Эффективность управления системой

Эффективность управления (управляющих воздействий) есть степень соответствия фактического или ожидаемого результата требуемому (желаемому), т.е. степень достижения цели.

Для оценки эффективности управления необходимо формализовать и измерить реальный (фактический или ожидаемый) результат Y и требуемый (желаемый) результат Y_mp , которые включают множество частных показателей, позволяющих всесторонне оценить результат функционирования системы управления. Как правило, для многих практических задач принимается, что значение показателей, определяющих цель Y_mp, фиксировано, а реальный результат Y будет зависеть от варьируемых частных показателей h, т.е. Y= Y(h).

Степень соответствия реальных результатов Y(h) поставленной цели Y_mp предлагается оценить с помощью функции соответствия q = p(Y(h), Y_mp), которая в общем случае может представлять собой вектор-функцию или характеризовать, например, расстояние между точками Y и Y_mp или другую степень соответствия данных величин:

q(h) G^mp,

где G^mp -- множество требуемых (эффективных) значений показателей эффективности q, которым соответствуют значения определяемых характеристик h исследуемого объекта (системы, решения и т.п.).

При использовании критерия оптимальности требуется получить наилучшие (максимальные или минимальные) значения показателя. Однако в случае векторного показателя стремление максимизировать одни и минимизировать другие альтернативные компоненты вектора q может привести к множеству его значений, не различимых по предпочтению. В связи с этим наибольшее распространение получили два способа задания множества G^mp\

• выделение множества значений векторного показателя q, не различимых по предпочтению;

• определение оптимального (минимального или максимального) значения одного из частных показателей вектора q при ограничениях, накладываемых на остальные показатели.

В первом случае выделяемое множество G_n значений показателя называется множеством Парето, и критерий оптимальности будет иметь вид:

q(h) G_n, h_n ,H,

где h_n — Парето-оптимальные значения характеристик исследуемого объекта.

Множество Парето G_n может представлять собой дискретную или непрерывную совокупность точек в соответствующем n-мерном пространстве, и его определение производится с помощью специальных методов, используемых при поиске Парето-оптимальных решений многокритериальных задач.

Во втором случае при минимизации частного показателя q1, задается следующим образом:

где h* — оптимальное значение характеристик исследуемого объекта.

В случае применения единственного скалярного показателя g(h) критерий оптимальности принимает вид

Множество G^mp в этом случае вырождается, как правило, в единственную точку, соответствующую минимальному значению данного показателя.

Основные требования при выборе критерия:

• поскольку критерий предназначен для сравнения, то он должен определять некоторый порядок на множестве альтернатив. Если критерий представляется функционалом, то это выполняется автоматически;

• каждый критерий должен иметь четкий физический смысл и отражать целевое предназначение системы.

резюме

1. Система — это множество составляющих единство элементов, их связей и взаимодействий между собой и между ними и внешней средой, образующее присущую данной системе целостность, качественную определенность и целеполагание.

Системой можно назвать только такое множество избирательно вовлеченных элементов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимосодействия элементов на получение конкретного результата. В систему входят только те элементы и только в таких взаимоотношениях, которые имеют значение в получении требуемого результата.

Система характеризуется состоянием и движением.

Состояние системы — совокупность состояний ее элементов, связей, взаимосвязей, взаимосодействий между ними. Состояние элемента — совокупность всех различных (конкретных) свойств элементов.

Движение системы — процесс последовательного изменения ее состояния.

Входы системы — различные точки приложения влияния (воздействия) внешней среды на систему.

Входами системы являются информация, вещество, энергия, которые подлежат преобразованию. Входные воздействия, изменяющиеся с течением времени, образуют входной процесс.

Выходы системы — различные точки приложения (воздействия) системы на внешнюю среду. Выходные величины, изменяясь с течением времени, образуют выходной процесс.

Обратная связь — то, что соединяет выход с входом и используется для контроля за изменением выхода. Единственное назначение обратной связи -изменение протекающего в системе процесса.

Процесс системы (переходный процесс системы) — множество преобразований начального состояния и входных воздействий в выходные величины, которые изменяются с течением времени по определенным правилам.

Ограничение системы — то, что определяет условия реализации процесса. Ограничения системы определяются целями и принуждающими связями, т.е. связями, определяющими границу системы и те требования, по которым она должна действовать. Под требованиями понимаются условие, положение, предписание, отражающие закономерности, порядок, отношение и взаимодействие характеристик, обязательных для выполнения.

2. Потребность является причиной создания системы, а альтернативный вариант ее реализации — конкретной целью ее достижения, т.е. потребность первична по отношению к цели. Система образуется после того, как выбран альтернативный вариант удовлетворения потребности, т.е. определена цель.

Цель — это конкретное представление о некоторой модели будущего результата, способного удовлетворить исходную потребность при имеющихся реальных возможностях, оцененных по результатам прошлого опыта. Цель выбирается из некоторого множества альтернатив, исходя из знаний исследователя, т.е. цель несет в себе элементы неопределенности. Наличие неопределенности в исходной модели требует оценки будущего результата.

3. Управление — непрерывный и целенаправленный процесс воздействия на объект управления, которым может быть отдельная личность, коллектив, технологическая установка и т.д. Управление есть процесс, а система управления — механизм, который обеспечивает этот процесс.

Система управления — совокупность двух взаимодействующих подсистем (управляющей и управляемой — объекта управления), образующих новую систему — систему управления. Этими составляющими могут быть руководитель и подчиненный, диспетчер и заводские цеха, человеческий мозг и управляемые им через нервную систему органы и т.д.

Управляющая подсистема — подсистема, формирующая управляющие воздействия.

Управляемая подсистема (объект управления) — подсистема, испытывающая на себе управляющие воздействия (управления).

Под законом управления понимают формирование (выработку решения) и реализацию управляющих воздействий (управлений), выбранных из множества возможных на основании определенной информации, обеспечивающей желаемое движение (функционирование, поведение) объекта к поставленной цели.

Эффективность управления системой рассматривается как степень достижения цели функционирования. Эффективное решение выбирается из множества решений с помощью правила, которое называется критерием (мерой) выбора решения.