1 Процесс управления: базовые понятия. Субъект управления. Объект управления. Прямая и обратная связь. Регулирование поведения объекта управления. Предприятие как сложная и динамичная система.

Управление и производство с кибернетической точки зрения можно разделить на субъект управления (управляющая подсистема), объект управления (управляемая подсистема), а также каналы связи, которые соединяют их. Все они постоянно взаимодействуют для поддержания целостности и самоорганизации (самосохранения) организации. С точки зрения теории систем СУ называется системой управления.

Основополагающими понятиями системного подхода к ОС являются: вход, процесс (производство), обратная связь, управление и выход. Входом организационной системы может быть: цели, стоящие перед ОС, ресурсы, условия внешней среды. Входом СУ ОС являются те же цели и условия внешней среды, а также информация о состоянии ОУ, как результат деятельности внутренней среды системы. Входом ОУ ОС – ресурсы, а также информация о том, что необходимо делать ОУ (управляющее воздействие). Процесс – это производственная деятельность ОУ, в результате которой появляются товары, услуги – то, ради чего и создается ОС. В процессе производства накапливается информация: о произведенной продукции, затратах, состоянии оборудования и т. п. (т. е. сведения о состоянии ОУ - внутренняя среда); информация о внешней среде; сведения о состоянии СУ. Эта информация в совокупности называется информацией о состоянии ОУ или результирующей информацией. Обратная связь включает в себя канал прямой и обратной связи. Канал прямой связи, по которому передается информация управляющего воздействия, проходит от субъекта к объекту управления. Канал обратной связи, по которому передаются сведения о состоянии объекта управления, среды и других факторов внешней обстановки, проходит от объекта к субъекту управления. Управление - последовательность управляющих воздействий субъекта на объект управления и предназначено для обеспечения функционирования организационной системы в заданном режиме в соответствии с целями ее существования и развития. Управляющее воздействие разрабатывается на основе информации о состоянии объекта управления, условий внешней среды и целей организационной системы, получаемой по каналу обратной связи, и представляет собой информацию о том, что, как и когда надлежит сделать ОУ (т. е. планы и контроль за их реализацией), ее часто называют командной информацией, передаваемую по каналу прямой связи. Управление – это внутреннее качество организационной системы и может рассматриваться как циклический информационный процесс, осуществляемый в замкнутом контуре для достижения конкретной цели. Выход ОС как и выход процесса производства - товары, услуги, а также информация о состоянии ОУ. Выходом СУ является управляющее воздействие.

Организация обратной связи в ОС имеет важное методологическое значение. Из него вытекает одно из важнейших свойств организационных систем: их способность к адаптации, к самоорганизации. Адаптация – это способность системы определять целенаправленное поведение в изменяющихся внешних и внутренних условиях. В процессе адаптации могут меняться внутренние параметры, которые в итоге оказывают влияние на выходные количественные (качественные) характеристики системы. Самоорганизация – это способность системы изменять свои функции и соответственно структуру под воздействием внешних и внутренних факторов. Управление в организационных системах - это целенаправленное воздействие на коллективы людей для организации и координации их деятельности в процессе производства. Результатом управления является управляющее воздействие, направляющее деятельность людей, которые реализуют его для достижения определенной (заданной) цели. Управление включает три существенных свойства:

1) Наличие цели (одной или нескольких);

2) Способы, средства и воздействия для их достижения;

3) Факт их достижения.

Под способами достижения цели понимается технология производства, изготовления и выпуска продукции, изделий, услуг и т. п. Под средствами достижения цели - материальные, трудовые ресурсы, производственные мощности. Под воздействием понимается информационные воздействия (административные, моральные и т. п.).

Субъект управления - это лицо или группа лиц, которые могут принимать решение. СУ должен обладать, с одной стороны, полномочиями (правом), с другой свойствами и способностями, необходимыми и достаточными для сознательного определения целей (Ц), для разработки и выбора способов и средств достижения выбранных целей (С), для регистрации факт достижения цели (Ф) и для осуществления процесса управления. В организационном плане СУ может быть представлен отдельной личностью (менеджер, директор), или коллективом (ученый совет, совет учредителей). На более высоком уровне иерархии – мэр, губернатор, законодательный орган (федеральное собрание) и т. д.

Объект управления предназначен для реализации командной информации (идущей от СУ). ОУ могут быть представлены: техническими системами, к ним относятся управление машинами и механизмами, управление технологическими процессами и т. п.; организационными системами, к ним относятся управление фирмой, муниципальным образованием, регионом и государством в целом. Каждый из перечисленных ОУ имеет свою внутреннюю структуру. Структура представляет собой упорядоченную совокупность элементов организационной системы. Под структурой понимается состав частей и отдельных элементов организационной системы, а также связи между ними. Например, в состав структуры производственной фирмы входят все основные и вспомогательные производственные подразделения. В составе государства можно выделить территориальную (региональную) структуру, отраслевую структуру и т. д.

Система управления представляет собой совокупность объекта управления (например, предприятия) и субъекта управления (управленческого аппарата). Управленческий аппарат объединяет сотрудников, формулирующих цели, разрабатывающих планы, устанавливающих требования к принимаемым решениям, а также контролирующих их выполнение. В задачу объекта управления входит и выполнение планов, разработанных управленческим аппаратом, т. е реализация той деятельности, для которой создавалась система управления. Оба компонента системы связаны прямой и обратной связью. Прямая связь выражается потоком директивной информации направляемой от управленческого аппарата к объекту управления Обратная связь представляет собой поток отчетной информации < выполнении принятых решений, идущий в обратном направлении. Директивная информация формируется управленческим аппаратом в соответствии с целями управления и информацией о внешней среде, о сложившейся внешней ситуации. Отчетная информация формируется объектом управления и отражает внутреннюю ситуацию объекта, а также степень влияния на нее внешней среды (задержки платежей, нарушения подачи энергии, погодные условия, общественно-политическая ситуация в регионе и т. п.). Таким образом, внешняя среда влияет не только на объект управления: она поставляег информацию и управленческому аппарату, решения которого зависят от внешних факторов (состояние рынка, уровень инфляции, налоговая и таможенная политика и т. д.).

Обратная связь, увеличивающая влияние входа системы на ее выход, называется положительной обратной связью, а уменьшающая это влияние — отрицательной. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, когда оно нарушается внешним воздействием, а положительная обратная связь вызывает большее отклонение, чем то, которое вызвало бы внешнее воздействие при отсутствии обратной связи.

Системы управления с обратной связью функционируют следующим образом. Выбирается управляющее воздействие, которое определяет требуемое состояние управляемого объекта. Информация о фактическом состоянии управляемого объекта поступает по каналу обратной связи. Специальный орган сравнивает эти состояния, и при несовпадении требуемого и фактического состояний управляемого объекта вырабатываются управляющие воздействия, назначением которых является корректировка его поведения. Управляющие воздействия каждого контура управления могут влиять на реакцию управляемого объекта на управляющие воздействия в других контурах управления. В таких случаях их называют системами многосвязанного управления.

Метод управления, основанный на использовании обратной связи, нашел широкое применение как в системах управления техническими объектами, так и в организационно-административных системах. Одним из главных достоинств этого метода является работа элементов систем управления в условиях значительных изменений внешней среды, т. е. в условиях большого числа случайных воздействий различного вида.

Совокупность информационных потоков, средств обработки, передачи и хранения данных, а также сотрудников управленческого аппарата, выполняющих операции по переработке данных, составляет информационную систему управления объектом.

По цели управления

Объект управления — изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих или возмущающих воздействий.

Системы автоматического регулирования

Системы автоматической стабилизации. Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение — константа). Отклонения возникают за счёт возмущений и при включении.

Системы программного регулирования. Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону f. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора.

Следящие системы. Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции f(t).

Системы экстремального регулирования

Способны поддерживать экстремальное значение некоторого критерия (например минимальное или максимальное), характеризующего качество функционирования объекта. Критерием качества, который обычно называют целевой функцией, показателем экстремума или экстремальной характеристикой, может быть либо непосредственно измеряемая физическая величина (например, температура, ток, напряжение, влажность, давление), либо КПД, производительность и др.

Выделяют:

Системы с экстремальным регулятором релейного действия. Универсальный экстремальный регулятор должен быть хорошо масштабируемым устройством, способным исполнять большое количество вычислений в соответствии с различными методами.

Сигнум-регулятор используется как аналоговый анализатор качества, однозначно характеризующий лишь один подстраиваемый параметр систем. Он состоит из двух последовательно включенных устройств: Сигнум-реле (D-триггер) и исполнительный двигатель (интегратор).

Экстремальные системы с безинерционным объектомЭкстремальные системы с инерционным объектом Экстремальные системы с плавающей характеристикой. Используется в случае, когда экстремум меняется непредсказуемым или сложно идентифицируемым образом.Системы с синхронным детектором (экстремальные системы непрерывного действия). В прямом канале имеется дифференцирующее звено, не пропускающее постоянную составляющую. Удалить или зашунтировать по каким-либо причинам это звено невозможно или неприменимо. Для обеспечения работоспособности системы используется модуляция задающего воздействия и кодирование сигнала в прямом канале, а после дифференцирующего звена устанавливают синхронный детектор фазы.Адаптивные системы автоматического управления Служат для обеспечения желаемого качества процесса при широком диапазоне характеристик изменения объектов управления и возмущений. По виду информации в управляющем устройстве Замкнутые САУВ замкнутых системах автоматического регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь входа системы с его выходом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной.

Разомкнутые САУСущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной программе управления. То есть управление осуществляется «вслепую», без контроля результата, основываясь лишь на заложенной в САУ модели управляемого объекта. Примеры таких систем : таймер, блок управления светофора, автоматическая система полива газона, автоматическая стиральная машина и т. п.

В свою очередь различают:Разомкнутые по задающему воздействиюРазомкнутые по возмущающему воздействиюХарактеристика САУВ зависимости от описания переменных системы делятся на линейные и нелинейные. К линейным относятся системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями. Если все параметры уравнения движения системы не меняются во времени, то такая система называется стационарной. Если хотя бы один параметр уравнения движения системы меняется во времени, то система называется нестационарной или с переменными параметрами.

Системы, в которых определены внешние (задающие) воздействия и описываются непрерывными или дискретными функциями во времени относятся к классу детерминированных систем. Системы, в которых имеет место случайные сигнальные или параметрические воздействия и описываются стохастическими дифференциальными или разностными уравнениями относятся к классу стохастических систем. Если в системе есть хотя бы один элемент, описание которого задается уравнением частных производных, то система относится к классу систем с распределенными переменными.