1.4. Состав и структура системы управления
Система – это упорядоченное множество элементов (компонентов), находящихся во взаимной связи, зависимости и взаимодействии друг с другом и на этой основе образующих целостное единство. При этом целостное единство является той качественной чертой, которая отличает исследуемую систему от других систем, систему – от среды ее обитания.
В этом определении системы важны следующие моменты:
а) в систему включается конечное множество элементов, не членимых в пределах этой системы.
б) система – не простое множество, а упорядоченное множество взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Взаимосвязи и взаимодействия определяют структуру системы и, поскольку связей между элементами системы может существовать множество, постольку объективно существует и множество структур системы (полиструктурность системы);
в) система – это не только упорядоченное множество, но и целостное единство элементов на основе ее главной цели. Одновременно с целью возникает системное свойство, не присущее ни одному из элементов системы. Необходимым условием существования любой системы является наличие управления. Управление - выработка и осуществление целенаправленных управляющих воздействий на объект, в данном случае, систему, что включает сбор, обработку и передачу необходимой информации, принятие и реализацию соответствующих решений. Управление есть то, что способствует существованию и работе системы и описывается с помощью управляющих параметров.
Управляющие параметры - параметры активного воздействия, с помощью которых создается возможность менять ход и направление процессов в системе. По определению, система управления – это система, состоящая из органа управления и объекта управления. Состав системы управления представлен на рис.5.
ЦЕЛЬ
ОРГАН УПРАВЛЕНИЯ
U (t+τ)
канал прямой связи
канал обратной связи
Y (t)
xЭ
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ
xВ
xИ
РЕЗУЛЬТАТ
ВНЕШНЯЯ СРЕДА
Рис.5. Состав системы управления
Орган управления соединен с объектом управления каналом прямой связи для передачи управляющих воздействий. Объект управления соединен с органом управления каналом обратной связи, осуществляющим передачу сведений о состоянии объекта управления, внешней среды и других факторов обстановки. На вход объекта управления поступают потоки вещества (xВ), энергии (xЭ) и информации (xИ). Результатом деятельности системы (Y) является поток товаров или услуг.
Цель действий системы достигается функционированием объекта управления, который должен быть приведен в определенное состояние с помощью управляющего информационного воздействия.
Сведения о состоянии объекта управления, субъекта воздействия и среды принято называть информацией состояния. Управляющие воздействия, представляющие собой информацию о том, что, как и когда надлежит сделать объекту управления, называют командной информацией.
Функция органа управления заключается в преобразовании информации состояния в командную информацию в соответствии с поставленной целью действий.
Командная информация в общем зависит от информации состояния. Эта зависимость может быть выражена следующей формулой:
U (t+τ) = F [ Y (t) ],
где t – момент времени, к которому относится информация состояния; Y (t) – информация состояния на момент времени t; τ – рабочее время органа управления; F – функция преобразования информации состояния в командную информацию; U (t+τ) – командная информация, относящаяся к моменту времени (t+τ) и выработанная на основании информации состояния Y (t).
Функция объекта управления состоит в реализации командной информации, а также в сборе информации состояния.
Результатом процесса переработки информации в системе управления является принятие решения руководителем органа управления. Исходя из поставленной задачи (цели управления) и имеющихся данных (информации об объекте управления и состоянии внешней среды) руководитель по определенным правилам выбирает из множества возможных единственное воздействие на объект управления. В качестве непосредственной цели управления выступает достижение системой определенных показателей, характеризующих состояние и функционирование системы. Такими показателями – целевыми функциями или критериями эффективности – могут быть плановое задание по выпуску продукции, рентабельность, прибыль, производительность труда.
Для нормальной работы система управления производством (фирмой, организацией) должна располагать следующими данными: целью управления; идеальной моделью будущего функционирования объекта, рассчитанной так, чтобы цель достигалась оптимальным образом; моделью фактического состояния объекта для сравнения ее с идеальной моделью и нахождения отклонений; информацией, направленной на устранение отклонений фактического состояния модели от идеального.