4.2. Структуры систем управления.

Структуры реальных систем управления чрезвычайно разнообразны, но все множество известных иерархических структур в зависимости от вида связей между элементами можно разделить на следующие:

- линейная;

- функциональная;

- линейно-штабная;

- матричная.

Для линейной структуры (рис.4.1) характерно, что все виды власти : административная, функциональная сосредоточенны у одного лица - руководителя, осуществляющего все функции управления. При этом руководитель должен решать все вопросы управления один, что требует от него достаточно глубоких знаний в разных областях. С другой стороны линейная структура гарантирует отсутствие не увязанных между собой распоряжений, так как все распоряжения выдаются одним лицом. Обычно линейная структура применяется на низшем уровне иерархии (участок, бригада, группа).

Рис.4.1 Пример линейной структуры

При функциональной структуре создаются специальные функциональные службы обеспечивающие различные аспекты функционирования предприятия. Руководитель подразделения обладает как функциональной, так и административной властью. Роль линейного руководителя : директора или начальника цеха (рис. 4.1) во многом сводится к координации работ функциональных служб. Естественно, что качество работы руководителя повышается, так как решения по различным вопросам управления организацией принимаются компетентными специалистами. Но при этом нарушается принцип единоначалия, так как возможно получение исполнителем противоречивых приказаний от различных функциональных служб.

Рис. 4.2 Пример функциональной структуры.

Избежать этого недостатка в какой то мере позволяет линейно-штабная структура (рис. 4.3). В этом случае функциональные подразделения приказов не дают, они являются как бы “штабом” при руководстве, подготавливают решение. Например, научно-технический совет проектного института рассматривает какой-то вопро_­­­­­­с и выносит свои предложения. Принимает решение по этому вопросу, однако, директор института.

Рис. 4.3 Пример линейно-штабной структуры.

В ряде случаев, например, в проектных и исследовательских организациях, наряду с функциональными подразделениями, функции управления выполняют руководители проектов и программ. Структура организации в этом случае, напоминает матрицу, называется матричной структурой (рис. 4.4).

Руководители проектов, отвечающие за их выполнение в срок, также получают некоторые полномочия, но, как правило, административная власть остается у руководителей подразделений. Однако возможен и такой вариант, когда все полномочия на время реализации проекта передаются руководителю проекта, а по окончанию проекта передаются руководителям подразделений.

Рис. 4.4 Пример матричной структуры

- Исполнитель или группа исполнителей незагруженных выполнением данного проекта.

- Исполнитель или группа исполнителей загруженных выполнением данного проекта.

4.4 Классификация асу.

Хотя задача упорядочения типов и классов создаваемых АСУ представляет определенные трудности ( не всегда удается провести четкую грань между областями применения ), однако можно выделить следующие важнейшие сферы применения АСУ:

- экономико-организационную;

- технологическую;

- проектно-конструкторскую;

Эти три сферы применения АСУ составляют высший уровень - классы АСУ (см. Табл.. 4.1).

Экономико-организационные АСУ.

Экономико-организационные АСУ создаются как человеко-машинные многоуровневые интегрированные системы, в которых окончательное принятие решения и ответственность за их выполнение возлагается на человека.

Практика управления народным хозяйством предопределила разделение экономико-организационных систем управления на три подкласса :

- общегосударственные;

- производственные;

- территориально-административные;

К общегосударственным АСУ (ОГАС) относятся АСУ общегосударственных органов управления :

-ГОСПЛАНА - автоматизированная система плановых ???????? (АСПР) ;

-УСУ - автоматизированная система государственной статистики (АСГС) ;

-Автоматизированная система управления научно-техническим прогрессом (АСУНТ) ;

-Государственного комитета по стандартизации автоматизирования информационно-управляющая система (АИУС) ;

-Министерства финансов- автоматизированная система финансовых процессов (АСФР) ;

- ГОСКОМТРУДА- АСУ- “Труд” ;

Классификация АСУ

Классы	Подклассы	Виды
Экономико-организацион-ные	Общегосударственные Производственные Территориально- административные	АСПР, АСГС, АСУНТ, АИУС, АС ФР, АСУ ”Труд”, АСУС и т. д. ОАСУ, АСУ ПО, АСУП и т.д. АСУ- федеральная, АСУ- автономных республик, краев, областей ; АСУ городов.
	Организационно-технологические АСУ (АСУОТ)
Технологи-ческие	Автоматизированные системы управления непрерывными процессами (металлургическое, химическое производство и др.) Автоматические и поточно-автоматические линии. Комплексно-технологические линии агрегатных станков. Станки с числовым программным управлением. Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)	Системы вне контурного использования ЭВМ, системы с использованием ЭВМ в качестве советчиков операторов, системы с использованием ЭВМ в замкнутом контуре регулирования
Проектно- конструктор-ские	Системы автоматизированного проектирования (САПР)	Проектирование деталей и узлов машин, строительное проектирование, технологическое проектирование

Таблица 4.1

-ГОССТРОЯ- автоматизированная система управления строительством (АСУС) ;

Производственные АСУ можно классифицировать по уровням управления.

Опыт создания эффективных производственных АСУ показывает, что целесообразно и эффективно создавать АСУ для трех уровней управления отраслью :

- Отрасли (ОАСУ);

- Государственные производственные объединения (АСУГПО);

- Предприятия (АСУП);

Отраслевая АСУ (ОАСУ) представляет совокупность административных и экономико-математических методов, средств вычислительной техники и связи, позволяющих органам управления министерств и ведомств осуществлять управление отраслью, в том числе для управления подведомственными организациями как автономно, так и в составе ОГАС.

В ОАСУ осуществляется сбор, передача, обработка и анализ информации, предусматривающее обязательное участие аппарата управления в принятии решения и доведения этих решений до предприятий и организаций.

В иерархической структуре управления народным хозяйством ОАСУ являются средним звеном управления (см. рис. 4.5).

Рис. 4.5 Структура экономико-организационных АСУ

Рис. 4.5 Вне контурное использование ЭВМ.

Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) предназначена для управления предприятием.

АСУП на производственном и цеховом уровнях управления по характеру производства делится на системы :

- с непрерывным процессом производства (металлургические и химические заводы, электростанции и др.);

- с дискретным производством (машиностроительные и приборостроительные заводы, фабрики готовой одежды и др.).

По мере перехода к более высоким уровням управления влияние характера производства на функции управления уменьшается.

Территориально-административная АСУ предназначена для управления административно- территориальными регионами как автономно, так и в составе ОАСУ и (или) ОГАС. К административно- территориальным регионам относятся республика, край, область, район, город и т. д.

Практика создания территориальных АСУ привела делению их на :

- территориальные- АСУ автономных республик, краев, областей ;

- АСУ городов ;

- АСУ административных районов .

Территориальные АСУ автономных республик, краев и областей предназначаются для решения задач планирования развития промышленности, сельского хозяйства и водоиспользования, строительства, землепользования, жилищного, коммунального хозяйства и благоустройства, транспорта и связи, торговли, общественного питания, бытового обслуживания, народного образования и культурно-просветительской работы, здравоохранения, физической культуры, спорта и использования трудовых ресурсов, подготовки кадров, бюджетно-финансовой работы, а так же реализации этих планов.

На высшем уровне управления городским хозяйством можно выделить следующие автоматизированные подсистемы :

- управления директивных органов;

- государственной статистики;

- управления финансовых органов, плановых органов и др.

Эффективность АСУ городов зависит от степени охвата иерархических уровней управления от высших ( управление городом как системой в целом ) до низших ( локальных подсистем городского хозяйства и производственного комплекса). Городские АСУ являются частью ОГАС.

Цель создания АСУ административных районов- совершенствование управления предприятиями и организациями района, а также административным районом в целом. Кроме того система должна обеспечивать необходимыми данными областной, территориальный уровень, а также мелко отраслевые и отраслевые АСУ.

Технологические АСУ.

Задачи управления технологическими процессами и примыкающими к ним задачи экспериментальных исследований и испытаний сложных процессов решают АСУ технологическими процессами (АСУТП).

Применение ЭВМ в АСУТП можно подразделить на три типа, соответствующих подклассу АСУТП :

- вне контурное использование ЭВМ (рис.4.5);

- использование ЭВМ в режиме советчика оператора (рис. 4.6);

- использование ЭВМ в замкнутом контуре регулирования (рис. 4.7).

Рис. 4.6 Использование ЭВМ в режиме советчика оператора.

Рис. 4.7 ЭВМ в замкнутом контуре регулирования.

Системы первого типа относятся к подклассу информационных систем, где функция ЭВМ сводится к сбору и обработке информации об управляемом объекте. На основе информации, обработанной ЭВМ и представленной в удобной для восприятия форме, оператор принимает решение о способе управления объектом. В системах второго типа ЭВМ помимо сбора и обработки информации, выдают рекомендации операторам по ведению процесса управления.

В системах третьего типа из контура управления человек исключается, иногда для надежности используют оператора, тогда система превращается в систему второго типа.

Однако, как правило, АСУ технологическими процессами, производствами и отдельными агрегатами управление объектом осуществляется без участия человека на основе заранее составленной программы. В этих система человек лишь контролирует работу всех элементов системы.

Многие экспериментальные установки снабжены встроенными в них ЭВМ для автоматической обработки получаемых экспериментальных данных, а в ряде случаев и для управления процессом эксперимента, например, ускорители элементарных частиц, экспериментальные ядерные реакторы, радиотелескопы, аэродинамические трубы и др.

В некоторых отраслях народного хозяйства и прежде всего в машиностроении и приборостроении весьма эффективным оказывается управление технологическими процессами с помощью средств программного управления. Кним относятся различного рода станки с цифровым программным управлением, в которых движением инструмента ( резца, фрезы и т. п. ), закрепленной на подвижной части станка детали управляет не рабочий, а импульсы, формируемые непосредственно ЭВМ.

В настоящее время большое внимание уделяется широкому применению автоматических манипуляторов как средству дальнейшей комплексной механизации и автоматизации производства. Область использования автоматических манипуляторов ( промышленных роботов ) относится также и к технологическим системам.

На промышленных предприятиях на стыке АСУ двух классов - экономико-организационных и АСУ ТП - появился новый подкласс - организационно-технологические АСУ ( АСУ ОТ ).

АСУ ОТ представляет собой многоуровневую иерархическую систему, сочетающую функции АСУП и АСУ ТП и обеспечивающую согласованное по целям, критериям и процедурам обработки данных совместное функционирование АСУП и АСУ ТП, а так же других АСУ на промышленном предприятии с применением необходимых средств сопряжения и взаимодействия. АСУ ОТ создается на предприятиях в целях получения дополнительного эффекта, превышающего сумму эффектов, достигнутых при независимом функционировании отдельных АСУ. Создание АСУ ОТ должно обеспечивать взаимодействие уровней управления предприятием при оперативном управлении производством и управление технологическими процессами.