Сущность управления в сложных системах

Под управлением в самом общем виде будем понимать процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком (группой людей) или устройством. Наиболее точно управление определяется как функция системы, обеспечивающая либо сохранение совокупности её основных свойств, либо её развитие в направлении определенной цели.

К задачам управления относятся целеполагание, стабилизация, выполнение программы, слежение и оптимизация.

Целеполагание – определение требуемого состояния или поведения системы.

Стабилизация – удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий.

Выполнение программы – перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам.

Слежение – удержание системы на заданной траектории (обеспечение требуемого положения) в условиях, когда закономерности изменения управляемых величин неизвестны или изменяются.

Оптимизация – удержание или перевод системы в состояние с экстремальными значениями характеристик при заданных условиях и ограничениях.

Часто для обозначения управляющих воздействий используют понятие "руководство". Принято считать, что руководство – это управление чужой работой в организационных, социальных, экономических системах.

Система управления А (СУ) включает три подсистемы (рис. 1.1): управляющую систему (УС), объект управления (ОУ) В и систему связи (СС) [7].

Рис. 1.1. Система управления

Системы с управлением, или целенаправленные, называются кибернетическими. К ним относятся технические, биологические, организационные, социальные, экономические системы.

Управляющая системы совместно с системой связи образует систему управления (СУ А). Основным элементом организационно-технических СУ является лицо, принимающее решение (ЛПР), – индивидуум или группа индивидуумов, имеющих право принимать окончательные решения по выбору одного из нескольких управляющих воздействий. Система связи включает канал прямой связи, по которому передается входная информация – множество , включающее командную информацию , и канал обратной связи, по которому передается информация о состоянии ОУ – множество выходной информации .

Множества переменных и обозначают соответственно воздействие окружающей среды (различного рода помехи) и показатели, характеризующие качество и эффективность функционирования подсистемы В. Показатели качества и эффективности являются подмножеством информации о состоянии ОУ . Более того, в процессе анализа систем каждая характеристика должна рассматриваться как потенциальная кандидатура на роль показателя. Поэтому для сохранения общности рассмотрения это подмножество характеристик без необходимости выделять отдельно не будем.

Основными группами функций системы управления являются:

· функции принятия решений – функции преобразования содержания информации ;

· рутинные функции обработки информации ;

· функции обмена информацией .

Функции принятия решений выражаются в создании новой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий). Это связано с преобразованием содержания информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию при решении логических задач и выполнении аналитических расчетов, проводимых ЛПР при порождении и выборе альтернатив. Эта группа функций является главной, поскольку обеспечивает выработку информационных воздействий по удержанию в существующем положении или при переводе системы в новое состояние. Без автоматизации этих функций ИС не может считаться полноценной.

Функции охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации и т.д. Данная группа функций преобразования информации не изменяет ее смысла, т.е. это рутинные функции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Группа функций связана с доведением выработанных воздействий до ОУ и обменом информацией между ЛПР (ограничение доступа, получение (сбор), передача информации по управлению в текстовой, графической, табличной и иных формах по телефону, системам передачи данных и т.д.).

Совокупность функций управления, выполняемых в системе при изменении среды, принято называть циклом управления. Выполняя цикл за циклом, система приближается к сформулированной цели. При этом от объектов управления в СУ поступает информация о текущем состоянии дел. ЛПР контролирует ее истинность, учитывает и анализирует в целях выявления отклонений от требуемого состояния и определения необходимости изменения текущего состояния. По результатам анализа осуществляется выбор одной из основных задач управления и оперативно-техническое управление (регулирование), состоящее в координации действий ОУ – выработке решений по удержанию системы в требуемом состоянии, или решается задача целеполагания (проводится корректировка целей), после чего система переводится в новое состояние на основе прогнозирования и планирования. При необходимости направляется доклад в старший орган управления.