Общие принципы управления

Общие принципы управления Цель: рассмотреть понятия управления, схема управления, системы управления и их виды, что изучает наука кибернетика. Мы рассматриваем интересующий нас объект как систему, строим его различные модели, выявляем, какие информационные процессы в нем протекают — и все это для того, чтобы лучше узнать свойства, характеристики, принципы и закономерности поведения (функционирования) объекта. А зачем нам все это нужно знать? (Либо чтобы использовать окружающие нас предметы и явления для удовлетворения наших потребностей, либо чтобы избежать вредного воздействия). И в том ив другом случае мы должны уметь управлять объектом, чтобы он действовал в желаемом для нас направлении. Управление есть совокупность процессов, большинство из которых связано с получением, анализом, преобразованием информации. То есть в управлении велика роль информационных процессов. А потому знание информационных основ управления способствует повышению качества управления, обеспечивает принятие эффективных управленческих решений и адекватный выбор средств их реализации. Реальные системы управления отличаются большой сложностью и большим разнообразием. Сложность проблем такова, что она требует всемерного использования современных средств и методов обработки информации и применения вычислительной техники для автоматизации процессов принятия и анализа управленческих решений. Общие закономерности и принципы управления в системах различной природы изучаются кибернетикой. Именно в кибернетике было убедительно показано, что общая модель управления справедлива для всех систем. Такая общность позволяет успешно описывать функционирование различных систем едиными формальными средствами и использовать системы одной природы (например, искусственные) для моделирования и изучения других систем (например, социальных). Это подчеркивает важную роль моделирования - моделирование является одним из основных методов исследования в кибернетике. Таким образом, изучение основ кибернетики или информационных основ управления как в фокусе собирает все знания, полученные при изучении "Информатики" — знание сущности и свойств информации, информационных процессов, формализации, моделирования, алгоритмизации, средств и технологий автоматизации и многого другого. Исторически сложилось так, что информатика «вышла» из кибернетики, стала решать задачи, которые впервые поставила перед собой кибернетика. Но кибернетика, уступив пальму первенства информатике, стала ее венцом, объектом приложения всех достижений, полученных в информатике. Рассмотрим, что же такое управление и каковы его общие принципы. Общие принципы управления Слово «управление» в современном мире употребляется столь же часто, как и слово «информация». Однако, чтобы детально разобраться в сущности данного понятия, требуются определенные усилия. Основными компонентами управления являются цель управления, субъект и объект управления, среда, в которой осуществляется деятельность субъекта и объекта, управляющее воздействие, прямая и обратная связь, результат управления. Рассмотрим их более подробно. Рассмотрим простейшую ситуацию. Человеку необходим мо попасть из точки А на берегу реки в точку В на другом берегу. В его распоряжении есть лодка, которой он умеет управлять. В этом примере: цель — попасть в точку В; субъект управления — человек; объект управления — лодка; внешняя среда — река; промежуточный результат — лодка находится в точке М. Все эти вместе взятые компоненты образуют систему управления. Субъект управления, в данном случае человек, ставит перед собой вполне определенную цель, в данном случае переправиться на другую сторону реки. С точки зрения управления, достижение цели есть изменение состояние системы - переход из начального состояния (человек в точке А) в конечное состояние (человек в точке В). При этом воздействие внешней среды — течение реки — влияет на выбор управляющего воздействия. Процесс управления состоит в том, что имея информационную модель конечного состояния системы, субъект управления воздействует на управляемый объект — лодку. Однако в процессе управления ему приходится считаться с течением реки. Для этого он периодически оценивает текущее состояние системы, например, свое положение в точке М, и сравнивает его с желаемым состоянием. В зависимости от результата сравнения субъект управления вырабатывает очередное управляющее воздействие. Безусловно, здесь мы имеем дело с некоторой моделью процесса управления. Всякая модель, с одной стороны, является результатом формализации, с другой — базируется на некоторых предположениях. Отметим базовые предположения данной модели: - цели управления, поставленные субъектом или полученные им извне, не меняются в процессе управления (по крайней мере в течение определенного времени); - цели управления можно выразить на языке состояний объекта управления. Более того, если состояние объекта можно описать через значения совокупности количественных параметров, цель управления нередко формулируется как достижение объектом некоторых фиксированных значений этих параметров; - объект управления в общем случае не может влиять ни на цели управления, ни на принятие решений субъектом и выработку управляющих воздействий; - управляющие воздействия вырабатываются субъектом на основе анализа информации о текущем состоянии объекта, которая позволяет оценить, насколько велика разница между текущим и желаемым (целевым) состоянием; - управляющее воздействие может иметь различную природу, но в общем случае оно является материальным или информационным; - сущность и способы реализации управляющих воздействий могут быть самыми различными, в общей модели управления они, как правило, не уточняются; - внешняя среда может не оказывать никакого влияния на процесс управления (быть нейтральной), может способствовать достижению цели и может оказывать негативное воздействие на процесс управления. В этих предположениях общая схема управления (два её варианта) выглядит так, как показано на рисунках. Подобная схема есть адекватная модель процесса управления для многих систем. Основное положение кибернетики таково: общие принципы и закономерности управления справедливы для систем различной природы. Эта общность проявляется, прежде всего в том, что управление по своей сути есть совокупность информационных процессов. Осуществление процесса управления сопряжено с передачей, накоплением, хранением и переработкой информации, характеризующей управляемый объект, ход процесса, внешние условия, программу деятельности и пр. Управление невозможно без того, чтобы объект управления (будь то машина или автоматическая линия; предприятие или войсковое соединение, живая клетка живая клетка, синтезирующая белок, или мыщца; текст, подлежащий переводу, или набор символов, преобразуемый в художественное произведение) и управляющее устройство (мозг и нервная ткань живого организма или управляющий автомат) обменивались между собой информацией. Итак, основой управления являются информационные процессы. Управление предполагает постоянный сбор информации о состоянии управляемой системы и среды, в которой эта система функционирует. Определение количества и состава информации, необходимой для выработки управляющих воздействий, скорости ее поступления, средств передачи информации, средств достижения быстроты и надежности информационных сигналов приобретает первостепенное значение. При управлении большими и сложными системами выполнение требований обоснованности, оперативности, практичности решений возможно лишь благодаря автоматизации процесса их подготовки, принятия и реализации на основе электронновычислительной техники с ее огромной памятью, быстродействием, точностью и другими возможностями, которые она предоставляет в распоряжение органа управления. Замкнутая и разомкнутая системы управления В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух подсистем — управляющей и управляемой. Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью. По каналу прямой связи передается сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющей системе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, объект управления соединен с управляющей системой каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющей системе эта информация используется для выработки новых управляющих воздействий. Но иногда бывает так, что нарушается нормальное функционирование канала прямой или обратной связи. В этом случае система управления становится разомкнутой. Разомкнутая система оказывается неспособной к управлению. И в этом случае вряд ли можно ожидать достижения заданной цели деятельности. Принцип замкнутой системы управления, или принцип управления с обратной связью, лежит в основе действия большинства современных систем автоматического управления, в том числе компьютера. Для организации процесса управления широко используются методы информационного моделирования. Строятся модели объекта управления, чтобы лучше знать его свойства и эффективные способы воздействия на него. Моделируется работа каналов прямой и обратной связи. Моделируется возможная реакция объекта управления в ответ на то или иное управляющее воздействие. Для нормальной работы система управления должна располагать следующими данными: • целью управления, которую можно рассматривать как модель желаемого (идеального) состояния объекта управления • моделью фактического состояния объекта для сравнения ее с идеальной моделью и нахождения отклонений; • информацией о способе устранения отклонений фактического состояния модели от идеального; • моделью будущего функционирования объекта, то есть моделью его реакции в ответ на управляющее воздействие, рассчитанной так, чтобы цель достигалась оптимальным образом. •