 |
Понятие управления. Этапы управления
|
|
|
|
Под управлением понимается такая функция системы, которая ориентирована либо на сохранение основного качества системы в условиях изменения среды, либо на выполнение некоторой программы, которая должна обеспечивать устойчивость функционирования, гомеостаз, достижение определенной цели.
Другими словами, управление – целенаправленный переводсистемы из одного состояния в другое – желаемое.
Система управления – система, в которой реализуются функции управления.
Структура системы управления может быть многоуровневой (структурой подчинения).
Объект управления (ОУ)– динамическая система любой природы, преобразующая ресурсы в продукты и находящаяся под действием управляющих и возмущающих воздействий.
Возмущение – воздействие, под действием которого система переходит в нежелательное состояние.
Решение (управляющее воздействие, управление)– воздействие, выбранное из множества возможных на основе поставленной цели и принятого критерия.
Критерий – оценка вариантов решений.
Цель – состояние, к которому стремится система.
Управляющая часть (УЧ) – часть системы, вырабатывающая решения и передающая их на объект управления.
Среда – метасистема, в которую рассматриваемая система управления входит составной частью.
Функционирование системы – работа системы в рамках заданной структуры.
Развитие системы – работа системы в условиях острых противоречий, которые могут вызвать изменение структуры.
Управляющая часть системы формирует и реализует управляющие воздействия (решения) на объект управления по прямой связи; объект управления, изменяя свое состояние в соответствии с поступающими воздействиями, формирует в свою очередь ответные воздействия (реакции – информация), которые передаются по обратной связи. Окружающая среда воздействует на систему управления возмущениями, вызывающими отклонение движения объекта от заданного, а также обеспечивает систему управления ресурсами, необходимыми для формирования и реализации управляющих воздействий, и задает цель управления.
|
|
|
При исследовании процесса управления выделяют систему управления, состоящую из управляющей части системы и объекта управления, и окружающую среду (рисунок 5.1).
| Среда |
| Управляющая часть |
| Объект управления |
| Прямая связь |
| Обратная связь |
| Система управления |
| Ресурсы, цель |
| Реакции |
| Возмуще-ние |
Рисунок 5.1 – Структура системы управления
Управляющая часть системы формирует и реализует управляющие воздействия (решения) на объект управления по прямой связи; объект управления, изменяя свое состояние в соответствии с поступающими воздействиями, формирует в свою очередь ответные воздействия (реакции – информация), которые передаются по обратной связи. Окружающая среда воздействует на систему управления возмущениями, вызывающими отклонение движения объекта от заданного, а также обеспечивает систему управления ресурсами, необходимыми для формирования и реализации управляющих воздействий, и задает цель управления.
Объект управления, представляет собой систему преобразования ресурсов в продукты (рисунок 5.2). Рассматривая процессы, происходящие в управляющей части системы, можно получить совокупность этапов, представленных схематично на рисунке 5.3.
| Техническая информация |
| Продукты |
| Материалы, энергия |
| Финансовые ресурсы |
| Оборудование |
| Трудовые ресурсы |
| Объект управления |
Рисунок 5.2 – Схема объекта управления
| Среда |
| Цель |
| Критерий |
| План |
| Контроль |
| Анализ |
| Варианты решений |
| Решение |
| Учет |
| Объект управления |
|
|
|
Это схема хорошо подходит для ручного, автоматического и автоматизированного управления.
При анализе процесса управления используют деление его на части по различным признакам. Одним из главных признаков является вид иерархии. Различают следующие виды иерархии: временная; пространственная; функциональная, ситуационная и информационная.
Временная иерархия – п ризнак деления интервал времени от момента поступления информации о состоянии объекта управления до выдачи управляющего воздействия. Управляющий интервал выбирается исходя из критериев, определяющих устойчивость и эффективность функционирования всей системы и чем он больше, тем выше уровень (ранг) элемента. Управление может осуществляться в реальном времени, с интервалом в сутки, декаду, месяц, квартал и т.д.
Пространственная иерархия – признак деления площадь, занимаемая объектом управления. Чем больше площадь объекта, тем выше его ранг. Данный признак является субъективным, так как не всегда площадь, занимаемая объектом, соответствует его значимости, и его можно использовать в случае аналогичности параметров элементов одного уровня.
Функциональная иерархия основываетсянафункциональной зависимости (подчиненности) элементов системы, а так как трудно выделить границы между элементами системы, то такое деление является субъективным.
При ситуационной иерархии деление на уровни производится в зависимости от эффекта, вызываемого той или иной ситуацией, например, от ущерба, возникающего в результате аварии или выхода из строя оборудования.
Информационная иерархия – признак деления на уровни оперативность и обновляемость информации. На первом уровне хранится и обрабатывается повторяющаяся, часто обновляющаяся информация, необходимая для оперативного управления. Следующий уровень составляет информация, используемая не так часто, которая группируется по функциональным областям и применяется для поддержки принятия решения по управлению производством. На верхнем уровне хранится и обрабатывается стратегическая информация для долгосрочного планирования, для которой характерна высокая степень обобщенности и редкое использование.
|
|
|
Для сложных организационных систем, к которым относятся учреждения различного профиля, управление представляет собой сложный многоэтапный процесс, который можно разбить на четыре группы взаимосвязанных этапов (рисунок 5.4):
1) формирование или уточнение целей управления;
2) формирование управляющих воздействий;
3) реализация воздействий;
4) контроль результатов реализации воздействий.
| Формирование целей |
| Формирование воздействий |
| Реализация воздействий |
| Контроль результатов |
| Результаты контроля |
| Информация, ресурсы |
Рисунок 5.4 – Этапы управления
Рассмотрим содержание каждой группы этапов.
Формирование целей. Цель – желаемое (требуемое) состояние или движение объекта или система управления.
Можно выделить следующие цели: цель – состояние (требуется достичь заданного состояния объекта); цель – движение, (требуется обеспечить определенную последовательность состояний объекта, образующую движение).
Эти цели, в свою очередь, могут быть представлены в виде:
- цели – стабилизации (требуется сохранить неизменным заданное состояние или движение объекта);
- цели – ограничения, (требуется, чтобы значения показателей состояния объекта были больше или меньше заданных);
- цели – оптимизации (требуется, чтобы будущее состояние объекта было наилучшим, т. е. определенные показатели его свойств принимали бы максимальные или минимальные значения).
Формирование целей – сложный процесс, который зависит от внешних и внутренних взаимодействий систем, причем цель может формироваться как самой системой управления на основе анализа возмущений окружающей среды и состояний объекта управления, так и задаваться извне.
При определении этапов формирования целей необходимо учитывать следующие две закономерности.
1. Зависимость цели от качества и количества информации, получаемой управляющей системой от объекта управления и окружающей среды, в случае если цель формируется управляющей системой. Эта значит, что для более точной формулировки цели управления необходимо детально изучить предполагаемые воздействия окружающей среды, возможные пути развития объекта управления, различные варианты будущих состояний объекта, их свойства и другие факторы.
|
|
|
2. Иерархичность цели, т.е. возможность ее деления по уровням иерархии (в пространстве) и по этапам (во времени). Так как цель представляет собой желаемое будущее состояние объекта, а состояние характеризуется совокупностью свойств, которые имеют иерархическую структуру, то цель также можно представить в виде совокупности частных целей («дерева» целей), которые характеризуют желаемое состояние объекта управления. Кроме того, в процессе движения к поставленной цели объект проходит ряд промежуточных состояний, которые также можно представить в виде промежуточных целей (этапов).
В соответствии с данными закономерностями процесс формирования целей включает следующие этапы:
1) получение информации о возможных путях движения объекта управления и воздействиях окружающей среды;
2) прогнозирование и выбор наиболее перспективных путей движения объекта, определение его желаемого конечного состояния и формирования, в соответствии с этим, генеральной цели;
3) декомпозиция генеральной цели в пространстве и во времени;
4) определение рациональных путей достижения цели и разработка, в соответствии с этим, программ и планов ее достижения.
Формирование целей неразрывно связано с выбором показателей и критериев эффективности управления (системы управления), которые необходимо обосновывать, исходя из следующих рассуждений. Система будет удовлетворять своему назначению, если значения показателей эффективности будут лежать в области, определяемой выбранным критерием. Основное назначение системы управления – обеспечивать движение объекта управления к поставленной цели. В соответствии с этим необходимо выбирать показатели, характеризующие движение объекта и цель управления. Движение объекта к поставленной цели будет неразрывно связано с функционированием системы управления и взаимодействием ее с окружающей средой, в первую очередь с потребляемыми ресурсами.
Таким образом, показатели эффективности управления должны характеризовать цель управления, состояние системы в процессе управления и потребляемые ресурсы. Для сложных систем выбор этих показателей является трудоемкой задачей, не всегда приводящей к точным результатам. В качестве показателей могут быть выбраны время перехода системы из одного состояния в другое; затраты материальных и энергетических ресурсов для достижения цели управления; прибыль, получаемая в результате функционирования систем и др. Критерий эффективности определяется целью управления и требованиями к функционированию системы и потребляемым ресурсам. Например, если выбрана цель – ограничение и требуется минимизировать потребляемые ресурсы, то выбирается критерий оптимизации: минимизировать ресурсы при ограничениях, на показатели конечного состояния объекта управления.
|
|
|
Формирование управляющих воздействий осуществляется на основе установленных целей и выбранного критерия эффективности управления в зависимости от текущего состояния объекта управления и воздействий окружающей среды. Здесь целесообразно выделить следующие этапы:
1) получение информации об объекте управления и окружающей среде;
2) накопление, обработка и анализ информации;
3) определение возможных вариантов воздействий (множества возможных воздействий);
4) выбор рационального варианта воздействий в соответствии с имеющейся целью, критерием эффективности и полученной информацией (принятие решения);
5) разработка программы (плана, алгоритма) реализации воздействий, предусматривающей последовательность выдачи воздействий, и предполагаемые (эталонные) состояния и реакции объекта на эти воздействия.
Реализация воздействий включает два основных этапа:
1) передача воздействий объекту управления по имеющимся связям (материальным, энергетическим, информационным);
2) отработка воздействий объектом управления, в ходе которой осуществляется его переход в новое состояние и формирование ответных воздействий (реакций), передаваемых в системе управления по обратным связям (информационным).
Контроль результатов реализации воздействий включает следующие этапы:
1) получение информации о состоянии объекта управления после воздействия;
2) обработка этой информации и сравнение ее с эталонной (предполагаемым состоянием и реакцией объекта управления);
3) анализ результатов сравнения и перехода к формированию новых управляющих воздействий.
На основании контроля результатов воздействий, поступающей новой информации о состояниях объекта управления и окружающей среде периодически производится коррекция программы реализации воздействий, а через продолжительные промежутки времени – программы и планов достижения генеральной цели управления.
В зависимости от особенностей объектов управления целесообразно различать управление в живых организмах, автономных технических, человеко-машинных и организационных системах.
|
|
|
