CC BY
42УДК 519.71 (043.3)
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СТРУКТУР УПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ГЕНЕРИРУЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Н.В. Дилигенский, А.Г. Сапов'
Самарский государственный технический университет,
443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244
Проведён анализ структур управления энергетическим предприятием. Анализ эффективности структур проводился на основе теории графов. Для оценки в статье предложены локальные критерии оценки качества: сбалансированность, целостность, управляемость и устойчивость структур. Для выявления наиболее эффективной структуры по совокупности всех критериев сформулирован глобальный критерий качества путём свертывания частных критериев, который позволил выбрать из рассматриваемых структур оптимальные.
Ключевые слова: структура управления, теория графов, локальные критерии качества, глобальный критерий качества, сбалансированность структур, целостность структур, управляемость и устойчивость структур.
Одним из основных условий успешного перехода к рыночным отношениям предприятий энергетики является соответствие организационной структуры управления целям, стоящим перед предприятием в этот период.
В переходный период организация управления производством должна опираться на целостные свойства и закономерности поведения предприятий, которых не было у его составляющих частей.
Проведём системный анализ эффективности существующих организационных структур управления энергетическим предприятием с целью определения соответствия существующей системы управления требованиям целей и факторам внешней среды и реальному положению дел на предприятии.
На рис. 1 приведена типичная организационная структура управления ТЭС региональной энергосистемы.
Анализ деятельности энергосистемы показал постоянно меняющиеся цели и задачи, определяемые экономической ситуацией в стране и проводимой политикой реорганизации и реструктуризации энергетического комплекса, которые не находят достаточного отражения в существующих структурах систем управления энергетическим предприятием.
Анализ эффективности структур проводился на основе методологии теории графов [1], [2]. Для многокритериального оценивания и оптимизации организационных структур были применены подходы, предложенные в [3], [4].
Представление базовой организационной структуры в виде графа С] приведено на рис. 2.
= {а0, 0| ад,6|, ¿2 ... ¿15 ,С| ,С2 ... с 14 } • (1)
1 Дилигенский Николай Владимирович - доктор технических наук, профессор. Сапов Алексей Ггоргиевич - кандидат технических наук, доцент.
Рис. 1. Типовая структура управления станцией
Вершинами графа в, являются источники формирования и получатели управленческих воздействий, а ребра графа (а0 о,), (а0 а2 ) (а0 а9), (о, 6,), (а, 62) и т.д. отвечают управленческим связям организационной структуры.
Так, вершина а0 отвечает директору ТЭС, а6 - главному инженеру, Ь& - заместителю директора по строительству и т. д.
Было проанализировано 12 структур организационного управления тепловой станцией. Из них одна структура, в соответствии с которой осуществлялось управление в период функционирования плановой экономики, является типовой, другая является действующей в настоящее время на предприятиях энергетической системы; проводился также анализ прочих возможных структур управления, представляющих собой их модификации.
На рис. 3 приведена действующая структура управления энергетическими предприятиями Самарской области, введённая в период перестроек, а на рис. 4 показан соответствующий ей граф.
аО
Р и с. 3. Граф базовой структуры
Р и с. 4. Граф действующей структуры
Для оценки эффективности различных структур управления, формализованных соответствующими графами, разработана система показателей, состоящая из 4-х групп локальных критериев качества, оценивающих сбалансированность, целостность, управляемость и устойчивость структур.
Для характеристики сбалансированности структур были предложены следующие частные показатели: информационная нагрузка на высшем уровне иерархии, наибольшая информационная нагрузка у лиц, принимающих решения, неравномерность информационной нагрузки у различных участников управленческой деятельности. Они были формализованы соответственно степенью однородности deg{a0} соответствующей вершины графа а0, максимумом степени однородности
max degla0}, и максимумом степени неоднородности max deg{anj/ min degfer,}, aeV(G) Г aeV(G) / teV(G)
где V(G) - множество вершин графа.
В качестве показателей целостности структуры управления были приняты две характеристики размера графа: диаметр графа d(G) - максимум
d(G) = max d(a,b), радиус графа r(G) - минимум r(G)= min max d(a,b)H
a,beV(G) aeV(G)beV(G)
число центров графа - вершин at, относительно которых выполняется условие ми-
нимакса max d(a,,b) = min max d(a,b), где d(a,b) - расстояние - количество
beV(G) aey(G)beV(,G)
рёбер кратчайшей простой цепи, соединяющей вершины а и b .
Для оценки управляемости были предложены показатели: общее число информационных каналов управления, определяемое количеством ребер графа и число различных замкнутых контуров управления в организационной структуре, формализуемое циклическим рангом графа (цикломатическим числом). В качестве показателей устойчивости были взяты числа внешней и внутренней устойчивости графа. Предложенные частные критерии качества и их значения для рассматриваемых структур приведены в табл. 1.
Проведённый на основе десяти предложенных частных критериев качества анализ эффективности рассматриваемых структур управления показал, что полученные значения локальных оценок эффективности качества структур по разным критериям дают различные, не совпадающие между собой противоречивые результаты. В принципиальном плане при многокритериальной оценке качества функционирования сложных систем такая ситуация является типичной.
Различные критерии характеризуют разные аспекты исследуемой структуры, и в общем случае найти комплексную оценку эффективности организационных структур, таким образом, не представляется возможным.
Для выявления по совокупности всех критериев наиболее эффективной структуры сформулируем глобальный критерий качества путём свертывания частных критериев.
Для отыскания обобщенной системной оценки эффективности организационных структур управления использована DEA-методология многокритериального оценивания, которая, в отличие от большинства многокритериальных подходов, не требует задания значений весовых коэффициентов частных показателей качества, свертываемых в обобщенный, глобальный критерий эффективности. В соответствии с DEA-подходом системный показатель эффективности организационной структуры сконструирован в виде
Таблица!
Значения частных критериев качества рассматриваемых структур
№ п/п Наименование величин Структуры уп равления Операция оптимиза- ции
с2 С4 с6 с7 с8 С9 С,0 Сц с12
Характеристики структуры
Число вершин 39 33 41 40 41 33 34 33 38 34 32 34
Показатели качества
1 Сбалансиро- ванность структур
1.1 Информационная нагрузка первого руководителя 1,4 0.9 1 1 1 1 0,9 1 0,9 0,7 1 0,6 Мини- мизация
1.2 Максимальная информационная нагрузка 1,7 1,6 1,3 1,3 1,7 1,1 1,3 и 1,3 1,1 1 1,4 Мини- мизация
1.3 Степень неравномерности информационной нагрузки 3 2,7 4,5 2,3 3,7 3 3 2 3 2,7 2,3 3,3 Мини- мизация
2 Целостность структур
2.1 Число центров структуры 3 2 2 3 1 3 1 3 1 3 1 1 Мини- мизация
2.2 Диаметр структуры 5 5 5 5 6 5 6 5 4 5 4 6 Мини- мизация
2.3 Радиус структуры 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 2 3 Максими- зация
3 Управляемость структур
3.1 Число каналов управления 61 42 58 57 64 37 38 38 43 38 40 38 Макси- мизация
3.2 Число контуров управления 24 11 19 19 25 6 6 7 7 6 10 6 Макси- мизация
4 Устойчивость структур
4.1 Число внешней устойчивости 7 7 9 8 8 7 7 7 7 6 7 7 Макси- мизация
4.2 Число внутренней устойчивости 32 27 32 32 33 26 27 27 31 27 25 27 Макси- мизация
/„ = тах и^\п^1пУ2п+..ликпУкп ^ (2)
иіп'ууве^ У\п^\п ~^^2п^2п ^тг^/пи
где п - номер анализируемой структуры, и = 1,2...//, N - число оцениваемых структур; Х,„ - минимизируемые локальные критерии качества, / = 1,2...М , М -число минимизируемых частных показателей; У]п- максимизируемые локальные критерии качества, у = 1,2...К, К - число максимизируемых частных показателей; у/л > 0 и и]п > 0 — неотрицательные весовые коэффициенты, характеризующие
вклады каждого локального показателя в глобальный критерий эффективности, значения которых на стадии формирования обобщенного критерия / считаются неизвестными, не задаваемыми из содержательных, экспертных или иных соображений; С/ - область допустимых значений весовых коэффициентов.
Область значений весов и определяется системой ограничений, формируемой исходя из положения, что величины обобщенных показателей эффективности для всех структур /„ нормируются на интервале [0, 1].
и\гУ\\ +ы2я*21 + — + икгХк\ у\п^\\ + у2п^2\ +-+у/лЛі1
<1;
и\гУ\2 +и2гУг2 +-" + икп^к2 < |
У1л^Ч2 + У2п^22 + -”+ Утл^т2
и\п^1Ы +и2п^2Ы +-+икп^ у\п-Х\М +у2п-^2\ + — +х>тпХтЫ
Сформулированная постановка обобщенного оценивания эффективности л-ной организационной структуры управления (2), (3) определяет задачу нелинейного математического программирования. Решением этой задачи являются значения глобального критерия для и-ной структуры fn и величины весовых коэффициентов частных показателей качества vin, / = 1,2...М и и7„, у = 1,2...К. Решения N подобных задач математического программирования для п = 1,2... N определяют значения обобщенных критериев эффективности и весовых коэффициентов для всех анализируемых организационных структур.
Решение задачи (2), (3) для каждой из рассматриваемых структур дает значения весовых коэффициентов и обобщенного показателя эффективности. Результаты расчёта /„ для анализируемых структур приведены в табл. 2.
Анализ полученных значений обобщенного критерия показывает, что типовая структура управления тепловой станцией достаточно близка к оптимальной, но существующая перегрузка первого лица - директора станции приводит к необходимости её модернизации.
Таблица 2
Обобщенный показатель эффективности рассматриваемых структур
Структуры Т иповая Модернизированные
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И
Функционал /„ 0,9868 0,8529 1 1 0,9321 0,9049 1 1 1 1 Нет опт. решения 1
Наименее эффективной по построенному обобщенному критерию является структура управления тепловой станцией 1, которая в настоящее время используется на ТЭЦ региональной энергосистемы.
Модернизированные структуры 2, 3, 6, 7, 8, 9, 11 имеют одинаковое значение обобщенного критерия, и по построенному функционалу они обладают одинаковой эффективностью.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Нечипоренко В.И. Структурный анализ систем (эффективность и надежность). - М.: Советское радио, 1977.-216 с.
2. Харари Ф. Теория графов. - М.: КомКнига, 2006. - 296 с.
3. Дилигенский Н.В. Структурный синтез локально оптимальных организационных систем управления с обратными связями // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. VIII Меж-дунар. конф. - Самара: СНЦ РАН, 2006. - С. 57-65.
4. Дилигенский Н.В., Цапенко М.В. Многокритериальная оценка сравнительной эффективности организационных систем управления // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. VIII Междунар. конф. - Самара: СНЦ РАН. 2006. - С. 66-72.
Статья поступила в редакцию 10 июня 2009 г.
UDC 519.71 (043.3)
SYSTEM ANALYSIS AND DEVELOPMENT OF ORGANIZATIONAL MANAGEMENT STRUCTURES OF GENERATING PLANT ACTIVITY
N. V. Diligensky, A.G. Salov1
Samara State technical university,
443100, Samara. st.Molodogvardeyskaya, 244
System analysis of energetic plant management structures was made. Analysis of structures efficiency was made on basis of graph theory. To estimate organizational structures efficiency there are given local quality criteria evaluating balance, integrity, controllability and structures stability. To extract the most efficient structure on the basis of all criteria there was formulated global criterion, by folding local criteria, that allows choosing optimal structures from the considered ones.
Key words: management structure, graph theory, local quality criteria, global quality criteria, structures balance, structures integrity, structures controllability and structures stability.
1 Nikolay V. Diligensky - Doctor of Technical Sciences, Professor.
Aleksey G. Salov — Candidate of Technical Sciences, Associate professor.
