3.2.3. Управление большими техническими системами
Управление- процесс преобразования информации о состоянии системы в определенные действия, переводящие управляемую систему из исходного в заданное состояние.
Например, исходное состояние АТП – наличие в результате падения спроса на перевозки избыточных производственных помещений, которые можно использовать для оказания сервисных услуг. Заданное состояние системы (цель) – организация на базе АТП мастерских автосервиса, позволяющих более эффективно использовать производственные помещения, сократить расходы. Действия (способы): анализ потребностей в услугах, привлечение инвестиций, реклама, реконструкция АТП и т.д.
Выделим в понятии управления ключевые слова:
- информация о состоянии системы;
- цель (или цели) системы;
- действия (способы, методы), предпринимаемые для изменения состояния системы и достижения цели.
Без этих составляющих не может быть самой постановки задачи управления. Этот набор должен расположиться в определенной последовательности (рис.2), образующей типовые этапы (технологию управления).
О
пределение
цели, стоящей перед управляемой системой
или подсистемами. От правильного
определения основной (генеральной)
цели и частных задач во многом зависят
и выбираемые средства. Причем цель
подсистемы должна увязываться с целью
системы более высокого ранга (уровня).
Рис. 2. Вариант процесса управления
Например, цели участка (цеха) АТП должны быть определены так, чтобы обеспечить техническую исправность заданного количества автотранспортных средств.
Следовательно, постановка цели и ее реализация должны рассматриваться в рамках программно-целевого подхода.
Получение информации о состоянии системы и о внешних факторах (внутренних возмущениях), действующих на систему.
При разработке мероприятий, направленных, например, на повышение коэффициента технической готовности, подобной информацией будут сведения об эксплуатационной надежности агрегатов (узлов) автомобиля; данные о наиболее характерных отказах, вызывающие простои подвижного состава в рабочее время; сведения о причинах простоев и т.д. Внешними факторами в этом случае будут: условия эксплуатации, организация материально-технического обеспечения и др.
Обработка информации, оценка ее точности, достоверности. Анализ информации, сбор при необходимости дополнительной информации, ее экспертиза.
Принятие управляющих решений в соответствии с целями системы, полученной и обработанной информации.
Придание решению четкой (нормативной) формы, обеспечивающей ответственность исполнителей, поэтапный контроль. Наиболее целесообразной формой решения является норматив (правило, закон), обеспечивающий эффективное управление.
Реализация управляющего действия, например, реконструкция производственной базы: освоение новых видов услуг; направление подвижного состава в ремонт или списание и т.д.
Получение отклика (реакции) системы на управляющее действие в виде новой порции информации об изменении состояния системы.
При полном достижении системой назначенных целей в заданное время управление является оптимальным.
Если состояние системы ухудшилось, то управление нерационально. Если произошло улучшение состояния системы, но цели полностью не достигнуты, управление является рациональным (на этом этапе анализируются причины ухудшения, при необходимости корректируются цели).
Отметим наиболее характерные причины ухудшения управления:
- отсутствие наиболее полной информации о состоянии системы и действующих на нее факторов;
- реализация решения, как правило, происходит с задержкой во времени, при этом степень воздействия факторов на систему и в системе может существенно измениться;
- большие системы инерционны;
- потребность адаптации действующего фактора – человека – к новым целям и методам управления.
В любой системе имеются управляющие и управляемые элементы, которые группируются в подсистему управления (ПУ); управляемый объект (УО). Простейшая схема их взаимодействия приведена на рис.3.
Рис. 3. Схема взаимодействия подсистемы управления и управляемого объекта системы
В свою очередь, подсистема управления состоит из органа управления (ОУ), воспринимающего заданную программу принятия решения, и исполнительного органа (ИО), который управляет самой системой.
Отметим важные свойства больших систем: жесткость и реактивность.
В зависимости от взаимодействия процессов выработки и реализации программы управления различают жесткое управление и управление с обратной информационной связью.
При жестком управлении предполагается полная определенность будущих воздействий окружающей среды и состояний системы; незначительное влияние возмущений или защита объекта управления от них.
Примерами жесткого управления являются работа светофора в режиме, не учитывающим фактическое состояние транспортного потока; получение информации от контрольно-измерительных приборов; перечень предлагаемых работ (услуг) на СТО без учета спроса и сезона и др.
При управлении с обратной связью программа корректируется в зависимости от информации о фактическом состоянии управляемого объекта или обратной связи (рис.4).
Рис. 4. Схема управления системы с обратной связью
Примеры системы управления с обратной связью: действия водителя по поддержанию определенных параметров движения автомобиля на маршруте; регулирование цены на основе баланса спроса и предложения (например, услуги на сервис) и др. – т.е. основная модель для функционирования больших систем (технических, производственных).
Отметим два предельных метода управления (в зависимости от реакции системы на изменение внешних воздействий): реактивный и программно-целевой.
При реактивном методе планирование осуществляется перед самым началом или в процессе действия, решения принимаются без анализа возможных альтернатив и последствий и часто меняются, являясь реакцией на текущие события. При использовании такого метода достаточно часто встречаются ошибки, приводящие к спаду экономики (освоение целинных земель; введение в строй фабрик (заводов) без наличия соответствующей инфраструктуры и соответствующих кадров и др.).
С другой стороны, сущность программно-целевого метода заключается в четком определении цели системы и интеграции деятельности подсистем в виде программы – определение количества и видов ресурсов для их преобразования в конечный (целевой) результат (продукт) в течение заданного промежутка времени.
Вопросы для самопроверки
Поясните, как ресурсы влияют на процесс управления.
Поясните, как информация влияет на процесс управления.
В чем заключается отличие жесткого управления от реактивного?
В чем заключается отличие реактивного управления от программно-целевого?
Приведите примеры систем с жестким управлением.
Приведите примеры систем с реактивным управлением.
Приведите примеры систем с программно-целевым управлением.
Приведите примеры систем с обратной связью.
Приведите примеры взаимодействия управляющих и управляемых элементов.