1.7. Задачи анализа и синтеза систем управления

Целью анализа систем управления является:

детальное изучение системы управления для более эффективного использования и принятия решения по ее дальнейшему ее совершенствованию или замене;

исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы управления с целью выбора наилучшего варианта;

1.7.Основные характеристики структуры систем

Характеристики, типичные для структуры различных систем можно разбить на две группы:

К первой группе относятся характеристики, связанные с иерархичностью систем:

число уровней (подсистем) рассматриваемой системы;

характер и взаимосвязи между уровнями (подсистемами);

степень централизации (децентрализации) в управлении;

признаки разбиения системы на подсистемы.

Ко второй группе относятся:

эффективность (в широком смысле) функционирования системы управления той или иной структуры;

эффективность стоимостная;

надежность;

живучесть;

быстродействие и пропускная способность;

способность к перестройке.

Для сложных систем типична иерархичность, т.е. определенная соподчиненность систем управления различных уровней. Наиболее удобно иерархия задается в терминах теории графов. Используются такие понятия, как путь, корень, контур, прадерево и т.д.

Прадерево G является иерархией над множеством объектов А, если:

его вершины являются некоторыми подмножествами множества А;

при этом корнем G является множество А;

множества на концах дуг, исходящих из вершин А, удовлетворяют условиям:

Вершина (множество) принадлежитr – му уровню иерархии, если путь от корня прадерева G до А содержит r дуг.

В зависимости от вида графа взаимосвязей между подсистемами могут быть выделены различные типовые структуры.

Степень централизации систем управления

Степень централизации α служит в некотором смысле мерой разделения полномочий между уровнями системы.

Для каждой пары смежных уровней ()степень централизации может измеряться отношением объема задач, решаемых на i- том уровне к объему задач, решаемых на (i -1) – ом уровне, :

:

Объем задач может быть оценен, например, через количество перерабатываемой информации на уровнеi.

Степень централизации системы в целом будет равна:

где- некоторые весовые коэффициенты.

Смещение основной массы решений в сторону высшего уровня (повышение степени централизации) обычно отождествляется с повышением управляемости подсистем и улучшением качества решений с одновременным увеличением объема перерабатываемой информации на верхних уровнях.

Смещение решений в сторону нижних уровней (повышение степени децентрализации) соответствует увеличению самостоятельности подсистем, уменьшению объема информации, перерабатываемой верхними уровнями.

Рис. 7. Зависимость стоимости функционирования системы управления от степени децентрализации управления

Н

С₁(α)

а графике показана зависимость стоимости функционирования организации С от степени централизации. Причем, С₁(α) - стоимость создания системы в зависимости от степени централизации, С₂(α) - потери из-за недостаточной централизации принятия решений. Суммарная стоимость обозначена через С(α). Точка α^*соответствует в данном случае «идеальному» компромиссу (с точки зрения стоимости) между централизацией и децентрализацией.

Степень централизации изменяется при переходе от одного иерархического уровня к другому. Кроме того на степень централизации очень большое влияние оказывает автоматизация управления