Основные понятия теории управления [1, 2, 5, 6, 7, 14]. 2 страница

Наиболее общая классификация с позиций методов исследования систем, учитывающая способы математического описания, характер передачи сигналов, и характер протекания процессов в системах, приведена на рис. 1.3.6.

Рис. 1.3.6.

Классификация систем по свойствам в установившемся режиме. По виду зависимости регулируемой величины от внешнего воздействия различают статические и астатические системы.

В статических системах регулируемая величина y(t) при постоянном задающем (возмущающем) воздействии по окончании переходного процесса принимает значение, пропорциональное воздействию, т.е. между входной и выходной величинами устройства имеется строго определенная функциональная связь y=f(u), которую принято называть статической характеристикой. В режиме холостого хода управляемая величина пропорциональна значению задающе­го воздействия u_з, а наклон статической характеристики не зависит от u_з. Обычно u_з выбирают таким образом, чтобы управляемая величина точно соответ­ствовала требуемому значению при номинальной нагрузке. Примером статической системы автоматического управления может служить электронный стабилизатор напряжения источника питания.

В астатических системах при внешнем воздействии по окончании переходного процесса значение регулируемой величины устанавливается равным заданному, т.е. система в установившемся режиме стремится к нулевому значению между заданным и текущим значением регулируемой величины. Если отклонение управляемой величины в установившемся режиме не зависит от возмущающего воздействия, то система является астатической к этому возмущающему воздействию. Если оно не зависит от задающего воздействия, то система астатическая по отношению к задающему воздействию.

По характеру работы функциональных узлов в составе систем управления выделяют линейные и нелинейные системы.

Рис. 1.3.7.

В линейных системах между выходными и входными величинами существуют функциональные зависимости и выполняется принцип суперпозиции (реакция системы на сумму воздействий равна сумме реакций на каждое воздействие в отдельности). Процессы в системах описываются дифференциальными уравнениями. В зависимости от вида дифференциального уравнения линейные системы подразделяются на типы, приведенные на рис. 1.3.7.

В нелинейных системах хотя бы в одном звене системы нарушается принцип суперпозиции (линейность статической характеристики). В уравнениях динамики нелинейных систем присутствуют нелинейные функции (произведение переменных или их производных, степени переменных и т.п.). Возможности и качество управления в нелинейных системах значительно выше, чем в линейных.

Реальные системы управления обычно являются нелинейными и расчет систем достаточно сложен. С учетом хорошей разработанности теории линейных систем, нелинейные системы стремятся привести к линейным, используя методы линеаризации.

По степени использования информации во входных воздействиях системы делятся на адаптивные и неадаптивные.

Адаптивные системы обладают способностью приспосабливаться к изменению внешних условий и воздействий, а также повышать качество управления по мере накопления информации. Неадаптивные системы такими способностями не обладают и имеют постоянную настройку под определенные внешние условия и воздействия с ограниченным диапазоном их вариаций.

В последние десятилетия интенсивно разрабатывается новый класс систем управления - интеллектуальные системы управления (ИСУ). ИСУ строятся как самообучающиеся, самонастраивающиеся системы с гибкими процедурами принятия решений. Они способны формировать новые знания в процессе управления и функционирования, выступать в качестве экспертных систем, встроенных в контур управления, и работать в интерактивном режиме с лицом, принимающим решения.

Классификация по типам управления приведена на рис. 1.3.8.

Рис. 1.3.8.

Процесс управления без участия человека, называется автоматическим. Устройство, обеспечивающее автоматическое управление объектом, называется системой автоматического управ­ления (САУ). В тех случаях, когда система обеспечивает стабили­зацию управляемой величины в заданных пределах, она называется системой автоматического регулирования (САР).

Под автоматизированным понимается управление объектом в системе с разомкнутой обратной связью с участием человека в выработке управляющих воздействий. Системы, реализу­ющие такое управление, называются автоматизированными систе­мами управления (АСУ). Если объекты управления отно­сятся к типу технических, то системы управления называются автоматизированными система­ми управления технологическими процессами (АСУТП). Если объект управ­ления является объектом производственно-экономического или со­циального характера, то система управления им относится к авто­матизированным системам организационного управления (АСОУ).

В последние годы все более широко внедряется интегрирован­ное управление, реализуемое интегрированными автоматизирован­ными системами управления (ИАСУ). В ИАСУ объектами управ­ления являются технические, производственно-экономические, орга­низационные и социальные системы. ИАСУ создаются и функционируют на основе ЭВМ и экономико-матема­тических методов, которые используются для управления техниче­скими объектами, технологическими процессами, для планирования, контроля, анализа и регулирования производства в целом.

Систему автоматизированного проектирования (САПР) можно определить как интегрированную автоматизированную систему уп­равления, объектом управления которой является процесс выбора проектно-конструкторских решений на основе экономико-математи­ческих моделей изделий, конструкций, архитектурно-планировоч­ных вариантов и т. п.

Классификация по алгоритмам функционирования. Каждая система характеризуется алгоритмом функ­ционирования — совокупностью предписаний, определяющих харак­тер изменения управляемой величины в зависимости от воздействия. По алгоритмам функционирования системы делятся на стабилизирующие, программные, следящие и преобразующие системы.

Стабилизирующие системы обеспечивают поддержание с необходимой точностью (стабилизацию) одной или нескольких управляемых величин при произвольно меняющихся возмущающих воздействиях. Задающее воз­действие системы - постоянная величина, т. е. u(t) = const.

Программные системы управляют изменением управляемой величины с необходимой точнос­тью в соответствии с составленной программой, если она заранее известна в виде временной функции. Изменение уп­равляемой величины по программе достигается добавлением к ста­билизирующей системе программного устрой­ства ПУ, изменяющего задающее воздействие u(t) во времени по определенному закону. Примерами програм­мных систем являются системы управления хи­мическими процессами, программного управления станками, системы программного управления выводом спутников Земли на расчетные орбиты.

Следящие системы осуществляют изменение управляемой величины не по заранее заданной програм­ме, а произвольно. Например, антенна радиолокатора поворачивается, следуя за самолетом, траектория движения которого заранее неизвест­на, т. е. «следит» за ним. Задающие воздействия и управляемые величины следящих систем могут иметь разнообразный характер по своей физической при­роде.

Преобразующие системы. Алгоритм системы - пре­образование с необходимой точностью задающего воздействия (совокупности задающих воздействий) в управляемую величину (совокупность управляемых величин) в соответствии с некоторой функцией преобразования. Преобразующая система должна возможно более точно воспроизводить на своем выходе не само задающее воздействие (как следящая система), а некоторую вели­чину, связанную с управляющим воздействием функций преобразова­ния. К преобразующим системам относятся, например, интегриру­ющие, дифференцирующие, экстраполирующие и другие системы авто­матического управления.

1.4. организационно-экономические системы управления [4]

Производственно-экономические и организационные системы являются сложными системами. Объекты и процессы в этих системах, как правило, не могут быть полно описаны математически. Функциональные зависимости содержат как непрерывные, так и булевы переменные для качественной оценки параметров или процессов по двухбалльной системе (ДА и НЕТ). При описании систем используются вероятностные функции, системы весов, экспертные оценки. Сложность математического описания производственно-экономических и организационных систем вытекает из того, что это человеко-машинные системы, функционирующие в условиях трудно предсказуемых ситуаций. Поведение систем обусловливается огромным количеством переменных разной физической природы, а соотношения между ними отличаются исключительным разнообразием. Изменение отдельной связи или параметров какого-либо элемента, входящего в систему, может приводить к изменению всех других связей и параметров или большинства из них.

Задача управления сложной системой сводится к тому, чтобы обеспечить такие функциональные преобразования параметров, которые были бы оптимальными по выбранным критериям эффективности достижения цели управления. Для упрощения математического описания сложных систем их разбивают на подсистемы по принципу иерархии.

Характерной особенностью проблемы управления сложными системами является необходимость системного подхода к управлению. Он заключается в том, что система должна рассматриваться как единое целое с позиций цели функционирования, общей для всех подсистем. Практически это приводит к тому, что недопустима (не имеет смысла) независимая оптимизация функционирования отдельных подсистем, образующих систему, с позиций частных целей этих подсистем. При известной структуре сложной системы цель ее функционирования описывается некоторой скалярной целевой функцией W, достигающей экстремального значения при оптимальном управлении.

Эффективность административно-хозяйственного управления в немалой степени определяется квалификацией и компетентностью "команды" высшего управляющего звена, что в первую очередь проявляется при создании организационных структур и механизмов управления, которые каждая "команда" предпочитает создавать "под себя". Этим определяется многообразие систем управления при практически полной непредсказуемости конечных результатов. Каждый человек в системе управления, а равно и каждое его решение по каждому конкретному вопросу – это либо дестабилизирующий, либо стабилизирующий фактор управления. Поэтому оценка управления обычно чисто субъективная и дается не системе управления, а ее руководителям: "хорошая команда" или "плохая команда".

Виды организаций. Выделяют два вида организационных процессов – функционирование и развитие. Функционирование обеспечивает сохранение организации на основе обмена со средой ресурсами, энергией, информацией. Развитие предусматривает преобразование организации в соответствии с требованиями среды, переход к новому качественному состоянию.

Организация – это структурированная общность людей с общими целями и общим руководством. Это промышленные предприятия, организации сферы услуг, государственные и муниципальные структуры управления, общественные организации, и т.п. Организации делятся на первичные и вторичные.

Первичная организация обладает собственными целями, имеет абсолютный постоянный приоритет над участниками и наделяет их ресурсами. Примером является любое государственное учреждение (прокуратура, муниципалитет, и пр.).

Вторичная организация создается самими участниками и служит их целям. Среди вторичных организаций выделяют корпоративные и ассоциативные. Корпоративная имеет приоритет над участниками для решения текущих проблем (например, акционерное общество). В ассоциативной организации отношения являются партнерскими (клуб, коллектив ученых на семинаре, и т.п.).

Правовой статус. Деление организаций на официальные и неофициальные связано с их правовым положением. Официальную организацию можно рассматривать как совокупность должностей, связанных между собой производственными отношениями. Неофициальные организации образуют личности, а не должности. К таким организациям относятся, например, совокупность пользователей Интернета или организованная преступная группа.

Функциональная структура организаций основана на объединении видов деятельности по родственным группам (функциям) и обычно имеет следующие элементы:

А) Производственные подразделения – основные, вспомогательные, обслуживающие, экспериментальные.

Б) Управленческие подразделения – административные, информационные, сервисные, научно-исследовательские, совещательные (например, совет главных специалистов предприятия).

В) Социальные подразделения – столовая, клуб, база отдыха, поликлиника.

Подразделение – это официально созданная группа работников, выполняющая действия по достижении поставленной частной цели. Используют различные принципы выделения подразделений фирмы (предприятия):

- количественный (по необходимости для осуществления данной деятельности);

- временной (для выполнения работ за определенный период времени);

- технологический (по необходимости для обслуживания технологического процесса);

- профессиональный (одной профессии для выполнения данной работы).

Примерами подразделений являются бригады в артели грузчиков, вахты внутри экипажа судна, цеха промышленного предприятия, кафедры высшего учебного заведения.

Структура управления, основанная на выделении достаточно самостоятельных подразделений, называется дивизиональной (division – деление, разделение). Используются следующие принципы создания подразделений в рамках дивизиональной структуры:

А) рыночный (удовлетворение потребностей определенной группы клиентов);

Б) территориальный (удовлетворение потребностей на определенной территории);

В) товарный (удовлетворение потребностей клиентов в продукции и услугах);

Г) инновационный (освоение и производство новой продукции и услуг).

Типы связей между предприятиями, входящими в дивизиональную организационную структуру, могут быть различными. В акционерном холдинге, когда материнская фирма владеет контрольными пакетами акций остальных фирм, связи являются финансовыми. В акционерном обществе с дочерними компаниями к финансовым связям добавляются технологические, а непосредственно в акционерном обществе – еще и административные.

Адаптивные организационные структуры - это структуры, которые быстро приспосабливаются к требованиям внешней и внутренней среды. Среди них обычно выделяют проектные, матричные, программно-целевые, фрагментарные.

Проект – это группа видов деятельности, направленных на решение разовой задачи. Достоинства проектных структур - высокая целевая ориентация, специализация, концентрация ресурсов. Недостатки - связанность ресурсов до завершения работ, трудность нахождения применения высвобожденным ресурсам вследствие их уникальности.

Матричная структура – это совокупность временных рабочих групп в рамках организации или подразделения. Позволяет быстро маневрировать ресурсами, обеспечивает высокую целевую ориентацию работ. Недостатки - трудна в формировании и управлении.

Программно-целевая структура – совокупность подразделений, связанных с выполнением целевых комплексных программ. Если работа ведется только по одной программе, то программно-целевая структура – разновидность проектной. Если работа является дополнением к основной деятельности – то разновидность матричной структуры.

Фрагментарная организационная структура – совокупность автономных и полуавтономных подразделений (бригад, комиссий, творческих групп), работающих самостоятельно над несвязанными друг с другом проблемами инновационного характера. Пример – выполнение фундаментальных научно-исследовательских работ в рамках академического НИИ.

Функционирование управленческих структур. Управленческая структура – упорядоченная совокупность субъектов управления (подразделений, должностей) и связей между ними.

На управленческую структуру влияют различные факторы. Прежде всего - масштабы и структура организации. Большое значение имеют характер деятельности организации и территориальное размещение подразделений, особенности специализации производства, используемые технологии, затраты на управление, наличие людей, имеющих необходимую квалификацию.

Уровень руководства – это место в иерархической системе управления. На высшем уровне находятся руководители организации. К нижнему уровню относятся специалисты, руководящие исполнителями и имеющие непосредственных начальников (бригадиры, мастера).

Специалисты среднего уровня руководства подчиняются специалистам более высокого уровня управленческой иерархии и сами имеют в подчинении специалистов более низкого уровня. Начальник цеха с несколькими участками – руководитель среднего звена.

Норма управляемости – число работников, которыми может эффективно управлять руководитель. На высшем уровне руководства – это 3-5 человек. На среднем – 10-12 человек. На низшем – до 25-30 человек. Норма управляемости зависит от содержания работ, влияет на число нижестоящих подразделений и число дальнейших уровней управления.

Узкой специализации работ в организации соответствует, как правило, вертикальная многоуровневая организационная структура (руководитель организации – руководитель управления – руководитель отдела – исполнитель). Широкой специализации – горизонтальная (руководитель организации – специалисты и исполнители).

Управленческая ответственность - это необходимость давать отчет за решения и действия, а также за их последствия. Выделяют общую управленческую ответственность, которую несет руководитель за создание необходимых условий работы, и функциональную ответственность исполнителя за конкретный результат.

Работа выполняется нормально, если ответственность руководителя обеспечивается соответствующими полномочиями. Если полномочия превосходят ответственность, велика опасность административного произвола. Если полномочия меньше ответственности, управление, как правило, неэффективно. Количественными характеристиками управленческих полномочий являются объемы ресурсов, которыми он может распоряжаться без согласования с вышестоящей инстанцией, и число лиц, прямо или косвенно обязанных следовать принятым им решениям.

Масштабы полномочий, сосредоточенных у одного субъекта, зависят, прежде всего, от сложности, важности, разнообразия решаемых проблем, динамики бизнеса и размеров организации. Необходимо учитывать необходимость обеспечения единства действий, издержки, связанные с принятием решений, и надежность систем коммуникаций. Важны способности руководителей и исполнителей, морально-психологический климат в коллективе.

Централизация полномочий означает преимущественное сосредоточение полномочий на высших уровнях управления. При этом обеспечивается стратегическая направленность управления. Принятие решений концентрируется в руках тех, кто хорошо знает общую ситуацию. Однако есть и недостатки. Централизация полномочий требует больших затрат времени на передачу информации по иерархической лестнице, при этом информация может быть искажена. Решения принимают лица, плохо знающие конкретную ситуацию. Излишняя централизация сковывает процесс управления, делает его негибким.

Децентрализация управления – это преимущественное сосредоточение полномочий на нижних уровнях управления. Она обеспечивает гибкость и маневренность управления, снимает перегрузку центра второстепенными проблемами, сокращает информационные потоки, позволяет принимать решения лицам, хорошо знающим конкретную ситуацию. Но при этом придает решениям тактический (а не стратегический) характер, затрудняет координацию управленческой деятельности, может привести к игнорированию интересов организации в целом, к сепаратизму и разрушению организации.

Схемы управления. Функциональная схема управления основана на том, что руководитель руководит главными специалистами (по производству, финансам, маркетингу, персоналу), каждый из главных специалистов руководит каждым из руководителей подразделений, а те – своими исполнителями. Достоинством схемы является высокое качество решений. Недостатками является возможная нескоординированность решений главных специалистов, их борьба за приоритет, что приводит к высокой конфликтности. В итоге возможна общая неэффективность.

Линейно-штабная схема управления предусматривает свой штаб у каждого руководителя, который участвует в выработке решений. Руководители разного уровня общаются между собой, пользуясь информацией своих штабов. Достоинством является освобождение руководителей от анализа проблем и подготовки проектов решений. К недостаткам относится сохранение перегрузки руководителей текущими делами. Руководители высоких уровней управления оторваны от практики и не участвуют в реализации своих решений.

На практике используют два основных способа распределения полномочий: разделенные полномочия (руководитель передает полномочия подчиненному, оставляя за собой общий контроль), поглощенные полномочия (руководитель, передавая полномочия, одновременно полностью сохраняет их за собой).

Социометрические исследования. В любой фирме, на любом предприятии в дополнение к официальным организационным структурам создаются неформальные, основанные на отношениях между людьми, которые могут существенно влиять на результаты работы. Выявить их можно с помощью социометрии. Социометрическая техника применяется для диагностики межличностных и межгрупповых отношений. С помощью социометрии можно изучать типологию социального поведения людей в условиях групповой деятельности, судить о социально-психологической совместимости.

Вместе с официальной или формальной структурой общения в любой социальной группе всегда имеется психологическая структура неофициального или неформального порядка, формирующаяся как система межличностных отношений, симпатий и антипатий. Особенности такой структуры во многом зависят от ценностных ориентаций участников, их восприятия и понимания друг друга, взаимооценок и самооценок. Неформальная структура группы зависит от формальной структуры в той степени, в которой индивиды подчиняют свое поведение целям и задачам совместной деятельности.

Общая схема действий при социометрическом исследовании заключается в следующем. После постановки задач исследования и выбора объектов измерений формулируются основные гипотезы и положения, касающиеся возможных критериев опроса членов групп. Здесь не может быть полной анонимности, иначе социометрия окажется малоэффективной. Требования экспериментатора раскрыть свои симпатии нередко вызывает внутренние затруднения у опрашиваемых и проявляется у некоторых людей в нежелании участвовать в опросе. Поэтому для проведения исследования целесообразно привлекать постороннюю специализированную организацию

литература

1. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы: Учебное пособие для вузов. - СПб.: Питер, 2005. - 336 с.

2. Повзнер Л.Д. Теория систем управления: Учебное пособие для вузов. - М.: Изд. МГГУ, 2002. - 472 с.

4. Орлов А.И. Менеджмент: Учебник. – М.: "Изумруд", 2003. URL: http://www.aup.ru/books/m151/

5. Кориков А.М. Основы теории управления: Мультимедийный учебник. – Томск: ТУСУР. URL: http://www.tcde.ru/docs_pub/demo/otu/otu.exe

6. Новиков Д.А., Петраков С.Н. Курс теории активных систем. М.: СИНТЕГ, 1999. – 104 с. URL: http://www.aup.ru/books/m110/file_46.pdf

7 Туманов М.П. Теория автоматического управления: Лекции. URL: http://elib.ispu.ru/library/lessons/Tihonov_2/index.htm.

8. Туманов М.П. Теория управления. Теория линейных систем автоматического управления: Учебное пособие. – МГИЭМ. М., 2005, 82 с. URL: http://window.edu.ru/window_catalog/files/r24738/5.pdf.

11. Михайлов В.С. Теория управления. – К.: Выща школа, 1988.

12. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования. – К.: Выща школа, 1989.

14. Желтиков О.М. Основы теории управления. Конспект лекций. – Самара, СГТУ, 2008. – URL: http://www.jelomak.ru/pager.htm.

Главный сайт автора ~ Лекции по ОТУ

О замеченных опечатках, ошибках и предложениях по дополнению: [email protected].

Дата добавления: 2015-04-29