Методические основы системного анализа. Основные сведения об управлении

1.

• Министерство образования и науки Российской Федерации
• Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
• Дополнительного профессионального образования
• Институт развития дополнительного профессионального образования
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
• ТЕОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ
• Матвеев В.В.

2.

• МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ УПРАВЛЕНИЯ
• Рис. Структурная схема управления.
• Преобразование ресурсов в результат управления

3.

• Тема 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УПРАВЛЕНИИ
• Рис. 1.1 Понятие «управление»
• 1.1

4.

• ПРОЦЕСС И ПОТОКИ

5.

• СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ (ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ) СИСТЕМЫ

6.

• КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИОНЫМИ
СИСТЕМАМИ (ПРОЦЕДУР ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ)

7.

• ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ И ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ
• Состояние любой системы с
заданной точностью можно
охарактеризовать совокупностью
значений величин т,
определяющих ее поведение, т.е.
вектором состояния систем.
• Одной из форм описания
состояния системы пространство состояний
системы.
• Область пространства состояний,
в которой находится
изображающая точка, называется
областью допустимых
состояний.
• Управление - процесс
динамического имитационного
моделирования субъектом
управления перевода системы из
одного устойчивого по
допустимым параметрам
состояния
• в другое с учетом факторов влияния на процессы
деятельности, структуры внешних и внутренних
связей и способности обеспечения самого
управления.

8.

• ПРИМЕР ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
• С УЧЕТОМ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ

9.

• ДЕКОМПОЗИЦИЯ ПРОЦЕССОВ
• Декомпозиция - это метод, позволяющий
заменить решение одной большой задачи
решением серии меньших задач, расщепление
объекта на составные части по установленному
критерию.
Декомпозиция процессов социального управления

10.

• ВЛОЖЕННОСТЬ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

11.

• ОРГАНИЗАЦИЯ ПРЯМЫХ И ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ
• ВО ВЛОЖЕННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ

12.

• УПРАВЛЕНИЕ В ИЕРИРХИЧЕСКИ ВЛОЖЕННЫХ ПРОЦЕССАХ УПРАВЛЕНИЯ

13.

14.

• ГЛАВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПОНЯТИЯ УПРАВЛЕНИЕ
• Необходимое условие управления:
• 1. Различение (распознование) объективно возможных вариантов состояния
системы в будущем.
• 2. Субъективный выбор одного из возможных вариантов.
• 3. Знание поведения системы в среде.

15.

• УСЛОВИЯ УПРАВЛЕНИЯ
Управление, в принципе, возможно
только в том случае, когда известны
законы существования объекта
(процесса) в окружающей среде.
• Поэтому любое управление — это
частный процесс во Вселенной, который
позволяет привести процесс,
протекающий объективно, к субъективно
выбранному режиму течения из
множества объективно возможных
вариантов развития процесса. В этом
состоит главное содержание понятия
управление.
• Невозможно в принципе управлять
субъективными процессами.

16.

17.

ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ УПРАВЛЕНИЯ
• ВЕКТОР ЦЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
• Вектор целей управления представляет
собой описание идеального режима
поведения объекта.
• Вектор целей управления строится по
субъективному произволу.
• Это - иерархически упорядоченное
множество частных целей управления. На
первом приоритете вектора целей стоит
самая важная цель, на последнем —
самая незначительная. Образно говоря,
вектор целей — это список, перечень того,
чего желаем, с номерами, назначенными
в порядке, обратном порядку
вынужденного отказа от осуществления
каждого из этих желаний.
• Под целью понимается конечный
результат, который мы стремимся
достигнуть. Это могут быть идеалы,
потребности (материальные и
духовные), задачи, которые необходимо
решить, параметры разрабатываемого
изделия, планы экономического
развития и т.п.
• Одна и та же совокупность целей, подчиненных разным иерархиям
приоритетов образует разные вектора целей, что ведет и к различию в
управлении. Свойство ВЦ.

18.

19.

ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ДОТУ
• ВЕКТОР ОШИБКИ УПРАВЛЕНИЯ
Вектор ошибки управления,
представляющий собой “разность” (в
кавычках потому, что разность не
обязательно привычная алгебраическая):
«вектор целей» — «вектор состояния». Он
описывает отклонение реального процесса
от предписанного вектором целей
идеального режима и также несет в себе
некоторую неопределенность,
унаследованную им от вектора состояния.
Образно говоря, вектор ошибки
управления это — перечень
неудовлетворенности желаний
соответственно перечню вектора целей с
какими-то оценками степени
неудовлетворенности каждого из них.
• Вектор ошибки — основа для
формирования оценки качества
управления субъектом-управленцем.
Оценка качества управления не является
самостоятельной категорией, поскольку на
основе одного и того же вектора ошибки
возможно построение множества оценок
качества управления, далеко не всегда
взаимозаменяемых.
• Обратимость в паре ВЦ и ВО. При определенных обстоятельствах
ВЦ может оказаться ВО. То, что в одной концепции управления
является ВЦ, в другой концепции может оказаться ВО при общем ВС
и наоборот.

20.

• ПОНЯТИЕ И РОЛЬ ЦЕЛИ В ПРОЦЕССЕ УПРАВЛЕНИЯ

21.

• ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ЦЕЛЕЙ
• Цель
• Интересы
• Неудовлетворительная
• Текущая ситуация

22.

• ДЕРЕВО ЦЕЛЕЙ

23.

ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ДОТУ
• ВЕКТОР ЦЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
• При однокачественных
процессах более высокими
приоритетами в векторе целей
управления обладают медленно
изменяющиеся
(низкочастотные) процессы.
• Это вызвано тем, что все
частные высокочастотные
процессы протекают на фоне
низкочастотных и модулируются
низкочастотными.
• №
• 3
• Для разнокачественных
процессов с близкими
частотными параметрами
порядок следования
приоритетов определяется в
соответствии с приоритетами
обобщенных средств
управления.
• 4
• Пример:
• Реальные планы социальноэкономического развития
Японии в период 1964-1968 г.г.
Вектор целей
• (план
экономического
развития
• Вектор состояния
(результаты экономической
деятельности)
Вектор
ошибк
и
• 1
Улучшение
промышленной
структуры
+
0
• 2
Воспитание
человеческих
способностей
+
0
Продвижение науки
и технологии
+
0
Совершенствование
качества жизни
+
0
• 5
• Темпы
экономического
роста – 8,1%
• 6
• Рост
потребительских
цен – 2,5 %
• 7
Сальдо текущего
платежного баланса
-0
Темпы экономического
роста – 10,6%
- 2.5 %
2.5%
• Сальдо текущего
платежного баланса –1.47
млрд. дол.
- 1.47
млрд.
дол
Темпы роста ВВП на душу
населения – 8 %
Рост потребительских цен
– 5,0 %
Увеличение объема
промышленного
производства – в 20 раз
Количество инженеров
на 1 млн. населения – 700

24.

ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ДОТУ
• ВЕКТОР ЦЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ
• Вектор целей управления строится по
•№
субъективному произволу
• Два любых вектора целей можно
сравнить на идентичность входящих в
них частных целей и порядок их
следования. Понятие глубины
идентичности векторов целей
основано на совпадении порядка
следования целей и отсутствии
антагонизмов между не
совпадающими целями. Если
совпадает порядок следования целей,
и отсутствуют антагонизмы, то
управление осуществимо
бесконфликтным образом на основе
некой объемлющей всех участников
концепции управления в пределах их
глубины идентичности.
• Этому понятию сопутствует другое
понятие: запас устойчивости
бесконфликтного управления по
глубине идентичности векторов
целей.
• За пределами глубины идентичности
векторов целей управление может
носить внутренне конфликтный,
концептуально неопределенный
Вектор целей
менеджмента США
• №
• Вектор целей
менеджмента Японии
• 1
Максимализация
прибыли на капитал
• 1
Увеличение
рынке
• 2
Повышение цен на акции
• 2
• 3
Увеличение доли на
рынке
• 3
• 4
Улучшение портфеля
продуктов
• 4
Рационализация
производства и сбыта
• 5
Повышение уровня
собственного капитала
• 6
Увеличение доли новых
продуктов
• 7
Повышение престижа
компаний
• 8
Улучшение условий
труда
• 9
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
доли
на
Максимализация
прибыли на капитал
Увеличение доли новых
продуктов
Рационализация
производства и сбыта
Улучшение портфеля
продуктов
Повышение уровня
собственного капитала
Повышение престижа
компаний
Улучшение условий
труда
Повышение цен на акции

25.

• РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОХОДОВ и РАСХОДОВ В ОБЩЕСТВЕ

26.

• ПАРАМЕТРЫ УПРАВЛЕНИЯ

27.

• ОСНОВНЫЕ ПОСТУЛАТЫ ПОЛИТИЧЕСКОЙ ПАРТИИ «Яблоко»
• (КОНТРОЛЬНЫЕ, УПРАВЛЯЕМЫЕ И СВОБОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ)
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
неприкосновенность личности;
гражданские права и свободы;
реформа судебной власти;
реформа спецслужб и силовых структур: профессиональная армия, возможность
общественного контроля деятельности госорганов и различных силовых
ведомств;
расширение полномочий субъектов федерации, ослабление централизованной
властной вертикали в пользу местного самоуправления;
неприкосновенность частной собственности;
свободная конкуренция, упрощение законодательных механизмов,
регулирующих предпринимательскую деятельность, гарантия прав потребителей;
модернизация промышленности и аграрной сферы;
рационализация инфраструктур страны;
принятие мер, направленных на уменьшение социальной разобщенности
населения, уменьшение разницы в доходах богатейших и беднейших слоев
населения;
развитие образования, медицины и культуры;
государственная поддержка науки;
повышение уровня экологической безопасности производств, поддержка
экологически чистых методов производства энергии.
http://fb.ru/article/186067/lideryi-partii-yabloko-programma-partii

28.

ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ДОТУ
• ВЕКТОР ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ
• Вектор (текущего)
состояния контрольных
параметров, описывает
реальное поведение объекта
по параметрам, входящим в
вектор
целей.
• Эти
два
вектора образуют
взаимосвязанную пару, в
которой каждый из этих двух
векторов представляет
собой упорядоченное
множество
информационных модулей,
описывающих те или иные
параметры объекта,
определённо
соответствующие частным
целям управления.
• Упорядоченность
информационных модулей в
векторе состояния
повторяет иерархию вектора
целей.
Поскольку восприятие состояния объекта не идеально,
носит субъективно обусловленный характер, то вектор
состояния всегда содержит в себе некоторую ошибку в
определении истинного состояния.

29.

• ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ДОТУ
Субъект
управления
(управляющая
система)
Вектор
целей
Z0=(Z01,Z02 …
Z0n)
• Внешняя среда
Вектор возмущающего воздействия
• S=(S1,S2, ... Sj)
• Вектор
управляющего
воздействия
U=(U1,U2 … Uk)
Объект управления
Вектор
состояния
Х=(Х1, …Хm)
X=Zt+U+F
Контрольные
параметры.
Zt=(Zt1....Ztn)

30.

31.

• Полная функция управления

32.

33.

• РАЗЛИЧЕНИЕ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

34.

• РАЗЛИЧЕНИЕ ВЗАИМОВЛОЖЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

35.

• ПОЛНАЯ ФУНКЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ВИДЫ ВЛАСТИ

36.

37.

• КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ ВЛАСТЬ

38.

• КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ ВЛАСТЬ

39.

• СООТНОШЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ, ИДЕОЛОГИИ И КУЛЬТУРЫ
• В СИСТЕМЕ ОБЩЕСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ

40.

• СООТНОШЕНИЕ ИДЕОЛОГИИ И ПОЛИТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
• В СИСТЕМЕ ОБЩЕСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ

41.

• КЛАССИФИКАЦИЯ ИДЕОЛОГИЙ

42.

• ХРОНОЛОГИЯ ИДЕОЛОГИЧЕСКИХ ВНЕДРЕНИЙ В РОССИЙСКОЕ ОБЩЕСТВО

43.

44.

45.

46.

47.

• Способы управления

48.

49.

50.

• Способы управления

51.

52.

• Параметры
• Структурный
• способ управления
Формирование структур
Передача
управляющей
информации
Информация о состоянии
функционирования
системы
Элементы системы
• Бесструктурный
• способ управления
До начала управления
Директивно адресно
Адресная информация
Заранее подготовлены
конкретных функций.
для
выполнения
Быстродействие
Наиболее
высокое
стандартных задач.
Количество элементов
Требования к элементам
системы
для
выполнения
срыва
Статистические данные
Система должна состоять из множества
аналогичных друг другу элементов;
каждый элемент системы должен быть
способен к самоуправлению, управлению
другими элементами и к управлению
извне.
Наиболее высокое для
нестандартных задач.
Избыточность по количеству элементов.
Избыточность по количеству образуемых
систем.
Постоянная функциональная пригодность для
выполнения определенных функций.
Все элементы самоуправляемы на основе
информации их памяти.
Каждым из них можно управлять извне,
поскольку
они
могут
принимать
информацию в память (по 1).
Они
могут
управлять
другими
элементами (по 1, 2), поскольку могут
выдавать информацию из памяти другим
элементам множества.
Способы
управления.
Безадресно в среду
После начала управления
Искажение целеполагания.
Преднамеренное искажение структуры или ее
элементов.
Нарушение
связи
между
элементами
структуры.
выполнения
Внедрение в каналы прямых и обратных
связей.
Искажение памяти элементов среды.

53.

54.

• ПРИОРИТЕТЫ ОБОБЩЕННЫХ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ (ОРУЖИЯ)

55.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ РАЗОМКНУТОГО
• (ПРОГРАММНОГО) УПРАВЛЕНИЯ

56.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ РАЗОМКНУТОГО
• (ПРОГРАММНОГО) УПРАВЛЕНИЯ
Холодильник. Кондиционер. Прививки. Бюджет. Учебная

57.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ
(ПРОГРАММНО-АДАПТИНОГО)

58.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ
(ПРОГРАММНО-АДАПТИНОГО)
• ПОВОРОТ = F([идеал] - [текущее состояние])
• ВЫРАБОТКА управляющего решения только
ПОСЛЕ свершившегося отклонения (как
говорят - по факту...)

59.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ
(ПРОГРАММНО-АДАПТИНОГО)
• ПОЛУ-идеальный случай, когда машина едет по
ломаной
траектории,
бультыхаясь
внутри
зеленой полосы, - порога чувствительности
системы управления (водилы + руля) машина
мгновенно разворачивается после определенного
отклонения от синего идеального положения на
дороге, чем больше порог чувствительности тем
шире зеленая зона и отклонение от синей полосы
• Реальность после определенного отклонения от
идеального положения на дороге (синего)
машина только начинает поворачиваться
(граница зеленый - красный) на что уходит
определенное время за которое машина еще
больше отклоняется от идеала (граница
красного).

60.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ
(ПРОГРАММНО-АДАПТИНОГО)
• Установка светофора при накоплении статистики ДТП на данном
перекрестке.
• Прием препаратов при появлении признаков заболевания.
• Строительство лагерей, пограничных заграждений и закрытие
государственных границ в Европе при возрастающем потоке
беженцев.
• Организация питания и диета.
• Изменение
устойчивости
управления
программноадаптивной схемы в зависимости
от внешних условий (свободных
параметров).
• В зависимости от состоянии
дороги
(гололед,
канавы),
наличии
резких
поворотов,
погодных
условий,
требуется
уменьшить
отклонение
от
идеального положения на дороге:
• уменьшаем
скорость
и
уменьшаем
порог
чувствительности вождения, т.е.
теперь СЛЕДИМ за дорогой
пристальнее и при маленьких
отклонения поворачивать машину
(постоянно подруливать).
• В этом случае обратной стороной
медали
является то
самое
запаздывание
реакции
системы
и
объекта
на
управляющее
действие
(поворот руля), т.е. когда порог
чувствительности
(зеленая
полоса) сведена к возможному
минимуму, то даже в этом случае
машина
при
постоянном
подруливании описывает зигзаг
вокруг идеального положения на
дороге
(красная
полоса

61.

• СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ
(ПРОГРАММНО-АДАПТИНОГО)

62.

• СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПО ОТКЛОНЕНИЮ

63.

64.

СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДИКТОР-КОРРЕКТОР
• (ПРЕДУКАЗАТЕЛЬ-ПОПРАВЩИК)

65.

ОРГАНИЗАЦИЯ СХЕМЫ
• УПРАВЛЕНИЯ С УПРЕЖДЕНИЕМ
Для предвидения :
1) информация о том, что управление происходит с отклонением от идеального режима.
2) информация о причинах вызывающих отклонения от идеального управления.
3) информация об открытых ВОЗМОЖНОСТЯХ способных вызвать причины отклонения от идеала.
• 4) информация о процессах течение которых способно открыть возможности,
вызывающие причины отклонения от идеального управления.