4.3 Моделювання рішень
Наука управління намагається підвищити ефективність організації шляхом підвищення здібності керівництва до прийняття обґрунтованих об’єктивних рішень в ситуаціях виключної складності за допомогою моделей та кількісних методів.
Сьогодні моделі та методи науки управління використовують для розв’язання таких задач: регулювання транспортних потоків у містах, оптимізація графіка руху в аеропортах, складання графіків занять в класах та аудиторіях університетів, управління запасами в супермаркетах та універмагах і ін.
«Наука управління», «наука про прийняття рішень», «системний аналіз», «дослідження операцій» – ці терміни використовуються як майже синоніми, бо вони взаємо замінні.
Фундаментальною процедурою будь-якого наукового дослідження є метод, який складається з таких кроків:
1. Спостереження. Мова йде про об’єктивний збір та аналіз інформації з питань проблеми та ситуації. Приклад: якщо розглядається залежність між потребою у виробах та рівнем запасів, керівник повинен оцінити, як змінюється рівень запасів в залежності від попиту.
2. Формулювання гіпотези. Формулюючи гіпотезу, дослідник виявляє альтернативи – варіанти дій та наслідки для ситуації, а також робить прогноз, який базується на цих спостереженнях. Ціль – встановлення взаємозв’язку між компонентами проблеми.
Наприклад: спостереження показує, що запаси будуть зменшуватися, якщо попит протягом місяця збільшиться більш ніж на 10% . Керівник може розглядати гіпотезу, згідно з якою приріст запасів на певну величину дозволить їх скоротити в ситуації звільнення попиту.
3. Верифікація. На третьому кроці – верифікації, або підтвердження достовірності гіпотези, дослідник перевіряє гіпотезу, спостерігаючи результати прийнятого рішення. В нашому прикладі: якщо керівник може збільшити запаси на величину, рекомендовану штабним спеціалістом і якщо при цьому запаси не зменшуються і не збільшуються надмірно, гіпотезу слід визнати правильною. Якщо ж виникає нестача (брак) продукції із збільшенням попиту або запаси збільшуються настільки, що витрати на їх утримання стають завеликими, гіпотезу визнають недостовірною. В цьому випадку керівник повинен повернутися до 1-го кроку, додати до відомої інформації ту, що була зібрана на кроці перевірки гіпотези, після чого сформулювати нову гіпотезу.
Наука управління досить широко використовує моделювання. Хоча деякі моделі інколи досить складні і без допомоги комп’ютера їх важко застосувати, концепція моделювання досить проста.
За визначенням Шеннона: «Модель – це уявлення об’єкта, системи або ідеї в деякій формі, яка відрізняється від самої цілісності» [4]. Схема організації – модель, яка представляє її структуру.
Рис. 4.4. Моделювання рішень на основі гіпотез
Головна характеристика моделі – спрощення реальної ситуації в житті, до якої вона застосовується.
Необхідність моделювання. Існує ряд причин, через які обґрунтовують доцільність застосування моделі, а саме:
• істотна складність багатьох організаційних ситуацій, які неможливо здійснити (відтворити) в реальному житті.
Реальний світ організації дуже складний, і фактичне число змінних, які відносяться до конкретної проблеми, значно перевищує можливості будь-якої людини, тому вирішення проблеми можливе, лише спростивши реальну ситуацію за допомогою моделювання;
• експериментування дозволяє перевірити альтернативні варіанти вирішення проблеми. Виготовляють взірець, перевіряють його в реальних умовах і після цього роблять висновки щодо подальшої його долі. Але пряме експериментування досить дороге і вимагає багато часу, а інколи взагалі неможливо провести експеримент у реальному житті.
Моделювання – єдиний на сьогодні систематизований спосіб побачити варіанти майбутнього і визначити потенційні наслідки альтернативних рішень, що дозволяє їх об’єктивно порівнювати. Розглянемо типи моделей:
• фізичні;
• аналогові;
• математичні.
Фізична модель являє собою об’єкт, що досліджується за допомогою збільшеного чи зменшеного опису об’єкта або системи. Шеннон: «Характер-ною рисою фізичної (портретної) моделі є те, що вона виглядає як цілісність, яку моделюємо». Приклад: креслення завода – його зменшена фактична модель у зменшеному розмірі. Можна уявити, як розташувати обладнання.
Аналогова модель – являє собою аналог досліджуваного об’єкту, який поводить себе, як реальний об'єкт, але не виглядає, як він. Організаційна схема дає можливість уявити та прослідкувати ланцюг команд та формальну залежність між індивідами та діяльністю.
Математична модель (символічна) – використовує символи для опису якостей або характеристик об’єкта, або явища.
Математичні моделі найчастіше використовуються для прийняття організаційних рішень.
Процес побудови моделі
Побудова моделі, як і управління, є процес. Його основні етапи:
1. Постановка задачі.
2. Побудова моделі.
3. Перевірка на достовірність.
4. Застосування моделі.
5. Поновлення моделі.
1. Постановка задачі. Проблему потрібно точно діагностувати. Шенон зауважує: «Якщо сама проблема не буде точно діагностована, то ні математика, ні комп’ютер не допоможе». «Правильна постановка задачі важливіша навіть, ніж її рішення» (наприклад, якщо лікар вірно діагностує хворобу, то лікувати легше).
2. Побудова моделі. Розробник повинен визначити головну ціль моделі, яку інформацію передбачають отримати, використовуючи модель, щоб допомогти керівництву вирішити проблему.
Розробник повинен визначити, яка інформація буде потрібна для побудови моделі, яка задовольнить цілі і надасть необхідні відомості щодо неї.
Потрібно з’ясувати витрати та реакцію людей. Модель, яка коштує більше, ніж вся задача, не наблизить організацію до здійснення цілі. Дуже складна модель може не сприйматися користувачами, і тому не використовується.
3. Перевірка моделі на достовірність. Після побудови моделі її треба перевірити на достовірність: визначити ступінь відповідності моделі в реальному світі. Перевірка багатьох моделей управління показала, що вони недосконалі тому, що не охоплюють усі релевантні змінні. Другий аспект перевірки моделі пов’язаний з визначенням міри того, наскільки інформація, яку отримують за її допомогою, дійсно допоможе керівництву вирішити проблему.
4. Застосування моделі. Жодну модель науки управління не можна вважати успішно розробленою доти, доки вона не прийнята, не усвідомлена і не застосована на практиці.
У розробці моделей повинні приймати участь лінійні керівники, для яких фактично створюються ці моделі. Якщо ця умова виконується під час розробки, застосування моделей збільшується на 50 %.
5. Поновлення моделі. Навіть якщо застосування моделі виявилось успішним, все одно через деякий час вона повинна бути поновлена через нові фактори із зовнішнього середовища (поява нових споживачів, технологій).
Загальні проблеми моделювання
Методи моделювання загалом можуть призводити до помилок. Моделі науки управління теж можуть призводити до помилок. Ефективність моделі може бути зменшена через дію потенційних похибок. Найчастіше такими похибками можуть бути недостовірні первинні припущення, обмежені можливості отримання потрібної інформації, недостатнє використання на практиці, дуже висока вартість.
1. Недостовірні первинні припущення: деякі передбачення не можна оцінити і вони не можуть бути об’єктивно перевірені (припущення про зростання збуту у наступному році на 10% не можна перевірити, не можна точно передбачити). Якщо такі припущення є основою моделі, то точність моделі залежить від точності припущення. Модель не можна використовувати для прогнозування потреб у запасах, якщо немає точної інформації прогнозу збуту.
2. Інформаційні обмеження. Точність моделі визначається точністю інформації. Якщо зовнішнє оточуюче середовище мінливе, інформацію про нього потрібно оновлювати швидко, але це може бути важко здійснити. Найбільші проблеми виникають в умовах невизначеності, тоді керівник покладається на свій досвід, судження, інтуїцію.
3. Недостатнє використання на практиці. Досліди показують, що рівень методів моделювання в межах науки управління переважає рівень застосування моделей. Одна з причин цього чинника – недостатність знань та опір змінам. Тому спеціалісти з розробки моделі рекомендують на стадії побудови моделі запрошувати до співпраці користувачів цих моделей, тоді опір зменшується.
4. Дуже висока вартість. Вигоди від використання моделі повинні виправдовувати її вартість: витрати на розробку, збір інформації, час на навчання, вартість обробки та зберігання інформації.
Огляд моделей науки управління
Число моделей науки управління може бути таким же великим, як і кількість проблем, які вирішуються з їх допомогою.
Розглянемо найбільш розповсюджені, щоб розширити свою уяву про те, як моделі та методи можуть допомогти у прийнятті рішень.
Теорія ігор
Найбільш важлива змінна, від якої залежить успіх організації, - конку-рентноздатність. Здатність прогнозувати дії конкурентів – велика перевага для організацій. Теорія ігор – метод моделювання оцінки впливу прийнятого рішення на конкурентів (Теорію ігор спочатку розробили військові для того, щоб у стратегії можна було врахувати можливу реакцію противника).
У бізнесі ігрові моделі використовуються для прогнозування реакції конкурентів на зміни цін, модифікацію та освоєння нової продукції. Наприклад: якщо за допомогою теорії ігор керівництво з’ясувало, що після підвищення цін конкуренти не зроблять аналогічно, то, можливо, не треба підвищувати ціни, щоб не опинитися в невигідному становищі у конкурентній боротьбі.
Теорія ігор використовується не дуже часто тому, що ситуації для вирішення часто дуже складні і настільки швидко змінюються, що не можливо точно спрогнозувати, як відреагують конкуренти на зміну тактики фірми. Теорія ігор корисна, коли треба з'ясувати найбільш важливі фактори, які вимагають обліку для прийняття рішення в умовах конкурентної бороть-би. Ця інформація важлива, оскільки дозволяє керівництву враховувати додаткові змінні або чинники, які можуть вплинути на ситуацію, і цим зробити рішення більш ефективним.
Моделі теорії черг, або моделі оптимального обслуговування, використовуються для визначення оптимального числа каналів обслуговування по відношенню до потреби в них: резервування місць в літаках та отримання інформації очікування в черзі на машину, обробку даних, очікування клієнтами банку вільного касира (клієнти можуть перейти в інший банк). Втрати залежать від того, чи багато є обслуговуючого персоналу чи його замало.
Моделі черг забезпечують керівництво інструментом визначення опти-мального числа каналів обслуговування, які необхідно мати, щоб збалансу-вати витрати у випадках їх занадто великої чи занадто малої кількості.
Моделі управління запасами використовуються для визначення часу розміщення замовлення на ресурси та їх кількість, кількість готової продукції на складах. Будь-яка організація повинна підтримувати певний рівень запасів, щоб не було затримок у виробництві та збуті.
Ця модель дає можливість зводити до мінімуму негативні наслідки нако-пичення запасів. Ці наслідки можуть бути у вигляді витрат таких видів: витрати на розміщення замовлень, на зберігання, витрати, які пов'язані з недостатнім рівнем запасів.
Підтримування високого рівня запасів звільняє від витрат, які обумов-лені їх нестачею. Закупка у великій кількості матеріалів, необхідних для створення запасів, у багатьох випадках зводить до мінімуму витрати на розміщення замовлень тому, що фірма може отримати певні знижки та знизити обсяг «паперової роботи». Однак ці потенційні вигоди перекрива-ються додатковими витратами на зберігання, перевантаження, виплату відсотків, витратами на страхування, втратами від псування, крадіжок та додаткових податків.
Модель лінійного програмування застосовують для визначення оптималь-ного способу розподілу дефіцитних ресурсів за наявністю конкуруючих потреб. Лінійне програмування використовують спеціалісти штабних підрозділів для вирішення виробничих проблем.
Типові варіанти:
1. Планування асортименту виробів. Визначення оптимального асорти-менту продукції з кожного виду. Кожний вид продукції вимагає певні витрати та потреби в ресурсах (бензин, фарби, продукти харчування, корми для тварин).
2. Управління технологічним процесом. Зведення до мінімуму виходу відходів під час різання сталі, відходів шкіри або тканин у рулоні або полотнищі.
3. Регулювання запасів. Визначення оптимальної кількості продуктів на складі.
4. Календарне планування транспорту. Мінімізація витрат подачі вантажних машин під навантаження та транспортних судів до причалів.
Імітаційне моделювання – процес створення моделі та її експери-ментального застосування для визначення змін реальної ситуації. (Аеродина-мічна труба – імітаційна модель, за допомогою якої вивчають характеристики літаків та автомобілів).
Економічний аналіз
Економічний аналіз охоплює майже всі методи оцінки витрат та економічних вигод, а також відносної рентабельності підприємства. Типова економічна модель основана на аналізі беззбитковості, на методі прийняття рішень з визначенням крапки, в якій загальний прибуток дорівнює сумарним витратам, тобто крапки, після якої підприємство стає прибутковим.
Крапка беззбитковості означає ситуацію, за якою загальний прибуток стає рівним загальним витратам. Для визначення ВЕР – точки беззбитковості – необхідно врахувати три основних фактори: ціну продажу одиниці продук-ції, змінні витрати на одиницю продукції та загальні постійні витрати на одиницю продукції.
Ціна показує, який прибуток отримає фірма від продажу кожної одиниці продукції. (Видавництво отримує 80% від роздрібної ціни книги, таким чином після продажу однієї книги за 10 грн. прибуток складе 8 грн.).
Змінні витрати на одиницю продукції – фактичні витрати, які прямо відносяться на виготовлення кожної одиниці продукції (папір, обкладинку, виготовлення палітурки, друкарню, збут, авторський гонорар). Ці витрати збільшуються, якщо збільшується обсяг продукції.
Постійні витрати – ті витрати, які залишаються незмінними незалежно від обсягу виробництва: витрати на редагування, оформлення, набір, страху-вання, податки, оренду, амортизацію, витрати на управлінський апарат. У нашому прикладі припустимо, що постійні витрати, пов’язані з виготовлен-ням книги, дорівнюють 200 тис. гривень. Роздрібна ціна за мінусом змінних витрат означає вклад у прибуток на одиницю проданої продукції. Тоді при роздрібній ціні 10 грн. і змінних витратах 6 грн. цей вклад становить 4 грн. Це дозволяє встановити, скільки книжок потрібно продати, щоб сплатити постійні витрати в розмірі 200 тис. грн. Розділивши 200 тис. на 4, ми отримаємо 50 тис, тобто саме стільки книг необхідно продати, щоб проект був рентабельним. Як рівняння беззбитковість виглядає так:
ТКС = ВЕК*(Р-УС) або ВЕК (4.1)
Р-УС
ТКС – постійні витрати;
Р – ціна одиниці продукції;
УС – змінні витрати;
ВЕК – точка беззбитковості.
Обчислювання крапки беззбитковості дає досить великий обсяг інформації керівнику. Він одразу може зробити висновок, чи буде проект прибутковим, як заплановано; яка приблизна ступінь ризику; як можна здешевити продукцію (папір, палітурка, одноколірний друк, тираж).