Конспект лекций_080500 БМ_ИСУ_2011

функционирует в условиях существенной неопределенности и воздействия среды на нее, обусловливает случайный характер изменения ее показателей

осуществляет целенаправленный выбор своего поведения;

Сложные системы обладают свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих элементов. Свойства сложной системы не сумма свойств элементов, а новые свойства, сложившиеся из взаимодействия элементов с характерными свойствами.

7.3 большие – это сложные пространственно-распределенные системы, в кото-

рых подсистемы относятся к категориям сложных и имеющих следующие осо-

бенности:

большие размеры системы;

сложная иерархическая структура;

наличие подсистем, имеющих собственное целевое назначение, подчиненное общему целевому назначению системы(мир-ое хозяйство, ЕС)

наличие большого числа разнообразных связей между подсистемами

циркуляция в системе больших информационных, энергетических и матери-

альных потоков;

наличие в системе элементов самоорганизации;

высокий уровень неопределенности в описании системы;

участие в функциональной системе людей, машин и природной среды;

8. по характеру поведения:

с управлением – системы, в которых реализуется процесс целеполагания и це-

леосуществления;

без управления – процессы в системах осуществляются по определенным за-

конам. (движение планет по законам механики в солнечной системе, распределе-

ние элементов периодической системе)

9. по степени участия в управлении человека:

технические системы без участия человека (автоматические системы поиска координат объекта и т.п.);

человеко-машинные (автоматизированные системы управлени);

организационныесоциальные системы.

Вопрос 3 Понятия, определяющие процесс функционирования систем

12

Состояние системы – это совокупность состояний ее элементов и связей меж-

ду ними. Создание конкретной системы сводится к заданию ее состояний, начи-

ная с зарождения и заканчивая ее гибелью или переходом в другую новую систе-

му.

У любой системы существуют ограничения как внутренние, так и внешние.

Ограничения системы – это то, что определяет условия реализации процесса

преобразования входа в систему.

Внутренние ограничения зависят от специфических свойств системы. Пример,

ресурсы, обеспечивающие реализацию отдельных процессов и их комплекса, а в

результате.

Внешние ограничения складываются за счет влияния «r» внешней среды. Точ-

ки приложения влияния или воздействия внешней среды на систему называются

входами системы, обозначают «Х». Внешняя среда воздействует на систему че-

рез вещество(материю), информацию и энергию. (Хи, Хм и Хэ). Входящие инфор-

мация, нечто материальное и энергия подлежат преобразованию в системе, и на

(Уи, Ум и Уэ).

y3x3обратная связь

Рис. Взаимодействие с внешней средой в момент времен t

Выход системы «У»– это результат преобразования входа. Выходы системы обращены во внешнюю среду. В результате мы можем сформулировать следую-

щее: выходы системы – это различные точки приложения влияния «k» системы на внешнюю среду.

Обратная связь – это то, что соединяет выход со входом и используется для контроля за изменением выхода.

Описанное состояние характерно для какого-то определенного момента вре-

мени «t1». В следующий момент времени «t2» изменится само воздействие внеш-

ней среды, а в момент времени «t3» оно изменится вновь. Таким образом, изме-

13

няющееся во времени воздействие внешней среды на систему, образует так назы-

ваемый входной процесс или поток воздействия входов «Хr».

Но в каждый определенный момент времени t можно представить обобщен-

ный вход «Хt» как совокупность входных воздействий r, находящихся в этот мо-

мент в своем определенном состоянии: Хt = { хt1; хt2; хt3; хt4...хtr}

Или в виде вектора Хt = (хt1, хt2, хt3, хt4...хtr)

Выходные величины с течением времени также изменяются, в свою очередь,

образуя выходной процесс «Уk». В каждый определенный момент времени t

можно представить обобщенный выход«Уt»как совокупность выходных воздей-

ствий k, находящихся в этот момент в своем определенном состоя-

нии:Yt={yt1;yt2; yt3; yt4...ytr}

Или в виде вектора Yt = (yt1, yt2, yt3, yt4...ytr).

Движение или функционирование системы – процесс последовательного из-

менения состояния системы. Этот процесс может быть:

-вынужденным – под влиянием внешней среды (перемещение ресурсов под действием приказа),

-собственное – без воздействия внешней среды, а под действием внутренних причин (питание, сон человека)

Состояние и функционирование систем зависит от:

1)состояния входов;

2)состояния выходов;

3)переходов от входа к выходу, т.е от предшествующих выходу состояний.

Если связь между входом и выходом рассматривают без учета перехода, то система с таким функционированием, не зависящим от состояний переходов, на-

зывается статической или системой без поведения. Системы с функцией выхода учитывающей и зависящей от состояний перехода называется динамической или системой с поведением.

Поведение системы - совокупность действий, изменений изучаемой системы и ее реакций на внешние воздействия : изменение, развитие, рост.

П = f(t, Q), где Q – совокупность существенных парамет-

ров,

t – время.

14

Таким образом, поведение системы – это ее динамическая характеристика.

Принципы функционирования системы :

1.детерминизм - закономерная связь, взаимообусловленность всех явлений

2.целостность (эмерджентность) - свойства системы не сводятся к сумме свойств составляющих ее элементов

3.гомеостаз - свойство системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значение существенных переменных в некоторых пределах

4.закон или принцип разнообразия - для решения задач управления сложными системами необходимо учесть большое разнообразие всевозможных факторов;

разнообразие состояний системы можно определить как энтропию : H = log2(m), где m - множество состояний системы.

Закон ограничения разнообразия (закон Эшби) - из всех возможных состоя-

ний системы необходимо выбрать то, которое наиболее полно отвечает целям функционирования системы.

Таким образом, важным моментом при изучении систем и их функциониро-

вания становится анализ процессов систем.

15

Раздел 1 Концептуальные основы «Исследования систем управления (ИСУ)».

Лекция 3 Система управления как объект исследования.

План лекции:

1.Понятие «система управления» и роль управления в су;

2.Виды систем управления

3.Принципы существования и работы СУ.

Вопрос 1 Понятие «система управления» и роль управления в СУ

Любой вид управленческой деятельности связан с управлением людьми, объе-

диненными в рамках предприятия в отделы, подразделения, службы и т.д. Это так

называемый административно-управленческий аппарат или персонал.

Таким образом, управленческая деятельность – это управление коллективами людей, каждый из которых может рассматриваться как социально управляемая система, каждая из которых может быть самостоятельным объектом исследова-

ния и имеет свои особенности и предмет деятельности. В качестве таких систем может рассматриваться организация или учреждение любого уровня: и министер-

ство, и агентство и предприятие, и цех, и холдинг, и трест.

С другой стороны, если анализировать взаимоотношения отдельных уровней

между собой при условии их организационного или целевого подчинения, можно выделить более организованную систему, состоящую из подсистем и главенст-

вующего (руководящего) элемента (министерства и их территориальные предста-

вительства, предприятия – ГУПы, НИИ и т.д.

С третьей стороны, система управления это комплекс взаимосвязанных и ме-

тодологически обоснованных процессов и действий, направленных на осуществ-

ление функций управления.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что система управления

(СУ) любой организации является сложной системой, созданной для сбора, ана-

лиза и переработки информации с целью получения максимального конечного ре-

зультата при определенных ограничениях (например, ограничение ресурсов).

Требования к СУ, согласно данных представлений:

16

Детерминированность элементов системы, т.е. когда каждый элемент явля-

ясь обособленным по организационным принципам, оказывает влияние на другие элементы системы в результате своей деятельности (это первый при-

знак организованности аппарата предприятия как системы, в которой роль элементов играют отделы или управления).

Динамичность системы, т.е. способность под воздействием внешних и внут-

ренних возмущений оставаться некоторое время в определенном неизменном качественном состоянии, что позволяет произвести адаптационные перестрой-

ки без ущерба для качества функционирования системы в целом.

Наличие в системе управляющего параметра, т.е. такого элемента (пара-

метра), посредством которого можно управлять и деятельностью отдельных элементов, и деятельностью всей системы в целом. Таким элементом в соци-

ально управляемой системе является руководитель. Рассматривая каждый уро-

вень руководства как отдельную систему – это руководитель подразделений данного уровня.

Наличие в системе контролирующего параметра (элемента), т.е. элемента курирующего обработку любого сигнала, поданного на вход данной системы. (контроль плана важнейших работ сотрудником, чаще главным специалистом,

планово-экономического отдела).

Наличие в системе каналов обратной связи. Такие каналы необходимы,

чтобы улавливать изменения внешние по отношению к системе для своевре-

менной готовности предвидеть возможные угрозы или открывающиеся воз-

можности.

Со стороны внешней среды на систему могут воздействовать факторы,

анализ которых помогает выстроить динамически устойчивое предприятие при стабильной системе управления. Эти факторы мы можем разделить на группы:

1. Экономические факторы ( налоговые ставки, темпы инфляции, платежеспо-

собность населения и ее уровень и т.д.);

2. Политические факторы (политика ограничения или стимулирования потреб-

ления отдельных благ, политика ограничения экономических взаимоотношений с поставщиками отдельных материалов и сырья и т.д.);

17

3. Рыночные факторы (конъюнктура спроса и предложения, уровень конкурен-

ции и т.п.);

4. Социальные факторы(отношение основной массы населения к отдельным ви-

дам производства, товарам; роль социальных институтов формировании спроса);

5. Технологические факторы(уровень развития технологии производства и управления, внедрение новейших научных разработок).

Роль Управления в СУ Управление есть то, что способствует существованию и работе предприятия.

Управление – это выработка и осуществление целенаправленных управляющих воздействий на объект, что включает сбор, обработку и передачу необходимой информации, принятие и реализацию соответствующих решений.

Таким образом, управление - цель существования и деятельности комплекса функциональных единиц, входящих в единую организованную структурирован-

ную систему. Такая система и получила название – система управления.

В то же время, Управление – это такие функции системы, которые ориентиро-

ванны на сохранение ее основного качества, либо на сохранение некоторой про-

граммы, которая должна обеспечить устойчивость функционирования (гомео-

стаз), достижение определенной цели. Совокупность действий направленных на исполнение функций управления также систематична. Таким образом, сложный комплекс спланированных, организованных и координированных управляющих воздействий, взаимосвязанных и взаимообусловленных в едином непрерывном потоке, так же можно назвать системой управления. Однако при изучении управ-

ленческой деятельности мы не будем разделять эти стороны понятия «СУ», а бу-

дем учитывать ее сложный и многокомпонентный характер.

С этой точки зрения СУ - совокупность взаимосвязанных, функциональных элементов, вырабатывающих систему управляющих параметров. Управляющие параметры - параметры активного воздействия, с помощью которых создается возможность менять ход и направление экономических процессов. Есть 3 группы управляющих параметров :

стимуляторы, которые сохраняют и повышают темпы развития системы.

18

регуляторы, которые поддерживают сбалансированность экономических пока-

зателей.

параметры стабилизаторы, которые встроены в обратную связь СУ и являются антикризисными параметрами.

СУ относятся к системам сложного уровня, так как состоят из двух подсистем,

каждую из которых можно представить в виде менее сложной системы. Эти под-

системы СУ называют

субъект управления внутри СУ - управляющая подсистема формирующая управляющее воздействие. В этой подсистеме принимаются наиболее важные управленческие решения и утверждаются решения, поступившие в качестве предложений из второй подсистемы.

объект управления внутри СУ – управляемая подсистема испытывающая на себе управляющее воздействие, для нее характерны функции, как управления, так и исполнения: управленческие решения субъекта управления подлежат исполне-

нию, но в ряде случаев возможна разработка предложений по реализации управ-

ленческих решений или предложение как возможного варианта будущего реше-

ния в субъект управления - возможна обратная связь.

По характеру взаимоотношения этих двух подсистем определяется вид СУ.

Вопрос 2 Виды СУ

1. Программные или жесткие СУ – единственная прямая связь между СУ и ОУ, по которой поступают управляющие воздействия, обязательные к исполне-

нию.

19

Этот вид использует административные и экономические методы управле-

ния, которые обязательно включают интересы людей.

ОУ подвержен возмущающему воздействию. СУ – вышестоящий уровень, который возмущение затрагивает опо-

средовано, что обеспечивает его запасом времени для выстраивания адаптивных процессов, стабилизирующих систему.

Вопрос 3 Принципы существования и работы СУ.

Принципы существования и работы СУ отражают объективно присущие им закономерности развития и функционирования. К таким принципам относятся:

1. принцип целенаправленности управления;

Любая сложная СУ существует благодаря наличию потребности в ней. По-

требность выражена в цели существования системы управления – осуществлении управления предприятием для обеспечения его эффективной работы. Сущность выработки управляющих воздействий субъекта управления на объект управления

– выявление отклонений параметров сложных систем от нормы, которые образу-

ются за счет возмущающего воздействия внешней и внутренней среды затрудня-

ют достижение цели управления

Закон управления гласит: выработка и реализация управляющего воздействия,

выбранного из множества возможных достигается на основании определенной информации, обеспечивающей изменение состояния системы управления, приво-

дящее к достижению поставленной цели.

2. принцип преобразования информации

20

СУ – «машина для переработки информации» с целью ее упорядочения, сни-

жения неопределенности и разнообразия, и это делает поведение системы пред-

сказуемым.

3. принцип обратной связи - обратное воздействие результатов управления системы на процесс этого управления, т.е. использование информации, посту-

пающей от объекта управления.

3.1.Обратная связь можетОУбыть:

а) главной (внешней);

б) местной (внутренней).

Для главной обратной связи характерны следующие черты:

а) непосредственная связь между СУ и ОУ;

б) большая объективность информации;

в) информация носит характер первичной.

Для местной обратной связи характерны следующие черты:

а) опосредована через промежуточное звено;

б) включает оценки со стороны промежуточного звена;

в) промежуточное звено может быть аналитическим.

3.2.Обратная связь может быть отрицательной или положительной.

Если результат на выходе системы меньше, чем требуется, то ОУ посылает положительный сигнал, увеличивающий интенсивность процесса; если результат больше эталона – сигнал отрицательный – управляющий процесс затормозится.

При адаптивной СУ, кроме реакции на управление существует реакция на «воз-

мущение», которая происходит следующим образом:

-Положительная связь усиливает действие возмущающего сигнала, т.е. имеет

сним одинаковый знак;

-Отрицательная обратная связь – ослабляет.

Таким образом, отрицательная связь способствует восстановлению равновесия

при его нарушении возмущающими воздействиями.

21