Исследование систем управления

     Результаты  опроса экспертов сводятся в таблицу

 

     В столбце стоят ранги (места), данные i-ым экспертом ранжируемым объектам.

     r_i=∑r_ij – сумма рангов, полученная объектами от экспертов.

     Все N упорядочиваются в соответствии с величиной r_i. На первое место ставится объект, у которого r_i – минимальное.

     Степень согласованности мнений экспертов  определяется при помощи коэффициента конкордации. 
 

     N – число объектов

     n – число экспертов.

     ПРИМЕР. Проводится экспертиза по оценке технологического процесса. Задан список из шести  признаков, влияющих на процесс. 10 экспертов  ранжировали признаки по важности. Результаты даны в таблице:

 
 
 
 
 
 
 
 

     ОСНОВНЫЕ  ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ

1. Понятие системы

     Система – совокупность взаимосвязанных  элементов, обособленные от среды и  взаимодействующие с ней как  целое.

     Элемент – неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к  данной системе.

     Связь – совокупность зависимостей свойств  одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь  между двумя элементами – значит выявить наличие зависимостей их свойств.

     Внешняя среда – набор существующих в  пространстве объектов, которые воздействуют на систему.

     Для выделения системы требуется  наличие цели, для реализации которой  формируется система, наличие объекта  исследования, субъекта исследования, внешней среды. Таким образом  можно определить систему как  средство достижения цели.  
 

     

2. Понятия, определяющие функционирование системы

     Система характеризуется состоянием и движением (функционированием).

     Состояние системы – совокупность состояний ее элементов и связей между ними.

     Реальная  система не может находиться в  любом состоянии. Всегда есть известные  ограничения.

     Ограничение системы – то, что определяет условия ее функционирования. Ограничения  бывают внутренними и внешними. Одним  из внешних ограничений является цель функционирования системы. Внутренние ограничения – ресурсы.

     Функционирование  системы – процесс последовательного  изменения ее состояния. Вынужденное  движение (функционирование) – это  изменение ее состояния под влиянием внешней среды. Собственное движение – изменение состояния без  воздействия внешней среды (только под действием внутренних причин).

     Входы системы – это различные точки  приложения влияния внешней среды  на систему.

     Выходы  системы – различные точки  приложения влияния системы на внешнюю  среду.

     Обратная  связь – то, что соединяет выход  и вход системы и используется для контроля за изменением выхода. 
 

     

3. Классификации систем

     Для выделения классов систем могут  использоваться различные классификационные  признаки:

1. По природе элементов:

     - реальные – объекты, состоящие  из материальных элементов (механические, электрические, биологические, социальные)

     - абстрактные – их составляют  элементы, не имеющие прямых аналогов  в реальном мире. Они образуются  в результате творческой деятельности  человека, это продукты мышлений (гипотезы, теории).

2. В зависимости от происхождения:

     - естественные – возникли без  вмешательства человека (климат, почва,  живые организмы, солнечная система)

     - искусственные – результат деятельности  человека

3. В зависимости от степени изменчивости свойств:

     - статические – не изменяются  во времени

     - динамические – могут непрерывно  или дискретно изменяться во  времени

4. В зависимости от степени сложности:

     - простые – состоят из одного  или нескольких элементов (детали, части электросхемы)

     - сложные – состоят из большого  числа взаимосвязанных и взаимодействующих  элементов. Такие системы обладают свойствами, которыми не обладают не один из составляющих элементов (живые организмы, ЭВМ)

     - большие – сложные пространственно распределенные системы, в которых подсистемы относятся к категории сложных. Основными особенностями, характеризующими большие системы являются: большие размеры; сложная иерархическая структура, циркуляция в системе больших информационных, энергетических и материальных потоков, высокий уровень неопределенности в описании систем. Пример – промышленные предприятия, отрасли, автоматизированные системы.

5. По степени связи с внешней средой:

     - изолированные – не обмениваются  со средой ни энергией, ни веществом

     - закрытые – не обмениваются  веществом, но обмениваются энергией

     - открытые – обмениваются с  окружающей средой и энергией  и веществом.

6. В зависимости от реакции на возмущающие воздействия выделяют:

     - активные – способные противостоять  воздействиям среды и сами  могут воздействовать на среду;

     - пассивные – у них это свойство  отсутствует.

7. По характеру поведения:

     - системы с управлением – в  них реализуется процесс целеполагания  и целеосуществления

     - системы без управления – солнечная система.

8. В зависимости от степени участия человека:

     - технические – те, которые функционируют  без участия человека (системы  автоматического управления). Могут  быть адаптивными (приспосабливающимися  к изменению внешних и внутренних  условий для достижения качества  функционирования); неадаптивными (не  могут приспосабливаться);

     - человеко-машинные (примеры – автоматизированные  системы управления. Здесь человек  сопряжен с техническим устройством,  но окончательное решение принимает  человек);

     - организационные – социальные  системы (коллективы людей и  общество в целом). 
 

     

4. Понятие системы управления

     Особенностью  организационных систем является то, что неотъемлемой частью их функционирования является человек. Это обуславливает:

     - нестационарность (изменчивость) отдельных  параметров системы и стохастичность  ее поведения

     - наличие у системы предельных  возможностей

     - непредсказуемость поведения системы  в определенных случаях («свобода  воли»)

     - способность изменять свою структуру  и формировать варианты поведения

     - способность адаптироваться к  изменяющимся условиям

     - стремление к цели

     В организационной системе формирование структуры и способов функционирования являются задачами управления.

     Любое управление предполагает наличие:

     - объекта управления (управляемой  системы);

     - аппарата, который непосредственно  осуществляет процесс управления (управляющей системы);

     - внешней среды.

     Объект  управления производит действия для  реализации намеченных целей. Сложность  объекта управления зависит от количества входящих в него элементов и природных  взаимосвязей между ними. В процессе функционирования объект управления подвергается воздействию внешней среды, которая  может способствовать или препятствовать достижению намеченных целей. Основное назначение управляющей системы  – поддерживать нормальный режим  работы объекта управления. В условиях воздействия внешней среды.

     Объект  управления во взаимодействии с управляющей  системой образует замкнутую систему  управления. 

Объект управления

Управляющая система

Х+ΔХ

ΔХ

У

У

 
 
 
 
 
 
 
 

     Х – воздействие внешней среды  на объект управления

     У – реакция системы на воздействие  Х

     Связь, с помощью которой управляющая  система воздействует на объект управления, называется обратной.

     Входным сигналом для обратной связи является выходной сигнал системы У.

     Управляющая система вырабатывает воздействие  обратной связи ΔХ, которое вместе с Х поступает на вход объекта  управления.

     В правильно работающей системе сигнал Х+ΔХ должен способствовать улучшению  качества функционирования замкнутой  системы управления.

     Итак, управление – это непрерывный  и целенаправленный процесс воздействия  на объект управления.

     Управление  есть процесс, а система управления – механизм, который обеспечивает процесс управления.

     Система управления – это совокупность целостных  взаимосвязанных и взаимодействующих  элементов, обеспечивающих процесс управления 
 

     

5. Структура системы

     Система может быть представлена перечислением  элементов или «черным ящиком» (модель входа-выхода, а что внутри не знаем), но чаще всего требуется  знать внутреннюю систему, поэтому  вводится понятие структуры.

     Структура отражает взаимосвязи и взаимораспространения  основных частей системы, ее устройство, строение. Структура характеризует  организованность системы, упорядоченность  ее элементов и связей между ними.