Характер системы управления

Зависимость дискретности системы управления от дискретности объекта управления и управляющей системы

Управляющая система	Объект управления
Непрерывный	Дискретный
Непрерывная	Непрерывная	Смешанная 1
Дискретная	Смешанная 2	Дискретная

Варианты смешанной системы (см. табл. 1.2) имеют следующие важные особенности, а именно:

- в случае «Cмешанная 1» непрерывность функционирования управляющей системы может быть объяснена только поиском и использованием максимального количества дополнительной информации, связанной с целевой ориентацией ЛПР. Как правило, даже в самых сложных управленческих ситуация такие процессы не реализуются и данное сочетание не применяется;

- в случае «Смешанная 2» дискретность управляющей системы потенциально способна привести к частичной потере управляемости – в моменты между функционированием управляющей системы состояние объекта управления в общем случае может отклониться на произвольное значение и достичь неприемлемого уровня.

Из тех же соображений характеристики временнóй дискретизации состояния объекта управления и управляющей системы, как правило, отождествляются по величине, а сами моменты изменения состояния имеют некоторый временнóй сдвиг друг относительно друга, связанный с небесконечно быстрой реакцией управляющей системы на изменившееся состояние объекта управления. При этом моменты изменения состояния управляющей системы отстают на некоторое время, т.е. происходят с некоторым отставанием относительно момента оценки состояния объекта управления. Естественно, что это временнóе смещение в общем случае при своем увеличении уменьшает возможности по устранению отклонений состояния объекта управления. Исходя из соображений нецелесообразности управления по старому состоянию объекта управления при наличии информации о новом, следует ориентироваться на то, что протяженность периода выработки управленческого решения не будет выходить за интервал дискретности объекта управления. Однако на практике встречаются и управляющие системы, которые ориентированы на управление с заведомым опозданием – когда, по крайней мере, реализация управленческих воздействий происходит уже вслед за получением данных о состоянии объекта управления в новый дискретный момент. Поэтому соответствующий периодический процесс управления может иметь теоретически любое фазовое отставание по отношению к управляемому процессу – процессу изменения состояния объекта управления.

Дискретность объекта управления и управляющей системы определяется:

- их физической природой;

- жестко введенными внешними ограничениями (например, законодательного характера);

- внутренними ресурсными ограничениями, не позволяющими наблюдать слишком часто за состоянием объекта управления, вырабатывать управленческие решения и реализовывать управленческие воздействия;

- субъективными предпочтениями и соответствующими назначениями ЛПР;

- временными рамками оцениваемости состояния и реализуемости управленческих воздействий;

- соображениями оптимизации затрат на осуществление управления.

Применительно к организационно-экономической сфере:

- объекты управления и управляющая система существуют в непрерывном времени (так называемые непрерывные производства или производства непрерывного цикла) или в прерывистом, скважном времени, в котором период производства сменяется периодом приостанова производственно-хозяйственной деятельности и затем, в свою очередь, сменяется периодом функционирования и т.д. При этом такой последовательный цикл имеет некие регулярности. В самом деле, в пределах суток происходит смена рабочего времени нерабочим, в пределах недели имеется, как правило, два выходных или нерабочих дня, а в пределах календарного года имеются еще и детерминированные праздничные дни;

- объект управления существует в изначально непрерывном времени в течение периода его функционирования, а в период простоя его можно условно признать таковым. Однако он подвергается косвенной, но непременной дискретизации, т.к. организовать режим оценки состояния объекта управления в режиме абсолютно реального времени практически невозможно, тем более что некоторые аспекты состояния экономического объекта управления имеют принципиально дискретный характер, будучи, например, привязаны к срокам представления разного рода отчетности и экономическим операциям типа распределения прибыли участниками предприятия;

- управляющая система в силу также своей ограниченной инерционности способна первично перерабатывать исходную информацию, обосновывать управленческие решения и реализовывать управленческие воздействия тоже в течение ограниченного, а отнюдь не бесконечно малого интервала времени. Как следствие, она также фактически является дискретной.

Поэтому как типовую версию следует рассматривать системы управления в экономике, дискретными.

Согласно введенному выше определению управление представляет собой процесс, который в привязке в введенной структуре системы управления предусматривает последовательность циклических реализаций процессоров объекта управления и управляющей системы (см. рис. 1.2 для случая дискретной системы управления).

Рис. 1.2. Последовательность реализации процессоров

Соответственно возникают два циклических процесса – срабатывания процессора объекта управления и управляющей системы, причем для процессора управляющей системы может иметь место некоторый простой – по крайней мере, в части выработки управленческих решений, т.е. процессор системы выработки управленческих решений работает не непрерывно.

Особый интерес представляет взаимное влияние процессов срабатывания процессоров объекта управления и управляющей системы. Эта специфика зависит от последействий.

Так, состояние объекта управления в любой момент времени зависит от его состояний во все предшествующие моменты времени (для объекта управления с бесконечной памятью), в некоторые предшествующие моменты (для объекта управления с конечной памятью) или же не зависит от них вообще (для объекта управления без памяти), а также управленческих воздействий, которые были выработаны управляющей системой ранее и относились к последующим периодам.

Состояние управляющей системы в принципе зависит от состояния объекта управления в настоящий момент, однако в силу только что указанной взаимосвязи она также зависит от всех предшествующих состояний объекта управления и управляющей системы.

Поэтому можно констатировать, что в экономике, как правило, объект управления, управляющая система и система управления представляют собой объекты с бесконечной памятью. Однако идентификация объектов с бесконечной памятью всегда сопряжена со значительными, а порой и непреодолимыми трудностями.

Поэтому, как правило, считается, что:

- состояние объекта управления зависит не от его состояний во все предшествующие моменты времени, а только от его состояния в предшествующий момент времени, а также управленческих воздействий, вытекающих из управленческих решений для всех предшествующих моментов времени;

- состояние управляющей системы зависит от ее состояния во все предшествующие моменты времени, а также от состояния объекта управления в текущий момент времени.

Следует отметить, что некоторые системы управления могут быть декомпозированы в плане структуризации объекта управления в виде, характерном для системы управления.

Так, в экономике, в частности, широкое распространение получили так называемые иерархические системы управления. Система управления является иерархической, если в рамках нее объект управления представляет собой систему управления и, тем самым, заведомо активный и рассудительно самоуправляющийся объект.

Иерархические системы бывают двухуровневыми и многоуровневыми, в зависимости от того, сколько вложенных систем управления в них насчитывается. Так, для трехуровневой иерархической системы имеют место управляющая система первого, второго и третьего уровня. При этом управляющая система третьего уровня и ее объект управления составляют объект управления для управляющей системы второго уровня, управляющая система второго уровня и совокупность управляющей системы третьего уровня и ее объекта управления являются объектом управления для управляющей системы первого уровня. В иерархических системах управления может иметь место и смешанная ситуация, когда объект управления состоит из группы систем управления и неуправляемых объектов.

Общий вид такой гипотетической трехуровневой иерархической системы управления представлен на рис. 1.3.

Иерархические системы управления строятся так, чтобы был соблюден постулат предельной управляемости. Этот постулат гласит, что имеется некоторый объективный предельный уровень сложности объекта управления, обусловленный «размерами» объекта управления, начиная с которого управление этим объектом с приемлемым качеством с помощью одной управляющей системы является нереализуемым или имеет неприемлемо низкое качество.

Принципиально неустранимых первопричин возникновения заведомо ограниченной управляемости две – во-первых, уровень наблюдаемости при увеличении масштабов объекта управления неизбежно падает, и, во-вторых, происходит увеличение числа субъектов, интересы которых необходимо учитывать.

Поэтому возникает необходимость в иерархизации управления.

Иерархизация управления – придание системе управления иерархического характера – очень существенно усложняет процессор объекта управления и соответственно управляющей системы и нередко вынуждает неприемлемо упрощать представление объекта управления и интерпретацию целевой ориентации, а в итоге, по крайней мере, ухудшать обоснованность управленческих решений. Указанное усложнение во многом обуславливается тем, что всякая иерархизация предусматривает обязательность перехода от рассмотрения пассивного объекта управления к активному или, по меньшей мере, самовоздействующему.

В общем случае иерархизация системы управления подлежит строгому обоснованию, т.к. одни факторы улучшают качество управления, а другие – ухудшают его. Тем не менее, во многих практических случаях система управления не может не подвергнуться иерархизации, дабы уложиться в пределы управляемости, или же иерархизация может быть жестко назначена извне.

Сложность объекта управления в иерархической системе управления определяется числом выделяемых в нем подобъектов, числом и сложностью связей между ними, сложностью процессов функционирования и развития, а также размерностью их показателей состояния и показателя состояния объекта управления в целом.

Типичные особенности иерархических систем управления обусловлены специфическим характером межуровневых связей, а именно:

- управляющая система более высокого уровня воздействует на свой объект управления только в части управляющей системы более низкого уровня;

- управляющая система более высокого иерархического уровня непосредственно управляет только подчиненными ей системами управления (т.е., например, система первого уровня – системами второго уровня, системы второго уровня – системами третьего уровня и т.д., и только управляющая система нижнего уровня управляет своим объектом управления, который не удается представить в виде системы управления) как подобъектами и другими подобъектами, не являющимися системами управления. Если пользоваться историческими аналогиями, то, как правило, реализуется известная из средневековья формула «вассал моего вассала – не мой вассал»;

- управленческие воздействия управляющих систем более высокого иерархического уровня на системы более низкого иерархического уровня носят специальный характер и представляют собой:

Рис. 1.3. Общая структура гипотетической
трехуровневой иерархической системы управления

= целеполагание, т.е. назначение целей и ограничений на состояние управляемой системы управления, которые предписывается соблюдать в качестве целей и/или запрещенных состояний объекта управления;

= ресурсонаделение, имеющее характер делегирования прав пользования, а также, возможно, распределения, в отношении некоторых ресурсов управляющей системе более низкого уровня;

= прямое администрирование, предусматривающее введение обязанности для управляющей системы более низкого уровня реализовать управленческие решения, предписанные управляющей системой более высокого уровня. В некоторых случаях простое администрирование реализуется посредством непосредственных управленческих воздействий на объект управления системы управления более низкого иерархического уровня со стороны управляющей системы более высокого иерархического уровня.

Среди всего множества иерархических систем управления также теоретически и практически важно выделить и такую их категорию, как адаптивные системы управления, которые локализуются в устойчивую разновидность характером реализуемых межуровневых управленческих воздействий.

Под адаптивной системой управления понимается иерархическая система управления, управляющая система более высокого иерархического уровня которой изменяет только процессор управляющей системы более низкого иерархического уровня. Соответствующую совокупность управляющих систем обоих иерархических уровней и связей между ними часто именую контуром адаптации. В отличие от основной части иерархических систем управления ресурсонаделение, как правило, не применяется, прямое администрирование практически не применяется, а целеполагание дополняется воздействиями на управляющую систему более низкого уровня, трансформирующими процессор последней.

Соответственно адаптация – процесс адаптации управляющей системы – представляет собой реагирование, изменение состояния управляющей системы иерархически более низкого уровня в части ее процессора, которое представляется в виде изменения его структуры, а также изменения правил преобразования входов в выходы в части операндов и операций-преобразований.

Адаптивная система управления может быть многоуровневой, когда вводится несколько вложенных контуров адаптации.

Применительно к организационно-экономическим системам наиболее типичной адаптирующей управляющей системой является система организационного перепроектирования.

Дата добавления: 2015-04-29