Структура системы с управлением

Лекция 2

УПРАВЛЕНИЕ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

 

 

1. Характеристика системы

2. Структура системы с управлением

3. Задачи управления

4. Функции системы управления

5. Цикл управления

6. Аксиомы теории управления

7. Принципы управления

8. Системный анализ

9. Процессный подход к управлению

10. Задание для самостоятельной работы

 

 

Управление как наука и особый вид деятельности возникло очень давно, во всяком случае, не с момента возникновения менеджмента. Мы употребляем этот термин во многих случаях жизни. Управление собой, управление велосипедом, космическим кораблем, управление огнем артиллерии, управление организацией и т.д. Это означает, что в управлении вообще (чем бы то ни было) есть много общего. С другой стороны, термин «управление» не употребляется без определения объекта, которым управляют, значит, существуют и особенности.

) Справка. «Управлять – значит, вести предприятие к его цели, извлекая максимальные возможности из всех имеющихся в распоряжении ресурсов» [Анри Файоль (1841-1925)].

) Справка. «Управление – это особый вид деятельности, превращающий неорганизованную толпу в эффективную целенаправленную и производительную группу» [Питер Ф. Друкер].

) Справка. «В управлении есть последовательность: (…) сначала наведи порядок в близком, потом наведи порядок в далеком; сначала наведи порядок в распоряжениях, потом наведи порядок в наказаниях; (…) сначала наведи порядок среди сильных, потом наведи порядок среди слабых; сначала наведи порядок в большом, потом наведи порядок в малом; сначала наведи порядок в своей жизни, потом приводи к порядку других» [Чжугэ Лян (181 – 234), китайский полководец].

Абстрагируясь от конкретизации объектов управления, будем называть любой объект системой. Система – это совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов [10]. Понятно, что системы могут быть биологическими, физическими, математическими, техническими, социальными и т.д.

 

 

Характеристика системы

Любая система характеризуется энтропией, синергизмом и взаимозависимостью составляющих ее подсистем. Энтропия – универсальное свойство всех систем, отражающее их тенденцию к постепенному «истощению и умиранию». Поэтому задачей высшего руководства является осуществлять непрерывный мониторинг работы системы, подстраиваться к происходящим в ней изменениям, вносить коррективы и всеми средствами стремиться к уменьшению энтропии.

Синергизм означает, что система как единое целое способна создавать значительно больший эффект от своей работы, нежели простая сумма слагаемых результатов от работы отдельных составляющих системы. Поэтому работа каждого компонента системы должна оцениваться в зависимости от его вклада в достижение общей цели, а не за индивидуальную его работу в отрыве от работы системы в целом. Ориентация работы системы на максимизацию удовлетворения запросов потребителей позволяет оптимальным образом организовать взаимодействие отдельных компонентов системы для достижения поставленной цели.

Управление системой требует знаний о внутренних взаимосвязях между всеми ее элементами, между людьми, которые в ней работают. Взаимозависимость между отдельными составляющими системы проявляется, когда изменение какого-то одного элемента неизбежно затрагивает и другие. Функционирование каждого элемента в системе должно быть подчинено и направлено на достижение общей цели. Без общей цели система не может существовать. Цель организации должна удовлетворять каждого работника, и каждый должен быть заинтересован в ее достижении.

Глубокое знание и понимание основных характеристик системы:

энтропия + синергизм + взаимозависимость элементов,

поддающихся идентификации (измерению) и регулированию, составляют основу системного мышления руководителя и соответствующего подхода к управлению системой.

 

Структура системы с управлением

Если организацию (фирму, предприятие, учреждение) представить себе как систему (т.е. как совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов), то управление – это процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком (группой людей) или устройством [5].

Цель – это такое состояние или область состояний, которые должны быть достигнуты при функционировании системы за определенный промежуток времени.

Под состоянием будем понимать совокупность состояний системы и среды в один и тот же момент времени.

Цель может задаваться требованиями к показателям результативности, ресурсоемкости, оперативности функционирования системы либо к траектории (пути) достижения заданного результата [5].

Общая структурная схема системы с управлением может быть представлена в виде, показанном на рис.2.1.

Основным элементом организационно-технических систем с управлением является лицо, принимающее решение (ЛПР) – индивидуум или группа индивидуумов, имеющих право принимать окончательные решения по выбору одного из нескольких управляющих воздействий [5].

Управляющая система совместно с системой прямой и обратной связи образует систему управления. Система связи, являясь частью системы управления, обеспечивает обмен управляющей информацией между управляющей системой и объектом управления.

 

 

3. Задачи управления [5]

Управляющая система реализует задачи целеполагания, стабилизации, выполнения программы, слежения и оптимизации.

Задача целеполагания – определение требуемого состояния или поведения системы.

Задача стабилизации – удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий.

Задача выполнения программы – перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам.

Задача слежения – удержание системы на заданной траектории (обеспечение требуемого поведения) в условиях, когда законы изменения управляемых величин неизвестны или изменяются.

Задача оптимизации – удержание или перевод системы в состояние с экстремальными значениями характеристик при заданных условиях и ограничениях.

 

 

4. Функции системы управления [5]

Основными группами функций системы управления являются:

· функции принятия решений;

· рутинные функции обработки информации;

· функции обмена информацией.

Функции принятия решений выражаются в создании новой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий). Это связано с преобразованием содержания информации о состоянии объекта управления и внешней среды в управляющую информацию при решении логических задач, проводимых ЛПР при порождении и выборе вариантов действий. Эта группа функций является главной, поскольку обеспечивает выработку информационных воздействий по удержанию системы в существующем положении или при переводе системы в новое состояние.

Функции обработки информации охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации и т.д. Эта группа функций преобразования информации не изменяет ее смысл, т.е. это рутинные функции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Функции обмена информацией связаны с доведением выработанных воздействий до объекта управления и с получением информации о результатах этих воздействий на объект управления. Типичными функциями обмена информацией являются: получение, сбор, ограничение доступа, передача информации по управлению в текстовой, графической, табличной и иных формах по телефону, системам передачи данных и т.д.

 

 

Цикл управления

Совокупность функций управления, выполняемых в системе при изменении среды, принято называть циклом управления. Выполняя цикл за циклом, система приближается к сформулированной цели. Одно из представлений цикла управления показано на рис.2.2.

 

 

Более подробно, с учетом задач управления, обобщенный цикл управления показан на рис.2.3.

При этом в систему управления от объекта поступает информация о текущем состоянии дел. ЛПР контролирует ее истинность, учитывает и анализирует выявленные отклонения от требуемого состояния и определяет необходимость изменения текущего состояния.

Состояние системы – это множество значений характеристик системы в определенный момент времени.

 

 

 

Характеристика – то, что отражает некоторое свойство элемента системы.

Под свойством понимают сторону объекта, обусловливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами.

Характеристики делятся на количественные и качественные. Количественные характеристики называются параметрами. Их можно измерять или вычислять.

По результатам анализа осуществляется выбор направления воздействия на объект управления: либо производится выработка решений по удержанию системы в требуемом состоянии, либо решается задача целеполагания (проводится корректировка целей), после чего система переводится в новое состояние на основе прогнозирования и планирования.

 

 

6. Аксиомы теории управления [5]

Аксиома – это исходное положение научной теории, принимаемое без доказательства в силу непосредственной убедительности.

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

Аксиома 1. Наличие наблюдаемости объекта управления. Наблюдаемость обеспечивается контролем текущего состояния объекта управления (ОУ) и воздействий внешней среды. Без этой информации управление или невозможно, или неэффективно.

Аксиома 2. Наличие управляемости, т.е. способности ОУ переходить из текущего состояния в требуемое под воздействием управляющей системы. Если состояние ОУ не меняется, то понятие управления теряет смысл.

Аксиома 3. Наличие цели управления. Под целью управления понимают набор значений количественных и качественных характеристик, определяющих требуемое состояние ОУ. Если цель неизвестна, управление не имеет смысла.

Аксиома 4. Свобода выбора – возможность выбора управляющих воздействий (решений) из некоторого множества допустимых вариантов. Если эти воздействия (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.

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

Из аксиом управления следует, что управление заключается в ограничении разнообразия состояний управляемого объекта.

 

 

7. Принципы управления [13]

1. Изоморфизм. Если две системы «А» и «В», состоящие из множества элементов, изоморфны, то соотношения между элементами системы «А» сохраняются и в системе «В». Изоморфны местность и ее географическая карта, объект фотосъемки и фотография, чертеж и готовая деталь и т.д.

2. Обратная связь.Для всех сложных систем необходимым условием эффективного существования служит обратная связь, передающая в орган управления (управляющую систему) сигнал о достигнутом результате в объекте управления. Следовательно, любая система нуждается в измерении информации о ее состоянии.

3. Управление воздействием на главный фактор. Чаще всего на объект управления действуют несколько входных величин. Например, в технологическом процессе к ним относятся режим обработки заготовок, квалификация исполнителя, условия труда и др. Известная выходная величина, например показатель качества (точность размеров, чистота поверхности и др.) есть результат воздействия многих факторов, в том числе случайных, неизвестных нам или неподдающихся нашему контролю. Следовательно, на практике мы управляем объектами почти всегда в условиях неполной информации. Но управление в этих условиях возможно, и оно может быть эффективным, если мы будем воздействовать на главный фактор. Например, в химических процессах главным фактором часто бывает состав сырья. В социальных процессах в организациях, как правило, главным фактором является способ мотивации работников.

4. Разделение целого на подсистемы. Управляемый объект всегда можно рассматривать как состоящий из относительно независимых друг от друга подсистем. Так, организм человека делится на подсистемы: кровообращение, пищеварение, руки, ноги и т.д. Предприятие – на отделы, цеха, другие службы.

5. Иерархия управления и автоматизм действий. Под иерархией понимается многоступенчатое управление, характерное как для живых организмов, так и для производственных систем. Обычно нижние уровни управления отличаются большей скоростью реакций. Они быстрее перерабатывают поступающие сигналы, поскольку их задачи отличаются меньшей неопределенностью. Иными словами, на нижних уровнях управления ставятся более простые задачи.

Человек мгновенно отдергивает руку от горячего утюга. Рабочий, не задумываясь, за десять секунд снимет заусенец с детали. Мастер за несколько минут решит, откуда достать недостающий материал. А вот анализ пришедшей рекламации потребует уже нескольких дней, ввод новых мощностей – многомесячного анализа.

6. Статистико-вероятностный принцип. Управляемый объект никогда в точности не следует «приказам» (командам) от руководителя (управляющей системы). Поэтому результат управления всегда будет хотя бы чуть-чуть не таким, как мы ожидали. Хороший специалист всегда допускает вероятность ошибки. Это знание отражается, например, в показателях надежности, в гарантийных сроках конкретных приборов или машин, в допусках на параметры, в резервных фондах бюджетов и т.п.

7. Модели и математические методы. Этот принцип позволяет строить модель управляемого объекта, являющуюся его изоморфным отображением. Моделирование позволяет, обычно с помощью компьютера, проанализировать возможные результаты того или иного управляющего воздействия на систему. И это намного упрощает выбор варианта действий (принятие решения).

8. Принцип необходимого разнообразия Эшби [5, 13]. Разнообразие управляющей системы должно быть не меньше разнообразия объекта управления. Иными словами, нужно стремиться к тому, чтобы на каждое возможное состояние управляемого объекта имелось свое управляющее воздействие. Согласно этому принципу с увеличением сложности объекта управления сложность управляемой системы должна увеличиваться. Попросту говоря, интеллект того, кто руководит, должен быть достаточным, чтобы управлять объектом данной сложности.

 

 

8. Системный анализ [14]

Системный анализ тесно связан с такими научными направлениями исследований, как теория информации, теория управления, теория принятия решений, проблемы искусственного интеллекта и т.п. Кроме того, системный анализ (или системный подход) – это еще и жизненная философия, владение которой позволяет успешно решать проблемы повседневной жизни, находить нестандартные решения, придерживаясь «золотой середины» и избегая крайностей.

Назовем условно человека, владеющего системным подходом, «умным», а не владеющего – «глупым». Умный человек, столкнувшись со сложной проблемой, изучает факты, оценивает возможности и принимает обоснованные решения. Глупый – теряется, начинает метаться и совершать необдуманные действия, и поэтому не в состоянии решить проблему.

В системном анализе при изучении сложных объектов используются четыре основные идеи.

Идея 1. Необходимо главное внимание уделять внешним связям объекта с другими системами, а не его детальной внутренней структуре, хотя внутренняя сторона объекта тоже не исключается из рассмотрения.

ó Пример. Пусть на фирме возникла какая-то проблема, например, уменьшился объем продаж, снизилась прибыль и т.п. Обычный путь решения проблемы состоит в поиске ее причин внутри фирмы: выполнение технологических предписаний, нарушение дисциплины, неправильное руководство и т.д. Но может оказаться, что причины неудачи находятся вне фирмы. Системный подход предусматривает расширение исходной системы (фирмы). Можно рассмотреть более общую систему, включающую в себя фирму и ее окружение: рынок, потребителей, конкурентов и т.п. Возможно, что этого окажется недостаточно и потребуется еще большее расширение системы, например, до размеров всей экономической системы государства.

Идея 2. Необходимо приоритет отдавать целям и функциям объекта, а не его структуре. Т.е. структура подчинена целям, а не наоборот.

ó Пример. К сожалению, в жизни часто приходится сталкиваться с обратным: есть структура, она наделяется функциями для выполнения целей. При этом ожидаемые результаты трудно прогнозировать. Системный анализ предлагает нам другой подход: есть цель, что нужно сделать для того, чтобы ее достичь, (определяются функции), какая для этого нужна структура.

Идея 3. При решении проблем, связанных с системами, следует сопоставлять необходимое и возможное, желаемое и достижимое, эффект и затраченные ресурсы. Иными словами необходимо всегда учитывать, какую «цену» придется заплатить за получение требуемого результата.

ó Пример. Мы все ставим различные цели и многого хотим, однако, если мы не оцениваем предварительно имеющиеся в наличии ресурсы: физические, интеллектуальные, материальные, энергетические, информационные, финансовые, временные и т.д., то мы не сможем реализовать наши желания и цели. Забывая это, мы часто таким образом приходим к неосуществимым проектам, многочисленным долгосрочным программам, которые не дают реальных результатов.

Идея 4. При принятии решений в системах всегда следует учитывать последствия решения для других систем, которые оно затрагивает.

ó Пример. Часто бывает так, что решения в системе (организации, фирме, подразделении и др.) принимаются без учета интересов других сторон (систем). При этом рассуждают так: а зачем считаться с интересами других, если мне этого не хочется? Однако при реализации такого решения другие системы, интересы которых не учтены, начинают сопротивляться этому решению, и последнее не выполняется, причем последствия оказываются плачевными для того, кто принял решение. Системный подход предусматривает учет различных интересов и привлечение других систем к выработке решения, что позволяет получить наилучшее решение для большой системы и одновременно наилучшие возможные решения для составляющих подсистем. Так, например, в Японии при принятии решений 90% времени тратится на его согласование со всеми, кого оно затрагивает, и 10% на его реализацию.

«Итак во всем, как хотите, чтобы с вами поступали люди, так поступайте и вы с ними» [Гл.7. Ст.12. От Матфея].