1.4. Основные принципы управления. Информационный контур и информационное поле
В процессе деятельности предприятия происходит постоянное перераспределение и изменение информационного наполнения потоков. Эти изменения вызывают необходимость управления. Система управления деятельностью предприятия (Managerial Enterprise System), реализованная на базе ИС, должна, образно выражаясь, отслеживать изменения, адекватно на них “реагировать”, стабилизировать ситуацию, сохранять качественную определенность процессов, совершенствовать внутреннюю среду, поддерживать динамическое равновесие с внешней средой в целях достижения тех или иных преимуществ.
Взаимодействие системы управления с управляемым объектом можно представить в виде циркуляции информации по некоторому замкнутому контуру, называемому локальным информационным контуром.
Рис.1.4.1 – Локальный информационный контур
В рамках локального информационного контура экономическая информация может быть:
управляющая;
осведомляющая.
Управляющая часть организации оказывает на управляемый объект или процесс управляющее воздействиеn(t) (рис 1.4.1), а чтобы управляющая система могла реально осуществлять управление, ей требуется сопоставлять фактическое состояние управляемого объекта с конечной целью управляющего воздействия, что осуществляется путём контроля “информационного отклика” (обратной связи (ОС) –y). “Информационный отклик” управляемого объекта играет одну из важнейших ролей в организации стабильно и качественно функционирующего, постоянно развивающегося производства. ОС создает в системе новое качество: способность накоплять опыт, определять свое будущее обращение в зависимости от обращения в минувшем, то есть самообучаться. На практике обратная связь устанавливается посредством осуществления контроля исполнения. Принцип ОС связи является весьма универсальным фундаментальным принципом управления, действующим в технике, природе и обществе. ОС можно обнаружить во многих процессах в природе. Примером могут служить вестибулярный аппарат, обнаруживающий отклонение тела от вертикали и обеспечивающий поддержание равновесия, системы регуляции температуры тела, ритма дыхания и т.д.
Управление здесь – изменение состояния системы, ведущее к достижению поставленной цели.
Процесс управления такой системой определяется
целями управления,
окружающей обстановкой и
внутренними условиями.
Осуществляется управление путем подачи управленческого воздействия n(план выпуска продукции) с учетом обратной связи и внешней информации (x0) – рынок, вышестоящие органы управления.
Назначение формализованной управляющей системы – формировать такие воздействия на управляемую систему, которые побуждали бы последнюю принять состояние, определяемое целью управления.
Локальные контуры, образованные суммой управляющих сигналов и информационных откликов по всей процессной области, складываются в сложную замкнутую конфигурацию управляющих потоков и потоков данных внутри предприятия – собственное информационное поле.
Применительно к промышленному предприятию с некоторой долей условности можно считать, что цель управления – это выполнение производственной программы в рамках технико-экономических ограничений; управляющие воздействия – это планы работ подразделении, обратная связь данные о ходе производства: выпуске и перемещении изделии, состоянии оборудования, запасах на складе и т.д.
Учитывая вышесказанное, видим, что для того, чтобы локальный контур стал функциональной схемой управления производством, его необходимо дополнить внешней информацией и учесть разные возможности включения ОС в информационный контур.
Принцип разомкнутого управления.
Сущность принципа состоит в том, что алгоритм управления строится только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется по фактическому значению управляемой величины. Схема управления имеет вид разомкнутой цепи.
Рис. 1.4.2 – Функциональная схема управления по принципу разомкнутой цепи.
Принцип управления по отклонению(принцип обратной связи (ОС)).
Этот принцип является одним из наиболее ранних и широко распространенных принципов управления. Система управления “наблюдает” за объектом, на который воздействуют возмущающие факторы. Когда в поведении объекта возникают отклонения, система управления отслеживает наблюдаемые параметры (переменные) и на основе наблюдений создает алгоритм управления.
Рис. 1.4.3 – Функциональная схема управления по отклонению (n0(t) – управляющее воздействие со стороны системы управления,n0(t) – воздействие на объект управления после совмещения внутреннего и внешнего информационных потоковn0(t) иx0(t)).
Принцип управления по возмущению (принцип компенсации).
В ряде случаев к решению вопроса построения функциональной схемы управления необходимо подходить более детально, в этом случае необходимо использовать принцип управления по возмущению (рис. 1.4.4). В такой схеме отклонение управляемого объекта зависит не только от внешнего возмущающего воздействия, но и от управления. Принцип управления по возмущению основывается на том, что система управления наблюдает за возмущающими факторами и, учитывая их, строит алгоритм управления так, чтобы действие этих факторов на систему компенсировалось. Функциональная схема управления по возмущению показана на рисунке.
Сравним рассмотренные виды принципов управления.
Преимущества: системы управления по возмущению в сравнении с системами, действующими по отклонению, отличаются обычно большими устойчивостью и быстродействием.
К их недостаткам относятся неполный учет возмущений (компенсируются только те возмущения, которые измеряются).
Во многих случаях весьма эффективно применение комбинированного управления по возмущению и отклонению, Комбинированное управление объединяет достоинства двух принципов, но, естественно, схема управления усложняется, а затраты увеличиваются.
Рис. 1.4.4 – Функциональная схема управления по возмущению (n0(t) – управляющее воздействие со стороны СУ,n(t) – воздействие на объект управления после совмещения внутреннего и внешнего информационных потоковn0(t) иx0(t)).
Принцип оптимального управления.
Можно выделить два типа задач оптимального управления:
оптимизация конечного состояния объекта управления. Исследуется и оптимизируется конечное состояние объекта, каким “путем” объект пришел в это состояние не учитывается. Задачи этого типа получили распространение в системах организационного и социально – экономического управления. Например, задача планирования выпуска продукции. Решаются такие задачи с использованием методов математического программирования (метода исследования операций).
оптимизация динамики (переходного процесса) состояния объекта управления. Рассматривается траектория переходного процесса, а конечный результат не представляет интереса. Эти задачи наиболее применимы в технике и при управлении технологическими процессами. Решаются они на основе вариационного исчисления, таких методов, как принцип максимума Понтрягина, Беллмана и др.