Цели, структуры и функции систем управления

Размещено на http://www.allbest.ru

Цели, структуры и функции систем управления

Понятие и закономерности целеобразования

Цель - наиболее сложное понятие, изучению которого большое внимание уделяется в философии, психологии, кибернетике, теории систем.

Анализ определения цели и связанных с ней понятий, показывает, что в зависимости от стадий познаний объекта, этапа системного анализа в понятие «цель» вкладывают различные оттенки - от идеальных устремлений (цель - выражение активности сознания;человек и социальные системы вправе формулировать цели, достижение которых невозможно, но к которым можно непрерывно приближаться) до определения цели как ситуации, которая должна быть достигнута при функционировании системы за определенный промежуток времени. Цель определяется стершей системой, а именно той, в которой рассматриваемая система является элементом.

Целеобразование - это направление системного анализа, занимающаяся исследованием процесса формулирования и анализа целей в системах различного рода. Практической задачей целеобразования является разработка принципов создания и внедрения подсистем целеобразования в системах управления, обеспечивающих систематическую работу по формулированию и исследованию целей (основных направлений развития) предприятий и организаций, оценке их значимости и корректировке целей и направлений работ по развитию системы - реализации комплекса работ по целевой стадии планирования. Подсистемы целеобразования должны на уровне страны и региона заниматься исследованием взаимосвязей целей различных отраслей, производственных объединений, предприятий с общегосударственными целями, целями региона и разработкой на этой основе принципов и показателей планирования и экономического стимулирования деятельностью организаций. Различают качественную цель (номинальная шкала или шкала порядка) и количественную цель, построенную в количественных шкалах.

Структуры целей (и систем): сеть, иерархические структуры, страты, слои, эшелоны

Сетевая структура.

Эта структура представляет собой декомпозицию системы во времени. Такие системы отражают порядок действия технической системы ( телефонная сеть, электросеть, компьютерная сеть), этапы деятельности общества при производстве продукции - сетевой график планирования при проектировании - сетевая модель. При представлении сетевых структур пользуются такой терминологией теории «графов»: вершина, ребро, путь, критический путь. Элементы сети могут быть расположены последовательно и параллельно. Сети бывают разные. Наиболее распространены и удобны для анализа однонаправленные сети, но могут быть и сети с обратными связями или с циклами. Путь сети определяется в соответствии с теорией графов. Для анализа сложных сетей, кроме теории графов, применяется математическая теория сетевого планирования и управления, сетевого моделирования.

Иерархическая структура.

Эта структура представляет собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих структурах одновременно, не разнесены во времени, как это имеет место в сетевых структурах. Иерархические структуры имеют различное число уровней структуризации ( декомпозиции). Структуры, в которых каждый элемент низлежащего уровня подчинен только одному узлу (одной вершине) вышестоящего уровня, называются «древовидными» структурами. Если элемент низлежащего уровня подчинен 2-м и более узлам (вершинам) вышестоящего уровня иерархии, то такие структуры называют «иерархическими структурами со слабыми связями». Наиболее распространены древовидные иерархические структуры, с помощью которых представляются сложные конструкции технических объектов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные и организационные структуры предприятий. Иерархия со слабыми связями - это структуры целей и функций в тех случаях, когда цели сформулированы слишком близко к идеальным устремлениям и недостаточно подцелей, обеспеченных средствами для их реализации. Слабые связи- в линейно - функциональных структурах и в структуре управления государством.

В иерархичности важна соподчиненность - любой по согласованности порядок подчиненности объектов. Важно выделение уровней соподчиненности, а между компонентами в пределах уровня могут быть любые взаимоотношения. В теории многоуровневых иерархических структурных систем предложены особые классы иерархических структур: слои, страты, эшелоны. «Слои» или уровни сложности принимаемого решения выделяются для уменьшения неопределенности ситуации, т.е. определяется совокупность последовательно решаемых проблем. При этом выделение проблем осуществляется так, чтобы решение вышележащей проблемы определяло бы ограничение (допустимую степень упрощения) при моделировании на нижележащем уровне, т.е. снижало бы неопределенность нижележащей проблемы, но без утраты замысла решения общей проблемы. «Страты» - система задается семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования. Для каждого уровня существуют характерные особенности, законы и принципы, с помощью которых описывается поведение системы на этом данном уровне. Такое представление названо «стратифицированным», а уровни абстрагирования - «стратами». «Эшелоны» - система представляется в виде относительно независимых, взаимодействующих между собой подсистем; при этом некоторые подсистемы (или все) имеют права принятия решений, а иерархическое расположение подсистем (многоэшелонная структура) определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управляются вышестоящими. Уровень такой иерархии называется «эшелоном». Основной отличительной особенностью эшелона является предоставление подсистемам всех уровней определенной свободы в выборе их собственных решений, причем, эти решения могут быть не теми решениями, которые выбрал бы вышестоящий уровень. Предоставление свободы действий в принятии решений компонентам всех эшелонов иерархической структуры повышает эффективность ее функционирования. Подсистемам предоставляется определенная свобода и в выборе целей, поэтому многоэшелонные структуры называют также и многоцелевыми.

Функции систем управления и их содержательное описание.

Управление в организационно - технических и в экономических системах можно представить как последовательность функций, составляющих технологический цикл управления.

Под функцией управления понимают устойчивую упорядоченную совокупность операций, основанную на разделении труда в управляющей системе. Основоположником функционального подхода в управлении считается А. Файоль. Он выделил 5 функций управления: предвидение, организация, распорядительная деятельность, координация (согласование) и контроль. Одновременно А. Файоль разделил все функции на 6 групп: производство, финансы, охрана, учёт, администрирование, техника безопасности.

В настоящее время к основным функциям управления относят:

1. сбор данных;

2. формирование сообщения;

3. передачу данных по каналам связи;

4. учёт: 5. контроль; 6. анализ; 7. прогнозирование; 8. планирование; 9. оперативное управление; 10. организация и координация; 11. доведение решений.

Для учёта человеческого фактора в отдельную группу выделяют функции: стимулирование и мотивацию.

Рассмотрим определения и взаимосвязь основных функций в форме функциональной модели цикла управления.

Сбор данных - функция измерения характеристик , выполняемая в объекте управления вручную или автоматически.

Формирование сообщения (запроса) - преобразование информации к виду, пригодному для передачи по каналам связи в управляющую систему или обработки в автоматизированном режиме. Модели функций формирования сообщений рассматриваются в теории информации, теории проектирования баз данных.

Передача данных по каналам связи - производится различными способами, в том числе и с помощью автоматизации. Основными требованиями к передаче данных являются: своевременность, достоверность, безопасность в обмене информацией. Модели функций передачи данных рассматриваются в теории информации.

Учёт - система функций, обеспечивающих хранение информации; включает ввод-вывод, регистрацию, преобразование формы, поиск, отображение, тиражирование, классификацию, статистическую обработку, выборку, получение агрегированных данных, обеспечение конфиденциальности и целостности информации. Модели функций учёта изучаются в теории проектирования баз данных.

Контроль - система функций, обеспечивающих определение состояния объекта управления (ОУ). Это измерение, сбор, уточнение данных об объекте управления; оценка состояния и отклонения от требуемого состояния по заданным критериям эффективности. Для автоматизации управления требуется формальная постановка задач наблюдения, классификации и идентификации состояния ОУ. В зависимости от объекта контроля в эту функцию включают: измерение и оценку достоверности, точности, объёма, своевременности представления данных, прохождение и исполнение документов, решение задач информационной безопасности. Различают три вида контроля: предварительный, текущий и заключительный.

Анализ - данная функция зависит от её цели. Это средство, обеспечивающее объяснение причин отклонений в состоянии системы от её номинала и обоснование решения по переходу к оперативному управлению или планированию.

Функция прогнозирования - это средство снятия неопределённости относительно возможной структуры, свойств или закона функционирования системы в будущем. Типичными целями прогнозирования могут служить:

- замедление процесса «старения» принимаемых решений и предупреждение неблагоприятных ситуаций, в которых может оказаться организационно - техническая (экономическая) система;

- повышение производительности системы с управлением, адаптация к изменяющимся условиям.

Во всех случаях прогноз - это научно - обоснованное суждение о возможных состояниях системы в будущем или об альтернативных путях и сроках достижения целевого состояния. Прогноз позволяет получить совокупность возможных вариантов развития системы. Прогнозы могут быть разделены на группы по периодам упреждения и по методам прогнозирования.

По периодам упреждения - промежутку времени, на который рассчитан прогноз, различают: оперативные (текущие), краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные прогнозы.

По методам прогнозирования прогнозы подразделяются на аналитические, использующие детерминированные математические модели и методы, и статистические, использующие анализ временных рядов, корреляционно- регрессионный и факторный анализы.

Функция планирования состоит в последовательности снятия неопределённости относительно требуемой структуры, свойств, закона функционирования системы или внешней среды и включает задачу принятия решения по целеполаганию (ЗПР,ц) и задачу принятия решения по действию (ЗПР,д) - совокупность процедур по определению требуемого (целевого, оптимального) состояния системы и действий по достижению этого состояния, объединённых в единый процесс. Функция планирования осуществляется при изменении условий функционирования ОУ: целей планирования, воздействий внешней среды, препятствующих оперативному управлению.

В терминологии менеджмента ЗПР,ц называют стратегическим или перспективным планированием, а ЗПР, д - тактическим или текущим планированием.

На стадии стратегического планирования рассматривается необходимость и возможность изменения структуры, свойств или закона функционирования системы.

Тактическое планирование заключается в принятии решения по выбору траектории перевода системы в новое состояние; при этом определяются действия ОУ, порядок использования ресурсов, решается задача оптимизации с учётом предполагаемых воздействий внешней среды; детально прорабатываются средства и способы достижения целей, использования ресурсов, необходимые процедуры и технология. Характеристики системы считаются заданными и учитываются как ограничения.

Оперативное управление обеспечивает функционирование системы в рамках действующего плана. Заключается в решении задач стабилизации, слежения или выполнения программы управления. Иногда в эту функцию включают задачу оптимизации. Планирование и оперативное управление являются задачами содержательной обработки информации.

Математические модели функций содержательной обработки информации разрабатываются с применением теории принятия решений. Решения, принятые при планировании или оперативном управлении, учитываются в блоке учёта и доводятся до объекта управления. После этого начинается новый цикл управления, в котором текущее состояние объекта управления сравнивается с требуемым, и в зависимости от величины отклонений управляемых характеристик от допустимых отклонений осуществляется переход к оперативному управлению или к планированию.

Функция организации заключается в установлении постоянных и временных связей

между всеми элементами системы, в определении порядка и условий их функционирования, в объединении компонентов и ресурсов системы таким образом, чтобы обеспечить эффективное достижение намеченных целей.

Функция организации выполняет:

- группировку функциональных элементов и ресурсов в организационные структуры;

- распределение степени ответственности ЛПР в иерархии подсистем управления.

Функция координации - это согласование действий подсистем в соответствии с целями системы с управлением и поддержание этого согласования на протяжении всего цикла управления. Наличие нескольких ОУ и подсистем управления приводит к противоречию между их частными целями. Это, в свою очередь, приводит к разобщённости действий. Устранение данных противоречий - основная задача координации. Функцию координации иногда рассматривают совместно с организацией в рамках задач оперативного управления или планирования.

Модели координации и организации разрабатываются в общей теории систем, в теории принятия решений, на основе теории расписаний, в частности, с использованием методов сетевого планирования и управления.

Соотношения категорий типа событие - явление - поведение

Система может в какой - то момент времени подвергнуться внешнему воздействию или внутри системы произошли функциональные нарушения ввиду каких - то причин типа выхода из строя активного элемента системы или утраты им первоначальных функций. Это в первом приближении будем считать «событием».Далее система каким - то образом должна среагировать на это событие, и эта реакция системы по восстановлению или не восстановлению своих первоначальных функций можно, вероятнее всего считать «явлением». «Поведение» системы - это ее способность переходить из одного состояния в другое. Таким образом, система в дальнейшем может либо выполнять, либо частично выполнять, либо вообще не выполнять первоначальных своих функций.

Конструктивное определение экономического анализа, системное его описание, принципы разработки аналитических экономико - математических моделей

Оценка деятельности организации предполагает измерение результативности, эффективности хозяйственной системы и ее адаптации к внешним условиям функционирования.

Основная задача оценки состоит в выявлении и своевременном обнаружении критических уровней, пороговых значений в динамике развития хозяйственной системы, переход на которые связан с угрозой банкротства. Другой важной задачей оценки является выявление закономерностей в развитии системы, в наступлении переходных процессов, в выходе системы из кризиса и обретении качественно нового устойчивого режима развития. Экономический анализ как система, состоящая из подсистем математических моделей детерминированного и стохастического характера. Это математические модели теоретико - аналитические и прикладные, статистические, дескриптивные и нормативные, открытые и закрытые. Метод экономического анализа - аналитический аппарат, служащий для количественной характеристики экономический процессов. Методы экономического анализа связаны с моделированием системы взаимосвязей, характерных для рассматриваемого процесса или явления. Метод моделирования основывается на принципе аналогии или возможности изучения реального процесса не непосредственно, а через рассмотрение его отображения в более доступной форме, в форме модели. Экономико - математическое моделирование позволяет отображать математическими средствами предметные области экономического анализа. Таким образом, моделирование - метод, используемый в теории экономического анализа, позволяющий изучать объекты экономического анализа не прямо и непосредственно, а через специально построенные экономико - математические модели.

Принцип неопределенности предполагает, что «по краям» экономические процессы расплывчатые и не определены. Протекая во времени, они изменяются, и если удается установить какое - то свойство процесса, то оно действительно только в рассматриваемый момент времени и в данной ситуации. На микроуровне экономичкские процессы необходимо рассматривать с учетом случайного изменения факторов.

Если рассматривать теорию экономического анализа как систему, то можно установить, что данную систему следует представить как древовидную иерархическую структуру, одна ветвь которой представляет теорию экономического анализа на макроуровне (в условиях страны, региона), а другая ветвь - теория экономического анализа на микроуровне (в условиях конкретного предприятия). Далее, в каждой из ветвей содержатся соответственно детерминированные экономико - математические модели расчетов экономических процессов, включая линейное и динамическое программирование для расчетов оптимизаций экономических затрат, а также и стохастические (вероятностные) экономико - математические модели по статистической оценке параметров, включающие корреляционно - регрессионный анализ, дисперсионный, компонентный, кластерный и факторный анализы в целях более полного исследования экономических процессов.

Понятие имитационного моделирования

Имитационной моделью называется специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого - то сложного объекта. Он запускает в ЭВМ параллельные взаимодействующие вычислительные процессы, которые являются по своим временным параметрам аналогами исследуемых процессов.

С точки зрения использования компьютерных технологий различают:

1) моделирование как обычные итерационные вычисления, выполняемые с помощью расчетных программ или табличного процессора; такие вычисления можно производить и без ЭВМ, используя обычный калькулятор.;

2) имитационное моделирование как разновидность аналогового моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих компьютерных программ и технологий программирования, позволяющих посредством процессов - аналогов провести целенаправленное исследование структуры и функций реального сложного процесса в памяти компьютера в режиме «имитации», выполнить оптимизацию некоторых его параметров. В последнее время термин «имитационное моделирование» применяют в основном ко второму способу использования компьютерных технологий.

цель управление имитационное моделирование

Развитие и совершенствование сложных систем и системного анализа

В настоящее время все мы являемся свидетелями бурного развития и совершенствования процессов наукоемких технологий. Если еще некоторое время назад отдельные средства цивилизации считались фантастикой, то сегодня - это уже реальность. Это относится, например, к некоторым компьютерным технологиям, к цифровым технологиям, к средствам связи по мобильным телефонам и т.д. Все это свидетельство бурного развития и совершенствования систем. В дальнейшем, по прогнозам специалистов, развитие систем и системного анализа будет неуклонно продолжаться. Появятся новые интеллектуальные системы, новые системы робототехники и т.д., о которых в настоящее время можно только мечтать. Так, по данным СМИ Японии, в этой стране к 2030 г. появятся совершенные, высокоинтеллектуальные робототехнические системы, которые будут способны заменить человека почти во всех сферах его деятельности. Это еще очередное свидетельство того, что фантазия и прогресс современной цивилизации - безграничны.

Размещено на Allbest.ru