Исследование систем управления - Лейла Мухсинова

Для предприятий характерно внутреннее структурирование. Такое структурирование трудно не учитывать при построении модели. В этом случае приходится иметь дело не с «черным ящиком», а с системой, содержащей несколько взаимодействующих между собой блоков. Если входы и выходы всех блоков известны и могут быть измерены, то применительно к каждому блоку может быть поставлена задача поиска функциональной модели. Модель системы представляется системой уравнений, описывающих функциональные преобразования координат в блоках. И здесь при решении вопроса поиска структур и параметров математических моделей блоков может быть поставлена в математической корректной форме. Совсем другое положение создается, когда система распадается на структурные подсистемы, а с другой входы и выходы всех подсистем (блоков) не поддаются контролю и не могут быть измерены. Здесь важно, чтобы математическая модель давала возможность изучить не поддающиеся контролю структурные блоки системы. Тогда для описания работы каждого блока можно применить минимальное математическое описание. Такой путь позволяет получить систему уравнений, описывающих работу блоков моделируемой системы.

В соответствии с принятым делением систем на детерминированные и вероятностные можно различать математические модели детерминированных и вероятностных систем. К методам описания детерминированных систем следует отнести математические методы: алгебраические (предусматривают применение алгебраических функций для аппроксимации экспериментальных результатов), факторный и регрессионный анализ; дифференциальных и интегральных уравнений, которые предусматривают построение математических моделей динамики систем для функциональных и структурно-функциональных моделей: методы теории управления и оптимальные методы, которые позволяют построить более содержательные математические модели. Описание вероятностных систем можно провести с помощью следующих математических методов: методы теории вероятностей (позволяют организовать экспериментальный материал, оценить детерминированность и вероятность работы систем); методы теории информации (позволяют получить более содержательные оценки детерминизма и построить математически модели взаимодействия системы с окружающей средой); методы теории распознавания образов (они применяются для построения математических моделей обучения систем, решения ими задач приспособления к изменяющейся среде).

Для принятия сложных решений в экономической области создают хорошую основу динамические модели. Динамические модели отображают изменения в системе в ходе реализации поставленной цели. Динамические модели являются эффективным средством проигрывания происходящих изменений с течением времени. В то же время с помощью динамической модели можно отобразить причинно-следственные связи, оказывающие влияние на развитие технологии в целом.

1.4. Состав и характеристика элементов систем управления

Категория управления является фундаментальной научной категорией. Зародившись на стадии появления первых форм общественного труда, управление приобретает все большее значение по мере расширения и усложнения производства. Управление в широком смысле – есть всякое целенаправленное воздействие на объект – процесс, предмет труда, орудие труда, живой организм, коллектив людей. Управление как сознательная целенаправленная деятельность присуща только человеку и организационным системам. Организационная система – общественная система, в которой элементами являются люди и коллективы людей. Есть множество определений управления. К.Маркс рассматривал управление как органическую, исторически непреходящую черту общественной жизни. «Всякий непосредственно общественный или совместный труд, осуществляемый в сравнительно крупном масштабе, – писал К. Маркс, – нуждается в большей или меньшей степени в управлении, которое устанавливает согласованность между индивидуальными работами и выполняет общие функции, возникающие из движения всего производственного организма в отличие от движения его самостоятельных органов. Отдельный скрипач сам управляет собой, оркестр нуждается в дирижере.15 Первые шаги о научном подходе к управлению поставил известный физик М.А.Ампер в 1834 г. Классификация наук, предложенная Ампером, содержит 128 наук. В этой классификации он выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой, где она является наукой третьего порядка.16Показательно, что польский философ-гегельянец Б.Трентовский в 1843 г. уже читал лекции во Фрейбургском университете. Курс своих лекций он опубликовал в книге «Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом». Но общество было не готовым воспринимать идеи кибернетики. Родившись слишком рано, вскоре она была забыта.17 Многие понимают управление как процесс, ориентированный на достижение определенных целей. Другие считают управление целью обратной связи. Процесс целенаправленного воздействия на систему, обеспечивающий повышение ее организованности, достижение того или иного полезного эффекта и называется управлением. Управление все же в собственном смысле слова – это творческий процесс, включающий выбор целей и критериев развития объекта, выработку решений, приведение в действие механизма их осуществления. «Управление – деятельность управляющей системы, заключающейся в выработке управляющего воздействия и его осуществления и направления на эффективное достижение цели деятельности системы в целом»18. Управление по Ансоффу – это деятельность, направленная на решение проблем, которую также можно рассматривать как сложный информационный процесс.19Системы, в которых протекают процессы управления, называются системами управления.20

Человечество не может развиваться, не повышая организованность, не используя такой рычаг, как управление было бы утопично считать, что можно создать антиобщество, не требующее управления и руководства. Без них возможно лишь отсталое, ремесленное, индивидуальное производство.

В русском языке различные виды управления названы одним и тем же словом. У А.С. Пушкина царь Дадон управлял государством, а Ларина быстро постигла «искусство мужем управлять». В английском языке управление в неживой природе называют control, управление государством – goverment, а управление в хозяйстве – management. Иногда к слову management добавляется слово business(business management). Управление означает воздействие на происходящий процесс. Всякая система управления состоит из управляемого объекта, субъекта управления и регулятора – управляющего устройства. И, как правило, представляет систему с обратной связью. Любая система управления, действующая в реальных условиях, состоит из ряда мелких систем и сама является частью более крупных систем. Например, система управления производственным участком состоит из систем управления «станок-оператор», а также является частью управления более высокого уровня – цеха, основного производства, в целом промышленного предприятия и т.д. В системах управления более высокого уровня объектами управления (управляемыми подсистемами) являются системы управления более низкого уровня (рисунок 4).

Рисунок 4 – Структура системы управления

В соответствии с одним из основных принципов кибернетики – принципом «черного ящика» – отдельные системы управления можно рассматривать обособленно от других, с ними взаимодействующих, но, разумеется, с учетом внешних информационных связей. Современные темпы развития производства приводят к тому, что системы управления становятся не менее сложными, чем само производство. Происходит постепенно дробление структуры управления предприятием. Рассматривая промышленное предприятие в целом как локальную систему, необходимо, однако, определить ее связи со всеми внешними организациями, т.е. обозначить все входы и выходы. Входами ее являются: утвержденные плановые показатели и их изменения, информация о поступлении сырья, материалов, оборудования, выделении кредитов, технические новшества, используемые или разработанные на других предприятиях. Выходами являются: информация о реализации готовой продукции, о возврате кредитов, отчетная информация и т.д. На системы управления производством оказыва – ют влияние воздействия внешней среды – производственные возмущения, как болезни, травмы рабочих, поломки оборудования, срывы поставок материалов, электроэнергии и т.д. Управление предприятием осуществляется в следующей последовательности: подготовка производства – конструкторская разработка, материальная подготовка; планирование – технико-экономическое и оперативно календарное; производственная деятельность – оперативное управление производственными процессами и их обслуживание; реализация готовой продукции.