Система управління - студопедія
Д. Клиланд і В. Кінг визначають управління як "процес, орієнтований на досягнення певних цілей" [1.18].
С.Л. Оптнер вважає управління метою зворотного зв'язку. "Зворотній зв'язок" впливає "на систему. Вплив є засіб зміни існуючого стану системи шляхом порушення сили, що дозволяє це зробити" [1.27]. Дії зворотного зв'язку можуть перевершити дії існуючого входу системи в залежності від місця, часу, форми, інтенсивності, змісту і тривалості впливу. Той, хто вирішує проблему, повинен втручатися в існуючий стан (ситуацію), щоб виконати свою мету. При всьому різноманітті форм впливу їх можна розділити на два класи: впливу - зміни, що призводять до деградації, руйнації системи, зменшення ступеня її організованості, і впливу - зміни, відповідні розвитку системи, збільшення ступеня організованості. Е.А. Смирнов вважає, що "процес організації відображає кількісні і якісні зміни об'єкта управління на всіх його фазах, етапах і стадіях. Якщо змін немає, то немає і самого процесу" [1.35].
Отже, фахівець або керівник, який розробляє рішення, повинен подбати про раціональне наборі впливів, щоб досягти стійкого процесу і досягти поставленої мети.
Процес цілеспрямованого впливу на систему, що забезпечує підвищення її організованості, досягнення того чи іншого корисного ефекту, і називається управлінням.
Системи, в яких протікають процеси управління, називаються системами управління.
Оскільки управління - специфічна функція, то вона реалізується певними елементами системи. Система в процесі свого функціонування поділяється на керуючу і керовану підсистеми. Дійсно, якщо ми вважаємо, що в системах не може бути безцільних процесів, то очевидно, що якщо є мета діяльності, має бути управління досягненням цієї мети і сама діяльність по її досягненню.
Таким чином, у наявності поділ функцій керуючої і керованої підсистем. Подібне розділення об'єктивно необхідно; воно викликано ускладненням процесів діяльності в усіх її областях, постійним зростанням суспільного характеру діяльності, збільшенням взаємозв'язків різних процесів. З'являється необхідність узгодження цілей і зусиль індивідуумів, колективів підприємств, галузей і т.д. управління їх спільною діяльністю.
На рис. 1.12 представлена структура системи управління.
Система, що формує керуючий вплив і (t), називається керуючої підсистемою. Система, "яка має" на собі зовнішні впливи, називається керованою підсистемою (об'єктом управління). Обидві ці системи в сукупності, з урахуванням їх взаємодії, утворюють вже нову систему систему управління як сукупність двох підсистем (керуючої і керованої).
Зв'язок керуючої підсистеми з керованою називається прямим зв'язком. Такий зв'язок є в будь-який без винятку системі управління (інакше не буде можливості управляти), протилежна по напрямку дії зв'язок (від керованої підсистеми до керуючої) називається зворотним зв'язком.
Поняття зворотного зв'язку є фундаментальним в техніці, природі і суспільстві.
На рис. 1.13 показаний процес виникнення механізму управління і зворотного зв'язку.
В роботі А.А. Ларіна [1.20] мета визначається як варіант задоволення вихідної потреби, обраний з деякого безлічі альтернатив, сформульованих на основі спеціального знання.
Задоволення потреби можливо альтернативними шляхами. Вибір альтернативного варіанту пов'язаний з оцінкою можливостей, тобто визначається не тільки вибором певної і конкретної сукупності методів і засобів, що забезпечують реалізацію потреби в даних умовах.
Існування суб'єктів підтримується виникненням і задоволенням потреб.
Для живого взагалі потреба визначається як "об'єктивно притаманні живому організму вимоги умов, необхідних для його збереження і розвитку".
Для людей потреби є рушійною "пружиною" поведінки і свідомості, певною залежністю людини від зовнішнього світу.
Мета - це сукупне уявлення про деяку моделі майбутнього результату, здатного задовольнити вихідну потребу при наявних реальних можливостях, оцінених за результатами досвіду.
Розглянемо властивості мети:
1) мета знаходиться в безпосередній залежності від потреби і є в цьому процесі її прямим наслідком;
2) вибір мети суто суб'єктивний, тобто заснований на конкретному значенні індивіда чи спільноти;
3) мета конкретна;
4) мета завжди несе в собі елемент невизначеності, що призводить до деякого "неузгодженості" фактично отриманого результату і тієї моделі, яка була сформована;
5) наявність невизначеності в вихідної моделі робить мета засобом оцінки майбутнього результату.
Система, що формує керуючі впливу і (t), називається керуючої підсистемою, а система, "яка має" на собі зовнішні впливи управління (управляючі дії), називається керованою підсистемою (об'єктом управління).
Впливу керуючої системи на об'єкт управління розглядаються як процес, як послідовна зміна значень u (t). Елементи процесу управління системою показані на рис. 1.15.
Керуючі впливи спрямовані на те, щоб функціонування (рух) системи управління сприяло досягненню мети.
З рис. 1.15 видно, що стан виходу керуючої системи u (f) -вправляющего впливу в будь-який момент часу t залежить від стану г входів, які є виходами об'єкта управління Y (t - 1).
Отже, u (t) = Fy [Y (t1)].
Слід зазначити, що управлінський вплив багато в чому залежать від властивостей керуючої системи (її структури, параметрів і ін.) - р:
Мал. 1.15. Елементи процесу управління системою
Необхідно відзначити важливу відмінну рису керуючої системи - її безпосередня власна мета не збігається з метою керованої системи.
Власна мета керуючої системи-вироблення управляючих впливів u (t). Цілі об'єкта управління можуть бути різноманітними. Однак власна мета керуючої системи не повинна суперечити меті об'єкта управління. Об'єкти управління можуть бути багатоцільовими і отримувати керуючі впливу від декількох керуючих систем.
На процес вироблення і здійснення керуючих впливів впливає зовнішнє середовище.
Реально в якості факторів зовнішнього середовища можуть виступати ресурси, що виділяються для досягнення мети управління, відомості про умови функціонування об'єкта управління і ін. Впливи зовнішнього середовища можуть бути відомими, випадковими (невідомими, непередбачуваними) або невизначеними (невідомими і непередбачуваними).
Отже, закон управління в загальному вигляді може бути представлений як
де F - закон управління для даної системи управління;
р - властивості керуючої системи;
x - властивості зовнішнього середовища.
Закон управління - правило (Fy) вироблення керуючого впливу з урахуванням особливостей (властивостей і можливостей) (р) керуючої системи і врахування ступеня впливу зовнішнього середовища (x).
В узагальненому вигляді закон управління -правий досягнення мети управління.
Сутністю закону управління є знаходження функції Fy, тобто оцінка невідповідності виходів об'єкта управління Y (t-1) і моделі об'єкта управління (моделі результату).
Ефективність управління (керуючих впливів) є ступінь відповідності фактичного або очікуваного результату необхідному (бажаного), тобто ступінь досягнення мети.
Для оцінки ефективності управління необхідно формалізувати і виміряти реальний (фактичний або очікуваний) результат Y і необхідний (бажаний) результат Ymp. які включають безліч приватних показників, що дозволяють всебічно оцінити результат функціонування системи управління. Як правило, для багатьох практичних завдань приймається, що значення показників, що визначають мету Ymp, фіксоване, а реальний результат Y буде залежати від варійованих приватних показників h, тобто Y = Y (h).
Ступінь відповідності реальних результатів Y (h) поставленої мети Ymp пропонується оцінити за допомогою функції відповідності q = p (Y (h), Ymp), яка в загальному випадку може являти собою вектор-функцію або характеризувати, наприклад, відстань між точками Y і Ymp або іншу ступінь відповідності даних величин:
де Gmp-безліч необхідних (ефективних) значень показників ефективності q, яким відповідають значення визначаються характеристик h досліджуваного об'єкта (системи, рішення і т.п.).
При використанні критерію оптимальності потрібно отримати найкращі (максимальні або мінімальні) значення показника. Однак в разі векторного показника прагнення максимізувати одні і мінімізувати інші альтернативні компоненти вектора q може привести до безлічі його значень, не помітних за бажанням. У зв'язку з цим найбільшого поширення набули два способи завдання безлічі Gmp:
1) виділення безлічі значень векторного показника q, не помітних за бажанням;
2) визначення оптимального (мінімального або максимального) значення одного з приватних показників вектора q при обмеженнях, що накладаються на інші показники.
У першому випадку виділяється безліч Gn значень показника називається безліччю Парето, і критерій оптимальності буде мати вигляд:
де hn - Парето-оптимальні значення характеристик досліджуваного об'єкта.
Безліч Парето Gn може являти собою дискретну або безперервну сукупність точок у відповідному n-вимірному просторі, і його визначення проводиться за допомогою спеціальних методів, використовуваних при пошуку Парето-оптимальних рішень багатокритеріальних задач.
У другому випадку при мінімізації приватного показника q1, задається наступним чином:
де h * - оптимальне значення характеристик досліджуваного об'єкта.
У разі застосування єдиного скалярного показника g (h) критерій оптимальності приймає вид
Безліч Gmp в цьому випадку вироджується, як правило, в єдину точку, відповідну мінімального значення даного показника.
Основні вимоги при виборі критерію:
1) оскільки критерій призначений для порівняння, то він повинен визначати деякий порядок на множині альтернатив. Якщо критерій представляється функціоналом, то це виконується автоматично;
2) кожен критерій повинен мати чіткий фізичний зміст і відображати цільове призначення системи.