Принципы и законы управления

Самоорганизующиеся системы

Виды управления

Виды связей в системах управления

Условия существования системы управления

Тема 3 УПРАВЛЕНИЕ

Следует признать, что все наше представление об управлении наивно, примитивно и находится во власти почти фатального пред­ставления о причинности. Управление большинству людей (как это ни прискорбно для развитого общества) представляется процессом грубого принуждения. Так, например, считают, что полицейский, ре­гулирующий уличное движение, осуществляет «управление». Однако на самом деле он просто пытается принять ответственное реше­ние, имея явно недостаточную информацию и принципиально исполь­зуя метод принуждения (ибо он легализован законодательством).

Рассмотрим примерно аналогичную, хотя и несколько более сложную ситуацию, которая возникает при высадке пассажиров с только что прибывшего парохода. Пароход приближается к причалу, пассажиры готовы к высадке, служащие порта ожидают прибытия судна. Вся эта ситуация представляет собой систему — машину для высадки пассажиров. Что же происходит на самом деле? Начина­ются шум и беспорядок продолжающиеся долгое время. Во время всей этой неразберихи пассажиров толкают то туда, то обратно, их багаж: тащат, их терпение все больше и больше истощается. За­державшись на длительное время, в течение которого пассажиры испытывают большие неудобства и много волнений, они наконец от­правляются дальше на поездах, отходящих из порта по расписанию, которое подчас не имеет ничего общего с расписанием, указанным в путеводителе. Бедняги пассажиры философски покорно вос­принимают все происходящее, считая, что таковы черты современ­ной жизни. Они верят в то, что ими «управляют». Такое впечатле­ние, возможно, создается потому, что люди видят одетых в офици­альную форму чиновников, отдающих распоряжения. В этом примере невозможно обнаружить даже отдаленные черты, свойственные управлению, осуществляемому в природе.

Замечательной особенностью естественных, и в первую оче­редь биологических, механизмов управления является то, что они представляют собой гомеостаты. Нужно обязательно правильно понять, что такое гомеостат. Термостат, например, безусловно, представляет собой машину, предназначенную для поддержания температуры в заданных пределах. Гомеостат воплощает в себе расширение понятия такой машины, будучи устройством управле­ния, предназначенным для поддержания значений любой переменной (совершенно не обязательно» температуры) в заданных пределах. Классическим примером из области биологии является механизм гомеостазиса температуры крови человека. Общеизвестно, что тем­пература человеческого тела меняется очень незначительно, хотя человек может переходить из холодильника в котельную. Аналогич­ный механизм гомеостазиса повсеместно наблюдается в природе. Возьмем совершенно иной пример и рассмотрим гомеостазис, упра­вляющий численностью животных в природе. В природе, например, достаточное число гусениц для прокормки птиц (которые, поедая их, тем самым ограничивают численность гусениц) и для уничтожения растительности (что ограничивает ее развитие), а также для появ­ления достаточного числа бабочек и мотыльков. В то же время мы обычно не наблюдаем нашествия гусениц. Таким образом, система, очевидно, является гомеостатической, хотя нити механизма обеспечения пищей настолько запутаны, что точные связи трудно обнару­жить и описать. Тем не менее в некоторых частных случаях удается достаточно изолировать систему для всестороннего исследования. Так, например, распространение кактуса опунция, начавшего вытеснять другую растительность в Австралии, было приостановлено кактусовой молью (Cactoblastis), которой в дальнейшем начало не хватать пищи. Таким образом, в настоящее время эти раститель­ный и животный виды взаимно регулируют свою численность.

Если известно, что это за система, которая порождает опре­деленную ситуацию, подлежащую изучению, каким образом она характеризуется в количественном отношении, каковы логические взаимосвязи внутри системы и каковы они по отношению к осталь­ной части мира, то может быть использована вся мощь предсказа­ния. Составные части управления — стратегия, решение, схема управления достаточно эффективны, так как они могут «справить­ся» с тем, что может произойти в процессе функционирования сис­темы. Хотя исследование операции начинают с оценки параметров, оно заканчивается вычислением значений вероятностей тех или иных событии

В примере, который мы хотели вам привести, бросается в глаза существенное различие между настоящим и будущим, между дедук­цией и индукцией, а также между управлением, основанным на анали­зе фактов, и управлением, основанным на понимании основной систе­мы, - порождающей факты. История эта сама по себе не такая уж выдающаяся, но со смыслом. В крупном универсальном магазине было решено выяснить, какой отдел имеет наибольший оборот и прибыль в расчете на квадратный метр площади, и посмотреть, к какому за­ключению можно придти, если исходить из полученного ответа.

Подсчет показал, что наиболее доходным оказалось кафе-кондитерская. Некий управленческий ум, питаемый этой информаци­ей, мог бы принять решение такого вида: «Необходимо переделать весь универсальный магазин в ресторан». Обратите внимание, что это заключение правильно лишь в том случае, если бы в данный момент каждый посетитель пришел бы вдруг к выводу о необходимо сти выпить чашку чая. Тогда прибыль могла бы даже превысить любые предположения. Однако совершенно очевидно, что это невозможно, и одинаково ясно, что система, которую учреждает универсальный магазин, не допустит реализации этой стратегии в буду­щем, ибо новая система, целью которой будет получение максимального дохода, вообще не будет иметь посетителей.

Стаффорд Бир

Наличие управления является существенным признаком сложной системы, обеспечивающим ее целостность.

Определение 3.1: у правление — это целенаправленное воздействие одной системы на другую для изменения ее поведения (состояния) в соответствии с изменяющимися условиями внешней среды.

Понятие управления является базовым в кибернетике, поскольку оп­ределяет предмет исследования этой науки. Любую систему, которая явля­ется объектом кибернетического исследования, можно представить в виде системы управления.

Системой управления называется организованная динамическая система с обратной связью, в которой реализуются причинно-следственные связи с помощью, по крайней мере, двух каналов (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 Схема организации системы управления

Пусть х характеризует вход, определяющий цель функционирования системы управления S. Управляющая система S₁ вырабатывает управляю­щие воздействия т, передаваемые на вход управляемой системы S₁. На систему S оказывают влияние возмущающие воздействия ω. Результаты работы системы у по каналу обратной связи поступают на вход S₁, анали­зируются и используются для выработки последующих управляющих воз­действий. Сказанное позволяет выполнить формализацию, которая опре­деляет правила функционирования системы управления S.

Начало процесса управления: S₁ вырабатывает управляющее воздей­ствие x = F(y), исходя из цели управления и априорной информации о за­конах функционирования системы во внешней среде А, если таковая имеется:

S₁: хА→m (3.1)

Реакция объекта управления под действием возмущений:

S₂: mω→y (3-2)

На следующем шаге подсистема S₁ при принятии решений исполь­зует данные об у (фактическом) и прогнозные значения ω:

S₃: xyω→m (3-3)

Дата добавления: 2014-01-11