5 Системный анализ в управлениях

В первой главе мы говорили, что для обобщения дисциплин, связанных

с исследованием и проектированием сложных систем, используется термин

системные исследования, а иногда сохраняется термин системный подход, ко-

торый широко использовался в первые годы становления теории систем. Наи-

более конструктивным из направлений системных исследований в настоящее

время считается системный анализ.

Итак, общие свойства систем (в большей части технических) исследу-

ются в кибернетике. Проблема управления техническими системами без уча-

стия человека изучается в теории автоматического управления, особенности

управления в социальных и экономических системах – в рамках менеджмента,

управление в современных организационно-технических системах – предмет

системного анализа в управлении [1].

5.1 Сущность автоматизации управления в сложных системах

Под управлением в самом общем виде будем понимать процесс фор-

мирования целенаправленного поведения системы посредством информаци-

онных воздействий, вырабатываемых человеком или устройством.

К задачам управления относятся целеполагание (определение требуе-

мого состояния или поведения системы), стабилизация, выполнение про-

граммы, слежение и оптимизация.

5.1.1 Структура системы с управлением

Система с управлением включает три подсистемы: управляющую сис-

тему (УС), объект управления (ОУ) и систему связи (СС) (рис. 5.1).

{u}

Управляющая

Система

Объект

система

связи

управления

{w}

Рис. 5.1 – Система с управлением

К системам с управлением, или целенаправленным, отнесем техниче-

ские, биологические, организационные, социальные, экономические.

Управляющая система и система связи образуют систему управления.

Основным элементом организационно-технической системы управления яв-

ляется лицо, принимающее решение (ЛПР), а системы связи – прямой и об-

ратный каналы. Множество переменных {u} и {w} обозначают соответствен-

106

но воздействие окружающей среды (помехи) и показатели, характеризующие

качество и эффективность функционирования подсистемы ОУ.

Основными группами функций системы управления являются:

ƒ функции принятия решений – функции преобразования содержа-

ния информации {f c};

ƒ рутинные функции обработки информации {f p};

ƒ функции обмена информацией {f o}.

Функции {f c} выражаются в создании новой информации в ходе ана-

лиза, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулиро-

вания, координирования действий). Это связано с преобразованием информа-

ции о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию при ре-

шении 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 но-

вое состояние.

Функции {f p} охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображе-

ние, тиражирование, преобразование информации и т.д. Эта группа функций

преобразованной информации не изменяет ее смысл, т.е. это рутинные функ-

ции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Группа функций {f o} связана с доведением выработанных воздейст-

вий до ОУ и обменом информацией между ЛПР (ограничение доступа, полу-

чение (сбор), передача управления по телеграфу, телефону, текстом, систе-

мой передачи данных).

Совокупность функций управления, выполняемых в системе при изме-

нении среды, принято называть циклом управления. Выполняя цикл за циклом,

система приближается к сформулированной цели (рис. 5.2).

От объекта управления в СУ поступает информация о текущем со-

стоянии дел. ЛПР контролирует ее истинность, учитывает и анализирует в

целях выявления отклонений от требуемого состояния и определения необ-

ходимости изменения текущего состояния. По результатам анализа осущест-

вляется 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 (проводится корректировка целей), после

чего система переводится в новое состояние на основе прогнозирования и

планирования.

107

Старшая система

управл ения

Командная информация

Информация о состоянии

Контроль и учет

Целеполагание

(исходные данные)

Командная информация

Отклонения

отсутствуют

Анализ

Изменить состояние Удержать состояние

Оперативное управление

Прогнозирование и планирование

Определение требуемого

Решение задачи стабилизации

состояния систем

программы

Определение траектории системы

Решение задачи выполнения

программы

Решение задачи слежения

Решение задачи оптимизации

Плановая и оперативная командная информация

Информация о состоянии

объекта управления

Объект

управления

Внешняя

среда

Рис. 5.2 – Обобщенный цикл управления

108