Теория систем и системный анализ

    Этапы управления:

1. Формирование цели (3 вида: стабилизация, ограничение, экстремальная цель)
2. Определение объекта управления (выделение той части среды, на которую субъект может оказывать влияние, минимизация объема объекта)
3. Структурный синтез модели (определение внешней структуры модели, декомпозиция модели, определение внутренней структуры и элементов модели)
4. Идентификация параметров модели
5. Планирование эксперимента
6. Синтез управления
7. Реализация управления
8. Адаптация

38. Особенности анализа  и синтеза технических  систем.

    Анализ  – процесс исследования систем, основанный на декомпозиции с последующим определении ее статических и динамических характеристик, а также характеристик составляющих ее элементов.

    Синтез  – естественный процесс создания новой системы путем определения  ее рациональных или оптимальных  свойств и соответствующих показателей. 

    Технические системы управления (ТСУ) – это  системы, которые содержат в качестве элементов технические устройства и могут в течение некоторого интервала времени функционировать  без участия человека (заводы-автоматы, автоматические линии и пр.).

    ТСУ имеют следующие особенности:

• четко определенную, как правило единственную цель управления;
• отсутствие человека в контуре управления с его социальными и психологическими особенностями;
• достаточно высокую определенность исходных данных и возможность формализации процессов функционирования с использованием детерминированных и стохастических математических моделей;
• простота выделения объекта управления и управляющей системы;
• закон управления (а следовательно управляющая система через ее свойства) может быть спроектирован заранее, что позволяет обеспечить качество управления для любых условий функционирования ТСУ.

    Задачи  анализа и синтеза ТСУ решаются в процессе реализаций ее жизненного цикла, который представляет собой  упорядоченную во времени совокупность состояний системы и работ, обеспечивающих изменение состояний от момента замысла системы до окончания ее существования.

    Задачи  синтеза решаются в процессе создания новых ТСУ. Задачи анализа созданной  ТСУ решаются главным образом  на стадиях ее эксплуатации, транспортировки, снятия с эксплуатации и списания.

    Структурный анализ и синтез ТСУ

    Направлен на исследование и формирование рациональных, функциональных и принципиальных схем, реализующих заданный алгоритм функционирования, а также на изучение и поиск конструктивных решений при определении состава, размещения и стыковки конструктивно различных элементов.

    Функциональный  анализ и синтез ТСУ

    Направлен на исследование и формирование динамических характеристик системы путем  определения процессов изменения ее состояния во времени. Функциональный анализ и синтез направлены на обоснование математических моделей, характеризующих процессы изменения состояний объекта управления под влиянием управляющих воздействий и влияния этих процессов на качество и показатели эффективности управления.

    - обоснование математических моделей,  характеризующих процессы изменения  состояния объекта

    - влияние этих процессов на  качественные и показатели эффективности  управления

    Информационный  анализ и синтез ТСУ

    Сводится  к определению рациональных способов кодирования, передачи, обработки и представления информации между элементами этой системы.

    Параметрический анализ и синтез ТСУ

    Осуществляется  путем комплексного исследования и  определения количественных, структурных, функциональных и информационных характеристик системы.

    Для ТСУ характерна высокая определенность исходных данных и наличие хорошо разработанного математического аппарата, что приводит к следующим особенностям анализа и синтеза:

• высокая точность оценки технических и экономических показателей;
• возможность использования скалярных показателей эффективности;
• относительно небольшим затратам ресурсов на экспериментальную проверку технических расчетов.

39. Особенности анализа  и синтеза эргатических  систем.

    Эргатические  системы управления (ЭСУ) – это системы, которые включают в качестве элементов, как технические системы, так и людей, взаимодействующих с этими системами.

    ЭСУ делятся на простые: «самолет-летчик», «автомобиль-водитель» и большие  сложные «автоматизированные системы управления».

    Особенностью  эргатических систем является то, что  в контур управления, в управляющую  систему, включен сам человек-оператор. Особенности управления ЭСУ состоят  в том, что психофизиологические свойства человека-оператора должны быть включены в параметры (свойства) управляющей системы.

    Задачи  анализа ЭСУ решаются на стадиях  их эксплуатации и транспортировки, снятия с эксплуатации и списания. Анализ используется также для исследования вариантов вновь создаваемых  ЭСУ с целью выбора лучшего  варианта.

    Задачи  синтеза ЭСУ решаются на этапах их проектирования и создания. К задачам  ЭСУ относится процесс принятия решения о целесообразности того или иного нововведения и обоснованного  выбора направлений и предпроектных  исследований.

    Структурный анализ и синтез ЭСУ

    Направлен на решение следующих задач: описание состава организации (ЭСУ) и построение ее структурной схемы; формирование рационального числа уровней  управления; определение состава  и мест размещения звеньев управления, определений функций отдельных подразделений их структурной схемы; создание рациональной сетевой структуры, обеспечивающей требуемые характеристики устойчивости и оперативности управления; исследование отдельных технических устройств, входящих в состав ЭСУ; учет психологических характеристик человека-оператора при создании структур ЭСУ; построение обобщенной структурной информационной модели ЭСУ; описание материальных, вещественных и информационных связей.

    Функциональный  анализ и синтез ЭСУ

    Направлен на решение следующих основных задач: выявление функций, подлежащих автоматизации; определение способов сбора, хранения и отображения информации, необходимой для функционирования систем управления; учет психологических факторов оператора при управлении ЭСУ; определение порядка обработки информации с целью принятия управленческих решений и доведения их до исполнителей; создание системы контроля за доведением решением и их исполнением, а также оценка результатов выполненных решений.

    Информационный  анализ и синтез ЭСУ

    Заключается в исследовании и поиске рациональных способов сопряжения оперативного персонала с техническими средствами и решаемыми задачами управления. При этом исследуются способы представления, ввода и вывода информации, определяется необходимый и достаточный состав формализованных сообщений, обеспечивающих эффективное управление. Наряду с этим решаются общие задачи анализа и синтеза информационного обеспечения, включающего способы классификации и кодирования информации, языковые средства описания данных, базы и банки данных.

    Параметрический анализ и синтез ЭСУ

    Связаны с исследованием и количественной оценкой разнообразных свойств  и различных условий функционирования оперативного персонала и используемых технических средств управления. На практике для исследования свойств  данных систем и их элементов используются количественные, качественные, экономические, технические, общие, комплексные, частные, основные, вспомогательные, специфические, исходные показатели.

40. Особенности анализа  и синтеза организационных  систем.

    Если  в качестве объекта управления рассматривать коллективы людей, то такая система может считаться организацией. Любая организация – это группа людей, деятельность которых сознательно координируется для достижения общей цели (или целей). Группа людей представляет собой организацию:

• если состоит по крайней мере из двух человек, которые считают себя частью этой группы;
• если имеет одну цель, которую принимают как общую все члены группы;
• если состоит из людей, которые сознательно работают вместе, чтобы достичь желаемой для всех цели (или целей).

    Организации могут быть различной сложности, которая определяется сложностью поставленных перед организацией целей.

    Организационная система управления включает: орган  управления (управляющая подсистема), который осуществляет процесс управления организацией, и объект управления (управляемая подсистема), которая осуществляет реализацию задач.

    Процесс управления организацией представляет собой одноразовый, многоразовый или  непрерывный процесс выработки  управляющих действий (сигналы, устные или письменные приказы, распоряжения) и передачи их подчиненным объектам управления для исполнения и достижения цели (целей) управления.

    ОСУ являются наиболее сложными для исследования системами и имеют следующие  особенности:

• возможность самостоятельного формирования целей и способность к самоорганизации;
• необходимость учета в процессе управления многочисленных политических, социальных и экономических факторов;
• высокая неопределенность исходных данных, невозможность прогнозирования всех факторов, влияющих на процесс управления;
• ориентация на определенные социальные потребности;
• большое число и разнообразие связей и отношений между органами управления и отдельными руководителями;
• объективный характер процессов управления и связанные с этим ошибки при формировании целей и расходовании ресурсов на их достижение.

    В основу структурного анализа и синтеза ОСУ должен быть положен системно-исторический подход.

    Системно-исторический подход предполагает учет целей и  задач, решаемых системой на данном историческом этапе ее развития, причем во времени, собственно ей принадлежащем. С целью обеспечения эффективного управления структура системы должна адаптироваться к изменяющейся обстановке путем периодического решения следующих задач:

• оценки и определения рационального числа уровней управления;
• корректировки состава органов управления, отношений и связей между ними;
• определения предельного числа исполнителей, подчиненных органам управления и отдельным руководителям;
• установления рациональной численности всего управленческого персонала системы при заданном количестве непосредственных исполнителей;
• оценки и определения мест размещения органов управления для обеспечения устойчивости и оперативности управления.

    Наряду  с решением этих задач должны решаться задачи структурного анализа и синтеза технических и эргатических систем управления, которые могут входить отдельными элементами в организационные системы управления.

    Функциональный  анализ и синтез ОСУ

    Логически связан с перечисленными структурными задачами и включает решение следующих задач:

• определение целей управления и построение дерева целей, соответствующего иерархической структуре системы управления;
• определение перечня и содержания основных задач управления, установление их взаимосвязи по входной и выходной информации;
• анализ и рациональное распределение функций управления между органами и отдельными руководителями;
• анализ и определение обязанностей, прав, ответственности и соподчиненности органов и отдельных должностных лиц при решении задач управления;
• исследование и разработку эффективных методов решения задач управления;
• обобщение и применение принципов управления, разработанных в ходе исторического развития и совершенствования исследуемых систем.