Управление в сложных системах

Интеллектуальное управление. Интеллектуальное управление - методы управления, которые используют различные подходы искусственного интеллекта, такие как искусственные нейронные сети, нечеткая логика, машинное обучение, эволюционные вычисления, генетические алгоритмы и другие методы [9].

Ресурсы, доступные любой системе (энергия, информация, финансы) ограничены. Тем не менее, для функционирования система должна использовать какие-либо ресурсы. В результате объём необходимых для системы ресурсов либо постоянен, либо возрастает, а объём доступных - обычно сокращается. Возникает проблемная ситуация. Кроме того, использование одних и тех же ресурсов различными системами различно. Например, современный автомобиль затрачивает 7 литров бензина для поездки на 100 километров, а устаревший - 15 литров. Чем меньше ресурсов затрачивает система, тем она эффективнее. Следовательно, эффективность - соотношение полученного полезного результата к затраченным ресурсам. Для эффективного распределения принципиально ограниченных ресурсов необходимо управление [15].

Система управления - систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей [9].

Системы управления с участием людей как объектов управления зачастую называют системами менеджмента.

Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т.д. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т.д. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики - теории управления.

Управление можно разделить на два вида:

- стихийное: воздействие происходит в результате взаимодействия субъектов (синергетическое управление);

- сознательное: планомерное воздействия объекта (иерархическое управление).

При иерархическом управлении цель функционирования системы задается её надсистемой.

Системы управления разделяют на два больших класса:

- автоматизированные системы управления (АСУ) - системы управления с участием человека в цикле управления;

- системы автоматического управления (САУ) - системы управления без участия человека в цикле управления.

В зависимости от описания переменных, системы автоматического управления делятся на линейные и нелинейные. К линейным относятся системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями.

В зависимости от природы управляемых объектов можно выделить биологический, экологический, экономические и технические системы управления. В качестве примеров технического управления можно привести:

- системы дискретного действия или автоматы (торговые, игровые, музыкальные);

- системы стабилизации уровня звука, изображения или магнитной записи или управляемые комплексы летательных аппаратов, включающие в свой состав системы автоматического управления двигателя, рулевыми механизмами, автопилоты и навигационные системы и т.д.

Автоматизированная система управления - совокупность математических методов, технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом или процессом в соответствии с заданной целью.

В составе автоматизированных систем управления выделяют:

- основную часть, в которую входят информационное, техническое и математическое обеспечение;

- функциональную часть, к которой относятся взаимосвязанные программы, автоматизирующие конкретные функции управления.

Система управления общественным производством, составная часть управления народным хозяйством, представляет собой совокупность подсистем, отражающих отдельные стороны управления: цели, функции, принципы, методы, органы, кадры, технику и технологию. Предназначена для выработки и осуществления управляющего воздействия на производство в соответствии с объективными законами общественного развития.

Управление в системе - внутренняя функция системы, осуществляемая в системе независимо от того, каким образом, какими элементами системы она должна выполняться (см. рис.4).

По способу управления системы делятся на:

- управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

- управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые - программноуправляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые - приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

- с комбинированным управлением (полуавтоматические, автоматические, автоматизированные, организационные).

Управление в организационных системах

Теория управления организационными системами - раздел теории управления, изучающий механизмы функционирования организационных систем. Теория организации изучает принципы, законы и закономерности для создания, функционирования, развития и ликвидации организаций [37].

Организация - это целевое объединение ресурсов. Организации, созданные человеком (людьми), характеризуются наличием человека как активного ресурса. Организация - это группа людей, работающих совместно, во главе с руководителем и выполняющих определенные планы [9].

Организация может рассматриваться как процесс либо как явление. Как процесс организация - это совокупность действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей между частями целого. Как явление организация - это объединение элементов для реализации программы или цели и действующих на основании определенных правил и процедур.

Организационные отношения - это взаимодействие или противодействие между элементами организации внутри и вне ее при создании, функционировании, развитии и разрушении организации. Соответственно, они бывают трех уровней - здравого смысла, взаимного уничтожения, заранее спроектированного взаимодействия.

Внешняя среда включает условия и организации, в т.ч. политические, экономические и экологические условия; конкурирующие организации, поставщиков и потребителей, социальную инфраструктуру и т.д.

Общие черты организаций:

- наличие, по крайней мере, одного человека;

- наличие хотя бы одной цели, направленной на удовлетворение потребностей или интереса человека или общества;

- получение прибавочного продукта в различных формах (материальной, духовной, информационной).

Каждая организация должна обладать признаками системы. Выпадание хотя бы одного из них неизбежно приводит организацию к ликвидации.

Организационное управление и управление в технике

Организационное управление принято противопоставлять управлению сложными техническими системами. Однако существуют отличия организационного управления от управления техническими объектами: