Сущность системы с управлением. Задачи и функции системы управления.

Задачи

1) Целеполагание – определение требуемого состояния или поведения системы

2) Стабилизация – удержание системы в стабильном состоянии в условиях возмущающих воздействий

3) выполнение программы – перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам;

4) слежение – перевод системы в требуемое состояние или обеспечение требуемого поведения системы в условиях, когда управляемые величины меняются по неизвестным законам или законы меняются

5) оптимизация – перевод (или удержание) системы в состоянии с экстремальными характеристиками при заданных условиях и ограничениях (прибыли – издержки)

 

Функции

 

1) функция принятия решений – функция преобразования содержания информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию в ходе анализа, планирования и оперативного управления (собрать информацию, выявить проблемные места, предложить варианты решений, оценки их состояния и последствий, выработать критерии оценки решений, выбор решений)

2) функции обработки информации – охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы (без изменения смысла) информации;

3) функции обмена информацией – доведение выработанных воздействий (решений) до ОУ, обеспечение обмена информацией с ЛПР.

 

3. Обобщенный цикл управления

 

Аксиомы теории управления

1) Наличие наблюдаемости объекта управления. Определение любого из состояний ОУ (т.е. наблюдаемость) реализуется только в том случае, если по результатам измерения выходных переменных y(t) при известных значениях входных переменных x(t) может быть получена оценка z⁰(t) любой из переменных состояния z(t). Такая задача в теории систем называется задачей наблюдения. В социально-экономических и организационно-технических системах с управлением эта задача реализуется функциями учета и контроля текущего состояния ОУ и воздействий окружающей среды. Без этой информации управление оказывается неэффективным.

2) Наличие управляемости – способности ОУ переходить в пространстве Z возможных состояний из текущего состояния в требуемое под воздействием управляющей системы.

3) Под целью управления понимают совокупность значений количественных и качественных показателей, определяющих требуемое состояние ОУ.

4) Свобода выбора – выбор управляющих воздействий из множества возможных альтернативных решений. Чем меньше это множество, тем менее эффективно управление.

5) Наличие критерия эффективности управления. Обобщенным критерием эффективности управления считается степень достижения цели функционирования системы. по частным критериям можно оценивать качество управления, степень устойчивости системы.

6) Наличие ресурсов, обеспечивающих реализацию принятых решений. Ограниченность или отсутствие ресурсов ограничивает свободу выбора ЛПР и влияет на достижимость целей.

 

Совершенствование системы с управлением.

 

Совершенствования систем управления связывают с удовлетворение двух основных требований.

1. Сокращение длительности цикла управления.

2. Повышение качества управляющих воздействий (решений).

При этом следует иметь в виду, что одновременное удовлетворение требований возможно только при условии повышения производительности УС и СС.

В рамках этих требований можно выделить следующие основные пути совершенствования систем с управлением:

• оптимизация численности управленческого персонала;

• новые способы организации работы СУ;

• новые методы решения управленческих задач;

• изменение структуры СУ;

• перераспределение функций и задач в УС;

• механизация управленческого труда;

• автоматизация.

 

Основные понятия системного анализа

Система – множество элементов, их связи и взаимодействия как между собой, так и с окружающей средой, образующих единое целое с определенными качествами и целенаправленностью.

Элемент – неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к данной системе. Неделимость рассматривается как нецелесообразность внутреннего строения элемента в рамках рассматриваемой системы. Характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами.

Множество элементов можно записать в виде

,

где – i -й элемент системы, – число элементов.

Каждый элемент характеризуется m конкретными свойствами z₁, z₂, …, z_m, которые определяют его в данной системе однозначно. Совокупность всех m свойств элемента называют состоянием (выраженностью свойств) каждого элемента:

.

Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (время, пространство и др.), может изменяться.

Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – значит выявить наличие зависимостей их свойств. Множество связей между элементами можно представить в виде

.

Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний (взаимосвязь) характер.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Элементы:

1. Абстрактные (понятия)

2. Конкретные – реальные(материальные)

2.1. Живые – субъекты

2.2. Неживые – объекты

Подсистема – часть системы, выделенная по определенному признаку, обладающая некоторой самостоятельностью и предполагающая разложение на элементы в рамках конкретного рассмотрения. Подсистема отличается от группы элементов тем, что для последней не выполняется условие целостности.

Структура – статическая модель системы. Отражает присутствие определенных элементов и связей, т.е. совокупность элементов и связей между ними. .

Граница внешней среды

Внутренняя среда

Граница внутренней среды

Внешняя среда, ближнее окружение, микросреда, среда прямого действия (кредиторы)

 

 

 

Дальнее окружение, макросреда косвенного действия, воздействует на стратегию решения. Односторонняя связь.

 

Внешняя среда – вне границ системы, может повлиять на работу системы. То, что за границей – реально существуют, но отношения не имеют.

Внутренняя среда (окружающая) – набор реально существующих в пространстве и времени систем, которые могут повлиять на работу системы.

 

Принципы системного анализа

1) Принцип конечной цели.

1.1) В первую очередь, при применении системного анализа необходимо сформулировать цель исследования

1.2) Определить основную цель, основное предназначение, основные функции исследуемой системы. Это позволит определить основные свойства, показатели качества и критерии оценки системы.

1.3) При синтезе систем любая попытка изменения или совершенствования должна оцениваться с точки зрения достижения конечной цели

1.4) Целевая функция исследуемой системы задается, как правило, системой более высокого уровня, в которой исследуемая система входит как составная часть.

2) Принцип изменения

О качестве функционирования системы можно судить только применительно к системе более высокого порядка, т.е. исследуемую систему нужно представить как часть более общей системы и оценку её свойств проводить относительно целей и задач суперсистемы.

 

3) Принцип эквифинальности

Система может достичь требуемого конечного состояния, не зависящего от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями

4) Принцип единства

Совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности частей. Ориентирован на декомпозицию системы с сохранением целостных представлений о ней.

5) Принцип связности

Любая часть системы рассматривается совместно с её окружением. Принцип подразумевает проведение процедуры выявления связей между элементами и связей с внешней средой.

6) Принцип модульного построения

Для абстрагирования от излишней детализации полезно выделений модулей (более крупная часть, чем элемент) и рассмотрения системы как совокупностей модуля. В этом случае система исследуемая как совокупность входных и выходных воздействий

7) Принцип иерархии

Предполагает введение иерархии частей и их ранжирование. ранжирование упрощает разработку системы, устанавливает порядок рассмотрения частей (начиная с более высокого ранга – в меньшей цифре)

8) Принцип функциональности

Сначала функциональная, затем организационная. Функциональная главнее. Меняются функции – меняется организация. Принципы Файоля:

· разделение труда,

· власть – ответственность,

· дисциплина,

· единство распорядительства,

· единство руководства,

· подчинение частных интересов общим,

· вознаграждение персонала,

· централизация,

· иерархия,

· порядок,

· справедливость,

· постоянство состава персонала,

· инициатива,

· единение персонала.

Предполагает совместное рассмотрение структуры и функций, с приоритетом функций над структурой. Любая структура тесно связана с функцией системы и её частей. В случае придания системы новых функций необходимо пересмотреть структуру, а не пытаться втиснуть новые функции. Образуют процессы, которые связаны с потоками различных видов:

· материальный поток

· энергетический

· смена состояния

· информационный поток

Есть ограничения только на потоке, пространстве и времени.

9) Принцип развития

Это учет изменяемости системы, её способности к развитию, расширению, адаптации, замене частей, накапливанию информации. В основном синтезирования системы необходимо закладывать возможности развития, наращивания, усовершенствования. При чем обычно расширений функций рассматривается за счет обеспечения возможности включения новых модулей, совместно с уже имеющимися. С другой стороны, принцип развития ориентирует на необходимость учета предыстории развития системы, тенденции, имеющиеся в настоящее время. Одним из способов учета этого принципа является рассмотрение системы относительно её жизненного цикла: проектирование, создание, ввод в действие, эксплуатация, модернизация (наращивание возможностей), замена, ликвидация.

 

10) Принцип децентрализации

В сложных системах необходимо сочетание централизации и децентрализации управления. Степень централизации должна быть минимальной, обеспечивающей достижение поставленных целей.

Недостатки централизации управления: сложность управления из-за большого потока информации, подлежит обработке для принятия решений.

Недостатки децентрализации: увеличение времени адаптации, что существенно снижает эффективность функционирования, особенно в быстроменяющейся среде.

11) Принцип неопределенности

Предполагает учет неопределенности и случайности в системе и утверждает, что можно иметь дело с системой, в которой структура, функционирование или внешние воздействия не полностью определены. В сложных открытых системах можно оценивать «наихудшие» ситуации и рассмотрение проводить для них. Это метод гарантированного результата.