Информационные основы процессов управления

§     Процессный подход основывается на идее существования некоторых универсальных функций управления.

§     Системный подход сложился на базе общей теории систем: система — это некая целостность, состоящая из взаимозависимых подсистем, каждая из которых вносит свой вклад в функционирование целого.

§     Ситуационный подход рассматривает любую организацию как открытую систему, постоянно взаимодействующую с внешней средой, следовательно, и главные причины того, что происходит внутри организации, следует искать вне её, то есть в той ситуации, в которой она реально функционирует.

§     Универсальный подход сложился на базе научной школы Универсологии, теории Универсального управления, теории переходных процессов, теории относительности сознания, и рассматривает любую систему в совокупности ее вертикальных и горизонтальных связей.

История

Поскольку самыми главными проявлениями управления являются государство  и власть, то наука об управлении издревле была объектом повышенного  внимания.

Теория (автоматического) управления техническими системами  появилась во второй половине XIX в. В  связи с развитием паровых машин, потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций. Родоначальником непосредственно «математической теории управления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова. 

IV. Основные категории  и законы управления 

Основные постулаты  кибернетики сводятся к следующему. Сложные системы, состоящие из множества частных, автономных подсистем, не могут существовать и успешно функционировать без органа управления; в его отсутствие эти системы приобретают свойства дисфункции. В конечном счёте они разрушаются, перестают существовать как самостоятельные объекты. В основе проектирования систем управления лежит информация о том, что хочет субъект от объекта, т.е. каковы его цели. Именно эта система объединяет объект и систему управления. Процесс постановки целей предшествует всей управленческой процедуре и потому в значительной мере формирует её. Существуют следующие типовые способы управления и регулирования:

·                    Путём выравнивания отклонений управляемого объекта от заданных параметров;

·                    Посредством компенсации возмущений (помех);

·                    Посредством устранения возмущений.

Н. Винер и другие учёные указали на тесную связь между  понятием управления и информацией. Всякое управление основано на сборе, переработке и использовании информации (информационных ресурсов), которая циклирует в каналах прямой и обратной связи.

Работа с информационными  ресурсами включает:

·                    Их размещение в различных регионах страны;

·                    Выявление информационных потребностей, в том числе создание их типологии;

·                    Организацию распространения информации согласно потребностям;

·                    Оценку эффективности использования информационных ресурсов.

Для кибернетики  и информатики принципиальное значение имеют следующие понятия:

·                    Первый понятийный ряд. Управление, система управления, субъект управления, объект управления, алгоритм управления, система, структура.

·                    Второй понятийный ряд. Цель, целеполагание, потребность., интерес, эффективность оптимальность., критерии и показатели эффективности и оптимальности.

·                    Третий понятийный ряд. Информация, потоки информации, прямая и обратная связь.

 
 

V. Понятие управления. Кибернетика 

Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связаны с процессами управления. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и  передачу информации.

В повседневной жизни  мы встречаемся с процессами управления очень часто:

·                     пилот управляет самолетом, а помогает ему в этом автоматическое устройство- автопилот;

·                     директор и его заместители управляют производством, а учитель - обучением школьников;

·                     процессор обеспечивает синхронную работу всех узлов компьютера, каждым его внешним устройством руководит специальный контроллер;

·                     без дирижера большой оркестр не может согласованно исполнить музыкальное произведение, а хоккейная или баскетбольная команда обязательно имеет одного или нескольких тренеров, которые организуют подготовку спортсменов к соревнованиям.

Управление - это  целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, а другие - управляемыми. Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах, называются информационными моделями процессов управления. В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие 2-х двух объектов - управляющего и управляемого, которые coединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи - информация о состоянии управляемого объекта.

Процесс управления имеет определенные общие закономерности. Их изучением занимается специальная наука, которая называем кибернетикой. Основоположником кибернетики считается американский ученый Норберт Винер. Большой вклад в развитие теоретической и прикладной кибернетики внесли русские ученые: академики A. Берг и В. Глушков. 

VI. Управление как  информационный процесс 

Управление является информационным процессом. Действительно  для принятия тех или иных решений  и их реализации требуете, постоянно  производить различные действия с информацией: получить и обработать данные о состоянии регулируемого объекта и окружающее его среды, передать контролируемому объекту управляющие команды для изменения его состояния в соответствии с целью управления. Часто при организации процесса управления требуется также хранить поступающую информацию, для того чтобы использовать ее в дальнейшем. Таким образом, в ходе управления применяются все наиболее важные виды работы с информацией, фигурирующие в определении информационного процесса.

Необходимо отметить, что первоначально все исследования в области информации относились к кибернетике. Однако с развитием науки область ее проблем расширялась, изучались все новые аспекты работы с информацией. В результате возникла более общая наука - информатика, в которую в качестве составной части вошла кибернетика.

Системы, изучаемые  в кибернетике, могут быть очень  сложными, включающими в себя множество  взаимодействующих объектов. Однако для понимания базовых понятий  теории можно обойтись простейшей из таких систем, которая содержит всего  два объекта - управляющий и исполнительный (управляемый). Примером может служить, например, система, состоящая из светофора и автомобиля.

Значение цели и  информации в процессе управления

Цель – это  ожидаемый результат в процессе управления.

Кроме цели, для процесса управления важна известная заранее информация, которая называется исходной (входной) информацией.

Управление –  процесс целенаправленного воздействия  на объект. 

Выделение исходной информации для различных процессов  управления

 

Объект управления и управляющее воздействие

 

Роль текущей информации и обратной связи

В процессе управления используется информация о фактическом  состоянии объекта управления, такая  информация называется текущей или  рабочей.

Обратная связь  – информация о текущем состоянии  объекта, которая позволяет корректировать поведение объекта управления. 

VII. Разомкнутая схема  управления 

В простейшем случае управляющий объект посылает свои команды  исполнительному объекту, без учета  его состояния. В этом случае воздействия  передаются только в одном направлении, такая система называется разомкнутой.

Такой процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому). Подобные системы управления называются разомкнутыми. Информационную модель разомкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы: 
 

Разомкнутыми системами  являются всевозможные информационные табло на вокзалах и аэропортах, которые управляют перемещениями  пассажиров. К рассматриваемому классу систем можно сгнести и современные программируемые бытовые приборы.

Как правило, описанная  схема управления не очень эффективна и нормально работает только до возникновения  экстремальных условий. Так, при  больших потоках транспорта возникают  пробки, в аэропортах и вокзалах приходится дополнительно открывать справочные бюро, в микроволновой печи при неправильной программе может произойти перегрев и. т. п.

 

VIII. Замкнутая схема  управления. Обратная  связь 

Более совершенные  системы управления отслеживают  результаты деятельности управляемой системы. В таких системах дополнительно появляется ешё один информационный поток - от объекта управления к системе управления; его принято называть обратной связью. Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления.  
В том случае, когда управляющий объект получает информацию о реальном положении управляемого объекта по каналу обратной связи и производит необходимые перемещения по прямому каналу управления, система управления называются замкнутой. Информационная модель замкнутой системы управления наглядно представлена на схеме:   
 

обратная связь 

Главным принципом  управления в замкнутой системе  является выдача управляющих команд в зависимости от получаемых сигналов обратной связи. В такой системе управляющий объект стремится скомпенсировать любое отклонение управляемого объекта от состояния, предусмотренного целями управления.

Обратную связь, при  которой управляющий сигнал стремится  уменьшить (скомпенсировать) отклонение от некоторой поддерживаемой величины, принято называть отрицательной.