Управляемые системы

Структура управляемой системы (или системы с управлением) включает три подсистемы (рис. 23):

· управляемую систему (объект управления, ОУ),

· управляющую систему (УС) и

· систему связи (СС).

Нетрудно заметить, что управляющая подсистема включена в контур информационной обратной связи, передающий информацию с выхода управляемой системы на её вход. Такие системы часто называют кибернетическими системами. К ним относятся многие технические, биологические и все организационные социально- экономические системы.

Как показано на рис. 22, управляющая система (ОУ) совместно с системой связи (СС) образует систему управления (СУ) А. Основным элементом неавтоматизированных организационных СУявляется лицо, принимающее решение (ЛПР) - индивидуум или группа индивидуумов, имеющих право принимать окончательные решения по выбору одного из нескольких управляющих решений.

РРис. 23. Система с управлением

Такая система связи включает:

· канал связи, по которому на вход СУ передается информация о состоянии ОУ (множество { у }),

· канал связи, по которому на вход ОУ передается управляющая командная информация с выхода СУ (множество { u } Í {х}, где { х } – множество всех входных сигналов ОУ).

Вместе с СУ оба эти канала образуют цепочку обратной связи (с выхода на вход ОУ) в контуре управления.

Множества переменных { n } и { w }обозначают соответственно воздействие окружающей среды (различного рода помехи) и показатели, характеризующие качество и эффективность функционирования подсистемы В. Показатели качества и эффективности являются подмножеством информации о состоянии ОУ, { w } Í { у }. Более того, в процессе анализа систем каждая характеристика.у_; должна рассматриваться как потенциальная кандида тура на роль показателя. Поэтому для сохранения общности рассмотрений это подмножество характеристик без необходимости выделять отдельно не будем.

Основными группами функций системы управления являются:

· функции принятия решений - функции преобразования содержания информации { f _c};

· рутинные функции обработки информации (f _p};

· функции обмена информацией { f _o}.

Функции принятия решений { f _с} выражаются в создании новой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий). Это связано с преобразованием содержания информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию при решении логических задач и выполнении аналитических расчетов, проводимых ЛПР при порождении и выборе альтернатив. Эта группа функций является главной, поскольку обеспечивает выработку информационных воздействий по удержанию в существующем положении или при переводе системы в новое состояние. Без автоматизации этой функции ИС не может считаться полноценной.

Функции { f _p} охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации и т.д. Эта группа функций преобразования информации не изменяет ее смысл, т.е. это рутинные функции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Группа функций { f o} связана с доведением выработанных воздействий до ОУ и обменом информацией между ЛПР (ограничение доступа, получение (сбор), передача информации по управлению в текстовой, графической, табличной и иных формах по телефону, системам передачи данных и т.д.).

Совокупность функций управления, выполняемых в системе при изменении среды, принято называть циклом управления. Выполняя цикл за циклом, система приближается к сформулированной цели. Развёрнутое представление цикла управления организационной системой (с указанием основных задач и функций СУ) показано на рис. 24.

От объектов управления в СУ поступает информация о текущем состоянии дел. ЛПР контролируют ее истинность, учитывают и анализируют в целях выявления отклонений от требуемого состояния и определения необходимости изменения текущего состояния.

Рис. 24. Обобщённый цикл управления организационной
системой

По результатам анализа осуществляются выбор одной из основных задач управления и оперативно-техническое управление (регулирование), состоящее в координации действий ОУ - выработке решений по удержанию системы в требуемом состоянии, или решается задача целеполагания (провидится корректировка целей), после чего система переводится в новое состояние на основе прогнозирования и планирования. При необходимости направляется доклад в старший орган управления.

Пути совершенствования систем с управлением. Совершенствование систем с управлением сводится к сокращению длительности цикла управления и повышению качества управляющих воздействий (решений). Эти требования носят противоречивый характер. При заданной производительности СУ Сокращение длительности цикла управления приводит к необходимости уменьшения количества перерабатываемой информации, а следовательно, к снижению качества решений. Одновременное удовлетворение требований возможно лишь при условии, что будет повышена производительность УС и СС по передаче и переработке информации, причем повышение производительности обоих элементов должно быть согласованным. Это исходное положение для решения вопросов по совершенствованию управления.

Основными путями совершенствования систем с управлением являются:

1. Оптимизация численности управленческого персонала.

2. Использование новых способов организации работы СУ.

3. Применение новых методов решения управленческих задач.

4. Изменение структуры СУ.

5. Перераспределение функций и задач в УС.

6. Механизация управленческого труда.

7. Автоматизация.

Автоматизация управления. До недавнего времени технические средства применялись человеком с тем, чтобы облегчить только физический труд. Это направление применения технических средств известно как энергетическое, а сам процесс создания и внедрения механизмов, обеспечивающих повышение эффективности физического труда человека, называется механизацией. По мере использования человеком все более мощных источников энергии и исполнительных устройств значение его собственной мускульной сил» понижалось, а значение интеллектуального труда, содержанием которого является преобразование информации, возрастали. И подобно тому, как раньше возникло требование увеличить мускульную силу людей, так теперь ощущается необходимость и увеличении их интеллектуальной мощи.

Появление ЭВМ положило начало кибернетическому направлению применения технических средств для повышения эффективности труда. Закономерным, но не простым продолжением механизации явилась автоматизация с помощью средств вычислительной и телекоммуникационной техники. Если механизация охватывает процессы получения, передачи, преобразования и использования энергии, то автоматизация – процессы получения, передачи, преобразования и использования информации. Говоря образно, если орудия труда выступают продолжением человеческой руки, то ЭВМ – это продолжение человеческого мозга.

При управлении ЛПР выполняет сложную последовательность функций из множеств { f _с}, { f _p}, { f _o}. Каждая из них может быть представлена рядом задач.

По степени творческих усилий это могут быть задачи, не связанные с творчеством, и задачи сугубо творческого труда. Вполне естественно, что необходимость, возможность и целесообразность их автоматизации будут тоже различными. Исходя из этого, развитие автоматизации управления представляет собой последовательную передачу ряда управленческих функций от человека к техническим средствам и происходит поэтапно.

Первоначально автоматизация охватывала только управление техникой и оружием. Например, комплексы управления зенитным огнем, автопилоты, автоматические системы коммутации и ряд других устройств стали применяться еще в годы второй мировой войны и получили широкое распространение после ее окончания.

Управление подобными объектами характеризуется высокой быстротечностью процессов и в то же время их простотой. Относительно формального описания и выполнения техническими средствами данные процессы не представляют принципиальных трудностей. В системах управления оружием и техникой допустима самая высокая степень автоматизации, когда они могут функционировать без участия человека, не считая первоначальный запуск, профилактический контроль и ремонт. Такие системы управления называются автоматическими. С развитием вычислительной техники и методов математики автоматизация распространилась на управление объектами социальной природы. Системы управления этого типа принципиально не могут быть автоматическими. Объясняется это тем, что органической составной частью в них выступают ЛПР с их неформальным мышлением, чувствами и мозгом. Они являются источниками первичной информации и потребителями результатов ее обработки. Такие системы управления называются автоматизированными. Автоматизированные системы управления (АСУ) являются одним из направлений применения информационных систем.

Общей целью автоматизации управления является повышение эффективности использования возможностей объекта управления, которое обеспечивают следующие возможности:

1. Повышение оперативности управления. Сокращение времени происходит в основном за счет таких процессов, как сбор, поиск, предварительная обработка и передача информации, засекречивание и рассекречивание информации, производство расчетов, решение логических задач, а также оформление и размножение документов.

2. Снижение трудозатрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов. К ним относятся информационные и расчётные процессы, которые, имея вспомогательный характер, являются весьма трудоемкими. Относительное распределение трудозатрат между процессами примерно следующее: информационные процессы - 65-70%, расчеты - 20-25%, творческие процессы - 5-15%. В результате высвобождения от технической работы должностные лица могут сосредоточить основное внимание на творческих процессах управления.

3. Повышение степени научной обоснованности принимаемых решений. Процесс принятия решения строится на основе анализа и прогноза развития ситуации с применением математического аппарата. При этом сохраняют свое значение Традиционные методы обоснования решений, опирающиеся на опыт и интуицию. Следует отметить, что оптимальных решений не всегда удается достигнуть и в условиях автоматизированного управления, поэтому говорят о рациональных решениях.

Приводя к повышению эффективности, автоматизация далеко не всегда сопровождается уменьшением численности людей в СУ. Чаще всего происходит перераспределение личного состава внутри систем: сокращается численность должностных лиц, занятых непосредственно управлением, но увеличивается инженерный и технический персонал, обслуживающий технические средства. Основной эффект автоматизации достигается за счет своевременности и оптимальности принимаемых решений.

Таким образом, необходимость в автоматизированном управлении обусловлена резким усложнением процессов управления и носит объективный характер. Создание ИС позволяет повысить эффективность управленческой деятельности, а следовательно, и эффективность использования сил и средств в современных условиях. Будучи наиболее эффективным, этот путь совершенствования управления является вместе с тем и наиболее сложным.