Классификация методов управления

Управляющие и управляемые элементы системы

Каждая система имеет управляющие и управляемые элементы, которые группируются в подсистему управления (ПУ) и в управляемый объект.

 

Рис. 2.1 Схема взаимодействия подсистемы управления и управляемого объекта (простейшая)

Подсистема управления включает:

ПР – программу управления системой (алгоритм);

ОУ – орган управления (принимает решение по управлению);

ИО – исполнительный орган (принимает управляющий сигнал и перерабатывает его в управляющее воздействие);

ИС – информационная система (собирает данные об управляемой системе на выходе и передает в орган управления).

Жесткие системы управления

При жестко системе имеется полная определенность о будущих воздействиях и состояниях системы и несущественное влияние непредвиденных возмущений или защита системы от них.

 

Рис 2.2 Схема жесткой системы управления

-символ преобразования сигнала

УО - управляемый объект

ОУ - орган управления

ПР – программа

ИО – исполнительный орган

ПУ – подсистема управления

Х_τ управляющее воздействие

У_τ  - заданный программой показатель функционирования системы

 - сигнал, передаваемый на исполнительный орган.

 

Последовательность процесса управления при жесткой системе

1) Орган управления на основании имеющейся программы, принимает решение, которое в виде сигнала Х_τ⁰  -передается на исполнительный орган.

2) Исполнительный орган преобразует этот сигнал в управляющее воздействие.

3) Управляющее воздействие, по сути, является входом для управляемого объекта.

4) Вход Х_τ  - обеспечивает получение на выходе заданного программой показателя функционирования системы У_τ .

Таким образом, вход для жесткой системы управления определяется сигналом, исходящим от программы управления самой системы.

Недостаток жесткой системы: ее выходные параметры слабо зависят от изменяющихся внешних условий.

Преимущества: простота и надежность функционирования.

Пример: 1) работа автоматического светофора в режиме, не учитывающем фактическое состояние транспортного потока на перекрестке.

2)содержание штата и услуг на СТО (станция технического обслуживания) без учета сезона и спроса на услуги.

Гибкие системы управления

 Гибкие системы управления это системы с обратной информационной связью, в них программа корректируется в зависимости от информации о фактическом состоянии управляемого объекта или от обратной связи исполнительной системы.

Рис 2.3 Схема управления с обратной информационной связью

 - воздействие ИО на УО; Х –вешнее воздействие; ±∆Х -дополнительное корректирующее воздействие, поступающее на вход системы, изменяя его t,  зависящее от отклонения показателя отхода системы от норматива; Х±∆Х – измененное управляющее воздействие; Х(t) – данные о внешнем воздействии; ∆У = У(t) –У⁰ (t) - показатель выхода системы из норматива.

 (управление по отклонениям):

1. Фактическое состояние управляемого объекта характеризуется отклонением полученного выхода от заданного для системы норматива У^0;

2. это отклонение ∆t фиксируется информационной системой и передается органу управления, который корректирует программу или выбирает из банка программ необходимую.

3. Орган управления передает управляющий сигнал Х⁰ , откорректированной программы на исполнительный орган;

4. Исполнительный орган по сигналу органа управления, вырабатывает  управляющее воздействие ±∆t, которое поступает на вход системы, изменяя его.

Таким образом, на вход системы поступают два сигнала: о внешнем воздействии и корректирующий, который зависит от величины отклонения показателя ухода от норматива.

Преимущества системы с обратной связью:

1) гибкость (учет изменения внешних воздействий).

2) стабильность работы системы на выходе при изменяющемся входе.

    Недостатки:

1) усложнение структуры, появление дополнительных звеньев.

2) более сложная программа.

Примеры

1.Автоматическая автоблокировочная система регулирования торможения ABS (фиксируемое отклонение выхода – начало проскальзывания колеса при торможении).

2.Действие водителя по поддержанию определенных параметров движения автомобиля на маршруте с учетом дорожной обстановки.

3. Современные компьютерные системы управления рабочими процессами двигателя с учетом нагрузки, скорости и состава отработавших газов.

4. Регулирование объемов производства и цены на основе баланса спроса и предложения, например, услуги на сервис и ТО.

     Схемы управления с обратной информационной связью более гибкие и адаптивные, особенно для технических, производственных и экономических систем. По ним целесообразно строить управление предприятий и организацию их функционирования.

Реактивность системы

В зависимости от реакции системы на изменение внешних воздействий есть два метода управления: реактивный и программно – целевой.

Реактивный метод характерен для систем, игнорирующих информацию обратной связи, состояние самой системы и изменение внешних факторов.

Программно – целевой метод (ПЦМ) заключается в четком определении цели системы и интеграции всех видов деятельности подсистем в виде программы для достижения поставленной цели.

     Программой является только то, что увязывает цели с ресурсами, т.е. определяет необходимое количество и виды ресурсов для их преобразования в конечный целевой результат (или продукт) в течении назначенного промежутка времени.

Программа = цели + ресурсы + время

Иначе это будет перечень действий, план мероприятий или сценарий развития, но не программа.

Применяемые на практике методы управления, как правило, занимают промежуточное место, тяготея к реактивному или программно – целевому методу.

Баланс спроса и предложения

Как пример большой системы с обратной связью рассмотрим предоставление и потребление на рынке товаров и услуг определенной цены и объема (магазины, АТП, АЗС,СТО…).

Элементы системы: покупатели (клиенты), продавцы товаров и услуг.

В качестве входа этой системы выступают данные по спросу и соотношение цен спроса и предложения.

Спрос – это объем товаров или услуг G которые потребитель готов приобрести по данной цене Р_С.

Чем ниже цена, тем выше объем товаров и услуг, которые могут приобрести потребители (кривая 1 на рис.2.4).

Предложение – это объем товаров или услуг G, которые производитель готов предложить по данной цене предложения Р_П .

Чем выше цена предложения, с которой согласен потребитель, тем больший объем товаров или услуг поступает на рынок (кривая 2 на рис.2.4).

Для больших рынков(регион, отрасль, страна) в условиях устойчивого развития экономики средне и долгосрочный спрос достаточно стабильный и может быть описан многофакторными, как правило, нелинейными моделями.

Для конкретного участника рынка, действующего в определенном секторе, текущее его состояние, т.е. соотношение спроса и предложения менее стабильно и менее предсказуемо.

Спрос на легковые автомобили определяется следующими основными факторами: базовым уровнем автомобилизации; жизненным уровнем населения и занятостью; ценами на автомобили; эксплуатационными расходами; доступностью сервисных услуг; развитием и доступностью общественного транспорта и др.

 

 -

Рис. 2.4 Прогноз изменения объема услуг и рыночных цен

1 – исходная линия спроса; 2 – исходная линия предложения;

G_О  - объем услуг при равновесии спроса (1) и предложения (2);

Р_О  = Р₁₂   - то же; Б – спрос. цена услуги; А - предложение

Управляющим сигналом – является соотношение дохода (прибыли), которую предполагал получить  (G P)  и фактически получил  (G_Ф Р_Ф )  продавец товаров и услуг:

±∆Y =G_Ф Р_Ф  - G Р.

Управляющее воздействие вырабатывается органом управления системы на основе управляющего сигнала.

Пересечение линий спроса и предложения- это точка равновесия О сценой Р_О и объемом G_О .

Зона между линиями 1 и 2 слева от точки равновесия, это зона эффективности. Тут цена спроса больше цены предложения Р_с > Р_П .

Для продавца это значит, что затраты на производство товаров или услуг будут компенсироваться и он готов удовлетворять спрос.

Для потребителя эффективность в том, что его потребность будет удовлетворена по доступной цене.

Зона между линиями 1 и 2 справа от точки О - это зона неэффективности.

Для продавца: Цена предложения выше цены спроса и его затраты не будут компенсироваться. Продавец не заинтересован удовлетворять спрос по этим ценам.

Для потребителя: возникнет дефицит.

Изменение внешних условий: налогов; процентных ставок; таможенных правил; цен на товары и др. существенно сказывается на рынке, особенно на малом бизнесе.

Анализ цен и объемов услуг в условиях резкого изменения внешних факторов. Фиксируем исходное состояние рынка для линии спроса 1 и предложения 2. Равновесный объем услуг G_О  = G₁₂ . Цена Р_О  = Р₁₂ .

При ухудшении внешних условий (падение курса рубля, рост процентных ставок, налогов…) происходит увеличение себестоимости предоставления услуг. Возникает новая линия предложения – 4, которая располагается выше первоначальной -2.

Далее возможны следующие варианты (сценарии) поведения рынка.

I вариант: потребитель соглашается с ростом цен и точка равновесия перемещается в положение О₁ .

Последствия: 1) равновесная цена возрастает с Р₁₂  до Р₁₄ ; 2) объем услуг сокращается с G_О  до G₁₄ ; 3) зона эффективности для продавца сокращается.

II вариант: Потребительский рынок стремится сохранить первоначальный объем услуг на уровне G_О  и платит за это ростом цены при новой линии спроса 3. При этом точка равновесия перемещается в О_2.

Последствия: 1) рост цен с  Р_О  до Р₃₄ , больший чем при первом варианте; 2) зона эффективности практически не меняется по сравнению с исходным состоянием.

III вариант: Возникновение ажиотажного спроса на товары и услуги, например до уровня G₅₄ . Точка равновесия перемещается в О₃ .

Последствия: 1) возникает повышенный спрос, характеризуемый линией 5. 2) дальнейший рост цен до Р₅₄ . 3) увеличение зоны эффективности для стороны, представляющей услуги.

IV вариант: В условиях ажиотажного спроса сторона, представляющая услуги, может поднять ставку предложения до уровня линии 6.

Последствия: 1) сокращение зоны эффективности

 (точка равновесия О₄ ). 2) резкое увеличение цены до Р₅₆ . 3) при одновременном сокращении объема услуг до G₅₆  4) начало формирования устойчивого дефицита.

V вариант: В условиях начавшегося дефицита сторона, представляющая услуги, может предложить поднимать линию предложения, например до 8.

Последствия: 1) начинается обвал рынка, характеризуемый резким ростом цен при значительном сокращении объемов продаж и услуг (G₅₈ ), и зоны эффективности; 2) Траекторию О – О₁  (или - О₂ , - О₃ , - О₄ , - О₅ ) можно назвать зигзагом кризиса рынка.

Подъем цен и тарифов может дать лишь кратковременный эффект для конкретного производителя или торговца, потом у что:

1. Существенно сокращается зона эффективности, т.е. сбыта товаров и услуг и массы прибыли;

2. Из-за сокращения возможного объема товаров и услуг резко возрастет конкурентная борьба, требующая дополнительных затрат, приводящих к росту цен;

3. Рынок находится в нестабильном состоянии, при котором отдельному производителю товаров и услуг трудно выбрать рациональную цену и объемы, особенно в условиях инфляции и ажиотажного спроса;

4. «Естественное» желание перестраховаться и поднять цены приводит к дальнейшему раскачиванию рынка.

    Наиболее эффективной стратегией продавца является взвешенное сокращение цен или тарифов, которое способствует повышению объемов продаж, дохода и конкурентоспособности.

База для такой стратегии:

1. Повышение эффективности производства на основе совершенствования структур и методов управления соответствующими структурами;

2. Умение прогнозировать текущий и долгосрочный спрос на товары и услуги.

Поэтому

    Включение в управление обратной связи позволяет дать прогноз поведения системы, в том числе и при резких колебаниях и изменениях внешних условий, характерных и особенно чувствительных для малого бизнеса.

 

 

Тема 3. ДЕРЕВО ЦЕЛЕЙ И ДЕРЕВО СИСТЕМ

Цели системы

Целью системы является её будущее  состояние, достигаемое с помощью действий, являющихся следствием принимаемых решений.

Решение – это выбор из многи х альтернатив развития, изменяющих состояние системы, одной или нескольких,  или комбинацию альтернатив.

Критерием при принятии решения, является целевая функция.

Целевая функция (U) устанавливает количественные связи между уровнем достижения поставленных целей и факторами, которые влияют на состояние системы.

U = f(C_1, C₂,C₃,…,C_n),

Где С_i – факторы, влияющие на U.

Конкретное значение целевой функции может быть показателем эффективности данной системы.

Экстремальное значение целевой функции соответствует оптимальному управлению.

Цель должна быть определена четко и, желательно, количественно.

Цель характеризуется целевым показателем (ЦП) и целевым нормативом (ЦН). Целевой норматив характеризует состояние системы при полном достижении поставленной цели. Целевой показатель характеризует текущее состояние системы в определенный момент времени t.

Отношение ЦП к ЦН определяет степень достижения цели в определенный момент времени (C_t).                 С(t) = ЦП(t)/ЦН

Рис. 2.5 Соотношение целевых показателей и нормативов

При С(t_р) = ЦП/ЦН = 1 цели реализуются полностью, а t_р – это момент

достижения (реализации) поставленной цели.

Понятие о дереве целей