Решение задач анализа систем управления

Определение объекта анализа

При решении этой задачи нужно выполнить следующие действия:

· выделить анализируемую систему управления;

· определить цели и задачи управления;

· произвести первичную декомпозицию системы с выделением управляющей подсистемы (органов управления), объектов управления (исполнителей) и окружающей среды.

Как отмечалось ранее, исследователь может избрать одно из двух направлений анализа: первое - определение состояния системы управления в менеджменте - определение точки отсчета), чтобы обозначить зоны, требующие улучшения, и стимулирование изменений; другое - исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы с целью выбора лучшего варианта. В менеджменте выделяют следующие группы определения точки отсчета:

работа конкурентов - систематический анализ их работы позволяет улучшать собственную;

лучшая практика - поиск лучшей практики, связанный с методами работы компании;

качество работы - оценка качества работы компании и ее отделов;

установление стандарта - создание инструкции для выработки адекватных или повышенных рабочих стандартов.

Логика, лежащая в основе определения точки отсчета, четкая - как ты можешь поставить перед собой разумные цели совершенствования, если не знаешь, что делает конкурент и как клиенты оценивают твои усилия? Определение точки отсчета помогает установить задачи, которые дадут компании возможность достигнуть устойчивого преимущества в соревновании с конкурентами.

При необходимости выделяются подсистемы и факторы окружающей среды, оказывающие положительное (обеспечивающие подсистемы) и отрицательное (конкурент противник, климатические, территориальные и другие условия) влияние на функционирование системы.

Устанавливаются виды и формы воздействий управляющей подсистемы и реакций объектов управления, а также воздействий окружающей среды. Определяются основные требования, предъявляемые к системе, и формулируется общий алгоритм функционирования.

Структурирование системы

Изучаемые, создаваемые и проектируемые в настоящее время системы характеризируются исключительной сложностью. Сложность системы определяется большим числом элементов и выполняемых ими функций, высокой степенью взаимодействия элементов, сложностью алгоритмов выбора тех или иных управляющих воздействий и большими объемами перерабатываемой при этом информации.

Одними из основных черт систем управления считаются иерархичность и сложные структурные и функциональные взаимоотношения между элементами системы.

В зависимости от задачи исследования в понятие структуры системы управления включаются различные вопросы. Так, в автоматизированной системе управления отраслью под структурой понимается определение множества узлов системы и связей между ними, распределение задач, возлагаемых на технические средства АСУ, по уровням и узлам системы и выбор комплекса технических средств, обеспечивающих их эффективное решение. Под структурой управления технологическими процессами в АСУ понимается схема, задающая, во-первых, распределение технологических процессов комплекса по подсистемам различных уровней, с подчинением подсистем данного уровня подсистемам вышестоящего уровня; во-вторых, распределение функций управления и соответствующих им алгоритмов по подсистемам. Распределение первого вида представляет собой производственную структуру комплекса, распределение второго рода — функциональную структуру управляющего органа. Оба аспекта взаимосвязаны и обоснование структуры предполагает их разработку с учетом этих взаимосвязей.

Под структурой производственной организации понимается устойчивое пространственно-временное распределение хозяйственных решений и обеспечивающих их реализацию ресурсов с соответствующими взаимосвязями.

Под структурой организационной системы подразумевается форма распределения задач и полномочий по принятию решений между лицами или группами лиц (структурными подразделениями), составляющими организационную систему (организацию), направленную на достижение стоящих перед ней целей.

Целью структурирования является детальное изучение системы управления, установление связей и отношений между ее элементами.

Различные варианты структур анализируемой системы позволяют определить характеристики и отдельные частные недостатки выделенных элементов и связей между ними и наметить пути их устранения.

Следовательно, под задачей анализа структуры понимается определение основных характеристик системы при некоторой выбранной (фиксированной) структуре.

Основные характеристики структуры системы могут быть разбиты на две группы. К первой относятся характеристики, связанные с иерархичностью систем: число подсистем рассматриваемой системы, характер взаимосвязей между уровнями (подсистемами), степень централизации и децентрализации в управлении, признаки разбиения системы на подсистемы. Ко второй — эффективность (в широком смысле) функционирования системы той или иной структуры: эффективность (стоимостная), надежность, живучесть, быстродействие и пропускная способность, способность к перестройке и др.

Определение функциональных особенностей системы

Задача определения функциональных особенностей системы строго связана с задачей структурирования. С учетом структурирования определяются перечень частных задач и функции каждого элемента системы, порядок их взаимодействия, необходимые входные и выходные данные.

Исследование информационных характеристик системы

Информационные связи между подсистемами различных уровней принято называть вертикальными, а между подсистемами одного уровня - горизонтальными.

Информация служит целезадающим, объединяющим, координирующим условием, осуществляющим информационную и интеллектуальную поддержку выработки решения.

В процессе исследования информационных характеристик определяются:

· сущность и качество информации, используемые для выработки управляющих воздействий;

· достаточность информации для выработки управляющих воздействий;

· суммарные объемы поступающей и исходящей информации в единицу времени в целом по системе и отдельно по основным элементам;

· объем информации, постоянно хранящейся в системе;

· единичные объемы передаваемой информации;

· способы передачи или доставки информации;

· основные направления информационных потоков и др.

Определение количественных и качественных показателей системы

После уяснения поставленной задачи, определения объекта анализа и составления его многоуровневого описания производятся:

предварительный выбор перечня показателей каждого уровня;

разработка моделей и методов определения показателей различных уровней;

уточнение условий определения показателей, включающих предполагаемые воздействия надсистемы, возможность интегрирования с другими системами управления и наличие дублирующих систем.

В результате решения данной задачи:

систематизируются частные качественные и количественные показатели структур, процессов функционирования и информации;

определяются обобщенные показатели, характеризующие внешние свойства анализируемой системы и ее отдельных элементов.

Оценка эффективности

Данная задача решается с целью определения достигнутых в процессе функционирования системы управления результатов и затраченных на достижение этих результатов материальных и временных ресурсов.

Надо отметить, что понятие показателя, оценивающего функционирование системы, используется в двух смыслах. Во-первых, это показатели, измеряющие те или иные результаты реального (или имитационного) функционирования системы. Это экспериментальные показатели функционирования. Другой вариант - это теоретические оценки возможных значений экспериментально определяемых показателей - теоретические показатели функционирования. Значения теоретических и экспериментальных показателей функционирования могут не совпадать. Несовпадение может быть обусловлено несовершенством ("грубостью") метода построения теоретических оценок, недостаточной информированностью лица, дающего соответствующие теоретические оценки, возможностью нескольких вариантов течения процесса функционирования и др. Точность теоретических оценок представляет собой "меру соответствия" теоретически построенных оценок их экспериментальным значениям.

Обобщение и оформление результатов анализа

Задача документального обобщения и оформления результатов анализа включает:

краткое описание структуры, процессов функционирования и информационных потоков системы;

обобщенное значение показателей и результатов оценки эффективности системы (приводятся значения показателей);

обобщенные выявленные недостатки и предварительные рекомендации по дальнейшему использованию системы, совершенствованию или ее замене.

Резюме

1. Системный подход - это подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на результаты его функционирования, а цели каждого из элементов определены исходя из общего предназначения объекта. Системный подход как общеметодический принцип используется в различных отраслях науки и деятельности человека. Гносеологической основой его является общая теория систем. Системный подход посвящен решению системных задач, в которых объект исследований представляется в виде систем. Системные задачи могут быть двух типов: системного анализа или системного синтеза Задача анализа предполагает определение свойств системы по известной ее структуре, а задача синтеза — определение структуры системы по ее свойствам.

2. Под анализом систем управления понимается процесс исследования, основанный на декомпозиции системы управления, с последующим определением ее статических и динамических характеристик составляющих элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с другими элементами системы и окружающей средой.

Цели анализа систем управления: детальное изучение системы управления для более эффективного использования и принятия решения о ее дальнейшем совершенствовании или замене; исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы управления с целью выбора ее наилучшего варианта

К задачам анализа систем управления относятся: определение объекта анализа; определение функциональных особенностей системы управления; определение количественных и качественных показателей системы управления; оценка эффективности системы управления; обобщение и оформление результатов анализа.

Вопросы для повторения:

1. Каковы цели анализа систем управления?

2. Опишите задачи анализа систем управления.

3. В чем состоит сущность и содержание структурного анализа систем управления?

4. В чем состоит сущность и содержание функционального анализа систем управления?

5. В чем состоит сущность и содержание информационного анализа систем управления?

6. Опишите структуру показателей систем управления и раскройте их сущность.

7. Каковы основные проблемы параметрического анализа и пути их решения.

Лекция 7

Тема: СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ[5]

План лекции:

1. Синтез СУ. Понятие, цели и задачи синтеза