Тема 5. Классификация систем и их свойства
Системы могут быть:
физическими - которые состоят из изделий, оборудования, людей и т.п.;
абстрактными – отличающиеся тем, что в них свойства объектов существуют только в уме исследователя, представляя собой символы;
искусственными – созданные человеком;
естественными – существующие изначально, независимо от усилий человека;
техническими – это технические устройства или технологические процессы, основанные на применении тех или иных технических средств;
биологическими- организмы людей, животных и т.п.;
социальными – системы объединяющие людей, в их функционировании человек играет активную роль.
Принципы организации производственных систем дифференцируются в зависимости от типа системы. Действительно, организация работы с простой системой не требует специальной подготовки, в то время как организация сверхсложной системы не может осуществляться без квалифицированных специалистов из различных сфер науки и практики. Работа с детерминированными системами позволяет строить модели оптимизации, тогда как при организации стохастических систем построение оптимизационных моделей затруднено. В системе координации не требуется применение жестких управленческих воздействий, для ее построения годится гибкая организационная структура (под гибкой структурой имеется в виду такая структура, в которой распределение полномочий и обязанностей может постоянно меняться и в которой допускается инициатива в принятии решений на нижних звеньях управления). С другой стороны, для организации системы регулирования гибкая организационная структура может не подойти. Дифференциация производственных систем позволяет не столько лучше сформулировать принципы организации, сколько определить, какие принципы организации подходят к определенному типу систем.
В таблице представлена классификация систем. При этом выделено три объекта в рамках системы управления: объект управления (управляемая подсистема системы управления); субъект управления (управляющая подсистема системы управления); система управления, включающая управляющую и управляемую подсистемы. Данные три объекта функционируют в рамках традиционной схемы системы управления, отраженной на рисунке.
Рис.Традиционная схема системы управления
Классификация систем
Объект классификации |
Признаки классификации |
Виды систем |
Определение |
1. объект управления (управляемая подсистема) |
1. количество элементов |
1.1.простые |
Системы, обладающие небольшим количеством элементов |
1.2.сложные |
Системы, обладающие большим количеством элементов и поддающиеся стандартному анализу |
||
1.3.сверхсложные |
Системы, обладающие большим количеством элементов не поддающиеся стандартному анализу |
||
2. зависимость управляемых координат |
2.1.детерминированные |
Системы, в математической модели функционирования которой можно описать в виде четкого алгоритма поведения системы в зависимости от управляющих воздействий. |
|
2.2.стохастические |
Системы, определяемые вероятностный (непредсказуемый) характер поведение системы в зависимости от случайных факторов, которые могут вызывать нестабильность отдельных параметров системы в целом. |
||
3. связи координат |
3.1.односвязные |
Системы, функционирование которой каждая управляема координата зависит только от одной соответствующей ей управляемой ординаты |
|
3.2.многосвязные |
Системы, функционирование которой хотя бы одна управляемая координата зависит от нескольких управляющих координат или несколько управляемых координат зависят от одной управляющей координаты |
||
4. расстояние между элементами |
4.1.сосредоточенные |
Системы, расстояния между элементами которой не существенны для организации |
|
4.2.рассредоточенные |
Системы, расстояния между элементами которой существенны для организации |
||
5.связи с внешней средой |
5.1.закрытые |
Системы, не имеющие связи с внешней средой |
|
5.2.открытые |
Системы, имеющие связи с внешней средой |
||
6. жесткость связей между элементами |
6.1.жесткие |
Системы, имеющие жесткие связи между элементами, что обеспечивает хорошую управляемость, и разрушающиеся при экстремальных воздействиях внешней среды |
|
6.2.корпускулярные |
Системы, имеющие мягкие (свободно меняющиеся) связи между элементами и адаптирующиеся к экстремальным воздействиям внешней среды |
||
2. Субъект управления (управляющая подсистема) |
1.централизация функции принятия решений |
1.1.централизоанные |
Управляющие системы с одной подсистемой, выполняющей функцию принятия решений |
1.2.децентрализованные |
Управляющие системы с несколькими независимыми подсистемами, выполняющими функцию принятия решений |
||
1.3.иерархические |
Управляющие системы, подсистемы принятия решений которой распределена по нескольким подчиненным уровням, каждый из которых выполняет часть функций принятия решений |
||
2.автоматизация управления |
2.1.системы ручного управления |
Системы, осуществляющие управляющие воздействия при участии человека-оператора |
|
2.2системы автоматического управления |
Системы, вырабатывающие управляющие воздействия без непосредственного участия человека-оператора |
||
2.3.системы автоматизированного управления |
Системы, представляющие собой сочетание системы ручного управления и системы автоматизированного управления |
||
3. Система управления (СУ) |
1.количество целей |
1.1.одноцелевая |
СУ с одноцелевым объектом управления |
1.2.многоцелевая |
СУ с многоцелевым объектом управления |
||
2.канал выработки воздействия |
2.1.система управления по заданным воздействиям |
СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки заданных значений координат объекта управления, поступающих из центра |
|
2.2.система управления по оценкам |
СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки значений координат объекта управления, поступающих на вход системы |
||
2.3.система управления по отклонениям |
СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки значений координат объекта управления, поступающих на выход системы |
||
2.4.система управления по возмущениям |
СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются по результатам обработки заданных значении координат и значений координат объекта управления, поступающих на вход системы |
||
3.вид управления (цель управляющего воздействия) |
3.1.система координации |
СУ, цель которой заключается в согласовании процессов в различных элементах объекта управления |
|
3.2.система регулирования |
СУ, цель которой заключается в обеспечении близости текущих значений одной или нескольких координат объекта управления к их заданным значениям |
||
3.2.1.система стабилизации |
СУ, цель которой заключается в обеспечении постоянства текущих значений одной или нескольких координат объекта управления на заданном интервале |
||
3.2.2.система следящего регулирования |
СУ, цель которой заключается в обеспечении соответствия значений управляемых координат уставке (уставка-значения координат воздействий на входе системы), меняющейся заранее неизвестным образом |
||
3.2.3.система программного регулирования |
СУ, цель которой заключается в обеспечении соответствия значений управляемых координат уставке, меняющейся заранее известным образом |
||
3.3.система оптимального управления |
СУ, цель которой заключается в обеспечении экстремальных значений показателя качества управления |
||
3.4.система адаптивного управления |
СУ, в которой управляющие воздействия вырабатываются при заранее не известных или изменяющихся в процессе эксплуатации свойствах системы управления |