Управление системой. Критерий эффективности

Таким образом, производственно-экономическая система представляет собой сложную, стохастическую, динамическую систему, характеризующуюся высоким уровнем разнообразия состояний. С точки зрения управления, т.е. приведение системы в заданное состояние, все системы можно разделить на управляемые и неуправляемые. К неуправляемым системам относятся, например, все стихийные явления в природе. Примеры управляемых систем - это движение автомобиля, работа предприятия по установленному плану. Управляемые системы отличаются от неуправляемых тем, что их функционирование должно быть целенаправленным, и предполагаемая цель должна быть максимально достигнута независимо от изменений условий внешней среды и внутренних параметров.

Рассмотрим пример управляемой системы - систему управления производственно-экономической системой предприятия. Основным назначением предприятия, как производственной системы, является преобразование исходных ресурсов, характеризующих определенные затраты, в продукцию с заданными свойствами. Процесс преобразования и параметры продукции, характеризуются определенными технико-экономическими показателями - результатами. Цель функционирования этой системы - повышение эффективности производства, получение прибыли. К существенным системным признакам следует отнести: число наименований выпускаемой продукции, потребность в ней, состав и производительность агрегатов по выпуску продукции различных наименований, характеристика технологических процессов, обеспеченность материальными, трудовыми ресурсами, общий фонд заработной платы и условия его использования и т.д. Сущностью системы управления предприятием является установление и описание взаимосвязей и взаимозависимостей между наиболее существенными факторами и характеристиками предприятия, с целью обеспечения целей функционирования.

Общая структуры системы управления включает в себя управляемую подсистему или объект управления, управляющую систему и обратную связь.

Объект управления - агрегат, процесс, подсистема основной системы, вся система в которой реализуется цель функционирования системы.

Управляющая подсистема или субъект управления т.е. управляющий персонал (менеджмент), совокупность моделей, методов, способов и технических средств предназначенные для выработки и реализации управляющих решений с целью приведения объекта в заданное состояние. Реализация управляющих решений производится через обратную связь с объектом. Обратная связь является средством гибкого управления, когда конкретное управляющее решение вырабатывается в зависимости от сложившейся ситуации.

Эти элементы, формирующие в совокупности замкнутую систему управления, находятся под воздействием внешней среды, которая может способствовать или препятствовать достижению целей системы (рис. 1.3).

Рис.1.3. Управление производственно-экономической системой

Объект управления (система) S в момент времени t характеризуется вектором параметров системы θ n(t), вектором управлений Uy (t), вектором контролируемых входных воздействий X n(t), вектором неконтролируемых возмущений F n(t), вектором выходов (результатов функционирования) системы Y n(t) и взаимодействует с внешней средой посредством входов и выходов.

Основными типами входов (подмножествами элементов вектора X n(t)), являются:

Х1 - информационный вход объекта характеризующий поток подлежащий переработке информации;

Х2 - энергетический вход, обеспечивающий развитие объекта или его поддержание на заданном уровне производительности;

Х3 - материальный вход, представляющий собой поток материальных ресурсов, подлежащих переработке объектом либо потребляемых в процессе его функционирования;

Х4 - кадровый вход, обеспечивающий объект подготовленными для участия в процессе функционирования кадрами;

Х5 - финансовый вход, отражающий поступление финансовых потоков в систему.

Указанные входы представляют собой организованные входы, их наличие обеспечивается целеустремленной деятельностью людей. Помимо организованных входов есть неорганизованные, случайные возмущения, как правило, затрудняющие деятельность системы Fn(t) поступающие из окружения (срывы сроков поставки материалов, несоответствие марки материала, задержки с финансированием и т.д.).

Таким образом, вход исследуемого объекта представляет собой вектор:

Хn(t) = (X1, X2, X3, X4, X5)

Каждый вход может иметь несколько составляющих.

Результат деятельности системы - вектор выхода Yn(t) может быть охарактеризован аналогичными составляющими:

Yn(t) = (Y1, Y2, Y3, Y4, Y5),

где Y1 - информационный выход;

Y2 - энергетический выход;

Y3 - материальный выход;

Y4 - кадровый выход;

Y5 - финансовый выход, отражающий движение финансовых потоков, исходящих от предприятия.

Uy(t) = (U1, U2, U3,.....Un) - вектор управляющих воздействий.

В качестве управляющих воздействий могут выступать выделение дополнительных фондов, задание сроков и объёмов поступления сырья, выбор сроков и длительности остановки агрегатов на ремонт, выбор величины страховых запасов, выбор объёмов и сроков финансирования, изменение плановых показателей и т. д.

Процесс функционирования системы S описывается во времени t оператором преобразования Ψs, который в общем случае преобразует независимые переменные в зависимые в соответствии с соотношениями вида

Yn(t) = Ψ s (Хn, θn, Fn, Un, t)

(1.1)

Совокупность зависимостей выходных характеристик системы от времени yi (t) для всех видов j=1,n называется выходной траекторией Yn (t). Зависимость (1.1) называется еще законом функционирования системы и обозначается Ψ s. В общем случае закон функционирования системы Ψ s может быт задан в виде функции, функционала, логических условий, в алгоритмической и табличной формах или в виде словесного правила соответствия.

Весьма важным для описания и исследования системы S является понятие алгоритма функционирования A s, под которым понимается метод получения выходных характеристик с учётом входных воздействий Xn(t), воздействий (возмущений) внешней среды Fn(t) и собственных параметров системы θn(t). Очевидно, что один и тот же закон функционирования Ψ s (t) системы S может быть реализован различными способами, т. е. с помощью множества различных алгоритмов функционирования A s.

Любая производственно-экономическая система характеризуется одним или (как правило) несколькими показателями качества функционирования. Математическое выражение показателя качества также называют целевой функцией или в более узком смысле критерием оптимальности. С учётом этого основная задача управляющей подсистемы состоит в том, чтобы рассчитать такие управления Uy (t) =(U¹y,U²y, U³y,......Uⁿy), которые экстремизируют (т. е. максимизируют или минимизируют) выбранный показатель качества фукционирования

W s = W { X (t), U (t), θ (t),t} extr

U(t)

При ограничениях, накладываемые на переменные в процессе функционирования системы (S, X, U, t) ϵ G

Управляющий персонал, ответственные за принятие решений, в производственно- экономических системах, могут оценить их эффективность одним из трех способов.

Во-первых, есть возможность (по крайней мере, теоретическая) проводить управляемые эксперименты с производственной системой предприятия. Однако при проведении натурных экспериментов трудно сохранить постоянство факторов и условий, влияющих на результат, а следовательно, сложно обеспечить надежную оценку различных управляющих решений.

Во-вторых, если есть данные о развитии экономической системы за некоторый период времени в прошлом, то можно провести мысленный эксперимент по этим данным. Но нельзя слишком доверять оценкам управляющих решений, полученных на основе данных о развитии системы в прошлом, так как на эффективность экономической системы могли повлиять случайные возмущения и факторы, которые в настоящий момент могут отсутствовать.

И в-третьих, можно построить математическую модель рассматриваемой системы.