煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性評(píng)價(jià)及實(shí)證研究

宋華嶺，王傳鵬，李春蕾

(山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005)

20世紀(jì)80年代末，Brussels學(xué)派正式提出“復(fù)雜性科學(xué)”的概念，掀起了復(fù)雜性在經(jīng)濟(jì)、管理和組織結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的研究高潮[1]。我國(guó)學(xué)者引用熱力學(xué)和信息論中熵概念來(lái)定量描述組織管理結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度或有序度，取得了一系列的研究成果。李偉鋼[2]引用矩陣工具，建立“要素—結(jié)構(gòu)”關(guān)系矩陣，提出計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有序度的遞階逐層算法；李習(xí)彬[3]在分析熵理論的歷史與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了熵—信息理論，并概括得出社會(huì)系統(tǒng)發(fā)展的控制原理；閻植林等[4]以熵理論為基礎(chǔ)，引入了信息流的實(shí)效和質(zhì)量的概念，從信息的角度對(duì)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有序度進(jìn)行了評(píng)價(jià)；本人應(yīng)用物理學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、信息論和管理學(xué)等理論方法，基于管理熵理論，構(gòu)建了企業(yè)管理系統(tǒng)復(fù)雜性評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)方法[5]。

煤炭資源整合是近幾年研究的熱點(diǎn)之一，相關(guān)研究主要集中在我國(guó)進(jìn)行煤炭資源整合的必要性，整合前、整合中以及整合后一些問(wèn)題的思考和企業(yè)利益維護(hù)、財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)防范等方面[6-10]。從系統(tǒng)角度來(lái)分析，煤炭資源整合是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，其組織結(jié)構(gòu)的設(shè)置、子系統(tǒng)劃分與功能分配完全是有關(guān)決策部門的相關(guān)組織者主觀信息的產(chǎn)物，其組織狀態(tài)滲透著組織創(chuàng)造者關(guān)于系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)。煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)是維系煤炭資源整合正常運(yùn)行，使煤炭資源整合不斷深入進(jìn)行的組織保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置是否合理有效對(duì)煤炭資源整合具有至關(guān)重要的作用。本文在分析煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)的復(fù)雜性要素基礎(chǔ)上，定量研究了其組織管理系統(tǒng)的整體復(fù)雜性，為相關(guān)組織系統(tǒng)研究者和決策者提供理論支持。

1 復(fù)雜性因素分析及評(píng)價(jià)體系建立

從廣義上講，組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性取決于：①系統(tǒng)本身的性質(zhì)；②組織結(jié)構(gòu)；③所研究的對(duì)象體的數(shù)目；④部門間的界面和相互關(guān)系；⑤管理運(yùn)行的方法和邏輯結(jié)構(gòu)，即管理機(jī)制；⑥管理工具和手段；⑦管理人員的水平；⑧管理系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，如語(yǔ)言領(lǐng)地、文化背景、技術(shù)條件等諸多因素[11]。

根據(jù)煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、信息傳遞復(fù)雜性和功能復(fù)雜性構(gòu)成這個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性評(píng)價(jià)域，而各評(píng)價(jià)域又有相應(yīng)的復(fù)雜性因素。煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性因素評(píng)價(jià)體系列于圖1。

圖1 煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性因素評(píng)價(jià)體系

1.1 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性

1.1.1 管理跨度

一個(gè)組織的最高主管因受到時(shí)間和精力的限制，需委托一定數(shù)量的人分擔(dān)其管理工作。這個(gè)有限的直接領(lǐng)導(dǎo)的下屬數(shù)量被稱為管理跨度。任何組織都必須遵守層級(jí)原則，這是組織能夠運(yùn)行的基礎(chǔ)。

1.1.2 關(guān)系水平

它是度量組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性的重要指標(biāo)。這里所說(shuō)的關(guān)系包括：直接控制關(guān)系、直接從屬關(guān)系、間接控制關(guān)系、間接從屬關(guān)系、在較高級(jí)別上并列關(guān)系、在較低級(jí)別上并列關(guān)系、在同一級(jí)別上并列關(guān)系。關(guān)系數(shù)越多，系統(tǒng)越復(fù)雜。

1.2 信息流通復(fù)雜性

1.2.1 溝通網(wǎng)絡(luò)

溝通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜與否，是影響信息流通的一個(gè)重要因素。組織的溝通由層次和環(huán)節(jié)構(gòu)成了不同形式的網(wǎng)絡(luò)，具有輪型、鏈型、Y型、圓型和星型等網(wǎng)絡(luò)形式。環(huán)節(jié)與層次過(guò)多，將引起信息的消耗與損失，復(fù)雜性也增大。

1.2.2 決策路徑

決策路徑復(fù)雜與否，也是評(píng)價(jià)信息流通復(fù)雜性的重要因素。對(duì)于組織管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，決策判斷點(diǎn)越多、決策的層次越多，邏輯結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，信息通道越長(zhǎng)，通暢程度與信息流量的損失率就會(huì)增大，管理的復(fù)雜性也就越大。

1.3 功能復(fù)雜性

1.3.1 部門功能耦合

任何系統(tǒng)都是由因果關(guān)系鏈連接在一起的元素的集合，元素間的這種關(guān)系叫做耦合。煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)也是一個(gè)耦合運(yùn)行系統(tǒng)，整合的全過(guò)程就是由嚴(yán)密的因果關(guān)系鏈連結(jié)起來(lái)的。

1.3.2 職能數(shù)

職能數(shù)是指一個(gè)部門的管理職能的數(shù)目，包括計(jì)劃、組織、管理、控制、激勵(lì)、領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)。它是衡量組織管理系統(tǒng)功能復(fù)雜性的一個(gè)重要因素。

2 度量尺度與模型的建立

2.1 熵作為度量尺度

熵起源于物理學(xué)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，熵已經(jīng)從一個(gè)單純描述微觀世界的熱力學(xué)概念，拓展為一個(gè)自然與社會(huì)統(tǒng)一的概念[12]。在信息論中，它是一個(gè)隨機(jī)事件不確定性的量度；對(duì)于一個(gè)廣義的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，熵可作為系統(tǒng)微觀狀態(tài)的混亂性或無(wú)序性的度量。

信息論中信息熵的計(jì)算公式為：

(1)

式中：n為事件總數(shù)；pi為事件i發(fā)生的概率。

系統(tǒng)微觀態(tài)是指從某一方面觀察系統(tǒng)時(shí)某(些)元素所處的數(shù)量狀態(tài)；而實(shí)現(xiàn)概率則是該元素所處的微觀態(tài)數(shù)量與系統(tǒng)全部元素微觀態(tài)總和之比[4]。

2.2 改進(jìn)的主成分投影法原理及步驟

主成分投影法是一種多指標(biāo)決策與綜合評(píng)價(jià)的方法，基本原理是在對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行無(wú)量鋼化和適當(dāng)加權(quán)處理的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交表?yè)Q將原有的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成彼此正交的綜合指標(biāo)，從而消除指標(biāo)間的信息重疊問(wèn)題。再利用主成分設(shè)計(jì)一個(gè)理想決策變量，以各被評(píng)價(jià)對(duì)象相應(yīng)的決策向量在該理想決策向量方向上的投影，作為一維的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。

在選取理想決策向量時(shí)，一般的方法是選擇各評(píng)價(jià)對(duì)象在各指標(biāo)下的最大值作為理想決策向量的分量。然而，信息熵值反映的是系統(tǒng)的無(wú)序性或復(fù)雜性，其值越小，系統(tǒng)的無(wú)序性越低，有序性越高，該系統(tǒng)的管理效率也就越高。因此，應(yīng)選擇各評(píng)價(jià)對(duì)象在各指標(biāo)下的最小值作為理想決策向量的分量。

由于信息熵值為正，負(fù)值沒(méi)有意義。故正交變換應(yīng)使變換后各決策向量在理想向量的投影值為正，理想決策向量各分量也不能為負(fù)。所以，在選擇特征向量的符號(hào)時(shí)確保使經(jīng)過(guò)正交變換后的決策矩陣中各列向量元素中最小值等于其絕對(duì)值的最小值，再取各列向量中元素的最小值來(lái)構(gòu)建理想向量，然后再計(jì)算決策向量的投影值。改進(jìn)后的步驟如下：

2.2.1 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

權(quán)重的確定方法大致分為三類：第一類是主觀賦權(quán)，即根據(jù)評(píng)價(jià)人對(duì)各參評(píng)指標(biāo)重要程度的認(rèn)識(shí)決定權(quán)數(shù)的大小。第二類是客觀賦權(quán)法，即指標(biāo)權(quán)數(shù)的大小不取決于評(píng)價(jià)人的主觀認(rèn)識(shí)，而是取決于各項(xiàng)指標(biāo)中蘊(yùn)含的信息量。信息量大則權(quán)重大，否則權(quán)重小。第三類是主、客觀結(jié)合賦權(quán)。在這種方法中，權(quán)數(shù)的大小是主、客觀相結(jié)合的結(jié)果。這里采用熵權(quán)法來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重。

設(shè)復(fù)雜性因素有n個(gè)，則權(quán)向量為

ω=(ω1,ω2…ωn)Τ

(2)

2.2.2 樣本矩陣的建立

定義第i層第j個(gè)復(fù)雜性因素的信息熵值為aij，第i層的熵向量為.ai=(ai1,ai2…ain)，

熵向量組成熵矩陣

(3)

加權(quán)后的樣本矩陣B=Aω*，其中ω*為以ω中元素為主對(duì)角上元素的對(duì)角矩陣。

2.2.3 指標(biāo)正交變換

指標(biāo)間的相互聯(lián)系會(huì)造成決策信息的相互重疊，相互干擾，從而很難反映決策向量的相對(duì)地位。為了過(guò)濾掉重疊信息，采用正交變換，令

C=BT=(cij)m×n

(4)

(5)

此時(shí)決策矩陣由C給出，C的每一個(gè)行向量對(duì)應(yīng)著一個(gè)決策，C的每一個(gè)列向量則代表由n個(gè)無(wú)量綱化的指標(biāo)通過(guò)線性變換形成的一個(gè)新的綜合指標(biāo)[14]。

2.2.4 理想熵向量的構(gòu)造及投影

構(gòu)造理想熵向量d=(d1,d2,…dn)，其中

(6)

(7)

然后求各熵向量在理想熵向量d*熵的投影值：

ei=ci·d*

(8)

2.2.5 組織管理系統(tǒng)統(tǒng)一信息熵值

將各層信息熵投影值ei相加，得到組織管理系統(tǒng)統(tǒng)一信息熵值：

(9)

3 實(shí)證分析

3.1 山西省煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

為促進(jìn)煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，2009年我國(guó)率先在山西省進(jìn)行了煤炭資源整合。山西省作為我國(guó)煤炭資源整合的領(lǐng)軍旗艦，對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源的整合管理和國(guó)家資源與能源安全與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定做出了重要貢獻(xiàn)。山西省委和政府對(duì)資源整合進(jìn)行了周密的部署，在整合組織結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、運(yùn)行機(jī)制、整合流程程序、人力資源和實(shí)施的內(nèi)外部環(huán)境條件等進(jìn)行了詳盡地設(shè)計(jì)和籌劃。由山西省委書(shū)記和省長(zhǎng)親自掛帥領(lǐng)導(dǎo)，組建山西省煤礦企業(yè)兼并重組工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由省煤炭工業(yè)廳牽頭，省發(fā)改委、省國(guó)資委、省國(guó)土資源廳、省煤監(jiān)局，會(huì)同環(huán)境保護(hù)、評(píng)估單位、融資、法律等各部門，整合主體——省屬七大煤炭集團(tuán)公司，中煤能源集團(tuán)、各市、縣政府和相關(guān)的業(yè)務(wù)部門，組成了資源整合的組織系統(tǒng)，實(shí)施煤炭資源整合的偉業(yè)。組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，運(yùn)行機(jī)制復(fù)雜；頂層為最高領(lǐng)導(dǎo)層，底層為參與煤炭資源整合的六十多個(gè)縣政府；結(jié)構(gòu)共四個(gè)管理層次，依此建立起山西省煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖2。

圖2 山西省煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 信息熵值計(jì)算

根據(jù)公式(1)～(8)，利用Matlab工具，計(jì)算得出山西省煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)的熵向量、熵矩陣、復(fù)雜性因素權(quán)重、樣本矩陣、正交矩陣、理想向量、熵向量在理想向量熵上的投影值、統(tǒng)一信息熵，如下所示：

因素權(quán)重：

ω=(0.2290 0.03090 0.0150 0.1441 0.5429 0.0381)Τ

熵矩陣：

樣本矩陣：

正交矩陣：

理想向量：

d=(0 0 0.0192 0.0454 0.2967 0.9529)

投影值:

e=(0.0737 0.1441 0.1682 0.0700)

統(tǒng)一信息熵值：

4 結(jié)論

煤炭資源整合是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要長(zhǎng)期的物質(zhì)、能量與信息的投入，特別是其組織管理的復(fù)雜性評(píng)價(jià)問(wèn)題涉及因素多，十分困難。以信息熵概念為基礎(chǔ)對(duì)復(fù)雜性指標(biāo)進(jìn)行量化，運(yùn)用主成分投影法對(duì)系統(tǒng)的復(fù)雜性進(jìn)行綜合集成的方法是一種探討。對(duì)本問(wèn)題研究有如下結(jié)論：

1)通過(guò)分析熵權(quán)法確定的權(quán)重向量，發(fā)現(xiàn)影響煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性的主要因素是部門功能耦合，即決策信息執(zhí)行路徑的因果關(guān)系鏈的長(zhǎng)度。因此改善部門間的耦合關(guān)系是提高組織管理系統(tǒng)管理效率的途徑之一。

2)比較各層的信息熵投影值，第二層和第三層的信息熵值較其它兩層大，占總信息熵值的68.49%，說(shuō)明對(duì)中層管理結(jié)構(gòu)的調(diào)整是降低煤炭資源整合組織管理系統(tǒng)復(fù)雜性的、提高管理效率的主要方法之一。

3)通過(guò)應(yīng)用山西省煤炭資源整合組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的論證研究，該方法是可行的，具有可操作性。

此方法不足之處在于：沒(méi)能考慮影響復(fù)雜性的其它因素，特別是系統(tǒng)的功能和目標(biāo)的差異對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也會(huì)有不同的要求。由于資料有限，沒(méi)有對(duì)不同的實(shí)例進(jìn)行綜合比較。

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