II. Человек как «биологический автомат» Если внимательно посмотреть на жизнь человека с позиции теории управления, то увидим,

что организм человек имеет большое число уровней управления, каждый

из которых обладает своей спецификой, а именно: решает свои

управленческие задачи. Уровень 1. Сознание — управляет человеком в непривычной для него обстановке, т.е. решает интеллектуальные задачи. Уровень 2. Подсознание — управляет человеком в уже известных, ранее часто встречающихся ситуациях. Вот здесь организм человека ведет себя как автомат. Подсознание разгружает сознание от рутинных операций, как–то: ходьба, бег, психомоторные рефлексы, навыки — приобретенные рефлексы. Уровень 3. Нервно–соматический уровень — обеспечивает безусловно рефлекторную деятельность: дыхание, глотание, мигание, кашель и т.д. Эти рефлексы жестко передаются по наследству, то есть отражают опыт предыдущих поколений. Уровень 4. Вегетативная нервная система — часть нервной системы, регулирующая деятельность органов кровообращения, дыхания и т.п. Играет ведущую роль в поддержании постоянства внутренней среды организма — гомеостазиса. Уровень 5. Гормональный уровень. Гормон — специальное сигнальное вещество, вырабатываемое железами внутренней секреции, разносится током крови по организму и целенаправленно воздействует на него в целом. Регулирующее воздействие гормонов во всей совокупности на организм человека называется гормональной регуляцией. Уровень 6. Ферментативный или клеточный уровень. Ферменты — специфические белки, играющие роль биологических катализаторов. Главная их особенность — способность к направленному и регулирующему действию. Биосинтез ферментов находится под контролем генов. Таким образом, организм человека представляет собой пример «иерархической управляемой системы». Цель существования человека как биологического организма прописана в Библии, Коране — «Плодитесь и размножайтесь!».

III Человеко–машинные системы (эргатические). В подобных управляемых системах человек выполняет роль управляющего элемента — субъекта управления. Примером подобных систем является система «автомобиль + водитель». Цель этой системы: перевозка, доставка людей и грузов из пункта А в пункт В. При управлении автомобилем, водителю приходится изменять: 1)направление движения; 2)скорость движения; 3)режим движения. Эти действия водителя будем называть «управляющим воздействием». Есть еще и вспомогательные операции управления: включение и выключение зажигания, операции с освещением и т.д. Эти управляющие воздействия реализуются посредством воздействия водителя на рулевую колонку, акселлератор (газ), тормоз и т.д. Эти устройства объекта управления будем называть исполнительными устройствами. Но если в автомобиль сел пассажир и именно он задает цель движения, то формально водитель становится элементом исполнительного механизма. Следующий пример - подводная лодка с экипажем. Пример интересен тем, что этим транспортным средством управляет не один человек, а несколько. Капитан организует, координирует, т.е. управляет действием экипажа. Однако, если фокус нашего внимания концентрировать только на действиях капитана и отношениях его с экипажем, то этот пример следует отнести к организационным системам. Подводная лодка — объект более сложный по поведению, чем автомобиль. Действительно, этот 3D объект находится в неустойчивом положении из-за дисбаланса приложения выталкивающей силы Архимеда. Поэтому необходимы как горизонтальные, так и вертикальные рули, а следовательно и члены экипажа, управляющие ими, так как один человек не в состоянии управлять и теми и другими устройствами. Для управления судном (морским, воздушным) необходима операция, называемая прокладкой курса. Штурман по карте прокладывает (планирует) предлагаемый курс судна, например из точки А в точку В. Далее при реализации плана действий — курса, штурман периодически фиксирует на карте текущее положение судна, используя информацию, полученную от рулевого (направление движения) и механика (скорость движения). Здесь мы сталкиваемся еще с одним принципом управления — управление при наличии модели объекта управления. В данном случае моделью объекта управления служит точка, обозначающая положение подводной лодки на карте, тоже модели, по уже модели местности, а не объекта управления. IV Примеры управления в организациях (организационных системах) Примером организационной системы является университет, в котором мы обучаемся и работаем. Люди создают организацию для того, чтобы с ее помощью решать свои проблемы. Это означает, что организация с самого начала (т.е. с момента своего создания) имеет целевую ориентацию. Далее люди работают в организации для того, чтобы реализовывать свои цели. И наконец, люди, не входящие в организацию, но взаимодействующие с ней, тоже реализуют свои цели. Все это развивает целевое начало в организации. Следовательно, любая организация есть целенаправленная, целедостигаемая, то есть управляемая система. Почти все организации являются примерами «иерархически управляемых систем». В организациях можно выделить «производственную» компоненту, реализующую основной «производственный» процесс (в университете — процесс обучения), управленческую компоненту (учебное управление, проректорат, ученый совет), обслуживающую компоненту. Управление в организационных системах принимает формы институционального управления — установления норм и нормативов, мотивационного: создание условий и побуждения действовать так как надо организации, информационного управления — доведение той информации до членов организации, которая необходима для его функционирования в рамках организации Изучение достаточного количества примеров управляемых систем позволяет нам дать следующее толкование понятия управления. Управление — функция организованных систем различной природы (биологической, технической, социальной), обеспечивающая сохранение определенной их структуры, поддержание режима деятельности, реализацию их программ и достижение их целей. Термин «управление» можно толковать несколько шире. Мы можем говорить об управлении не только системами, но и процессами, с целью придания им желаемых свойств. Говорят об управлении качеством, управлении безопасностью и т.д.. конечно, в каждом конкретном случае необходимо раскрывать смысл этого управления. Однако, общим является то, что имеется ввиду целенаправленное воздействие на процесс и/или организация этого целенаправленного воздействия. Цель должна присутствовать обязательно. Без цели нет управления.

Билет 5. 2) Алгоритмическое представление принципа максимума Понтрягина. Под оптимальным управлением будем понимать такое управление, которое удовлетворяет заданному критерию качества. Выбор соответствующего оптимального управления дает теория оптимального управления, в частности принцип максимума Понтрягина, найденный Понтрягиным с коллегами.

Рассмотрим динамическую систему с законом движения

где x=(x1,x2,x3…) – фазовый вектор, однозначно определяющий состояние динамической системы, y- вектор внешних (входных) задающих и/или возмущающих воздействий, - фазовый вектор, задающий начальное состояние системы, t- время. Под управлением будем понимать такое воздействие u(t), с помощью которого можно достичь заданного состояния системы. Под оптимальным управлением будем понимать такое управление, которое удовлетворяет заданному критерию качества, например: где x(Т) – возможное конечное состояние динамической системы в момент времени t=T. Вообще говоря, величина T может быть неизвестной и подлежащей определению. В задачах практики управление u не произвольно, а удовлетворяет ряду условий, ограничивающих ресурс управляющих воздействий, так что u V, V-множество допустимых значений управления. Для разрешимости исходной задачи и определенности будем рассматривать в качестве допустимых кусочно-непрерывное слева управление в точках разрыва

Согласно принципу максимума Понтрягина, алгоритм нахождения оптимального управления заключается в следующем:

1. Для каждого уравнения движения вводится двойственная переменная . 2. Строится функция Гамильтона-Понтрягина 3. Составляются уравнения и краевые условия при t=T для сопряженных переменных 4. При фиксированных x, ψ, t, значения управляющих параметров u*(t) определяются условием 5. Из значений u(t), удовлетворяющих при каждом t предыдущему соотношению формируется управляющая траектория. Принцип максимума является необходимым условием оптимальности. С его помощью можно сузить множество процессов x(t),u(t), претендующих на роль оптимальных. Подобная ситуация аналогична той, которая возникает при поиске минимума функции y=f(x), заданной на прямой. Если эта функция дифференцируема, то необходимым условием минимума функции в точке x* является равенство нулю производной в этой точке. Однако отсюда еще не следует, что в этой точке функция достигает наименьшего значения. Вообще говоря, наименьшее значение может и не существовать! Но при наличии дополнительной информации о функции может оказаться что условие df/dx=0 будет не только необходимым, но и достаточным. Например, если известно, что в окрестности точки x*.

Билет 5. 3) Задачи оперативного управления, тактического управления, стратегического управления. Под организацией будем понимать коллектив людей (больше одного) деятельность которых направлена на достижение общих целей. По масштабу решаемых управленческих задач выделим уровни управления: стратегический, тактический, оперативный. Управление организацией на стратегическом уровне называется стратегическим управлением. Если установление целей организации отвечает на вопрос, к чему организация должна стремиться, если план действий по достижению цели отвечает на вопрос, что надо и когда надо делать, чтобы достичь поставленной цели, то стратегия отвечает на вопрос, каким из допустимых способов, как организация будет эти цели достигать. Выбор стратегии - это выбор средств, с помощью которых организация будет решать стоящие перед ней задачи. С позиции теории управления существует два подхода к выработке стратегии организации. Первый называется программно-целевым подходом. Достаточно точно определяется состояние, которое должно быть достигнуто организацией через определенный промежуток времени. Далее фиксируется, что необходимо реализовать для того, чтобы достичь этого состояния. После этого составляется план действий с разбивкой по временным интервалам, определяемым нормативами, реализация которого должна привести к достижению конечной цели. В этом подходе мы видим реализацию принципа программного управления, в применении к организациям. При втором подходе под стратегией понимается долгосрочное, качественное, определенное направление развития организации, касающееся сферы, средств и формы её деятельности, системы взаимоотношений организации, а также места организации в окружающей среде, приводящее организацию к её целям. Такой подход можно связать с управлением по принципу обратной связи. При управлении организацией особую роль играет задача планирования - формирование плана действий по достижению цели организации. План должен содержать: 1)перечень работ, которые необходимо выполнить в заданной последовательности, чтобы достичь цели; 2)перечень ресурсов работ и сроки их выполнения; 3)ожидаемые результаты работ и сроки их выполнения; 4)указание, кто именно должен выполнить ту или иную работу плана.

На основе стратегических планов организации формируется тактические планы. На основании тактических планов формируется задачи для тактического уровня управление: контроль состояния выполнения тактического плана, оценка качества выполнения работ, выявление причин невыполнения плана, согласование и корректировка планов, ресурсное обеспечение работ. Опускаясь по управленческой пирамиде, приходим к нижнему оперативному уровню управления в организации. Для реализации тактических планов составляются оперативные планы. Основе в оперативном уровне управления, это контроль исполнения оперативного плана, корректировка оперативного плана и оперативное распределение ресурсов (трудовых, материальных, финансовых и т.д.) для реализации основного процесса деятельности организации. Задачи, решаемые на соответствующем уровне управления, объединяются, соответственно, в задачи стратегического управления, задачи тактического управления, задачи оперативного управления. Эти задачи отличаются своими масштабами и сроками решения. Более подробно они изучаются в дисциплине менеджмента – социально прикладной форме теории управления.