Теория управления

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Тео́рия управле́ния — наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектами.

Основами теории управления являются кибернетика и теория информации.

Суть теории управления состоит в построении математической модели на основе системного анализа объекта управления (ОУ) и синтезе алгоритма управления (АУ) для получения желаемых характеристик протекания процесса или целей управления.

Данная область знаний хорошо развита и находит широкое применение в современной технике. В социально-экономических системах теория управления посвящена приёмам и методам анализа, прогноза и возможностям регулирования деятельности различных общностей людей (мирового сообщества, региональных объединений, наций, общественно-хозяйственных групп). Теория управления, как и любая наука, имеет свою методологию и методическое обеспечение. Однако в области естествознания и техники теория управления имеет гораздо больше успехов, чем в социально-экономической сфере, где, очевидно, действует ограничение, вытекающее из принципа — «система не может объяснить саму себя»[источник не указан 1013 дней].

История[править | править вики-текст]

Первое самоуправляемое устройство было построено Ктезибием из Александрии (примерно в 250 году до н. э.). Его водяные часы использовали сифон как регулятор потока воды. До этого изобретения считалось, что только живые существа способны модифицировать свое поведение в ответ на изменения в окружающей среде.

Следующим шагом в развитии саморегулирующихся систем управления с обратной связью стали термостат Корнелиуса Дреббеля (1572—1633), и центробежный регулятор паровой машины Джеймса Уатта (1736—1819).

Математическая теория устойчивых систем с обратной связью была разработана в XIX веке.

В связи с развитием паровых машин потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций.

Родоначальником непосредственно «математической теории управления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова — автора классической теории устойчивости движения (1892)[1].

Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН (созданный в 1939 как Институт автоматики и телемеханики (ИАТ) АН СССР) является одним из ведущих научных центров в стране по развитию и применению теории управления.

Определение и задачи[править | править вики-текст]

Кибернетика установила, что управление присуще только системным объектам. Для них характерно понижение энтропии, направленность на упорядочение системы.

Процесс управления можно разделить на несколько этапов:

  1. Получение и сбор новой информации.
  2. Добавление полученной информации в систему с уже существующими до этого (априорными) информационными модулями. Анализ и систематизация информации.
  3. Постановка на этой основе иерархии целей. Выбор метода управления или самоуправления системы, прогноз.
  4. Внедрение выбранного метода управления. Контроль за деятельностью структур в процессе управления, координация взаимодействия разных структур. Оценка эффективности выбранного метода управления (обратная связь).
  5. Ликвидация существующих структур в случае ненадобности или поддержание их в работоспособном состоянии до следующего использования.

Вектор текущего состояния соответствует первому этапу получения и накопления информации об окружающей среде, на основе чего создаётся модель среды. Вектор цели задаёт управление системой в заданном направлении . Вектор ошибки, как разность вектора цели и вектора текущего состояния, позволяет оценивать качество управления и корректировать управление процессом или системой.

Конечной целью теории управления является универсализация, а значит, согласованность, оптимизация и наибольшая эффективность функционирования систем.

Методы управления[править | править вики-текст]

Методы управления, рассматриваемые теорией управления техническими системами и другими объектами, базируются на трёх фундаментальных принципах:

  1. Принцип разомкнутого (программного) управления
  2. Принцип компенсации (управление по возмущениям) — такие системы управления применяются при ограниченном диапазоне изменений внешней среды, в зависимости от полноты информации о внешней среде системы управления по возмущениям могут обладать важным свойством: управление по возмущениям с полной информацией обеспечивает полную компенсацию воздействий внешней среды. Системы, в которых достигается полная компенсация, называются инвариантными. В них управляющее воздействие поступает в объект управления одновременно с воздействием внешней среды, нейтрализуя его. Однако в открытых системах предусмотреть все возможные возмущения затруднительно. Кроме того, функциональные зависимости между возмущающими и управляющими воздействиями могут быть неизвестны. Поэтому управление по возмущениям с неполной информацией приводит к накоплению ошибок.
  3. Принцип обратной связи.

Управление можно разделить на два вида:

  • стихийный: воздействие происходит в результате взаимодействия субъектов (синергетическое управление);
  • сознательный: планомерное воздействие объекта (иерархическое управление).

По характеру обратных связей:

  1. Программное управление (обратные связи отсутствуют)
  2. Программно-адаптивное управление. Обратные связи в системе с программно-адаптивным управлением замыкаются через прошлое.
  3. Управление по схеме "предиктор-корректор". В такой системе часть обратных связей замыкается через прогнозируемое будущее. Системы, осуществляющие управление по схеме "предиктор-корректор", осуществляют опережающее моделирование процессов внутренней и внешней среды.

При иерархическом управлении цель функционирования системы задается её надсистемой.

Различают структурное управление, в котором явно преобладает иерархический принцип организации и информация передаётся директивно-адресным путём, и бесструктурное управление, базирующееся на сетевом принципе организации и статистическом распространении информации среди элементов системы.

Примеры современных методов управления:

Классификация[править | править вики-текст]

Имеются следующие наиболее общие подходы к теории управления:

  • Процессный подход основывается на идее существования некоторых универсальных функций управления.
  • Системный подход сложился на базе общей теории систем: система — это некая целостность, состоящая из взаимозависимых подсистем, каждая из которых вносит свой вклад в функционирование целого.
  • Ситуационный подход рассматривает любую организацию как открытую систему, постоянно взаимодействующую с внешней средой, следовательно, и главные причины того, что происходит внутри организации, следует искать вне её, то есть в той ситуации, в которой она реально функционирует.
  • Универсальный подход сложился на базе научной школы универсологии, Теории универсального управления, теории переходных процессов, теории относительности сознания, и рассматривает любую систему в совокупности ее вертикальных и горизонтальных связей.
  • Субстратный подход, основанный на структурной оптимизации стратегии и принимаемых решений посредством выявления субстратов (ключевых моментов оптимизации) в значимых классах информационного контекста управленческой ситуации. Процесс построения такой структурно-субстратно-оптимальной стратегии называют структурной оптимизацией.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Философия управления обществом, провинцией, фирмой в этнокультурном и реформационном аспектах в теории и методологии субстратного подхода / Отв. ред. А. А. Гагаев, А.А. Румянцев. — Саранск, 2009 год. — С. 79, 324, 340, 366. — 696 с. — 150 экз. — ISBN 978-5-98344-094-4.