1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

Модели основных функций организационно-технического управления

1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

ID: 21803

Название работы: Модели основных функций организационно-технического управления

Категория: Лекция

Предметная область: Финансы и кредитные отношения

Описание: Центральными понятиями в теории принятия решений являются: универсальное множество вариантов альтернатив из которых осуществляется выбор; предъявление множество альтернатив предъявленных для выбора ; множество выбранных альтернатив в частности одна ; С принцип выбора функция выбора правило по которому осуществляется выбор наилучшей альтернативы . Функция выбора может задаваться поэлементно или в виде графика какойлибо зависимости или как целостное множество удовлетворяющее некоторым условиям. Часто в задачах принятия…

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-08-03

Размер файла: 190 KB

Работу скачали: 8 чел.

Лекция 12 Модели основных функций организационно-технического управления

Вопросы:

12.1 Модель общей задачи принятия решений

12.2 Модель функции контроля

12.3 Модель функции планирования

Литература

1 Анфилатов В.С. и др. Системный анализ в управлении. – М.: Финансы и статистика, 2003 г. – стр.217-251.

12.1 Модель общей задачи принятия решений

Процесс принятия решений как функции преобразования содержания информации формализуется в терминах теории принятия решений. Центральными понятиями в теории принятия решений являются:

– универсальное множество вариантов, альтернатив из которых осуществляется выбор;

– предъявление, множество альтернатив, предъявленных для выбора ();

– множество выбранных альтернатив, в частности одна ();

С – принцип выбора (функция выбора), правило, по которому осуществляется выбор наилучшей альтернативы, .

Функция выбора может задаваться поэлементно или в виде графика какой-либо зависимости, или как целостное множество, удовлетворяющее некоторым условиям. Часто в задачах принятия решений используют понятие механизма выбора.

Здесь  – совокупность сведений, позволяющая сопоставлять варианты или группы вариантов.;

– правило выбора. Это инструкция, указывающая, как, используя структуру , выделить из X подмножество Y.

представляет собой структуру на множестве альтернатив. Задастся в виде бинарных отношений, например, сходства, превосходства, несравнимости, отношений предпочтения, графа и другими способами

В зависимости от степени формализации введенных понятий различают три типа задач принятия решений (табл. 12.1).

Таблица 12.1 – Типы задач принятия решений

Тип задачипринятия решений
Задача оптимального выбораОднозначно определеноСтрого формализован
Задача выбораОднозначно определеноНе формализован
Общая задача принятия решенийМожет дополнятьсяНе формализован

1 Задача оптимального выбора. Множество альтернатив  однозначно определено и принцип выбора  строго формализован. Для решения таких задач используются, например, аналитические методы, методы исследования операций, специальные методы оптимального выбора. Примером задач данного вида являются многокритериальные задачи оптимального управления.

Получаемые решения не зависят от субъективных мнений ЛПР, являются наилучшими (из возможных) для заданных условий, поэтому и называются оптимальными. Однако при изменении условий решение становится неоптимальным. Это ограничивает возможности приведения реальных задач к данному виду, поскольку учесть все факторы, влияющие на решение, в рамках данной задачи невозможно.

2 Задача рационального выбора. Множество альтернатив  однозначно определено, но принцип выбора С не может быть формализован. В этом случае выбор зависит от того, кто и на какой основе его делает. При решении таких задач обычно используются имитационное моделирование, методы экспертных теория полезности. Получаемые решения не могут считаться оптимальными. Но они признаются рациональными.

3 Общая задача принятия решений (ОЗПР). Множество альтернатив может дополняться и видоизменяться, а принцип выбора С не формализован. В этом случае даже один и тот же человек может изменять свое решение при обнаружении новой альтернативы.

Такие задачи наиболее характерны для решения проблем в сложных системах.

При этом под общей задачей принятия решения понимают ситуацию, когда требуется вначале сформировать множество альтернатив, затем из множества альтернативных решений выделить некоторое подмножество, в частном случае – одну альтернативу.

Выбор альтернатив производится на основе представления ЛПР об их качестве, для чего требуется сформулировать принцип выбора.

Формально модель ОЗПР можно представить в следующем виде:

ОЗПР: ,

где Т – цель принятия решения (например, выбор альтернативы или упорядочение множества альтернатив);

Iвх – исходные данные для порождения альтернатив;

Iвых – множество порожденных альтернатив;

Iреш – выбранная альтернатива;

Р – правило порождения альтернатив;

С – правило выбора наилучшей альтернативы.

Исходные данные для порождения альтернатив и множество порожденных альтернатив для ОЗПР могут включать детерминированную, вероятностную и неопределенную информацию.

Правила порождения и выбора альтернатив могут быть представлены в форме аналитических, логических, эвристических решающих правил, в том числе как скалярные, векторные, составные критерии.

Графически структура ОЗПР представляется в виде последовательности правил порождения и выбора альтернатив, обеспечивающих преобразование исходных данных в решение (рис. 12.1).

Рисунок 12.1 – Структура общей задачи принятия решений

ОЗПР относятся к слабоструктурированным задачам. В настоящее время для их решения интенсивно создаются методы обработки знаний (логико-лингвнетического моделирования) в рамках новой научной дисциплины – инженерии знаний.

Такие методы обеспечивают преобразование данных и вывод допустимых решений, как в аналитической форме, так и в форме выражений естественного языка.

При этом используются все известные теоретические модели представления: Iвх, Iвых, Iреш, Р, С, а также не формализуемый опыт специалистов-практиков.

12.2 Модель функции контроля

Задача контроля объекта управления включает решение трех частных задач: задачи наблюдения, классификации и идентификации (распознавания образов).

Решение задачи наблюдения заключается в отыскании такого отображения

,

которое каждой наблюдаемой реализации выходных характеристик Y ставит в однозначное соответствие внутреннее состояние ОУ Z. Это означает, что для контроля требуется обеспечить потенциальную наблюдаемость внутренних состояний ОУ по внешним признакам.

Решение задачи классификации состоит в отыскании такого отображения

,

которое обеспечивает разбиение всего множества возможных реализаций выходных характеристик Y на ограниченное число классов Е, обладающих теми или иными общими свойствами (видов агрегированных состояний ОУ).

Определенные заранее такие агрегированные состояния играют роль своеобразных эталонов для распознавания реальных состояний объекта в процессе его контроля.

В процессе анализа каждому классу состояний ставится в соответствие определенное решение по управлению объектом.

Решение задачи идентификации заключается в отыскании такого отображения

,

которое определяет оптимальную в некотором смысле оценку состояния ОУ  по реализации входных  и выходных  сигналов объекта.

Наблюдаемое реальное состояние объекта идентифицируется путем отождествления его с одним из заданных агрегированных состояний Е.

Другими словами, задача идентификации состоит в нахождении методов, с помощью которых для каждого конкретного состояния  требуется найти класс Е, к которому оно относится. Иногда эту задачу называют задачей распознавания образов.

12.3 Модель функции планирования

Планирование представляет собой процесс последовательного снятия неопределенности относительно структуры и характеристик объекта управления, разделенного на два подпроцесса.

Первый – это последовательность процедур преобразования, позволяющая получить факты, характеризующие требуемое состояние ОУ – перечень и множество допустимых значений характеристик этого объекта. Иначе говоря, здесь формируется структура и диапазон значений выходных характеристик (решается ЗПРц).

Второй подпроцесс реализует выбор конкретного значения характеристик и способ достижения этого состояния (решается ЗПРД).

В основе модели процесса планирования лежит понятие рекурсии.

Примером использования рекурсии может служить вычисление факториала:

.

Это выражение с учетом того, что 0! = 1, можно обобщенно записать в виде примитивной рекурсии как совокупность из n-1 функций вычитания, умножения, подстановки и одной функции константы:

Для приведенного примера процедура рекурсивного вычисления факториала представлена на рисунок 12.2.

Рисунок 12.2. – Рекурсивная процедура вычисления факториала

Чтобы доказать общерекурсивность функции, надо построить систему равенств, рекурсивно определяющих эту функцию, или указать метод получения такой системы.

Очевидно, что построить систему равенств для процесса планирования, как неформализованного в алгебраическом смысле, невозможно. Однако, используя идею рекурсивности относительно описания общей функции конечной последовательностью вхождений ограниченного числа базовых функций для их объединения в общий процесс, можно модель планирования представить следующими выражениями:

     (12.1)

      (12.2)

   (12.3)

     (12.4)

Выражение (12.1) описывает структуру процесса планирования  и означает, что планирование рассматривается как двойка, где I – информационный компонент, описывающий текущие решения и сведения, используемые для их получения в форме ОЗПР; F – процедурный компонент, включающий функции обмена информацией fo(t), рутинные функции  и функции преобразования содержания информации .

Функции преобразования содержания информаций  включают:

  •   – расчетные процедуры;
  •   – логические процедуры;
  •   – эвристики.

Под эвристикой понимают отличный от алгоритмического метод решения задач, основанный на неформальных правилах опытных специалистов, обеспечивающий уменьшение объема вычислений или получение результата, когда алгоритмические методы бесполезны.

Выражение (12.2) характеризует процесс планирования, заключающийся в преобразовании информации о состоянии ОУ в командную информацию.

Выражение (12.3) формализует первоначальные функции – компоненты процесса планирования в терминах теории принятия решений.

Выражение (12.4) формализует непосредственно зависящие функции содержательного преобразования информации.

В каждом конкретном процессе планирования эти процедуры образуют некий рекурсивный механизм получения решений, изоморфный любым задачам планирования.

При этом структура ОЗПР, как непосредственно зависящей процедуры, представляется в виде последовательности первоначальных функций Р и С.

Отдельные операции, входящие в такую процедуру, могут изменяться, но в целом процедура ориентирована на формирование конкретных решений, приемлемых в данной ситуации.

Для каждого принимаемого решения, несмотря на отсутствие некоторых правил вывода или исходных фактов, следует существование совокупности правил, обеспечивающих его принятие, и это решение не пусто.

При таком представлении структура процесса планирования может быть показана как рекурсивная процедура (рисунок 4.9).

Из рисунка 4.9 видно, что процесс планирования состоит из ряда этапов, обеспечивающих решение ОЗПР соответствующего уровня.

Этапы планирования упорядочиваются по степени детализации информации. На первом этапе информация представляется в виде абстрактного перечня целей функционирования системы, на последнем этапе – в виде конкретных данных по распределяемым ресурсам и по функциям ОУ, направленным на достижение целевого состояния.

Дополнительно на каждом уровне процесса могут быть введены обратные связи, учитывающие влияние принятых решений на процесс формирования и выбора альтернатив.

Количество уровней рекурсии (этапов планирования) определяется в каждой системе с управлением отдельно.

При планировании связи из неподготовленных районов такими этапами, например, являются: уяснение задачи, оценка обстановки, принятие решения по структуре системы связи, детальное планироu001fвание (определение параметров, мест размещений узлов связи, времени на развертывание, требуемых средств и т.д.).

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=21803

Организационная структура предприятия

1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

Говоря об организационной структуре, мы имеем в виду концептуальную схему, вокруг которой организуется группа людей, основу, на которой держатся все функции.

Организационная структура предприятия — это, по сути, руководство для пользования, которое объясняет, как организация выстроена и как она работает.

Если говорить конкретнее, то организационная структура описывает, как в компании принимаются решения и кто является ее лидером. 

Почему необходимо разрабатывать организационную структуру предприятия?

  • Организационная структура дает четкое понимание того, в каком направлении движется компания. Ясная структура — это инструмент, с помощью которого можно придерживаться порядка в принятии решений и преодолевать различные разногласия.
  • Организационная структура связывает участников. Благодаря ей люди, присоединяющиеся к группе, имеют отличительные черты. В то же время и сама группа обладает определенными особенностями.
  • Организационная структура формируется неизбежно. Любая организация по определению подразумевает какую-то структуру.

Элементы организационной структуры

Организационная структура любой организации будет зависеть от того, кто является ее участниками, какие задачи она решает и как далеко организация зашла в своем развитии.

Независимо от того, какую организационную структуру вы выбираете, три элемента всегда будут присутствовать в ней.

Конкретный человек или группа людей, которые принимают  решения в организации.

  • Правила, по которым работает организация

Многие из этих правил могут быть заявлены явно, в то время как другие могут быть скрытыми, но при этом не менее обязательными для исполнения. 

Распределение труда может быть формальным или неформальным, временным или постоянным, но в каждой организации непременно будет определенный тип распределения труда.

Традиционные организационные структуры

Эти структуры основаны на функциональном подразделении и отделах. Они характеризуются тем, что на верхнем уровне сосредоточены полномочия стратегических и оперативных задач.

Существует несколько типов традиционных структур.

  • Линейная организационная структура

Самая простая структура из всех существующих. Характеризуется наличием определенной цепи инстанций. Решения спускаются сверху вниз. Этот вид структуры подходит для маленьких организаций вроде небольших бухгалтерских фирм и адвокатских контор. Линейная структура позволяет легко принимать решения.

Преимущества:

  • Самый простой вид организационной структуры.
  • В результате жесткого управления формируется жесткая дисциплина.
  • Быстрые решения приводят к быстрым и эффективным действиям.
  • В структурах власти и ответственности существует ясность.
  • Поскольку контроль лежит на одном начальнике, в ряде случаев он может проявлять гибкость.
  • Есть хорошие перспективы карьерного роста у людей, которые выполняют работу качественно.

Недостатки:

  • Есть возможности оказывать влияние на начальника отдела.
  • Постоянная проблема — отсутствие специализации.
  • Начальник отдела может быть перегружен работой.
  • Коммуникации осуществляются только сверху вниз.
  • Начальник, обладающий властью, может неправильно использовать ее для своей выгоды.
  • Решения принимаются одним человеком.

Линейно-штабная организация

Такая структура характеризуется наличием линейных руководителей и подразделений, которые по факту не имеют права принятия решений. их задача — оказывать помощь линейному менеджеру в выполнении отдельных функций управления. Процесс принятия решений в такой структуре медленнее.

Преимущества:

  • Позволяет сотрудникам быстро выполнять задачи.
  • Помогает сотрудникам брать на себя ответственные функции и специализироваться на конкретных функциях.
  • Помогает линейным руководителям сконцентрироваться на определенных задачах.
  • При организационных изменениях минимален риск возникновения сопротивления.
  • Сотрудники чувствуют, что их вклад оценен.

Недостатки:

  • Среди сотрудников может возникать путаница.
  • У сотрудников недостаточно знаний, чтобы ориентироваться на результат.
  • Слишком много уровней иерархии.
  • Сотрудники могут расходиться во мнениях, что замедляет работу.
  • Более дорогостоящая структура, чем простая линейная организация, из-за наличия начальников подразделений.
  • Решения могут приниматься слишком долго.

Функциональная структура

Этот вид организационной структуры классифицирует людей согласно функции, которую они выполняют в профессиональной жизни.

Преимущества:

  • Высокая степень специализации.
  • Ясный порядок подчиненности.
  • Четкое понимание ответственности.
  • Высокая эффективность и скорость.
  • Отсутствие необходимости в дублировании работы.
  • Все функции одинаково важны.

Недостатки:

  • Коммуникация сталкивается с несколькими барьерами.
  • В центре внимания находятся люди, а не организация.
  • Решения, принятые единственным человеком, могут не всегда идти на пользу организации.
  • По мере роста компании становится труднее осуществлять контроль над действиями внутри нее.
  • Отсутствие командной работы между различными отделами или единицами.
  • Поскольку все функции отделены, сотрудники могут не знать о том, что творится у коллег.

Дивизиональная структура

Сюда относятся виды структур, которые основаны на различных подразделениях в организации. Они группируют сотрудников на основе продуктов, рынков и географического положения.

  • Продуктовая (товарная) структура

Такая структура основана на организации сотрудников и работы вокруг различных продуктов. Если компания производит три различных продукта, то у нее будут три различных подразделения для этих продуктов. Этот тип структуры лучше всего подходит для розничных магазинов с множеством продуктов.

Преимущества:

  • Структурные единицы, которые не работают, можно легко закрыть.
  • Каждая единица может управляться как отдельное структурное подразделение.
  • Быстрое и легкое принятие решений.
  • Большая независимость у лиц, принимающих решения.
  • Отдельные продукты привлекают отдельное внимание в зависимости от проблем, которые возникают.
  • Организация характеризуется высокой производительностью и эффективностью.

Недостатки:

  • Поскольку каждая структурная единица работает самостоятельно, организационные цели не могут быть достигнуты.
  • Нездоровая конкуренция среди внутренних подразделений.
  • Большое количество организационных уровней препятствует развитию бизнеса.
  • Все единицы не могут быть равнозначными.
  • Маркетинг отдельных продуктов может сильно отличаться по стоимости.

Рыночная структура

Сотрудники группируются исходя из того, на каком рынке работает компания. У компании может быть пять различных рынков, согласно этой структуре каждый из них будет отдельным подразделением.

Преимущества:

  • Сотрудники могут общаться с клиентами на местном языке.
  • Они доступны клиентам.
  • Проблемы на конкретном рынке могут решаться изолированно. 
  • Поскольку люди ответственны за конкретный рынок, задачи выполняются вовремя.
  • Сотрудники специализируются на работе на конкретном рынке.
  • Могут выводиться новые продукты для специализированных рынков.

Недостатки:

  • Может возникнуть острая конкуренция среди сотрудников.
  • Принятие решений может вызывать конфликты.
  • Трудно определить производительность и эффективность.
  • Все рынки могут не рассматриваться как равные.
  • Может отсутствовать связь между начальниками и сотрудниками.
  • Сотрудники могут неправильно использовать свои полномочия.
  • Географическая структура

У крупных организаций есть офисы в различных местах. Организационная структура в этом случае следует за зональной структурой.

Преимущества:

  • Хорошая коммуникация среди сотрудников в том же самом местоположении.
  • Местные работники лучше знакомы с местной деловой средой и могут приспосабливаться к географическим и культурным особенностям.
  • Клиенты чувствуют лучшую связь с местными менеджерами, которые могут говорить на их языке.
  • Отчеты по работе отдельных рынков.
  • Решения принимаются взвешенно.
  • Могут вводиться новые продукты или модификации продуктов, удовлетворяющие потребности определенной области.

Недостатки:

  • Может возникать нездоровая конкуренция среди различных географических зон.
  • Этика компании и ее принципы могут отличаться от региона к региону.
  • Отслеживание работы и прибыли каждой области может  отнимать много времени.
  • Возможна плохая коммуникация среди сотрудников в различных регионах.
  • Взаимодействие между сотрудниками различных регионов может не сложиться.

Матричная структура

Это комбинация продуктовой и функциональной структур. Она  объединяет преимущества обеих структур для большей эффективности. Эта структура самая сложная из существующих. Отличительная особенность матричной структуры — подчинение сотрудников двум или более руководителям одного уровня.

Существует функциональная матрица. В этом типе матричной структуры менеджеры по проекту следят за функциональными аспектами проекта. Однако они обладают очень ограниченной властью, фактически управляет ресурсами и проектом руководитель функционального подразделения.

Преимущества:

  • Сотрудники не работают на временной работе.
  • Руководитель функционального подразделения управляет проектом.
  • Руководитель функционального подразделения несет ответственность в случае, если что-либо идет не так, как надо.
  • Чем больше менеджер по проекту общается с сотрудниками, тем лучше результаты.
  • Менеджер по проекту может реально повлиять на ситуацию, не будучи под контролем.  
  • Принятие решений сосредоточено в руках руководителя функционального подразделения.

Недостатки:

  • Менеджер по проекту может столкнуться с апатией со стороны сотрудников.
  • Менеджер по проекту не имеет полной власти.
  • Будучи не контролируемыми, сотрудники могут показывать меньшую производительность всего подразделения.
  • Менеджер по проекту обладает слабой властью, которая не позволяет ему контролировать сотрудников.
  • Менеджер по проекту не имеет никакого контроля над управлением рабочей нагрузкой и определением приоритетов в задачах.
  • Менеджер по проекту не может дать отчет о работе.

Есть еще проектная матрица, когда прежде всего ответственен за работу менеджер по проекту, в то время как руководитель функционального подразделения может давать методические консультации и распределять ресурсы. 

Подпишитесь на рассылку, и мы поможем вам разобраться в требованиях законодательства, подскажем, что делать в спорных ситуациях, и научим больше зарабатывать.

Источник: https://kontur.ru/articles/4197

4.2. Модели основных функций организационно-технического управления

1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

Управлениезаключается в преобразовании информациио состоянии объекта управления вкомандную информацию. Информация каклюбой объект обладает:

  • содержанием;
  • формой;
  • пространственным расположением;
  • временным расположением.

При таком рассмотренииуправление может заключаться впреобразовании содержания (смысла)информации о состоянии объекта управления,в результате которого получают новуюинформацию; преобразовании формы,пространственного или временногорасположения информации.

Проведем классификациюсоставных частей процесса управленияс учетом того, что существует два принципаклассификации: принцип разбиения ипринцип покрытия.

Принцип разбиениясостоит в том, что все исследуемоемножество М разбивается нанепересекающиеся подмножества М1, М2. … ,Мп,называемые классами эквивалентности,так, что

Принцип покрытиязаключается в таком задании подмножествМi , чтоимеется хотя бы одна пара подмножествМiи Мj, в которой

Подмножества Мiв этом случае называются классамитолерантности.

Классифицироватьфункции управления на основе принципаразбиения нецелесообразно, так как онисвязаны между собой и выполнение однойиз них почти всегда ведет к одновременномувыполнению других.

Поэтому, используяпринцип покрытия, будем рассматриватьпроцесс управления с учетом того, чтоон содержит множество функцийпреобразования информации, включающеетри известных подмножества функций:

  • {f0} – подмножество функций, связанных с обменом информацией между ЛПР (передача сигналов оповещения, текстовой и графической информации, телефонные переговоры), и функция обмена данными;
  • {fp} – подмножество рутинных функций управления (учет, хранение, поиск, отображение, обновление, редактирование, тиражирование текста и графики, разграничение доступа к информации);
  • {fc} – подмножество функций преобразования содержания и формы представления информации (расчеты, решение логических задач для анализа состояния ОУ, при подготовке предложений для принятия решений, при разработке планирующих и распорядительных документов).

При этом процессуправления включает в себя функции всехподмножеств, но основным являетсяподмножество {fc},так как преобразования содержанияобеспечивают порождение новой информации- решений по управлению.

4.2.1. Содержательное описание функций управления

Управление ворганизационно-технических системахможно представить как последовательностьфункций, составляющих технологическийцикл управления.

Под функциейуправления понимают устойчивуюупорядоченную совокупность операций,основанную на разделении труда вуправляющей системе.

Основоположникомфункционального подхода в управлениисчитается А. Файоль. Он выделил пятьфункций управления: предвидение,организация, распорядительскаядеятельность, координация (согласование)и контроль. Одновременно А. Файольразделил все функции на шесть групп:производство, финансы, охрана, учет,администрирование, техника безопасности.В настоящее время к основным функциямуправления относят:

  • сбор данных;
  • формирование сообщения;
  • передачу данных по каналам связи;
  • учет;
  • контроль;
  • анализ;
  • прогнозирование;
  • планирование;
  • оперативное управление;
  • организацию и координацию;
  • доведение решений.

Для учетачеловеческого фактора в отдельнуюгруппу выделяют функции стимулированиеи мотивация.

Рассмотримопределения и взаимосвязь основныхфункций в форме функциональной моделицикла управления (рис. 4.2).

Сбор данных –функция измерения характеристик yi,выполняемая в объектеуправления вручную или автоматически.Модели процессов измерения изучаютсяв метрологии.

Формированиесообщения (запроса) – преобразованиеинформации к виду, пригодному дляпередачи по каналам связи в управляющуюсистему и/или обработки в автоматизированномрежиме. Модели функций формированиясообщений рассматриваются в теорииинформации, теории баз данных.

Передача данныхпо каналам связи – осуществляетсяразными способами, в том числе сиспользованием средств автоматизации.Главными требованиями к передаче данныхявляются: своевременность, достоверностьи безопасность обмена информацией.Модели функций передачи данныхрассматриваются в теории информации.

Учет – системафункций, обеспечивающих хранениеинформации. Включает ввод-вывод,регистрацию, преобразование формы,поиск, отображение, тиражирование,классификацию, статистическую обработку,выборку, получение агрегированныхданных, обеспечение конфиденциальностии целостности информации. Модели функцийучета изучаются в теории баз данных.

Контроль – системафункций, обеспечивающих определениесостояния ОУ (измерение, сбор, уточнениеданных об объекте управления) и оценкустепени отклонения текущего состоянияот требуемого по заданным критериямэффективности (оценку соответствиясостояния системы требуемому).

С английскогоязыка control переводитсякак управление и часто термин «контроль»используется вместо термина «управление».Это объясняется тем, что все функцииуправления включают элементы контроля.Мы будем выделять эту функцию, так какдля ее автоматизации требуется формальнаяпостановка задач наблюдения,классификации и идентификациисостояния ОУ.

В зависимости отобъекта контроля в эту функцию включают,например, измерение и оценку достоверности,точности, объема, своевременностипредставления данных, прохождения иисполнения документов; решение задачинформационной безопасности.

Различают три видаконтроля: предварительный, текущий изаключительный.

Предварительныйконтроль проводится до начала циклауправления для оценки ресурсов ОУ ивнешних воздействий.

Текущий, илиоперативный, контроль осуществляетсяна продолжении всего цикла управленияв целях обнаружения отклонений оттребуемого состояния.

Заключительныйконтроль предназначен для оценки степенидостижения цели в конце цикла управления.

Функция анализав общем случае зависит от его цели.Мы будем понимать под этой функциейсредство, обеспечивающее объяснениепричин отклонений состояния системыот требуемого и обоснование решения напереход к оперативному управлению илипланированию.

Например, пусть объектуправления характеризуется параметромyi,который изменяется в пределахyi.

Если в результате анализа выяснено,что yiyiдоп ,где yiдоп -допустимое отклонение, то вцикле управления осуществляется переходк оперативному управлению.

Если yiyiдоп, то осуществляется переходк функции планирования. Анализ часто вотдельную функцию не выделяется, арассматривается совместно с контролемкак составная часть других функцийуправления.

Функция прогнозирования- это средство снятия неопределенностиотносительно возможной структуры,свойств или закона функционированиясистемы в будущем. Типичными целямипрогнозирования могут служить:

  • замедление процесса «старения» принимаемых решений и предупреждение неблагоприятных ситуаций, в которых может оказаться организационно-техническая система. Решение по управлению, основанное на правильном прогнозе, не потребуется изменять в ближайшем будущем, т.е. один вопрос не потребуется решать дважды;
  • повышение производительности системы с управлением, адаптация к изменяющимся условиям (предсказание ветвлений в суперскалярных микропроцессорах ЭВМ, предсказание будущих значений сигнала в системах связи).

Во всех случаяхпрогноз – это научно обоснованноесуждение о возможных состояниях системыв будущем и/или об альтернативных путяхи сроках достижения целевого состояния.

Прогноз позволяетполучить совокупность возможныхвариантов развития системы.

Однакореализованные варианты зависят не отпрогноза, а всегда определяютсяконкретными решениями, принимаемыми всистеме управления, и имеющимисяресурсами.

Так, оптимистический прогнозможет не состояться, если ЛПР непредпринимает мер по его реализации. Всвою очередь, правильные решения могутсмягчить последствия пессимистическогопрогноза.

Прогнозы могутбыть разделены на группы по периодамупреждения и по методам прогнозирования.

По периодамупреждения – промежутку времени, накоторый рассчитан прогноз, различаютоперативные (текущие), кратко-, средне-и долгосрочные прогнозы.

Оперативныйпрогноз, как правило, рассчитан на периодвремени, в течение которого объектуправления существенно не изменяется,краткосрочный – на перспективуколичественных изменений.

Среднесрочныйпрогноз охватывает период времени,когда количественные измененияпреобладают над качественными,долгосрочный – перспективу качественныхизменений системы.

Функция планированиясостоит в последовательном снятиинеопределенности относительно требуемойструктуры, свойств, закона функционированиясистемы или внешней среды.

Включаетзадачу принятия решений по целеполаганию(ЗПРЦ) и задачу принятия решенияпо действиям (ЗПРД) – совокупностьпроцедур по определению требуемого(целевого, оптимального) состояниясистемы и действий по достижению этогосостояния, объединенных в единый процесс.

Осуществляется при изменении условийфункционирования ОУ: целей планирования,воздействий внешней среды, препятствующихоперативному управлению, идр.

В терминологиименеджмента ЗПРЦ называютстратегическим или перспективнымпланированием, а ЗПРД – тактическимили текущим планированием.

На стадиистратегического планированиярассматривается необходимость ивозможность изменения структуры, свойствили закона функционирования системы.

Тактическоепланирование заключается в принятиирешения по выбору траектории переводасистемы в новое состояние.

При этомопределяются действия ОУ, порядокиспользования ресурсов, решается задачаоптимизации с учетом предполагаемыхвоздействий внешней среды.

Детальнопрорабатываются средства и способыдостижения целей, использования ресурсов,необходимые процедуры и технология.Характеристики системы считаютсязаданными и учитываются как ограничения.

Точную границумежду стратегическим и тактическимпланированием провести трудно. Обычностратегическое планирование охватываетв несколько раз больший промежутоквремени, чем тактическое; оно имеетгораздо более отдаленные последствия,шире влияет на функционированиеуправляемой системы в целом и используетболее мощные ресурсы.

Оперативноеуправление обеспечивает функционированиесистемы в рамках действующего плана.Заключается в решении задач стабилизации,слежения или выполнения программыуправления. Иногда в эту функцию включаютзадачу оптимизации. Планирование иоперативное управление являются задачамисодержательной обработки информации.

Математическиемодели функций содержательной обработкиинформации разрабатываются с использованиемтеории принятия решений. Решения,принятые при планировании или оперативномуправлении, учитываются в блоке учетаи доводятся до объекта управления.

Послеэтого начинается новый цикл управления,в котором текущее состояние объектауправления сравнивается с требуемым,и в зависимости от величины отклоненийуправляемых характеристик yiот допустимых отклонений yiдоп осуществляется переход коперативному управлению или планированию.

Функция организациизаключается в установлении постоянныхи временных связей между всеми элементамисистемы, в определении порядка и условийих функционирования, в объединениикомпонентов и ресурсов системы такимобразом, чтобы обеспечить эффективноедостижение намеченных целей.

Функция организациивыполняет:

  • группировку функциональных элементов и ресурсов в организационные структуры;
  • распределение степени ответственности ЛПР в иерархии подсистем управления.

Функция координации- это согласование действий подсистемв соответствии с целями системы суправлением и поддержание этогосогласования на протяжении циклауправления.

Наличие нескольких ОУ иподсистем управления приводит кпротиворечию между их частными целями.Это, в свою очередь, приводит к разобщенностидействий. Устранение этих противоречий- основная задача координации.

Функциюкоординации иногда рассматриваютсовместно с организацией в рамках задачоперативного управления или планирования.

Модели координациии организации разрабатываются в общейтеории систем, в теории принятия решений,на основе теории расписаний, в частности,с использованием методов сетевогопланирования и управления.

Источник: https://studfile.net/preview/7517813/page:48/

Модели основных функций управления

1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

   4.Модели  основных  функций  управления.

   4.1 Принципы моделей управления.

   Управление заключается в преобразовании информации о состоянии объекта управления в командную информацию. Информация обладает: содержанием, формой, пространственным и временным расположением. Существует 2 принципа классификации: принцип разбиения и принцип покрытия.

«Принцип разбиения» состоит в том, что все исследуемое множество М разбивается на непересекающиеся подмножества называемые классами эквивалентности.

Принцип покрытия состоит в таком задании подмножеств , что имеется хотя бы одна пара подмножеств , в которой (множества не пустые), но

. Подмножества  называются классами толерантности. Используя принцип покрытия, следует рассматривать процесс управления с учетом того, что он содержит множество функций преобразования информации, включающих 3 известных подмножества функций:

1) подмножество функций, связанных с обменом информацией между ЛПР (передача сигналов оповещения, текстовой и графической информации и т.д.) и функций обмена данными;

2) подмножество рутинных функций управления (учет, хранение, поиск, редактирование, тиражирование и т.д.);

3) подмножество функций преобразования содержания и формы представления информации (расчеты, решение логических задач и т.д.).

Основным является подмножество функций обмена информацией, т.к преобразование содержания обеспечивает порождение новой информации – решений по управлению.

   4.2. Содержательное описание функций управления.

   Под функцией управления следует понимать устойчивую упорядоченную совокупность операций, основанную на разделении труда в управляющей системе. К функциям управления относятся: 1) сбор данных; 2) формирование сообщения; 3) передача данных по каналам связи;

4) учет, 5) контроль; 6) анализ; 7) прогнозирование; 8) планирование; 9) оперативное управление;

10) организация и координация; 11) доведение решений до выполнения; 12) для учета человеческого фактора в отдельную группу выделяют стимулирование и мотивацию.

 Подробное рассмотрение всех пунктов в [1], c. 211-217.

   4.3. Модель общей задачи принятия решений.

   Центральными понятиями в теории принятия решений являются:

универсальное множество вариантов, альтернатив, планов, прогнозов, из которых     осуществляется выбор;

 Х- предъявление, т.е множество альтернатив, предъявленных для выбора

 Y- множество выбранных альтернатив, в частности, одна

 С – принцип выбора (функция выбора), правило, по которому осуществляется выбор наилучшей альтернативы, Y = C(X). Функция выбора может задаваться поэлементно, но или в виде графика какой-либо зависимости, или как целостное множество, удовлетворяющее некоторым условиям.

   Часто в задачах принятия решений используют понятие «механизм выбора» ,где

совокупность сведений, позволяющая сопоставлять варианты или группы вариантов, представляет собой структуру на множестве альтернатив, задается в виде бинарных отношений, например, сходства, превосходства, несравнимости, отношений графа, предпочтения и другими способами.

  правило выбора,- это инструкция, указывающая, как используя структуру  , выделить из Х подмножество Y.

  В зависимости от степени формализации введенных понятий различают 3 типа задач принятия решений: 1) задача оптимального выбора; 2) задача выбора; 3) общая задача принятия решения.

     Подробнее в [1], c.218-220.

   4.3. Модель функций контроля.

    Задача контроля ОУ включает решение 3-х частных задач: наблюдения, классификации и идентификации. 1) Решение задачи наблюдения заключается в нахождении такого отображения

, которое каждой наблюдаемой реализации выходных характеристик “Y” ставит в однозначное соответствие внутреннее состояние ОУ “Z”. Это означает, что для контроля требуется обеспечить потенциальную наблюдаемость внутренних состояний ОУ по внешним признакам. 2) Решение задачи классификации состоит в отыскании такого отображения

которое обеспечивает разбиение всего множества возможных реализаций выходных характеристик “Y” на ограниченное число классов Е, обладающих теми или иными общими свойствами видов агрегированных состояний ОУ.

Определенные заранее такие агрегированные состояния играют роль своеобразных эталонов для распознавания реальных состояний ОУ в процессе его контроля. В процессе анализа каждому классу состояний ставится в соответствие определенное решение по управлению объектом.

3) Решение задачи идентификации состоит в отыскании такого отображения, которое определяет оптимальную оценку состояния ОУ  “S” по реализации входных  “x” и выходных  “y” сигналов объекта. Наблюдаемое реальное состояние объекта идентифицируется путем отождествления его с одним из заданных агрегированных состояний  Е.

Другими словами, задача идентификации состоит в нахождении методов, с помощью которых для каждого конкретного состояния   требуется найти класс Е , к которому оно относится. Иногда эту задачу называют «задачей распознавания образов».

    Рассмотрение задач в [1] , c. 221-228.

    4.4. Методы прогнозирования.

    Эти методы основываются на предположении о предстоящих качественных изменениях системы или на сохранении в будущем существующих закономерностей развития. В первом случае для долгосрочных прогнозов используются экспертные и логические методы. Во втором случае – для краткосрочных и среднесрочных прогнозов – методы экстраполяции.

Экспертные методы прогнозирования опираются на методы качественного оценивания систем. Наиболее часто встречаются разновидности метода Дельфи и метод сценариев в сочетании со статистическими методами. Логические методы прогнозирования основываются на проведении аналогии функционирования рассматриваемой системы с историей функционирования какой-либо другой системы.

Методы экстраполяции относятся к аналитическим методам прогнозирования состояния систем. Примером служит прогнозирование значений какой-либо величины по имеющимся табличным данным.

В качестве исходной информации выбираются временные ряды динамики параметров системы в виде набора наблюдений некоторых параметров системы, взятых в равноотстоящие или в неравноотстоящие моменты времени за определенный период.

    Подробнее в [1], c. 229-232.

    Статистические методы прогнозирования основаны на теории вероятностей, математической статистики и теории случайных процессов. К ним относятся: 1) методы многофакторного анализа – регрессионные модели, адаптивное сглаживание, метод группового учета аргументов, имитационные модели, многомерная фильтрация и др.

; 2) методы однофакторного прогнозирования – экспоненциальное сглаживание, метод скользящей средней, метод разностных уравнений, спектральные методы, метод Марковских цепей, оптимальные фильтры, сплаин-функции, метод авторегрессии и т.д.

Теория случайных процессов имеет дело с исследованием структуры семейств случайных величин параметр, принадлежащий множеству Т.

   Подробнее в [1], c. 232-240.

   4.5. Модель функций планирования.

    Планирование представляет собой процесс последовательного снятия неопределенности относительно структуры и характеристик объекта управления, разделенного на два подпроцесса: 1-й – это последовательность процедур преобразования, позволяющая получить факты, характеризующие требуемое состояние ОУ – перечень и множество допустимых значений характеристик этого объекта; 2-й – это подпроцесс, характеризующий реализацию выбора конкретного значения характеристик и способ достижения этого состояния. В основе модели процесса планирования лежит понятие «рекурсия». Известно, что функция называется примитивно-рекурсивной, если она может быть определена посредством ряда применений 5-ти операций, называемых «схемами» (рекурсии):

Схема (1) дает функцию «следование за»; схема (2) – «функцию-константу»; схема (3) – «тождество»; схема (4) – функцию «подстановка»; схема (5) называется схемой примитивной рекурсии без параметров (5а) или с параметрами (5б).

Функция  называется первоначальной, если она удовлетворяет равенствам, представленных в схемах (1) – (3). Примером применения рекурсии может служить вычисление факториала. Подробнее об этом в [1] ,c. 243-245. Далее все вопросы изложены в [1],c.

245-338; 111-167.

Источник: https://studizba.com/lectures/49-menedzhment-i-marketing/709-issledovanie-sistem-upravleniya/13663-modeli-osnovnyh-funkciy-upravleniya.html

Теория управления. Принципы системного анализа

1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

Кроме степени достижения цели качество управления можно оценивать по частным критериям: степени соответствия управляющих воздействий требуемым состояниям ОУ, качеству принимаемых решений, точности управления. Для оценки систем управления военного назначения вводятся требования к управлению по показателям устойчивости, непрерывности (длительности цикла управления), оперативности и скрытности.

Аксиома 6. Наличие ресурсов (материальных, финансовых, трудовых и т.д.), обеспечивающих реализацию принятых решений. Отсутствие ресурсов равносильно отсутствию свободы выбора. Управление без ресурсов невозможно

Модели основных функций организационно-технического управления

Управление заключается в преобразовании информации о состоянии объекта управления в командную информацию. Информация как любой объект обладает:

• содержанием;

• формой;

• пространственным расположением;

• временным расположением.

При таком рассмотрении управление может заключаться в преобразовании содержания (смысла) информации о состоянии объекта управления, в результате которого получают новую информацию; преобразовании формы, пространственного или временного расположения информации.

Проведем классификацию составных частей процесса управления с учетом того, что существует два принципа классификации: принцип разбиения и принцип покрытия.

Принцип разбиения состоит в том, что все исследуемое множество М разбивается на непересекающиеся подмножества Мх ,М2, . , Мп, называемые классами эквивалентности, так, что

и .

Принцип покрытия заключается в таком задании подмножеств ,что имеется хотя бы одна пара множеств и , в которой

, но

Подмножества Мi в этом случае называются классами толерантности.

Классифицировать функции управления на основе принципа разбиения нецелесообразно, так как они связаны между собой и выполнение одной из них почти всегда ведет к одновременному выполнению других.

Поэтому, используя принцип покрытия, будем рассматривать процесс управления с учетом того, что он содержит множество функций преобразования информации, включающее три известных подмножества функций:

– подмножество функций, связанных с обменом информацией между ЛПР (передача сигналов оповещения, текстовой и графической информации, телефонные переговоры), и функция обмена данными;

– подмножество рутинных функций управления (учет, хранение, поиск, отображение, обновление, редактирование, тиражирование текста и графики, разграничение доступа к информации)

– подмножество функций преобразования содержания и формы представления информации (расчеты, решение логических задач для анализа состояния ОУ, при подготовке предложений для принятия решений, при разработке планирующих и распорядительных документов).

При этом процесс управления включает в себя функции всех подмножеств, но основным является подмножество {fc}, так как преобразования содержания обеспечивают порождение новой информации – решений по управлению.

Описание функций управления

Управление в организационно-технических 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 пять функций управления: предвидение, организация, распорядительская деятельность, координация (согласование) и контроль. Одновременно А.

Файоль разделил все функции на шесть групп: производство, финансы, охрана, учет, администрирование, техника безопасности. В настоящее время к основным функциям управления относят:

− сбор данных;

− формирование сообщения;

− передачу данных по каналам связи;

− учет;

− контроль;

− анализ;

− прогнозирование;

− планирование;

− оперативное управление;

− организацию и координацию;

− доведение решений.

Для учета человеческого фактора в отдельную группу выделяют функции стимулирование и мотивация.

Рассмотрим определения и взаимосвязь основных функций в форме функциональной модели цикла управления (рис. 2).

Рис. 2 Функциональная модель цикла управления

Сбор данных – функция измерения характеристик у(, выполняемая в объекте управления вручную или автоматически. Модели процессов измерения изучаются в метрологии.

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

Передача данных по каналам связи – осуществляется разными способами, в том числе с использованием средств автоматизации. Главными требованиями к передаче данных являются: своевременность, достоверность и безопасность обмена информацией. Модели функций передачи данных рассматриваются в теории информации.

Учет – 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 учета изучаются в теории баз данных.

Контроль – система функций, обеспечивающих определение состояния ОУ (измерение, сбор, уточнение данных об объекте управления) и оценку степени отклонения текущего состояния от требуемого по заданным критериям эффективности (оценку соответствия состояния системы требуемому).

С английского языка control переводится как управление и часто термин «контроль» используется вместо термина «управление». Это объясняется тем, что все функции управления включают элементы контроля. Мы будем выделять эту функцию, так как для ее автоматизации требуется формальная постановка задач наблюдения, классификации и идентификации состояния ОУ.

В зависимости от объекта контроля в эту функцию включают, например, измерение и оценку достоверности, точности, объема, своевременности представления данных, прохождения и исполнения документов; решение задач информационной безопасности.

Источник: http://www.refbzd.ru/viewreferat-2577-23.html

Глава 4. основы управления

1.4. Модели основных функций организационно-технического управления

4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В теории управления принято считать, что системы с управлением создаются для достижения конкретных целей, которые определяются в рамках других наук, занимающихся исследованием конкретных систем. В зависимости от природы (люди или технические устройства) принято выделять три типа систем с управлением:

· организационные (социальные) системы управления;

· технические системы управления;

· организационно-технические (комплексные) системы управления.

Рассмотрим основные положения по управлению в организационно-технических системах, опираясь на базовые понятия.

Общая структурная схема системы с управлением может быть представлена в виде, показанном на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Общая структурная схема системы управлением

Здесь S l – объект управления, S 2 – управляющая система, N – информация о состоянии внешней среды (внешние воздействия на объект управления), N' – информация о состоянии внешней среды, имеющаяся в управляющей системе, X – командная информация, Y – информация о состоянии объекта управления, Y’ – информация о состоянии объекта управления, имеющаяся в управляющей системе.

Управляющая система реализует задачи целеполагания, стабилизации, выполнения программы, слежения или оптимизации и тем самым обеспечивает либо удержание выходных характеристик системы при изменениях внешней среды в требуемых пределах, либо выполнение системой действий по изменению значений ее характеристик или характеристик внешней среды.

Объект управления является исполнительным инструментом, реализующим основную функцию системы.

Система связи, являясь частью системы управления, обеспечивает обмен управляющей информацией между управляющей системой и объектом управления.

Задачами теории управления при таком рассмотрении являются:

· синтез структуры и параметров объекта управления, соответствующих цели (закону функционирования) создаваемой системы с управлением;

· синтез структуры и параметров управляющей системы, т.е.построение структуры управления с учетом ограничений по затратам различного вида (численность управленческого персонала и др.); определение мест размещения центров обработки информации; определение массивов информации, подлежащих передаче, хранению и обработке;

· синтез структуры и параметров системы связи.

Единых методов решения перечисленных задач для всех типов систем на настоящее время не существует. Однако для всех типов систем с управлением признается существование ряда аксиом и принципов управления, знание которых позволяет квалифицированно решать задачи управления.

4.1.1. АКСИОМЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

Для управления необходимо выполнение ряда естественных условий, которые сформулируем в виде аксиом.

Аксиома 1. Наличие наблюдаемости объекта управления. В теории управления ОУ считается наблюдаемым в состоянии z(t)

на множестве моментов времени Т, при входном воздействии *(/) и отсутствии возмущений, если уравнение наблюдения динамической системы, представленное в виде

y*(i)=g[t,x(i),z*(t)],

где y(t) – некоторая реализация выходного процесса, доступная для регистрации, имеет единственное решение

z*(0=z(t)ÎZ.

Если это утверждение справедливо для любого z(t)ÎZ, то объект считается полностью наблюдаемым.

Это выражение означает, что определение любого из состояний ОУ (т.е. его наблюдаемость) реализуется только в том случае, если по результатам измерения выходных переменных y*(t) при известных значениях входных переменных x(t) может быть получена оценка z*(t) любой из переменных состояния z(t).

Такая задача в теории систем известна как задача наблюдения. В организационно-технических системах управления эта задача реализуется функцией контроля текущего состояния ОУ и воздействий внешней среды. Без этой информации управление или невозможно, или неэффективно.

Аксиома 2. Наличие управляемости – способности ОУ переходить в пространстве состояний Z из текущего состояния в требуемое под воздействиями управляющей системы.

Под этим можно понимать перемещение в физическом пространстве, изменение скорости и направления движения в пространстве состояний, изменение структуры или свойств ОУ.

Если состояние ОУ не меняется, то понятие управления теряет смысл.

Аксиома 3. Наличие цели управления. Под целью управления понимают набор значений количественных или качественных характеристик, определяющих требуемое состояние ОУ.

Если цель неизвестна, управление не имеет смысла, а изменение состояний превращается в бесцельное блуждание. Цель отображается точкой, в которую надо перевести систему из существующего состояния, или траекторией перевода ОУ в требуемое состояние в виде, например, аддитивной свертки

с ограничениями типа

,

где yi – i-я характеристика;

ai – важность (вес) i-й характеристики;

bi – расход ресурсов на поддержание i-и характеристики в требуемом состоянии;

с – общее количество ресурсов.

Аксиома 4. Свобода выбора – возможность выбора управляющих воздействий (решений) из некоторого множества допустимых альтернатив.

Чем меньше это множество, тем менее эффективно управление, так как в условиях ограничений оптимальные решения часто остаются за пределами области адекватности. Если имеется единственная альтернатива, то управление не требуется.

Если решения не влияют на изменение состояния ОУ, то управления не существует.

Аксиома 5. Наличие критерия эффективности управления. Обобщенным критерием эффективности управления считается степень достижения цели функционирования системы.

Кроме степени достижения цели качество управления можно оценивать по частным критериям: степени соответствия управляющих воздействий требуемым состояниям ОУ, качеству принимаемых решений, точности управления. Для оценки систем управления военного назначения вводятся требования к управлению по показателям устойчивости, непрерывности (длительности цикла управления), оперативности и скрытности.

Аксиома 6. Наличие ресурсов (материальных, финансовых, трудовых и т.д.), обеспечивающих реализацию принятых решений. Отсутствие ресурсов равносильно отсутствию свободы выбора. Управление без ресурсов невозможно.

4.1.2. ПРИНЦИП НЕОБХОДИМОГО РАЗНООБРАЗИЯ ЭШБИ

Из аксиом управления следует, что управление заключается в ограничении разнообразия состояний управляемого объекта. Это означает, что энтропия объекта управления должна быть равна нулю Н(Y) = 0.

Иными словами, неопределенность относительно состояний объекта управления в управляющей системе должна полностью отсутствовать и объект управления должен находиться в строго определенном состоянии с вероятностью, равной единице.

Если управляемый объект характеризуется одним показателем качества и может находиться в и состояниях с вероятностями , то сообщение Y о том, в каком из состояний находится объект в системе с полной информацией, будет содержать количество информации, равное его энтропии

Для оценки состояний объекта, характеризуемого т показателями качества , требуется провести суммирование и по j, j=l,2,…,m.

Энтропия H(Y) является мерой первоначальной неопределенности состояния объекта управления. Чем больше число различных состояний объекта и чем меньше отличаются друг от друга их вероятности, тем больше энтропия объекта управления. При n равновероятных состояниях pi = 1/n значение энтропии максимально: .

С получением сведений об объекте управления неопределенность его состояния для управляющей системы уменьшается. Количество взаимной информации в сообщениях, предназначенных для уточнения состояния (уменьшения энтропии) объекта управления, определяют как разность:

I(Y, Y') = H(Y) – H(Y/Y'),

где H(Y/Y') – условная энтропия объекта после получения сообщения Y'.

Если полученное сообщение полностью характеризует состояние объекта, то оно полностью снимает неопределенность (H(Y/Y') = 0) и несет количество информации, равное H(Y).

Из теории информации также известно, что количество информации обладает двумя важными свойствами: положительностью и симметричностью. Первое свойство свидетельствует о том, что количество информации всегда больше или равно нулю ( ).

Согласно второму свойству количество взаимной информации I(А, B), которое содержит принятое сообщение о посланном, равно количеству взаимной информации I(В, А), которое содержит посланное сообщение о принятом I(А, В) = 1(В, А).

Указанные характеристики информации позволяют провести анализ управляющих воздействий относительно их соответствия состояниям управляемого объекта. Иначе, определить пределы управления.

Пусть существует система с управлением, в которой решается задача стабилизации – поддержание заданного состояния при случайных воздействиях внешней среды. Система описывается множеством возможных состояний объекта управления Y = {уi}, i = 1, 2, …, п, и множеством возможных управляющих воздействий Х= {Xj} ,j = 1, 2,… , m.

Для определения пределов управления рассмотрим три возможных варианта:

· Отсутствие управления.

· Идеальное управление (управление с полной информацией).

· Реальное управление (управление с неполной информацией).

1. Отсутствие управления. Если управление отсутствует, то управляемый объект может принимать любое из состояний Y и характеризуется максимальной энтропией

2. Идеальное управление. Если управление идеальное, управляемый объект будет все время находиться в заданном состоянии с вероятностью, равной единице, и поэтому энтропия управляемого объекта равна нулю.

Проиллюстрируем это утверждение. Пусть для заданной системы при условии воздействий X вероятность первого состояния p(yl) = 1, а вероятности остальных состояний .Следовательно,

3. Реальное управление. При управлении в реальных условиях имеют место отклонения состояния управляемого объекта относительно заданного.

Это определяется тем, что управляющая система в общем случае подвержена внешним воздействиям, не обладает полной информацией о состоянии среды N и объекта управления Y (N' Ì N и Y' Ì Y).

Это приводит к тому, что управляющие воздействия не полностью соответствуют требуемым воздействиям. В этом случае можно сделать вывод, что энтропия объекта управления в реальных условиях может изменяться в пределах 0

Источник: https://megalektsii.ru/s39911t2.html

Book for ucheba
Добавить комментарий