Sistēmu vadība

1.

Sistēmu vadība
Dr.sc.ing., Dr.paed. asoc.prof. Alla Anohina-Naumeca
E-pasts:
Kontaktadrese:
Tālrunis:
[email protected]
Daugavgrīvas iela 2- 545, Rīga, Latvija, LV-1048
(+371) 67089595

2.

Sistēmiskas domāšanas raksturojumi
Kā ir redzams zemāk, sistēmas vadība, atbilstoši Čerčmenam
(Churchman),
ir
viens
no
5
sistēmiskas
domāšanas
raksturojumiem:
1. Sistēmas mērķi kopā ar sistēmas darbības novērtējuma
mēriem
2. Sistēmas ārējā vide
3. Sistēmas resursi
4. Sistēmas komponentes
5. Sistēmas vadība un/vai pārvaldība

3.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (1)
Sistēmas
vadība
un/vai
pārvaldība
ir
nepieciešama
sistēmas mērķu sasniegšanai un tā ietver sevī sistēmas
darbības tekošā un vēlamā stāvokļa salīdzināšanu
Tai ir 2 pamatfunkcijas:
1. Plānošana – plānot kādā veidā sistēma var sasniegt savu
mērķi, ņemot vērā tās ārējo vidi, pieejamos resursus un
sistēmas objektus
2. Kontrole – ietver gan iepriekš izstrādāto plānu izpildes
novērošanu, gan arī izmaiņu plānošanu un ieviešanu

4.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (2)
Par sistēmas vadības mehānismu var būt ārējā vai
iekšējā sistēma/elements vai elementu grupa
Vadības mehānisma sarežģītība ir atkarīga no sistēmas
dabas
Sistēmas vadība un/vai pārvaldība pamatojas uz
informācijas iegūšanu un apstrādi

5.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (3)
Elektriskā tējkanna: sistēmas vadība un/vai
pārvaldība
Tējkannas vadību daļēji realizē tās lietotājs
un daļēji pašas tējkannas vadības bloks.
Lietotājs ielej ūdeni (resursu), iesprauž
kontaktdakšu un nospiež slēdzi (objekti), kā
arī apskatās, lai tējkanna stāvētu piemērotā
un drošā vietā (plānošana). Pēc tam vadības
bloks kontrolē ūdens sildīšanas procesu.
Lietotājs arī novēro, vai sistēma darbojas
pareizā veidā (kontrole). Gadījumā, ja
tējkanna nesasniedz savu mērķi - nesilda
ūdeni, lietotājs nosaka, kur ir problēma, un
pats to atrisina, vai aiznes tējkannu uz
remontdarbnīcu

6.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (4)
Organizācija- Rīgas Tehniskā universitāte:
sistēmas vadība un/vai pārvaldība
Rīgas Tehniskajai universitātei ir daudzlīmeņu vadības
mehānisms, kuru realizē tās administrācija, sakot ar rektoru,
prorektoriem zinātnes, mācību un saimnieciskajā darbā,
kancleru, senātu un akadēmisko sapulci un beidzot ar
struktūrvienību
administrāciju
fakultātēs.
Universitātes
pārvaldība ir ļoti sarežģīta, tādēļ, ir parādītas tikai dažas
plānošanas un kontroles funkcijas.
Rektors veic operatīvo vadību visos universitātes darbības virzienos, bet
prorektori savos virzienos. Senāta komisijas veic plānošanu un kontroli.
Piemēram, stratēģiskā komisija plāno universitātes darbību ilgākam laika
periodam un uzrauga šī plāna izpildi. Savukārt, informācijas tehnoloģijas
komisija plāno universitātes informācijas tehnoloģiju attīstību un informācijas
sistēmu izstrādes, kā arī kontrolē to izpildi. Akadēmiskā sapulce apstiprina
universitātes gada budžeta sadali, bet Senāta budžeta komisija izstrādā
taktiskos (īstermiņa) lēmumus par budžeta izlietojumu, ko kontrolē
universitātes kanclers

7.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (5)
Lai izprastu sistēmas vadības nozīmi, ir jāsaprot tās uzdevums sistēmas
funkcionēšanas kopējā kontekstā:
Sistēmai ir definēts mērķis un, lai sasniegtu šo mērķi, sistēma
realizē noteiktu procesu
Procesa darbības rezultātā tiek radīta izeja
Izeju raksturo dažādi parametri (mainīgie). Tieši šo mainīgo
vērtības kontrolē vadība, piemēram, ražošanas rūpnīcas gadījumā
izeja ir saražota produkcija, bet viens no šīs izejas mainīgajiem,
kuru kontrolē, ir saražotas produkcijas apjoms
Izeju mainīgajiem ir jābūt atspoguļotiem darbības novērtējuma
mēros

8.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (6)
Lai izprastu sistēmas vadības nozīmi, ir jāsaprot tās uzdevums sistēmas
funkcionēšanas kopējā kontekstā (turp.):
Definējot darbības novērtējuma mērus, tiem norāda arī vēlamās
vērtības, kuras ir jāsasniedz sistēmas darbības laikā
Taču ārējā vide (radot ārējos traucējumus) vai sistēmas iekšējās
problēmas (jeb iekšējie traucējumi) var kavēt/traucēt izeju mainīgo
vēlamo vērtību sasniegšanu
Vadības mehānisma uzdevums ir pieņemt lēmumus un izstrādāt
stratēģijas ārējo un iekšējo traucējumu radīto seku mazināšanai un
izeju mainīgo vēlamo vērtību sasniegšanai. Citiem vārdiem sakot,
vadības mehānismam ir jāuztur vismaz galvenie izeju mainīgie
noteiktās pieļaujamās robežās

9.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (7)
Sistēma
cenšas
sasniegt
Mērķis
ļauj
noteikt,
vai ir
sasniegts
Darbības
novērtējuma
mērs
ir jābūt
atspoguļotām
ļauj
sasniegt
realizē
Process
dod
Izeja
raksturo
Mainīgie
ir definētas
var radīt
Ārējā
vide
ir izvietota
piemīt
Vadības
mehānisms
nāk no
izstrādā
stratēģijas,
lai mazinātu
Iekšējās
problēmas
nāk no
Traucējumi
traucē sasniegt
kontrolē, lai tiktu sasniegtas
Vēlamas
vērtības

10.

Sistēmas vadība un/vai pārvaldība (8)
Elektriskā tējkanna
Mērķis – sildīt ūdeni līdz lietotāja noteiktajai
temperatūrai, izmantojot elektrisko pieslēgumu
Darbības novērtējuma mērs – ūdens temperatūra,
kurai jāatbilst lietotāja uzstādītajai temperatūrai
Process – ūdens vārīšana
Izeja – karsts ūdens
Izejas mainīgais – ūdens temperatūra
Izejas mainīgā vēlamā
vērtība (sauc par
standartu)

11.

Vadības sistēmas elementi
Analizējot/izstrādājot sistēmas vadības mehānismu, ir jāpievērš
uzmanība 4 pamatelementiem:
Vadāmais objekts
Detektors
Salīdzinātājs
Izpildmehānisms

12.

Vadāmais objekts
Vadāmais objekts ir mainīgais, kas ir izvēlēts no sistēmas
izejas mainīgajiem, un kurš tiek kontrolēts un/vai novērots
Vadāmā objekta izvēle ir vissvarīgākais apsvērums vadības
sistēmas pētīšanā un projektēšanā
Sistēmas izejas kvantitatīvie un kvalitatīvie atribūti ir jāizvēlas
par vadāmiem objektiem
Variācijas
vadāmā
objekta
stāvokļos
(vadāmā
objekta
uzvedībā) kļūst par stimulu, kas iedarbina vadības sistēmu. Bez
šīm izmaiņām vadības sistēmai nav iemeslu pastāvēt

13.

Detektors
Detektors (skenējošā sistēma/sensors) ļauj iegūt informāciju
par vadāmā objekta pašreizējo stāvokli (vērtību)
Svarīgi detektora raksturojumi ir frekvence (cik bieži iegūst
informāciju),
kapacitāte
(cik
daudz
informācijas
iegūst),
precizitāte (cik precīzi iegūtā informācija apraksta vadāmā
objekta pašreizējo stāvokli) un izmaksas
Detektora izejas signāls izsauc salīdzinātāja ieejas signāla
parādīšanos

14.

Salīdzinātājs
Salīdzinātāja
funkcija
ir
salīdzināt
vadāmā
objekta
pašreizējo vērtību ar iepriekš definēto vēlamo vērtību (ko sauc
arī par standartu jeb normu)
Salīdzināšanas rezultāti (starpība starp patieso vadāmā objekta
vērtību un standartu) tiek nodoti izpildmehānismam

15.

Izpildmehānisms (1)
Izpildmehānisms patiesībā ir lēmumu pieņēmējs, kas novērtē
alternatīvās koriģējošās iedarbes atkarībā no salīdzinātāja
nosūtītajiem rezultātiem
Pamatojoties uz salīdzināšanu, sistēmas izejas tiek klasificētas
divās klasēs – “zem kontroles” un “ārpus kontroles”
Ja sistēmas izeja ir ārpus kontroles, tas var nozīmēt, ka
formulēto mērķi nav iespējams sasniegt, vai arī tas neatbilst
sistēmas spējām

16.

Izpildmehānisms (2)
Ja sistēmas izejas stāvoklis tiek noteikts kā “ārpus kontroles”,
tad ieguvumi no sistēmas atgriešanas “zem kontroles” tiek
salīdzināti ar ieteikto koriģējošo iedarbju realizācijas izmaksu
novērtējumu
Koriģējošās iedarbes var būt detektora un salīdzinātāja
precizitātes pārbaude, mērķa sasniegšanas iespēju pārbaude
(mērķis var būt nereāls, neatbilstošs sistēmas iespējām), vai
ieeju optimālas kombinācijas atrašana

17.

Vadības sistēmas pamatelementi (1)
Vadības sistēmas elementus un darbību var atspoguļot šādi:
Augšējā robeža
Ieeja
Process
Izeja
t1
t2
Detektors
t3
Ieeja
Process
Izeja
Izpildmehānisms
s
Izeja
Process
Salīdzinātājs
Ieeja
Izeja
Process
Ieeja
Apakšējā robeža

18.

Vadības sistēmas pamatelementi (2)
Elektriskā tējkanna
Vadāmais objekts – ūdens temperatūra (tas ir
mainīgais, nevis kāds fizisks objekts!)
Detektors – temperatūras sensors
Salīdzinātājs – mikrokontrolieris, lietotājs
Izpildmehānisms – lietotājs

19.

Vadības sistēmas pamatelementi (3)
Rīgas Tehniskā universitāte
Vadāmais objekts – absolventu skaits (tas ir
mainīgais, nevis kāds fizisks objekts!)
Detektors – struktūrvienības
Salīdzinātājs – Studiju departaments
Izpildmehānisms – Studiju departaments un
struktūrvienības

20.

Vadības sistēmas pamatelementi (4)
Veikals: vadības sistēmas elementi
Vadāmais objekts- peļņas lielums (tas ir mainīgais, nevis
kāds fizisks objekts!)
Detektors – grāmatvedis (sastādot atskaites par veikala darbību
mēneša vai kvartāla beigās, grāmatvedis aprēķina visus veikala
ienākumus un izdevumus, rezultātā iegūstot peļņas lielumu)
Salīdzinātājs – veikala direktors (direktors saņem no
grāmatveža atskaites un salīdzina peļņas lielumu ar mēneša vai
kvartāla sākumā plānoto peļņas lielumu)
Izpildmehānisms – veikala direktors (pamatojoties uz
salīdzināšanas rezultātiem, direktors pieņem lēmumu, kā attīstīt
veikala darbību)

21.

Vadības kontūrs (1)
Ņemot
vērā sistēmas vadības realizāciju, var izdalīt 2
tipu vadību sistēmas:
Vaļēja kontūra vadības sistēma
Slēgta kontūra vadības sistēma

22.

Vadības kontūrs (2)
Vaļēja kontūra vadības sistēma
• Tiešā veidā netiek kontrolēts vadāmais objekts
• Tā vietā kontrolē fiksētu nosacījumu kopu,
lielākā daļa no kuriem balstās uz laiku
• Ir pieņemts, ka, ja uzdotie nosacījumi tiks
izpildīti, tad automātiski tiks sasniegta vadāmā
objekta vēlamā vērtība
• Rezultātā detektora, salīdzinātāja un
izpildmehānisma funkcijas saplūst kopā

23.

Vadības kontūrs (3)
Veļas mazgājamā mašīna
Ieeja:
Netīras drēbes
Process:
Mazgāšana
Izeja:
Tīras drēbes
Vadāmais objekts:
Drēbju tīrības pakāpe
Veļas mazgājamā mašīna nenovērtē drēbju tīrības pakāpi, tā tikai un
vienīgi ievēro uzdoto mazgāšanas laiku un programmu, kas, pēc būtības,
ir fiksēti nosacījumi
Tosters
Ieeja:
Maizes gabali
Process:
Grauzdēšana
Izeja:
Grauzdēti maizes gabali
Vadāmais objekts:
Maizes gabalu grauzdēšanas pakāpe
Tosters nenovērtē maizes gabalu grauzdēšanas pakāpi, tas tikai un
vienīgi ievēro uzdoto grauzdēšanas laiku, kas, pēc būtības, ir fiksēts
nosacījums

24.

Vadības kontūrs (4)
Slēgta kontūra vadības sistēma
• Tiešā veidā tiek veikta vadāmā objekta
kontrolēšana
• Vadāmā objekta pašreizējā vērtība tiek
salīdzināta ar uzdoto standartu
• Tiek nodalītas detektora, salīdzinātāja un
izpildmehānisma funkcijas

25.

Vadības kontūrs (5)
Elektriskā tējkanna
Vadāmais objekts – ūdens temperatūra (tas ir
mainīgais, nevis kāds fizisks objekts!)
Detektors – temperatūras sensors
Salīdzinātājs – mikrokontrolieris, lietotājs
Izpildmehānisms – lietotājs

26.

Vadības kontūrs (6)
Rīgas Tehniskā universitāte
Vadāmais objekts – absolventu skaits (tas ir
mainīgais, nevis kāds fizisks objekts!)
Detektors – struktūrvienības
Salīdzinātājs – Studiju departaments
Izpildmehānisms – Studiju departaments un
struktūrvienības