
Проблемно-ориентированные оценки представляют собой развитие аппарата учетно-отчетных оценок применительно к изменившимся условиям социально-экономической деятельности, характеризуемой высоким динамизмом. Особенно необходимы они при подготовке организационно-управленческих решений по переориентации реально функционирующих организаций на новые задачи или по формированию новых структур для достижения поставленных целей.
При этом получаемые оценки должны отвечать ряду условий:
— привязанность к конкретным проблемам, стоящим перед органами управления, и адаптируемость к условиям применения;
— комплексность и отражение специфических особенностей исследуемого объекта (например, фирма, район, министерство, регион и т. д.), направленных на раскрытие его характерных возможностей;
— системность, обеспечивающая решение поставленных задач на всех уровнях управления;
— непротиворечивость с существующими регламентами, особенностями функционирования систем, и сопоставимость с другими результатами;
— практическая осуществимость по применению органами управления;
— устойчивость к внешним возмущениям.
Для получения проблемно-ориентированных оценок необходимо четко определять цель и технологию ее реализации, объект исследований, используемые характеристики и методы их измерения, алгоритм получения обобщенной оценки. Объектом является структурированный на составляющие потенциал, а главной задачей — количественное измерение соответствия характеристик потенциала в зависимости от сформулированных целей. Выводы, основанные на результатах таких измерений, должны помочь ответить на вопросы: доступны ли те или иные цели коллективу и позволяет ли исследуемый потенциал достичь ихсоответствует ли потенциал исследуемых коллективов решению конкретной проблемыкакие меры необходимо предпринять по усилению тех или иных характеристик потенциала, чтобы осуществить достижение цели?
Из такой постановки вопросов следует существование прямой и обратной задач проведения проблемно-ориентированных оценок. Если первичными являются потенциальные возможности исследуемых структур, исходя из которых, рассматривается множество целей, то имеем дело с прямой задачей. Если же определяющими являются заранее сформулированные цели, а с ними соотносятся возможности организаций, то речь идет об обратной задаче проблемно-ориентированных оценок.
Проведение проблемно-ориентированных оценок потенциала заключается в определении соответствия его характеристик специфике ставящихся целей с учетом уровня их реализации по этапам в заданный период времени. Очевидно, что достоверность и целесообразность применения на практике полученных результатов в значительной степени зависит от структуризации, то есть выделения наиболее существенных характеристик общего потенциала органа управления, и достаточно конкретного описания цели, под которой понимается четко сформулированный конечный результат деятельности, дополненный количественными и качественными параметрами.
В третьей главе в § 3.3 автором предложено программное решение для управления предприятием, для планирования его деятельности, базирующееся на принципах модульного подхода к управлению планированием. Предложен сетевой программный комплекс, который позволяет динамически структурировать предприятие на отдельные модули, работающие над отведенными им вопросами, контролировать их деятельность и ее результаты, спроектированный в архитектуре клиент-сервер, данный комплекс позволяет разделять деловую информацию между клиентами, в зависимости от предопределенных им прав доступа. Система имеет также встроенный менеджер-контактор и базу данных сотрудников, что позволяет более эффективно вести планирование. Интуитивный интерфейс возможности, гибкой настройки, делают этот программный комплекс интересным, не только с методологической точки зрения, но и как надежный продукт для практического использования в повседневной деятельности.
Данная программа, реализованная на языке Паскаль в программном комплексе «DELPHI» внедрена в следующих государственных структурах: в Западно-Сибирском региональном управлении по борьбе с организованной преступностью МВД РФ, и Управлении ЗападноСибирской железной дороги МПС РФ, что оформлено соответствующими актами внедрения.
Выводы.
§ 3.2 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПОТЕНЦИАЛА ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СТРУКТУР.
Все большее количество стран рассматривает научные исследования и применение науки в целях определения условий устойчивого развития как важнейшего фактора национальной политики. В этом случае органы управления, формирующие эту политику на различных организационных уровнях, должны иметь четкое представление о современном положении дел в экономике, образовании, культуре, социальной инфраструктуре, науке и т. д. Такое знание опирается на измерение, анализ, оценку комплекса сложных параметров. Потребность проведения оценок потенциала различных организационных структур в современных условиях вызвана усилением межотраслевого характера проблем развития, их комплексности, необходимости более тщательного выбора направлений деятельности. Так как состав задач, подлежащих решению, быстро обновляется и усложняется, это требует повышения гибкости целевых установок и современной подготовленности всех составляющих потенциала к их эффективному решению.
Потенциал можно определить как комплекс параметров, характеризующих способность организационной структуры решать не только стоящие перед ней проблемы, но и перспективные задачи развития. При этом сам объект исследований можно представить в виде системно-организованного состава существующих кадров, материально-технических средств и информационных потоков.
Опыт работы свидетельствует, что без системного анализа сложных социально-экономических систем невозможно обеспечить их эффективную деятельность. Существующие показатели в значительной степени ориентированы на сложившуюся практику статистического учета, что не позволяет проводить активный прогноз влияния различных факторов на системную динамику. Это, наряду с совершенствованием аппарата учетных оценок, делает необходимым создание методического обеспечения для более эффективного использования существующего потенциала любого рода организационных структур и его развития в соответствии с меняющимися целями и приоритетами.
В настоящее время для анализа различных организационных структур и поиска способов их управления, широко используются точные методы естествознания, математики, логики, статистики. Целью такого подхода ставится комплексное изучение объекта исследований как целостной системы, осуществляющей многообразные взаимосвязанные функции и подвергающейся последовательным изменениям под влиянием внешних и внутренних факторов.
Принято различать следующие особенности поведения сложных социально-экономических систем: а) контринтуитивностьб) устойчивость к административным нововведениямв) противоречия между долгосрочными и краткосрочными реакциямиг) тенденция к ухудшению качествад) управление через точки влияния. Раскроем, что стоит за этими определениями. а). Из жизненного опыта каждый знает, что причина и следствие тесно связаны в пространстве и времени. В простых системах, с которыми чаще всего приходится сталкиваться, ошибки, просчеты и трудности понимания обнаруживаются сразу. За недопустимым действием (причиной) немедленно следует результат (следствие). Это привычный, стереотипный стиль мышления, обычная мерка, с которой осуществляется подход к многообразию явлений и процессов жизни.
В случае сложных социальных систем все эти представления оборачиваются серьезными заблуждениями. Они относятся к категории контринтуитивных, то есть причина и следствие не связаны (напрямую, в явном виде) ни во времени, ни в пространстве. Источник какого-либо наблюдаемого симптома явления, может в действительности лежать в очень отделенном секторе. При этом система может выглядеть точно такой же, как простая, будучи в действительности совершенно другой: вместо причины и следствия мы имеем совпадающие симптомы, обусловленные ее динамикой. В такой ситуации человек, действуя по логике здравого смысла, интуиции направляет свои усилия на устранение симптомов, но при этом истинные источники остаются незатронутыми. Такие меры либо не эффективны, либо приводят к ухудшению ситуации. Подход к решению проблем сложных социальных систем, основанный на человеческой интуиции, в большинстве случаев приводит к ошибкам. В этом кроется главная причина краха фирм, международных кризисов и трудностей в процессе развития экономики регионов: можно вспомнить хотя бы горбачевские «ускорения», «перестройку» и современных попыток рыночной ориентации хозяйственного механизма страны. б). Сложные системы сопротивляются большинству административных мероприятий. Даже в случае значительных нововведений их поведение часто остается без изменений. Административные меры в основном касаются структуры и параметров. Причина же заключается в природе. Это приводит к тому, что существующая система остается нечувствительной к большинству модификаций, которые навязываются ей новыми решениями, так как они изменяют только степень влияния информации или действия. При административном вмешательстве происходит перераспределение большинства уровней и образуется новое сочетание потоков информации для выбора решения. Результаты остаются близкими к прежним, с устойчивой доминантой к ухудшению ситуации. Наглядный тому пример: административные меры по борьбе с пьянством в 1985 г., а также эпопея приватизации и акционирования сельскохозяйственных предприятий 90-х годов. в). Большинство изменений в сложной системе обычно вызывает краткосрочные реакции, направление которых противоположно долгосрочному эффекту. Дело обстоит так, что сначала виден положительный результат предпринятой меры, хотя на деле происходит перемещение в будущее этапа, на котором проявятся негативные изменения. Когда положение дел ухудшается, первоначальные усилия удваиваются, еще более усугубляя отдаленные последствия. Принцип «сначала хуже, потом лучше» причинит особенно много хлопот администрации, решающей проблемы оздоровления города. Программа строительства дешевого жилья через 20−25 лет приводит к проблемам сноса трущоб или капитального ремонта жилого фонда. Этот конфликт между краткосрочными и долгосрочными интересами частично объясняет недостаточно удовлетворительное сегодняшнее состояние инфраструктуры российских городов: под давлением избирателей администрации стремятся быстро и наглядно удовлетворить их запросы — принимаются меры, подготавливающие почву для убыточных последствий. г). Тенденция к ухудшению качества определяется свойствами сложной системы: контринтуитивностью, устойчивостью к административным нововведениям и противоречием между краткосрочными и долгосрочными реакциями. д). Любая сложная система содержит несколько точек к изменениям, в которых она чувствительна. Применение административного воздействия в одной них может вызвать необходимые результаты в ее поведении. Параметры и структурные изменения, к которым система чувствительна, обычно не очевидны. Необходимо провести тщательный анализ, чтобы их обнаружить.
В связи с тенденцией усложнения социально-экономических систем растет и потребность оптимизации их управления и функционирования. Один из путей решения этой проблемы лежит в использовании проблемно-ориентированных оценок потенциала. Этот подход использует комплекс количественных и качественных характеристик с максимальным учетом взаимосвязей различных частных факторов и их совместного влияния на общую динамику развития. Результаты таких оценок могут выступать необходимым средством обеспечения единой политики в отношении формирования и использования потенциала организационных структур, способствовать представлению о реальных их возможностях в отношении решения стоящих задач, обеспечить проведение экспертного анализа вариантов совершенствования с позиций достижения поставленных целей [207 212].
Под оценкой понимается совокупность количественных и качественных характеристик организационных ресурсов, описывающих объект (потенциал организационной структуры) в целом и по отдельным его составляющим. Оценки потенциала — важное средство выявление и мобилизации внутренних резервов повышения эффективности деятельности, более обоснованного принятия управленческих решений.
Учетно-отчетные оценки — традиционные, в основном количественные, формируемые на основе различных форм статистического учета, а так же отчетных данных бухгалтерской документации и т. д. Главное назначение учетно-отчетных оценокслужить средством описания величины и структуры потенциала. Вместе с тем, ограничения, накладываемые на ресурсы, особенно на возможности формирования новых стабильных организационных структур для достижения обновляющихся целей, все более ужесточаются. При этом лицам, принимающим решения, важно знать, насколько соответствуют количественные и качественные характеристики потенциала организации специфике тех или иных целей, другими словами, оценить уровень их готовности к решению поставленной задачи. Традиционные учетно-отчетные оценки оказались малопригодными для решения подобных проблем. Все это привело к формированию целевых подходов к методам оценки потенциала.
Проблемно-ориентированные оценки описывают соответствие (релевантность) комплекса специально выделенных свойств потенциала организации-исполнителя условиям достижения конкретной цели или решения определенной задачи. По сути целевые методы анализа представляют свою оценку потенциала, ориентированного на достижение определенных целей развития.
Проведенное исследование факторов эффективности деятельности различных организационных структур и коллективов позволило выделить в качестве обязательного условия успеха различного вида деятельности соответствие между целями и такими характеристиками потенциала исполнителя, как: 1) наличие лидера- 2) наличие специалистов соответствующего профиля- 3) использование эффективных методов решения проблемызадел из ранее полученных результатов, непосредственно требующегося для выполнения данного задания- 4) оснащенность специальным оборудованием- 5) наличие и доступ к необходимой материально-технической базе- 6) уровень развития сети партнерских связей, которые могут быть задействованы- 7) непосредственные связи с потенциальными пользователями ожидаемого результата или заказчиком работ [208].
Названные характеристики безусловно развиваются в процессе деятельности, а их состав может расширяться при оценке соответствия потенциала тем или иным целям. Однако специально проведенные исследования факторов эффективности деятельности различных организационных структур показали, что среди любого набора характеристик в преобладающем большинстве случаев обязательно присутствуют отмеченные выше [208].
Проблемно-ориентированные оценки представляют собой развитие аппарата учетно-отчетных оценок применительно к изменившимся условиям социально-экономической деятельности, характеризуемой высоким динамизмом. Особенно необходимы они при подготовке организационно-управленческих решений по переориентации реально функционирующих организаций на новые задачи или по формированию новых структур для достижения поставленных целей.
При этом получаемые оценки должны отвечать ряду условий:
— привязанность к конкретным проблемам, стоящим перед органами управления, и адаптируемость к условиям применения;
— комплексность и отражение специфических особенностей исследуемого объекта (например, фирма, район, министерство, регион и т. д.), направленных на раскрытие его характерных возможностей;
— системность, обеспечивающая решение поставленных задач на всех уровнях управлениянепротиворечивость с существующими регламентами, особенностями функционирования систем, и сопоставимость с другими результатами;
— практическая осуществимость по применению органами управления;
— устойчивость к внешним возмущениям.
Для получения проблемно-ориентированных оценок необходимо четко определять цель и технологию ее реализации, объект исследований, используемые характеристики и методы их измерения, алгоритм получения обобщенной оценки. Объектом является структурированный на составляющие потенциал, а главной задачейколичественное измерение соответствия характеристик потенциала в зависимости от сформулированных целей. Выводы, основанные на результатах таких измерений, должны помочь ответить на вопросы: доступны ли те или иные цели коллективу и позволяет ли исследуемый потенциал достичь ихсоответствует ли потенциал исследуемых коллективов решению конкретной проблемыкакие меры необходимо предпринять по усилению тех или иных характеристик потенциала, чтобы осуществить достижение цели?
Из такой постановки вопросов следует существование прямой и обратной задач проведения проблемно-ориентированных оценок. Если первичными являются потенциальные возможности исследуемых структур, исходя из которых рассматривается множество целей, то имеем дело с прямой задачей. Если же определяющими являются заранее сформулированные цели, а с ними соотносятся возможности организаций, то речь идет об обратной задаче проблемно-ориентированных оценок [2].
Проведение проблемно-ориентированных оценок потенциала заключается в определении соответствия его характеристик специфике ставящихся целей с учетом уровня их реализации по этапам в заданный период времени. Корректное получение оценок возможно только тогда, когда четко сформулированным целям непротиворечиво и однозначно ставятся в соответствие возможности исследуемых структур. Очевидно, что достоверность и целесообразность применения на практике полученных результатов в значительной степени зависит от структуризации, то есть выделения наиболее существенных характеристик общего потенциала органа управления, и достаточно конкретного описания цели, под которой понимается четко сформулированный конечный результат деятельности, дополненный количественными и качественными параметрами.
Если при получении проблемно-ориентированных оценок потенциала выделяются согласно [212] элементы (характеристики) его системной структуры: 1) лидер (Л) — 2) специалисты (С) — 3) методика достижения поставленной цели (М) — 4) существующий опыт работы и имеющиеся результаты (Р) — 5) оснащенность оборудованием (О) — 6) производственная база (Б) — 7) партнерские связи (П) — 8) взаимодействие с заказчиком (3) — 9) финансирование (Ф), то можно говорить о комплексе количественных и качественных характеристик — элементов потенциала, которые относятся к различным группам: кадровой, информационно-методической, материально-технической и организационной.
С целью получения более адекватных результатов в описание цели необходимо включить:
— развернутое изложение проблемы, требующей решения;
— ориентировочный срок и этапы реализации (время начала и окончания работ);
— возможные затраты ресурсов;
— ожидаемые конечные результаты, выраженные в специальных показателях;
— особые характеристики.
Как частные оценки потенциала, так и его обобщенная оценка базируются на сборе информации и последовательном анализе: а) объективных данных об уровне развития и численных значениях выделенных характеристиках потенциала и уровне их развитияб) результатов самооценки руководителей и членов коллективовв) оценок, сделанных компетентными независимыми экспертами.
Для получения экспертных оценок (пп. бив) при построении вопросов и интерпретации ответов используются единые шкалы [208,212] (см. табл. 3.2.1). С учетом приведенной в них информации проводится оценка уровней соответствия отдельных характеристик потенциала применительно к специфике каждой цели. Опыт свидетельствует, что правильная организация получения оценок, учитывающая в каждом конкретном случае специфику поставленной задачи, в значительной степени определяет конечную достоверность и логичность полученных результатов.
Табл. 3.2.1. Шкала оценки уровня соответствия характеристик потенциала.
Уровень Соответствия Определение уровня соответствия Значения уровней.
Соответствие Отсутствует Имеется не более чем общая ориентация в области, в которую входит проблема. Необходимы предварительные меры по формированию соответствующей компоненты потенциала. (0,0.2).
Низкий В рлучае начала работ следует увеличить соответствие компоненты за счет внешних источников. Ее наличный потенциал может использоваться для соисполнения под руководством партнеров. (0.2,0.4).
Средний Можно начинать работы по избранной части проблемы. Для развития потенциала в ходе работ требуется усиление компоненты и участие партнеров. (0.4,0.7).
Высокий Уровень соответствия компоненты потенциала делает возможным самостоятельное частичное решение проблемы и может увеличиваться по мере выполнения работы. (0.7,0.9).
Полное Компонента потенциала достаточна для (0.9,1) соответствие успешного решения поставленной проблемы в заданные сроки.
Результатом сопоставления структурных характеристик потенциалов и целей являются уровни соответствия А, к=1,.К (Кколичество выделенных характеристик), которые принимают значения от 0 (полное отсутствие соответствия) до 1 (полное соответствие).
Существенно важным моментом при оценках является формирование на основе частных оценок итоговой (обобщенной) оценки II. Наиболее конструктивным подходом считается использование метода обобщенного критерия. Применяются различные виды функции свертки: аддитивная, мультипликативная, смешанная. Выбор их зависит от причин, связанных с корректностью математического описания, логической интерпретацией функции свертки и с трудностями обработки полученных данных. В большинстве случаев при получении обобщенной оценки Я используются весовые коэффициенты а^, отражающие важность той или иной составляющей потенциала с точки зрения обеспечения выполнения задания в целом в установленный для этого срок. При получении оценок могут быть использованы, например, формулы.
К, к.
1 *=1 1 ?=1 к=1.
При постановке широкой проблемы, т. е. в условиях большой неопределенности, обычно предполагается равнозначность всех характеристик потенциала. В этом случае используется выражение вида: к=1.
Весовые коэффициенты, как правило, назначаются экспертами и могут изменяться на различных этапах и уровнях завершенности работ.
Уже на первом этапе исследований результаты анализа позволяют сопоставлять уровни имеющихся потенциалов организационных структур и стоящие перед ними задачи, изучать диспропорцию в готовности отдельных исполнителей в достижении тех или иных целей, изыскивать возможности их усиления, выбирая наиболее рациональные формы специализации и сотрудничества. Проиллюстрируем это примером.
Табл. 3.2.2. Уровни соответствия структурных характеристик органов управления Республики Тыва.
Компонента Администрация Верховный хурал президента (парламент).
Лидер (Л) 0,5 0,693.
Специалисты © 0,5 0,443.
Методика работы (М) 0,46 0,428.
Опыт работы (Р) 0,45 0,386.
Оборудование (О) 0,2 0,214.
Мат-техн. база (Б) 0,4 0,300.
Партнеры (П) 0,37 0,329.
Заказчики (3) 0,4 0,385.
Финансы (Ф) 0,5 0,286.
Обобщенная оценка 0,42 0,385.
