3.3. Система знаний науки и искусства управления

Наука управления — это синтез научного подхода, искусства и опыта.

Хотя понятие управление имеет многовековую историю, наука управления начала усиленно развиваться только в XX-м веке. После второй мировой войны во все большей степени пришло осознание, что от качества управления зависит, в значительной степени, успешное решение возникающих проблем. В какой то мере этому способствовало установление того факта, что более 90 % происшедших в то время банкротств явились следствием неграмотности и некомпетентных действий руководителей фирм. Однако решающим явилось усложнение систем, которыми было необходимо управлять, увеличение и усложнение связей между отдельными системами, колоссальное увеличение информационных потоков.

В основе управления лежат научные знания. Теория управления базируется на ряд научных дисциплин, к числу которых в первую очередь относятся кибернетика, исследование операций, системный анализ, информатика. Научные принципы управления основаны на обобщении опыта, систематизации и проверки фактического материала. Принципы — это фундаментальные истины, определяющие причинные связи между переменными. Принципы могут быть описательными, предписывающими и нормативными. Теория представляется как система группирования принципов. Одно только знание теории управления не обеспечит успеха на практике Изменения внешней среды и внутренней структуры управляемой системы может поставить под сомнение выработанные ранее принципы, привести к ошибочным теоретическим выводам и рекомендациям. Не существует науки, в которой известны все возможные ситуации, выяснены все взаимосвязи. Это справедливо и в случае проектирования технических систем, при диагнозе болезни, и при управлении сложными социотехническими системами. Каждый раз в новой ситуации в конкретной реальной обстановке требуется для достижения наилучших результатов поиск новых эффективных управлений. Типичными ошибками являются использование принципов и подходов, не рассчитанных для данной конкретной ситуации, а также непонимание необходимости идти зачастую на компромиссы с целью получения удовлетворительного результата при минимуме нежелательных последствий.

Таким образом, деятельность управленцев является в значительной мере искусством, непрерывном поиском ноу-хау в управлении. Однако самое производительное искусство всегда опирается на научные знания. Бесспорно, что, хотя теория управления является «неточной» наукой, использование научных подходов всегда способствует обнаружению лучшего решения. Наука и искусство в управлении не исключают, а дополняют друг друга.

3.4. Состав системы управления

Система управления (СУ) представляет собой совокупность элементов (подсистем), коммуникаций между ними и со взаимодействующими организациями, а также процессов, обеспечивающих заданное функционирование организацию. В СУ можно выделить методологию, структуру, процессы, механизмы управления.

Систему управления составляют три основные подсистемы

1. Информационная подсистема — совокупность датчиков, рецепторов. Рецепторы в живых организмах — это концевые образования чувствительных нервов, возбуждаемые теми или иными физическими или химическими агентами и преобразующие первичные возбуждения в сигналы, передаваемые по каналам связи в центральную нервную систему. Аналогичные датчики различной сложности и устройства существуют в неживой природе Примером может служить система средств слежения за космосом, включающая радиолокационные и оптические средства, работающие в различных диапазонах волн. Датчики (рецепторы), возбуждаемые агентами внешней среды и доставляющие информацию об окружающей среде, называются экстерорецепторами, а измеряющие параметры процессов внутри системы — интерорецепторами.

Задачей информационной подсистемы является обеспечением управляющей системы информацией, необходимой для всех функций управления.

2. Подсистема передачи данных (СПД) — совокупность линий передачи информации и коммутационных пунктов (нервных волокон — в живых организмах), обеспечивающих передачу информации от рецепторов к пунктам управления (вычислительным центрам) и передачу информации управления от пунктов управления на управляемые объекты.

3. Подсистема управления (распорядительности) — совокупность командных вычислительных пунктов (центров), обеспечивающих обработку информации и решение всех задач управления от анализа ситуации и уяснения проблем до выработки и реализации решения. Системы управления могут иметь замкнутый или разомкнутый контур управления. В замкнутом контуре с отрицательной обратной связью управление осуществляется по «ошибке», т.е. на основе сравнения заданного и достигнутого значений контролируемых параметров управляемых процессов. В разомкнутом контуре выполнение решений не контролируется.

Существуют три вида отрицательной обратной связи.

• Стабилизация — поддерживается заданное постоянное значение входной переменной — x(t). Пример такой связи: на автопилоте самолета задано значение высоты, которое затем поддерживается автоматически. Аналогично, в экономике обеспечивается в течение заданного времени постоянное значение некоторых параметров, например, валютного курса.

• Программное управление — x(t) — заданная функция времени. Примеры: в технике — автоматическое поддержание заданного заранее температурного режима в каком-либо техническом устройстве, в экономике — обеспечение заданного изменения некоторых экономических параметров, например, валютного курса.

Следящая система. — x(t) — заранее неизвестная функция времени.

Примеры: в технике — автоматическое определение координат космических объектов, в экономике — отслеживание течения определенных экономических процессов.

Управление по ошибке характерно для технических систем автоматического управления, применяется и в социотехнических системах, но не всегда последовательно и эффективно. В зависимости от степени автоматизации различают следующие системы.

1). Неавтоматизированные системы. Решение вырабатывает и принимает человек. Технические средства используются не регулярно.

2). Автоматизированные системы управления (АСУ). Обработка информации, подготовка решений, анализ результатов осуществляются автоматически.

Решение принимает человек — лицо принимающее решение (ЛПР). В зависимости от сферы применения различают: ТАСУ — автоматизированные системы управления территорией, АСПР — автоматизированные системы плановых расчетов, АСНИ — автоматизированные системы научных исследований, обеспечивающих управление экспериментом, обработку результатов моделирования, оценку качества решения, САПР — системы автоматизированного проектирования, АСУТП — автоматизированные системы управления технологическими процессами и др.

3). Системы автоматического управления (САУ). Процесс управления осуществляется автоматически без участия человека. После ввода системы в эксплуатацию обязанности обслуживающего персонала сводятся к обеспечению ее исправности: периодическая проверка, ремонт. САУ необходимы в системах, функционирующих в реальном времени, когда человек просто не в состоянии принимать решение за имеющееся для этого время, например, в системах противоракетной обороны. САУ применяются также в тех случаях, когда это экономически выгодно, например, в системах регулирования работы гидростанций. САУ различаются по степени астатизма — способности отрабатывать

сигналы в динамике. В статических системах динамическая ошибка пропорциональна значению входного сигнала. В системах с астатизмом 1-го порядка постоянный входной сигнал x(t) отрабатывается без ошибки, ошибка пропорциональна первой производной сигнала x’(t). В системах с астатизмом 2-го порядка ошибка пропорциональна второй производной x''(t), постоянный сигнал и первая производная отрабатываются без ошибки.

4). Самонастраивающиеся системы, системы с избирательным подкреплением. Поведение системы изменяется на основе опыта. Простое приспособление обеспечивается обратной связью (отрицательной или положительной). В общем случае самообучение связано с избирательным подкреплением, суть которого в закреплении действий, приведших к положительному результату, и исключение действий с отрицательными результатами.